DE1244292B - Selbsttaetige Regeleinrichtung bei Bogenlampen - Google Patents

Selbsttaetige Regeleinrichtung bei Bogenlampen

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DE1244292B
DE1244292B DEST19647A DEST019647A DE1244292B DE 1244292 B DE1244292 B DE 1244292B DE ST19647 A DEST19647 A DE ST19647A DE ST019647 A DEST019647 A DE ST019647A DE 1244292 B DE1244292 B DE 1244292B
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electrodes
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DEST19647A
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Casper Kasparian
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STRONG ELECTRIC CORP
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STRONG ELECTRIC CORP
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    • H05B31/00Electric arc lamps
    • H05B31/0081Controlling of arc lamps

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  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)

Description

  • Selbsttätige Regeleinrichtung bei Bogenlampen Die Erfindung richtet sich auf eine selbsttätige Regeleinrichtung bei Bogenlampen zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Stromflusses im Elektrodenstromkreis mit einem als bewegliches Verstellorgan zur Verstellung des Elektrodenabstandes dienenden Verstellmotor, der in Abhängigkeit vom Strom und der Spannung des Elektrodenkreises gesteuert wird.
  • Es ist bereits eine Regeleinrichtung für Lichtbogenanlagen bekannt, die Magnetverstärker zur Impedanzänderung benutzt. Diese bekannten Magnetverstärker benötigen Gleichstrom, der erst aus dem Wechselstrom gleichgerichtet werden muß. Es sind somit verhältnismäßig viele einzelne elektrische Bauelemente nötig, die zu einer größeren Ansprechzeit sowie zu einem größeren baulichen Aufwand führen. Darüber hinaus ist die hierdurch bekannte Lösung gegen Phasenverschiebungen unempfindlich, die sich bei eventuellen Nullpunktverlagerungen nicht auswirken können.
  • Es ist weiter ein Regelungskreis für elektrische Gleichrichterröhren bekannt, durch den eine Regelung der Motordrehzahl in Abhängigkeit von einer Signalspannung nach Art einer Gegentaktschaltung vorgenommen wird. Auch hierzu ist ein verhältnismäßig großer Aufwand an Schaltelementen nötig. Die Motordrehzahl wird durch die Zyklenzahl geregelt, bei der der Motor während der Erregungszyklen das volle Drehmoment erlangt. Die hierdurch bekannten Motoren mit abgeschirmten Polen führen dann eine Drehung des Ankers aus, wenn an den beiden Transformatoren-Primärwicklungen keine Gleichspannung oder eine gleiche, aber entgegengesetzte Spannung vorliegt. Der Elektrodenabstand von Bogenlampen läßt sich hiermit nicht regeln.
  • Schließlich sind auch Spaltpolmotoren seit langem bereits bekannt, bei denen durch entsprechende Beaufschlagung von abgeschirmten Polen ein Ungleichgewichtszustand der elektromotorischen Kräfte entsteht. Dabei ist die Drehrichtung des Motorankers bekanntermaßen vom Magnetfluß in den abgeschirmten Polen abhängig. Die Phasenverschiebung wird bewußt zur Drehmomentbildung in diesem Spaltpolmotor und damit zur Drehung des Ankers ausgenutzt.
  • Bei Bogenlampen war es bisher üblich, zur Bewegung der Elektroden zwecks möglicher Konstanthaltung des Lichtbogens umsteuerbare Motoren zu verwenden. Bekanntlich ändert sich die Spannung und die Stromstärke mit der Größe des Elektrodenabstandes. Man hat diese Größe zur Aufrechterhaltung der gewünschten Eigenschaften des Lichtbogens bereits benutzt. Bei der Verwendung der bekannten Steuervorrichtungen ergeben sich jedoch durch den außerordentlich hohen Verschleiß und den dadurch bedingten Zustand der Kontakte Schwierigkeiten, und auch das Beharrungsvermögen der sich bewegenden Komponenten sowie die Notwendigkeit, elektromotorische Kräfte zur überwindung von Federkräften oder Reibungen heranzuziehen, ist nachteilig. Die Genauigkeit der bekannten Steuerung der Lichtbogencharakteristik wird nämlich durch die genannten Umstände beeinträchtigt.
