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Vorrichtung zur selbsttätigen Hilfsstromspeisung für Beleuchtungszwecke
Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur selbsttätigen Hilfsstromspeisung
von Verbraucher_ stromkreisen bei aussetzendem Netzstrom.
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Es sind bereits Einrichtungen dieser Art bekannt, bei denen eine mit
einem Hilfsstromgenerator gekuppelte Wasserturbine unter Kontrolle eines vom Netzstrom
elektromagnetisch gesteuerten Ventils steht, derart, daß bei aussetzendem Netzstrom
gleichzeitig mit der Öffnung des Ventils der Verbraucherstromkreis an den Hilfsgenerator
gelegt wird.
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Die Erfindung betrifft nun eine derartig wirkende Einrichtung zur
selbsttätigen Hilfsstromspeisung für die Beleuchtung in Kinos, Theatern und ähnlichen
Räumen, wenn die Stromzufuhr aus dem Netz aus irgendwelchen Gründen versagt. Derartige
Einrichtungen müssen vor allem unbedingt zuverlässig arbeiten. Bedingung hierfür
ist große Einfachheit der Konstruktion bzw. geringstmögliche Anzahl der für die
Funktion wichtigen Teile.
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Die bekannten Einrichtungen benötigen verhältnismäßig viele an sich
komplizierte Steuerorgane und Einzelteile, die ein zuverlässiges Arbeiten leicht
beeinträchtigen können und somit die an solche Einrichtungen zu stellende Hauptbedingung
nicht erfüllen.
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Eine bedeutende Vereinfachung und Erhöhung der Zuverlässigkeit wird
nun gemäß der Erfindung dadurch erzielt, daß die beweglichen Teile einerseits des
einzigen elektromagnetischen Steuerorgans und andererseits des Ventils zugleich
unmittelbar an ein Organ (Hebelgelenk o. dgl.) angeschlossen sind, an welchem eine
mechanische Kraft (z. B. Feder, Gegengewicht) angreift, die das elektromagnetische
Steuerorgan und das Ventil selbsttätig in der einen Stellung hält, während nur die
andere Stellung der beiden Teile elektromagnetisch gesteuert wird. Hierdurch wird
die Einrichtung und deren Wirkungsweise vereinfacht und eine wenig Raum einnehmende
und gegen Ver= schmutzung oder Verstaubung unempfindliche bauliche Einheit geschaffen.
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Weitere Merkmale und Vorteile gegenüber dem Bekannten ergeben sich
aus der Beschreibung und den Ansprüchen.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein zweckmäßiges Ausführungsbeispiel
der Einrichtung. Es zeigt Abb. z einen Grundriß der Einrichtung als zusammenhängendes,
einen Apparat bildendes Ganzes, Abb. 2 eine Vorderansicht, in Richtung des Pfeiles
a der Abb. x gesehen, Abb. 3 eine Hinteransicht des Apparates, in entgegengesetzter
Richtung gesehen.
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Abb. 4 ist eine Seitenansicht des Apparates, in Richtung des Pfeiles
b der Abb. z gesehen, Abb.5 eine Ansicht der entgegengesetzten Seite des Apparates,
zum Teil abgebrochen, Abb. 6 ein Schaltungsschema.
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Der Apparat besteht aus einem elektrischen Stromerzeuger
3, einem Wasserrade2 mit Druckwasserzuleitung 4, einem Ventil 5 zur Regelung
der
Wasserzufuhr zum Rade a, einer Schalttafe16 für die elektrischen Verbindungen und
einem das Ventil und die Schalter überwachenden Elektromagneten 7, alles auf einer
gemeinsamen Grundplatte = angeordnet.
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Das Wasserrad von beliebiger Bauform ist unmittelbar mit dem Generator
3 für Gleichstrom oder Wechselstrom verbunden, und das Wasserrohr 4 wird mit der
Wasserleitung einer Gemeinde o. dgl. wie auch mit einem Manometer 8 in Verbindung
gebracht, das den Druck des gelieferten Wassers anzeigt.
