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Elektrische Uberwachungseinrichtung Zur Überwachung von Wohn- und
Geschäftsräumen gegen Einbruch und Feuergefahr sind seit langem Einrichtungen bekannt,
die mechanisch oder elektrisch in den verschiedensten Formen mit Hilfe von elektrischen
Überwachungsstromkreisen betätigt werden.
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Allen diesen Einrichtungen ist gemeinsam, daß der elektrische Überwachungsstromkreis
durch elektrische Kontakte geöffnet (Ruhestrombetrieb) oder geschlossen (Arbeitsstrombetrieb)
oder in seiner Intensität geändert wird (Feuermelder, die auf einer Widerstandsänderung
beruhen). Bei den meisten dieser Einrichtungen besteht aber der Nachteil, daß entweder
für jeden Kontakt eine besondere Meldeeinrichtung und besondere Verbindungsleitungen
hergestellt werden müssen, oder aber es nicht möglich ist, nach eingetretenem Alarmfall
festzustellen, von welchem Kontakt aus die den Alarm auslösende Veränderung des
Stromkreises verursacht wurde. Gerade bei ausgedehnten Anlagen ist hierdurch der
Zweck der Alarmgabe (Erfassung eines Diebes oder Verhütung eines im Ausbruch befindlichen
Feuers) außerordentlich erschwert, während durch die Verwendung gesonderter Verbindungsleitungen
und Kontrolleinrichtungen für jede einzelne Alarmstelle der wirtschaftliche Nutzen
der Alarmanlage wegen des besonders hohen Aufwandes in Frage gestellt ist.
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Weiterhin ist es bekannt, durch Zeitablaufeinrichtungen mit Kontaktfolgen
ähnlich dem Telegrafiereerfahren mit umfangreichen Sende- und Empfangseinrichtungen
auch in denjenigen Fällen den Sendeort des Alarms zu ermitteln, bei denen mit einer
einzigen Stromkreisschleife gearbeitet wird. Solche Einrichtungen sind bei selbständigen
oder handbedienten Feueralarmanlagen bekannt. Ihr Nachteil besteht darin, daß an
jeder Sendestelle besondere Zeitschalter, Uhrwerke und Stoßkontaktgabeeinrichtungen
erforderlich
sind, die mit einer am Empfangsort bestehenden Einrichtung zusammengeschaltet sind.
Da die gleichzeitige .Aus-Lösung mehrerer Sendeeinrichtungen den Empfang der Signale
stören würde, sind hierzu noch besondere Einrichtungen erforderlich, welche die
gleichzeitige Betätigung mehrerer Sendeeinrichtungen verhindern.
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Alle diese Nachteile werden bei der erfindungsgemäßen Einrichtung
vermieden, welche es ermöglicht, in einer einzigen Stromschleife mit einer größeren
Anzahl von Überwachungskontakten. zu arbeiten und durch eine wahlweise von Hand
oder selbsttätig bediente Rückfrageeinrichtung den Ursprung einer oder mehrerer
Alarmgaben zu erfassen. Sowohl kostspielige Verbindungsleitungen als auch komplizierte
Sendeeinrichtungen werden vermieden. Für den Fäll der Handbedienung ' ist durch
einen außerordentlich einfachen Rückfrageschalter die Stelle der Kontaktauslösung
feststellbar. Damit wird auch bei kleinen und einfachen Anlägen die Überwachung,
die Feststellung der Alarmstelle und etwaiger Fehler außerordentlich erleichtert.
Es ist damit die Möglichkeit gegeben, eine elektrische Überwachungseinrichtung auch
in solchen Fällen anzuwenden, in denen sie bisher wegen des hohen Aufwandes oder
der schwierigen Überwachung nicht tragbar erschien.
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Erfindungsgemäß wird zu jeder Kontaktstelle, die sowohl als Ruhe-
als auch als Arbeitskontakt ausgebildet sein kann, ein Widerstand bestimmter, aber
für jede Kontaktstelle verschiedener Größe parallel geschaltet, so daß -durch die
Kontaktgabe keine völlige Unterbrechung oder Schließung, sondern lediglich eine
Veränderung des Stromes in der Überwachungsschleife herbeigeführt wird. Durch diese
Stromänderung wird ein zweckmäßig hochempfindliches Relais beeinflußt, welches nunmehr
den Alarm betätigt oder die eingetretene Veränderung lediglich durch seinen Ausschlag
anzeigt. Wird nun durch die Rückfrageeinrichtung die erfolgte Stromänderung wieder
beseitigt, so kann aus der jeweils erforderlichen Einstellung der mit zweckmäßig
gleichen Vergleichswiderständen arbeitenden Rückfrageeinrichtung eindeutig festgestellt
werden, welche Widerstandsänderung zu der Auslösung des Alarms bzw. des Ausschlags
des Überwachungsgerätes geführt hat, und hieraus eindeutig die auslösende Stelle
ermittelt werden:- In besonders zweckmäßiger Weise wird für die Auslösung ein Drehspulrelais
mit Plus- und Minusköntaktgabe benutzt, welches sowohl die gleichzeitige Überwachung
zweier Schleifen gestattet, als auch vermöge seiner außerordentlich hohen Ansprechempfindlichkeit
eine feine Unterteilung der einzelnen Widerstände erlaubt.
