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Vorrichtung zur fortlaufenden Überwachung mechanischer oder elektrischer
Anlagen Die Erfindung betrint eine Vorrichtung zur fortlaufenden Überwachung mechanischer
oder elektrischer Anlagen, die zwei Gleichgewichtszustände einnehmen können, von
denen der eine eingenommen wird, wenn von einer mit dem Eingang der Anlage verbundenen
Abtastvorrichtung der Eintritt eines bestimmten Ereignisses festgestellt wird, und
der andere, wenn die Abtastvorrichtung dieses Ereignis nicht feststellt, und wobei
zwecks Kontrolle der ordnungsgemäßen Betriebsfähigkeit der Abtastvorrichtung und
der mit ihr verbundenen Anlage das festzustellende Ereignis von der Anlage selbst
erzeugt werden kann.
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Bei lichtelektrischen Anordnungen hat man bereits die Betriebsfähigkeit
dadurch zu prüfen vorgeschlagen, daß ihr lichtempfindlicher Teil vorübergehend in
den Zustand versetzt wird, bei dem bei fehlerfreiem Zustand der Anordnung die Betätigung
der Anzeigevorrichtung od. dgl. erfolgt, und Schalteinrichtungen vorgesehen, die
gleichzeitig mit den diese Zustandsänderung herbeiführenden Mitteln betätigt werden,
und deren Betätigung bewirkt, daß bei fehlerfreiem Zustand der Anordnung an der
Anzeigevorrichtung od. dgl. die entgegengesetzte Wirkung hervorgerufen wird, als
sie bei gleichem Belichtungszustand und fehlerfreiem Zustand der An--ordnung hervorgerufen
wird, wenn die Kontrolleinrichtung nicht eingeschaltet ist. Solche lichtelektrischenAnordnungen
sind während ihrerüberpräfung nicht betriebsfähig, wodurch eine empfindliche Beeinträchtigung
ihrer Anwendbarkeit namentlich dann bedingt ist, wenn es sich um die Kontrolle auch
kurzzeitiger Ereignisse oder solcher, auf deren allerschnellste Feststellung es
entscheidend ankommt, handelt, wie dies heute nahezu die Regel ist.
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Der Erfindung liegt im Gegensatz zu den vorerwähnten bekannten lichtelektrischen
Anlagen die Aufgabe zugrunde, eine während der gesamten Betriebsdauer wirksame Überwachung
der Anlage zu gewährleisten, ohne daß dabei eine Unterbrechung ihrer Betriebsbereitschaft
erforderlich wäre, und die Anzeige oder sonstige Femwirkung des Eintritts des zu
überwachenden Ereignisses ohne den geringsten Zeitverlust zu ermöglichen.
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Diesen Bedingungen genügt auch ein früherer Vorschlag nicht, nach
dem eine Selbstsicherung fotoelektrischer Schutz- und Steuereinrichtungen durch
eine mit dem Arbeitsvorgang synchron erfolgende Überprüfung angestrebt wurde, die
vor jedem Arbeitsspiel stattfand. Auch hier findet die Prüfung der Anlage nicht
während des Betriebes, sondern vor jedem Arbeitsgang statt.
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Durch die Erfindung werden die vorerwähnten Mängel der bekannten
Überwachungsvorrichtungen vermieden; dies geschieht dadurch, daß bei einer Vorrichtung
von der eingangs gekennzeichneten Art schalterartige Mittel vorgesehen sind, die
ständig, in regelmäßigen Abständen, Betätigungsmittel einschalten und damit periodisch
eine das zu überwachende Ereignis vortäuschende Zustandsänderung hervorrufen und
eine nachfolgend angeordnete Alarmvorrichtung in Tätigkeit tritt, sobald die periodische
Zustandsänderung ausbleibt.
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Die Erfindung, die einer sehr umfassenden Anwendung auf zahlreichen
Gebieten der Technik und verschiedener zweckmäßiger allgemeiner Weiterbildungen
fähig ist, wird in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung in Anwendung
auf eine beschränkte Anzahl von Anwendungsbeispielen erläutert.
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Fig. 1 ist ein kombiniertes Schaubild in aufgeschnittener Perspektive
mit schematischem Schaltbild der Vorrichtungen und Stromkreise in tJbereinstimmung
mit einer bevorzugten Bauweise der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 A ist ein Schnittbild
in vergrößertem Maßstabe entlang der Linie lA-lA der Fig. 1, gesehen in Richtung
der Pfeile; Fig. 2, 3 und 4 sind gleichartige Ansichten von Abänderungen an Vorrichtungen
und Stromkreisen der Fig. 1;
Fig. 5 bis 8 und 10 sind gleichartige
Ansichten von Abänderungen, besonders angepaßt zum Nachweis der Fläche, beispielsweise
eines Flüssigkeitsspiegels, oder des Rauminhaltes bei zahlreichen verschiedenen
Arten von Anzeige- oder Begrenzungsmechanismen; Fig. 9 ist eine gleichartige Ansicht
einer Abänderung, insbesondere angepaßt zur Feststellung des Druckes; Fig. 11 bis
13 sind gleichartige Ansichten von Abänderungen, die sich auf die Feststellung der
Temperatur beziehen; Fig. 14 ist ein schematisches Schaltbild einer Anlage, die
die vorliegende Erfindung benutzt und zur Feststellung elektromagnetischer Ausstrahlung,
wie Wärme oder Lichtwellen, angewendet werden kann; Fig. 15 und 16 sind gleichartige
Ansichten von Abänderungen, angepaßt zum Feststellen der Betriebsfähigkeit von Eisenbahn-Signalanlagen,
und Fig. 17 ist ein gleichartiges Schaubild von einer Abänderung der Erfindung für
eine Anlage zur Feststellung radioaktiver Ausstrahlung.
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Weil, wie im vorher Gesagten dargelegt, diese Erfindung bei jeder
Art elektrischer, elektronischer, mechanisCher und elektromechanischer Anlagen gebraucht
werden kann und, wie später bewiesen wird, die Erfindung vollkommen unabhängig ist
von der Art der angewandten Vorrichtung, versteht es sich von selbst, daß es nur
dem Zwecke der Erklärung dient, wenn ein besonderes Schaltbild oder ein anderes
Detail im folgenden erörtert und in Verbindung mit einer bestimmten Figur der Zeichnung
erläutert wird. Weiterhin versteht es sich, daß alle diese Schaltungen und Details
in gleicher Weise unmittelbar in allen anderen Figuren der Zeichnungen benutzt werden
können.
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In der Fig. 1 ist die Erfindung zunächst dargestellt, wie sie zur
Feststellung eines Flüssigkeitsspiegels dient. Eine wichtige Verwendung von Flüssigkeitsspiegel-Regelvorrichtungen
besteht bei Heizungs-oder Verbrennungssystemen, bei denen das Erreichen eines Niedrigwasserzustandes
im Kessel einen Mechanismus in Bewegung setzen soll, der entweder die Brennstoffzufuhr
für die Heizung oder den Brenner abschaltet oder der zusätzliches Wasser dem Kessel
zuführt. Heutzutage verwenden die Niedrigwasser-Brennstoff-Abschaltsysteme eine
Schwimmerkammer9, in welche Wasser eingelassen wird, um durch den Wasserstand in
der Schwimmerkammer 9 den Wasserstand in dem Wasserkessel des Brennersystems 99
anzuzeigen. Innerhalb der Schwimmerkammer 9 ist ein röhrenförmiger, luftdichter
Schwimmer 1 angeordnet, der über einen Arm 3 innerhalb eines Balges 7, drehbar um
einen festen Drehzapfen 5 gelagert ist. Mit Hilfe eines Ringes 13 ist der Balg an
der Wand der Kammer 9 befestigt. Die Dehnbarkeit des Balges 7 eriaubt freie, ungehinderte
Bewegung des Schwimmers 1 nach unten und ---nach oben um den Drehzapfen 5 beim Reagieren
auf den veränderlichen Wasserspiegel 11 in der Schwimmerkammer 9. Während der Arm
3 sich als Folge der Bewegung des Schwimmers 1 nach unten oder oben dreht, dreht
er gleichzeitig eine Schwingplatte 15, die ihn mit dem festen Drehzapfen 5 verbindet.
Die Schwingplatte 15 trägt an ihrem oberen und unteren Ende Kolben 17 und 19, welche
auf drehbare Begrenzungsschalter 33 einwirken und dabei dazugehörige Kontakte 35
öffnen bzw. schließen. Bei vor-
bekannten Vorrichtungen kann die Betätigung der Schalter
33 als Folge der Bewegung des Schwimmers 1 einen elektrischen Stromkreis schalten,
der den Wasserzufluß in den Kessel ausschaltet, wenn der Wasserspiegel einen vorher
festgelegten, oberen Stand erreicht hat, oder kann den Zufluß von Wasser in den
Kessel oder das Abschalten des Betriebsstoffes vom Brenner bewirken, wenn der Wasserspiegel
eine vorher festgelegte, untere Grenze erreicht hat. Sollte der Schwimmer 1 verklemmt
oder sonstwie unwirksam werden oder sollten die Schalter oder Kontaktteile 33, 35
korrodieren oder sonstwie fehlerhaft werden oder sollte ein Versager eintreten in
dem elektrischen Stromkreis, der mit dem Schalter und den Kontaktteilen verbunden
ist, so könnten die beabsichtigten Wirkungen nicht zustande kommen. Auf Grund all
dieser Bedingungen sind die Niedrigwasser-Abschaltanlagen der heutigen Zeit nicht
genügend sicher.
