DE268690C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 268690 KLASSE 21c. GRUPPE

Zeitabschnitts.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. Oktober 1912 ab.

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen, durch die nach Ablauf eines bestimmten Zeitabschnitts ein Mechanismus betätigt wird. Bei der neujen Vorrichtung wird der Beginn dieses Zeitabschnitts durch Einschalten eines elektrischen Stromes, dessen Heizwirkung durch die Vorrichtung ausgenutzt -wird, festgelegt, und das Ende des Zeitabschnitts wird dadurch bestimmt, daß mit Hilfe jenes Heizstromes eine

ίο bestimmte Menge einer in einem Behälter sich befindenden Flüssigkeit verdampft und aus dem zum Verdampfen dienenden Teil des Behälters in einen zum Niederschlagen dienenden Teil übergeführt wird. Zweckmäßig ist dabei der Behälter luftleer gemacht und luftdicht verschlossen.

Besonders vorteilhaft läßt sich eine solche Einrichtung zur Betätigung elektrischer Schaltvorrichtungen verwenden. Als ein Bei-

ao spiel sei genannt das Auslöschen brennender elektrischer Lampen nach Ablauf eines bestimmten. Zeitabschnitts. Auch kann man z. B. eine solche Vorrichtung dazu benutzen, einen Strombegrenzer, der beim Überschreiten einer bestimmten Stromstärke in einem Leitungszweige diesen Leitungszweig abschaltet, für einen bestimmten Zeitabschnitt unwirksam werden zu lassen, sei es, indem man ihn auf mechanischem Wege oder durch Kurzschließen außer Tätigkeit setzt. In bekannter Weise kann dabei die neue Vorrichtung mit einer Einrichtung ausgestattet werden, die die Vorrichtung je erst nach Einwurf eines Geldstücks in Tätigkeit zu setzen erlaubt, oder 1<ann mit einer Zählvorrichtung versehen werden, die erkennen läßt, wie oft die Vorrichtung in Tätigkeit gesetzt worden ist.

Verwendet man bei der neuen Vorrichtung als Flüssigkeit eine solche, die elektrizitätsleitend ist, so bedarf es keiner besonderen Heizspulen, wenn man den Heizstrom die zu verdampfende Flüssigkeit durchfließen und dadurch eine Heizwirkung zustande kommen läßt.

Ordnet man den Behälter der Flüssigkeit kippbar an, so kann man die Anordnung so treffen, daß durch das Verdampfen einer bestimmten Flüssigkeitsmenge der Gleichgewichtszustand des Behälters gestört wird, so daß er kippt. Statt in solcher Weise den Behälter der Flüssigkeit in bezug auf seinen Gleichgewichtszustand zu beeinflussen, kann man, wenn es sich um das Öffnen oder Schließen eines Stromkreises handelt, als zu verdampfende Flüssigkeit auch eine elektrizitätsleitende wählen und den der Verdampfung unterliegenden Teil der Flüssigkeit als Kontaktkörper dienen lassen. Handelt es sich darum, einen Stromkreis nach Ablauf eines bestimmten Zeitabschnitts zu öffnen, so wird man dann denjenigen Teil des Behälters, in dem die Verdampfung erfolgt, mit Kontakten ausrüsten, die durch die zu verdampfende Flüssigkeit leitend miteinander verbunden werden, so daß beim Verdampfen der Flüssigkeit durch das Fallen des Flüssigkeitsspiegels der Stromkreis geöffnet wird. Handelt es sich anderseits um das Schließen eines Stromkrei-

ses, so wird man das Steigen des Flüssigkeitsspiegels in demjenigen Teile des Behälters^ in dem der verdampfte Teil der Flüssigkeit sich niederschlägt, dazu benutzen, um Kontakte leitend miteinander zu verbinden.

