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Elektromagnetische Schalteinrichtung für Zugbeleuchtung u. dgl. Gegenstand
der Erfindung ist eine elektromagnetische Schalteinrichtung nebst zugehörigen Stromkreisen
für Zugbeleuchtungen und- ähnlichen Anlagen. Bei diesen ist es sehr wichtig, die
Sammelbatterien gegen Überentladung (das sogenannte Auspumpen) zu schützen. Diese
Batterien versorgen die Lampen oder die anderen Verbrauchseinrichtungen, wenn der
Zug hält, und werden von dem Stromerzeuger aufgeladen, wenn, der Zug läuft. Auch
kann es wichtig sein, die Lampen gegen Andrehen zu schützen, wenn die Batterien
nur noch so ,niedrig geladen sind, daß sie weitere Entladung beschädigen könnte.
Bei bestehenden Anlagen mit den üblichen Handschaltern kann der Wärter vergessen,
die Lampen oder Stromverbrauchseinrichtungen abzuschalten, wenn der Zug seinen Bestimmungsort
erreicht hat, so daß durch Nachlässigkeit oder Oberflächlichkeit die Batterien ausgepumpt
werden. Des weiteren hat die Wartung, wenn sie die Lampen anschaltet, keine Kenntnis
von dem Ladezustand der Batterien, so daß die Lampen oft an eine Batterie angeschaltet
werden, die bereits so weit herunter ,entladen ist, daß weitere Entladung voraussichtlich
erheblichen Schaden verursachen würde.
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Die Erfindung vermeidet die besprochenen Nachteile dadurch, daß bei
ihr die elektromagnetische Schalteinrichtung zwei Spulen aufweist. Die eine davon
ist eine Anzugspulle und wird für den Augenblick erregt, wenn die Wartung einen
Druckknopf oder einen ähnlichen Hilfsschalter zeitweilig niederdrückt. Die andere
Spule ist eine Haltespule, die selbsttätig durch den Schluß des Hauptschalters unter
der Einwirkung der Anzugspute erregt wird und so bemessen ist, daß sie genügend
kräftig ist, den Hauptschalter geschlossen zu halten, wenn die Batterie genügend
aufgeladen ist, um die Lampen oder einen sonstigen Verbrauchskreis ohne Schadengefahr
versorgen zu können. Diese Haltespule hat in ihrem Stromkreis einen für gewöhnlich
geschlossenen Hilfsschalter, der vorübergehend geöffnet werden kann, um den Kreis
stromlos zu machen und den Hauptschalter offen zu lassen. Bleiben Lampen brennen,
während der Zug steht, und wird die Batterieladung ungebührlich erschöpft, so sinkt
kdie Stromspannung und genügt unter Umständen nicht mehr, damit die Haltespule ihre
Arbeit verrichtet, worauf sich der Hauptschalter selbsttätig öffnet. Da nun das
Anschalten der Lampen nicht mehr unmittelbar eine Tätigkeit der Wartung ist, sondern
auf dem Wege über den Elektromagneten stattfinden muß, so folgt weiter, daß, wenn
die Haltespule durch die Batterie ungenügend erregt
ist, der Hauptschalter
sich nicht schließt oder nicht geschlossen bleibt. Auf diese Weise wird ein sehr
wirksamer Schutz für die Batterien solcher Anlagen herbeigeführt.
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Durch Bedienung von Einstelleinrichtungen, die in Verbindung mit diesen
elektromagnetischen Schaltern vorgesehen sind, ist es möglich, die Zeitspanne zu
ändern, während deren die Lampen brennenbleiben, während der Zug hält, vorausgesetzt,
daß beim Beginn ,einer solchen Zeitspanne voll aufgeladen wird. Wird beim Beginn
dieser Zeit die Batterie nicht voll aufgeladen, so wird die Zeitdauer entsprechend
gekürzt. Auch ist es möglich, die für den Schluß des elektromagnetischen Schalters
benötigte Spannung zu ändern.
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Eine dritte, über den Stromerzeuger angeschlossene Spule kann dem
Elektromagneten zugefügt werden. Sie unterstützt die Haltespule und verhindert unbeabsichtigte
Öffnung des Hauptschalters durch Stoßoder Erschütterung, während der Zug fährt.
Diese dritte Spule kann genügend Kraft (erhalten, um den Schalter ohne weitere Hilfe
zu schließen, in welchem Falle das Anschalten der Lampen selbsttätig geschieht,
unmittelbar wenn diese dritte Spule von dem Stromerzeuger genügend erregt ist.
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Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele dargestellt. In Abb.
i ist A die positive Hauptleitung, N die negative einer Eisenbahnwagenanlage mit
einer Batterie B, einem Stromerzeuger D und dem üblichen Hauptschalter C, um den
Stromerzeuger anzuschließen, wenn die genügende Geschwindigkeit oder Spannung erreicht
ist. Die Anlage möge zwei Lampenreihen L, L' umfassen. Für die Lampen der Reihe
L' möge noch ein besonderer Schalter S vorgesehen sein oder auch für jede einzelne.
