-
Warnvorrichtung zur Anzeige der Gefahr von Eisbildung an Oberflächen
Die Erfindung betrifft eine Waruvorrichtung zur Anzeige der Gefahr von Eisbildung
an Oberflächen, mit zwei in einem elektrischen Warnsignalkreis in Reihe geschalteten
Kontaktvorrichtungen, von welchen die eine durch eine Feuchtigkeitsmeßvorrichtung
bei einem vorgegebenen Luftfeuchtigkeitsgrad und die andere durch das thermometriscbe
Mittel eines Temperaturfühlers bei einer vorgegebenen Temperatur der eisbildungsgefährdeten
Oberfläche betätigt wird.
-
Es ist bereits ein Anzeigegerät mit einer Mehrzahl von Skalen bekannt,
das mittelbar aus der von zwei Widerstandsthermometern angezeigten Temperaturdifferenz
die Luftfeuchtigkeit zu berechnen gestattet.
-
Um über den an einer Gebäudeoberfläche od. dgl. herrschenden, eine
etwaige Glatteisbildung bedingenden Temperatur- und Feuchtigkeitszustand Aufschluß
zu erhalten, bedarf es hierbei in umständlicher Weise der Durchführung mehrerer,
voneinander getrennter Ablesvorgänge an den Meßgeräten mit anschließender Berechnung.
-
Auch die mit einem anderen bekannten Gerät mögliche meßtechnische
Zusammenfassung der Ergebnisse einer Druck-, einer Feuchtigkeits- und einer Temperaturmessung
zur Ermöglichung von Wettervorhersagen, das mit einem einfachen Hebelgestänge die
verschiedenen Meßgeräte zur gemeinsamen Einwirkung auf eine den zu erwartenden Wetterzustand
wiedergebende Anzeigevorrichtung bringt, eignet sich nicht zur Abgabe einer Glatteiswarnung,
da bei diesem Gerät die für diese Zwecke interessierenden Daten der Luftfeuchtigkeit
und der Temperatur ohne jede spezielle Kontrollmöglichkeit zur Einwirkung auf das
auch vom Luftdruck beeinflußte Anzeigegerät gelangen.
-
Eine bekannte Fernanzeigevorrichtung zum Melden von Glatteisgefahr
auf Fahrbahnoberflächen bedient sich einer Mehrzahl von Temperaturmeßgeräten, mit
denen die Lufttemperatur, die Temperatur der Fahrbahnoberfläche und die Temperatur
des auf diese fallenden Niederschlages gemessen werden und mit denen darüber hinaus
die Vorrichtung außer Tätigkeit gesetzt wird, sobald die Temperatur der Luft und
der Fahrbahnoberfläche außerhalb des Bereiches liegen, in dem Glatteisgefahr besteht.
Diese Geräte sind trotz des großen damit verbundenen apparativen Aufwandes nicht
immer ausreichend zuverlässig, da bei ihnen die für die Glatteisbildung neben der
Temperatur der von der Glatteisauflage betroffenen Oberfläche entscheidende Luftfeuchtigkeit
nicht erfaßt wird.
-
Andere mit Metallfederthermometern und Photozellen arbeitende Glatteismelder
zeigen den gleichen Mangel.
-
Thermometer zur Messung der Temperatur in einer Ebene bzw. an einer
Oberfläche sind in zahlreichen Formen bekannt, ebenso Kontakt-Thermometer und Haarhygrometer
mit Kontaktvorrichtung.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Warnvorrichtung zu
schaffen, die mit einem geringen apparativen Aufwand und mit ausreichender Zuverlässigkeit
unter Vermeidung der vorerwähnten Mängel bekannter ähnlicher Geräte dazu geeignet
ist, unmittelbar die Gefahr von Eisbildung an Oberflächen anzuzeigen.
-
Erfindungsgemäß wird zur Lösung dieser Aufgabe die eingangs erwähnte
Warnvorrichtung in der Weise ausgebildet, daß ein das thermometrische Mittel enthaltender
Körper des Temperaturfühlers etwa in der Längsmitte eines Metallrohres angeordnet
ist und daß eine das Rohr an dieser Stelle umschließende, mit diesem wärmeleitend
verbundene und mit der eisbildungsgefährdeten Oberfläche in Berührung stehende Metallplatte
als Wärmeleiter zwischen der Oberfläche und dem Fühlerkörper wirkt.
-
Um das Thermometer gegen von außen kommende mechanische Beanspruchungen
zu schützen und zwischen dem Körper des Temperaturfühlers und der Metallplatte eine
Verbindung herzustellen, kann der ganze Raum zwischen dem Temperaturfühler und der
Innenwand des Metallrohres mit einem Füllmaterial ausgefüllt sein.