Man kann die Vorrichtung, nachdem sie den zugehörigen Mechanismus betätigt hat, dadurch \vieder in ihren ursprünglichen Zustand versetzen, daß man durch Kippen des

ίο Behälters den in den Niederschlagsraum übergegangenen Teil der Flüssigkeit in den der Verdampfung dienenden Raum zurückströmen läßt. Um zu verhindern, daß die Vorrichtung bei einer solchen Stellung des Behälters in Tätigkeit gesetzt werden könnte, bei der aus dem Niederschlagsraum die sich niederschlagende Flüssigkeit sofort wieder ununterbrochen in den Verdampfungsraum zurückströmen könnte, empfiehlt es sich, zwischen jenen beiden Teilbehältern einen Zwischenbehälter so anzuordnen, daß er bei einer Kippbewegung des Behälters den in den Verdampfungsraum zurückzubringenden Teil der Flüssigkeit aufnimmt und erst bei einer zweiten entgegengesetzt gerichteten Kippbewegung in den Verdampfungsraum fließen läßt. In Fig. ι bis 3 der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht, bei dem das Verdampfen der Flüssigkeit den Gleichgewichtszustand des Flüssigkeitsbehälters beeinflußt. Fig. 1 ist ein Grundriß, Fig. 2 eine Seitenansicht, Fig. 3 ein Schnitt. In eine Glaskugel α¹ mündet in ihrem unteren Teil seitlich ein wagerechtes Glasrohr α², ein zweites, schräg nach unten gerichtetes Glasrohr α³ mündet seitlich in ihrem oberen Teil und steht ungefähr senkrecht zu dem Rohr or, so daß im Grundriß der so gebildete Körper ungefähr die Form eines großen lateinischen L hat. Mit zwei aufgegipsten Köpfen b^x und b² ist dieser Glaskörper in zwei Lagern c¹ bzw. c-, die auf einer Grundplatte d befestigt sind, um eine waagerechte Achse kippbar gelagert. Das Rohr α² ist zum Teil mit einer Flüssigkeit e gefüllt und der Glasbehälter luftleer gemacht. Ein Gewicht / ist an dem Kopf b¹ befestigt und ist so bemessen, daß der Glaskörper im Gleichgewicht ist, wenn, wie in der Zeichnung, die Flüssigkeit c sich in dem Rohr a- befindet. Eine Heizspule g·, die auf der Grundplatte d befestigt ist, umgibt den größten Teil des Glasrohres a~', ihre Klemmen sind mit g¹ und g² bezeichnet. In dem vorliegenden Beispiel dient die \^orrichtung zur Betätigung eines Ouecksilberkippschalters h, der mit einem Ansatz h" in das Kopfstück b² eingegipst ist. Die Klemmen des Schalters sind mit Ii¹ und h² bezeichnet. Zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Vorrichtung sind in der Zeichnung die beiden Leiter einer Wechselstromanlage sowie eine Glühlampe k angedeutet. Die eine Klemme ft¹ der Glühlampe ist an den einen der Leiter gelegt, die andere P ist mit der Klemme h¹ des Schalters verbunden, der mit seiner andern Klemme h² an den andern Leiter gelegt ist. Die beiden Klemmen g¹ und g² der Heizspule sind mit den beiden Klemmen k¹ -bzw. k² verbunden. Bei dem gezeichneten Zustand der Vorrichtung, die dem Beginn des Zeitabschnitts entspricht, nach dessen Ablauf die Vorrichtung eine Schaltbewegung des Kippschalters zu vollziehen hätte, ist der Schalter h geschlossen und infolgedessen die Glühlampe k sowohl wie die Heizspule g eingeschaltet. Durch die Heizwirkung der Spule verdampft allmählich die Flüssigkeit e und schlägt sich in dem Rohr α³ nieder, wodurch ein allmähliches Kippen des Glaskörpers und mit ihm des Schalters verursacht wird. Hat sich nach Ablauf eines bestimmten Zeitabschnitts ein gewisser Teil der Flüssigkeit in dem Rohr α³ niedergeschlagen, so wird durch die sich ergebende Schiefstellung des Schalters dieser geöffnet. Die Glühlampe sowohl wie der Heizkörper werden infolgedessen ausgeschaltet. Wollte man die Lampe abermals einschalten, so hätte man durch Rückwärtskippen des Glaskörpers die Flüssigkeit in das Rohr α² zurückzubringen, so daß die Vorrichtung wieder in den in der Zeichnung dargestellten Zustand kommt. Nach Ablauf jenes bestimmten Zeitabschnitts wird dann die Lampe wiederum durch die Vorrichtung ausgeschaltet. Die Länge dieses Zeitabschnitts kann dabei durch entsprechende Wahl der in den Glaskörper gefüllten Flüssigkeit und ihrer Menge, durch die Bemessung der Heizspule und durch die Stellung und Größe des Gewichts / nach Belieben bemessen werden. -

