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Stromlieferungsanlage für elektrische Bäder
Es sind bereits Stromlieferungseinrichtungen
aus dem Starkstromnetz für elektrische Bäder bekannt, bei welchen der Richtungswechsel
des Gleichstroms periodisch selbsttätig vollzogen wird, um eine für die Behandlungszeit
dauernde Wartung des Gerätes zu umgehen. So läßt das Patent 614 726 eine Vorrichtung
erkennen, bei welcher die Spannungsumpolung in bestimmten Zeitabschnitten durch
ein Uhrwerk mit sog. Steuernocken erfolgt. Vorläufer dieses Patentes haben die Stromwendung
durch umlaufende Kontaktvorrichtungen bewirkt.
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Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine weitestgehende
Vereinfachung der Bedienungsweise des Gerätes, den Vollzug der periodischen Stromumkehr
mit Hilfe eines Relaissatzes, eine nach Möglichkeit vollkommene Kennzeichnung der
Schaltervorgänge durch optische Signale und eine zum Schutz der Anlage vorgesehene
Kurzschlußsicherung bei unbeabsichtigtem Kurzschluß der Badeelektroden. Mechanische
Mittel zur Steuerung des Zeitablaufes in Form rotierender Kontaktgeber oder Spezialuhrwerke
bilden hinsichtlich der Anschaffungskosten und der Betriebsüberwachung namentlich
für die Verwendung solcher Stromlieferungsanlagen in der Hand privater Benutzer
ein beträchtliches Hindernis. Der technische Fortschritt ist durch die Beseitigung
dieser Nachteile mit Schaltermitteln begründet, wie diese in der Fernmeldetechnik
erfahrungsgemäß mit Erfolg zur Anwendung gelangen. Die Erzielung von Zeitperioden
für die Stromwendung in der Größenordnung einiger Minuten verursacht durch die Benutzung
sog. elektrischer Thermokontakte mit Halterelais keine technische Schwierigkeit,
falls für die Zeitdauer und Begrenzung der Heizströme hinreichende Vorkehrungen
getroffen werden. Die zur Festlegung der Zeitstufen erforderlichen Halterelais ermöglichen
praktisch ohne Mehraufwand eine umfassende optische Kennzeichnung der Art und Zeitdauer
der Stromlieferung, so wie eine Sicherung namentlich der Gleichrichteranordnung
gegen Kurzschluß an der Badeelektrode.
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Eine Einstellvorrichtung einfachster Art an den Thermokontakten ermöglicht
außerdem die Perioden der Stromumkehr in bestimmten Grenzen zu verändern, eine Maßnahme
die bei mechanischen Zeitwerken nur unter erheblichem Mehraufwand erzielbar sein
dürfte. Die praktische Anwendung dieser Geräte legt die Forderung nahe, daß private
Benutzer die Regelvorrichtung und Signalanordnung im Bade selbst ohne Hilfspersonal
zu überwachen wünschen. Zu diesem Zweck wird die eigentliche Stromlieferung mit
den erforderlichen Schalterrelais vorteilhaft außerhalb des Baderaumes angebracht,
während die Regel-und Signalvorrichtung berührungssicher in einem Gehäuse kleinsten
Umfanges unmittelbar an der Badewanne, für den Badenden leicht zugänglich, angeordnet
wird.
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Die nachstehende Beschreibung erläutert an Hand der Schaltzeichnung
die Arbeitsweise der Relaisanordnung: I. Wechselstrombehandlung (Faradisation):
Der Badebenutzer dreht den Regelwiderstand RW kurz nach rechts, wodurch der Netzschalter
NS die Primärwicklung T 1 des Netztransformators T unter Strom setzt. Wicklungsteil
T II liefert Wechselstrom in das Bad über: Badeelektrode E I, Regehviderstand RW,
Kontakt w I des Wechselrelais W I, II, Kontakt a 3 des Halterelais A II, Wicklung
II des Transform W 2, Badeelektrode E 2. Am Kontakt w 4 des Wechselrelais W I, II,
leuchtet die Lampe WL auf, die Behandlung mit Wechselstrom anzeigend.
