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Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung zur selbsttätigen Umschaltung
von netzgespeister Raumbeleuchtung auf batteriegespeiste Sicherheitsbeleuchtung
bei Netzausfall, bestehend aus einem Gleichstromschütz mit Anzugs- und Haltewicklung,
das durch ein die Netzspannung überwachendes Relais geschaltet wird.
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In derartigen Schaltgeräten für batteriegespeiste Sicherheitsbeleuchtung
werden, bei verminderter oder ausbleibender Netzspannung, zur Einschaltung der Sicherheitsbeleuchtung
netzspannungsüberwachende Relais mit Unterspannungsauslöser und Gleichstromschütze
mit Anzugs- und Haltewicklung verwendet.
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Solange die Netzspannung vorhanden ist, wird die Batterie mit besonderen
Ladegeräten stets im vollen Ladezustand gehalten.
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Die im Notfall von der Batterie gespeiste Sicherheitsbeleuchtung bleibt
nur so lange eingeschaltet, bis die Netzspannung wiederkehrt und bis das die Netzspannung
überwachende Relais und das Gleichstromschütz die Sicherheitsbeleuchtung wieder
abschalten.
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Bei länger ausbleibender Netzspannung wird die Batterie bis zur Erschöpfung
beansprucht und die Batteriespannung vermag dann an der Haltewicklung des Gleichstromschützes
den Einschaltzustand nicht mehr aufrechtzuerhalten.
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Das Gleichstromschütz fällt ab, schaltet dabei die Sicherheitsbeleuchtung
aus und setzt die Anzugswicklung des Gleichstromschützes über seinen Öffnungskontakt
wieder in Anzugsbereitschaft.
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Die Batterie wird durch die Abschaltung der Sicherheitsbeleuchtung
entlastet und die Batteriespannung kann wieder soweit ansteigen, daß das Gleichstromschütz
über seinen Öffnungskontakt und über seine Anzugswicklung erneut angezogen und die
Sicherheitsbeleuchtung wieder eingeschaltet wird.
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Das Gleichstromschütz wird nach kurzer Zeit durch die Erschöpfung
der Batterie und die Verminderung der Batteriespannung an seiner Haltewicklung wiederum
abfallen und die Sicherheitsbeleuchtung ausschalten. Dieses Ausschalt- und Einschaltspiel
kann sich, je nach Größe und Beschaffenheit der Batterie über viele Stunden andauernd
wiederholen, anfangs häufiger, mit zunehmender Erschöpfung der Batterie seltener
werdend, bis die Batterie ganz erschöpft ist und die in Anzugsbereitschaft versetzte
Anzugswicklung über den geschlossenen Öffnungskontakt des abgefallenen Gleichstromschützes
von einem Dauerstrom der Batterie durchflossen wird. Da die Anzugswicklung des Gleichstromschützes
nur für einzelne Kurzzeitschaltungen bemessen ist, kann sie durch das dauernd wiederholte
Aus- und Einschaltspiel und den anschließend fließenden Dauerstrom überhitzt und
zerstört werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bei erschöpfter Batterie
auftretende, dauernd wiederholte Aus- und Einschaltespiel zu unterbinden, und die
durch die wiederholten Einschaltungen und den zum Schluß fließenden Dauerstrom hervorgerufene
überhitzung und Zerstörung der Anzugswicklung des Gleichstromschützes zu verhindern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Schalteinrichtung
der eingangs genannten Art der Arbeitskontakt eines von der Netzspannung erregten
abfallverzögerten Relais in Reihe mit der Anzugswicklung des Gleichstrom-Schützes
angeordnet ist, so daß bei Netzausfall der Stromkreis dieser Anzugswicklung um einige
Sekunden verzögert stromlos bis zur Wiederkehr der Netzspannung unterbrochen wird.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Arbeitswicklung des
abfallverzögerten Relais über einen Widerstand parallel zu der Reihenschaltung aus
einem Kondensator und einem Widerstand gelegt und diese Reihenschaltung über einen
weiteren Widerstand, eine Diode und den Arbeitskontakt des die Netzspannung überwachenden
Relais an die Netzspannung angeschlossen.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist für das abfallverzögerte
Relais und das die Netzspannung überwachende Relais ein gemeinsames Relais mit zwei
gleichzeitig betätigten Quecksilber-Kippschaltröhren vorgesehen, wobei der Kontakt
der unverzögert arbeitenden Schaltröhre das Gleichstromschütz bei Netzausfall sofort
betätigt, während der Arbeitskontakt der verzögert arbeitenden Schaltröhre, die
zur Verlangsamung des Quecksilberflusses in an sich bekannter Weise mit eingebauten
Drosselgliedern, wie Lochplatten oder Düsen, versehen ist, die Verbindung zur Anzugswicklung
des Gleichstromschützes bei Netzausfall nach einigen Sekunden unterbricht.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist als abfallverzögertes
Relais ein Relais mit mechanischem Laufwerk vorgesehen, das durch die Netzspannung
in aufgezogenem Zustand gehalten wird und bei Netzausfall durch ein Federwerk mit
nachgeschaltetem Hemmwerk in einer der gewünschten Verzögerung entsprechenden Zeit
zurückläuft.