In Fig. 4, in Fig. 5 sowie in Fig. 6 und 7 ist je ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchen Beispielen die verwendete Flüssigkeit leitend ist und als Kontaktkörper dient. _%

Fig. 4 zeigt in einem .Schnitt ein luftleer gemachtes Glasrohr α von der Form eines umgekehrten U, das mit Hilfe eines Halters I drehbar ' auf einem wagerechten Zapfen el" einer lotrechten Grundplatte d angeordnet ist und sich auf einen Anschlag a° stützt. Der linke Schenkel des Glasrohres trägt zwei in das Innere des Rohrs hineinragende Kontakte m¹ und in², und zwar den Kontakt m¹ am unteren Ende des Rohres, den Kontakt Mi² in einiger Höhe darüber. Eine in dem Glasrohr enthaltene Quecksilbermenge e verbindet in der gezeichneten Stellung der Vorrichtung die beiden Kontakte nt¹ und m² "miteinander. Zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Vorrichtung ist eine Batterie η und eine elektrische Glühlampe k angedeutet. Der Kon-

- takt nt¹ ist mit der einen Klemme k¹ der Lampe verbunden,. deren andere Klemme k² an dem einen Pol der Batterie liegt. Der andere Pol der Batterie ist mit dem Kontakt m² verbunden. In dem gezeichneten Zustand der Vorrichtung, die wiederum dem Beginn des von ihr beherrschten Zeitabschnitts entspricht, ist die Glühlampe k eingeschaltet. Infolge des Durchfließens des Stromes durch das Quecksilber erhitzt sich dieses und verdampft allmählich. Das verdampfte Quecksilber tritt in den rechten Schenkel über und schlägt sich , dort nieder. "Ist nach Verlauf eines bestimmten Zeitabschnitts der Spiegel .des Quecksil-

!5 bers in dem linken Schenkel so weit gesunken, daß das Quecksilber nicht mehr bis an den Kontakt m² reicht, so ist dadurch der Stromkreis unterbrochen und die Lampe ausgeschaltet. Gleichzeitig hat dadurch die Heizwirkung des Stromes ihr Ende erreicht. Wollte man die Lampe abermals einschalten, so hätte man durch eine Drehbewegung des Glasrohrs das Quecksilber in den linken Schenkel zurückzubringen. Nach Ablauf jenes bestimmten Zeitabschnitts wird dann die Lampe wiederum durch die Vorrichtung ausgeschaltet.

Fig. 5 zeigt wiederum ein luftleer gemachtes Glasrohr α von der Form eines umgekehrten U, das mit Hilfe eines Halters I drehbar auf einem wagerechten Zapfen d° einer lotrechten Grundplatte d angeordnet ist und sich auf einen Anschlag a° stützt. Auch hier trägt der linke Schenkel des Glasrohrs, der eine gewisse Menge Quecksilber e enthält, zwei in das Innere des Rohrs hineinragende Kontakte m¹ und wi², und zwar den Kontakt m¹ am unteren Ende des Rohrs, den Kontakt in² in einiger Höhe darüber. Der rechte Schenkel trägt am unteren Ende einen Kontakt ni^s und in verschiedener Höhe darüber drei Kontakte m⁴·, nfi und m^s. Der linke Schenkel wird zum größten Teil von einer darübergeschobenen Heizspule g umschlossen, deren Klemmen mit g¹ und g² bezeichnet sind. Zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Vorrichtung sind in der Zeichnung die beiden Leiter i¹ und i~ einer Gleichstromanlage, zwei Glühlampen k, jede mit den Klemmen k¹ und k², und ein Magnetschalter ο mit den Klemmen o¹,

c₀ o², o³ und o⁴ angedeutet. Die Spule g liegt mit ihrer Klemme g¹ an dem Leiter i¹ und ist mit ihrer andern Klemme g² mit dem Kontakt m²

- " verbunden, während der Kontakt m¹ mit dem Leiter i² verbunden ist. Die Glühlampen sind