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Auf der anderen Seite kann bei der vorliegenden Erfindung kein Zustand
der Unsicherheit eintreten, ohne daß er nicht sofort und automatisch entdeckt werden
würde. Dieses Ergebnis wird erreicht durch ein dauernd periodisches Vortäuschen
des Erreichens der vorher festgelegten Grenzen, auf welche der Flüssigkeitsspiegel-Anzeigerschwimmer
1 und die Begrenzungsschalter 33 ansprechen sollen, wobei die periodische Vortäuschung
ständig zur Prüfung der elektrischen und mechanischen Betriebsfähigkeit des gesamten
Systems benutzt werden kann. Während an sich die Erfindung in gleicher Weise auf
die oberste Spiegelgrenze oder auf die unterste Spiegelgrenze oder auf beide oder
auf jeden dazwischenliegenden Spiegel angewendet werden kann, wird im folgenden
die Einstellung auf die Unterste-Spiegel-Grenze näher beschrieben. Wie in Fig. 1
ersichtlich, wird die Vortäuschung des Erreichens der Niedrigwasser-Abschaltgrenze
durch die Erregung einer elektromagnetischen Spule 37 bewirkt. Diese Erregung schiebt
einen Anker 39 abwärts, der gleichzeitig einen Kolben 47 abwärts drückt. Dieser
Kolben 47 ist bei 45 isoliert mit dem Anker 39 verbunden. Der Kolben 47 ist dabei
so eingestellt, daß er den Schwimmer 1 in dieselbe Ebene hinabdrückt, die er erreichen
würde, wenn der wirkliche Wasserspiegel bis zu der vorher festgelegten Niedrigwassergrenze
in der Schwimmerkammer 9 fallen würde. Auf diese Weise ruft er einen vorgetäuschten
Zustand des Erreichens der Niedrigwassergrenze hervor. Der den Schalter bewegende
Kolben 19 wird daher, bezogen auf Fig. 1, nach rechts bewegt und zwingt den Schalter
33, die Kontakte 35 zu einem später beschriebenen Zweck zu schließen.
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Der Prüfstromkreis in Fig. 1 wird aus einer Wechselstromnetzleitung
21 über einen Gleichrichter 23 gespeist. Jede andere Stromquelle kann natürlich
in ähnlicher Weise verwandt werden. Ein Kondensator zur Energiespeicherung 25, der
über die Leitungen 27, 31, den Gleichrichter 23 und eine Ladedrossel 29 an die Netzanschlußleitung
21 angeschlossen ist, wird in dem Stromkreis aufgeladen. Der Kondensator 25 liefert
Energie an einen weiteren Kondensator 49, wenn ein drehbar gelagerter Schalter 51
einen Kontakt 53 berührt, wie in der Fig. 1 ersichtlich. Der Kondensator 49 wird
so aus dem Speicherkondensator 25 über einen Ladestromkreis, der von der linken
Anschlußklemme des Kondensators 25 zu einer Leitung 57, durch einen Ladewiderstand
59 und den
Kondensator 49 über den Schalter 51 und den Kontakt 53
an die rechte Anschlußklemme des Kondensators 25 zurückführt, aufgeladen.
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Befindet sich der Schalter 51 in der abgebildeten Stellung, legt
sich ein weiterer drehbar gelagerter Schalter 61 zur gleichen Zeit gegen den Kontakt
63.
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Wechselstromenergie wird von einem anderen Netzanschluß 65 durch einen
einfachen LeitungsschalterS in eine Leitung 67 geführt und durch die Leitungen 69,
71, die untereinander verbunden sind durch Schalter 61 und Kontakt 63, in den vorher
erwähnten Elektromagneten37 geführt, um diesen zu erregen.
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Dabei wird der Schwimmer 1 zu dem vorgetäuschten Niedrigwassergrenzspiegel
hinuntergedrückt. Die drehbaren Schalter 51 und 61 werden von einem Anker 73 getragen,
der zu einem weiteren Relais oder Elektromagneten 75 gehört. Normalerweise wird
dieser Anker 73 in der erläuterten Stellung von einer Spiralfeder 77 festgehalten.
Natürlich können auch andere Arten von Relais oder Schaltmechanismen angewandt werden.
Wenn, wie vorher erläutert, durch das Erregen des Elektromagneten 37 der Zustand
einer vorgetäuschten Niedrigwasser-Abschaltstellung hervorgerufen und durch das
Herabdrücken des Schwimmers 1 bis zur untersten Grenze der Schalter 33 gegen den
Kontakt 35 geführt wird, dann wird ein weiterer Kondensator 79 in einem Stromkreis
aufgeladen, der von der rechten Anschlußklemme des Speicherkondensators 25 über
die Leitung 81 über den Kondensator 79, einen weiteren Ladewiderstand 83 und einen
Kondensator 85 zum Schalter 33 und Kontakt 35 und von dort zurück über eine Leitung
87 und die Leitung 57 zur linken Anschlußklemme des Kondensators 25 verläuft. Weil
dieser Kondensator 79 parallel zur Relaisspule 75 liegt, wird diese Relaisspule
ebenfalls erregt. Diese Erregung verursacht eine Aufwärtsbewegung des Ankers 73,
dieser löst den Schalter 61 von dem Kontakt 63 und macht dadurch die Elektromagnetspule
37 stromlos. Der Schwimmer 1 bewegt sich daraufhin als Folge des Wasserauftriebes
bis zum augenblicklichen tatsächlichen Wasserspiegel 11 in der Schwimmerkammer 9
nach oben, wobei er den Schwinghebel 47 wieder nach oben dreht. Der Schalter 51
wird ebenfalls durch die Aufwärtsbewegung des Ankers 73 nach oben geführt und berührt
den oberen Kontakt 55, wodurch Energie von dem geladenen Kondensator 49 in eine
weitere Steuerrelaisspule 89 gelangt. Diese Spule 89 ist vorzugsweise ein verzögert
ansprechendes Relais, das durch einen Parallelkondensator 91 während einer bestimmten,
festgelegten Zeitspanne erregt wird, wie später erklärt wird. Der Anker 93 der Spule
89 hält einen drehbar gelagerten Schalter 95 in Berührung mit dem Kontakt 97 und
erlaubt damit, daß der Brenner 99 aus dem Netzanschluß 65 über einen Stromkreis
gespeist wird, der von der rechten Anschlußklemme der Netzleitung65 über eine Leitung
103 zum und durch den Brenner 99 zu dem Kontakt 97, weiter über den Schalter 95
und die Leitung 101, durch den Schalter S bis zu der linken Anschlußklemme der Netzleitung
65 verläuft. Solange die Relaisspule 89 erregt wird, kann also der Brenner 99 arbeiten.
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Die Rückkehr des Schwimmers 1 aus der Stellung des vorgetäuschten
Niedrigwasserspiegels öffnet jedoch den Schalter 33 von dem Kontakt 35 und macht
daher die Relaisspule 75 stromlos. Die Feder 77 bewegt dann den Anker 73 in die
dargestellte
Lage zurück und schließt dabei den Schalter 61 mit dem Kontakt 63 und
erregt wieder den Elektromagneten 37, um so erneut den vorgetäuschten Niedrigwasserzustand
hervorzurufen und zu gleicher Zeit, wie vorher erläutert, den Kondensator 49 wieder
aufzuladen. Die Schalter 51 und 61 des Relais 75 werden auf diese Weise periodisch
vor und zurück bewegt, da ja der Schwimmer 1 in dauernd wiederkehrenden Perioden
zur vorgetäuschten Niedrigwassergrenze hinunter bewegt wird und dann wieder zum
wirklichen Wasserspiegel zurückkehrt. Das pulsierende Signal, das durch diesen periodischen
Betrieb hervorgerufen wird, dient als ein wiederkehrendes Kontrollsignal für einen
Zeitraum, der im wesentlichen gleich groß oder kleiner ist als die stromlose Zeit
der Relaisspule 89, etwa von einmal alle 3 oder 4 Sekunden bis zu einmal alle 30
oder 60 Sekunden. Die Laststeuerrelaisspule 89 wird während des ganzen Zyklus dieses
Vorgangs unter Strom gehalten und hält daher den Brenner 99 unter Energie.
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Jedes mögliche Versagen eines Einzelteiles, entweder des Schwimmers
1, der den Wasserspiegel anzeigt, des Begrenzungsschalters 33, der elektromagnetischen
Spule 37 oder irgendeines Teiles des Kontrollstromkreises, der letztlich in die
Laststeuerrelaisspule 89 führen muß, hat eine Entregung des Relais 89 zur Folge,
und zwar zu einer Zeit nach dem Eintreten des Versagens, die gleich ist dem vorher
erwähnten, festgelegten Zeitraum. Solch eine Entregung des Relais 89 dreht den Schalter
95 unter dem Druck der Rückholfeder 105 bis zum Eingreifen in den Kontakt 107 aufwärts.
Dadurch wird der Strom über die Leitung 101, durch den Schalter 95 und die Leitung
107 zu einer Anzeigelampe 109 oder sonst einer Alarmvorrichtung geführt, die dadurch
aus dem Netz 65 unter Strom gesetzt wird. Andere Arten von Sicht-, Hör-, Alarm-
oder sonstige Anzeigevorrichtungen können auf ähnliche Weise gesteuert werden. Auch
können Steuerspannungen oder -ströme, die ein unrichtiges Arbeiten des Systems anzeigen
sollen, in bekannter Weise aus den punktiert gezeichneten Leitungen 111 gespeist
werden. Dieselben Überlegungen gelten auch für die in diesem Zusammenhang möglichen
anderen Ausführungsformen der Erfindung. Der Ausdruck »anzeigen« allerdings, wie
er in den Beschreibungen und den Patentansprüchen verwendet wird und wie er im hier
folgenden genauer erklärt werden soll, soll nicht allein Schau- oder Hörzeichen
umfassen, sondern soll auch Anzeigen umfassen, die dadurch sichtbar werden, daß
die Betriebsfähigkeit einer Vorrichtung, wie sie ein Kontrollapparat darstellt,
beeinträchtigt oder die Vorrichtung abgeschaltet wird. In der Tat bewirkt in Fig.
1 das Inbetriebsetzen der Anzeigevorrichtung 109, daß gleichzeitig der Brenner 99
abgeschaltet oder unwirksam gemacht wird. Dies ist ein Ergebnis der unterbrochenen
Verbindung zwischen dem Schalter 95 und dem Kontakt 97.