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Diese Schalteinrichtung kann auch dahin abgewandelt werden, daß das
gemeinsame Relais nur eine Quecksilberkippschaltröhre mit einem Drosselglied und
drei derart aufeinanderfolgend angeordneten Anschlüssen aufweist, daß bei Netzausfall
durch die Reihenfolge die Kontaktgabe das Gleichstromschütz sofort betätigt wird,
während durch die verzögert erfolgende Kontakttrennung die Verbindung zur Anzugswicklung
des Gleichstromschützes erst nach einigen Sekunden unterbrochen wird.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß durch die Verwendung des vom Netz erregten abfallverzögerten Relais bei erschöpfter
Batterie ein andauerndes Schaltspiel Aus-Ein und der Durchfluß eines Dauerstromes
von der Batterie durch die Anzugswicklung des Gleichstromschützes bis zur Wiederkehr
der Netzspannung sicher unterbunden und die Anzugswicklung vor Zerstörung durch
Überhitzung geschützt wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend an Hand der in
der Zeichnung dargestellten Schaltbilder näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt das grundsätzliche Schaltbild nach dem Stand der Technik
vor Einbau eines abfallverzögerten Relais zum Schutz der Anzugswicklung des Gleichstromschützes.
Darin wird zur Umschaltung der Raumbeleuchtung bei verminderter oder ausbleibender
Netzspannung auf die Sicherheitsbeleuchtung 1 ein die Netzspannung überwachendes
Relais 2 und ein Gleichstromschütz 3 mit einer Anzugswicklung 4 in Verbindung mit
dem Öffnungskontakt 18
sowie die Haltewicklung 5 und der Arbeitskontakt 29
zur Anschaltung der Sicherheitsbeleuchtung 1 an die Batterie 6 verwendet.
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F i g. 2 zeigt die gleiche Anordnung wie in F i g. 1,
jedoch
wird zum Schutz der Anzugswicklung 4 des Gleichstromschützes 3 ein von der Netzspannung
über den zusätzlichen Kontakt 17 des die Netzspannung überwachenden Relais 2 erregtes,
abfallverzögertes Relais 8 mit seinem Arbeitskontakt 7 so vor dem Öffnungskontakt
18 und der Anzugswicklung 4 angeordnet, daß nach dem Ausbleiben der Netzspannung
durch den Kontakt 10 des die Netzspannung überwachenden Relais 2 die Spannung
der Batterie 6 das Gleichstromschütz 3 zum Anzug und Halten bringt, während der
Arbeitskontakt 7 dann, um einige Sekunden verzögert, die im angezogenen Zustand
des Gleichstromschützes 3 durch den öffnungskontakt 18 stromlos gewordene Verbindung
zur Anzugswicklung 4 unterbricht und diese Unterbrechung bis zur Wiederkehr der
Netzspannung beibehält.
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F i g. 3 zeigt die gleiche wie in F i g. 2 dargestellte Anordnung,
jedoch wird für die Abfallverzögerung des Relais 8 ein Kondensator 11 verwendet,
der ständig vom Netz 9 über eine Diode 12 und die Widerstände 13 und
14 sowie über den Arbeitskontakt 17
des die Netzspannung überwachenden
Relais 2 aufgeladen und im Volladezustand gehalten wird, und der auch das Relais
8 über den Widerstand 16 so lange im angezogenen Zustand hält, bis
bei Ausbleiben der Netzspannung das die Netzspannung überwachende Relais 2 abfällt
und durch Öffnung seines Arbeitskontaktes 17 das Relais 8 vom Netz 9 abtrennt sowie
über den Kontakt 10 das Gleichstromschütz 3 zum Anzug bringt, wonach die
vom Kondensator 11 über den die Verzögerungszeit bestimmenden Widerstand 16 und
über das Relais 8 abfließende Ladung das Relais noch etwa 1 bis 4 Sekunden im angezogenen
Zustand hält, bevor sein Kontakt 7 die Verbindung zur Anzugswicklung
4
über den inzwischen geöffneten Kontakt 18 am Gleichstromschütz 3
in stromlosen Zustand bis zur Wiederkehr der Netzspannung öffnet.
