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Elektrische .Anordnung an Gleitkontakten für wahlweise Schaltung Schaltanordnungen
mit Gleitkontakten sind bekannt. Diese Anordnungen besitzen Schaltstufen, die nacheinander
oder gleichzeitig durch einen Gleitkontakt mit dem einen Pol einer elektrischen
Stromquelle verbunden werden, während die zu schaltenden Apparate in Parallelschaltung
zwischen den Schaltstufen und einer Rückleitung zu dem zweiten Pol der Stromquelle
angeordnet sind. Alle Apparate, deren Schaltstufen durch den Gleitkontakt berührt
werden, werden dabei gleichzeitig erregt. Dieses ist besonders unangenehm, wenn
der Gleitkontakt nicht nur einen einzigen Stufenkontakt auf einmal berühren kann,
sondern sich zwangläufig in Kontakt mit allen Kontaktstufen, angefangen vom einen
Ende der Kontaktkette bis zum letzten Kontakt, befindet, beispielsweise wenn der
Gleitkontakt aus einer Flüssigkeitssäule besteht, die mit den in verschiedenen Höhen
des Flüssigkeitsbehälters angeordneten Kontakten zusammenarbeitet.
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Die erfindungsgemäße Anordnung gestattet es, mit einem Gleitkontakt
der vorbeschriebenen Art einen einzigen Apparat oder eine vorbestimmte Anzahl von
Apparaten zu schalten. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung von Gleitkontakten
dieser Art beschränkt und eignet sich für jeden Gleitkontakt, der mit einer beliebigen
Zahl aufeinanderfolgender oder nicht aufeinanderfolgender Kontakte zusammenarbeitet.
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Die Erfindung beruht auf der Verwendung einer Impedanzkette in T-Form.
Derartige Ketten sind bekannt, und ihre Eigenschaften werden dazu
benutzt,
um Abschwächungen oder künstliche Leitungsverzögerungen zu erzielen. Die Berechnungsformeln
dieser Ketten gestatten eine solche Wahl der Werte der Reihenimpedanzen oder Parallelimpedanzen
oder auch der Endimpedanz der Kette, der sogenannten iteranten Impedanz, daß z.
B. bestimmte und in den verschiedenen Reihenimpedanzen abnehmende Spannungsabfälle
erzeugt werden können.
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Die Erfindung benutzt die Variierung der Charakteristik des die aufeinanderfolgenden
Reihenimpedanzen einer T-Kette durchlaufenden Stromes, wenn diese Kette durch eine
oder mehrere ihrer Spitzen gespeist wird. Unter Spitze wird in folgendem der Verbindungspunkt
zweier Reihenimpedanzen und einer Parallelimpedanz verstanden.
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Um die wahlweise Schaltung zu erreichen, benutzt man elektrische Apparate,
die arbeiten, wenn der Stromdurchfluß größer als ein festgelegter Minimalwert ist.
Wenn sie von keinem Strom durchflossen werden oder wenn die Stromintensität kleiner
als dieser Minimalwert ist, bleibt der Apparat in Ruhe oder kommt zur Ruhe. Als
Apparate dieser Art kommen in Frage Relais, die nur bei einer bestimmten Amperewindungszahl
arbeiten, Glühlampen, die nur bei einer bestimmten Potentialdifferenz aufleuchten,
und allgemein alle Apparate für Signalisation und Relaisschaltung.
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur wahlweisen Schaltung eines
oder mehrerer von einer Mehrzahl von Apparaten, die eine Funktionsschwelle besitzen,
und besteht darin, daß die wahlweise zu schaltenden Apparate an den Reihenzweigen
einer T-Kette sitzen, die von einer oder mehreren ihrer Spitzen gespeist werden,
wobei Zahl und Art dieser Spitzen der Funktion der zu schaltenden Apparate angepaßt
sind und die Charakteristik der Impedanzen dieser Kette so gewählt ist, daß die
Charakteristiken der die verschiedenen Reihenimpedanzen durchlaufenden Ströme nur
in einer Anzahl von Zweigen größer sind als der die Funktion der Apparate bewirkende
Minimalwert, wobei diese Zweige beiderseits der gespeisten Spitze oder Spitzen liegen,
entsprechend der Zahl der gleichzeitig zu schaltenden Apparate, wenn die betreffende
Spitze gespeist wird.
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Die Anordnung umfaßt also in der Hauptsache eine Impedanzkette in
T-Form, wobei die Reihenimpedanzen zumindest zum Teil durch die wahlweise zu schaltenden
Apparate gebildet werden, wobei die freien Enden der Parallelimpedanzen mit dem
einen Pol einer Stromquelle verbunden sind, während Kontaktstufen in elektrischer
Verbindung mit den Spitzen der T-Kette stehen und ein Gleitkontakt mit dem zweiten
Pol der Stromquelle verbunden ist und entsprechend der auszuführenden Schaltung
mit mindestens einer beliebigen Kontaktstufe zusammenarbeitet.
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Der Gleitkontakt kann dabei mit allen Kontaktstufen zwischen einem
Ende der Kette und einer bestimmten Kontaktstufe zusammenarbeiten oder mit einer
Gruppe aufeinanderfolgender Kontaktstufen oder selbst einer oder mit zwei oder mehreren
Kontaktstufen, die durch eine feste oder veränderliche Zahl von Kontaktstufen getrennt
sind.