Die Lampen L und L' stehen unter der Einwirkung eines elektromagnetischen Schalters,
der wie folgt ausgebildet ist.
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Ein Solenoid besitzt einen Kern e mit einer isolierten Schaltbürste
f und einer Anzugspule g sowie einer Haltespule h. Die zwischen den Hauptleitungen
A und N liegende Spule g wird durch Niederdrücken des Schalters j
vorübergehend erregt und zieht den Kerne in sich hinein, so daß die Bürste f in
Berührung mit den Kontakten k; h' kommt. Da die; Spule ft zwischen k' und
N liegt, so wird sie dann erregt und hält den Kerne hoch, wenn die Spule g spannungslos
wird, falls der Schalter i wieder geöffnet wird. Ein für gewöhnlich geschlossener
Schalter l kann für den Augenblick niedergedrückt werden, um die Spule k stromlos
zu machen, so daß der Kerne mit der Bürste/ abfällt.
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Der Anhub des Kernes e und der Bürste/ schließt auch den Stromkreis
für die Lampen L,L'. Wenn der Zug steht oder sich nur langsam bewegt, ist der Schalter
C offen, und es herrscht zwischen den Leitungen A und N nur Batteriespannung. Ist
die Batterieladung ungebührlich erschöpft, so kann infolge der ungebührlich hefabgesetzben
Batteriespannung die Spule h nicht den Kern hochhalten, und die Bürste f verläßt
die Kontakteh, h' und unterbricht den Verbraucherstromkreis. Bleiben. die
Lampen brennen, wenn. der Zug sich auf einem Nebengleis befindet, so fällt die Batteriespannung.
Die Spule h kann nun so bemessen sein, daß sie den Kerne am Ende eines bestimmten
Zeitabschnittes nicht mehr hochhält, wenn nämlich die der Volladung entsprechende
Höchstspannung bis zu einer vorbestimmten Mindestspannung gesunken ist. Eine einstellbare
Anschlagschraubem fängt den fallenden Kerne auf und bestimmt den Luftspalt oder
magnetischen Widerstand des Solenoidschalters bei der Offenstellung. Bei geeigneter
Bemessung der Spule g und Einstellung der Schraube m wird die Spule g den Kerne
nicht anheben, wenn die Spannung zwischen den Leitungen A und N unter
einen geeigneten Wert sinkt.
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Ein Schraubenanschlag a bestimmt den Luftspalt bei Schlußstellung
des Solenoidschalters und die Spannung, bei der die Spule k den Kerne fallen läßt,
vorausgesetzt, daß die Spule hentsprechend bemessen ist. Die Schrauben kann so eingestellt
werden, daß beispielsweise der Kerne am, Ende einer Stunde, zweier ,Stunden. oder
eines anderen Zeitabschnittes fällt, falls. die Lampen brennenbleib@en und bei.
voll aufgeladener Batterie in Brand gesetzt sind. War die Batterie nicht voll aufgeladen,
wenn der Zug seine Reise beendet, so wird die Zeitdauer entsprechend kürzer. Geeignete
Anzeigevorrichtungen können annähernd die Werte anzeigen, für die die Schraubenanschläge
m und tt eingestellt sind.
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Über die Stromerzeugerklemmen kann eine dritte Spule o angeschlossen
sein, um die Spule h beim Haltendes geschlossenen Schalters während der Fahrt des
Zuges über rauhe Strecken zu unterstützen. Bei Benutzung der Spuleo kann die !Spuleh
genauer den Erfordernissen in ihrer Bemessung angepaßt werden. Wenn der Solenoidschalter
geschlossen ist und die Spule h dann durch Öffnen des Druckknopfschalters l ausgeschaltet
wird, hat die Spule o nicht ,genügend Kraft, von sich aus den Kerne hochzuhalten.
fPenn es für zweckmäßig erachtet wird, kann der Schalter L gleichzeitig die Spulen
stromlos machen, wie aus Abb. a :ersichtlich ist.
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Die Schaltung nach Abb. a ist ähnlich der nach Abb.« i, hat
aber zwei Batterien B und
B' und einen bekannten Umschalter
X, um
selbsttätig und periodisch ihre Verbindungen zu wechseln. Der
HauptvorschalterC ist von üblicher Solenoidausbildung mit einem Hilfsschalter C'
für die Regelung eines Lampenwiderstandes R in bekannter Weise. Die Druckknopfschalter
j und L befinden sich in einem Gehäuse, und die Spulen h und o haben eine gemeinsame
negative Ableitung, in der der Schalter l für den obengenannten Zweck liegt.