-
Als thermometrisches Mittel eignet sich Quecksilber.
-
Zum Schutz gegen unerwünschte thermische Störeinflüsse kann der Temperaturfühler
mindestens an
einer Seite der Metallplatte mit wärmeisolierenden
Mitteln versehen sein.
-
Damit die durch den Temperaturfühler erfaßte Temperatur praktisch
der in Erdbodenhöhe herrschenden Temperatur entspricht, empfiehlt es sich, die Metallplatte,
in Beton bereits beim Abbindevorgang eingebettet, etwa in Höhe der Erdoberfläche
anzuordnen.
-
Zweckmäßig ist es, die auf den Feuchtigkeitsgehalt der Außenluft
ansprechende Vorrichtung als Haarhygrometer auszubilden mit im Inneren und in Längsrichtung
eines mit durchbrochenen Wänden ausgebildeten Rohres angeordneten, auf Feuchtigkeit
ansprechenden Haarelementen und daß das Haarhygrometer - mittels eines am Erdboden
befestigten und im wesentlichen - abgedichteten Gehäuses einige Zentimeter über
den Erdboden gehalten und durch eine von diesem Gehäuse getragene Schutzabdeckung
gegen unmittelbare Einwirkung atmosphärischer Niederschläge abgeschirmt ist und
daß dabei die Haarelemente, zu einem Bündel vereinigt, einerseits am äußeren Ende
des Rohres durch einstellbare Mittel und andererseits an dem nahe dem Gehäuse gelegenen
Ende des Rohres durch Verbindungsmittel mit einer im Inneren des Gehäuses angeordneten,
auf die Haarelemente einen konstanten Zug ausübenden Feder mit auf einen vorbestimmten
Wert einstellbarer Zugkraft axial in dem Rohr gehalten werden, während die Feder
ein elektrisch an einen mit dem Stromkreis des Temperaturtühlers in Reihe geschalteten
Leiter angeschlossenes, bewegliches Elektrokontaktelement trägt, und daß das Gehäuse
ein gegenüber dem beweglichen Kontaktelement elektrisch isoliertes und in Reihe
an den anderen Leiter-desselben Stromkreises angeschlossenes, fest angeordnetes
Kontaktelement trägt, in solcher Ausbildung, daß dabei das eine dieser Kontaktelemente
mechanisch mit aktiven Magnetelementen und das andere Kontaktelement mit passiven
Magnetelementen verbunden ist, und daß mittels Einstellmittel der Luftspalt zwischen
den aktiven und den passiven Magnetelementen einstellbar ist.
-
Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung an Hand der
eine ihrer Ausführungsformen darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F
i g. 1 eine schematische Seitenansicht des Temperaturfühlers der Warnvorrichtung
im Teilschnitt, F i g. 2 eine schematische Ansicht eines in der Nähe des Temperaturfühlers
nach F i g. 1 anzubringenden und zum Bilden der Warnvorrichtung elektrisch mit diesem
verbundenen Haarhygrometers im Teilschnitt und F i g. 3 ein elektrisches Schaltbild
der den Temperaturfühler nach F i g. 1 und das Hygrometer nach F i g. 2 enthaltenden
Warnvorrichtung.
-
Der in Fig. 1 dargestellte Temperaturfühler enthält ein Kontakt-Quecksilberthermometerl,
dessen aus dünnen, in die zentrale Kapillare des Thermometers ragenden Platindrähten
bestehenden Kontakte 7, 8 jeweils mit einem der beiden isolierten Leiter 6a, 6 b
eines Elektrokabels 6 verbunden sind.
-
Der Körper 1 a des Temperaturfühlers liegt in Höhe einer ringförmigen
wärmeleitenden Metallplatte 3 aus Kupfer mit einem Außendurchmesser von etwa 80
mm, wobei etwas mehr als ein Drittel des Volumens des Körpers 1 a unterhalb der
durch - die Metallplatte 3, gebildeten Ebene liegt. Das Thermo-
meter 1 - ist - im
Inneren eines Kupferrohres 2 mit einer Länge von etwa 300 mm und einem Außendurchmesser
von etwa 12 mm, auf das die Metallplatte 3 aufgeschweißt (oder aufgelötet) ist,
angeordnet. Das (etwa 80 mm von der Metallplatte 3 entfernt liegende) untere Ende
des Rohres 2 ist durch einen bei 14 angeschweißten Metallpfropfen 13 verschlossen.
