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Schaltzustandsanzeige-Anordnung
Die Erfindung betrifft eine Schaltzustandsanzeige-Anordnung mit gleichstrombetriebener Glimmlampe zur unterscheidenden Leucht-Signalisierung von mindestens zwei Betriebszuständen, wobei eine Elektrode von einem Glimmlicht bedeckt ist.
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tels welcher die Strömungsprozesse und Förderungsoperationen bzw. die bezüglichen Bahnstrecken geöffnet (eingeschaltet) bzw. abgesperrt (unterbrochen) werden.
Die Erfindung bezieht sich auf die Anordnung elektrisch betriebener Anzeigegeräte, mit denen die Anzeige der Schaltstellung der erwähnten Schaltorgane, und dadurch die rasche und verlässliche Übersicht des gesamten Schaltzustands von mehr oder weniger ausgedehnten Übertragungsanlagen, wie Sammelschienen- Linien von elektrischen Schaltanlagen, schematischen Übersichten von Rohrleitungsnetzen, Eisenbahnen usw.. ermöglicht wird.
In elektrischen Energie-Übertragungsanlagen werden zur Bestimmung der Strombahnen allgemein Stromunterbrecher bzw. Trennschalter verwendet. Das Übersichtsschema des jeweiligen Zustandes der Strombahn, d. h. des Förderweges der elektrischen Energieversorgung, kann nur dann klar übersehen und kontrolliert werden, wenn es gelingt, die jeweilige Stellung der Schaltorgane, d. h. den offenen oder abgesperrten Zustand der Energie-Übertragungsbahnen, und jede, wie immer verursachte, absichtliche oder automatische Stellungsänderung all dieser Organe zu kontrollieren. Allgemein sind zu diesem Zwecke Steuertafeln und Steuerpulte in Gebrauch, an denen ausser den notwendigen Messinstrumenten auch eine schematische Darstellung der gesamten Anlage, ergänzt mit Sinnbildern der Schaltorgane und deren Betätigungselemente, sichtbar gemacht ist.
Durch solche, verschiedenerweise zusammenstellbare Schemata bzw. Schaltzustandsanzeige-Anordnungen (färbig, leuchtend usw..) kann eine lückenlose und verlässliche Übersicht nur dann gewonnen werden, falls in der die prinzipielle Anordnung der Anlage darstellenden schematischen Zeichnung alle Schaltorgane der jeweiligen Stellung entsprechend treu wiedergegeben sind, und auch jeder Stellungswechsel sofort genau wahrnehmbar ist. Zur Sicherung dieser zuletzt angeführten Bedingung sind sogenannte Stellungsanzeiger (Quittierungsschalter, Antriebsquittierungsschalter) vorgesehen.
Früher wurden zum Sichtbarmachen der Stellung von Schaltorganen färbige bzw. mit Aufschriften versehene Signallampen verwendet. Aus dieser Bauart wurde ein Lampenkasten entwickelt, welcher z. B. die Schaltstellung durch Beleuchtung eines in das schematische Bild entsprechend eingefügten Linienstreifens wahrnehmbar macht. Da aber die Forderung, Schaltstellungsänderungen dem Bedienungs-Perso- nal mit Sicherheit sofort wahrnehmbar zu machen, immer allgemeiner wurde, wurden Schaltzustandsanzeigeschalter mit in die Linie des schematischen Bildes eingeordneten Handgriffen entwickelt, wobei im Falle eines Stellungswechsels des Schaltorgans diese Handgriffe vom Manipulanten in die entsprechende Stellung gebracht werden müssen.
Bis dies geschieht, erscheint an dem betreffenden Schalter ein dauerndes oder blinkendes Licht ; eventuell wird ein Tonsignal hörbar.
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Ein Nachteil solcher mit einem Lichtsignal kombinierter Stellungsanzeiger besteht allgemein in der Anwendung von Glühlampen. Einerseits ist der Stromverbrauch dieser Lampen bedeutend, anderseits besteht das Risiko, dass eine ausgebrannte Glühlampe das Feld dunkel erscheinen lässt, anstatt es zu beleuchten und hiedurch Fehlgriffe verursacht. Man kann diesen Nachteil durch Parallelschalten von zusätzlichen Lampen beseitigen, doch wird dadurch die Bauart breiter und der Stromverbrauch gesteigert. Durch den grösseren Raumbedarf des einzelnen Organs werden auch die Masse des schematischen Bildes bedeutend grösser.
Eine andere heute noch ziemlich verbreitete, einfache Bauart des Stellungsanzeigers für Schaltorgane besteht aus einem magnetischen Gerät, in welchem die momentane Stellung des Schalters durch entsprechende Verdrehung einer farbigen Scheibe angezeigt wird. Solche magnetischen Stellungsanzeiger sind aber einerseits nicht für die Lösung aller vorkommenden Aufgaben geeignet, anderseits nehmen sie einen grossen Raum ein und verbrauchen fortlaufend viel Strom.