  • Beispielsweise bei Anlagen zur Reproduktion von graphischen Werken ist es sehr wichtig, für die Beleuchtung eine Bogenlampe zu verwenden, deren Lichtbogen sehr schnell erzeugt wird und dessen Eigenschaften konstant gehalten werden, um derart eine ständig gleichbleibende Beleuchtung von hoher Intensität sicherzustellen. Auch für diesen Zweck sind die bekannten erwähnten Steuerungsvorrichtungen für den die Elektroden bewegenden Motor verwendet worden, jedoch ergab sich hierbei im Fall der Ver= wendung von Steuerungsvorrichtungen, die bewegliche Anker, Kontakte oder Relaismechanismen aufweisen, Abweichungen und Änderungen der Eigenschaften des Lichtbogens.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu vermeiden und eine selbsttätige Regeleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen statischen Steuerkreis ohne sich bewegende Regelungselemente aufweist, damit die Ansprechempfindlichkeit erhöht und eine genauere Regelung ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die Verwendung eines als Stellmotor bekannten Spaltpolmotors mit abgeschirmten Polen gelöst, in denen durch induktiv mit dem Elektrodenkreis gekoppelte Steuerkreise in Abhängigkeit von der Spannung und dem Strom des Elektrodenkreises elektromotorische Kräfte erzeugt werden, derart, daß sich der Motoranker jeweils in der einen oder anderen Richtung dreht, wobei in der gleichen Drehrichtung wie der Motoranker auch das Antriebsorgan bewegt wird, mit dem das Verstellen des Elektrodenabstandes bewirkt wird. Dadurch ist eine statische Regeleinrichtung geschaffen, die den bekannten erwähnten Regeleinrichtungen mit zahlreichen beweglichen Schaltteilen weit überlegen ist. An Stelle der bisher bekannten, umfangreichen, verhältnismäßig kompliziert aufgebauten und eine Vielzahl von elektrischen Schaltelementen aufweisenden Hilfsvorrichtungen tritt durch die Erfindung ein Spaltmotor mit abgeschirmten Polen im Steuerkreis. Die abgeschirmten Pole sind dabei induktiv derart mit dem Elektrodenkreis gekoppelt, daß in den Polen in Abhängigkeit von der Spannung und dem Strom im Elektrodenkreis elektromotorische Kräfte (EMK) erzeugbar sind, so daß sich der Motoranker jeweils in derjenigen Richtung dreht, in der sich die Verstellorgane in einer den Elektrodenabstand regelnden Richtung bewegen.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung. In dieser zeigt F i g. 1 eine Stirnansicht eines Teils einer Bogenlampe, , F i g. 2 eine Draufsicht auf die Ausführungsform nach F i g. 1 mit einzelnen Teilen im Schnitt, F i g. 3 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung, F i g. 4 einen Schnitt im wesentlichen nach der Linie 4-4 der F i g. 2, F i g. 5 einen Schnitt im wesentlichen nach der Linie 5-5 der F i g. 2, F i g. 6 eine Seitenansicht des Motors, F i g. 7 eine halbschematische Darstellung der Schaltung, F i g. 8 ein Schaltschema des statischen Regelsystems, F i g. 9 ein Schaltschema der Bestandteile der Bogenlampe, F i g. 10 eine Seitenansicht der Regeleinheit.
  • In den F i g. 1 bis 5 ist die erfindungsgemäße Regeleinrichtung für Bogenlampen veranschaulicht. Eine solche Bogenlampe findet besonders geeignet bei Reproduktionseinrichtungen für graphische Erzeugnisse ; Verwendung. Wie den F i g. 1 und 2 unter anderem zu entnehmen ist, sind die Elektroden 26 und 28 in horizontaler Richtung bewegbar angeordnet, so daß in bekannter Weise ein Lichtbogen 30 zwischen ihnen gezogen werden kann.
