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Schaltungsanordnung für therapeutische Zwecke, insbesondere für elektrische
Bäder
Bei Stromlieferungsanlagen für elektrische Bäder, welche in der Regel aus dem
Kraftstromnetz gespeist werden, sind bezüglich der Vermeidung plötzlicher Stromschwankungen
besonders hohe Anforderungen zu stellen. Unstetige Änderungen der Badestromstärke
in der Größenordnung von 20% sind erfahrungsgemäß schon mit unzutäglicher erhöhter
Reizwirkung verbunden. Spannungsschwankungen des Netzes sind jedoch praktisch langsatn
verlaufende Vorgänge. Von erheblicher Bedeutung und den Badebetrieb überhaupt zur
Gefahrenquelle erhel>end aber sind Vorrichtungen zur Stromlieferung, bei welcher
Stromart- und Richtungsänderung mit Hilfe von Kippumschaltern, d. h. durch Handregelung,
vorgenommen werden.
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Eine Fehlbedienung führt dabei häufig zu schweren elektrischen Schlägen.
Werden bei Anlagen zudem mehr als zwei Stromarten gefordert, so versagt verständlicherweise
selbst eine peinliche Unterweisung des Bedienungspersonals. Der technischen Entwicklung
ist somit mit Rücksicht auf die zu erstrebende Vereinfachung und Sicherheit der
Bedienung der Weg in dem Sinn vorgezeichnet, daß alle Schaltvorgänge einander gegenseitig
ausschließend individuell verlaufen und jeweils eindeutig durch Lichtsignale gekennzeichnet
werden.
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Eine grundsätzliche Forderung muß vor allen Dingen darin bestehen,
daß eine Umschaltung, welche sich auf den Badestromkreis auswirken kann, nur dann
stattfinden darf, wenn der Strom-
fluß züm Bad entweder unterbrochen
oder aüf einen Betrag herabgesetzt ist, der an der Reizgrenze liegt. Mit den üblichen
Kippumschaltern, deren Rückstellung in die Ausgangslage nicht gewährleistet ist
und die außerdem meist' in voneinander unabhängigen Stromkreisen liegen und häufig
eine zureichende Kennlichkeit des Schaltzustandes durch entsprechende Signale fehlt,
ist die erforderliche Bedienungssicherheit kaum zu erreichen.
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Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet nun eine Stromlieferungsanordnung
mit einfachen Drucktasten, welche jeder Taste zugeordnet ein Schaltrelais betätigen,
das die Stromart wählt bzw. bei Gleichstrom dessen Umpolung bewirkt und jeweils
eine Signallampe zum Leuchten bringt, wodurch der Vollzug der gewünschten Stromlieferung
eindeutig angezeigt wird. Der Badestromkreis kann für die durch Tastendruck bestimmte
Stromart nur zustande kommen, d. h. das zugehörige Relais spricht nur dann an, wenn
der die Stromstärke regelnde Widerstand in seinem vollen Anfangswert dem Bad vorgeschaltet
oder. aber der Badestromkreis überhaupt unterbrochen ist.
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Jeder plötzliche Wechsel von Stromart und Stärke als etwaige Folge
der vorgenommenen Handum-Schaltungen kann in dem Bad grundsätzlich nicht wirksam
werden, so daß jede erhöhte Reizwirkung ausgeschlossen ist. Nach erfolgtem Tastendruck
hält sich das Anschaltrelais selbst. und die zugeordnete Signallampe leuchtet auf.
Erst jetzt wird der Badestrom am Regeiwiderstand hochgeregelt.
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Der gleichzeitige Druck zweier Tasten oder der zusätzliche Druck einer
weiteren führt nur zur Anschaltung einer Stromart, wie an dem jeweiligen Signal
wahrzunehmen ist. Nur das zur Umpolung des Gleichstromes vorgesehene Relais arbeitet
unabhängig von der Bildung des Badestromkreises.
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Die Abschaltung der Relais aus deren Haltestromweg erfolgt selbsttätig
nach Rückführung des Stromreglers in die Ausgangslage. Wird der Regler versehentlich
nach Benutzung der Anlage nicht in die Ruhelage zurückgestellt, werden die Relais
durch Abschaltung der Anlage vom Netz stromloS. Ein Wiederanschalten der Einrichtung
an eine der Stromarten ist erst nach der ordnungsgemäßen Verbringung des Reglers
in die Ausgangs-oder Nullage möglich.