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Wie in den Ausführungsbeispielen gezeigt wird, sind hierbei Stufungen
und Kombinationen von Widerständen möglich, welche ohne weiteres erkennen lassen,
ob nur ein oder ob mehrere Widerstände betätigt wurden. Außerdem kann durch eine
geeignet ausgebildete Rückfrageeinrichtung, welche zunächst jede einzelne Schleife
ausschaltet und durch .einen ihrem Normalbetrag entsprechenden Ersatzwiderstand
ersetzt, eine gleichzeitige Überwachung von mehreren Schleifen erfolgen, wenn diese
so angelegt werden, daß normalerweise eine gleichzeitige Betätigung in verschiedenen
Schleifen ausgeschlossen ist.
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Bei größeren Anlagen nimmt man unter Umständen statt einer handbedienten
eine selbsttätige Rückfrageeinrichtung: Diese kann in einem nach Art der bekannten
Fernsprechwähler ausgebildeten Schaltwerk bestehen, das, gewünschtenfalls in mehreren
Dekaden bzw. in Aufteilung für mehrere Schleifen, durch selbsttätige Fortschaltung
die Vergleichswiderstände so lange verändert, bis wieder Gleichgewicht in der zweckmäßig
als Brückenschaltung ausgebildeten Überwachungseinrichtung besteht. Weiterhin ist
es auch möglich, zusammen mit dem hochempfindlichen Drehspulrela.is oder auch für
sich allein ein anzeigendes oder schreibendes, vorzugsweise selbstkompensierendes
Anzeigegerät zu verwenden, das die eingetretene Widerstandsänderung durch einen
entsprechenden Ausschlag anzeigt, und damit den Ursprung der Kontaktgäbe durch eine
Anzeige oder bei Verwendung eines Schreibers durch gleichzeitige Registrierung kennzeichnet.
In allen Fällen, in denen es sich um vier bis sechs oder weniger Kontaktgabestellen
in einer Schleife handelt, kann durch Hinzunahme kombinierter Vergleichswiderstände
auch das gleichzeitige Auftreten beliebiger Kombinationen von zwei öder mehreren
gleichzeitigen Kontaktgaben oder Unterbrechungen durch besondere Stellung der Rückfrageeinrichtung
gekennzeichnet werden. Bei größerer Anzahl von Kontakteinrichtungen ist es zweckmäßig,
ein Dekadensystem zu verwenden, bei dem die einzelnen Widerstandsstufen beispielsweise
im Verhältnis ioi : io2 : io3 usw. stehen und dann durch eine Vorprüfungseinrichtung
zunächst festgestellt wird, wieviele Kontaktänderungen vorliegen. Diese Kontaktänderung
erscheint nämlich in der ersten Dekade der eingetretenen Widerstandsänderung, während
in den letzten beiden. Stellen die Zuordnung zu den einzelnen Kontakten gekennzeichnet
wird.
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Mit oder ohne Dekadenschaltung ist es jedoch zweckmäßig, die einzelnen
Widerstände so auszulegen, daß die Summe von mindestens zwei beliebigen Einzelwiderstandsänderungen
stets andere Werte als die Widerstandsänderung eines einzelnen Kontaktes ergibt.
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In Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens dargestellt.
Eine kombinierte Einbruch- und Feuersicherungsanlage soll zur Überwachung eines
Ladengeschäftes dienen. Im eigentlichen Ladenraum und im Nebenraum sind Einbruchsicherungskontakte
sowie in jedem Raum ein Feuermeldekontakt vorgesehen. In der Abbildung ist die räumliche
Anordnung aus den schraffiert eingezeichneten Wänden ersichtlich. i und a@ stellen
zwei Fensterkontakte dar, die bei Öffnen eines der beiden Fensterflügel sich durch
Federkraft unterbrechen und somit die Parallelwiderstände
12 und
13 in dem Überwachungsstromkreis einschalten.