Eine Isolierpackung 4 aus Fasern ist zwischen dem Boden des Körpers 1a und dem Pfropfen
13 eingesetzt. Geschmolzenes Paraffin als Füllmaterial 5 füllt sämtliche im Inneren
des Temperaturfühlers vorhandenen Hohlräume aus. Somit besteht zwischen dem Körper
1 a des Thermometers und der Metallplatte 3 keine Unterbrechung. Außerdem wird so
das (aus Glas bestehende und also zerbrechliche) Thermometer gegen jede Stoßgefahr
unter den normalen Handhabungsbedingungen des Temperaturfühlers während seiner Montage
und Verwendung geschützt. Der Pfropfen 13 hat außerdem den Vorteil, daß er ein Gegengewicht
bildet und den Temperaturfühler in seiner Arbeitslage festlegt. Das dem Pfropfen
13 abgewandte Ende des Rohres 2 ist dichtend durch eine stopfbüchsenartige Einrichtung
mit einem Kanal für elektrische Leitungen verschlossens wobei diese Einrichtung
eine bei 15 auf das Rohr 2 geschweißte Hülse 9 enthält, die eine zusammendrückbar
(beispielsweise aus einem Elastomer der unter der Handelsbezeichnung »Neopren« bekannten
Art bestehende) Dichtungspackung 10 umschließt, die die Leitung 6 umspannt und zwischen
der Hülse 9 und der Leitung 6 durch das Ende eines in die Hülse 9 eingeschraubten
Pfropfens 11 zusammengedrückt wird.
-
Beim Gebrauch des Temperaturfühlers zum Erfassen der Temperatur an
der Oberfläche einer festen oder halbfesten Substanz führt man den Temperaturfühler
von der Seite des Pfropfens 13 her in diese Substanz ein und treibt ihn so weit
hinein, bis die Metallplatte 3 in Höhe der Oberfläche liegt. Wenn es sich um die
Oberfläche des Erdbodens handelt, ist es zweckmäßig, Beton 12 in ein Loch zu gießen
oder Beton in Form einer Platte auf den Erdboden zu legen und den Temperaturfühler
in der erwähnten Weise einzuführen, während der Beton noch weich ist. Während des
Abbindens des Betons dreht man den Temperaturfühler von Zeit zu Zeit in axialer
Richtung so, daß sich die Metallplatte 3 in die Oberfläche des Betons eindrückt
und mit diesem in enger Berührung steht, ohne daß sie verankert und dadurch unentfernbar
wird. Zur Herstellung eines solchen Temperaturfühlers beginnt man d«tuit, daß man
den Pfropfen 13, die Metallplatte 3 sowie die Hülse 9 an das Rohr 2 anschweißt und
dann einen Zylinder 4 aus zusammengepreßten Fasern von vorbestimmter Länge in das
Rohr einführt. Darauf führt man das Thermometer 1 (an das vorher die Leitungen 6
a und 6 b angeschlossen worden sind) ein, worauf man das Paraffin einfüllt und die
Mutter 11 der Stopfbüchse anzieht, nachdem die Dichtungspackung 10 eingelegt worden
ist. Dann sind nur noch die Leitungen 6 a und 6 b an eine geeignete elektrische
Einrichtung, wie beispielsweise einen Licht-, Schallsignalgeber od. dgl., oder,
entsprechend der beabsichtigten Anwendung, an jeden beliebigen andèrén geeigneten
elektrischen Stromkreis anzuschließen.
-
Der Kontakt 7 des Thermometers bestimmt die Mindesthöhe der Quecksilbersäule,
bei der der Kontakt zwischen den Leitern 6 a und 6 b hergestellt wird.
-
Gewünschtenfalls können die verschiedenen Teile des Temperaturfühlers
gegen Korrosion durch jedes beliebige geeignete Mittel, wie beispielsweise durch
Vernickeln, Verchromen, Verzinnen, Lackierung usw., unter der Voraussetzung geschützt
werden, daß die Behandlung der Metallplatte 3 dabei die thermischen Verbindungen
mit der Außenluft nicht ungünstig beeinflußt. Die Verwendung eines Quecksilberthermometers
als ihermometrisches Mittel bietet unter anderem den Vorteil, daß es sehr unterschledliche
Temperaturen verträgt, die beispielsweise + 70 und40° C erreichen können, wie dies
im Sommer bzw. im Winter im Freien an einer ungeschützten Stelle eintreten kann.
Trotzdem bleiben die Empfindlichkeit und die Zuverlässigkeit eines solchen Thermometers
in der Nähe des Nullpunktes unverändert.
-
Dem Fachmann bereitet die Herstellung eines solchen Thermometers mit
einer Schalttoleranz von 0 bis +0, 3° C keine besonderen Schwierigkeiten.