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Die Impedanzwerte der Kette können so gewählt sein, daß sich eine
Erregung eines oder mehrerer in das oder die Reihenglieder der T-Kette eingeschalteten
Apparate ergibt, die unmittelbar an der Spitze liegen, die der von dem Gleitkontakt
berührten Kontaktstufe entspricht. Wenn man einen kontinuierlichen Strom benutzt,
kann man die Potentialdifferenz zwischen den Außenklemmen einer Reihenimpedanz gleichzeitig
dazu benutzen, die Art der Schaltung danach zu verändern, ob die berührte Kontaktstufe
sich an dem einen oder dem anderen Ende des Reihenzweiges der T-Kette befindet.
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Bestimmte Reihenimpedanzen der T-Kette können auch ohne Apparat bleiben.
Es können auch wiederum Apparate in den Parallelimpedanzen der Kette angeordnet
sein, z. B. wenn bestimmte Apparate arbeiten sollen, sobald der Gleitkontakt sich
in Berührung mit einem Kontakt der betreffenden Spitze befindet.
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In den Zeichnungen sind verschiedene Schaltanordnungen zur wahlweisen
Schaltung dargestellt; es zeigt Abb. i ein elektrisches Schaltschema einer bekannten
Anordnung zur wahlweisen Schaltung von Apparaten durch Gleitkontakt, Abb. 2 ein
elektrisches Schaltschema gemäß der Erfindung für die Anzeige der Häufigkeit der
Niveauveränderung einer Quecksilbersäule, Abb. 3 ein elektrisches Schaltschema einer
Kontrolleinrichtung der Füllung eines Behälters mit einer leitenden Flüssigkeit,
Abb. q. eine Abänderung der Anordnung nach Abb. 3 mit der Einfügung eines Apparates
in eine Parallelimpedanz, Abb. 5 ein elektrisches Schaltschema einer Kontrollvorrichtung
für die Füllung eines Dampfkessels, Abb. 6 ein elektrisches Schaltschema einer Kontrollvorrichtung
für die Füllung eines Dampfkessels mit gleichzeitiger Schaltung von zwei Apparaten,
Abb. 7 ein elektrisches Schaltschema einer Signalvorrichtung für Gleisanlagen.
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Die Abb. i und 2 zeigen die elektrischen Schaltschemas von Apparaten
zur Zählerregistrierung der Veränderungen des Niveaus einer Quecksilbersäule i in
einem Rohr 2.
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Gemäß der bisher bekannten, in Abb. i dargestellten Anordnung ist
eine Anzahl von Kontakten 3 in verschiedenen Höhen in dem Rohr i angeordnet; an
jedem dieser Kontakte ist eine der Anschlußklemmen eines elektromagnetischen Zählers
angeschlossen, der in der Zeichnung durch seine Wicklungq. dargestellt ist. Dies
zweite Klemme des Zählers ist durch eine Rückleitung 5 an einen der Pole einer Stromquelle
6 angeschlossen, deren anderer Pol durch einen Kontakt 7 an die Anschlußklemme einer
Quecksilbersäule unter Zwischenschaltung eines bei 8 schematisch dargestellten
periodisch
arbeitenden Schützes angeschlossen ist.
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Durch diese Anordnung registrieren jedesmal, wenn das Schütz 8 sich
schließt, alle Zähler 4, deren Kontakte sich innerhalb der Quecksilbersäule befindet,
einen Impuls.
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Angenommen, der Kontakt 8 schließt sich jede Sekunde, braucht man
für die Feststellung, wieviel Zeit sich das Niveau der Quecksilbersäule zwischen
zwei aufeinanderfolgenden Schaltstufen befunden hat, nur von der Zahl, die der Zähler
des entsprechenden unteren Kontaktes zeigt, die Zahl des Zählers des entsprechenden
oberen Kontaktes abzuziehen.
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Das zu lösende Problem bestand darin, daß die Anordnung so getroffen
wurde, daß jeder Zähler die Anzahl der Sekunden registriert, während der das Flüssigkeitsniveau
einen bestimmten Wert erreicht, d. h. sich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kontaktstufen
befindet.
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Hierbei zeigt die in Abb. i dargestellte bisherige Anordnung noch
einen weiteren Nachteil in mechanischer Hinsicht, weil die der untersten Grenze
benachbarten Zähler dauernd arbeiten, also einer sehr großen Benutzung unterliegen.
Dieses birgt die Gefahr von Fehlerquellen in sich, ohne daß man die Größe dieser
Fehlerquellen bestimmen kann, weil es unmöglich ist, festzustellen, ob alle Zähler
ohne Unterbrechung während der Registrierperiode gearbeitet haben.
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Die erfindungsgemäße Anordnung, wie sie in Abb. 2 dargestellt ist,
besitzt ebenfalls eine Anzahl Kontakte ioa, iob, ioc usw., die in der gleichen Weise
auf die Höhe des Rohres i verteilt sind. Gleichfalls ist eine bestimmte Anzahl von
Impulszählern iia, iib, iie usw. vorhanden.
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In demDurchführungsbeispiel besitzen dieZähler einen Widerstand von
5oo Ohm und im durchlaufenden Strom arbeiten sie bei 40 mA und kommen sicher zur
Ruhe bei 28 mA. Die Zähler sind in Reihe in einer T-Kette angeordnet, die andererseits
die Parallelimpedanzen 12,11, i26, i2e usw. besitzt, deren freie Enden mit dem einen
Pol einer Stromquelle 14 verbunden sind. Die Spitzen der T-Kette sind mit den Kontakten
ioa, Job, Joc USW. verbunden. Die Impedanzen i211, i26 und i2c besitzen einen
Widerstand von 5oo Ohm. Die Impedanz 13, die die iterante Impedanz bildet, besitzt
einen Wert von Sog Ohm. Diese Werte sind durch die Musterformeln der T-Ketten bestimmt.
