DE222888C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 222888 KLASSE 21/. GRUPPE

ARTHUR HEIMANN und WALTER SCHÄFFER , in BERLIN.

und Glühlampen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. Januar 1909 ab.

Bei dem Betriebe von Bogenlampen und Glühlampen in Hintereinanderschaltung ist es Grundbedingung,, daß die den Bogenlampen vorgeschalteten Glühlampen" vor Stromerhöhungen geschützt werden. Solche Stromerhöhungen werden durch die Bogenlampen unter verschiedenen Umständen veranlaßt:

ι. beim Anlassen derselben, nämlich in dem Moment, in dem sich die Bogenlampenkohlen ίο berühren; hierbei wird eine sehr heftige Stromefhöhung auftreten;

2. kann es während des Bogenlampenbetriebes vorkommen, daß aus irgendwelchen Gründen der Lichtbogen erlischt, und dann tritt wieder eine Berührung der Bogenlampenkohlen ein, die einen ähnlich starken Stromstoß wie beim Anlassen hervorruft;

3. schließlich wird auch beim Nachschub der Kohlen eine, wenn auch geringe, Stromerhöhung bewirkt.

Die Glühlampen können nun zweckmäßig vor den erwähnten Stromstößen in der Art geschützt werden, daß man sie während der gefährlichen Zeiten durch einen gewöhnlichen Widerstand ersetzt. Die hierzu nötige Umschaltung erfolgt, um nicht den Bogenlampenstrom zu unterbrechen, in der Art, daß den Glühlampen vorerst ein Widerstand parallel geschaltet wird. In diesem Moment erhalten sie bereits einen abgeschwächten Strom, da ja ein Teil des Stromes durch den Widerstand geht, und dann werden die Glühlampen ausgeschaltet, damit die Vorschaltverhältnisse für die Bogenlampen wieder normale werden. Nachdem der Lichtbogen der Bogenlampen seinen normalen Zustand erreicht hat, erfolgt die Ziirückschaltung, so daß dem Widerstand zuerst die Glühlampen wieder parallel gelegt werden und dann der Widerstand abgeschaltet wird.

Die beschriebene Schaltung muß natürlich selbsttätig erfolgen; denn eine Schaltung von Hand würde naturgemäß immer erst zu spät einsetzen können. Alle bekannten automatischen Schalter haben sich jedoch aber auch als viel zu langsam wirkend herausgestellt. In der Zeit, bis die Parallelschaltung des Widerstandes zu den Glühlampen erfolgt ist (gewissermaßen Kurzschließung des Glühlampenkreises durch den Schutzwiderstand), wirkt auf die Glühlampen der durch die Bogenlampen veranlaßte starke Strom. Während dieser zwar absolut kurzen, relativ aber zu langen Zeit können die Glühlampen schon außerordentlich geschädigt werden oder sogar durchbrennen.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung, bei der die Kurzschließung des Glühlampenkreises durch den Schutzwiderstand besonders schnell, und zwar unabhängig von der Ausführung der eigentlichen Umschaltung erfolgt. Die hierzu geeignete Schaltvorrichtung, ein sogenannter Kurzschließer, ist in Fig. ι der beiliegenden Zeichnung dargestellt. Es ist ι der beliebig ausgeführte Kern einer Haupt- oder Nebenschlußspule 2, welche den Eisenanker 3 beeinflußt. Der Eisenanker 3 ist

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mit der Flachfeder 5 starr verbunden, die ihrerseits einem Kontakt 4 gegenübersteht. Wird der Eisenanker 3 durch die Spule 2 bzw. ihren Kern 1 auf Grund zu starken, durch die Spule fließenden Stromes angezogen, so berührt die Flachfeder 5 den Kontakt 4. Hierdurch kann die Parallelschaltung des Schutzwiderstandes zum Glühlampenkreis bewirkt werden. Die Spiralfeder 6 ist zur Einstellung der Vorrichtung auf eine bestimmte Erregung der Spule 2 vorgesehen. Je kurzer der Weg ist, den die Flachfeder 5 zurückzulegen hat, um den Kontakt 4 zu berühren, desto schneller wird die Schaltung durchgeführt. Der Kurzschließer kann natürlich auch in beliebiger anderer Art ausgeführt werden, besonders in bezug auf seine magnetische Anordnung, wenn nur der zur Bewirkung der Schaltung zurückzulegende Weg ein sehr kleiner ist.