-
Das in F i g. 2 dargestellte Hygrometer besteht im wesentlichen aus
einem gußeisernen, mit einem durch Bolzen 22 gehaltenen Deckel versehenen Gehäuse
21, das einen abgedichteten Austritt 23 für elektrische Leitungen üblicher Beschaffenheit
enthält. Der Mechanismus eines solchen Hygrometers enthält zwei durch Bolzen 26
miteinander verbundene isolierende Platten 24 und 25. Die Platte 25 enthält einen
seitlichen Bundring 27, auf den das Ende eines Rohres 28 aufgeschrumpft ist, in
dessen Wand mit der Außenluft in Verbindung stehende Öffnungen 29 und 30 gebohrt
sind. Das äußere Ende des Rohres 28 ist durch einen eingesetzten Pfropfen 31 verschlossen.
-
Eine Schraube 32 geht durch eine glatte, bei 33 zur Außenseite des
Rohres hin erweiterte Bohrung durch den Pfropfen 31 hindurch. Eine mit Gewinde versehene
Mutter 34 ist an dem Pfropfen 31 befestigt, während eine Kontermutter 35 das Festlegen
der Schraube 32 in der erforderlichen Lage in bezug auf die Mutter 34 ermöglicht.
Das im Inneren des Rohres liegende Ende der Schraube 32 wird von einem Stift 36
durchquert, der sie mit einer Kausche 37 fest verbindet, auf der das Ende von Haarelementen
38 mit Hilfe einer durch Schrauben 40 gehaltenen Klemmplatte 39 befestigt ist. Der
Stift 36 gleitet im Inneren einer im Ende des Pfropfens 31 vorgesehenen Nut 41 und
legt so die Schraube 32 und die Kausche 37 drehungsmäßig fest. Das entgegengesetzte
Ende der Haarelemente 38 ist in einer zweiten, der Kausche 37 entsprechenden Kausche
42 befestigt, die jedoch an dem Ende einer Stange 43 befestigt ist, die frei durch
die Platten 24 und 25 hindurchgeht und mit ihrem anderen Ende bei 44 an einer Feder
45 befestigt ist.
-
Die Feder 45 wird zwischen den beiden Platten 24 und 25 eingespannt
gehalten und enthält an einem Ende ein mit einem passiven Magnetelement 47 fest
verbundenes Elektrokontaktelement 46 und an ihrem anderen Ende eine Klemme 48, an
die ein elektrischer Leiter 49 angeschweißt ist. Mit Hilfe eines Distanzstückes
51 wird eine isolierende Platte 50 in einem vorbestimmten Abstand von den Platten
24 und 25 gehalten. Die Platte 50 trägt gegenüber dem passiven Magnetelement 47
ein aktives Magnetelement 52 sowie gegenüber dem beweglichen Kontaktelement 46 ein
fest angeordnetes Kontaktelement 53. Ein Einstellmittel 54 in Form einer Schraube
ermöglicht das beliebige Einstellen der Lage des Kontaktelements 53 in bezug auf
das Kontaktelement 46 und somit das Bestimmen des Schalthubes zwischen dem Her-
stellen
und dem Unterbrechen der elektrischen Verbindung zwischen den Kontaktelementen 46
und 53.
-
Das letztere, das am Ende einer ihrerseits auf der Platte 50 befestigten
elastischen Lamelle 55 befestigt ist, ist über eine angeschweißte Klemme 57 an einen
Leiter 56 angeschlossen.
-
Eine in das äußere Ende des Pfropfens 31 eingeschraubte Kappe 58
verhindert jede unzeitige Verstellung des Geräts. Eine Schutzabdeckung 59 schützt
das Rohr 28 gegen unmittelbare Einwirkung atmosphärischer Niederschläge. Die Schutzabdeckung
59 läuft an einem Ende in einen ringförmigen Flansch 60 aus, der mittels Schrauben
61 am Gehäuse 21 befestigt ist. Der Flansch 60 drückt eine torische Dichtung 62
zusammen, die die Abdichtung des Gehäuses 21 sowie den Zusammenhalt des aus dem
Rohr 28 und den Platten 24 und 25 bestehenden Gestells des Hygrometers bewirkt.
-
Das in F i g. 3 dargestellte Schaltbild zeigt den Anschluß der Warnvorrichtung
an eine Stromquelle S, wobei die entsprechenden Teile der verschiedenen Figuren
mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind.
-
In diesem Schaltbild ist unter anderem ein elektrisches Relais 101
dargestellt, das die elektrische Verbindung zwischen der Stromquelle S und einer
Warnsignaleinrichtung 102, wie beispielsweise einem Leuchtschild der für die Straßenbeschilderung
gebräuchlichen Bauart, gewährleistet.