55" je mit ihrer Klemme k¹ mit der Klemme o² des Magnetschalters verbunden, der mit seiner Klemme o¹ an dem Leiter i¹ liegt. Je mit der Klemme k'^z liegen die Glühlampen an dem Leiter i². Der Kontakt w³ ist mit dem Leiter i¹ verbunden, der Kontakt m⁵ mit der Klemme o³ des Magnetschalters, der mit seiner Klemme o^l

an der Leitung i² liegt. Bei dem gezeichneten Zustand der Vorrichtung sind die Glühlampen sowohl wie die Heizspule eingeschaltet. Durch die Heizwirkung der Spule verdampft allmählieh das Quecksilber und schlägt sich in dem rechten Schenkel nieder. Ist nach Verlauf eines bestimmten Zeitabschnitts der Quecksilberspiegel in diesem Schenkel so hoch gestiegen, daß die Kontakte m^s und w⁵. miteinander verbunden sind, so tritt der Magnetschalter 0 in Tätigkeit und schaltet die Glühlampen aus. Die Heizspule bleibt noch so lange eingeschaltet, bis der QuechsilBerspiegel im linken Schenkel so weit gesunken ist, daß die Verbindung zwischen den Kontakten m¹ und wi² unterbrochen ist. Wollte man die Lampen abermals einschalten, so hätte man durch eine Drehbewegung des Glaskörpers das Quecksilber in den linken Schenkel zurückzubringen. Nach Ablauf jenes bestimmten Zeitabschnitts werden dann die Lampen wiederum durch die Vorrichtung ausgeschaltet. Der Zeitabschnitt, während dessen die Lampen eingeschaltet bleiben, kann in dem gezeichneten Beispiel dadurch verändert werden, daß der Magnetschalter statt mit der Klemme m⁵ mit der Klemme m⁴ oder m" verbunden wird. Durch Anschließen an m* würde jener Zeitabschnitt verkürzt werden, durch Anschließen an m" verlängert werden.

In Fig. 6 und 7 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die Vorrichtung, um sie in Tätigkeit setzen zu können, mit einem Mechanismus ausgerüstet ist, an dem sich besonders leicht eine Zählvorrichtung oder eine Einrichtung anbringen ließe, die erst nach Einwurf eines Geldstücks die Vorrichtung in Tätigkeit zu setzen erlaubt. Fig. 6 ist ein Schnitt, Fig. 7 eine Ansicht des Flüssigkeitsbehälters senkrecht zur Ebene des Schnittes, den Fig. 6 darstellt. An eine Glaskugel a¹ setzt sich seitlich in ihrer Mitte ein Glasrohr α² wagerecht an, das in seinem weiteren Verlauf rechtwinklig umgebogen ist, so daß es schräg nach unten gerichtet ist. Ein anderes Glasrohr a^s setzt sich schräg an den unteren Teil der Glaskugel an und ist in seinem weiteren Verlauf rechtwinklig so umgebogen, daß es schräg nach unten gerichtet ist und auf dem schräg abwärts gerichteten Teil des Rohres a² senkrecht steht. An seinem unteren Ende gabelt sich das Rohr α³ in zwei Rohre α⁴ und α³. Der so gebildete Glaskörper, der, von der Seite gesehen, ungefähr die Form eines kleinen Lambdas hat, enthält eine gewisse Menge Quecksilber e, ist luftleer gemacht und ist luftdicht verschlossen. An derjenigen Stelle, an der sich das Rohr a^s gabelt, ragt ein Kontakt m¹, am Ende des Rohres α⁴ ein Kontakt m² und am Ende des Rohres a⁵ ein Kontakt m^s in das Rohrinnere. Eine Heizspule g

mit den Klemmen g¹ und ^² umgibt den unteren Teil des Rohres σ³ und die Rohre α⁴ und a^s. Der ganze Glaskörper und die Heizspule ist in ein Gehäuse p eingebettet, das teilweise mit einem die Wärme schlecht leitenden Stoff gefüllt ist. Das Gehäuse ist um einen wagerechten Zapfen d" einer lotrechten Grundplatte d drehbar. In einem Lagerkörper q, der ebenv falls auf der Grundplatte befestigt ist, ist ein