In Fig. 2 ist die Schaltung der gesamten Anlage dargestellt. Es bedeuten : 7 und 8 die Pole der Stromquelle, 9 den ge\vöhnlichen Vorschaltwiderstand, der gleichzeitig Schutzwiderstand ist, 10 der den λ-^orschaltwiderstand ersetzende Glühlampenkreis mit Variator 11; 12 und 13 sind die Bogenlampen. 14 ist ein als Glühlampenkreis ausgebildeter Ersatzwiderstand für die Bogenlampen, mit welchem die Vorschaltlampen 10 in Hintereinanderschaltung getrennt von den Bogenlampen 12, 13 betrieben werden können. 15 ist die Umschaltvorrichtung, 16 und 17 sind die Kontakte der Schalthebel, die sich um die Punkte 18 und ig bewegen können. 20,21,22 sind die festen Kontakte, 23 ist die Schaltspule des selbsttätigen Umschalters, die auf den Anker 24 wirkt. 25 ist eine Feder, die die Schalthebel nach einer bestimmten Schaltstellung zu ziehen sucht. Vor dem Kontakt 21 des Schalters liegt die Spule 2 des oben beschriebenen Kurzschließers, welcher durch Schließung des Kontaktes 4, S den Widerstand 9 dem Lampenkreis 10 parallel schalten würde. Aus besonderen Gründen, auf die später eingegangen wird, muß der durch die Schließung des Kontaktes 4, 5 fließende Strom durch einige auf der Spule 23 vorgesehene Hauptstromwindungen gehen. Die auf der Spule 23 noch vorgesehenen Nebenschlußwindungen liegen direkt an der Bogenlampenspannung.

Bei der in der Zeichnung angegebenen Schalterstellung fließt der Strom von dem Pol 7 der Stromquelle durch den Variator 11, den Glühlampenkreis 10, die Kurzschließerspule 2 zum Umschalterkontakt 21, den Hebelkontakt 17, über den Drehpunkt 19, durch die Bogenlampen 12, 13 zum anderen Pol 8 der Stromquelle zurück. Die Spule des Umschaltmagneten ist durch die Bogenlampenspannung erregt, und deshalb werden die Schalthebel in der gezeichneten Stellung gehalten. Tritt nun eine plötzliche Stromeriiöhung im Glühlampenkreis 10 ein, so wird die Kurzschließerspule 2 so stark erregt, daß bei 4, 5 Kontakt gebildet wird. Die Glühlampen sind jetzt bereits durch den ihnen nun parallel geschalteten Widerstand 9 geschützt; denn der Strom fließt nun durch den Vorschaltlampenkreis 10 mit dem \^ariator 11, gleichzeitig aber auch durch den Vorschaltwiderstand 9 über die Hauptstromwindungen auf den Schaltmagneten 23 und durch den Kontakt 4, 5 über die Spule 2 und von da ab wie früher. Gleichzeitig war aber auch einerseits die Bogenlampenspannung gesunken, die allerdings jetzt wieder durch die erfolgte Parallelschaltung gestiegen ist. Die Umschaltung wird daher durch die Spule 23 ohne weiteres nicht erfolgen, wenn sie nicht bereits erfolgt war. Aus diesem Grunde wurden noch die Hauptstromwindungen auf die Spule 23 aufgebracht, die den Nebenschlußwindungen entgegenwirken sollen. Hierdurch wird die auf den Kern 24 wirkende Magnetkraft geschwächt, die Federkraft 25 überwiegt und die Schalthebel werden so gestellt, daß der Hebelkontakt 17 den Kontakt 22 und der Hebelkontakt 16 den Kontakt 20 berührt. Durch die Spule 2 des Kurzschließers fließt nun kein Strom mehr, der Kontakt 4, 5 wird unterbrochen, und der Stromverlauf ist nun der folgende:

Von dem Pol 7 der Stromquelle fließt der Strom einerseits* durch den Vorschaltwiderstand 9, Kontakte 22, 17, den Schalthebel, den Drehpunkt 19, durch die Bogenlampen 12, 13 zum anderen Pol 8 der Stromquelle zurück. Gleichzeitig' fließt aber auch Strom von 7 durch den Vorschaltlampenkreis 10 mit dem Variator 11 über die Kontakte 20, 16, den Schalthebel, den Drehpunkt 18, von da durch den Bogenlampenersatzwiderstand 14 zum anderen Pol 8 der Stromquelle zurück. Nun können die Bogenlampen ohne jegliche Gefahr für den Vorschaltlampenkreis 10 wieder einregulieren, und wenn ihre Spannung wieder genügend hoch angestiegen ist, wird durch die dünnen Windungen auf Spule 23 wieder die Rückschaltung, in die gezeichnete Stellung erfolgen.