  • Wie den Figuren zu entnehmen ist, ist ein Schlitten 56 mit dem unteren Tram 38' und ein weiterer Schlitten 57 mit dem oberen Trum 38" einer Kette 38 verbunden, so daß der Umlauf der Kette durch Drehung des Kettenrades 34 eine entsprechende Bewegung der Schlitten in einander entgegengesetzten Richtungen, je nach der Bewegungsrichtung der Kette 38, bewirkt. Das Gehäuse 84 enthält die in F i g. 9 veranschaulichten Schaltvorrichtungen 88, die einen weiteren Abbrand der Elektroden verhindern, sobald in Abhängigkeit von dem Relais 192 der richtungsbestimmende Stromkreis unwirksam wird und dann die Bewegung der Elektrodenschlitten in entgegengesetzte Richtungen bewirken. Weitere Schaltvorrichtungen 92 dienen dazu, den Mechanismus stillzusetzen, sobald die Elektroden ihre Endstellung erreicht haben und ausgewechselt werden müssen.
  • Der Block 94 ist so angeordnet, daß er in den Endstellungen die Arme 89 und 93 wahlweise zwecks Betätigung der Schaltvorrichtungen 92 und 98 in Eingriff bringt.
  • Der Antriebsmotor 116 zeigt einen Kern 118, eine auf diesem sitzende Haupterregerwicklung 120, abschirmende Pole 121, 122, 123 und 124 mit 126, 127, 128 und 129 bezeichnete Spulen für diese Pole sowie einen Anker 130.
  • Wie in F i g. 7 veranschaulicht ist, sind die Abschirmspulen 126 und 128 durch eine Leitung 132 verbunden und die Abschirmspulen 127 und 128 durch die Leitung 134 in Reihe geschaltet. Der Anker 130 des Motors sitzt auf einer Welle 136, die das in dem Gehäuse 102 untergebrachte Untersetzungsgetriebe antreibt.
  • Die erfindungsgemäße statische Regeleinrichtung erhält ihre Impulse durch die Änderungen des Stromflusses durch den Lichtbogenkreis und bewirkt, daß sich der Motoranker in einer Drehrichtung um einen Weg dreht, der über das erwähnte Getriebe eine Verschiebung der Elektroden 26 und 28 in dem Maße zur Folge hat, daß der Stromfluß wieder auf einen vorbestimmten Wert eingestellt und damit im wesentlichen konstant gehalten wird.
  • In F i g. 8 ist ein Leistungstransformator 140 mit einer Primärwicklung 142, einem Eisenkern 144 und einer Sekundärwicklung 146 veranschaulicht. Er erzeugt in der Sekundärwicklung, die in Reihe mit den Elektroden 26 und 28 geschaltet ist, einen dem Zweck entsprechenden Strom.
  • Die Elektrode 28 ist durch eine Leitung 148 mit der einen Klemme der Sekundärwicklung 146 und die andere Klemme dieser Sekundärwicklung durch eine Leitung 150 mit einer Stromspule 152 der in F i g. 1 schematisch dargestellten Regeleinrichtung verbunden. Die Stromspule 152 ist in dem Elektrodenstromkreis in Reihe mit der Elektrode 26 geschaltet.
  • Die Spule 152 umschließt den einen Schenkel und eine zweite Spule 158 den anderen Schenkel eines geschlossenen Eisenkernes 155, 156, der einen Bestandteil der in Reihe mit dem Paar Abschirmspulen 126 und 128 geschalteten Regelanordnung bildet. Ein weiterer Bestandteil 160 dieser Regelanordnung besteht aus einem geschlossenen Eisenkern 164, auf dessen Schenkeln Spulen 162 und 166 angeordnet sind. Die Spule 166 ist in Reihe mit dem Paar Abschirmspulen 127,128 geschaltet. Eine Klemme der Spule 162 ist, wie aus F i g. 8 ersichtlich, an der Leitung 150 und die andere Klemme dieser Spule an ein z. B. durch einen Regelwiderstand 168, dessen Schieber 169 einerseits mit dem Leiter 148 verbunden ist, gebildetes regelbares Steuerelement angeschlossen.
  • Wie ersichtlich, liegen die Spulen 162 und der Widerstand 168 im Nebenschluß an der Sekundärwicklung 164 des Transformators, von welchem die Elektroden 26 und 28 mit Strom versorgt werden. In Reihe mit der Spule 158 und den Abschirmspulen 126, 128 ist ein Widerstand 172 und in Reihe mit der Spule 166 und den Abschirmspulen 127 und 128 ein Widerstand 174 geschaltet. Ein dritter Widerstand 176 bildet einen gemeinsamen Bestandteil der beiden statischen Steuerkreise.