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Mit 3 ist eine Fensterbespannung des Schaufensters schematisch dargestellt,
welche bei Veränderung des Fadenzugs oder Durchreißen des Fadens einen Kontakt 4
öffnet und damit den Widerstand 15 in den Leitungskreis einschaltet. Der Türkontakt
5 ist ähnlich wie die Fensterkontakte i und z ausgebildet, wobei schon bei geringfügigem
Öffnen der Eingangstür der Widerstand 18 in den Leitungskreis eingeschaltet wird.
Bei Übertemperatur, welche durch ein entstehendes Feuer auftreten kann, schalten
die Bimetallstreifen mit Ruhekontakt 6 und 7 die Widerstände 24 und 28 in den Überwachungsstromkreis
ein, wenn eine Grenztemperatur von beispielsweise 5&'C überschritten wird. Sämtliche
Kontakte i, 2, 4, 5, 6 und 7 sind einschließlich ihrer Parallelwiderstände in Reihe
geschaltet und durch den veränderlichen Vergleichswiderstand 8 und die beiden Festwiderstände
9 und 9' zu einer Brückenschaltung ergänzt. An den Verbindungsklemmen der Festwiderstände
9, 9' und an der Außenklemme des Widerstandes B ist die speisende Batterie io, an
die Verbindungsklemmen der Widerstände i2, 9' und 8, 9 das Drehspulrelais i i angeschlossen,
welches die nicht dargestellte Alarmsirene betätigt und gleichzeitig ein ebenfalls
nicht dargestelltes Schauzeichen trägt. Die im Überwachungskreis eingebauten sechs
Widerstände 12, 13, 15, i8, 24 und a8 sind so gestuft, daß die Summe von zwei beliebigen
Widerständen stets verschieden große Widerstandsbeträge ergibt, die weiterhin auch
verschieden von den Einzelwiderständen sind. In derselben Reihenfolge genannt betragen
die Widerstände z. B. i, 2, 4., 8, 16 und 32 Ohm. Es kann somit durch den mit 23
Stufen einstellbaren Vergleichswiderstand 8 sowohl die Normalstellung sämtlicher
Kontakte hergestellt (Vergleichswiderstand = Null), als auch eine Störung bei Leitungsbruch
(Vergleichswiderstand = unendlich) festgestellt werden. Weiterhin sind z. B. durch
die Schaltstufen i, 2, 4., 8, 16 und 32 Ohm des Vergleichswiderstandes 8 die Kontakte
i, 2, 4, 5, 6 und 7 einzeln, durch die Stufen 3, 5, 9, 17 und 33 Ohm des Vergleichswiderstandes
8 die gleichzeitige Betätigung der Kontakte i und 2 bzw. 4 bzw. 5 bzw. 6 bzw. 7,
durch die Vergleichswiderstandsstufen 6, io, i8 und 34 Ohm die gleichzeitige Betätigung
der Kontakte 2 und 4 bzw. 5 bzw. 6 bzw. 7, durch die Vergleichswiderstandsstufen
12, 2o und 36 Ohm die gleichzeitige Betätigung der Kontakte 4 und 5 bzw. 6 bzw.
7, und endlich durch die Vergleichswiderstandsstufen 24 und 4o Ohm die gleichzeitige
Betätigung der Kontakte 5 und 6 bzw. 7 und der Widerstandsstufe 48 Ohm bei gleichzeitiger
Betätigung derKontakte 6 und 7 zu überwachen. Alle vorstehend genannten Beträge
des Vergleichswiderstandes sind um mindestens i Ohm, d. h. rund 2 °/o. des höchsten
vorkommenden Widerstandsbetrages von 48 Ohm voneinander verschieden, ein Unterschiedsbetrag,
der noch immer zehnmal größer ist als der zur Betätigung einer empfindlichen Überwachungseinrichtung,
z. B. Drehspulrelais mit Kontaktverstärkung, erforderliche Mindestwert, auch wenn
mit einer Spannung von höchstens 4 Volt gearbeitet wird.
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In Abb.2 ist eine ähnliche Einrichtung, jedoch größeren Umfangs, gezeigt,
bei der zwei Stromschleifen mit je drei Überwachungswiderständen durch ein gemeinsames
Drehspulrelais überwacht werden.