Demzufolge kann eine schematische Zeichnung der Schaltanlage eben infolge des grossen Raumbedarfs für jeden eingebauten Zustandsanzeiger, gleich welcher Bauart, nur mit grossen Dimensionen aufgebaut werden. Selbstredend sind auch die die schematische Abbildung tragenden Manipulationstafeln und - Pulte überaus gross gebaut, sehr kostspielig, und infolge ihrer Ausbreitung wenig übersichtlich.
Prinzipiell könnten die angeführten Mängel durch Schwachstromeinrichtungen beseitigt werden, da bei Anwendung von Schwachstrom alle Bestandteile der Stellungsanzeiger und anderer Geräte mit bedeutend kleineren Massen gebaut werden können. Diese Bauart lässt sich aber schwer verbreiten, da der Betrieb dieser Einrichtungen an spezielle Vorbedingungen gebunden, ihre Herstellung äusserst kostspielig ist, und weil hinsichtlich der Zuverlässigkeit ihrer Funktion ziemlich grosse Bedenken bestehen. Werden nämlich in Starkstrom-Schalteinrichtungen für hohe oder niedere Spannungen schwachstrombetriebene Elemente und Hilfseinrichtungen eingebaut, so bedeuten diese für Energie-Übertragungssysteme besonders fremdartige Bauteile für das Starkstrompersonal auf dem Gebiete des Betriebes, der Instandhaltung und der Überholung bzw.
Reparatur ganz ungewohnte und schwer erlernbare Aufgaben.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die oben beschriebenen Nachteile durch Anwendung von Elementen mit starkstromtechnisch bedingten Isolierungen zu vermeiden, mittels welcher infolge ihrer gedrängten Bauart, des geminderten Stromverbrauches und gesteigerter Betriebsverlässlichkeit die Gesamtmasse der kompletten Einrichtungen bedeutend herabgesetzt werden, wobei nebst Beibehaltung der Vorteile der starkstrombetriebenen Stellungsanzeiger und schematischen Zeichnungen auch die Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit der gesamten Anlage bedeutend erhöht werden.
Erfindungsgemäss liegt bei einer Schaltzustandsanzeige-Anordnung mit gleichstrombetriebener Glimmlampe zur unterscheidenden Leucht-Signalisierung von mindestens zwei Betriebszuständen, wobei eine Elektrode von einem Glimmlicht bedeckt ist, die Glimmlampe in der Brückenstrecke einer Brückenschaltung, wobei von jeder der beiden Lampenelektroden je ein Widerstand zu dem einen Pol der Stromquelle und mindestens je ein Schalter zum andern Pol der Stromquelle führt und die Schalter wechselweise schliessen.
Vorteilhafterweise sind in der Brückenschaltung gleich grosse Widerstände eingebaut.
Zur Anzeige von vier Betriebszuständen ist zweckmässigerweise ein Kondensator mittels eines Umschalters dem einen oder dem andern Schalter der Brückenschaltung parallelschaltbar. Vorteilhafterweise sind hiebei zur Herbeiführung unterschiedlicher Blinkfrequenzen die in der Brückenschaltung liegenden Widerstände verschieden gross.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist mittels eines Umschalters an die Elektroden der Glimmlampe eine Stromquelle mit periodischem, beispielsweise durch einen intermittierenden Unterbre- cherherbeigeführtemSpannungswechsel anschaltbar, wobei bei Anschluss mehrerer Schaltzustandsanzeiger an diese Stromquelle zwischen dieser und dem Umschalter ein Gleichrichter eingeschaltet ist.
Die periodisch wechselnde Stromquelle hat den Vorteil, dass an diese gleichzeitig mehrere Zustandsanzeiger angeschlossen werden können, mit der einzigen Einschränkung, dass zwischen das Schaltorgan und die Quelle der Wechselspannung ein Gleichrichter eingebaut werden muss.
Die Anordnung eignet sich auch zur Signalisierung verschiedener Schaltzustände an eine entfernte Stelle, insbesondere dann, wenn nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zwischen den Elektroden der Glimmlampe und den ihnen zugeordneten Schaltern der Brückenschaltung Gleichrichter angeordnet sind, wobei mittels des Umschalters an die Verbindungspunkte der Gleichrichter mit den Schaltern eine Signallampe anschliessbar ist, die anderseits mit dem mit den Widerständen der Brückenschaltung verbundenen Pol der Spannungsquelle verbunden ist.
Zweckmässigerweise sind die Elektroden der Glimmlampe in Form einer symbolisierenden Schaltstel-
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lung oder als für bildliche Darstellungen der Betriebsverhältnisse geeignete Zeichen ausgebildet.