Der zweite Pol der Stromquelle 14 ist durch einen Kontakt 15 unter Zwischenschaltung
eines schematisch in 16 dargestellten Periodenkontaktes an den Fuß der Quecksilbersäule
angeschlossen. Die Stromquelle 14 ist so gewählt, daß sie stetig eine Spannung von
36 Volt ergibt.
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Die Berechnungen ergeben, daß die Zähler i i, deren beide Kontakte
io beiderseits in Berührung mit der Quecksilbersäule stehen, sich in Kurzschluß
befinden und keinen Impuls ausüben, wenn das Schütz 16 sich schließt. Der Zähler
iid der Abb. 2, bei dem zwar der Kontakt Jod in Berührung mit der Quecksilbersäule
steht, nicht aber der nächsthöhere Kontakt ioe, wird von einem Strom von 44,5 mA,
der Zähler i i- nur von einem Strom von 18,5 mA durchlaufen; der Zähler iif
und die folgenden Zähler, die sich etwa noch darüber befinden, werden von Strömen
durchlaufen, deren Intensitäten abnehmen. Es ist also ersichtlich, daß bei geschlossenem
Kontakt 16 nur der Zähler, id von einem Strom genügender Intensität durchlaufen
wird, um ihn arbeiten zu lassen, während die höherliegenden Zähler ije und iif infolge
des Durchlaufes von Strömen unter 28 mA in Ruhe verbleiben.
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Es ist zu erwähnen, daß eine Kontrolle der einwandfreien Arbeit der
Zähler möglich ist, weil die Summe der registrierten Impulse gleich der Anzahl der
Schließungen des periodischen Schützes 16 sein muß.
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Bei dem in Abb. 3 dargestellten Beispiel ist das vorstehend mit Bezug
auf Abb. 2 beschriebene allgemeine Montageschema auf die Kontrolle einer Speisepumpe
für einen Behälter 17 angewandt, der mit einer leitenden Flüssigkeit, z. B. Wasser,
beschickt wird. In der leitenden Wand des Behälters sind zwei Kontakte ig und 2o
in Isolierhülsen angeordnet. Der Kontakt ig befindet sich in der Höhe des Mindestspiegels
der Flüssigkeit, unter den der Flüssigkeitsspiegel nie absinken darf. Der Kontakt
2o ist in der Höhe des Maximalspiegels, über den die Flüssigkeit niemals ansteigen
darf. Die T-Kette wird durch ein Relais 21 gebildet, welches in Reihe zwischen einer
Glühlampe 22 und einer Komplementärimpedanz 23 einerseits und einer zweiten Glühlampe
24 mit ihrer Komplementärimpedanz 25 andererseits angeordnet ist. Die T-Kette wird
durch Parallelimpedanzen 26a, 26b und eine iterante Impedanz 27 vervollständigt.
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Die Spitze der T-Kette entsprechend der Impedanz 26a ist an den Kontakt
ig angeschlossen und die der Impedanz 26b entsprechende an den Kontakt 20. Die freien
Enden der Impedanzen 26a, 26b und 27 sind an den einen Pol einer Stromquelle 28
angeschlossen, deren anderer Pol an die Masse des Behälters bei 29 angeschlossen
ist und an das Ende der Reihenimpedanz, die durch die Glühlampe 24 und die Komplementärimpedanz
25 gebildet wird. Das Relais 21 kontrolliert die Versorgung eines Motors 30, der
den Antrieb der Pumpe sichert. Die Arbeitsweise eines so gebildeten elektrischen
Schemas ist identisch mit der nach Abb. 2; es ist in bezug auf die Funktion des
Relais 2 J so berechnet, daß das Relais den Schaltkontakt des Motors 30 schließt,
wenn der Flüssigkeitsspiegel sich zwischen den Kontakten i9 und 2o befindet. Sobald
der Kontakt 20 sich in der Flüssigkeit befindet, wird das Relais kurzgeschlossen,
der Kontakt öffnet sich und stellt den Motor ab.
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Der Wert der Kornplementärwiderstände 23 und 25 ist so berechnet,
daß die Gesamtimpedanz der Glühlampe 22 oder 24 und der Komplementärimpedanz 23
oder 25 gleich der Impedanz des Relais 21 ist, sowie derart, daß der Spannungsabfall
in der Lampe 22, wenn die Verbindung durch den Kontakt ig hergestellt wird, nicht
genügt, um
die Lampe aufleuchten zu lassen. Sobald sich der Flüssigkeitsspiegel
zwischen den Kontakten i9 und 2o befindet und der Motor läuft, ist die Intensität
des durch die Lampe 22 gehenden Stromes und die Komplementärimpedanz 23 nicht genügend,
um die Lampe leuchten zu lassen; wenn der Flüssigkeitsspiegel den Kontakt 2o erreicht,
wird das Relais kurzgeschlossen, öffnet sich, die Lampe 22 leuchtet auf und zeigt
an, daß der höchste Flüssigkeitsspiegel erreicht ist. Fällt andererseits durch irgendeinen
Fehler, z. B. wenn die Pumpe keine Flüssigkeit ansaugt oder wenn sich erhebliche
Verluste in dem Behälter einstellen, der Flüssigkeitsspiegel unter den Kontakt i9,
leuchtet die Lampe 24 auf und zeigt einen anomalen Flüssigkeitsspiegel und anomale
Wirkung an, während das Relais 21, welches von einem Strom durchflossen wird, der
geringer als der Auslösewert ist, sich öffnet und den Motor anhält. Von diesem Moment
an ist die ganze Anlage völlig arretiert und kann nur von Hand wieder angestellt
werden. Man vermeidet so eine anomale Arbeitsweise, z. B. die einer keine Flüssigkeit
ansaugenden Pumpe.
