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Anordnung zum Anzeigen einer Unterbrechung eines Belastungskreises
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Anzeigen einer Unterbrechung eines an
eine Spannungsquelle angeschlossenen Verbrauchers mittels eines Relais, dessen Wicklung
bei der Unterbrechung des Verbrauchers stromlos wird, bei der in Reihe mit dem Verbraucher
ein Schalter angeschlossen ist.
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Ein solcher Schalter kann von einem Steuerorgan so gesteuert sein,
daß er abwechselnd und vorzugsweise periodisch durchlässig wird. Im folgenden wird
davon ausgegangen, daß der Verbraucher eine Lampe ist. Die Anzeige, die bei der
Unterbrechung zu bewirken ist, kann z. B. in der Einschaltung einer Ersatzlampe
oder in der Beeinflussung eines an einer überwachungsstelle befindlichen Anzeigers
bestehen. Nachstehend wird angenommen, daß beim Durchbrennen der Hauptlampe eine
Ersatzlampe eingeschaltet werden soll.
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Es sind bereits Einrichtungen bekannt, bei denen eine Relaiswicklung
in Reihe mit dem Verbraucher geschaltet ist. Bei einer Unterbrechung des Verbrauchers
wird dabei die Relaiswicklung stromlos und ein Ersatzkreis eingeschaltet. Eine derart
einfache Einrichtung kann jedoch nicht angewendet werden, wenn der Verbraucher an
die Spannungsquelle in Reihe mit einem Schalter angeschlossen ist. Wenn der Schalter
geöffnet wird; z. B. unter der Einwirkung eines Steuerorgans zur Erzeugung eines
erwünschten Signalbildes eines Leuchtfeuers, würde nämlich die Relaiswicklung stromlos
und der Ersatzkreis eingeschaltet werden.
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Für mehrbegriffige, abwechselnd leuchtende Signallampen beim selbsttätigen
Streckenblock ist auch schon eine Lampensignalschaltung bekannt, bei der Haupt-
und Nebenlampen bzw. Doppelfadenlampen vorgesehen sind. Dabei liegen die abwechselnd
über Kontakte eingeschalteten Lampen über ihre Hauptfäden parallel an einem gemeinsamen
Überwachungsrelais, welches beim Versagen des jeweils eingeschalteten Hauptfadens
alle Nebenfäden einschaltet, das aber bei ordnungsgemäßem Zustand des nächsten eingeschalteten
Hauptfadens die Einschaltung der Nebenfäden rückgängig macht. Bei diesen Schaltungen
ist es üblich, das Abfallen des Hauptfadenüberwachers bei Durchbrennen des Hauptfadens
zum Stellwerk zurückzumelden. Das kann z. B. dadurch geschehen, daß für den Haupt-
und für den Nebenfaden getrennte Stellstromkreise vorhanden sind und die Einschaltung
des Nebenfadenstromkreises durch einen im Stellwerk angeordneten Überwacher angezeigt
wird. Es ist schließlich auch schon bekannt, Haupt- und Nebenfaden an die gleiche
Stelleitung anzuschließen und die Stellung des Hauptfadenüberwachers über einen
besonderen Stromkreis zum Stellwerk zurückzumelden. Um zu ermöglichen, daß die Relaiswicklung
beim öffnen des obenerwähnten Schalters nicht stromlos wird, sondern nur wenn eine
Unterbrechung des Verbrauchers eintritt, ist die Anordnung gemäß der vorliegenden
Erfindung so ausgebildet, daß die Relaiswicklung, wenn der Schalter geschlossen
ist, über den Schalter und über eine zum Verbraucher parallel geschaltete Impedanz
Strom erhält und daß die Relaiswicklung, wenn der Schalter geöffnet ist, über den
Verbraucher und über eine zum Schalter parallel geschaltete Impedanz Strom erhält.
