DE260902C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21c. GRUPPE 99. ™'-;

RICHARD FRANZ in. CÖLN.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5, Juli 1912 ab.

Elektrische Stromkreise, die aus mehreren hintereinander geschalteten Stromverbrauchern bestehen, leiden unter dem Ubelstand, daß das Versagen eines einzelnen Stromverbrauchers Unterbrechung im ganzen Stromkreis hervorruft. Als Beispiel für eine solche Anlage sei im folgenden eine aus mehreren in Serie geschalteten Glühlampen bestehende elektrische Beleuchtungsanlage gewählt, und dies

ίο Beispiel sei auch den nachstehenden technischen Erörterungen durchweg zugrunde gelegt, wobei aber ausdrücklich vorbehalten wird, daß hierdurch keine Einschränkung der Erfindung stattfinden soll, daß vielmehr diese allgemein für Verbrauchsstromkreise mit in Serie geschalteten Verbrauchern jeder Art gelten soll. Die durch Versagen einer einzelnen Lampe im ganzen Stromkreis hervorgerufene Unterbrechung bewirkt natürlich, daß die ganze Lampengruppe erlischt und damit meist die ganze in einem oder mehreren Räumen vorhandene Beleuchtung versagt. Zur Aufsuchung der Fehlerstelle ist es nötig, jede einzelne Lampe aus der Fassung zu schrauben und durch eine neue zu ersetzen, was so lange fortzusetzen ist, bis eben die beschädigte Lampe ersetzt wurde und damit der Stromkreis wieder aufleuchtet. Statt Ausschraubens jeder einzelnen Lampe hilft man sich, z. B. in Straßenbahn wagen, auch dadurch, daß jeder einzelnen Lampe ein sogenannter Prüfkontakt parallel geschaltet ist, mittels dessen ein Ersatzwiderstand, sei es eine neue Lampe oder ein anderer elektrisch gleichwertiger Widerstand, den einzelnen Lampen der Reihe nach parallel gelegt werden kann, bis das gewünschte Resultat, Wiederaufleuchten des Lampenkreises, eintritt. Beide Verfahren haben, zunächst rein mechanisch, den Nachteil, daß mehrere Handgriffe, meist handelt es sich ja um Stromkreise von mindestens 5 oder 6 Lampen, im Dunkeln ausgeführt werden müssen, was besonders bei Verkehrs- oder Fabrikbetrieben leicht zu unangenehmen, ja gefährlichen Störungen führen kann. Aber selbst wenn die eben erwähnten Prüfkontakte an einer Stelle oder auch in einem Apparat vereinigt werden, so bietet die bisher übliche Ersetzung des beschädigten Stromverbrauchers durch einen gleichwertigen Widerstand noch elektrische Nachteile. Während der Dauer des Nebenschlusses an der Unterbrechungsstelle kann nämlich die fragliche Lampe sich von selbst wieder einschalten, sei es, daß sie sich durch Erschütterungen nur gelockert hatte, sei es — was bei den modernen Metallfadenlampen besonders leicht vorkommt —, daß der unterbrochene Faden von selbst wieder zusammenschweißt, und in diesem Falle wird aus dem Nebenschluß zu einer Unterbrechungsstelle eine Parallelschaltung zweier annähernd gleicher Widerstände. Dadurch verringert sich der Gesamtwiderstand des ganzen Stromkreises, was für die übrigen Lampen eine verderbliche Überlastung zur Folge hat.

Diesen Übelständen soll die vorliegende Erfindung abhelfen. Sie kennzeichnet sich dadurch, daß dem Stromkreise eine Ersatzlampe oder ein sonstiger elektrisch gleichwertiger Widerstand vorgeschaltet ist (also ebenfalls in Serie), welcher Widerstand im ordnungsmäßigen Betriebszustande durch einen Nebenschluß von

verhältnismäßig geringem elektrischen Widerstand (also kurz ein Draht- oder Blechbügel) kurzgeschlossen ist. Beim Versagen einer Lampe wird nun dieser Kurzschlußbügel von den Klemmen des Ersatzwiderstandes abgenommen und der Reihe nach den einzelnen Lampen parallel gelegt, bis der Lampenkreis wieder aufleuchtet. Diese Anordnung bietet folgende Vorteile: i. Elektrisch: Eine Uberlastung des Stromkreises durch Verringerung des Widerstandes ist ausgeschlossen, denn selbst wenn die unterbrochene Lampe sich wieder einschaltet (wie oben geschildert), so ist sie doch selbst kurzgeschlossen und an ihrer Stelle der Ersatzwiderstand vorgeschaltet, so daß der Gesamtwiderstand niemals kleiner als im normalen Betriebszustand werden kann. Bei der Empfindlichkeit der Metallfadenlampe gegen Überspannungen ist dieser Vorteil von besonderer Wichtigkeit. 2. Mechanisch: Bei Zentralisierung der Schaltbewegungen ist es unter Benutzung des der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Schaltungsschemas möglich, mit wenigen Griffen an einem Apparat, auch unter schwierigen Umständen, im Dunkeln usw., die Fehlerstelle aufzufinden und zugleich damit den Betrieb sofort provisorisch wieder herzustellen, ohne daß schädliche Folgen zu befürchten sind.