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In Abb.4 sind die gleichen Elemente mit den gleichen Bezugszeichen
wie in Abb.3 vorhanden, aber die Impedanz 26 wird durch ein Relais 31 gebildet,
welches genau so in Reihe angeordnet ist, wie die Zähler 4. in Abb. i, d. h. nach
dem alten Verfahren arbeitet es genau so, als wenn der Kontakt über den Kontakt
i9 geht. Die Anordnung kann z. B. zur Kontrolle des Öffnens von Schiebern benutzt
werden, wenn der Flüssigkeitsspiegel sich über dem Mindestniveau befindet. Die Schieber
sind offen und schließen sich, wenn aus irgendeinem Grunde der Flüssigkeitsspiegel
unter das Mindestniveau sinkt.
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Die in Abb. 5 dargestellte Anordnung stellt das elektrische Schema
einer Kontrollvorrichtung für die Speisung eines Dampfkessels dar.
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Der Wasserballon des Dampfkessels ist bei 32 schematisch angedeutet.
In der Wand dieses Wasserballons sind isolierte Kontakte 33, 34, 35, 36; 37 und
38 vorgesehen. Die Anordnung bezweckt, entsprechend dem Wasserstand im Ballon wahlweise
folgende Maßnahmen durchzuführen: a) die Bedienung einer Sirene und das Öffnen eines
Ablaßschiebers, wenn der Wasserstand höher .als der festgesetzte maximale Stand
-ist, b) das Aufleuchten eines Signals bei normalem Wasserstand, c) das Inbetriebsetzen
einer Pumpe kleiner Leistung zum Ausgleich der Verluste, wenn der Dampfkessel unter
Druck steht, aber kein Dampf verbraucht wird, d) das Inbetriebsetzen einer Pumpe
mittlerer Leistung, die arbeitet, wenn ein normaler Dampfverbrauch vorliegt, e)
das In@betriebsetzen einer Pumpe großer Leistung zum -Ausgleich großen Wasserverbrauches,
f) die Bedienung einer Sirene und das gleichzeitige Schließen des Kontrollschiebers
für die Brennstoffzufuhr zu dem Dampfkessel, wenn aus irgendeinem Grunde der Wasserspiegel
unter das Sicherheitsniveau sinkt.
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Die Kontakte 33 bis 38 sind auf die Höhe des Kessels in den verschiedenen
entsprechenden Höhenlagen verteilt, wie sie für die vorbeschriebenen Vorgänge notwendig
sind. Die T-Kette wird durch ein Relais 39 gebildet, welches die Kontrolle der Bedienung
der Sirene und das Schließen des Feuerungsschiebers bewirkt, ein Relais 40, welches
die Kontrolle der Bedienung .des Motors bewirkt, der die Pumpe großer Leistung betreibt,
ein Relais 41, welches die Kontrolle der Bedienung des Motors bewirkt, der die Pumpe
mittlerer Leistung betreibt, ein Relais 42, welches die Kontrolle der Bedienung
des Motors bewirkt, der die Pumpe kleiner Leistung betreibt, eine Glühlampe 43,
die in Reihe mit einer Komplementärimpedanz 44 geschaltet ist, wobei die Glühlampe.
das Signal für den Normalspiegel bildet, und ein Relais 45, welches die Kontrolle
der Sirene und des Ablaßschiebers bedient.
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Die T-Kette wird durch Parallelimpedanzen 46a, 46U, 46e, 46d, 46e
vervollständigt sowie durch eine iterante Impedanz 47. Die freien Enden der Parallelimpedanzen
und der iteranten Impedanz sind durch eine Rückleitung 48 an einen der Pole einer
Stromquelle 49 .angeschlossen, deren anderer Pol an die Masse ,des Wasserballons
32 angeschlossen ist. Der Wert der Impedanzen 46 und der Impedanz 47 wird entsprechend
den üblichen Formeln der T-Kette bemessen, wobei die Impedanzen der Relais und der
Signale 39 und 45 berücksichtigt werden, sowie die Maximal- und Minimalintensitäten,
die erforderlich sind, um eines der Relais in Tätigkeit zu setzen- und die sein
Schließen bewirken, derart, daß, wenn der Kontakt sich zwischen der Flüssigkeit
in dem Wasserballon 32 und einem der Kontakte 33 bis 38 bildet, allein das unmittelbar
folgende Relais in bezug auf den betreffenden Kontakt einen genügend starken Strom
erhält, um seine Einschaltung und die Beibehaltung der Einschaltung zu bewirken.
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Infolgedessen muß entsprechend dem Wasserstand in dem Ballon 32 der
Kontakt zwischen der Masse 32 und allen Kontakten 33 bis 38 hergestellt werden können,
bis zum und einschließlich des letzten in die Flüssigkeit getauchten Kontaktes.
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Infolge der Anordnung der Relais in der T-Kette, deren aufeinanderfolgende
Spitzen mit den verschiedenen Kontakten verbunden sind, wird allein das Relais oder
das Signal, welches zwischen dem letzten eingetauchten und dem ersten nicht eingetauchten
Kontakt liegt, von einem Strom genügender Stärke durchflossen, um seine Arbeit zu
bewirken.