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Daher wird in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung beim
Erreichen eines vorher festgelegten Niedrigwasserspiegelzustandes der Brenner 99
ausgeschaltet oder jede andere gewünschte Handlung ausgeführt, wie sie das Inbetriebsetzen
des Alarms 109 oder des Kontrollstromkreises 111 darstellt, um Kontrollvorrichtungen
zu betätigen, damit mehr Wasser in den Kessel zugeführt wird. Durch das Verfahren,
fortlaufend wiederholend den Niedrigwasserzustand vorzutäuschen, werden ferner der
den Wasserstand
anzeigende Schwimmer 1 und der Begrenzungsschalter
33 laufend auf ihre Betriebsfähigkeit geprüft. Die periodische Vortäuschung steuert
in der Folge die gleichlaufende periodische Aufladung und Entladung eines elektrischen
Steuerkreises. Wird der Elektromagnet37, der das vorgetäuschte Signal veranlaßt,
auf Grund dessen der Schwimmer 1 in die Niedrigwasser-Stellung hinabgedrückt wird,
als der Eingang des Systems und das Lastrelais 89 als der Ausgang des Systems angesehen,
dann ist eine Steuerung des Eingangs als Folge der Rückgewinnung eines geschalteten,
pulsierenden oder zerhackten Steuersignals in dem Ausgang entsprechend der periodisch
vorgetäuschten Bewegung des Schwimmers 1 vorhanden. Dies kann als eine Art von Rückkopplungssteuerung
von dem Ausgang auf den Eingang angesehen werden. Mit den ihr innewohnenden Eigenschaften
prüft sie laufend die Schaltung auf richtige Funktion in allen Teilen des Systems.
Daher kann man immer sicher sein, daß beim tatsächlichen Eintreten des gefährlichen
Niedrigwasserzustandes sowohl der Anzeigemechanismus als auch der gesamte Steuerkreis
sich in vollkommen betriebsfähigem Zustand befinden und daher reagieren können.
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Natürlich ist es nicht nötig, daß die besondere Schaltanordnung,
wie sie in Fig. 1 angegeben ist, bei der Anwendung der Erfindung verwendet werden
muß. Eine große Anzahl von Abänderungen, Austauschmöglichkeiten und Variationen
werden sich sofort dem Fachmann bieten. Statt das Laststeuerrelais 89 anzuwenden,
kann auch beispielsweise die Energie aus dem Kondensator 49 in die Spule 89 (Fig.
2) geschickt werden, die auch als Primärspule eines Ausgangstransformators 110 dienen
kann. Eine mitwirkende Sekundärspule 113 kann eine Anzeigelampe 109 mit Energie
versorgen, um die richtige Arbeitsweise des Systems anzuzeigen, und der Brenner
99 kann durch eine weitere, mitwirkende Sekundärspule 115 mit Energie versorgt werden.
In einem solchen System würde es vorzuziehen sein, den Schwimmer 1 mit einer Frequenz
auf und nieder schwingen zu lassen, die hoch genug ist, um die Sekundärspulen 113
und 115 des Transformators 110 zu erregen. Dort, wo ein großer Transformatorenstrom
erwünscht ist, kann der Kondensator 49 durch eine Batterie oder eine andere nicht
dargestellte Stromquelle ersetzt werden.
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Es ist auch möglich, wie an einem anderen Beispiel gezeigt werden
soll, nur ein einziges Relais 75 anzuwenden, um den Verbraucher des Steuerstromkreises
zu betätigen, wie etwa den Anzeiger 109, indem man die Schaltfunktionen des Schalters
51 aus den Fig. 1 und 2 auf die Schalter, die mit dem Schwimmerkörper 9 verbunden
sind, überträgt. Daher ist in Fig. 3 der Kondensator 49 über die Leitung 87 mit
einem Schalter 117 verbunden, der durch den Kipphebel 19 zwischen dem Kontakt 119
und einem Kontakt 121 bewegt werden kann. Der Kontakt 119 kann über eine Leitungl23
mit der negativen Klemme einer Gleichstromquelle verbunden sein, welche auch die
mit dem Gleichrichter 23 und dem Ladekondensator 25 kombinierte Wechselstromnetzleistung
21 in Fig. 1 und 2 sein kann. Der Kontakt 121 ist durch die Leitung 85 mit dem Kondensator
79 verbunden. Daher lädt sich der Kondensator 49 von der Stromquelle B t nach B
- auf, wenn der Schalter 117 in den Kontakt 119 eingeschaltet ist, er entlädt sich
jedoch und versorgt das Laderelais 75
mit Energie, wenn der Schalter 117 in den Kontakt
121 eingreift. Wenn der Schwimmer 1 in der höchsten Stellung ist, kann der Schwinghebel
17 in ähnlicher Weise den Schalterl25 in den Kontakt 127 eingreifen lassen, damit
der Netzanschluß 65 über die Kabeladern 69, 71, 67 mit der Elektromagnetspule 37
verbunden ist. Die Zeiteinstellung des periodischen Betriebes dieses Systems kann
wiederum durch Regulieren der Elektromagnetspule 37 erreicht werden oder durch die
rückläufige Bewegung des Schwimmers 1 oder durch eine andere beliebige Regelung.
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Bei noch einem weiteren Beispiel, in Fig. 4, wird die Arbeitsweise
der Elektromagnetspule 37 nicht durch Rückkopplungsschaltung oder pulsierende Betätigung
kontrolliert. Nach den Fig. 1 bis 3 wird das synchrone Erregen der Elektromagnetspule
37 durch das Laden- und Entladenschalten des Steuerstromkreises bewirkt, und zwar
durch eine Art von Rückkopplungssteuerung vom Ausgang zum Eingang des Steuerstromkreises.
Andererseits ist in der Ausführungsform nach Fig. 4 keine Rückkopplung oder sonstige
andere Steuerung vorhanden. Ein besonderer, unabhängiger Zeitgeberl29 beliebiger
Art, wie etwa ein Multivibrator, der periodische Signale in den Elektromagneten
37 schickt, kann dort verwendet werden. Die Kolben 17 und 19 bewegen einen Schalter
131 zwischen den Kontakten 133 und 135, um abwechselnd den Kondensator 49 aufzuladen
und diesen in das Lastrelais 75 zu entladen. Jedoch ist wiederum, obgleich äußere
Zeitgebung angewandt wird, das System vollkommen betriebssicher. Die Zeitkonstante
des Kondensator-Ladestromkreises ist gleich groß oder kleiner als die Periode zwischen
aufeinanderfolgenden Erregungen des Elektromagneten 37 durch den Zeitgeber 129,
und die Entregungszeit des Relais 75 ist zumindest im wesentlichen genauso groß
wie diese Periode. Natürlich könnte die Elektromagnetspule 37 durch eine pneumatische,
hydraulische oder eine andere, periodisch arbeitende Vorrichtung ersetzt werden,
um die Tätigkeit des Kolbens 47 zu bewirken. Der gleiche Ersatz könnte natürlich
auch in den anderen Ausführungsformen der Erfindung gemacht werden.
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Während, wie vorher festgestellt, die technische Ausführungsart,
wie sie in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist, in gleicher Weise gut verwendet werden
könnte, um bei einem hohen Flüssigkeitsspiegel die Flüssigkeitszufuhr abzuschalten,
oder um als Begrenzung des Hochwasser- und des Niedrigwasserspiegels zu dienen,
wird nun zum Zwecke der Erläuterung in Fig. 5 eine etwas abgeänderte Anordnung gezeigt,
die mit unterer und oberer Begrenzung arbeiten kann und die eine andere Art Anzeiger
für den Flüssigkeitsspiegel verwendet. An Stelle des schwimmerähnlichen Flüssigkeitsspiegelanzeigers
1, wie er in Fig. 1 bis 4 gebraucht ist, wird eine senkrecht schwingende Sondenelektrode-Anzeigevorrichtung
137 verwendet. Die schwingende Bewegung in Richtung der Pfeile kann von der Sondenelektrode
137 in beliebiger Weise weitergegeben werden, wie z. B. durch die Wirkung eines
Nockens 139, der von einem für Uhren benutzten Synchronmotor oder einer ähnlichen
Vorrichtung 141 gedreht wird und auf eine fedemde Aufhängung ld3 für die Elektrode
137 einwirkt. Solange die Sondenelektrode 137 periodisch den Kontakt mit dem Wasserll
in der Kammer 9 schließt oder öffnet, wenn sie nach unten und oben schwingt,
solange
wird sie periodisch durch das Wasser 11, die Wände der Kammer 9 und die Wände des
Kessels 145, die, wie gezeigt, mit einer Erdschlußklemme 147 verbunden sind, geerdet.
Wenn also auf diese Weise die Elektroden-Flüssigkeitsspiegel-Anzeigevorrichtung
137 geerdet wird, dann wird das Relais 75 aus den StromquelienB t, B - aufgeladen,
und zwar in dem Kreis, der von der Erdschlußklemme 147 zur geerdeten AnschlußklemmeB
- 151 der Stromquelle, durch die Stromquelle B +, B - und die Elektromagnetspule
75 und zurück zur Elektrode 137 mit Hilfe einer biegsamen Leitung 153 verläuft.
Die Erregung der Spule 75 veranlaßt den Anker 73, sich abwärts zu bewegen. Dadurch
wird die Verbindung zwischen dem Schalter 51 und dem Kontakt 53 und zwischen dem
Schalter 61 und dem Kontakt 63 hergestellt. Ein Kondensator 149, entsprechend dem
Kondensator 49 der Fig. 1 bis 4, kann dann aus der Stromquelle B +, B - aufgeladen
werden, da ja die linke Anschlußklemme des Kondensators durch den Stromleiter 155
über die Stromquelle B +, ß - mit der Erdanschlußklemme 151 verbunden ist und das
Einrasten des Schalters 51 in den Kontakt 53 die rechte Anschlußklemme des Kondensators
149 bei 157 erdet und dadurch den Ladestromkreis vervollständigt.