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In schematischer Darstellung sind hierbei sechs Räume dargestellt,
von denen jeder mehrere Fenster- und Türkontakte sowie einen mit Ausdehnungsthermometer
betätigten Feuermelderkontakt enthält. Die sämtlichen Kontakte eines Raumes unter
sich, z. B. der Türkontakt 61, die zwei Fensterkontakte 62 -und 62' und der Feuermelderkontakt
63 sind unter sich in Reihe und mit dem Prüfwiderstand 64 parallel geschaltet, wobei
der vereinfachten Darstellung wegen für die Prüfwiderstände 65, 66, 67, 68 und 69
jeweils nur ein Kontakt 65', 66', 67', 68' und 69' in der Abbildung dargestellt
ist. Jeder Prüfwiderstand ist also einem der sechsRäume zugeordnet,wobei es gleichgültig
ist, ob die auf den Raum bezogene Störungsmeldung durch einen Tür- oder Fensterkontakt,
also durch einen Einbruchsversuch, oder durch einen Feuermelderkontakt, endlich
auch durch eine etwaige Rufeinrichtung erfolgte. Die Widerstände 64, 65.
und 66 einerseits, 67, 68 und 69 andererseits bilden zwei Zweige einer Brückenschaltung,
welche bei Störung des Gleichgewichtes infolge Öffnung eines Kontaktes ein Drehspulrelais
i i' zur Kontaktgabe bringt, das seinerseits über die Hilfsrelais 71 bzw. 71' und
die zugehörigen Kontakte 9i bzw. 9i' die Alarmvorrichtung, z. B. eine Hupe 92, auslöst.
Die Hilfsrelais haben einen Selbsthaltekontakt 93 bzw. 93' und legen bei ihrer Betätigung
den Umschaltekontakt 72 bzw. 72' um. Dadurch wird das Drehspulrelais i i' ausgeschaltet
und das selbstkompensierende Anzeige- oder Schreibgerät 73 eingeschaltet, welches
nunmehr seinen Ausschlag so lange verändert, bis der durch das Drehspulmeßwerk des
Anzeige- oder Schreibgerätes 73 betätigte Schleifkontakt 74 des Potentiometerw iderstandes
75 das Gleichgewicht hergestellt hat. An der Stellung des Zeigers kann man sofort
erkennen, in welchem der dargestellten Räume eine Kontaktunterbrechung erfolgt ist.
Die vier möglichen Kombinationen, die bei der gleichzeitigen Betätigung von i bis
3 in verschiedenen Räumen gelegenen Kontakten entstehen, sind ebenfalls auf der
Skala des Anzeige- oder Schreibgerätes dargestellt. Zur Vermeidung von Irrtümern
kann bei Betätigung des Hilfsrelais 71' .der aus den Widerständen 67, 68 und 69
gebildete Teilbrückenzweig mittels Kurzschlußkontakt 59' kurzgeschlossen werden,'
so daß nur noch der Festwiderstand 6ö eingeschaltet bleibt. Umgekehrt werden bei
Öffnung der Kontaktkombinationen 67', 68' oder 69' die Widerstände 64, 65
und 66 mittels Kurzschlußkontakt 59 kurzgeschlossen, so daß nur noch ,der Festwiderstand
6o eingeschaltet bleibt und irrtümliche Meldungen durch gleichzeitige Betätigung
beider Prüfzweige ausgeschlossen sind,
wobei indessen durch einen
bekannten, nicht dargestellten Zeitgeber eine automatische Umschaltung stattfinden
kann, weiche den jeweils kurzgeschlossenen Brückenzweig zeitweilig wieder einschaltet
und dafür den anderen Brückenzweig kurzschließt; solange der anomale Zustand dauert.
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Ist die Ursache der Störung beseitigt, so wird schließlich der (Quittungskontakt
94 vorübergehend geöffnet, wodurch das jeweils betätigte Hilfsrelais 71 bzw. 71'
stromlos wird, und wodurch gleichzeitig statt des Anzeige- oder Schreibgerätes 73
wieder das' Drehspulrelais i i» in die Brückenschaltung eingeschaltet wird; so daß
der Ausgangszustand wieder hergestellt ist. Auf d'iese Weise können mit nur drei
Verbindungsadern eine große Anzahl Kontakte mit mehreren Widerstandskombinationen
beobachtet und die jeweilige Betriebsstellung durch ein Registriergerät niedergeschrieben-
werden. Die kleine Zahl der Verbindungsleitungen gegenüber den sonst zum Betrieb
von Zeitschreibern mit je einem Meßwerk und je. einer Zuleitung für jede Überwachungsstelle
benötigten Leitungen ergibt bei größeren Entfernungen eine außerordentlich große
Ersparnis, da in diesem Fall die Kabelkosten ein Vielfaches der Beschaffungskosten
einer hier vorgeschlagenen neuartigen überwachungseinrichtung ausmachen.