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Angenommen, der Wasserstand sei oberhalb des Kontaktes 38, so ist
das Relais 45 geschlossen; die Sirene tritt in Tätigkeit und zeigt an, daß irgendeine
Unregelmäßigkeit in .der Anlage vorliegt, und der Ablaßschieber öffnet sich, wodurch
der Wasserstand sinkt und der Ablaßschieber sich schließt, wenn der Wasserstand
unter den Kontakt 38 fällt. In diesem Moment leuchtet die Glühlampe 43 auf und zeigt
einen normalen Wasserstand an. Wenn jedoch durch Verluste .der Wasserstand auch
unter den Kontakt 37 sinkt, erlischt das Signal 43, und das Relais 42 schließt sich
und schaltet die Pumpe kleiner Leistung ein; wenn weiterhin durch größeren Dampfverbrauch
oder durch andere Umstände der Wasserstand
weiterhin sinkt und der
Kontakt 36 nicht mehr in die Flüssigkeit eingetaucht ist, ,schließt sich das Relais
41 und setzt die Pumpe mittlerer Leistung in Tätigkeit. Normalerweise genügt diese
Pumpe, um den normalen Wasserverbrauch des Kessels zu sichern. Wenn aus irgendeinem
Grunde dieser Wasserverbrauch über dem Normalverbrauch liegt, fällt der Wasserspiegel
unter den Kontakt 35. In diesem Augenblick schließt sich das Relais 40, und das
Relais 41 öffnet sich, wodurch die Pumpe großer Leistung eingeschaltet und die Pumpe
mittlerer Leistung stillgelegt wird. Wenn der Wasserstand noch weiter sinkt, sei
es durch irgendein Lecken oder durch ein Versagen der Pumpe, so daß er unter den
Kontakt 34 gelangt, schließt sich das Relais 39, die Sirene tritt in Tätigkeit und
der Feuerungsschieber schließt sich. Von -diesem Moment an ist die ganze Anordnung
vollkommen arretiert und kann nur von Hand wieder in Gang gesetzt werden. Dadurch
wird vermieden, daß kaltes Wasser in einen überhitzten Kessel gelangt, was zu Unfällen
führen könnte.
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Bei der in Abb. 6 dargestellten Abänderung ist der Wasserballon 32
zu finden sowie Kontakte 5o entsprechend den Kontakten 33 bis 38 der Abb. 5. Bei
dieser Art der Ausführung der Anordnung können folgende Wirkungen erzielt werden:
a) die Bedienung eines Signals und das Öffnen eines Ablaßschiebers, wenn der Wasserstand
über den Maximalstand steigt, b) die Bedienung eines Signals für die obere Grenze
des normalen Wasserspiegels, c) die gleichzeitige Bedienung eines Signals für die
obere Grenze des normalen Wasserstandes und eines Signals für die untere Grenze
des normalen Wasserstandes, falls der Wasserstand zwischen zwei Punkten begrenzt
ist, d) die Bedienung des Signals für die untere Grenze des normalen Wasserstandes
und die Bedienung einer Pumpe kleiner Leistung, wenn der Wasserstand in dem Ballon
32 genügend ist, aber infolge von Verlusten unter das mittlere Niveau in dem Wasserballon
sinkt, e) die Bedienung der Pumpe kleiner Leistung und einer Pumpe mittlerer Leistung,
wenn infolge von Wasserverbrauch der Wasserspiegel unter den normalen Wasserstand
sinkt, f) die Bedienung von zwei Pumpen mittlerer Leistung, wenn durch irgendwelche
Umstände der Wasserstand zu tief sinkt, g) die Bedienung eines Wassermangels gnals
und das Schließen des Fenerungsschiebers, wenn der Wasserstand unter eine kritische
Grenze sinkt, wobei durch Herabminderung der Dampferzeugung ein normaler Wasserstand
wiederhergestellt wird, h) endlich, falls die Leistung der Pumpe für den mittleren
Wasserstand ungenügend ist, um den Wasserstand bei vollkommenem Ausfall der Dampferzeugung
wiederherzustellen und, falls der Wasserstand durch Lecken weiter sinkt, der Abschluß
jeder Wasserzufuhr, das Beibehaltendes Wassermangelsignals und das Schließen des
Feuerungsschiebers bei gleichzeitiger Stillsetzung der Anlage.
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Bei den vorstehend geschilderten Maßnahmen ist zu bemerken, daß in
der Mehrzahl der Fälle zwei Gruppen von Geräten gleichzeitig arbeiten, wobei jede
Gruppe in Verbindung entweder mit :dem vorhergehenden Gerät oder mit dem folgenden
Gerät arbeiten kann.
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Um dieses Resultat zu erzielen, benutzt man Relais 51, die Gruppenanordnung
einer Glühlampe 52 und einer Komplementärimpedanz 53, wirkungslose Impedanzen 5q.,
die in Reihe angeordnet sind, und Impedanzen 55, die von den Knotenpunkten der Parallelimpedanzen
derart ausgehen, daß eine T-Kette gebildet wird. Diese T-Kette wird durch eine Stromquelle
56 gespeist, deren einer Pol an die freien Enden der Impedanz 55 angeschlossen ist,
während der andere Pol an die Masse des Ballons 32 angeschlossen ist.