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Gleichwohl wird durch die Aufwärtsbewegung der Sondenelektrode 137
aus dem Kontakt mit dem Wasser 11 des Relais 75 stromlos gemacht, so daß die Schalter
51 und 61 in die dargestellte Stellung zurückkehren. Nunmehr rastet der Schalter
51 in den Kontakt 55 ein, so daß die Energie aus dem Kondensator 149 in das Laststeuerrelais
89 entladen wird, das vorzugsweise ein Verzögerungsrelais sein soll.
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Solange die schwingende Bewegung der Sondenelektrode 137 fortgesetzt
wird, wird das Relais 75 periodisch an Spannung gelegt werden und damit das Relais
89 erregt bleiben. Sollte jedoch der Spiegel des Wassers 11 tiefer sinken als die
vorher festgelegte Niedrigwassergrenze, so würde die Sondenelektrode 137 überhaupt
keinen Kontakt mit dem Wasser bekommen, und das Relais 75 würde in der gezeichneten
Stellung ohne Erregung bleiben und entsprechend das Laststeuerrelais 89 damit stromlos
lassen.
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Die Schalter 95 und 95' des Relais 89 werden dann als Folge der Rückbewegung
der Feder 105 aufwärts bewegt und rasten dabei die Kontakte 107 und 107' ein.
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Weil bei dieser Bewegung der Schalter 61 den Kontakt 63' berührt,
wird, wie in der Figur gezeigt, die Anzeigelampe 109 aufleuchten. Dies geschieht,
weil dann der B + -Anschluß der Stromquelle über die Leitung 155, den Schalter 61
und den Kontakt 63' und durch den Schalter 95' und den Kontakt 107' mit dem Glühfaden
der Lampe 109 verbunden wird, wobei die andere Seite des Heizfadens der Lampe mit
dem B - -Anschluß über die Erdklemme 159 verbunden ist. Auf diese Weise wird die
Lampe 109 das Erreichen der Niedrigwassergrenze anzeigen.
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Sollte andererseits das Wasser im Kessel 145 zu hoch steigen, etwa
bis über die Grenze, die durch den oberen Einlaß 161 in die Kammer 9 festgelegt
ist, dann würde die Sondenelektrode 137 während des Höhersteigens nicht aus dem
Wasser 11 gezogen werden, so daß das Relais 75 erregt bleibt, wodurch wiederum das
Laststeuerrelais 89 entladen wird, da der Kondensator 149 letzteres nicht mehr erregen
kann.
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Nunmehr wird der Schalter 61 den Kontakt 63 berühren und die Anzeigelampe
163 aus der Strom-
quelle B +, B - über den geschlossenen Schalter und Kontakt 95
bis 107 mit Strom versorgen. Daher wird die Lampe 163 das Erreichen der oberen Flüssigkeitsspiegelgrenze
anzeigen. Wie im Falle der vorhergehenden Ausführungsformen der Erfindung können
die Anzeigelampen 109 und 163 auch durch andere Alarmvorrichtungen oder Steuerkreise
ersetzt werden, deren Betrieb das Erreichen festgelegter Grenzen anzeigt. Die Anzeige-
oder Begrenzungsschalterelektrode 137, ebenso wie alle Steuerkreise, werden wiederum
völlig und laufend in der Schaltung durch die ständige Vortäuschung eines Zustandes
des Hoch- und Niedrigwasserspiegels durchgeprüft, was durch das periodische kontaktschließende
und -öffnende Schwingen der Sondenelektrode 137 erreicht wird.
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Die Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 5 beziehen sich aber nicht
nur allein auf die Anzeige von Flüssigkeitsspiegeln, sondern es werden auch, da
ja die Gestalt der Flüssigkeitskammer bekannt ist, die Grenzen des Rauminhaltes
und der Fläche überwacht. Überdies benutzen all diese Ausführungen bewegliche Anzeige-
oder' Begrenzungsvorrichtungen innerhalb der eigentlichen Flüssigkeit, wie etwa
den Schwimmer 1 in Fig. 1 bis 4 oder die bewegliche Sondenelektrode 137 in Fig.
5. Dies ist jedoch auf keinen Fall notwendig. In dem Anwendungsbeispiel nach Fig.
6 werden z. B. Kapazitätsmessungen angewandt, und zwar ohne körperlichen Kontakt
mit der Flüssigkeit 11 in der Kammer 9. Die Kammer 9 kann in der Tat in diesem Fall
ein übliches Flüssigkeitsspiegel-Schauglas außen am Kessel 145 sein. Der Anzeiger
für den vorgetäuschten Flüssigkeitsspiegel wird in der Form eines leitfähigen Ringes
oder einer Schelle außen und ganz dicht an der Schauglaskammer 9 befestigt und ergibt
eine Kapazität gegen die geerdete Flüssigkeit 11 innerhalb der Kammer 9.
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Der Ring 165 kann durch einen Elektromagneten 37, der dem Elektromagneten
37 in Fig. 1 entspricht, auf und ab bewegt werden, um das Erreichen z. B. der Niedrigspiegel-Wassergrenze
vorzutäuschen, die durch eine resultierende Kapazität zwischen dem Ring 165 und
dem Wasser von ganz bestimmter Größe festgelegt ist. Diese periodische Veränderung
der Impedanz (Kapazität), die das Erreichen einer vorher festgelegten Flüssigkeitsspiegelgrenze
vortäuscht, steuert eine Vakuumröhre oder einen Elektronenröhrenoszillator, der
seinerseits wiederum in derselben Art geprüft wird, wie es im Zusammenhang mit der
Ausführung nach Fig. 1 beschrieben ist. ähnlichen Teilen in Fig. 1 und 6 wurden
daher gleiche Bezugsziffern gegeben. Eine ins einzelne gehende Beschreibung der
Arbeitsweise zur Kontrolle der Schaltung braucht daher nicht wiederholt zu werden.
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Während der Röhrenoszillator jede gewünschte Form haben kann und
auch durch andere Arten elektrischer Schwingsysteme ersetzt werden kann, ist hier
zum Zwecke der Erläuterung ein solcher gezeigt, der zwei Pentoden 2 und 4 enthält,
die jeweils aus Anoden 6 und 8, Kathoden 10 und 12, Heizung, und H2, Steuergitter
14 und 16, Schirmgitter 18 und 20 und Sperrgittern22 und 24 bestehen. Zwischen dem
Steuergitter 14 der Röhre 2 und einer Erdklemme 26 ihres Heizfadens H ist die Oszillatorinduktivität
L1 und L2 verbunden, deren Mittelanzapfung 28 mit der Kathode 10 verbunden ist.
Der Abstimmkondensator 32 liegt parallel zu der Induktivität
L1,
L2, Diese Schaltung ist eine Abart des Hartley-Oszillators. Ein Reihenkondensator
C1 ist zwischen die obere Anschlußklemme der Spulen, und das Steuergitter 14 eingesetzt,
wobei zu der Spule L, ein Gitterableitwiderstand 30 parallel liegt. Diese Kapazität
Cl und die Kapazität, die zwischen dem beweglichen Ring 165 und dem mit Flüssigkeit
gefüllten Behälter besteht, steuern die Amplitude oder die Intensität der elektrischen
Schwingungen, die in diesem Stromkreis hervorgerufen werden. Die Anode 6 der Röhre
2 ist durch die Leitung 67 von der oberen Anschlußklemme 65 mit der Kathode 12 der
Röhre 4 verbunden. Das Schirmgitterl8 der Röhre 2 ist durch eine Drossel32' mit
der Anode 6 und durch einen Entkopplungskondensator 34 mit der Kathode 10 verbunden.
Das Schirmgitterl8 ist ebenfalls durch ein RC-Netzwerk 36 mit dem Steuergitter 16
der Endröhre 4 verbunden. Das Schirnigitter 20 der Röhre 4 ist dann wieder verbunden
mit dem veränderlichen Abgriff eines Vorspannungspotentiometers 38, das die Heizungen
Hj und H2 zwischen der oberen und der unteren Anschlußklemme des Netzes 65 verbindet.
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Der Betrieb dieses Oszillators kann wie folgt erklärt werden. Da
während der Schwingung die Kathode 10 auf einem Hochfrequenzpotential liegt und
das Steuergitter 16 durch den Kondensator 34 für hohe Frequenzen zur Kathode 10
umgangen wird, wird eine negative Gleichspannung in bezug auf die Hochfrequenzspitzenspannung
an der Kathode 10 bzw. an dem Steuergitter 16 entstehen. Die Röhre 2 schwingt auf
der positiven Hälfte der Wechselstromperiode des Netzes 65, wobei die negative Vorspannung
an dem Steuergitter 16 der Endröhre 4 aufgebaut wird. Während dieser Zeit führt
die Netzspannung eine positive Spannung an die Kathode 12 der Röhre 4, so daß die
Röhre 4 nichtleitend ist. Auf der negativen Hälfte der Netzspannung hört die Röhre
2 auf zu leiten, da das Netz 65 eine negative Spannung an ihre Anode 6 heranführt.
Die Endröhre 4 wird aber nun leitend, weil ihre Kathode 12 jetzt negativ geworden
ist, und dieses Leiten wird durch die Steuerung der negativen Anodenspannung am
Steuergitter 16 durch den Kondensator des RC-Netzwerkes 36 unterhalten. Je größer
die Intensität der Schwingungen in der Röhre 2 ist, desto größer ist die Spannung
am Steuergitter 16. Die Anode 8 der Röhre 4 wird an den unteren Anschluß der Hauptleitung
65 zurückgeführt über die Elektromagnetspule75, die dem Relais 75 der Fig. 1 entspricht,
so daß der vollständige Oszillatorkreis in Betrieb sein muß um das Erregen des Relais
75 zu erlauben.