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In Abb.3 überwacht ein Doppelhebelbandschalterp,p' durch seinenHebelp
die Spule aund durch seinen Hebel p' die Lampenreihe L' und die Verbindung zwischen
der Hauptleitung A und dem Schalterkontakt k. Bei dieser abgeänderten Ausbildung
ist die Spule o genügend stark, um den Kerne hochzuziehen und hochzuhalten ohne
Beihilfe einer anderen Spule. Der Hebelp ist mit der Bürste des Schal-; ters C verbunden,
so daß die Spule o nur erregt werden kann, wenn der Stromerzeuger eingeschaltet
ist. Wenn der Zug steht, so zündet der Schluß des Schalters p, p' die Lampenreihe
L', erregt aber nicht die Spule o. Die Zahl der Lampen in der Reihe L' ist für gewöhnlich
viel kleiner als die Zahl in der Reihe L und reicht gerade aus, um die Fahrgäste
den Weg zu ihren Sitzen finden zu lassen. Wenn der Zug anfährt und die Geschwindigkeit
zum Schluß des Schalters C ausreicht, so wird die Spule o erregt und hebt den Kerne
zum Einschalten der Lampen L an. Danach hält die Spule h den Kerne hoch, selbst
wenn die Spule o infolge verringerter Zuggeschwindigkeit oder beim Anhalten spannungslos
wird. Wegen dieser selbsttätigen Wirkung der Spule o braucht kein Beamter durch
den ganzen Zug vor dem Anfahren zu gehen und alle Lampen anzuschalten. Des weiteren
schützt die selbsttätige Schalterschließwirkung der Spule o die Batterie gegen Leberladung,
denn wenn die Kapazität des Stromerzeugers genügt, um gleichzeitig die Batterie
zu laden und die Lampen zu speisen" so könnte, wenn die Lampen nicht ausgeschaltet
wären, die Batterie gefährlich überladen werden.
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Im Stromkreis der Spule o wird ein Widerstand q durch einen Stecker
oder Schalter bei q' kurzgeschlossen, wenn die selbsttätige Schaiterschließwirkung
der Spule o erwünscht ist. öffnet man die Kurzschlußverbindung q', so wird die Kraft
der Spule o verringert, und sie wird zu einer Hilfsspule, um die Haltespule h, wie
für die Abb. i und 2 beschrieben worden ist, zu unterstützen. Bei jedem Fall sichert
das Vorhandensein der Spuleo den Anhub des Kernes e, wenn die Spule g während der
Laufzeiten des Stromerzeugers erregt wird, selbst wenn die Batterie nur wenig auf-;
geladen ist. Das ist, wie oben ausgeführt, zulässig, da der Stromerzeuger genügend
Kapazität hat, gleichzeitig die Batterie aufzuladen und die Lampen zu speisen.
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Wenn Vollbeleuchtung erwünscht ist, während der Zug hält, und die
Batterieladung' ausreicht, so braucht man nur den Schalter i (Abb.3) zu bedienen,
nachdem man zuerst den Schalterp, p' geschlossen hat. Um alle Lampen gleichzeitig
zu löschen, muß der Schalter p, p' geöffnet werden. Bleiben alle Lampen brennen,
wenn der Zug hält, so wird die Spule lt den Kerne nicht fallen lassen:. Erst wenn
die Batterieladung und -spannung am Ende eines gewissen Zeitabschnittes geringer
geworden sind, verläßt die Schalterbürste/ die Kontakte k, k'. Dieses selbsttätige
Öffnen des Schalters beläßt nur die Lampenreihe L' im Stromkreis. Da jedoch die
Zahl dieser Lampen verhältnismäßig klein ist, so können sie lange Zeit in Brand
bleiben, ohne die Batterie zu gefährden. Kommt der Zug auf einen Endbahnhof, so
sollte selbstverständlich die Zugbedienung entweder alle Schalter p, p' öffnen oder
alle Schalterknöpfe L niederdrücken, um die Kerne e freizugeben.
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Eine gemeinsame Überwachung zum gleichzeitigen Auslöschen aller Lampen
kann in einer vierten Spule auf jedem Solenoid bestehen. Diese vierten Spulen sind
auf Entmagnetisierung hin gewickelt und liegen in einem gemeinsamen Stromkreis,
der abhängig von einem Wächterschalter ist. Wenn der Zug auf ein Nebengleis kommt,
so erregt bei dieser Einrichtung der Schluß des Wächterschalters die vierte Spule
aller Schalter auf dem Zuge. Diese Spulen werden dann wirksam, heben die Wirkung
der Haltespule h auf und lassen die Kerne e fallen.
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Statt der oben beschriebenen Einzelspulen kann eine gemeinsame Spule
mit geeigneten Anzapfstellen verwendet werden, um dasselbe oder ähnliche Ergebnisse
zu erzielen.