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Am Kolben g ist ein Bügel ig (Abb. 3) befestigt, der oben ein Loch
hat, in dem der Hals 2o spielt. Dieser Teil 2o ist unten zu einem Kopf 21 und an
seinem oberen Ende außerhalb des Bügels zu einem Lager 2a für den Gelenkzapfen 23
eines zweiarmigen Winkelhebels io (Abb. 2) ausgebildet, der seinen Drehpunkt bei
i1 am Gehäuse hat und mit seinem anderen Arm 14 durch einen Lenker 13 an den Arm
15 eines dreiarmigen Winkelhebels i2 angeschlossen ist, dessen Drehachse bei 16
am Ventilgehäuse liegt und dessen innerer Arm bei 17 an die Ventilstange 18 angelenkt
ist, während der dritte oder äußere Arm 24 dieses Hebels ein Gewicht 25 trägt. Diese
Gewichtsbelastung hält einerseits das Ventil in der Offenstellung und andererseits
den Kolben vom Elektromagneten ab. Wird .der Magnet erregt, so schließt sich das
Ventil entgegen dem Gewichtszuge, und ebenso öffnet sich das Ventil bei der Abschaltung
des Elektromagneten.
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Zwischen dem Kopf 2i und dem Bügelsteg ist eine Feder a6 (Abb. 3)
aufgesetzt, die beim Anziehen des Kolbens des Elektromagneten zusammengepreßt wird
und damit den Hebel io um seinen Drehpunkt dreht, wodurch das Ventil geschlossen
wird. Die arbeitenden Teile sind hier so eingestellt, daß der Ventilkörper seinen
Sitz erreicht, bevor noch der Kolben an das Ende seines Einwärtshubes gelangt ist,
so daß die Feder zusammengepreßt und der Ventilkörper unter Druck auf seinem Sitz
gehalten wird. Die Feder ist auch insofern vorteilhaft, als die nachgiebige Verbindung
ein volles Spiel des Kolbens gewährleistet und daher auch die von ihm gesteuerten
elektrischen Kontakte, wie noch weiter erläutert werden soll, gehörig und ohne Störung
durch das Niedergehen des Ventilkörpers auf den Sitz bedient werden. Das ist durchaus
wichtig; denn wären die Teile starr verbunden, so wäre es schwierig, die Kontakte
und das Ventil zum Magnetkolben in solche Beziehung zu bringen, daß das Ventil richtig
gesteuert und die Kontakte richtig, d. h. ohne sich gegenseitig zu stören, bedient
werden. Da die Schließbewegungen des Ventils und gewisser Kontakte erfolgen, wenn
der Kolben unter der Wirkung des Magneten niederfährt, so läßt sich leicht ersehen,
daß es in vielen Fällen schwierig sein würde, Ventilkörper und Kontakte zu gleicher
Zeit in die Schließstellung zu bringen, und geschieht dies eben nicht, so kann es
häufig vorkommen, daß das frühere Schließen der Kontakte das Schließen des Ventils
und ein früheres Schließen des Ventils das Schließen der Kontakte behindert. Die
Federverbindung zwischen dem Schneidkolben rnd dem Ventil beseitigt diese Möglichkeit
und hält das Ventil unter Federdruck geschlossen.
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Die auf der Grundplatte i befestigte isolierende Schalttafel 6 trägt
obere Kontaktk1c mmen 28 und untere Klemmen 29 (Abb. 5), und zwischen den Klemmen
28 einerseits sowie den Klemmen 29 andererseits ist ein Paar Federkontakte 3o (Abb.
4) von y-Form vorgesehen, deren Schenkel mit den Klemmen 28 und 7,9
beziehungsweise
in Berührung gebracht werden können. Gewöhnlich liegen die Kontakte 30 nicht gegen
die Klemmen an; werden sie aber durch eine Isolierschiene 31 an einem Arm 32 des
Kolbens des Elektromagneten in Berührung mit den Klemmen gebracht, nämlich wenn
der Magnet abgeschaltet und der Kolben daher angehoben wird, so nimmt die Schiene
31 die Stellung nach Abb. 4 ein, wobei die oberen Enden der Kontakte 3o mit den
Kontakten oder Klemmen 28 in Berührung kommen. Wenn dagegen der Magnet erregt und
der Kolben niedergezogen wird, dann tritt auch die Schiene von den oberen Enden
der Kontakte 30 zurück, wobei deren Berührung mit den Klemmen 28 unterbrochen
wird. Die Schiene kommt dann mit den unteren Enden der Kontakte 3o in Berührung,
und diese werden in Berührung mit den unteren Klemmen 7,9 gebracht.