ίο Knopf r drehbar gelagert, auf dessen Welle eine Kurbel r¹ befestigt ist. Der Kurbelzapfen r² ist durch einen Lenker r³ mit einem an dem Gehäuse p befestigten Zapfen r^l gekuppelt. Ein Gesperre s¹, s² verhindert eine Drehung des Knopfes r entgegengesetzt dem Drehungssinne des Uhrzeigers. Zur Veranschaulichung der Wirkungsweise der Vorrichtung sind in der Zeichnung die beiden Leiter i¹ und i² einer Gleichstromanlage, vier elektrische Glühlampen k und ein Strombegrenzer t angedeutet. Die Klemme g¹ der Heizspule g ist mit dem Kontakt m^s, die .Klemme g² ist mit dem Leiter i² verbunden. Die Glühlampen liegen j e mit ihrer Klemme k¹ an der Klemme t¹ des Strombegrenzers, mit ihrer Klemme k² an dem Leiter i². Die Klemme t² des Strombegrenzers ist mit seiner Klemme i*, die Klemme t³ mit dem Leiter i¹ verbunden. Die Klemme i¹ des Strombegrenzers ist mit der Klemme m³ des Glaskörpers, die Klemme t² mit der Klemme m¹ verbunden. Mit der Klemme m° liegt der Glaskörper an der Leitung i¹. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Zustand der Vorrichtung sind die Glühlampen und die Heizspule eingeschaltet, und es . ist der Strombegrenzer durch Kurzschließen unwirksam gemacht. Durch die Heizwirkung der Spule verdampft allmählich das Quecksilber e und schlägt sich in dem Rohr a~ nieder.

Ist nach \'^Terlauf eines bestimmten Zeitabschnitts der Quecksilberspiegel in dem Rohr α⁸ bis unter den Kontakt m¹ gefallen, so ist die den Strombegrenzer kurzschließende Leitung unterbrochen. Ist daher nunmehr die Stärke des durch die Glühlampen fließenden Stromes größer als ein ge\visses, im \^roraus festgelegtes Maß, so tritt der Strombegrenzer in Tätigkeit und schaltet die Glühlampen rasch hintereinander aus und immer wieder ein. Nur durch Herabsetzen der Stromstärke, beispielsweise durch Abschalten einer Glühlampe, ist es dann möglich, den Strombegrenzer unwirksam zu machen. Wollte man abermals für jenen bestimmten Zeitabschnitt den Strombegrenzer unwirksam machen, so hätte man den Knopf eine Umdrehung im Sinne des Uhrzeigers ausführen zu lassen. , Es würde sich dabei zunächst das den Glaskörper enthaltende Gehäuse in demselben Sinne drehen und das in dem Rohr a² niedergeschlagene Quecksilber von der Glaskugel a¹ aufgenommen werden, dann würde sich das Gehäuse im umgekehrten Sinne drehen und das Quecksilber in die Rohre a?, a⁴ und α⁵ fließen. Es ist durch die dem Glaskörper gegebene -Gestalt also verhütet, daß beim Betätigen der Vorrichtung der Glaskörper eine Stellung einnehmen könnte, in der das durch die Heizspule verdampfte Quecksilber beständig in niedergeschlagenem Zustande aus dem Rohr a² zurückströmen könnte, .so daß der Strombegrenzer dauernd unwirksam bliebe.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zum Betätigen eines Mechanismus nach Ablauf eines bestimmten Zeitabschnitts, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn dieses Zeitabschnitts durch das Einschalten eines elektrischen Heizstromes festgelegt und sein Ende dadurch bestimmt wird, daß durch die Heizwirkung dieses Stromes eine bestimmte Menge einer in einem Behälter sich befindenden "Flüssigkeit verdampft und aus dem zum Verdampfen dienenden Teil des Behälters in einen zum Niederschlagen dienenden Teil überführt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zum Verdampfen und dem zum Niederschlagen dienenden Teilbehälter ein Zwischenbehälter so angeordnet ist, daß er bei einer Kippbewegung des Behälters den in den Verdampfungsraum zurückzubringenden Teil der Flüssigkeit aufnimmt und bei einer zweiten, entgegengesetzt gerichteten Kippbewegung in den Verdampfungsraum fließen läßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.