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Ein nicht darg telltes Meßinstrument läßt nach Maßgabe des R elwiderstandes
RW, wie bekannt, die Höhe der Stromstärke erkennen. Nach Rückführung des RW in die
Ausgangsstelle ist das Gerät wieder vom Netz abgeschaltet (NS), die Lampe WL erlischt.
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2. Gleichstrombehandlung (Galvanisat ion): a) Durch kurzes Eindrehen
des Regelwiderstandes wie unter I. wird der Transformator an NS eingeschaltet. Es
leuchtet somit an w 4 zunächst die Lampe WL auf, Wechselstrombeschickung des Bades
anzeigend.
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Wird nur die Gleichstromtaste GS gedrückt, so spricht Relais W (Wicklung
II) an über: +-Pol am Gleichrichter, der über Wicklung T II an Wechselstrom liegt,
WII, GS, --Pol. An w 1, W 2 werden die Badeelektroden E I, E 2 mit dem Widerstand
RW nach der Gleichstromspeisung umgeschaltet über: E I, RW, w I, U I, --Pol, Gleichrichter,
+-Pol, Wicklung W I des Relais W, u 2, W 2, E 2. An w 3 (+-Pol) wird die Relais-
und Thermokontaktkette eingeschaltet. Die Wicklung Th 1 des ersten Bimetallkontaktes
wird geheizt über: +-Pol, w 3, Th I, a 2, b I, --Pol. Nach etwa I Minute schließt
Th I seinen Kontakt th I und bringt Relais A (Wicklung I), das sich über seinen
eigenen Kontakt a I selbst hält.
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An a 2 wird die Thermowicklung Th 2 geheizt über: +-Pol, w 3, Th 2,
a 2, b I, --Pol. Unterdessen wurde an a 2 die Thermowicklung Th I abgeschaltet,
und dessen Kontakt th I nimmt langsam seine Ausgangslage ein. Nach einer weiteren
Minute schließt th 2 und bringt Relais B: +-Pol, w 3, B, Widerstand Wi I, th 2.
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Relais B hält sich selbst über b I, gleichzeitig A I aberregend. An
b I wird Th 3 unter Strom gesetzt, der, nach einer weiteren Minute scinen Kontakt
th 3 schließend, das Relais B über seinen eigenen Kontakt b 2 kurzschließt; B fällt
ab, wobei Wi I einen Kurzschluß der Spannungsquelle verhindert. Der Kurzschluß des
B verläuft auch über s 1 des Relais S das noch in Ruhe ist. Gleichzeitig mit dem
Abwerfen des B geht die Erregung dc s S des Spannungsumschalters Relais U vor sich
über: +-Pol, m 3, th 3, s I, U, S II, --Pol. Kontakt u 3 schaltet das Steuerrelais
S in Reihe mit U, wobei aber S I noch nicht anspricht, da über th 3, s I noch kurzgeschlossen
und S II-Wicklung unempfindlich ist. Die Wontakte 1( I, lot 2 wechseln die Stromrichtung
für den Gleichstromfluß, der verläuft über: Badeelektrode E I, KW, w 1, n I, W 1,
+-Pol, Gleichrichter GR, --Pol, lt 2, w 2, E 2, Brdeelektrode. Unterdessen hat th
3 wieder geöffnet, da die Heizung vorher unterbrochen wurde (bs). An th 3 wird der
Kurzschluß des Relais S I aufgehoben, das anzieht und seinen Kontakt s I umsteuert.
Die Relais U und S sind nun für etwa 3 Minuten erregt.
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An s 2 wird die Lampe GL 1 flir die eine Stromrichtung des Gleichstromflusses
über w 4 und T III-Wicklung zum Leuchten gebracht, sobald die Gleichstromtaste GS
gedrückt wird. Nach Ablauf von 3 Minuten spricht also th 3 und S mit U an, wobei
an s 2 die GL-I-Lampe abschaltet und die GL 2 aufleuchtet, die andere Richtung des
Stromes anzeigend.