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Eine besonders einfache Ausführung der Überwachungseinrichtungen ergibt
sich dann, wenn die Zahl der möglichen Kontaktkombinationen aus zwangsläufigen Gründen
beschränkt ist. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn bei der Betätigung von
Verstellmotoren mit Grenzkontakten durch die Anordnung der letzteren eine gleichzeitige
Betätigung des oberen und unteren Grenzkontaktes ausgeschlossen ist. Ein Ausführungsbeispiel
für eine derartige Anordnung ist in der nachfolgend beschriebenen Abb. 3 dargestellt.
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Im Ausführungsbeispiel Abb. 3 ist eine fernbediente Wehrtafel 8o dargestellt,
welche durch die Zahnstange 79 und den Motor 78 betätigt wird. Bei dieser Fernbetätigung,
welche durch Augenscheinnahme nicht mehr überwacht werden kann, ist es von besonderer
Bedeutung, den Betriebszustand der ferngesteuerten Anlage in jedem Augenblick, sowohl
während; der Betätigung als auch nach Abschlüßderselben, genau überwachen zu können.
Gegenstand der Erfindung ist es, daß diese Überwachung unter Verwendung einer einfachen
Brückenschaltung mit drei Fernleitungsadern 84, 85 und 86 ausgeführt werden kann,
wobei die beiden Spannungszuleitungen gleichzeitig noch anderen Zwecken dienen können,
so daß effektiv nur eine einzige Leitung für das Drehspulrelais 87 erforderlich
ist. - Bei Betätigung des Motors 78 kann sowohl durch Beschädigungen am Motor, Ausfallen
der Netzspannung öder Störungen im Getriebe .der mit thermischer Ü!berstromauslösung
77 und Nullspannungsauslösüng versehene Selbstschalter 76 abfallen. Hierbei wird
durch einen Hilfskontakt 93- der Widerstand 77' geöffnet und damit das Gleichgewicht
der Überwachungsbrücke gestört. In gleicher Weise wird die Überbrückung zum Widerstand
83 geöffnet, wenn bei den Betrieb der Wehrtafel durch Klemmungen, beispielsweise
durch vom Wasser mitgeführte Gegenstände, die beim Schließen der Tafel eingeklemmt
werden, eine Hemmung entsteht, so daß die zum Schutz des Getriebes eingebaute Rutschkupplung
88 anspricht. Die Rutschkupplung würde in kurzer Zeit zerstört werden; wenn nicht
durch die Auslösung der Überwachungsbrücke die Bedienung alarmiert und nach Feststellung
der Fehlerursache durch Betätigung eines Rückfrageschalters das weitere Durchrutschen
der Rutschkupplung verhindert würde. Es kann dann durch Betätigung der Wehrtafel
in entgegengesetzter Richtung versucht werden, den störenden Gegenstand durch den
Wasserschwall zu entfernen und ein erneuter Versuch zur Schließung der Wehrtafel
durch ausschließliche Fernbedienung angetreten werden. Ebenso gestattet auch die
selbsttätige Wiedereinschaltung des Überstromschalters 76, 77 eine erneute
Betätigung.
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Zur Vermeidung von Störungen im Getriebe ist die Wehrtafel in bekannter
Weise durch Endschalter 8i und &i' geschützt, welche die Stromzuführungen zu
dem nicht dargestellten Umkehrfernschalter für die Betätigung des Motors 78 unterbrechen,
wenn eine weitere Bewegung in der einen oder anderenRichtung wegen Erreichung der
Endstellung unterbleiben muß. Auch hierbei ist die Rückmeldung erforderlich, weiche
den Bedienenden durch Öffnen der Widerstände 82 bzw. 82' davon unterrichtet, daß
die Endstellung erreicht ist. In diesem Fall ist es von besonderem Vorteil, daß
durch dauerndes Belassen des Rückfrageschalters 89 in der dem gegebenen Endkontakt
entsprechenden Lage das Brückengleichgewicht wieder hergestellt werden kann, so
daß z. B,. bei Unterbrechung der Stromzufuhr; die eine Betätigung .der Fernsteuerung
verhindern würde, ein erneuter Alarm ausgelöst wird. Es ist außerdem möglich, daß
auch noch weitere Meldekontakte in die Einrichtung einbezogen und die Überwachungseinrichtung
mit einem im Ausführungsbeispiel der Abb. 2 dargestellten Anzeige- oder Schreibgerät
kombiniert werden kann.