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In gewissen Fällen, z. B. wenn die Einrichtung in einer Bojenlaterne
verwendet wird, ist es besonders wertvoll, wenn kein Strom verbraucht wird, wenn
der normale Verbraucherkreis unterbrochen und der Ersatzkreis eingeschaltet ist.
Diese Wirkung kann dadurch erreicht werden, daß die beiden genannten Impedanzen
aus Gleichrichtern gebildet werden, die mit entgegengesetzter Polarität eingeschaltet
sind.
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Die Erfindung ermöglicht auch, daß eine Reihe von Ersatzkreisen nacheinander
eingeschaltet werden kann, wobei die Vorrichtung so ausgeführt ist, daß beim erstmaligen
Einschalten nur einer der Verbraucher Strom erhält und die Stromquelle so vor einer
unzulässig großen Beanspruchung bewahrt wird.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert, deren
Figuren verschiedene Ausführungsformen zeigen. Die Schaltung nach Fig.1 kann
über
Klemmgn 1 und 2 an eine Spannungsquelle für Gleich- oder Wechselstrom gelegt werden.
Eine Hauptlampe 3 liegt über einen Schalter 4 und den beweglichen Kontakt eines
Relais 6 an der Spannungsquelle. Der Schalter 4 wird von einem Steuerorgan 5 so
gesteuert, daß er abwechselnd und vorzugsweise periodisch durchlässig wird. Wenn
die Lampe 3 als Lichtquelle eines Leuchtfeuers dient, kann durch passende Ausbildung
des Steuerorgans 5 ein erwünschtes Signalbild erhalten werden. Der in der Leitung
zwischen der Lampe 3 und dem Schalter 4 liegende bewegliche Kontakt gehört zum Relais
6, wobei der Schalter mit dem beweglichen Kontakt und die Lampe mit dem Arbeitskontakt
verbunden ist. Außerdem ist der Ruhekontakt mit einer Ersatzlampe 7 verbunden. Die
Relaiswicklung liegt zwischen dem Arbeitskontakt und dem Verbindungspunkt zweier
Impedanzen 8 und 9, die in Reihe zwischen den Klemmen 1 und 2 liegen. Die Impedanzen
können bei Wechselstrom beliebiger Art sein. In der Fig. 1 sind sie als Widerstände
gezeigt.
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Die Schaltung nach Fig.1 arbeitet wie folgt: Beim Anschließen einer
Spannungsquelle an die Klemmen 1 und 2 fließt ein Strom durch die Lampe 3, die Wicklung
des Relais und die Impedanz 9. Das Relais zieht an und verbindet die Lampe 3 in
Reihe mit dem Schalter 4. Solange die Lampe 3 betriebsfähig ist, fließt danach ein
Strom durch sie, die Relaiswicklung und die Impedanz 9, wenn der Schalter 4 undurchlässig
ist, und durch die Impedanz 8, die Relaiswicklung und den Schalter 4, wenn der Schalter
durchlässig ist. Das ; Relais 6 wird somit immer angezogen sein, wenn die Lampe
betriebsfähig ist. Bei eventuellem Durchbrennen der Lampe 3 wird der Strom durch
die Relaiswicklung beim Öffnen des Schalters 4 unterbrochen, wodurch das Relais
6 abfällt und die Ersatzlampe 7 einschaltet. Wie gesagt, kann dabei gleichzeitig
irgendeine andere Anzeige bewirkt werden, z. B. mittels zusätzlicher am Relais 6
vorgesehener Kontakte.
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Zum Unterschied von den übrigen, nachstehend beschriebenen Ausführungsformen
kann die Anordnung nach Fig.1 sowohl für Gleich- wie für Wechselstrom verwendet
werden. Sie hat jedoch den Nachteil, Strom auch dann zu nehmen, wenn der Hauptlampenkreis
unterbrochen ist. Die im folgenden beschriebenen Ausführungsformen sind in dieser
Hinsicht vorzuziehen.