  • Dieser Widerstand 176 vervollständigt einmal einen Stromkreis, in welchem die Spule 158, der Widerstand 172 und die Abschirmspulen 126 und 128 liegen und zum anderen einen Stromkreis, in welchem die Spule 166, der Widerstand 174 und die Abschirmspulen 127 und 129 liegen.
  • Sobald durch die Primärwicklung 142 des Leistungstransformators 140 Strom fließt, wird in der Spule 162 und dem Widerstand 168 eine Spannung erzeugt, obwohl die Elektroden 26 und 28 im Abstand voneinander liegen und kein Strom durch sie fließt.
  • Sobald in der im folgenden erläuterten Weise ein Stromfluß durch die Elektroden 26 und 28 erzeugt wird, fließt der Strom durch die Spule 152. Die Kapazität dieser Spule reicht aus, um den maximalen Stromfluß durch die Elektroden zu leiten, der erforderlich ist, um einen Lichtbogen von der gewünschten Intensität zu bilden. In F i g. 9 sind die verschiedenen Stromkreise der Bogenlampe und der Steuervorrichtungen veranschaulicht, die weiter unten beschrieben werden.
  • Im Fall des Motors 116 bewirkt eine Verschiebung der Achse des Magnetflusses in der einen Gruppe von abschirmenden Polen als Folge der Erregung der diesen zugeordneten Abschirmspulen die Drehung des Ankers 130 in der einen Richtung und eine Verschiebung der Achse des Magnetflusses in der anderen Gruppe von abschirmenden Polen als Folge der Erregung der zugeordneten Abschirmspulen die ; Drehung des Ankers in der entgegengesetzten Richtung.
  • Wenn der Magnetfluß in den beiden Gruppen von abschirmenden Polen gleich oder ausgeglichen ist, so wird kein Moment erzeugt, welches den Anker 130 drehen könnte, d. h., das Drehmoment beträgt Null. Unter der Annahme, daß die Elektroden 26 und 28 zu Beginn im Abstand voneinander liegen, und wenn der Leistungstransformator nicht erregt ist (F i g. 8), wird der Stromfluß durch die Elektroden unterbrochen und der Lichtbogen erlischt, jedoch verbleiben die Elektroden 26 und 28 im Abstand voneinander.
  • Wenn wieder Strom durch die Primärwicklung 142 des Leistungstransformators 140 fließt, so fließt auch Strom durch die Sekundärwicklung 146, die Spule 162 und die verstellbare Steuervorrichtung - den Regelwiderstand 168. Durch den Stromfluß durch die Spule 162 wird ein Stromfluß in der Spule 166 induziert, und es fließt damit Strom durch die Widerstände 174 und 176 sowie die Abschirmspulen 127 und 129. Sobald ein gewisser Strom in dem Steuerkreis, in welchem die Spule 158, der Regelwiderstand 172 und die Abschirmspulen 126 und 128 liegen, fließt, werden die elektromotorischen Kräfte, die in den Abschirmspulen 127 und 129 erzeugt werden, größer als die in der anderen Gruppe von Abschirmspulen.
  • Dieser Zustand bewirkt eine Verschiebung des magnetischen Flusses in der einen Gruppe der Abschirmpole des Motors und damit die Drehung des Ankers 130 in der Richtung, in welcher hierdurch die Kette 38 so bewegt wird, daß infolge der entsprechenden Bewegung der von der Kette getriebenen, die Elektroden 26 und 28 tragenden Schlitten 56 und 57 die Spitzen der Elektroden in Berührung miteinander gelangen und demzufolge Strom durch i die Elektroden, den Elektrodenkreis und damit auch durch die Spule 152 fließt. Der durch diese Spule fließende Strom induziert einen Stromfluß in der Spule 158 und dem Stromkreis, in welchem die Abschirmspulen 126 und 128 sowie der Widerstand 172 liegen.
  • Da nunmehr ein Strom von erheblicher Stärke durch die Spule 152 fließt, bewirken die in dem Steuerstromkreis, in welchem die Spule 158 und die Abschirmspulen 126 und 128 liegen, erzeugten elektromotorischen Kräfte eine Verschiebung des magnetischen Flusses in den Polen des Motors. Das Ansteigen der Stromstärke in den Abschirmspulen 126 und 128 als Folge des Stromflusses in dem Elek trodenkreis verringert die Spannung über die Spule 162 und den Widerstand 168 und damit die elektromotorische Kraft, die durch den Stromfluß durch die Abschirmspulen 127 und 129 erzeugt wurde.
