DE956705C - Relais zur Ausloesung eines Schalt- oder Steuervorganges nach einer einstellbaren laengeren Zeitspanne - Google Patents

Description

• Relais zur Auslösung eines Schalt- oder Steuervorganges nach einer einstellbaren längeren Zeitspanne Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Relais zu schaffen, das einen `Schalt- oder Steuervorgang nach einer einstellbaren längeren- Zeitspanne zur Auslösung bringen soll. Zu diesem Zweck sollen keine Uhrwerke und auch keine anderen irgendwie ein Geräusch verursachenden Mittel Verwendung finden. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß für das Einstellen der Ansprechzeit des Relais von der physikalischen Erscheinung der Diffusion Gerbrauch gemacht wird. Erfindungsgemäß ist die Ansprechzeit des neuen Relais bestimmt durch die Diffusion eines Mediums in ein anderes. Da die Diffusion zwischen festen Körpern nur überaus langsam vor sich geht, sind live .hierbei: erzielbaren Ansprechzeiten so groß, daß die Anwendung dieser Lösungsart nur sehr selten in Frage kommen dürfte. Nachstehend sollen daher ausführlicher die Fälle behandelt werden, bei. denen die erzielbare Ansprechzeit noch innerhalb eines Zeitraumes liegt, der für die Lösung praktisch vorkommender Aufgaben besonders in Frage kommt. Diese Forderung wird z. B. erfüllt von einem Relais, für dessen Ansprechzeit die Diffusion von Wasserdampf in Luft benutzt wird. Geeignet sind ferner Relais, bei denen von der Diffusion von Luft 3n Wasser Gebrauch gemacht wird. -Besondere Vorteile ergeben sich, wenn man zur Lösung der ' vorbeschrieb;enen Aufgabe Relais benutzt, deren Ansprechzeit durch die Diffusion eines festen Körpers in einer Lösung bestimmt ist.
• Nachstehend sollen an Hand der Zeichnung mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert werden. In Fig. i ist eine Einrichtung dargestellt, bei der z. B. von der Diffusion von Wasserdampf in Luft Gebrauch gemacht wird. Innerhalb einer 'Schutzhülle i ist ein. um die Achse 2 drehbares Gefäß 3 derart gelagert, daß der Schwerpunkt des Gefäßes unterhalb seines Drehpunktes liegt. Das Gefäß 3 ist durch ;eine von einer Kapillare durchdrungenen Trennwand 4 in zwei Kammern unterteilt. Die Kammer 5 enthält eine Salzlösung 6, während die Kammer 7 mit einem Wasser chemisch bindenden Mittel, z. B. gebrannten Gips 8, angefüllt ist. Der Gips 8 wird in die Kammer 7 durch die durch die Schraube 9 verschlossene öffnung !eingebracht, während die Füllung der Kammer 5 mit der Salzlösung 6 durch die durch die 'Schraube i o verschlossene öffnung möglich ist. An der Verschlußschraube-io ist ein Verriegelungsglied i i befestigt, das die an der Trennwand 4 befestigte Kapillare 12 verschließt. Die Kapillare reicht in die Kammer 7 hinein. Wird z. B. durch eine Drehung - der Verschlußschraube io oder auch in anderer Weise die Verriegelung freigegeben, dann wird der Wasserdampf der Salzlösung 6 durch die Kapillare 12 nach der Kammer 7 diffundieren. Der gebrannte Gips wird durch die Aufnahme von Wasserdampf in seinem Gewicht zunehmen. Die anfangs im stabilen Gleichgewicht befindliche Einrichtung wird infolge dieser Gewichtsverlagerung nach einer größeren Zeitspanne kippen, und durch die Drehbewegung des Gefäßes wird entweder ein Kontaktpaar 13 geschlossen oder rein mechanisch irgendeine Auslösung oder ein Steuervorgang veranlaßt. Da die Diffusion des Wasserdampfes der 'Salzlösung nur sehr langsam vor sich geht, ist es damit möglich, ein Relais zu-schaffen, das je nach der Bemessung der Kapillare nach einer längeren oder kürzeren Zeitspanne anspricht. Hierbei ist besonders zu erwähnen, daß dieser Vorgang vollkommen geräuschlos vor sich geht.
• Eine abweichende Anwendung des Erfindungsgedankens zeigt,die Ausführungsform gemäß Fig. 2, bei der von der Diffusion von -Luft in Wasser Gebrauch gemacht wird, um z. B. die Ansprechzeit eines Relais zur Einleitung eines elektrischen'Schaltvorganges festzulegen. Innerhalb ,eines. allseitig geschlossenen, gegebenenfalls aufgehängten Gefäßes 21 befindet sich Wasser oder zum Schutz gegen das Einfrieren eine Salzlösung 22. In dieser Salzlösung .schwimmt ein unten offener und beschwerter Zylinder 23, der an seiner oberen Deckplatte einen aus Isoliermaterial bestehenden Sperrstift 24 trägt: Dieser Sperrstift hält zunächst die Kontaktfedern 25,26 des iSteuerkontaktes auseinander. Wie aus der Zeichnung ersichtlich; befindet sich oberhalb der in dein Zylinder 23 eingedrungenen 'Salzlösung ein Luftraum 27. Über der 'Salzlösung des Gefäßes 21 ist der Luftraum 28, dessen Höhe durch den Druck und die in dem Gefäß belassene Luftmenge bestimmt ist. Die Luftsäule 27 innerhalb des Zylinders steht unter einem höheren Druck als der Luftraum 28 über der Salzlösung des Gefäßes 21. Infolge dieses Druckunterschiedes diffundiert die Luft aus dem Raum 27 durch die Lösung hindurch in den Raum 28. Die Folge hiervon ist, daß der Zylinder 23 langsam sinkt. Der Sperrstift 24 gleitet hierbei zwischen den Kontaktfedern 25 und 26 entlang und in dem Augenblick, in dem der Zylinder 23 genügend gesunken ist, schlagen die beiden Kontaktfedern 25 und 26 zusammen und schließen damit den Steuerstromkreis. Auch dieses Relais arbeitet vollkommen geräuschlos und seine Ansprechzeit kann durch geeignete Abstimmung der Luft und Wassermengen eingestellt werden.