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Um die Aufeinanderfolge der oben aufgezählten Vorgänge zu erzielen,
wird die T-Kette gebildet durch eine wirkungslose Impedanz, die zwischen dem zweiten
Pol der Stromquelle 56 und dem Knotenpunkt der T-Kette, der zum untersten Kontakt
5o geht, angeordnet ist, durch ein Relais, welches das Wassermangels.ignalbedient
und das Schließen des Feuerungsschiebers bewirkt, durch ein Relais 5 r, welches
den Motor für die Bedienung einer Pumpe mittlerer Leistung bedient, durch ein drittes
Relais 54 welches die Bedienung einer zweitem Pumpe mittlerer Leistung übernimmt,
durch ein viertes Relais 5 r, welches die Bedienung des Motors für die Pumpe kleiner
Leistung bewirkt, durch eine erste Glühlampe, die das Signal für die untere Grenze
des normalen Wasserstandes bildet, durch eine zweite Glühlampe, die das Signal für
die obere Grenze des normalen Wasserstandes bildet, durch eine wirkungslose Impedanz
und durch ein Relais 54 welches das Signal für den zu hohen Wasserstand bedient
und die Bedienung des Ablaßschiebers bewirkt. Wenn man berücksichtigt, daß, sobald
ein Kontakt 5o in die Flüssigkeit eintaucht, wobei der folgende Kontakt 50 oberhalb
des Wasserstandes sich befindet, die beiden Impedanzen, die über dem entsprechenden
Knotenpunkt des letzten eingetauchten Kontaktes liegen, allein von einem Strom genügender
Intensität durchflossen werden, sei es, um das sie bildende Relais zu bedienen,
sei es, um das Aufleuchten der indem Glied der Kette eingeschalteten Glühlampe zu
bewirken, so ist klar zu erkennen, daß die vorstehend angegebenen Bedingungen erfüllt
sind.
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Die Abb. 7 stellt zwei Schienen 6o, 61 eines Schienenstranges dar,
auf dem ein, zwei oder mehrere Züge fahren. Der Gleitkontakt wird durch die auf
dem Schienenstrang fahrenden Züge selbst gebildet. Es wird angenommen, daß die Züge
nur in einer Richtung verkehren und sich in bezug auf die Abbildung von rechts nach
links bewegen.
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Die Schiene 6o ist ohne Unterbrechung elektrisch. Sie ist an einen
der Pole einer Stromquelle angeschlossen, und zwar im vorliegenden Fall an den negativen
Pol. Die Schiene 61 ist von rechts gerechnet in Teilstücke 61a, Gib, hic, Eid
USW. eingeteilt, deren Länge sich nach den gegebenen Verkehrsnotwendigkeiten
richtet. Die einzelnen Abschnitte sind untereinander elektrisch isoliert, und innerhalb
eines Abschnittes sind die Schienenstücke
elektrisch miteinander
verbunden, so daß jeder Abschnitt ohne Unterbrechung elektrisch ist.
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Jedes Ende eines Abschnittes ist mit dem Ende des folgenden Abschnittes
durch ein polarisiertes Relais 62 verbunden.
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Die Apparate 62 sind sämtlich gleich und in der Abbildung mit 62a,
62b, 62c usw. bezeichnet und haben beispielsweise einen Widerstand von 200 Ohm.
Ihre Wirkungsgrenze liegt ungefähr bei 8o mA, und es ist festgestellt, daß mit einem
genügenden Sicherheitsbereich ihre Wirkung absolutsicher unter 95 mA eintritt und
die Ruhestellung unter 65 mA liegt. Sie können ohne Erwärmung einen Strom von 25o
mA durchlassen. Derartige Relais sind stabil und leicht herzustellen. Jeder dieser
Apparate ist einem Signal zugeordnet, und zwar durch eine geeignete Anordnung, die
bewirkt, daß das Signal, welches ein rotes und ein grünes Licht besitzt, auf Rot
steht, wobei das grüne Licht gelöscht oder abgeblendet ist, wenn das Relais sich
in Ruhestellung befindet. Wenn das Relais durch den in der Abbildung rechts befindlichen
Kontakt berührt wird, erlischt das rote Licht oder wird abgeblendet und das grüne
Licht leuchtet auf oder wird aufgeblendet, wodurch angezeigt wird, daß die Fahrt
frei ist. Der linke Kontakt wird bei der vorliegenden Anordnung nicht benutzt.
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Es wurde als unzweckmäßig befunden, die Abbildung und die Beschreibung
mit der Schaltvorrichtung für das Signal, geschweige denn mit dem Signal selbst,
zu belasten. Das Signal braucht sich nicht unbedingt genau in dem Punkt zu befinden,
wo zwei Teilabschnitte aneinanderstoßen, sondern es kann sich in einer bestimmten
Entfernung davon entsprechend den Betriebsnotwendigkeiten befinden. Es kann auch
mit anderen Signalen, wie z. B. Signalen für halbe Fahrt oder Stoppsignalen, verbunden
sein.
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Entlang dem Schienenstrang läuft eine Leitung 63, die an,den positiven
Pol der Stromquelle angeschlossen ist, :deren Spannung mit 5o Volt bemessen ist.
Jeder Teilabschnitt ist getrennt an die Leitung 63 angeschlossen, und zwar mit Hilfe
eines Widerstandes 64 von 300 Ohm. Diese Widerstände sind in der Abbildung
mit 64a, 64b, 64e, 64d usw. bezeichnet.
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Man kann annehmen, daß der Widerstand der seitlichen Leitung 63 ebenso
wie der .der Schiene vernachlässigt werden kann. Ist dieses jedoch- nicht der Fall,
könnte man dadurch Abhilfe schaffen, daß man an verschiedenen Stellen des Schienenstranges
mehrere Stromquellen parallel mit der ersten geschaltet anordnet oder aber indem
man diese Widerstände bei der Berechnung berücksichtigt.