  • Dadurch wird bewirkt, daß sich der Anker 130 des Motors in der der im ersten Fall entgegengesetzten Richtung dreht und sich infolge der entsprechenden Bewegung der Kette 38 die Elektroden 26 und 28 in der entgegengesetzten Richtung, d. h. voneinander weg, bewegen. Durch diese Bewegung der Elektroden in sie voneinander trennendem Sinn wird der Lichtbogen 30 erzeugt. Diese Bewegung der Elektroden verläuft weiter, bis die elektromotorischen Kräfte in dem Kreis, in welchem die Abschirmspulen 126 und 128 liegen, die elektromotorischen Kräfte in den Abschirmspulen 127 und 129 ausgleichen.
  • Sobald das der Fall ist, kommt der Anker 130 des Motors zum Stillstand, weil das auf ihn nunmehr wirkende Drehmoment wegen des Ausgleichs der auf die Abschirmpole wirkenden elektromotorischen Kräfte Null geworden ist und damit das Gleichgewicht des magnetischen Flusses in der abschirmenden Polkonstruktion des Motors wiederhergestellt ist.
  • Der Stromfluß durch den Lichtbogen und die Elektroden hindurch vollzieht sich nun ohne irgendeine Bewegung der Elektroden und bleibt auf einem im wesentlichen konstanten Wert, bis die Elektroden so weit abgebrannt oder fortschreitend verbraucht sind, daß dadurch eine Verringerung des Stromflusses durch den Elektrodenkreis bewirkt wird.
  • Hierdurch wird die elektromotorische Kraft in dem Kreis der Abschirmspulen 126 und 128 verringert, und es tritt der Ungleichgewichtszustand ein, demzufolge die in den Abschirmspulen 127 und 129 vorhandenen elektromotorischen Kräfte nunmehr die Drehung des Ankers 130 in der umgekehrten Richtung und damit die Bewegung der Elektroden 26 und 28 aufeinander zu bewirken, bis der ordnungsgemäße Wert des Stromflusses durch den Elektrodenkreis wiederhergestellt ist. Die einstellbare Steuervorrichtung 168, die ein Rheostat sein kann, ermöglicht die Einstellung des Impulswertes.
  • Der Stromfluß durch die beiden Kreise, in welchen die Gruppen von Abschirmspulen liegen, ist immer dann kontinuierlich, wenn dem Transformator 140 Strom zugeführt wird. Jede Abweichung oder Änderung des Stromflusses durch die Elektroden oder die Spule 143 und die einstellbare Steuervorrichtung 168 wirkt sich unmittelbar über das statische Regelsystem in dem Sinne aus, daß ein Unterschied der elektromotorischen Kräfte, die in den Paaren von Abschirmspulen vorhanden sind, hervorgerufen wird, durch deren Wirkung der magnetische Fluß in den Abschirmpolen verschoben und damit die Drehung des Motorankers 130 in der Richtung bewirkt wird, in welcher entweder der Lichtbogen gezündet oder der ordnungsgemäße Stromfluß durch die Elektroden wiederhergestellt und im wesentlichen konstant gehalten wird.
  • Die vorstehend beschriebene Regeleinrichtung gemäß der Erfindung arbeitet sehr genau. Kleinste Änderungen des Stromflusses im Lichtbogenstromkreis erzeugen unmittelbar ein Differential zwischen den elektromotorischen Kräften in den Stromkreisen der Paare von Abschirmspulen und bewirken damit die Drehung des Motorankers und die Wiedereinstellung der Elektroden. Diese genaue Regelung wird ohne irgendwelche sich bewegenden Komponenten, Kontakte, Relaisarmaturen od. dgl. erzielt. Es ergibt sich so eine wirksame und ständig bereite Steuerung ohne irgendeine Möglichkeit einer Beschädigung von Komponenten des Steuersystems, weil diese ortsfest sind.