Eine oder mehrere der in den zur Stellungsanzeige des Schaltorgans bestimmten Glimmlampen befindlichen Elektroden befinden sich je nach Schaltstellung stets in dauernd oder blinkend leuchtendem Zustand, wodurch stets der tatsächliche Schaltzustand angezeigt wird. Ferner kann das Personal die notwendigen Massnahmen sofort kontrollierbar leicht durchführen.
Die verwendeten Glimmlampen können als Massenartikel erzeugt werden, der Stromverbrauch ist vernachlässigbar klein und die Wärmebildung gering. Demzufolge werden alle Nachteile, die sich bei Glühlampen als Folge des hohen. Stromverbrauches und der intensiven Wärmebildung unangenehm bemerkbar machen, vermieden. Ferner haben Glimmlampen eine bedeutend längere Lebensdauer als Glühlampen ; dazu ist noch ein Verdunkeln der Glimmlampe - infolge der erfindungsgemässen Schaltungsweise- ein eindeutiges Zeichen des Fehlerhaftwerdens der Lampe bzw. eines Versagens der Stromquelle. So können eingetretene Fehler ohne Verzug leicht behoben werden.
Die erfindungsgemässe Schaltzustandsanzeige-Anordnung istäusserstvielseitigverwendbar und ermöglicht zahlreiche zweckmässige Kombinationen, wodurch die Erfindung sowohl für elektrische Schaltanlagen, als auch für jedwedes andere schematisch abbildbare Bahnsystem (Rohrleitungsnetze, Förderwege, Eisenbahnen) gut verwendbar ist. Die erfindungsgemässe Anordnung kann in mannigfaltiger Weise an die praktisch ausgebildeten und bewährten Stromkreise für Quittierungs- oder Befehlssignale einfach angepasst werden.
Um die durch Verwendung der Erfindung erzielbare Herabsetzung der Baumasse bzw. die starke Minderung des für die schematische Zeichnung und für den Steuersaal notwendigen Platzbedarfes darzustellen, soll das folgende Beispiel angeführt werden.
Zur herkömmlichen Ausbildung einer Starkstrom-Schaltanlage mit einem Sammelschienensystem von 20 Abzweigungen mit Hilfe der allgemein bekannten Starkstromgeräte beträgt der Platzbedarf der Steuerungstafel 10-15 m2, und zur Sicherung der Übersichtlichkeit der Bedarf an Grundfläche 30-40 m2.
Demgegenüber genügt für die erfindungsgemässe Anordnung, die der herkömmlichen Ausführung nicht nur gleichwertig, sondern ihr weit überlegen ist, eine Fläche von 2 m2 und für die Übersichtlichkeit eine Grundfläche von höchstens 6 m2. Die Baukosten der eigentlichen elektrischen Anordnung betragen nur einen kleinen Bruchteil der für die herkömmliche elektrische Bauart notwendigen Kosten.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich an Hand der Zeichnungen, in denen Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
Fig. l zeigt schematisch das Prinzip einer erfindungsgemässen Schaltzustandsanzeige-Anordnung, Fig. 2 eine Kombination mit einem Steuerungsquittierungsschalter und Fig. 3 eine Anordnung mit Gleichrichtern.
Die Speisepunkte Tl'T2 der in Fig. 1 dargestellten Brückenschaltung führen zu einer Gleichstromquelle. In die an den Speisepunkt T angeschlossenen Brückenzweige sind die gemeinsam betätigbaren Schalter K und K eingebaut, wobei sich im dargestellten Schaltzustand der Schalter 1), in of-
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;den Speisepunkt T angeschlossenen Brückenzweige sind die ohm'sehen Widerstände R, und R, eingebaut. Der Schalter K, ist mit dem Knotenpunkt C, über die Leitung V und der Schalter K ist mit dem Knotenpunkt C durch die Leitung V verbunden.
Der Schaltzustand der im Raume B befindlichen Schalter K,, K, wird im Raume A ersichtlichgemacht. BeigeschlossenemSchalterK2wirdderSpeisepunktT1überdenschalterK2,die Leitung Vu'der Knotenpunkt C2, den Widerstand R und auch über die Glimmlampe G und den Widerstand R mit dem anderen Speisepunkt T, verbunden, wodurch die entsprechende Elektro- de der Glimmlampe aufleuchtet und hiedurch die bezügliche Schaltstellung der kontrollierten Schalteinrichtungen anzeigt.
Falls die kontrollierte Schalteinrichtung die andere Stellung einnimmt, indem der Schalter K, geschlossen und der Schalter K geöffnet wird, wird der Speisepunkt T, bzw. der eine Pol der Stromquelle über den Schalter K, die Leitung V,, den Knotenpunkt Cl'den Widerstand R, und auch über die Glimmlampe G und den Widerstand R2 mit dem Speisepunkt T, bzw. dem andern Pol der Stromquelle verbunden, während die andere Elektrode der Glimmlampe aufleuchtet und damit anzeigt, dass das Schaltorgan die andere Stellung einnimmt.