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Das Gerät wird durch einen Kippumschalter an das Netz gelegt, worauf
die Netzsignallampe leuchtet. Es stehen drei Stromarten in der Regel zur Verfügung:
I. Für die Faradisation der Netzwechselstrom von 50 Perioden, 2. für die Galvanisation
ein reiner Gleichstrom, der aus einem Gleichrichter entnommen wird, 3. Pulsierender
Strom, d. h. Gleichstrom mit überlagertem Wechselstrom von 100 Perioden.
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Die Richtung des Gleich- und Pulsationsstromes kann durch einen Sonderumschalter
in gewissem Zeitabstand gewechselt werden.
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Die Relais können in bekannter Weise unter Fortfall der einfachen
Druckknopftasten durch die in der Fernmeldetechnik üblichen mechanisch sperrenden
Tasten ersetzt wcrdii, X übei allerdings ein Tastensperr- und Auslösemagnet erforderlich
ist, falls auf einen selbsttätigen Verlauf der Schaltungshandhabung nicht verzichtet
wird.
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Der Regelwiderstand zur Einstellung der Badstromstärke muß mit Rücksicht
auf den in weiten Grenzen veränderlichen Wasserwiderstand als Spannungsteiler ausgebildet
werden, um eine Regelmöglichkeit auch bei sehr hohem Widerstand des Bades zu gewährlelisten.
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Die Wechselspannung als Zusatzkomponente zum Gleichstromfluß bei
Pulsation wird an der zur Glättung der Gleichrichterspannung vorgesehenen Siebdrossel
abgenommen.
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Die Schaltungsanordnung sei an Hand der Schaltzeichnung im nachstehenden
erläutert: I. Wechselstromentnahme für Faradisation Das Gerät wird durch Umlegen
des Netzschalters N an die zur Verfügung stehende Wechselstromquelle, in der Regel
das Kraftstromnetz, gelegt, wodurch der Xetztransformator NT 1-2 unter Strom gesetzt
wird. An NT 5-6 liegt die Spannung für die Signallampen L 1 bis L 5.
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Lampe L i zeigt die Betriebsbereitschaft der Anlage an.
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Der Regelwiderstand RW mit seinen Teilwider ständen R1 bis R6 nehme
die Ruhestellung AS am Schaltarm SD ein. Mit diesem Arm SD ist mechanisch ein Kippumschalter
S (Bild unten) gekuppelt. Es werde nun die Taste AT (Bild unten) zur Entnahme von
50 Perioden Wechselstrom kurz gedrückt. Der Gleichrichter G liegt an ATT 3-4 und
erzeugt die Gleichspannung für d.ie fünf Relais A, B, C, U, AU. An AT wird Relais
A erregt über + -Pol von G, Siebdrossel Dr, Kontakt u 2 des Umschalterrelais U,
Widerstand R 7, Relaiswicklung A II, A I, AT, Kontakt au des Auslöserrelais AU,
Kontakt s des mit dem Schaltarm des Regelwiderstandes gekuppelten Umschalters, -Pol
von G des Gleichrichters G.
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Relais A zieht an und legt seinen eigenen Kontakt a 1 zwischen die
leiden Wicklungell des A-Relais, AI kurzschließend, wodurch die Spannung zwischen
AII und R7 so verteilt wird, daß ein weiteres Relais, z. 13. C parallel zu ATI,
nicht mehr zum Anzug kommt, selbst wenn neben AT auch nachfolgend z. B. CT gedrückt
würde. Ferner wird der Kontakt a4 (Bild oben) umgelegt. Dadurch leuchtet L2 auf,
Faradisation = Wechselstromfluß anzeigend. Durch die Kontakte a 2, a 3 (Bild Mitte)
wird die Zuleitung zum Bad an die wickíung NT 3-4 des Netztransformators gelegt.
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Ein Stromfluß tritt erst ein, wenn der Regelwiderstand RW mit seinem
Schaltarm SD die Ausgangsstellung AS verläßt, d. h. der Strom hochgeregelt wird.
Der Wechselstrom fließt über NT3-4, a 3, Badeelektrode BE 2, Badewasser, BE 1, Stromanzeiger
J, Widerstand R 5 bis R I, SD, as, NT 3.