  • F i g. 9 zeigt die Schaltung des Elektrodenstromkreises der Bogenlampe und der entsprechend dem in F i g. 8 dargestellten Schaltschema ausgebildeten statischen Steueranordnung für diese. In dem Elektrodenstromkreis liegen ein Haupteinschalter 180 sowie ein Leistungsrelais 184. Mit dem Leistungsrelais in einem Stromkreis liegt ein verstellbarer Belichtungszeitschalter 188, der das Relais betätigt, den Strom in dem Elektrodenstromkreis unterbricht und den Lichtbogen auslöscht, sobald eine vorbestimmte Einschaltdauer verstrichen ist. Dieser Zeitschalter ist von üblicher Bauart und kann mechanisch oder elektrisch betätigt werden.
  • Das Leistungsrelais 184 ist an die Stromquelle und den Haupttransformator 140 angeschlossen und steuert den Stromfluß nach diesem. In dem Stromkreis, in welchem die Schaltvorrichtungen 88 und 92 zum Einschalten des Wiedereinstellungszyklus liegen, liegt ferner ein Relais 192, das so die statische Steueranordnung mit den Einheiten 155 und 160 blockiert, um den Beginn der Voneinanderbewegung der aus F i g. 3 ersichtlichen Elektrodenschlitten 56 und 57 zu ermöglichen, sobald der Schalter 88 betätigt wird. Die Betätigung dieses Schalters erfolgt durch ein an dem Schlitten 56 angebrachtes Glied 94, sobald die Elektroden 26 und 28 bis auf den durch ihre Bewegungsmöglichkeit aufeinander zu gegebenen Mindestabstand voneinander abgebrannt sind.
  • Der Hauptschalter 180 ermöglicht ein Umgehen oder Überholen des einstellbaren Belichtungsschalters 188, unmittelbar nachdem neue Elektroden 26 und 28 in ihre an den Schlitten 56 und 57 angebrachten Haltevorrichtungen eingesetzt worden sind. Am Anfang des Vorganges des Auswechselns oder Einsetzens neuer Elektroden wird der Hauptschalter geschlossen und erst wieder betätigt, wenn die Elektroden verbraucht bzw. auf ihre Mindestlänge abgebrannt sind, wobei dann eine Weiterbewegung der Elektroden dadurch unmöglich gemacht wird, daß der Block 94 den Schalter 92 betätigt. Der Leiter 85, der von dem Relais nach dem Transformator 140 führt, ist, um die Primärwicklung des Transformators verstellen zu können, an eine einer Mehrzahl von Anzapfungen 186 des Transformators angeschlossen. Die Wirkungsweise der verschiedenen Steuervorrichtungen des Bogenlampenstromkreises gemäß dem Schaltschema der F i g. 9 ist wie folgt: Unter der Annahme, daß neue Elektroden 26 und 28 in die an den Schlitten 56 und 57 angebrachten Elektrodenschaltvorrichtungen 70 eingesetzt worden sind und die Schlitten sich in ihren äußersten Endstellungen befinden, ist der Schalter 92 für die Einschaltung des Wiedereinstellungszyklus geschlossen. Er wurde durch den an dem Schlitten 56 angebrachten Block 94 in die entsprechende Stellung verbracht. Der Zeitschalter 188 kann auf die beliebig wählbare Zeitdauer, für die der Lichtbogen bestehenbleiben soll, eingestellt werden.
  • Da die dargestellte Bogenlampe insbesondere für die Verwendung bei der Reproduktion von graphischen Erzeugnissen bestimmt ist, ist es zweckmäßig, einen Zeitschalter zu verwenden, der so eingestellt werden kann, daß er das Bestehen des Lichtbogens für die gewünschte Zeitdauer sichert. Der Haupteinschalter 180 ist zunächst geschlossen, und es fließt demzufolge Strom durch die Spule 162 der statischen Steuervorrichtung und die einstellbare Steuervorrichtung 168.
