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Bogenlampenregelung Es ist bekannt, den Abbrand von Bogenlampenelektroden
mit Hilfe einer Nachstellvorrichtung auszugleichen, die in Abhängigkeit vom Lampenstrom,
der Lampenspannung oder beiden Größen die Elektroden nachschiebt. Man hat hierfür
Relais verwendet, die eine besondere Hilfseinrichtung steuern, z. B. einen Motor
ein- bzw. ausschalten.
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Bei einer derartigen Bogenlampenregelung,durch ein Relais hat es sich
als störend herausgestellt, daß sofort nach Einsetzen der Regelbewegung die die
Stellung des Relais bestimmende Größe sich ändert und das Relais hierauf sofort
wieder anspricht. Der Erfolg dieser Regelung besteht somit darin, daß der Abbrand
der Elektroden in sehr kleinen Schritten ausgeglichen wird, während die Ansprechhäufigkeit
der Regelanordnung bzw. des Relais sehr groß wird. Hierdurch ist ein äußerst schneller
Verschleiß bedingt. Es sind zwar auch Schaltungen bekannt, bei denen der E lektrodennachschub
durch ein Relais beeinflußt wird, das aus einem einfachen Magneten nebst Anker besteht.
Wird der Anker bei Erregung des Magneten angezogen, so ist eine wesentliche Schwächung
des Magnetismus erforderlich, "um
ihn wieder in seine Ausgangsstellung
zurückzubringen. Aus dieser gelangt er wiederum erst bei erneuter beträchtlicher
Erhöhung des .magnetischen Flusses in seine Arbeitsstellung zurück. Derartige Schalteinrichtungen
sind jedoch viel zu unempfindlich und nicht genügend einstellbar. Um die geschilderten
Übelstände zu betseitigen, wird gemäß der Erfindung die Regelung von Bogenlampen
mit Hilfe eines Relais derart vorgenommen, daB eine durch das Relais veranlaßte
Schaltbewegung erst dann rückgängng gemacht wird, wenn auf Grund geänderter Strom-
oder Spannungswerte oder beider Größen das Relais eine andere Schaltbewegung durch
geänderte Relaisstellung auslöst. Besonders zweckmäßig ist es, einen durch das Relais
geschlossenen Strom selbst zu verwenden, mit Hilfe einer Zusatzeinrichtung den Stromkreis
auch dann noch aufrechtzuerhalten, wenn das Relais selbst den Kontakt .bereits wieder
unterbrochen hat. Erst bei. Betätigung eines anderen Relaiskontaktes wird die Selbsthaltevorrichtung
des ersten Stromkreises außer Wirkung gesetzt, so daß dieser Stromkreis und die
durch ihn hervorgerufene Regelwirkung ersetzt wird.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Erläuterungen
zu dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Reguliereinrichtung.
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Eine in- der Zeichnung nicht dargestellte Bogenlampe besitzt für den
Vorschub der Elektroden je einen Elektromotor, der mit Hilfe geeigneter Zwischenmittel
die Elektroden bewegt. Die. negative Elektrode wird von dem Motor i beeinflußt,
,nährend die positive Elektrode durch den Motor 2 reguliert wird. Die Geschwindigkeit
der Antriebsmotoren ist durch Potentiometer 3 und q. regelbar, die von einer-nicht
dargestellten Stromquelle über die Anschlußklemmen 5 und 6 gespeist werden. Der
Strom verläuft von der Anschlußklemme 5 über den Umschalter 7 einmal durch das Potentiometer
3 zur Klemme 6 und zweitens über .das Potentiometer q. zur gleichen Klemme 6. Zwischen
dieser Klemme und den beweglichen Kontakten der Potentiometer sind über die Umschalter
8; 9 und io die Antriebsmotoren i und 2 angelegt, deren Drehzahl durch Verstellung
der zugeordneten Potentiometerkontakte geändert werden kann. Die Schalter 7, 8,
g und io sind durch ein gemeinsames Betätigungsglied derart gekuppelt, daß entweder
der beschriebene Stromweg ermöglicht ist, der die Nachschubmotoren kontinuierlich
laufen läßt, oder daß die Schalter durch die in der Figur dargestellte Stellung
eine automatische Regelung in Betrieb setzen.