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Die Anordnung nach Fig.2 wird über die Klemmen 10 und 11 an eine Wechselspannungsquelle
gelegt. Die in Reihe verbundenen Impedanzen bestehen hier aus zwei mit entgegengesetzter
Polarität geschalteten Gleichrichtern 12 und 13. Im übrigen stimmt die Anordnung
mit Fig. 1 überein.
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Die Arbeitsweise ist folgende: Beim Anschließen der Spannungsquelle
fließt vor dem Anziehen des Relais 6 während der positiven Halbperioden der Wechselspannung
an der Klemme 11 ein Strom durch den Gleichrichter 13, die Relaiswicklung und die
Lampe 3. Auch während der negativen Halbperioden besteht der Stromfluß durch die
Lampe 3 und den Gleichrichter 12 weiter wegen der im Relais 6 aufgespeicherten magnetischen
Energie. Das Relais erhält also Gleichstrom; zieht an und verbindet die Lampe 3
mit dem Schalter 4. Bei geöffnetem Schalter 4 findet keine Änderung des Stromverlaufes
statt. Dagegen wird bei geschlossenem Schalter 4 die andere Halbperiode der Wechselspannung
durch den Gleichrichter 12 gleichgerichtet, und der von der aufgespeicherten magnetischen
Energie herrührende Strom fließt durch den Gleichrichter 13. Das Relais 6 wird also,
solange die Lampe 3 unversehrt ist, ohne Unterbrechung mit Gleichstrom gespeist,
abgesehen von der Einstellung des Schalters 4. Bei einem Bruch des Lampenkreises
3, wenn der Schalter 4 geschlossen ist, :ändert sich der Zustand des Relais 6 nicht,
da auch jetzt ein Strom durch den Gleichrichter 12, die Relaiswicklung und den Schalter
4 fließt. Wenn dagegen der Schalter 4 unter der Einwirkung des Steuerorgans 5 den
Kreis unterbricht, wobei der Gleichrichter 13 tätig werden sollte, kann durch ihn
und durch die Relaiswicklung wegen des Bruches im Lampenkreis 3 kein Strom fließen.
Das Relais 6 fällt folglich ab, und die Ersatzlampe 7 wird über dessen Ruhekontakt
eingeschaltet. Gleichzeitig wird die Verbindung zwischen dem Schalter 4 und dem
Gleichrichter 12 aufgehoben, wodurch beim nächsten Schließen des Schalters 4 das
Relais 6 keinen Strom erhält, sondern in der abgefallenen Lage stehenbleibt, so
daß die Ersatzlampe ? eingeschaltet bleibt und über den Schalter 4 Strom erhält.
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Die Anordnung nach Fig. 3 enthält keinen periodisch gesteuerten Schalter
und kann in demFalle benutzt werden, wo ein festes Licht erwünscht ist. Die Klemmen
10 und 11 sind an eine Wechselstromquelle angeschlossen. Die Hauptlampe 3 ist in
diesem Fall mit der Wicklung eines Stromrelais 14 in Reihe geschaltet, dessen Arbeitskontakt
in Reihe mit dem Gleichrichter 12 liegt. Die Arbeitswicklung des Relais 6 liegt
in diesem Fall parallel zu einem Geichrichter 15: Die Wirkungsweise der Anordnung
stimmt mit der vorhergehenden überein, jedoch mit dem Unterschied, daß der Gleichrichter
15 mit der Aufgabe hinzugefügt worden ist, den von der im Relais 6 aufgespeicherten
magnetischen Energie herrührenden Strom aufzunehmen, bevor das Relais 6 und damit
auch das Relais 14 angezogen hat. Bei einem Durchbrennen der Hauptlampe 3 bewirkt
bei dieser Schaltung das Stromrelais 14 eine Unterbrechung, die das Abfallen des
Relais 6 und die Einschaltung der Ersatzlampe 7 bewirkt. Bei der Anordnung nach