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Unter den vorbeschriebenen Bedingungen muß der Endwiderstand 65 der
Kette einen Wert von 165 O.hm haben.
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f. Fall: Es befindet sich kein Zug auf dem Schienenstrang. Alle Relais
sind in Ruhestellung, und alle Signale sind geschlossen.
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2. Fall: Ein Zug befindet sich auf dem Schienenstrang, und zwar allein.
Er befindet sich z. B. vollkommen auf dem Abschnitt 61c. Er besitzt daher vor sich
und hinter sich zwei T-Ketten. Die Kette 62b hinter ihm erhält 137 mA und legt den
beweglichen Kontakt gegen den links davon befindlichen festen Kontakt. Das Signal
bleibt geschlossen. 62a erhält 62 mA und bleibt ebenfalls in Ruhe. Das entsprechende
Signal bleibt geschlossen. Bei Weiterfahrt des Zuges erhält 62e 137 mA und
treibt den Kontakt nach rechts, so daß das zugehörige Signal geöffnet wird. 62d
dagegen erhält nur 6a mA und bleibt in Ruhe. Das zugehörige Signal bleibt geschlossen.
Wie ersichtlich ist, sind die Verhältnisse für 62d, 62e usw. die gleichen.
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Das demRelais62e entsprechende Signal ist offen, der Zug kann in den
Abschnitt 6,d einfahren. Wenn seine Spitze in den Abschnitt Eid einfährt, sein Ende
sich aber noch in dem Abschnitt 6 1 e befindet, wird das Relais 62c kurzgeschlossen
und kommt zur Ruhe, und das entsprechende Signal schließt sich hinter dem Leiter.
Gleichzeitig öffnet 6.211 sein Signal und gestattet die Einfahrt in den Abschnitt
61e. Wenn die letzte Achse des Zuges in den Abschnitt Eid einfährt, wird der Kontakt
des Relais 62e nach links gelegt, und das zugehörige Signal bleibt geschlossen.
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Mithin sind, wenn sich nur ein Zug auf dem Schienenstrang befindet,
alle Signale vor ihm geschlossen bis auf eines. Wenn er weiter von Abschnitt zu
Abschnitt fährt, bewirkt er selbst die Öffnung eines einzigen Signals vor ihm, und
er kann ohne Anhalten die ganze Strecke durchfahren.
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Es bleibt noch übrig zu erläutern, was vor sich geht, wenn der Schienenstrang
besetzt ist.
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3. Fall: Es befinden sich zwei Züge auf dem Schienenstrang. Wenn das
Problem bei der Anwesenheit von zwei Zügen auf dem Schienenstrang erörtert ist,
dann ist gleichzeitig erörtert, was vor sich geht, wenn eine beliebige Anzahl von
Zügen sich auf dem Schienenstrang befindet.
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Der Zug ist in den Abschnitt Eid eingefahren, angenommen (es handelt
sich um einen hypothetischen Fall, der nicht einzutreten braucht), daß sich ein
anderer Zug in dem Abschnitt hie befindet. Das Relais 62d ist kurzgeschlossen,
befindet sich also in Ruhe, und das entsprechende- Signal ist geschlossen. Die Einfahrt
in den Abschnitt hie ist gesperrt, und der Zug, :der sich in diesem Abschnitt befindet,
ist gesichert. Man könnte entgegenhalten, daß die letzte Achse eines Zuges vielleicht
schon in :den Abschnitt 61e eingefahren sei und die erste Achse des folgenden in
den Abschnitt 6zd, was unvermeidlich einen Zusammenstoß herbeiführen würde.
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Dieser Einwand ist jedoch unberechtigt, erstens weil, wie schon oben
erklärt, das Signal nicht unbedingt an der Stelle sich zu befinden braucht, wo zwei
Abteilungen zusammenstoßen, und zweitens insbesondere, weil man keinen Zug auf einen
Schienenstrang setzt und die Anordnung, um die es sich handelt, die notwendige Sicherheit
mit einem völlig freien Zwischenabschnitt gibt, was im folgenden dargelegt werden
soll: Tatsächlich kann der sich indem Abschnitt 61d befindliche Zug von dort
nicht weiterfahren. Derjenige Zug, :der sich in dem Abschnitt hie befindet, hat
den Schienenstrang vor sich frei
und kann in den Abschnitt 61f einfahren.
Wenn seine erste Achse in diesen Abschnitt einfährt, kommt das Relais 62e zur Ruhe,
und das entsprechende Signal schließt sich. Der Zug, der sich auf dem Abschnitt
Eid befindet, wird also vor sich zwei geschlossene Signale haben (62d und 62e sind
alle beide in Ruhe, da sie kurzgeschlossen sind), er wird also in seinem Abschnittbleiben.
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Wenn die letzte Achse des in Fahrt befindlichen Zuges in den Abschnitt
611 einfährt, wird das Relais 62e in Ruhe bleiben, da es nur 62,5 mA erhält, und
das zugehörige Signal wird geschlossen bleiben. Gleichzeitig erhält hie ebenfalls
62,5 mA, und das zugehörige Signal bleibt geschlossen. Der im Abschnitt 61d festgehaltene
Zug kann seine Fahrt nicht fortsetzen, da er immer vor sich zwei geschlossene Signale
hat.
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Wenn der im Abschnitt 61f befindliche Zug seine Fahrt fortsetzt, ergibt
sich daraus eine neue Situation in bezug auf die Relais und die Signale, die zu
prüfen ist.