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Wenn der SchalterS geschlossen ist, um das System unter Strom zu
setzen, dann wird der Kondensator 49 in der üblichen Art der Kontrollkreise aufgeladen,
wie schon vorher in Verbindung mit der Fig. 1 beschrieben worden ist. Minimale Schwingungen
treten jedoch in der Oszillatorröhre 2 auf, da sich der Ring 165 in enger Beziehung
zu der Flüssigkeit 11 befindet. Diese Schwingungen geringer Stärke wiederum verursachen
die Endröhre 4 zu leiten, da, wie oben erwähnt, der Wert der negativen Vorspannung
am Steuergitter 16 der Endröhre 4 dann auch gering sein wird. Während die Endröhre
4 leitet, erregt sie das Relais 75, das den Schalter 51 über die Kontakte 53 schließt
und dabei das Laststeuerrelais 89, wie in Verbindung mit Fig. 1 erklärt, erregt.
Das Laststeuerrelais 89 öffnet oder schließt daraufhin in
der gewünschten Weise den
Stromkreis zu den gesteuerten Vorrichtungen, die hier nicht gezeigt sind.
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Wenn das Relais 75 arbeitet, dann schließt es auch den Schalter 61,
um damit den Elektromagneten 37 unter Strom zu setzen, der wiederum den Anker 39
in die Magnetspule zieht und dabei den Ring 165 nach oben hebt. Die Kapazität zwischen
dem Ring 165 und der Erde nimmt ab, je weiter sich dieser von der geerdeten Flüssigkeitll
weg bewegt. Dies vergrößert die Intensität der Schwingungen in der Röhre 2, verursacht
eine größere negative Vorspannung am Steuergitter 16 der Röhre 4 und verhindert
das Leiten der Endröhre 4. Nun wird das Relais 75 abfallen und dabei den Elektromagneten
37 stromlos machen. Die Frequenz dieses Zyklus kann auf mehrfache Weise verändert
werden, etwa durch verändern der Werte des Gitterableitwiderstandes und des Kondensators
36, der Zeitkonstante des Relais 75 mit seinem Kondensator 79 usw. Es wird dabei
vorausgesetzt, daß die Zeitkonstante des Relais 89 so gewählt ist, daß das Relais
89 nicht während der Perioden, in denen das Relais 75 erregt wird, abfällt, wie
schon früher in Zusammenhang mit Fig. 1 erklärt worden ist. Die Empfindlichkeit
des Stromkreises kann ebenfalls auf verschiedene Weise verändert werden, indem man
beispielsweise den Widerstand der Drosselspule 32' und damit die Stärke der Schwingungen
verändert, oder durch Änderung der Parameterwerte im eigentlichen Schwingungskreis.
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Natürlich ist die Schaltung so eingerichtet, daß sie auf die Flüssigkeit
anspricht, gleichgültig ob die Flüssigkeit geerdet ist oder nicht bzw. leitfähig
ist oder nicht, da die Dielektrizitätskonstante in dem Kondensator zwischen Ring
165 und Erde ebenfalls den Impedauzwert des Kondensators regelt. Auch kann die Schaltung
so angepaßt werden, daß sie auf vorher festgelegte Konzentrationen von Mischungen
in der Flüssigkeit ebenso anspricht wie auf die Höhe des Flüssigkeitsspiegels. Neben
Flüssigkeiten können natürlich auch andere Materialien verwendet werden, wie später
noch dargelegt wird.
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Aus diesem Grund wird in dem System der Fig. 6 nicht nur das Element
165 des Flüssigkeitsspiegel-Anzeigekondensators, das periodisch bewegt wird, als
Beispiel zur Vortäuschung des Erreichens der unteren Flüssigkeitsspiegelgrenze angewandt,
sondern auch der vollständige Oszillator, der Ausgangskreis und der vollständigeSteuerkreis
selbst werden laufend auf ihre richtige Betriebsfähigkeit geprüft. Auch andere Arten
der Impedanzänderung außer Kapazitätsänderungen können angewandt werden, in Übereinstimmung
mit den Kontrollprinzipien dieser gegenwärtigen Erfindung. Zum Beispiel ist das
System der Fig. 7 ganz genau dasselbe wie das der Fig. 6 mit der Ausnahme, daß der
kapazitive Ring 165 der Fig. 6 durch eine Spule 167 ersetzt worden ist, die drei
AnschlußklemmenA, B und C hat. Die Spule 167 benutzt also statt der Oszillatorinduktivität
L1, L2 das Stück zwischen den Anschlußklemmen A und B entsprechend L, und das Stück
zwischen den AnschlußklemmenB und C entsprechend L2. Der vorgetäuschte Grenzzustand,
der durch die Bewegung der Spule 167 unter Steuerung des Elektromagneten 37 erfolgt,
bewirkt nunmehr Veränderungen der induktiven Impedanz, die eine Arbeitsweise derselben
Art zur Folge haben, wie schon im Zusammenhang mit der Ausführungsform in Fig. 6
besprochen wurde.
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Es gibt einige Anwendungsarten der Flüssigkeitsspiegelanzeiger, bei
denen es wünschenswert ist, die Betriebsfähigkeit des Systems zu überprüfen, ohne
das Anzeigeelement an oben oder unten vorher festgelegte Grenzen in der Flüssigkeit
heranzubewegen In einer Ausführung nach Fig. 8 wird daher eine Sondenelektrode 169
an beliebiger Stelle periodisch von der Seite in die Flüssigkeit 11 hineingeschoben.
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Sie kann in der beabsichtigten Weise ohne Rücksicht auf die Höhe der
darüberstehenden Flüssigkeit arbeiten. Eine Elektromagnetspule 171, die dem Elektromagneten
37 der Fig. 1 entspricht, wird über die Leitung 172 durch das Schließen des Stromzuführungs-Steuerschalters
S und durch das Einschalten des Schalters 61 des Relaismagneten 75 in den Kontakt
63 erregt. Der Anker 173 bewegt sich nach links gegen den Widerstand der Feder 175.
Die Sondenelektrode 169 ist zwischen den Isolatoren 177 und 179 eingeschlossen,
von denen der letztere auf mechanische Weise die Sonde mit dem Anker 173 verbindet.
Wenn sich der Anker 173 nach links bewegt, nehmen der Isolator 177 und die Sondenelektrode
169 die punktierten Stellungen 177' und 169' ein, und zwar mit einem Abstand von
den Wänden einer Isolierröhre 181, die in die Flüssigkeit hineinreicht.
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Diese Isolierröhre 181 soll gegen Fremdkörper schützen, die sich zwischen
der Sonde 169' und den Teilen 182 der leitfähigen Wände des Gehäuses 183 innerhalb
der Flüssigkeit 11 befinden könnten. Ist die Flüssigkeit 11 leitfähig, dann wird
sie eine elektrische Verbindung von den vorher genannten Teilen 182 der leitfähigen
Wände des Gehäuses 183 innerhalb der Flüssigkeit 11 zur Sonde 169' herstellen. Die
Sonde 169' wiederum ist im Innern durch Leitungen 185 und 187 mit einer Anschlußklemme
des Relais 75 verbunden, während die andere Anschlußklemme des Relais 75 durch die
Leitung 189 mit der B + -Klemme der Stromquelle B +, B - verbunden ist. Die B -
-Klemme wiederum ist über eine Leitung 191' mit dem Gehäuse 183 verbunden. So ist
ein vollständiger Stromkreis hergestellt, der das Relais 75 aus derStromquelleB+,
B - über dieSondel69', die Flüssigkeit 11 und das Gehäuse 183 erregt. Das periodisch
erregte Relais 75 bewirkt dann das Öffnen des Schalters 61 und entregt den Elektromagneten
171, der seinerseits die Sonde 169 zurückzieht und daraufhin das Relais 75 entregt,
und zwar in derselben Weise, wie es in Zusammenhang mit der Ausführung nach Fig.
1 beschrieben wurde. Wiederum, wie bei den bereits früher erläuterten Vorrichtungen,
werden die Sondel69 selbst als auch der gesamte Steuerkreis ständig auf richtige
Betriebsfähigkeit überprüft, und zwar als Ergebnis der pulsierenden Tätigkeit der
Sondel69. Ferner benutzt das System der Fig. 8 dieselbe Art von Rückkopplungs- oder
Ausgangs-Eingangs-Steuerung, wie sie im Zusammenhang mit der Ausführung nach Fig.
1 erläutert wurde. Natürlich kann auch, wie bei allen Zeichnungen, die schon erläutert
wurden oder noch erläutert werden sollen, die unabhängige Tätigkeit des Elektromagneten
171 durch eine äußere Zeitgebervorrichtung auf Wunsch verwendet werden, wie sie
z. B. in der Ausführung nach Fig. 4 angewandt ist.
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Bis jetzt wurden Flüssigkeitsspiegel- oder Rauminhalt-Anzeigevorrichtungen
in Verbindung mit Schwimmer-, Sonden- oder Widerstandsmeß- oder Prüfvorrichtungen
beschrieben. In einem weiteren Beispiel werden nach Fig. 9 Spiegel, Flächen oder
Rauminhalt
eines fließenden Materials 11, das gasförmig, fest oder flüssig sein kann, durch
Druck festgestellt oder gesteuert. Die Kammer 9 kann von derselben Art sein, wie
sie schon früher beschrieben wurde, oder kann ein Vorratsbehälter für festes Material
11 sein. Das Material 11 wird bei einer vorher festgelegten Mindesthöhe in der Kammer
9 als der unteren Grenze genügend Druck auf eine bewegliche Federplatte 191 ausüben,
damit diese einen Kolben 193, der ein einheitlicher Teil mit einem Anker 195 einer
Elektromagnetspule 197 bildet, in Berührung mit einem federnden Arm 199 bringt.
Am freien Ende dieses Armes 199 ist ein Kontakt 201 vorgesehen, der auf diese Weise
aus dem Gegenkontakt 203 herausbewegt wird. Beim Einschalten des Schalters S wird
die Spule 197 über die Leitungen 285 erregt, genau wie in dem System der Fig. 1.