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Auf dem Schaltbrett ist überdies ein Paar Federkontakte 33 angeordnet
(Abb. i und 3), die gewöhnlich unter Druck gegeneinander anliegen. Der untere dieser
beiden Kontakte wird von der Schiene 31, wenn sie in ihre Tiefstellung niedergeht,
mitgenommen, wobei der Kontaktschluß zwischen den beiden Federn 33 aufgehoben wird.
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Die elektrischen Verbindungen sind schematisch in der Abb. 6 dargestellt,
wo 34 die Zuleitung aus einem gewöhnlichen Straßennetz bezeichnet. Diese Hauptleiter
34 sind mit den beiden Klemmen 29 verbunden, und ebenso ist mit den Hauptleitern
die Spule des Elektromagneten 7, die den Kolben g mit der Schiene 31 steuert, verbunden.
In Reihe mit der Spule ist ein gewöhnlich durch die Kontakte 33 kurzgeschlossen
gehaltener Widerstand 35 geschaltet. Ein die Lampen 36 speisender Stromkreis ist
mit seinen Enden an den Kontakten 3o angeschlossen, während die Klemmen der Dynamo
3 mit den Kontakten oder Klemmen 28 verbunden sind.
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Die Wirkungsweise des Apparates ist folgende. Solange die Straßenleitung
34 Strom
führt, wird die Spule des Elektromagneten 7 erregt und
sein Kolben 9 niedergezogen, wobei die Kontakte 29 mit den unteren Enden der Kontakte
3o kraftschlüssig in Berührung stehen. Die Leiter 34 sind so mit dem Lichtstromkreis
verbunden, und bei dieser eingezogenen Stellung des Kolbens ist auch das Ventil
s geschlossen, so daß das Wasserrad und die Dynamo sich im Ruhezustande befinden,
d. h. die Wicklungen der Dynamo vom erregenden Stromkreise an den Kontakten 28,
mit denen die Kontakte 30 gewöhnlich oder normalerweise nicht in Berührung
stehen, abgeschaltet sind. Auch werden bei dieser Stellung des Magnetkolbens die
Kontakte 33-offengehalten, so daß der Widerstand 35 in Reihe mit dem Magneten 7
geschaltet ist. Zum Halten des Kolbens wird also wenig Strom gebraucht.
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Wenn nun der Strom in der Leitung 34 ausfallen würde, so würde die
Spule ausgeschaltet, der Kolben 9 würde frei werden und unter der Wirkung des Gewichts
25 hochgehen. Damit würde das Ventil 5 geöffnet werden, das Wasserrad zu laufen
anfangen und die Dynamo Strom für den Lichtstromkreis erzeugen. Das Hochgehen des
Kolbens würde auch zur Folge haben, daß die Schiene 31 sich gegen die oberen Enden
der Kontakte 3o anlegt und sie an die Klemmen 28 drückt, wodurch die Klemmen des
Generators 3 mit dem Lichtstromkreis verbunden werden, so daß die Lampen leuchten,
obschon die Straßenleitung 34 keinen Strom führt. Zu Beginn des Hochgehens der Schiene
31
öffnen sich die Kontakte 29, 30, so daß nun die Verbindung der Straßenleitung
34 mit dem Lichtstromkreis unterbrochen ist. Das hierbei erfolgende Schließen der
Kontakte 33 schließt den Widerstand 35 kurz, so daß beim Wiedererregen der Elektromagnet
einen größeren Anfangsstrom zur Verfügung hat. Gibt die Straßenleitung 34 wieder
Strom, so wird auch der Elektromagnet wieder erregt und sein Kolben niedergezogen,
worauf sich die Kontakte 28 und 30 öffnen können, so daß der Generator 3 vom Lichtstromkreis
abgeschaltet wird, während die unteren Endender Kontakte 30 gegen die Klemmen
29 gedrückt und damit die Hauptleitung 34 mit dem Lichtstromkreis verbunden wird.
Auch die Kontakte 33 werden geöffnet, nachdem der 'Kolben seine- Bewegung im wesentlichen
beendet hat, wodurch der Stromfiuß durch den Magneten gemäßigt und Erhitzung der
Wicklung sowie Stromverlust vermieden wird. Diese Anziehbewegung des Kolbens bewirkt
auch eine völlige Schließung des Ventils, so daß das Wasserrad und die Dynamo stillgesetzt
werden und Energie in ihnen nur dann verbraucht wird, wenn dies erforderlich wird.