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Die bisher beschriebene Schaltung gestattet nämlich nicht, auf die
bei Ungleichförmigkeiben des Elektrodenabbrandes oder bei Schwankungen der Betriebsspannung
entstehenden fehlerhaften Abweichungen von der richtigen Elektrodenentfernung Rücksicht
zu nehmen. Hierfür ist ein von einem Relais bedientes Schaltsystem vorgesehen, das
an die bisher beschriebene, in der Bogenlampe eingebaute Regulierungseinrichtung
zusätzlich mit Hilfe von Kontaktpaaren i i angefügt werden Bann. In dieser selbsttätigen
Regeleinrichtung ist ein beispielsweise als Drehspulrelais ausgebildetes Kontaktsystem
R vorgesehen, dessen bewegliche Zunge 12 durch das Magnetfeld der Spule 13 beeinflußt
wird, die' ihren Strom über die Kontaktpaare 113, 114 vom Nebenschluß (Shunt) 14
erhält, der im Hauptstromkreis der zu regelnden Bogenlampe angeordnet ist. Das von
der Spule 13 erzeugte Magnetfeld ist infolgedessen dem Lichtb-ogenstrom proportional.,
so daß die Stellung der Zunge 12 des Relais R ebenfalls nur der Intensität des Lampenstromes
entspricht.
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Die Zunge 12 des Relais R spielt zwischen Kontakten 15, 16, 17 und
18, von denen die Kontakte i6 und 17 von der Zunge 12 unmittelbar berührt werden,
während die Kontakte 15 und 18 erst .unter Mitwirkung der als Schleppkontakte ausgebildeten
Kontakte 16 und 17 geschlossen werden. Bei einer Bewegung der stromdurchflossenen
Zunge i21 beispielsweise in Richtung auf den Kontakt 16 zu, wird zuerst dieser geschlossen,
d. h. die Verbindung zwischen i2 und 16 hergestellt, und bei weiterem Ausschlag
der Zunge 12 auch der Kontakt 15 berührt, so daß die Verbindung zwischen 12, 16
und 15 hergestellt ist. In der gleichen Weise wird bei Bewegung der Zunge 12 in
der anderen Richtung erst der Kontakt 17 und mit diesem zusammen der Kontakt 18
geschlossen.
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Die Zunge 12 liegt über die Sicherung ig und das Kontaktpaar ii, am
Umschalter 7, der in der dargestellten, die selbsttätige Regulierung einschaltenden
°Stellung unmittelbar Verbindung mit der an die Stromquelle angeschlossenen Klemme
5 herstellt. Die Kontakte 15, 16, 17 und 1-8 hingegen sind über Spulen 2o1 21 und
22 von Hilfsrelais und über den Schutzwiderstand 23 unter Mitwirkung des Kontaktpaares
ii, mit der Klemme6 verbunden, an die die Stromquelle angeschlossen ist.