Fig. 4 bestehen die in Reihe geschalteten Impedanzen aus den Erstwicklungen zweier
Transformatoren 16 und 17, wobei die des Transformators 16 parallel zur Hauptlampe
3 und die des Transformators 17 parallel zum Schalter 4 liegt. Die Zweitwicklungen
sind in Reihe miteinander und mit der Arbeitswicklung des Relais 6 geschaltet. Beim
Anschließen dieser Schaltung an die Stromquelle wird durch den vom Transformator
17 übertragenen Strom das Anziehen des Relais 6 und dadurch auch die Einschaltung
der Hauptlampe 3 bewirkt. Danach bleibt das Relais unter der Einwirkung des durch
den Transformator 17 übertragenen Stromes so lange angezogen, wie der Schalter 4
offen ist, und bei geschlossenem Schalter 4 durch den vom Transformator 16 übertragenen
Strom. Beim Durchbrennen der Hauptlampe 3 werden die beiden Transformatoren beim
Öffnen des Schalters 4 gleichzeitig tätig, da aber die Schaltung so angeordnet ist,
daß die in den Zweitwicklungen entstehenden Ströme in der Arbeitswicklung des Relais
6 einander entgegenwirken, ergibt sich das Abfallen des Relais 6 und damit die Einschaltung
der Ersatzlampe 7, die danach eingeschaltet bleibt, bis die Hauptlampe 3 gewechselt
worden ist. Die Anordnung nach Fig. 4 ist dadurch vorteilhaft, daß die Arbeitswicklung
des Relais 6 wegen der Einschaltung der Transformatoren 16 und 17 für eine niedrige
Spannung bemessen werden kann.
Unter Verwendung der in der Fig.
1 gezeigten prinzipiellen Schaltung können mehrere Ersatzlampen nacheinander je
nach erfolgtem Durchbrennen eingeschaltet werden. Eine solche Anordnung, die dem
Prinzip nach mit der Fig. 4 übereinstimmt, ist in der Fig. 5 dargestellt. Das Relais
6 besitzt einen zusätzlichen Ruhekontakt, der zwischen der Klemme 11 und der Erstwicklung
eines dem Transformator 17 entsprechenden Transformators 18 liegt. Die Ersatzlampe
7 liegt parallel zur Erstwicklung eines Transformators 19, der dem Transformator
16 der vorhergehenden Stufe entspricht. Die Zweitwicklungen der beiden Transformatoren
18 und 19 speisen die Arbeitswicklung eines Relais 20, das dem Relais 6 entspricht.
Die Anordnung kann zusätzliche Einheiten entsprechend der Einheit 21 enthalten,
die eine Ersatzlampe, zwei Transformatoren und ein Relais besitzi. Die Anordnung
kann somit eine beliebige Anzahl von Ersatzlampen besitzen. Die schaltungsmäßige
Anordnung der letzten Ersatzlampen in den Reihen 22 und 23 stimmt dabei völlig mit
der Schaltung nach Fig.4 überein. Aus der vorhergehenden Darstellung ist ersichtlich,
daß bei der Einschaltung der Anordnung nach Fig. 5 zuerst die Hauptlampe 3 mit dem
Schalter 4 verbunden wird und in Betrieb bleibt, bis sie durchbrennt. Dabei erfolgt
die Einschaltung der Ersatzlampe 7, und beim Durchbrennen dieser Lampe werden der
Reihenfolge nach die übrigen Ersatzlampen eingeschaltet.
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Wenn die erfindungsgemäße Anordnung z. B. in einem Leuchtturm angebracht
ist, der von einer in gewisser Entfernung liegenden Überwachungsstelle aus gesteuert
wird, können das Relais 20 usw. mit zusätzlichen Kontakten zur Einschaltung von
passenden Signalvorrichtungen an der Überwachungsstelle versehen sein, durch die
das Einschalten einer Ersatzlampe angezeigt wird. Beim Wechseln der beschädigten
Lampen wird die Anordnung selbsttätig in den normalen Betriebszustand zurückversetzt.