  • Durch den durch die Spule 162 fließenden Strom wird Strom in der Spule 166 induziert, der durch den Stromkreis fließt, in welchem die Abschirmspulen 127 und 129 liegen. Die elektromotorischen Kräfte in diesen Spulen sind größer als die in den Abschirmspulen 126 und 128. Dadurch wird eine Verschiebung des Magnetflusses in der Polkonstruktion bewirkt, derzufolge der Anker des Motors 116 sich in der Richtung bewegt, in welcher die einander benachbarten Enden der Elektroden 26 und 28 zur Anlage aneinander kommen und dadurch der Lichtbogen gezündet wird. Durch den unmittelbaren Kontakt der Elektroden miteinander wird der Strom durch den Elektrodenkreis, in welchem die Stromspule 152 liegt, geschlossen, und es wird in der Spule 158 und den Abschirmspulen 126 und 128 Strom induziert. Die dadurch in diesen Spulen erzeugten elektromotorischen Kräfte sind jetzt größer als die in den Abschirmspulen 127 und 129.
  • Dieser Unterschied der elektromotorischen Kräfte ist die Folge der Verringerung des Stromflusses durch die Spule 162, die eintritt, sobald durch den Elektrodenstromkreis Strom fließt und den Lichtbogen erzeugt. Unter dieser Voraussetzung verschiebt die gegenüberliegende Gruppe von Abschirmpolen des Motors 116 den Magnetfluß in den Polen dieses Motors und bewirkt die Drehung des Ankers 130 in der entgegengesetzten Richtung und damit die fortlaufende Voneinanderbewegung der Elektroden 26 und 28 so lange, bis wieder ein vorbestimmter Wert des Lichtbogenstroms eingestellt ist und die elektromotorischen Kräfte in der statischen Steuervorrichtung, d. h. in den Paaren von Abschirmspulen, ausgeglichen sind.
  • Dann kommt die Drehbewegung des Ankers 130 zum Stillstand, weil nunmehr das auf den Anker wirkende Drehmoment gleich Null ist.
  • Über das durch den Zeitschalter 188 eingeschaltete Leistungsrelais wird der Primärwicklung des Transformators 140 Strom zugeführt, so daß die Sekundärwicklung dieses Transformators den durch den Elektrodenstromkreis fließenden Strom erzeugt, soweit die Elektroden abgebrannt oder verbraucht sind, wird der Spalt, welcher den Lichtbogen bildet, weiter und der Stromfluß durch den Elekirodenstromkreis verringert.
  • Diese Verringerung des Stromflusses in dem Elektrodenstromkreis erzeugt einen Ungleichgewichtszustand in der statischen Steuervorrichtung, durch welche in den Abschirmspulen 127 und 129 größere elektromotorische Kräfte erzeugt werden, welche bewirken, daß der Motoranker 130 sich dann in der Richtung dreht, in welcher durch seine Bewegung die Elektroden einander genähert werden, und zwar so lange, bis der normale Lichtbogenstromfluß wiederhergestellt und ein Ausgleich der elektromotorischen Kräfte in der statischen Steuervorrichtung erfolgt ist.
  • Sobald das Zeitintervall verstrichen ist, für welches der Zeitschalter eingestellt wurde, schaltet das Leistungsrelais ab, und es wird dadurch der Stromfluß von dem Transformator 140 durch die Elektroden unterbrochen. Um in der Folge den Lichtbogen wieder zu erzeugen, wird der Zeitschalter 188 erneut betätigt, was in der oben beschriebenen Weise sein Wiederzünden zur Folge hat.
  • Aus F i g. 8 ist ersichtlich, daß der Widerstand 176 den statischen Steuerkreisen der beiden Paare von Abschirmspulen gemeinsam ist. Der Stromkreis der Abschirmspulen 127 und 129 kann aber auch von dem der Abschirmspulen 126 und 128 unabhängig gemacht werden, indem an Stelle eines beiden Stromkreisen gemeinsamen Widerstandes 176 in jedem der beiden Stromkreise ein Widerstand angeordnet ist. Der Zweck der Widerstände 172,174 und 176 ist der, in den Stromkreisen der zugeordneten Abschirmspulen den ordnungsgemäßen Ausgleich herzustellen. Auf diese Widerstände kann deshalb verzichtet werden, falls an ihrer Stelle andere zweckentsprechende Ausgleichsvorrichtungen vorgesehen sind.
  • Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, schafft die Erfindung ein statisches Regelsystem bzw. eine Steueranordnung, welche selbst keine sich bewegenden Teile oder Komponenten, Kontakte oder Relais und deshalb keine dem Verschleiß unterworfenen Teile aufweist und deshalb keinen hierauf beruhenden Störungen ausgesetzt ist. Das neue Steuersystem ermöglicht es ferner, einen Stromkreis, in dem die Elektroden einer Bogenlampe liegen, so zu steuern, daß kontinuierlich und genau ein Stromfluß von vorbestimmter Stärke aufrechterhalten wird.

Claims (7)

  1. Patentansprüche: 1. Selbsttätige Regeleinrichtung bei Bogenlampen zur Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Stromflusses im Elektrodenstromkreis mit einem als bewegliches Verstellorgan zur Verstellung des Elektrodenabstandes dienenden Verstell-Motor, der in Abhängigkeit vom Strom und der Spannung im Elektrodenkreis gesteuert wird, g e -kennzeichnet durch die Verwendung eines als Stellmotor bekannten Spaltpohnotors (116) mit abgeschirmten Polen (121 bis 124), in denen durch induktiv mit dem Elektrodenkreis gekoppelte Steuerkreise in Abhängigkeit von der Spannung und dem Strom des Elektrodenkreises elektromotorische Kräfte erzeugt werden, derart, daß sich der Motoranker (130) jeweils in der einen oder anderen Richtung dreht, wobei in der gleichen Drehrichtung wie der Motoranker auch das Antriebsorgan (56, 57) bewegt wird, mit dem das Verstellen des Elektrodenabstandes (30) bewirkt wird.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeschirmten Pole (121 bis 124) direkt im Steuerkreis liegen.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerkreise zur Regelung dienen, von denen der erste Kreis induktiv mit einem Nebenschlußkreis (162, 168, 169) des Hauptkreises und der andere Kreis induktiv mit dem Hauptkreis derart gekoppelt sind, daß die EMK in den beiden Steuerkreisen von den EMK im Hauptkreis und im Nebenschlußkreis abhängen.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine in dem Hauptstromkreis angeordnete Stromspule (152) und eine in dem Nebenschluß des Hauptstromkreises angeordnete Spule (162) und eine induktiv mit der Stromspule in dem Hauptstromkreis gekoppelte Spule (158), wobei von zwei Abschirmspulen (126,127) des Motors (116) die eine (126) in dem ersten der Steuerstromkreise liegt und durch eine Wicklung (158) induktiv mit der Stromspule (152) des Hauptstromkreises gekoppelt ist und die andere (127) in dem zweiten Steuerkreis liegt und durch eine Wicklung (166) induktiv mit dem Nebenschluß gekoppelt ist.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der abgeschirmte Motor (116) doppelte Abschirmspulen (126 bis 129) aufweist, wobei in den Steuerkreisen Widerstände (172, 174, 176) zum Ausgleich der elektromotorischen Kräfte in diesen sowie Vorrichtungen (168) für die Einstellung des Sollstromflusses in dem Hauptstromkreis vorgesehen sind.
  6. 6. Steuersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Zündens des Lichtbogens die Drehung des Motorankers (130) so gesteuert wird, daß zunächst die Elektroden (26,28) bis zur Anlage ihrer Spitzen aufeinander zu bewegt und anschließend wieder auf die vorbestimmte Spaltweite voneinander entfernt werden und nunmehr der Stromfluß dem Abbrand der Elektroden folgend konstant auf seinen Sollwert gehalten wird.
  7. 7. Steuersystem nach Anspruch 6 oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Elektrodenstromkreis eine Stromspule (152) und in dem Nebenschlußstromkreis eine Spannungsspule (162) liegt und in dem Nebenschlußstromkreis Einstellvorrichtungen (168) für die Amplitude des Stromflusses durch den Lichtbogen (30) liegen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 695 290, 968 530; deutsche Auslegeschrift Nr. 1077 348; britische Patentschrift Nr. 767 057; USA.-Patentschrift Nr. 2 519 562.
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DE695290C (de) * 1937-03-02 1940-08-22 Aeg Einphaseninduktionsmotor, der in Abhaengigkeit von der zugefuehrten Spannung selbsttaetig seine Drehrichtung wechselt
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DE1077348B (de) * 1958-11-05 1960-03-10 Demag Elektrometallurgie Gmbh Einrichtung zum Regulieren der Elektrodenstellung bei Elektrooefen

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