Dadurch wird der Anker195 nach links bewegt, der seinerseits den Kolben 193 veranlaßt,
nach links gegen die bewegliche Federplatte 191 zu drücken. Diese Tätigkeit täuscht
den reduzierten Druck auf die Federplatte 191 vor, wie er durch eine Abnahme der
Höhe des Rauminhaltes oder der Fläche des Materials 11 unter eine vorgegebene Grenze
verursacht würde. Der Federarm 199 veranlaßt daraufhin den Kontakt 201, den Kontakt
203 zu berühren. Dadurch wird das Relais 75 aus der Stromquelle B+, B - über die
Leitungen 207, 209 und 211 mit Strom versorgt, so wie sie vorher im Zusammenhang
mit anderen Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden ist. Die Tätigkeit
des Relais 75 veranlaßt den Schalter 51, den Kontakt 55 zu berühren, der dadurch,
wie vorher beschrieben, das Laststeuerrelais 89, ein Verzögerungsrelais, erregt.
Diese Tätigkeit öffnet ebenfalls den Schalter 61 von dem Kontakt 63, womit der Elektromagnet
197 entregt wird, was wiederum dem Druck des Materials 11 auf die Federplatte 191
erlaubt, den Anker 195 in die in der Figur gezeigte Position zurückzuführen. Dort
öffnet es den Kontakt 201 und 203 und entregt das Relais 75. Wiederum werden das
Druckanzeige- oder Druckfühlelement und der gesamte Steuerkreis laufend auf ihre
richtige Betriebsfähigkeit geprüft und, genau wie im Falle der durch den Schwimmer
betriebenen Vorrichtungen nach Fig. 1 bis 4, die Wirkung oder der Mangel an Wirkung
des fließenden Materials veranlaßt, eine Gegenwirkung auf den Anzeigekreis. der
steuerseits eine vorgetäuschte Tätigkeit des Fühl- oder Anzeigeelementes hervorruft,
auszuüben, um ein periodisches Kontrollsignal zu produzieren. Dieses Druck-Fühlelement
kann andererseits auch dazu verwendet werden, um eine Bewegung der Flüssigkeit selbst
zu erzeugen und so die Grenzen des Niedrig- und Hochstandes vorzutäuschen. So ist
in einer Ausführung nach Fig. 10 der Druckhebel oder Kolben 193, der durch die Tätigkeit
des Ankers 195 des Elektromagneten 197 bewegt wird, direkt innerhalb einer Schauglaskammer
9 angeordnet, ähnlich wie es im Zusammenhang mit den Systemen der Fig. 5 bis 7 beschrieben
wurde. Die Abwärts- und Aufwärtsbewegung des Druckhebels oder Kolbens 193 wird die
Flüssigkeit 11 in gleicher Weise zum Aufsteigen und Absteigen veranlassen. Auf diese
Weise wird periodisch der Kontakt mit einer fest angeordneten Sonde213 hergestellt
oder unterbrochen. Als Folge davon wird periodisch das pulsierende Relais 75 in
einem Stromkreis erregt, der von der Sonde 213 über die Leitung 215 zum oberen Anschluß
der Spule 75,
durch die Spule 75 zu ihrem unteren Anschluß und über
die Leitung 217 zur Bf-Anschlußklemme der Stromquelle B +, B - geht. Der Stromkreis
für das Relais 75 führt weiter durch die Stromquelle B +, B -, über die Leitung
219 zu den Wänden des Tanks 145 und weiter durch die Flüssigkeitll zu der Sonde
213, wenn die Flüssigkeit in der Kammer 9 als Folge der drückenden Tätigkeit des
Kolbens 193 so weit nach oben bewegt ist, daß sie die Sonde 213 berührt.
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Damit arbeitet die Schaltung nach Fig. 10 in der gleichen Weise wie
die nach Fig. 9, jedoch nur mit einer einzigen Stromquelle B +, B -, die das Aufladen
des Speicherkondensators 49 und die vorübergehende Erregung der Elektromagnetrelaisspule
75 verursacht. Andere bekannte Pulsiervorrichtungen können ebenfalls statt des Kolbens
193 angewandt werden, um dem Flüssigkeitsspiegel eine periodische Bewegung zu verleihen.
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Bis hierher war die Erfindung begrenzt auf das Anzeigen der Grenzen,
der Höhe, des Rauminhaltes oder der Fläche einer Flüssigkeit oder eines anderen
Materials durch Verwendung von schwimmerartigen Anzeigern, Fühlelementen, Sonden,
durch Impedanzänderungen, durch Druck-Fühlelemente oder durch periodisches künstliches
Bewegen der Flüssigkeit selbst. Wie schon vorher festgestellt wurde, ist jedoch
diese Erfindung in keiner Weise auf diese Anwendunsmöglichkeiten beschränkt, sondern
hat eine weite, allgemeine Verwendbarkeit. In den Ausführungen nach Fig. 11 bis
13 ist daher die Erfindung dargestellt, wie sie sich auf einem völlig andersartigen
Gebiet verwenden läßt, nämlich zur Überwachung von Wärmestrahlvorrichtungen. Während
an sich jede Art von Temperatur-Fühlelement verwendet werden kann, ist hier zum
Zwecke der Erläuterung ein einfacher Bimetallstreifenanzeiger 221 gezeigt. Der Anzeiger
221 ist an seinem rechten Ende 223 drehbar gelagert und trägt an seinem anderen
Ende einen Kontakt 225, der in Normalstellung den dazugehörigen Kontakt 227 berührt.
Der Kontakt 227 ist über einen Heizstreifen 229, der neben dem Bimetallstreifenanzeiger
221 angeordnet ist, verbunden mit der B - -Anschlußklemme der Stromquelle B +, B
- Da der B+-Pol über eine Leitung 231 mit der unteren Anschlußklemme der periodisch
erregten Relaisspule 75 und der Bimetallanzeiger 221 über die Leitung 233 mit dem
oberen Anschluß der Relaisspule 75 verbunden ist, sind der Heizstreifen 229, der
Bimetallanzeiger 221, die Relaisspule 75 und die Stromquelle B +, B - in Reihe geschaltet.
Auf diese Weise wird die Relaisspule 75 erregt und verursacht ein Umlegen des beweglichen
Schalterkontaktes 51 auf den Kontakt 55, wodurch das Laststeuerrelais 89 über Kondensator
49, wie schon früher erläutert, erregt wird. Der an Spannung gelegte Heizstreifen
229 wird jedoch einen vorher festgelegten Wärmezustand vortäuschen, der angezeigt
werden soll. Der Bimetallstreifenanzeiger 221 wird gezwungen, sich nach oben zu
wölben und die Verbindung zwischen den Kontakten 225 und 227 zu unterbrechen und
im gleichen Augenblick das Relais 75 zu entregen. Beim Abkühlen wird der Bimetallanzeiger
221 wieder nach unten fallen, und die Kontakte 225 und 227 werden sich wieder berühren,
worauf sich der pulsierende Zyklus wiederholt. Die Betriebsfähigkeit des Anzeigers
und des Steuerkreises wird wieder auf diese Weise vollständig und laufend geprüft.
In dieser Ausführungsfonn kann auch der Verzögerungs-
kondensator 79 am Relais 75
auf Wunsch weggelassen werden.
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Auf Wunsch können auch andere Teile weggelassen werden, um den Kreislauf
zu vereinfachen. In der Ausführung nach Fig. 12 ist das periodisch erregte Relais
75 durch eine äußereZeitgebervorrichtung 128 ersetzt, welche die Form eines periodisch
betriebenen Schalters jeder bekannten Art haben kann. Die Bimetallanzeigevorrichtung
kann direkt bei 223 über die Leitung 233 mit der linken Anschlußklemme des Ladekondensators
49 verbunden werden, dessen rechte Anschlußklemme mit der B + -Klemme der Stromquelle
B+, B - verbunden ist. Der Heizer 229 ist in Fig. 12 über dem Bimetallanzeiger 221
gezeigt, wobei der Anzeiger 221 umgekehrt zur Stellung in der Fig. 11 dargestellt
ist, damit sich die Kontakte 227 und 225 auch jetzt berühren können. Wenn der Zeitgeberschalter
128 geschlossen ist, veranlaßt er das Einschalten des Heizstreifens 229 zwischen
den B+- und B - -Klemmen der Stromquelle B +, B -.
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Die hervorgerufene Erwärmung des Anzeigers 221 bewirkt seine Aufwärtsbewegung,
so daß sich die Kontakte 225 und 227 berühren und damit den Kondensator 49 aus der
Stromquelle B +, B - aufladen.
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Der Zeitgeber 128 unterbricht dann den Stromkreis, wodurch der Heizstreifen
229 abkühlen und der Bimetallstreifenanzeiger 221 in die gezeichnete Stellung zurückkehren
kann. Ein weiterer Kontakt225' auf der Unterseite des Anzeigers 221 berührt daraufhin
einen Kontakt 227'. Die geschlossenen Kontakte 225' und 227' erlauben nun dem Ladekondensator
49, das Laststeuerrelais 89 zu erregen, wie es vorher erläutert wurde. Das System
der Fig. 12 kann mit dem von außen betätigten System der Fig. 4 verglichen werden,
dagegen ist das System nach der Fig. 11 von der Ausgangs-Eingangs-Rückkopplungsart,
wie sie in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 9 dargestellt ist. Wie
oben erklärt, prüfen jedoch beide Arten fortlaufend die Betriebsfähigkeit des gesamten
Systems, auf die beabsichtigte Anregung anzusprechen.
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Eine weitere Vereinfachung ist im Ausführungsbeispiel nach Fig. 13
dargestellt, bei welcher das Prinzip der Rückkopplung angewandt und das periodisch
erregte Relais 75 der Fig. 11 und der Zeitgeber 128 der Fig. 12 überflüssig wird.