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Wenn die vordere Achse in den Abschnitt 61g eintritt, kommt 62f in
die Ruhelage, und das entsprechende Signal schließt sich. Im übrigen tritt weder
bei hie noch bei Eid noch bei den zu diesen gehörigen Signalen eine Änderung ein.
Der in Fährt befindliche Zug ist daher durch drei geschlossene Signale gesichert.
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Wenn der letzte Wagen des in Fahrt befindlichen Zuges in den Abschnitt
Gig einfährt, erhält 62f ioo mA, bewegt seinen Kontakt nach links, und das entsprechende
Signal bleibt geschlossen. 62e erhält keinen Strom und bleibt geschlossen.
62" erhält ioo mA und treibt seinen Kontakt nach rechts, wodurch der Schienenstrang
dem in dem Abschnitt 61d befindlichen Zug freigegeben wird. Der Zug kann also in
den Abschnitt 61e einfahren.
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Mit Bezug auf den letzteren Fall kann man demonstrieren, daß, je mehr
die Zahl der Abschnitte und damit der Relais zwischen den Zügen vermehrt wird, i.
die Relais, die einerseits zwischen zwei Zügen und andererseits zwischen vorher
fahrenden oder unmittelbar folgenden liegen, einen Strom erhalten, der weder seine
Richtung ändert und dessen Intensität bei ioo bis 137 mA liegt, ein Wert, der nur
erreicht wird, wenn der Schienenstrang ganz frei ist, und für alle- diese Werte
sind die entsprechenden Signale offen vor einem Zug und geschlossen hinter ihm;
2. der Strom in den vorhergehenden und folgenden Relais von o auf 62 mA wächst,
ein Wert, der nur eintritt bei einem unbegrenzten Abstand der Züge; die entsprechenden
Signale sind bei allen diesen Werten geschlossen; 3. der Strom in allen Relais,
die zwischen denen unter Punkt 2 bezeichneten liegen, noch niedriger ist. Alle diese
Relais sind in Ruhe und die entsprechenden Signale geschlossen.
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Man kann diese Darlegungen in gleicher Weise für eine beliebige Anzahl
von Zügen auf dem Schienenstrang durchführen, und man findet, daß sich ein System
ergibt, wo i. in Abwesenheit eines Zuges auf dem Schienenstrang alle Signale stets
geschlossen sind; 2. die Züge die Freigabe des Schienenstranges schalten; diese
Freigabe tritt automatisch ein und für ein Signal allein, wenn der Schienenstrang
frei ist; ist dagegen der Schienenstrang besetzt, stoppt der Zug sich automatisch
selbst ab; 3. alleZüge mindestens durch zwei Signale geschützt sind, wobei die geschützte
Miminalentfernung zwischen dem Ende eines Zuges und der Spitze des Zuges, der ihm
folgt, einen Abschnitt plus Abstand zwischen ,der Unterbrechungsstelle und dem Signal
beträgt; die Maximalentfernung, die geschützt ist, beläuft sich auf zwei Abschnitte
plus der Entfernung zwischen der Stoßstelle zweier Abschnitte und der Lage des Signals;
4. die Sicherheit auch dann gegeben ist, wenn kein Strom in dem Stromkreis der Relais
vorhanden ist oder wenn sich eine unvorhergesehene Unterbrechung in irgendeinem
Punkte des Stromleiters ergibt. Die einzig möglichen Ursachen für eine Störung der
Sicherheit würden in einer anomalen Erhöhung der Spannung der Stromquelle oder in
einem Kurzsch.luß zu sehen sein, die die Widerstände 64 beeinträchtigen würden.
Einfache Vorsichtsmaßnahmen gestatten, sich vor diesen beiden Möglichkeiten zu schützen.
Für den ersten Fall z. B. kann man als Stromquelle eine Akkumulatorenbatterie oder
eine Stromquelle mit Akkumulator nehmen. Für den zweiten Fall kann man den Widerständen
64 eine Form und eine geeignete Anordnung geben, z. B. indem man sie in verschiedene
Elemente, die voneinander entfernt liegen, aufteilt und in geeigneter Weise sichert.
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In den vorstehenden Ausführungen ist noch nicht davon die Rede gewesen,
wie man die in der Abbildung links ersichtlichen Kontakte benutzen kann, noch wie
es möglich wäre, diese in Ruhestellung zu bringen; aber diese Kontakte können zur
Schaltung von Ergänzungssignalen, Läutewerken, Warnapparaten oder anderen Vorrichtungen
benutzt werden, z. B. solchen, die eine Unterbrechung .des Stromes in dem einen
oder dem anderen Abschnitt bewirken, können also für Zwecke benutzt werden, die
eine Erwähnung verdienen.
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Als Beispiel ist zu erwähnen, daß die linken Kontakte benutzt werden
können, um andere Signale zu bedienen und den Schutz von Zügen zu übernehmen, die
im umgekehrten Sinne auf dem Schienenstrang verkehren, wie bisher vorstehend beschrieben,
d. h. also, die in bezug auf die Abbildung von links nach rechts fahren.
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Es ist ersichtlich, daß das Problem des Betriebes auf einem Schienenstrang,
ebenso wie das Problem des Verkehrs auf einem doppelten Schienenstrang in gleicher
Weise gelöst wird. Es handelt sich dabei um die gleichen Probleme, wie sie bei der
Bewegung mehrerer Fahrstühle in einem einzigen Fahrstuhlschacht zu lösen sind.