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Der Anschluß der Spule 13 des -Relais R an den im Bogenlampenstromkreis
liegenden Widerstand 14 ist so gewählt, daß bei abnehmendem Strom die Zunge 12 des
Relais R sich in Richtung auf den Kontakt 16 zu bewegt und diesen schließt, wenn
der Bogenstrom einen bestimmten Betrag unterhalb des Sollwertes erreicht. Dieser
Betrag mag durch entsprechende Einstellung der den Kontakt 16 tragenden Feder zu
i °/o des Sollwertes gewählt sein. Der Kontakt 16 schließt dann den Stromkreis durch
die Hilfsrelaisspule 21, der die Schalter 21' und 21" zugeordnet sind. Der Schalter
21' liegt parallel zum Kontakt zwischen der Zunge 12 und der Kontaktfeder 16,. so
daß der Stromkreis nicht allein durch diesen Kontakt, sondern auch durch den Schalter
21' des Hilfsrelais 21 aufrechterhalten wird. Der .durch das Hilfsrelais 21 ebenfalls
betätigte Schalter 21" schließt den Strom von der Klemme 5 über den Umschalter 7,
das Kontaktpaar 1121 die Sicherung ig, den Schalter 2i"1 den Umschalter 2q., das
Kontaktpaar iis und den Schalter 8 zum Antriebsmotor i der negativen Elektrode und
von diesem über den Umschalter g, das Kontaktpaar 11s, den Umschalter
25, den regelbaren Widerstand
26 und das Kontaktpaar 119
zur Klemme 6. Der Motor i wird daher mit durch den Widerstand 26 regelbarer Geschwindigkeit
die negative Elektrode der positiven nähern und damit den durch die Bogenlampe fließenden
Strom wieder vergrößern. Entsprechend dieser Stromvergrößerung erhält die Relaisspule
13 unter Mitwirkung des Nebenschlusses 14 eine erhöhte Spannung, so daß die Zunge
12 des Relais R sieh vom Kontakt 16 löst. Bei dieser Unterbrechung wird aber der
Stromdurchgang durch das Hilfsrelais 2i nicht unterbrochen, da der von der Spule
21 betätigte Schalter 21' den Stromkreis weiterhin aufrechterhält. Man wird den
Wert des Widerstandes 26 derart wählen, daß die Geschwindigkeit des Motors i etwa
dem normalen Elektrodenabbrand entspricht oder etwas höher liegt. Die Zunge des
Relais 12 kann dabei in gewissen Grenzen durch veränderlichen Bogenstrom bewegt
werden, ohne daß die eingestellte Nachschubgeschwindigkeit der negativen Elektrode
sich ändert, so daß ein ruhiges Brennen der Bogenlampe ohne dauernde Nachregulierung
gesichert ist.
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Wird beispielsweise durch etwas zu schnell erfolgenden Nachschub der
negativen Elektrode die Bogenstromstärke größer als es dem Sollwert entspricht,
so wird bei einer ebenfalls einstellbaren Überschreitung dieses Sollwertes der Kontakt
17 geschlossen. Jetzt wählt der das Relais R durchfließende Strom nicht mehr den
Weg über den Schalter 21' und die stets einen gewissen Widerstand aufweisende Hilf
srelaisspule 22, sondern den widerstandslosen Weg über die Zunge 12 und die Kontaktfeder
17 zum Schutzwiderstand 23, wobei dieser Widerstand die Aufgabe hat, eine unzulässig
hohe Stromstärke durch die Zunge 12 des Relais R zu vermeiden. Durch diesen Kurzschluß
der Spule 21 wird das Hilfsrelais abfallen, d. h., die Schalter 21' und 21" werden
geöffnet. Während der Schalter 2? nur die Spule 2i von der Stromquelle abtrennt,
unterbricht der Schalter 21" den durch den Motor i fließenden Strom, so daß der
Antrieb stehenbleibt und die negative Elektrode nicht mehr vorgeschoben wird. Sie
brennt langsam ab und vergrößert den Lichtbogen, so daß der Bogenstrom wieder auf
seinen Sollwert zurückkehrt. Hierbei unterbricht die sich vom Kontakt 17 lösende
Relaiszunge 12 den Kurzschluß der Spule 21, ohne daß aber irgendein weiterer Schaltvorgang
ausgelöst würde. Erst nachdem der Bogenstrom weiter herabgegangen ist, berührt die
Zunge 12 die Kontaktfeder 16, schließt damit den Stromkreis für die Hilfsrelaisspule
21 und setzt über den Schalter 21" den Nachschubmotor i wieder in Bewegung. Das
Spiel der Kontakte wiederholt sich in der geschilderten Weise, so daß der Bogenlampenstrom
in dem durch den Abstand der Kontakte 16 und 17 von der Zunge 12 bestimmten Intervall
gehalten wird. Durch Abstandsänderung der Kontakte von der Zunge läßt sich dabei
jede beliebige Regelgenauigkeit und -häufigkeit einstellen.