Der bedeutende Vorteil der in vorliegender Erfindung zugrunde gelegten Vorschaltung, statt der bisher üblichen Parallelschaltung des Ersatzwiderstandes geht am deutlichsten daraus hervor, daß die Zentralisation der Schal tkontakte und der Schaltbewegungen, wie sie für vorliegende Schaltung vorgesehen ist, bei der Parallelschaltung gar nicht möglich ist, ohne die schon erwähnte schädliche Überlastung der Lampen zwangsweise herbeizuführen. Wenn nämlich die beschädigte Lampe ersetzt ist, muß der Bedienende, um auf die normale Betriebsstellung zurückzukommen, mittels des Schalters der Reihe nach, sei es nun vor- oder rückwärts, die dazwischenliegenden Lampen durch den Parallel widerstand schließen, mit anderen Worten, er kann gar nicht anders auf die Ruhestellung zurückkommen, als indem er mit den zwischenliegenden Schaltstellungen die Überspannung herbeiführt. Dies ist auch mit ein Grund, warum man auf die Zentralisation z. B. im Straßenbahnbetriebe trotz ihrer großen, ohne weiteres ins Auge fallenden Vorteile verzichtet hat. . Bei der vorliegenden Erfindung fällt dieser Ubelstand fort, wie weiter unten bei der Erläuterung der Wirkungsweise ausführlich dargelegt wird.

Fig. ι zeigt das Schaltungsschema ohne Zentralisation, Fig. 2 die Zentralisation und Fig. 3 die Zentralisation mit Schalter. In allen drei Figuren ist α der Ersatzwiderstand, der, wie schon erwähnt, als Ersatzlampe oder als Draht- oder sonstiger Widerstand ausgebildet sein kann, b, c, d und β sind die in Serie geschalteten Lampen oder sonstige Strom-Verbraucher, f, g, h, i und k sind Prüfkontakte der bisher üblichen Art, welche durch einen einfachen Kurzschlußbügel / kurzgeschlossen werden können. Im normalen Betriebszustande steckt der Bügel I in dem Prüfkontakt f, wodurch α außer Wirksamkeit gesetzt ist. Versagt nun z. B. die Lampe ä, so erlischt der ganze Stromkreis. Der Bedienungsmann zieht den Stecker I aus dem Prüfkontakt f heraus und stöpselt ihn zunächst auf g und dann auf h. In beiden Fällen tritt keine Änderung im Stromkreis ein, und erst wenn der Stöpsel I in den Prüfkontakt i gesteckt wird, leuchten die Lampen b, c und e auf. Der Bedienungsmann ersetzt nun die dunkel bleibende Lampe d durch eine neue, die aber vorläufig auch noch nicht aufleuchtet, und zieht dann den Stöpsel aus «heraus. In diesem Augenblick brennen alle vier Lampen etwas dunkler, weil der Widerstand α noch vorgeschaltet ist. Der Kurzschlußstöpsel / wird nun wieder in den Prüfkontakt f hineingesteckt, wodurch der ursprüngliche Zustand wieder hergestellt ist.