Am Ende des Bimetallanzeigers 221 ist ein weiterer Kontaktteil 220 angebracht, der
gegen einen Schalter 222 drückt, welcher normalerweise durch eine Zugfeder 224 nach
oben gedrückt wird. Der Schalter 222 ist über eine Leitung 226 mit dem Kontakt 227
und mit der B - -Anschlußklemme der B +, B - -Stromquelle verbunden. Wenn das Kontaktglied
220 den Schalter 222, wie gezeigt, herunterdrückt, berührt der Schalter einen weiteren
Kontakt 228, mit dem eine Anschlußklemme, hier als die linke Klemme dargestellt,
des Heizelementes 229 verbunden ist. Die rechte Anschlußklemme des Heizelementes
229 ist mit der B + -Klemme über eine Leitung 230 verbunden. Auf diese Weise wird
das Heizelement 229 in einem Stromkreis erhitzt, der von der B + -Klemme über die
Leitung 230 zum und durch das Heizelement 229, durch den Kontakt228, den Schalter
222 und die Leitung 226 zurück an die B - -Klemme geht. Wenn sich der Bimetallanzeiger
221 nach oben wölbt, löst sich der Schalter 222 von dem Kontakt 228, so daß das
Heizelement 229 von der B - -Klemme abgeschaltet und stromlos wird. Der Rest der
Schaltung
arbeitet in derselben Weise, wie sie im Zusammenhang
mit dem System der Fig. 12 beschrieben worden ist.
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Andere Arten von Strahlungsanzeigern, wie etwa fotoelektrische Zellen
u. dgl., können auch gemäß den Kreisprüfmerkmalen der vorliegenden Erfindung laufend
automatisch überwacht werden. So ist schon früher vorgeschlagen worden, z. B. Feuer
durch eine Bleisulfidzelle oder eine ähnliche Anzeigevorrichtung festzustellen.
Diese Art von Zellen spricht sowohl auf leuchtende Flammen als auch auf infrarote
Wärmestrahlung an und ist bisher in einem Obere wachungsstromkreis verwendet worden,
der ein Filter und einen Verstärker enthielt, welche allein auf die besonderen Schwankungen
einer Flamme angesprochen hat. Wenn jedoch die Zelle schadhaft wird oder die vielen
Einzelteile des Überwachungskreises einschließlich des Filters und des Verstärkers
betriebsunfähig oder fehlerhaft werden, dann kann dies zu ernsten Folgen führen.
Durch Anwendung der neuen Prüftechnik in diesem System kann jedoch die Betriebsfähigkeit
der eigentlichen Zelle wie auch die gesamte Überwachungsschaltung und die Prüfschaltung
fortlaufend geprüft werden. Ein solcher Bleisulfidzellenanzeiger ist bei 240 in
der Fig. 14 dargestellt und enthält eine Bleisulfideinheit, die schematisch als
ein veränderlicher Widerstand zwischen zwei Graphitelektroden 242 und 244 in einer
Feuermeldeeinheit 248 dargestellt ist. Man sieht, wie der Anzeiger 240 über Leitungen
246 an einen herkömmlichen Überwachungskreis 250, wie er oben beschrieben ist, angeschlossen
ist. Dieser kann mit Hilfe des NetzschaltersS an das Netz angeschlossen werden.
Empfängt der Anzeiger 240 die charakteristischen Schwankungen der Flamme eines Feuers,
dann wird das Filter in dem üblichen Überwachungskreis 250 die hervorgerufenen Stromschwankungen
durchlassen und eine Vorspannung schaffen, die den vorher besprochenen Überwachungsverstärker
ausschalten kann. Das periodisch erregte Relais 75 ist durch die Leitungen 252 mit
dem Ausgang des obere wachungskreislaufverstärkers 250 verbunden, so daß das Relais
75 entladen wird, wenn die geeigneten Lichtschwankungen von dem Anzeiger 244 empfangen
werden. Dann kann sich der Speicherkondensator 49 über den Schalter 51 und den Kontakt
53 aus der Stromquelle B+, B - aufladen, die hier schematisch als Batterie dargestellt
ist. Beim Aufhören der Flammenschwankungen kann jedoch der Überwachungskreisverstärker
250 wieder leiten. Dadurch wird das Relais 75 erregt, und der Kondensator 49 kann
sich durch den Schalter 51 und den Kontakt 55, durch das Laststeuerrelaissystem
89, 91 entladen, wie es schon vorher im Zusammenhang mit anderen Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben worden ist. Ein pulsierender Modulator 254, etwa ein gebräuchlicher
Netzanschlußzerhacker oder ein Oszillator beliebiger Art, wird beim Schließen des
Schalters 61, 63 erregt. Dieses Schließen verbindet die Leitungen 256 und 258, damit
der Netzanschlußkreis des Modulators254 geschlossen werden kann. Daraufhin übermittelt
der Modulator 254 eine Anzahl von Impulsen über die Leitung 260 und die geerdete
Leitung 262 und 266 durch den Heizdraht einer Lampe 264, die neben dem Anzeiger
240 in der Feuermeldeeinheit 248 eingebaut ist. Daher wird die Lampe 264 periodisch
unter Einwirkung der Impulse aufleuchten
und so das flackernde Licht einer Flamme
vortäuschen und, wie oben erklärt, den Anzeiger 240 und den Überwachungskreis 250
in Betrieb setzen.
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Eine Regelung der Amplitude der vortäuschenden Impulse und mit der
Empfindlichkeit des Anzeigers 240 kann durch ein PotentiometerR bewirkt werden.
Die Frequenz des Modulators 254 ist der Flackerfrequenz einer Flamme und der Resonanzfrequenz
des Filters im Überwachungskreis 250 entsprechend angepaßt. Diese Frequenz kann
in der Gegend von 10 bis 15 Schwingungen je Sekunde bzw. höher oder tiefer liegen.
Als Folge der Entladung des pulsierenden Relais 75 wird sich, wie vorher erwähnt,
der Schalter 61 sofort von dem Kontakt 63 lösen. Dadurch wird die Erzeugung der
Pulsierungen, die der Lampe264 zugeführt werden, beendet, so daß der kreisprüfende
Zyklus fortlaufend wiederholt wird. Wie im Falle der Systeme der anderen, früher
erläuterten Zeichnungen sind die Zeitkonstanten der Relais 75 und 89 so gewählt,
daß das Relais 89 während der Tätigkeit des Relais 75 und während der aufeinanderfolgenden
Impuls,stöße des Modulators 254 in Betrieb bleibt. Tritt ein richtiges Feuer ein,
dann bleibt natürlich das Relais 75 nicht erregt, so daß das Laststeuerrelais 89
daraufhin entregt wird und einen entsprechenden Wecker oder einen sonstigen Anzeiger
in Betrieb setzt. In gleicher Weise wird das Ladungskontrollrelais 89 sich wieder
entregen, wenn ein Versagen des Anzeigers 240, der Überwachungskreise, der Kontrollkreise
oder des Modulatorkreises eintritt, wobei ebenfalls ein Anzeigen des Versagens hervorgerufen
wird.
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Noch eine weitere Veranschaulichung der weitläufigen Verwendbarkeit
der Erfindung wird in den Vorrichtungen nach Fig. 15 und 16 vorgeführt, die das
Gebiet der Eisenbahn-Signalanlagen betreffen.
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Mehrere Vorrichtungen sind schon früher vorgeschlagen worden, die
einen sicheren Betrieb von Eisenbahn-Signalsystemen gewährleisten sollten. Die früheren
Vorschläge haben auch die Verwendung eines Code-Senders und eines Entschlüsselers
erwähnt, um damit das Signalsystem zu überprüfen.
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Wenn auch ein solcher Betrieb das System auf Unterbrechungen, Kurzschlüsse
oder unerwünschte Erdung prüfen kann, kann er jedoch nicht gewährleisten, daß das
System auf das festzustellende Signal anspricht, insbesondere auf die Durchfahrt
eines Zuges über ein bestimmtes Stück einer Gleisanlage. Jedoch kann in Übereinstimmung
mit den vorher beschriebenen Ausführungsarten die Fähigkeit des Systems, auf ein
gewünschtes Signal anzusprechen, sowie die vollständige Betriebsfähigkeit des Systems
an sich laufend kontrolliert werden, und das ohne die vorbekannten Code-Sender oder
Entschlüsseler.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 15 ist ein bestimmtes Stück
Gleisanlage beliebiger Länge bei 268 und 270 gezeigt. Durch die Elemente 272 ist
sie gegen die angrenzenden Gleisstücke und durch die Schwellen gegen Erde isoliert.
Es ist erwünscht, Signallichter zu betätigen, wenn festgestellt wird, daß ein Zug
über das bestimmte Gleisstück 268, 270 fährt und durch die Zugräder und Achsen die
Schienen 268, 270 kurzschließt. Dieses Zugsignal, das die Schienen 268, 270 kurzschließt,
wird periodisch durch den Betrieb eines Schalters 61 eines Relais 75 vorgetäuscht.
Dieses verursacht einen Kurzschluß zwischen den Schienen 268 und 170
durch
die Leitungen 274 und 276, wenn der Schalter 61 den Kontakt 63 berührt. Ist jedoch
der Schalter 61 von dem Kontakt 63 gelöst, dann wird das Relais 75 in einem Stromkreis
erregt, der von der Stromquelle 278 durch den Widerstand 280 und die Leitung 274,
entlang dem Gleis 268 zur Leitung282, durch das Relais 75 und den Widerstand 284,
über die Leitung 286 zum Gleis 270, entlang dem Gleis 270 zur Leitung 276 und über
die Leitung 276 zur Stromquelle 278 geht. Das Laststeuerrelais 89 bleibt während
der periodischen Erregung des Relais 75 erregt, wie es schon früher bei anderen
Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden ist. Solange das Laststeuerrelais
nicht erregt ist, ein Zustand, der ein Versagen in dem Gleis-Anzeigeabschnitt oder
in den Kontrollkreisen oder das Fahren eines Zuges auf dem Gleisstück 268, 270 anzeigt,
berührt der Schalter 95 den Kontakt 97, wodurch ein rotes Signallicht auf einem
Signaimast oder eine Lampe 300 mit Strom versorgt wird und, falls erwünscht, eine
rote Hilfsprüfsignallampe 300' leuchtet. Der Strom für die Lampe 300 kommt von der
Stromquelle B+, B - in einen Kreis, der von der B - -Klemme über die Leitung 302
zum Schalter 95 und zum Kontakt 97, über die Leitung 304 zur Lampe300 und über die
Leitung306 zur B+-Anschlußklemme geht. Wird das Laststeuerrelais 89 unter Strom
gesetzt, dann berührt jedoch der Schalter 95 den Kontakt 107. Dadurch werden ein
grünes Anzeigelicht oder Lampen 288 und 288' über die Leitungen 308 und 306 unter
Strom gesetzt. Falls erwünscht, kann eine Prüfmöglichkeit von Hand mittels der punktiert
gezeichneten Kurzschlußleitungen 310 und des Schalters 312 vorgesehen werden.