• Eine weitere Möglichkeit für die Anwendung des Erfindungsgedankens besteht darin, daß man die Diffusion eines festen Körpers in eine Flüssigkeit ausnutzt. Eine Anordnung, die in dieser Weise arbeitet, zeigt die Ausführungsform gemäß Fig.3. Das geschlossene Gefäß 31 enthält eine schwergefrierende Lösung 32, z. B. wäßrige Natronlauge. Der Luftraum 33 über der Lösung steht unter überdruck. Das geschlossene Gefäß 33 isst durch ein Kapillarrohr 34 mit einem elastisch ausgebildete Raum 35 verbunden, .dessen eingeschlossene Luft unter einem geringeren Druck steht als die Luft über der Lösung 32. Durch das Gefäß 31 ragt eine Stellschraube 36, durch deren Verdrehen der Durchtrittsweg 37 der Lösung innerhalb des Kapillarrohres vergrößert oder verkleinert werden kann. Das Kapillarrahr selbst ist gegenüber dem elastischen Raum durch festes Natriumhydroxyd (NaOH) abgeschlossen, weshalb die Verbindung zwischen dem 'Gefäß 31 und dem elastischen Raum 35 so lange geschlossen bleibt, bis der Verschlußkörper 38 in die wäßrige Lösung 32 diffundiert ist. Dies geht nur sehr langsam vor sich, da die Lösung im Kapillarrohr immer hochgesättigt und der Diffusionsweg eng und lang ist. Sobald die wäßrige Lösung das feste Natriumhydroxyd aufgenommen hat, wird die Verbindung zwischen dem unter Überdruck stehenden Gefäß 31 und dem unter geringerem Druck stehenden elastischen Gefäß 3 5 frei, die Lösung strömt in das. elastische Gefäß und verformt dieses hierbei. Hierdurch wird die Abdeckplatte 39 des elastischen Gefäßes 31 nach unten bewegt und schließt das Kontaktpaar 40, durch das die Auslösung veranlaßt wird. Durch die Stellschraube 36 kann die durch die Kapisllare 34 diffundierende Menge des festen Stoffes verändert werden. Man hat es mithin also in der Hand, die Ansprechzeit des Relais beliebig einzustellen, denn je enger z. B. der .Durchtrittsquerschnitt für die Lösung gemacht wird, um so längere Zeit wird beansprucht, biss diese in der Lage ist, den fegten Körper 38 zu lösen. Das vorgeschilderte Relais ist in jeder Lage wirksam. Außerdem arbeitet es ebenso wie die beiden vorheschrlebenen völlig geräuschlos und bietet darüberhinaus die Möglichkeit, seine Ansprechzeit in bequemer Weise, nämlich einfach durch Drehen der Stellschraube 36, einzustellen.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Relais zur Auslösung eines Schalt- und Steuervorganges nach einer einstellbaren längeien Zeitspanne, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechzeit des Relais durch die Diffusion eines Mediums in en anderes bestimmt ist.
2. 2. Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechzeit des Relais durch die Diffusion des Dampfes einer Flüssigkeit in ein Gas z. B. von Wasserdampf in Luft festgelegt ist.
3. 3. Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechzeit des Relais durch die Diffusion eines Gases in eine Flüssigkeit, z. B. von Luft durch Wasser, bestimmt ist. q..
4. Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einstellen der Ansprechzeit des Relais die Diffusion eines festen Mediums in ein flüssiges 'benutzt wird.
5. 5. Relais nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserdampf einer in einem geschlossenen, unterhalb seines Schwerpunktes drehbar gelagerten oder aufgehängten Gefäß befindlichen 'Salzlösung nach Freigabe einer Verriegelung durch eine Kapillare in die freie Luft gelangt oder in einen um die gleiche Achse drehbaren geschlossenen Raum diffundiert, wo er chemisch gebunden wird, wodurch in beiden Fällen eine Gewichtsverlagerung eintritt, die eine Drehbewegung erzeugt und damit die Auslösung des Schalt- oder Steuervorganges veranlaßt.
6. 6. Relais nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem geschlossenen, teilweise mit einer Salzlösung angefüllten Hüllgefäß .ein unten offener und beschwerter Zylinder schwimmt, der über seiner Salzlösung eine Luftsäule einschließt, die unter höherem Druck steht als die Luftsäule über der 'Salzlösung !des Hüllgefäßes, weshalb die Luft im Zylinder in die !Salzlösung diffundiert und der Zylinder langsam absinkt und hierbei ein von diesem getragener 'Sperrstift aus Isoliermaterial die Verriegelung eines Kontaktpaares freigibt. .
7. 7. Relais nach Anspruch i und q., dadurch gekennzeichnet, daß ein geschlossenes, eine Lösung, z. B. Natriumhydroxyd, enthaltendes und unter Überdruck stehendes Gefäß mit einem elastisch ausgebildeten, unter einem geringen Druck stehenden Raum durch eine regelbare Kapillare verbunden ist, die festes Natriumhydroxyd enthält, das die Verbindung zum elastischen Raum so lange geschlossen hält, bis das feste Natri:umhydroxyd in die wäßrige Lösung diffundiert ist, wodurch ein Druckausgleich eintritt, der .den elastischen Raum verformt und dadurch ein Kontaktpaar schließt.