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Wird der Schaltarm SD in die Ruhelage zurückgestellt, so erfolgt
die Aberregung des Relais A wie folgt: Mit s (unten) wurde bei Betätigung von RW
das AuslöserelaisAU erregt. Verläßt der
Regler RW den vorletzten
Kontakt 2, so legt der Schalter s selbsttätig in die Ruhelage um, wobei das träge
Relais A noch kurze Zeit erregt bleibt, so daß auch die Wicklung AII über s, au
kurzgeschlossen wird. A fällt ab, kurz später auch AU, die Lampe L2 erlischt, an
a 2, a 3 wird die Badeleitung wieder von NT 3-4 abgeschaltet. Wird der RW nicht
zurückgeführt, so fällt A und mit diesem AU durch Abschaltung des Netzes an N ab,
da das Gerät stromlos wird.
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2. Gleichstromentnahme für Galvanisation Nach Einschalten des Gerätes
an N, wie unter I., wird die Taste BT kurz gedrückt, wodurch wie oben B anspricht
und sich über b 1 selbst hält.
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Neben ei leuchtet an b3 über c3, a4 die Lampe L3 auf. Kontakt legt
die Gleichspannung an die Badezuleitung. Es besteht folgender Gleichstromfluß: +
-Pol des Gleichrichters G. Dr, b 2, c 2, u4, a3, BE2, Badewasser, BEI, j, R5 bis
RI, Sß nachdem der Regler nach Schaltstellung 2 gebracht wurde, a 2, u 3 -Pol von
G. Das Bad liegt über R5 parallel zu R6, so daß der Regler RW als Spannungsleiter
wirkt. Das Amperemeter J zeigt lediglich den Verbrauchsstrom an. Eine Umpolung des
Gleichstromes ist bei einer anderen Schalterstellung als AS nicht möglich.
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3. Umpolung der Galvanisation (Richtungswechsel des Gleichstromes)
Wird RW nach Stellung AS gebracht, so fallen B und AU wie oben ab. Die Lampe L3
erlischt an h3. Bei Betätigung der Taste UT spricht Relais UI über s und au an.
Kontakt u1 schaltet die Haltewicklung UII des Relais U an und trennt an U2 den Widerstand
R7 ab, so daß die Spannungsverteilung zwischen U II bzw. A II, B II, C II gewahrt
bleibt, da der Widerstand von UII = R7 ist.
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An u3, 0o4 werden die Pole der Gleichstromquelle gewechselt. Wird
nunmehr auch BT wiederum gedrückt, so spricht BI, BII an und schließt an b2 den
Gleichstrom entgegengesetzter Richtung wie unter 2. Neben Lampe L 3 leuchtet, die
Umpolung anzeigend, auch L5. Die Umpolung kann nur bei Rückförderung des RW in die
Ausgangsstellung AS erfolgen, wobei B, U und AU abfallen und die Anschaltung des
B durch die Taste HT zu wiederholen ist.
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4. Pulsation (Faradisation und Galvanisation kombiniert, wobei dem
Gleichstrom eine kleine Wechselspannungskomponente überlagert wird) In der Ruhestellung
AS des Reglers RW wird die Taste CT kurz betätigt, wodurch Relais C zum Ansl)rechen
kommt und sich über c 1 hält. An c 3 wird die Pulsationslampe L4 zum Leuchten gebracht.
An c 2 erfolgt die Anschaltung des Gleichstromes an das Bad nun nicht mehr am Siebkondensator
E, wie bei b 2, sondern an der Drossel Dr, wodurch eine dem Spannungsabfall an dieser
Drossel entsprechende Wechselspannung zur Gleichstromkomponente hinzu tritt. Bei
Pulsation wird somit mit ungesiebter bzw. teilgesiebter Gleichspannung gearbeitet.
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Die Spannungsumkehr wie unter 3. ist bei Betätigung der Taste UT,
wie dort erläutert, ebenso gegeben. Es leuchtet dabei neben der Lampe auch L5 mit.
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Die Anordnung kann natürlich für eine weitere andere Stromart mit
denselben Schaltmitteln ausgebaut werden. An Stelle des dem .Schaltbild zugrunde
gelegten Widerstandreglers RW kann, wenn auch weniger wirtschaftlich, eine andere
Art der Stromregelung treten. Das Gerät kann neben seiner eigentlichen Bestimmung
für den Badebetrieb ebenso für die elektrische Trockenbehandlung außerhalb des Bades
Verwendung finden.
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An Stelle der Entnahme der elektrischen Energie aus dem Kraftstromnetz
können in bekannter Weise Umformermaschinen verwendet werden.
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Führt das Kraftstromnetz am Aufstellungsort der Anlage nur Gleichstrom,
so ist dem Gerät zweckmäßig ein Wechselrichter vorzuschalten.