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Die Relais A und B sind in Ruhe, ebenso die zwei Thermokontakte th
I, th 2 und bald darauf th 3. b) Nachdem das Umschalterelais U umgelegt und S die
spätere Umsteuerung des U vorbereitet, beginnt wiederum wie unter a) die Heizung
des bereits abgekühlten Thi, Th 2, Th3, welch letzterer nach etwa 3 Minuten vom
Beginn der Umschaltung des U seinen Kontakt th 3 wieder schließt, wobei aber nun
im Gegensatz zur ersten Periode S erregt ist. Die Relais U und S werden über th
3, s I kurzgeschlossen. Zunächst fällt U sofort ab, während S II über seine unempfindliche
Wicklung bei der großen Stromzunahme über th 3, s I, S II noch weiterhin hält, bis
th 3 wieder öffnet. Nach dem Abfall von U und S kann U nicht wieder ziehen, da tut
3 geöffnet hat. Relais U legt seine Kontakte lt 1, lt 2 durch Abfall um und wechselt
dadurch die Vorzeichen des Gleichstroms. Die Wechselstromsehaltung zwischen U und
S kann für beliebig lange Zeit in Intervallen von etwa 3 bis 4 Minuten fortgesetzt
werden. Die LampeGL 2 erlischt und wird an s 2 durch GL I ersetzt.
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3. Kurzschlußsicherung: Die Verwendung eines Überstromschalters ist
bei dem einfachen Verwendungszweck des Gerätes und insbesondere wegen der störenden
Abschaltung auch bei kurzzeitiger Berührung der Badeelektroden nicht zweckmäßig.
Es ist daher lediglich eine Kurzschlußsicherung in dem Sinne vorgesehen, daß die
Stromquellen (Transformator und Gleichrichter) nicht überlastet werden können. Zur
Sicherung gegen Stromüberlastung werden die bereits vorhandenen Schalterrelais A
und W mitbenutzt. Der Kurzschlußstrom erreicht bei der begrenzten Leistungsentnahmemöglicbkeit
nur etwa das Dreifache des maximalen Nutzstroms. Diese Überlastungssicherung wird
für Wechsel- und Gleichstrom getrennt durchgeführt.
a) Überlastung
bei Wechselstrombetrieb: Bei unmittelbarer unbeabsichtigter Berührung der blanken
Metallelektroden E I, E 2 tritt eine Stromsteigerung bis über I Amp. ein, wodurch
das im normalen Belastungsfall von etwa max. õ,s Amp. stromdurchflossene Relais
A (Wicklung II), nicht ziehend, nunmehr wirksam erregt wird und den Nutzstromkreis
an a 3 unterbricht. Relais A I arbeitet mit seinem Kontakt a 3 als Seibstunterbrecher,
den Kurzschlußstrom auf etwa die Hälfte, d. h. den Betrag des Normalstroms herabsetzend,
so daß nur die kurzzeitige Belastungsspitze das Relais zum Anzug in der Wechselstromperiode
bringt. Mit Hilfe eines weiteren, nicht dargestellten Ruhekontaktes a an w 3 kann
die Lampe WL zum Flackern gebracht werden. b) Überlastung bei Gleichstromentnahme:
Die vom normalen Gleichstrommaximalwert durchflossene Wicklung I des Wechselrelais
W bringt dieses bei der ihm zugemessenen Windungszahl nicht zum Ansprechen. Beim
Eintreten des Kurzschlußfalles spricht aber W I bei doppelter Erregung an und arbeitet
über seine Kontakte w 1, W 2 als Selbstcnterbrecher, den Kurzschlußstrom auf einen
die Gleichrichteranordnung GR nicht mehr gefährdenden Betrag herabsetzend. Die Erregung
des konstant durchflossenen Wicklungsteiles W II dieses Relais wird durch die entgegengesetzte
Magnetisierung am Wicklungskörper W 1 aufgehoben. Nach Öffnung von w I und lv 2
kommt W II wieder zur Wirkung, wodurch die periodische Arbeitsweise des W-Relais
zustande kommt.
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Der wechselnde Kontakt lv 4 bringt eines der Signale GL I oder GL
2, je nach der vorhandenen Stromrichtung, zum Flackern. DieUmschaltezeit kann durch
die Anwendung weiterer Thermokontakte natürlich verlängert werden, falls dies vom
Standpunkt der Heilbehandlung erforderlich sein sollte.