Die Erfindung umfasst selbstverständlich auch Einrichtungen, die mit Hilfe zusätzlicher Bauelemente noch weitere Zustandsanzeigen zu leisten geeignet sind. Solche kombinierte Anordnungen zeigen beispielsweise die Fig. 2 und 3.
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In Fig. 2 ist der eine Belag des Kondensators C an den Speisepunkt Tl angeschlossen, der andere mit Hilfe eines Steuerungsquittierungsschalters N an einen der Knotenpunkte C, oder C2, der an Hand der Fig. 1 beschriebenen Brückenschaltung anschliessbar. Die Brückenschaltung nach Fig. 2 unter-
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1führt. Die Kontakte 3a, 3b des Steuerungsquittierungsschalters N sind über dessen Klemme 3 wechselweise an den Kondensator C, und die Kontakte 4a, 4b über die Klemme 4 des Steuerungsquittierungsschalters N wechselweise an eine Signallampe S anschliessbar, die mit einem Pol an den Speisepunkt T2 angeschlossen ist.
Mit Hilfe einer Glimmlampe mit zwei Elektroden können mit ihrer Anordnung vier verschiedene Stellungen angezeigt werden. Es können dies vier verschiedene Stellungen einer Einrichtung oder je zwei Stellungen zweier voneinander unabhängigen Einrichtungen sein. Mit dem zusätzlichen Steuerungsquittierungsschalter N und an einer entfernten Stelle angebrachten Signallampe J können die Stellun- gen des Steuerungsquittierungsschalters N und der Schalter K1 und K2 bzw. deren Abweichungen voneinander auch an entfernten Stellen angezeigt werden.
Wie bereits an Hand der Fig. 1 beschrieben, zeigt das Leuchten der einen oder andern Elektrode der Glimmlampe G den Schaltzustand der Schalter K, und K, an.
Befinden sich alle Schalter in den in Fig. 2 gezeichneten Stellungen, so ist der Kondensator C der Glimmlampe G parallelgeschaltet. Die Glimmlampe G und der ihr parallelgeschaltete Kondensator C liegt in Reihe mit dem Widerstand R, an der an die Speisepunkte T,, T angeschlossenen Stromquelle.
Bei Inbetriebsetzung der Einrichtung wird zunächst der Kondensator C über den Widerstand R aufgeladen. Erreicht die sich im Kondensator C aufbauende Spannung die Zündspannung der Glimmlampe, so leuchtet die eine oder beide Elektroden der Glimmlampe G auf, wodurch die Kondensatorspannung abnimmt und die Glimmlampe G kurz darauf wieder verlöscht. In diesem Moment beginnt die Aufladung des Kondensators von neuem. Dieses andauernde Wechselspiel bringt die leuchtende Elektrode zum Blinken.
Es ist ersichtlich, dass je nach den Stellungen der Schalter N und K,, K, insgesamt vier Betriebszustände der Glimmlampe G herbeiführbar sind, nämlich dauerndes oder blinkendes Leuchten der einen oder der andern Elektrode.
Fig. 3 zeigt eine Schaltzustandsanzeige-Anordnung, deren Grundschaltung ebenfalls jener nach Fig. 1 entspricht, doch sind in den Leitungen V, und V2 Gleichtrichter D, und D2 eingefügt. Die Knotenpunkte C,, C2 führen auch hier über die Leitungen Vg. V. zu Kontakten 3a, 3b des Schalters N, dessen Klemme 3 jedoch über den Gleichrichter D, an eine von einem intermittierenden Unterbrecher gespeiste Schiene S angeschlossen ist, deren Spannung sich gegenüber dem Punkt T, der
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Gleichrichters D2 die Leitung V 6 angeschlossen, die an die Kontakte 4a, 4b des Schalters N führen. Die Klemme 4 des Schalters N liegt über der Signallampe J an dem Speisepunkt T.
Die Wirkung der in Fig. 3 dargestellten Schaltzustandsanzeige-Anordnung entspricht jener nach Fig. 2, doch besteht ein Unterschied in der Bauart. Das blinkende Leuchten der Elektroden E, E der Glimmlampe G erfolgt bei dem Beispiel nach Fig. 3 nicht unter der Einwirkung des parallelgeschalteten Kon-
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ne Sz mehr als eine Anzeige-Anordnung, die alle der beschriebenen Anordnung entsprechen, angeschlossen sind.
Als Schalter können ein oder mehrere mechanisch, pneumatisch, hydraulisch, elektrisch bzw. elektronisch betriebene Schaltorgane, Transistoren, kalt oder warm betriebene Elektronenröhren od. dgl. vorgesehen sein.
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