Es ist ersichtlich, daß bei dieser Anordnung" bereits vor erfolgter Umschaltung durch 15 der Glühlampenkreis 10 durch den Kurzschließer und den Schutzwiderstand 9 gesichert wird. Wie vorher erwähnt, kann die Zeit bis zur vollendeten Wirkung des Kurzschließers bei geeigneter Ausführung desselben (wenn der zurückzulegende Schaltweg ein kleiner ist) eine sehr kurze sein. Der Kontakt 20 könnte eventuell fortgelassen sein, und der Umschalter 15 müßte dann so ausgeführt werden, daß der Hebelkontakt 16 nach Umschaltung den Kontakt 21 berührt. Allerdings würde dann nach erfolgter Umschaltung durch Spule 2 der Glüh-

lampenstrom fließen. Wenn nun etwa während der Umschaltung die Unterbrechung des Kontaktes 4, 5 nicht erfolgt ist, so könnte der Fall eintreten, daß der Kontakt nun geschlossen bleibt, ja, daß sogar durch die Spule 2 ein verhältnismäßig starker Strom (etwas über normal) fließt. Um dies zu vermeiden, könnte in die Zuleitung zu dem Ersatzwiderstand 14 wiederum ein A'ariator eingeschaltet werden. Die Spule 2 würde dann ihren Anker loslassen müssen und so den Kontakt 4, 5 unterbrechen. Die zuerst beschriebene Anordnung der Kurzschließung hat jedoch wesentliche Vorteile, weil eben nach erfolgter Umschaltung dann überhaupt kein Strom mehr durch die Spule 2 fließt und ihr Anker daher unter allen Umständen losgelassen werden muß.

Im übrigen ist noch darauf Rücksicht zu nehmen, daß der durch Kontakt 4/5 fließende Strom eine für derartige Druckkontakte große Höhe erreicht; deshalb müssen die Kontakte mit ziemlicher Kraft aufeinander gedrückt werden. Um dies zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Anordnung so zu treffen, daß der Anker 3 zum Beispiel in einer Entfernung von ι bis 2 mm zum Magnetkern 1 gehalten wird und beim Überschreiten der zulässigen Stromstärke an diese herangezogen wird, so daß er ihn fast oder ganz berührt. Hierdurch vergrößert sich die magnetische Kraft außerordentlich, und der Kontakt bei 4, 5 ist ein günstiger. Allerdings würde dann der Anker 3 bei sinkender Stromstärke auf das normale Maß noch nicht losgelassen werden, sondern die Stromstärke müßte hierzu erheblich tiefer fallen. Dies geschieht ja aber auch tatsächlich bei der zuerst beschriebenen Anordnung, da ja bei derselben die Stromstärke gleich Null wird.

Schließlich sei noch bemerkt, daß der in der Zeichnung Fig. 2 dargestellte Umschalter 15 in ganz beliebiger Art ausgeführt sein kann.

Ebenso könnten auch die auf der Spule 23 aufgebrachten Hauptstromwindungen auf einem besonderen Relais sitzen, das die Zuleitung zur Spule durch einen Kontakt unterbrechen könnte. Überhaupt brauchte auch die Spule 23 nicht direkt von der Bogenlampenspannung erregt zu werden, sondern sie könnte an einer beliebigen Spannung liegen, und iihre Zuleitung könnte durch von Hauptstrom-' oder Nebenschlußrelais (letzteres z. B. an der Bogenlampenspannung liegend) abhängigen Kontakten geschlossen oder geöffnet werden.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Schaltungsanordnung für den Betrieb von hintereinandergeschalteten Bogenlampen und Glühlampen, bei welcher ein selbsttätiger Umschalter bei auftretenden Stromstößen an Stelle der Glühlampen einen Widerstand vor die Bogenlampen schaltet, dadurch gekennzeichnet, daß bei Hintereinanderschaltung von Glühlampen und Bogenlampen der Strom durch einen von dem selbsttätigen Umschalter (15) unabhängigen Hauptstrommagneten (2) geht, der bei zu starker Erregung eine Kontaktvorrichtung (4, 5) mit sehr geringem Hub schließt, wodurch den Glühlampen binnen sehr kurzer Zeit ein Schutzwiderstand parallel geschaltet wird, bevor der eigentliche. Umschalter in Tätigkeit treten konnte.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Kontaktvorrichtung (4, 5) eingeschaltete Strom über eine auf dem selbsttätigen Umschalter (15) liegende Hauptstromspule geht, die entweder die Magnetkraft der Schaltspule (23) des selbsttätigen Umschalters schwächt oder die Zuleitung dieser Schaltspule völlig unterbricht, so daß die Umschaltung sicher erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.