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Es kann nun der Fall eintreten, daß der Bogenstrom den dem Kontakt
16 zugeordneten Wert wesentlich, beispielsweise um i o o/o, unterschreitet. Dies
wird immer dann der Fall sein, wenn die Bogenlampe überhaupt noch nicht in Betrieb
ist, d. h. zwar die Spannung an den Klemmen 5 und 6 angelegt ist, die Elektroden
aber noch auseinanderstehen. Bei einer starken Stromunterschreitung wird die Zunge
12 des Relais R über den Schleppkontakt 16 den Kontakt 15 schließen und außer der
durch den Kontakt 16 bereits erregten Hilfsrelaisspule 21 auch die Hilfsrelaisspule
2o unter Strom setzen. Dieses Relais 2o betätigt nicht allein den Schalter 2o',
der dem Relais 2o unabhängig von der Stellung der Relaiszunge 12 Strom zuleitet,
sondern auch den Schalter 2o", der den Widerstand 26 kurzschließt. Der Motor i der
negativen Elektrode erhält daher über den vom Hilfsrelais 21 ebenfalls geschlossenen
Schalter 21" und die Umschalter 24 und 25 einen besonders starken Strom, d. h.,
er bewegt die negative Elektrode mit bedeutend größerer Geschwindigkeit auf die
positive Elektrode zu als es der Fall ist, wenn nur das Hilfsrelais 21 Strom erhält
und der Widerstand 26 im Stromkreis wirksam ist. Das Hilfsrel"äis 2o betätigt demgemäß
einen Schnellgang, der das Zünden der Bogenlampe oder die Verstärkung des Bogenstromes
bei bereits brennender Lampe in sehr kurzer Zeit ermöglicht.
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Der Schalter 2o" wird aber nicht wieder geöffnet, wenn die Relaiszunge
12 über den Kontakt 16 den Kontakt 15 freigibt, da die Spule 2o über den Schalter
2o' dauernd Strom erhält. Auch beim Verlassen des Kontaktes 16 durch die Kontaktzunge
12 wird der mit großer Geschwindigkeit laufende Motor i noch nicht abgeschaltet,
da der Schalter 21' auch die Spule 21 unabhängig von der Stellung der Zunge 12 mit
Strom versorgt. Erst wenn der Sollwert des Bogenstromes um einen wenn auch nur geringen
Betrag überschritten ist und der Kontakt 17 geschlossen wird, fallen die durch die
Spulen 2o und 21 festgehaltenen Hilfsrelaisanker ab, indem diese Spulen über den
Kontakt 17 kurzgeschlossen werden. Mit dem Abfallen der Anker werden die Schalter
2o', 2o", 21' und 21" geöffnet, d. h., der Nachschubmotor i wird stillgesetzt. Die
Einstellung des Bogenlampenstromes auf den Sollwert geschieht also auch bei starker
Unterschreitung der Bogenstromstärke auf dem schnellsten Wege und ohne daß ein dauerndes
Kontaktspiel der Regelanordnung entsteht.