Bei der Anordnung nach Fig. 2 ist die Bedienung und die Wirkungsweise dieselbe wie eben geschildert, nur mit dem Unterschied, daß das ' Umsetzen des Bügels m auf dem Klemmbrett in nebeneinander liegenden Kontakten erfolgt, so daß also der Bedienende nicht gezwungen ist, im Dunkeln an den einzelnen Lampenstellen zu probieren. Bei diesem Klemm- oder Steckerbrett ist darauf zu achten, daß der Abstand zwischen den beiden mit + und — bezeichneten Klemmen bzw. Kontakten größer sein muß als zwischen den übrigen Kontakten, damit die Möglichkeit ausgeschlossen wird, durch den Steckbügel einen Kurzschluß zwischen + und — herbeizuführen.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 stellt 0 einen Drehschalter dar, dessen drehbarer Teil p eine Doppelfeder q trägt. Diese Doppelfeder erfüllt dieselbe elektrische Funktion wie bisher der Kurzschlußstöpsel; sie stellt beim sprungweisen Weiterschalten einen die Kontakte und damit die Lampen der Reihe nach kurzschließenden elektrischen Nebenschluß her. r ist eine Leerstellung (ohne Metallkontakt), welche verhütet, daß eine direkte Verbindung der Kontakte — und -f- durch die Doppelfeder q auftreten kann. Ist z. B. die Lampe c durchgebrannt, so dreht der Bedienungsmann den Schalter zunächst weiter auf die Federstellung s-t, womit noch keine Wirkung erzielt wird. Er schaltet dann weiter auf Federstellung t-u mit dem Ergebnis, daß der Lampenkreis wieder aufleuchtet. Jetzt geht nämlich der Strom vom Pluspol über den Wider-

stand a, die Lampe b, zum Kontakt t durch die Doppelfeder q zum Kontakt u, von da in den Lampenkreis zurück und durch die Lampen d und e nach Minus hinaus. Wenn nun der Bedienungsmann augenblicklich keine Zeit hat, die beschädigte Lampe auszuwechseln, so läßt er den Schalter unbedenklich beliebige Zeit lang auf der Stellung t-u stehen. Nach erfolgtem Lampenersatz wird der Schalter in

ίο derselben Richtung weitergedreht, bis die ursprüngliche Ruhestellung (Federn q auf + und s) wieder· erreicht ist. Auf diesem Wege werden durch die weiter wandernde Feder die Lampen d und e der Reihe nach kurzgeschlossen, was jedoch keine nachteiligen Folgen hat, weil ja der Widerstand α einstweilen immer noch vorgeschaltet ist. Z. B. bei der Zwischenstellung der Federn auf u und υ durchläuft der Strom folgenden Weg: vom Pluspol aus durch Widerstand a. und Lampe b und Lampe c, von da aus in zwei parallelen Wegen einmal durch die Lampe d ■ und gleichzeitig über u, ν durch die Feder q, sodann wieder vereinigt durch die Lampe e nach dem Minuspol. Da die Feder q gegenüber der Lampe d einen verschwindend geringen Widerstand hat, so geht fast der ganze Strom durch q und nur ein verschwindend kleiner Bruchteil durch d. Praktisch gesprochen liegt zwischen c und e eine kurze Metallverbindung. Der Stromkreis besteht also auf dieser Zwischenstellung des Schalters — und ebenso natürlich auch auf den anderen Zwischenstellungen — aus dem Widerstand und drei Lampen, was elektrisch dem normalen Betrieb mit vier Lampen gleichwertig ist. Zur Vermeidung von Mißverständnissen sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß für den Zweck der vorliegenden Erfindung die Konstruktion des Schalters an sich vollständig nebensächlich ist. Ob also statt der am drehbaren Teil p angeordneten Feder q die am festen Teil sitzenden Kontakte s, t, u usw. federnd ausgebildet sind und mit dem drehbaren Teil ein festes Metallstück die erforderlichen Verbindungen zwischen diesen Federkontakten herstellt, ob s, t, u usw. als federnde Kontakte nebeneinander liegen, die durch ein mit 0 rotierendes Isolier- oder Metallstück wechselnd aufeinander gepreßt werden, oder ob die wandernde Neben-Schließung auf irgendeine andere Art hergestellt wird, ist für die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung ausmachende Schaltungsweise unwesentlich.

Claims (2)

55 Patent-Ansprüche:

1. Schalteinrichtung für in Reihe geschaltete Stromverbraucher, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverbraucherreihe (b bis e) ein Ersatzwiderstand (a) vorgeschaltet ist, der im Betriebszustande durch einen umschaltbaren Nebenschluß

(z. B. I in Fig. 1) von verhältnismäßig geringem elektrischen Widerstand außer Wirksamkeit gesetzt ist, bei Schadhaft-. werden eines der Stromverbraucher aber durch Umschaltung des Nebenschlusses (I) auf die Prüfkontakte des — gegebenenfalls durch Probieren leicht feststellbaren — schadhaften Stromverbrauchers zur Wirkung kommt.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Vereinigung der für die Vornahme der Schaltbewegungen zu benutzenden Leitungspunkte entweder in einem Klemmbrett mit steckerartigen Kontakten, um den als isolierten Bügel \pi in Fig. 2) ausgebildeten Nebenschluß nach Erfordernis der Schaltungsvornahme umsetzen zu können, oder in einem schalterartigen Apparat (0, p, q in Fig. 3).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.