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Fig. 16 veranschaulicht ein der Fig. 15 ähnliches System, enthält
jedoch eine weitere Sicherungsvorrichtung. Wenn sich ein erster Zug auf dem Zuganzeige-Gleisabschnitt
268, 270 befindet und ein anderer Zug sich diesem nähert, wird der Sigualmast ein
rotes Licht 300 zeigen, wie es vorher beschrieben wurde. Verläßt der erste Zug den
Anzeigeabschnitt 268, 270, dann erlischt das rote Licht 300, und die grüne Lampe
288 leuchtet auf. Natürlich zeigt dieser Lichtwechsel an, daß der Anzeigeabschnitt
268, 270 frei ist und der zweite Zug auf ihn auffahren kann.
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Jedoch können, obwohl ein grünes Licht leuchtet, einige Zweifel dem
Lokomotivführer des zweiten Zuges kommen, ob das System nun wirklich arbeitet oder
nicht und ob seine Geschwindigkeit vor Einfahrt auf den Anzeigeabschnitt 268, 270
verringert werden sollte oder nicht. Daher sieht das System der Fig. 16 eine automatische
Überprüfung des Signalsystems vor, wenn der zweite Zug einen Prüfgleisabschnitt
314, 316 vor dem Anzeigeabschnitt 268, 270 berührt. Beim Einfahren des zweiten Zuges
in den Prüfgleisabschnitt 314, 316 werden die Schienen 314, 316 kurzgeschlossen,
wodurch die Spannung einer Stromquelle 318 an eine weitere Relaisspule 320 gelegt
wird. Das Relais 320 ist von der Art der langsam arbeitenden mit Augenblickskontakt.
Beim Betrieb bewegt sein Anker 322 einen Kontaktstift 324 von der ausgezogenen in
die punktierte Stellung.
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Bei dieser Aufwärtsbewegung werden die Schleifkontakte 326 und 328
durch den Kontaktstift 324 einen Augenblick lang berührt. Dieser vorübergehende
Kontakt schließt die Schienen in dem Anzeigeabschnitt 268, 270 kurz, indem die Stromleiter
274 und 276 miteinander verbunden werden. Dies
entregt das periodisch erregte Relais
75 und entregt damit das Ladungskontrollrelais 89. Der Zeitraum, währenddessen die
Kontakte 326, 328 sich berühren, ist so gewählt, daß eine genügend große Zeitspanne
vorhanden ist, in der das Relais 89 abfallen kann.
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Beim Abfallen wird natürlich die grüne Lampe 288 ausgelöscht, und
die rote Lampe 300 erleuchtet. Das Relais 320 fährt fort, den Kontaktstift 324 langsam
nach oben in die punktierte Stellung zu führen, wobei der Kurzschluß in den Schienen
268, 270 beseitigt wird und die Relais 75 und 89 zu arbeiten veranlaßt werden. Dadurch
wird die rote Lampe 300 ausgelöscht, und die grüne Lampe 288 erleuchtet. Das zeigt
dem Lokführer an, daß der Schienenabschnitt 268, 270 vor ihm automatisch geprüft
worden ist und das gesamte Signalsystem richtig arbeitet, so daß er gefahrlos weiterfahren
kann. Durch vorherige Festlegung der Länge des automatischen Prüfgleisabschnittes
314, 316 und des Aufstellungsortes des Signallampenmastes kann ein Zug ohne Verminderung
der Geschwindigkeit weiterfahren, und der Lokführer hat die Gewißheit, persönlich
gesehen zu haben, daß das Signalsystem unmittelbar vor der Einfahrt in den Anzeigeabschnitt
268, 270 geprüft wurde.
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Als letzte Erläuterung für die weitläufige Verwendbarkeit der hier
offenbarten Ausführungsformen zeigt Fig. 17 die Anwendung an einer Anzeigevorrichtung
für radioaktive Teilchen. Die Ausführungsform ist z. B. bei Vorrichtungen, wie Strahlungszählern,
Vorrichtungen zur Feststellung radioaktiver Verseuchung, Prüfvorrichtungen für Kernreaktoren,
Strahlungsgeräten und anderen ähnlichen Vorrichtungen, anwendbar. Die Notwendigkeit
eines vollständigen und automatischen ausfallsicheren Betriebs solcher Vorrichtungen
ist natürlich von sehr großer Wichtigkeit. Ein Strahlen-Fühl-Anzeige-Gerät, wie
etwa ein Zählrohr oder ein Anzeiger beliebiger Art, ist bei 330 dargestellt. Es
ist mit der Eingangsstufe eines beliebigen üblichen elektronischen oder anderen
Gerätes 332 verbunden, das beispielsweise aus Zähl-, Schalt- oder Verstärkerkreisen
bestehen kann.
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Das periodisch erregte Relais 75 ist mit dem Ausgangskreis des Gerätes
332 dargestellt und wirkt mit dem Laststeuerrelais 89 zusammen, das schon früher
näher erläutert wurde. Periodisches Prüfen der Betriebsfähigkeit des Fühl- oder
Anzeigeelementes 330 wird durch die periodische Erregung der Elektromagnetspule
334 über den Schalter 61 und Kontakt 63 erreicht, wie es schon früher beispielsweise
im Zusammenhang mit dem Erregen des Elektromagneten 37 in Fig. 1 beschrieben worden
ist. Das Erregen des Elektromagneten 334 betätigt seinen Anker 336 gegen den Widerstand
der drückenden Feder 334, der nun den Deckel 338 eines blei- oder anderen radioaktiv-isolierten
Behälters 340 aufschiebt und dabei das Fühlelement 330 den Strahlen einer radioaktiven
Quelle X bestimmten Wertes innerhalb des Behälters aussetzt. Der Deckel 338 dient
in diesem Fall als eine Steuervorrichtung, die die Menge radioaktiver Strahlung,
die von der Quelle X ausgeht, regelt. Das Freilegen der QuelleX in einem vorher
festgelegten Ausmaß durch die Tätigkeit der Deckelsteuervorrichtung 338 täuscht
so den wirklichen Zustand der Radioaktivität vor, den das Fühlelement 330 laufend
in der Lage sein soll festzustellen. Eine Anzeigelampe 109, die mit dem Kontakt
97 des Laststeuerrelais 89 verbunden ist, kann ein Versagen des
Fühlelementes
330, des Gerätes 332, des Kontrollkreises oder die tatsächliche Anwesenheit von
übermäßiger radioaktiver Strahlung anzeigen. Andererseits wird die Lampe 109', die
mit dem Kontakt 107 verbunden ist, die Betriebsfähigkeit des Systems und die Abwesenheit
von Radioaktivität anzeigen. Weitere Steuerungen können durch das Laststeuerrelais
betrieben werden, wie es schon vorher im Zur am menhang mit anderen Zeichnungen
beschrieben worden ist. Es kann ein weiterer Anzeiger 342 vorgesehen sein, der beim
Schließen des Schalters 61 und eines Hilfskontaktes 63' erregt wird, den der Schalter
61 beim Erregen des Relais 75 berühren kann. Solange das Relais 75 periodisch erregt
wird, wird die Lampe 342 aufblitzen. Ein gleichbleibendes Leuchten der Lampe 342
wird jedoch anzeigen, daß übermäßige Radioaktivität vorhanden ist.
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Sollte jedoch die Empfindlichkeit des Strahlungsanzeigers 330 nachlassen
oder sich anderweitig verschieben, wie es bei Anzeigevorrichtungen, etwa den Geiger-Hüller-Zählern,
vorkommt, dann erlaubt die vorliegende Erfindung ein automatisches Feststellen des
Absinkens der Empfindlichkeit unter eine vorher festgelegte Strahlungsgrenze. So
kann beispielsweise im Falle der Überwachung der von Personen mitgeschleppten Radioaktivität
die Quelle X dergestalt gewählt werden, daß sie einen radioaktiven Wert besitzt,
der die Summe aus einem durchschnittlichen Hintergrundwert, der durch Streu- und
natürliche Strahlung an dem Orte des Zählers verursacht wird, und aus dem zulässigen
oder sicheren Strahlungswert, der an einer Person der Arbeiterschaft gedultet werden
kann, darstellt. Ein Ausgleich der Hintergrund-oder sporadischen Strahlung kann
leicht durch die Einstellung der Empfindlichkeit des Anzeigers, der Zählkreise oder
durch andere bekannte Regelungen erreicht werden, wenn dieses Verfahren bei einem
Kernreaktor-Prüfsystem verwandt werden würde, dessen Strahlungs-Fühlelement 330
die Ausstrahlung innerhalb des Reaktors überwacht. In diesem Fall könnte der Kolben
334 eines Elektromagneten auf einen oder mehrere Steuerstäbe einwirken, die in der
bekannten Weise den Grad der Aktivität in dem Reaktor je nach der Stellung der Kontrollstäbe
regeln. Die periodische Hin- und Herbewegung des Steuerstabes würde ein kontinuierliches
und versagersicheres Prüfen des Betriebszustandes des Reaktors und auch des Überwachungssystems
erlauben. Wenn z. B. der Reaktor zu radioaktiv oder »kritisch« wird, würde das System
den Elektromagneten 334 stromlos halten, um den Steuerstab in der notwendigen Stellung
zu halten, die ein weiteres Anwachsen verhindert.
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Auf Grund der vorangegangenen Ausführungen ergibt sich, daß sich
der Gedanke der Erfindung auf zahlreiche Systeme, für die eine Überwachung erforderlich
ist, anwenden läßt.