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Es kann nun der Fall eintreten, daß. die Bogenstromstärke den Sollwert
um einen wesentlichen Betrag übersteigt, z. B. wenn die Elektroden bei der Zündung
der Bogenlampe zur Berührung gebracht werden. In diesem Fall wird die Zunge 12 des
Relais R nicht nur den Kontakt 17, sondern unter dessen Mitwirkung auch den Kontakt
18 schließen und- der Spule 22 eines Hilfsrelais Strom zuleiten. Dessen Anker schließt
den Schalter 22' und legt außerdem die Schalter 24 und 25 in die in der Figur nicht
dargestellte Schaltstellung. Es fließt dann ein Strom von der Klemme 5 über Schalter
7, Kontaktpaar ii2, Sicherung i9, Schalter 25, Kontaktpaar i i6, Schalter 9 zum
Antriebsmotor
i und über Schalter 8; Kontaktpaar ii5, Schalter
24 und Kontaktpaar ii, zur Klemme 6 zurück. Da jedoch der Motor i in umgekehrter
Richtung vom Strom durchflossen wird, läuft dieser unter Voraussetzung unveränderter
Felderregung mit hoher Geschwindigkeit rückwärts und zieht die Elektroden auseinander,
bis die Zunge 12, des Relais R den Kontakt 17 verläßt. In diesem. Augenblick
wird der durch den Schalter 22' unabhängig von der Stellung des Kontaktes 18 aufrechterhaltene,
durch die Hilf srelaisspule 22 fließende Strom unterbrochen, so daß auch die Schalter
2¢ und 25 in ihre in der Figur dargestellte Ruhestellung zurückkehren, d. h. den
Motor i stromlos machen. Die negative Elektrode der Bogenlampe wird demgemäß bei
wesentlicher Überschreitung des Sollwertes des Bogenstromes mit großer Schnelligkeit
auf den Abstand zurückgezogen, der unter den herrschenden Betriebsbedingungen eingehalten
werden soll. Auch hier wird durch den Schalter 22' erreicht, daß die. Regelung der
Elektrode unabhängig von der Berührung des Kontaktes 18 wird, so daß die mit großer
Geschwindigkeit eingeleitete Regelung bis auf den Sollwert des Stromes erfolgt.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel beeinflußt der den Nebenschluß
(Shunt) . 1q. durchfließende Bogenlämpenstrom über das Relais R und den Motor i
nur die Stellung der negativen-Elektrode, während ein Einfluß auf die Stellung der
positiven Elektrode nicht vorhanden ist. Um diese aber beispielsweise bei Anwendung
der Bogenlampe für Kinoprojektoren oder Scheinwerfer in der richtigen Stellung zum
Spiegel zu halten, kann ein Thermoschalter 27 vorgesehen sein, der z. B. geschlossen
wird, wenn ein durch eine bekannte Einrichtung entworfenes Bild des Lichtbogens
oder der positiven Elektrode bei falscher Stellung der Anode neben das wärme- oder
lichtempfindliche Organ abgebildet wird. Es fließt dann Strom von der Klemme 5 über
den Schalter 7, das Kontaktpaar 112, die Sicherung i9, das Kontaktpaar iü, den Schalter
27, das Kontaktpaar ii$ und,die Spule 28 eines Hilfsrelais über das Kontaktpaar
ii, zur Klemme 6 zurück, so daß der Anker des Hilfsrelais 28 über den Schalter 29
einen regelbaren Widerstand 3o kurzschließt, der im Stromkreis des . der positiven
Elektrode zugeordneten Vorschubmotors 2 angeordnet ist. Während im normalen Betrieb
dieser Motor 2 durch passende Einstellung des Widerstandes 3o die positive Elektrode
ihrem normalen Abbrand entsprechend verschiebt, wird bei Zurückbrennen dieser Elektrode
mit Hilfe des Thermoschalters 27 der Widerstand 3o ausgeschaltet und somit ein beschleunigter
Vorschub eingeleitet. DieLaufgeschwindigkeiten des Motors 2 sind derart gewählt,
daß nur verhältnismäßig langsame Elektrodenbewegungen erhalten werden, während der
-Motor i der negativen Elektrode bei Verwendung des -Schnellganges bzw. des Rückwärtsganges
eine verhältnismäßig sehr große Geschwindigkeit erteilt. Beim Zünden- der Bogenlampe
wird daher die positive Elektrode ihre Stellung praktisch nicht verändern, während
die negative Elektrode zuerst mit Hilfe des Schnellganges herangeführt und dann
mit Hilfe des Rückwärtsganges schnell zur Bildung eines Lichtbogens zurückgezogen
wird.