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F i g. 4 zeigt an Stelle der beiden in F i g. 2 und 3 dargestellten
Relais, und zwar das die Netzspannung überwachende Relais 2 und das abfallverzögerte
Relais 8, ein gemeinsames Relais 19 mit zwei Quecksilber-Kippschaltröhren
20 und 21, die zwar gleichzeitig in die jeweilige Schaltstellung gebracht
werden, die aber bei Ausbleiben der Netzspannung die Quecksilber-Kippschaltröhre
20 sofort über ihren Kontakt 10 und über die Anzugsspule 4 und die Haltespule 5
das Gleichstromschütz 3 zum Anzug bringt, während der Arbeitskontakt 7 in der verzögert
schaltenden Quecksilber-Kippschaltröhre 21, die zur Verlangsamung des Quecksilberrückflusses
in an sich bekannter Weise mit eingebauten Drosselgliedern 28, wie Lochplatten
oder Düsen, versehen ist, über den ablaufenden Quecksilberfaden die Verbindung zur
Anzugswicklung 4 erst nach einigen Sekunden öffnet.
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F i g. 5 zeigt, daß als abfallverzögertes Relais ein Relais 22 mit
mechanischem Laufwerk vorgesehen ist, das durch die Netzspannung aufgezogen wird
und das bei Ausbleiben der Netzspannung durch ein Federwerk mit nachgeschaltetem
Hemmwerk in der gewünschten Verzögerungszeit zurückläuft und daher durch seinen
Arbeitskontakt 7 die Verbindung über den Öffnungskontakt 18 zur Anzugswicklung 4
des Gleichstromschützes 3 öffnet.
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F i g. 6 zeigt ein gemeinsames Relais 23 mit nur einer Quecksilber-Kippschaltröhre
24 mit dem Drosselglied 28 und den drei aufeinanderfolgend angeordneten Anschlüssen
25, 26 und 27, durch die bei Ausfall der Spannung vom Netz 9 die Quecksilber-Kippschaltröhre
24 in ihre mechanische Ruhestellung zurückkippt und bei der durch das über das Drosselglied
28 verzögert ablaufende Quecksilber in der zeitlichen Reihenfolge nacheinander zuerst
durch die Verbindung der Anschlüsse 25 mit 26 die Anzugswicklung 4 des Gleichstromschützes
3 einschaltet, dann durch die Verbindung zwischen den Anschlüssen 25-26-27 die Haltewicklung
5 des Gleichstromschützes 3 dazusehaltet und schließlich durch das vollständig zur
anderen Seite der Kippschaltröhre 24 überlaufende Quecksilber die Verbindung zwischen
den Anschlüssen 25-26 und damit zur Anzugswicklung 4 wieder geöffnet wird, während
die Haltewicklung 5 bis zur Wiederkehr der Spannung vom Netz 9 oder bis zum Absinken
der Spannung an der Batterie 6 in der Einschaltstellung verbleibt.
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Schließlich zeigt F i g. 7 in einer deutlicheren Darstellung den Kontaktablauf
in der Quecksilber-Kippschaltröhre 24 des Relais 23 aus F i g. 6.
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Bei ausbleibender Spannung vom Netz 9 wird durch den ablaufenden Quecksilberfaden
zuerst der Anschluß 25 mit 26 und dann mit 27 verbunden und dadurch über die Anzugswicklung
4 und die Haltewicklung 5 das Gleichstromschütz 3 zum Anzug und Halten gebracht
und schließlich durch das Drosselglied zeitlich verzögert die Verbindung zwischen
den Anschlüssen 25 und 26 zur Anzugswicklung 4 wieder unterbrochen,
während die Haltewicklung 5 über die Anschlüsse 26-27 bis zur Wiederkehr der Spannung
vom Netz 9 oder bis zur Erschöpfung der Batterie 6 in der Einschaltstellung verbleibt.