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Reduktor für Gleichspannungen In Wohnhäusern, die an Gleichstromnetzen
angeschlossen sind, wirkte sich schon immer die Stromversorgung von Klingel- und
sonstigen Fernmeldeanlagen umständlich aus. Man half sich dadurch, daß man niederohrnige
Wecker verwendete und diese mit einigen elektrischen Elementen speiste oder kleinere
Sammler über einen Vorschaltwiderstand pufferte oder die Netzspannung mittels sogenannter
Reduktoren durch hohe Vorschaltwiderstände verminderte.
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Die Elemente müssen immer wieder durch neue ersetzt werden, was in
Notzeiten dazu führt, daß in den Großstädten viele Häuser keine betriebsfähige Klingelanlage
besitzen, wodurch Briefträger und sonstige Einlaßbegehrende sowie die Bewohner der
Häuser vor Schwierigkeiten gestellt werden. Die in Dauerladungen befindlichen Kleinakkumulatoren
müssen gewartet und mit Wasser nachgefüllt werden, was in Zeiten starken Personalmangels
ebenfalls in den meisten Fällen zur Stillegung der Klingelanlagen führt. Den Widerstandsreduktoren
haftet der Nachteil an, daß sie immer, wenn auch kleinen Leerlaufstrom für ihre
Einschaltung benötigen, in dem einmal eingestellten Strom eine gewisse Starrheit
besitzen und einen großen Funken am Wagnerschen Unterbrecher der Klingel verursachen,
der sehr rasch den Kontakt verbrennt und die Klingel betriebsunfähig macht. Außerdem
macht die Einhaltung der VDE-Vorschrift, daß die Spannung am Klingeldrücker nicht
mehr als 48 Volt betragen darf, gewisse Schwierigkeiten. Es gibt also heute noch
keine einwandfreie Einrichtung, die es ermöglicht, Fernsprech-, Klingel-, Summer-,
Pausensignal- sowie elektrische Türöffneranlagen und Gleichstromuhren usw.
aus
dem Gleichstromnetz so einfach wie beim Wechselstromnetz zu betreiben.
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Diese nachteiligen Umstände werden durch folgende Erfindung beseitigt.
Sie ist an sechs Beispielen dargestellt, die den verschiedenen Verwendungszwecken
Rechnung tragen. Ihre Zahl könnte noch erweitert werden.
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Abb. = zeigt die Schaltung eines Redüktors, wie er bei Verbraucher
V1, VZ mit einem konstanten Strom j verwendet werden kann; Abb. 2 zeigt die Schaltung
eines Reduktors für Verbraucher V1, V2 mit jeweils verändertem Strom; Abb. 3 zeigt
die Schaltung eines Reduktors für Verbraucher V1, Tl, mit Unterbrecherkontakt H,
wobei die Verbraucher durch Taste T gemeinsam geschaltet werden; Abb.4 zeigt die
Schaltung eines Reduktors für Einzelschaltung mehrerer Verbraucher V1, V2 mit Unterbrecherkontakten
H; Abb.5 zeigt die Schaltung eines Reduktors für Einzel- oder gleichzeitige Schaltung
mehrerer Verbraucher mit Unterbrecherkontakten H mit Einfachkontakt und nur zwei
Leitungen zum Verbraucher; Abb.6 zeigt die Schaltung eines Reduktors für gleichzeitige
Verwendung für Verbraucher mit Unterbrecherkontakten H und hochohmigen Verbrauchern
Tl, und V4.
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Der Grundgedanke der Erfindung ist, den bisher notwendigen Fehlstrom
zur Einschaltung der Gleichstromreduktoren durch den Kondensator Cl zu unterdrücken
und das A -Relais durch den Einschaltimpuls mittels der Taste T zum Ansprechen zu
bringen. Gleichzeitig soll durch den Kondensator Cl eine an der Taste T auftretende
gefährliche Spannung verhütet werden. Die Arbeitsweise der Schaltung nachAbb. i
ist folgende Bei nicht gedrückter Taste T fließt kein Fehlstrom. An der Taste T
tritt eine statische Spannung von etwa 40 Volt auf, die aber beim Überbrücken der
Taste, beispielsweise durch Berühren mit der Hand, sofort verschwindet, wobei der
Kondensator Cl aufgeladen wird. In Anlagen, bei denen die Isolationsverhältnisse
gut sind oder atmosphärische Aufladungen stattfinden können, schaltet man zweckmäßigerweise
einen hohen Widerstand Rn (io ooo bis 2o ooo Ohm) parallel zum Kondensator Cl, um
diesen immer im entladenen Zustand für den Einschaltimpuls bereit zu haben. Ist
nämlich der Kondensator Cl geladen, dann bleibt der Einschaltimpuls aus, und die
Einschaltung des Reduktors versagt. Nach Ansebluß des Widerstandes R" an den Kondensator
Cl entsteht an der Taste T eine Spannung von etwa 25 Volt.
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Wird nun die Taste T oder der Kontakt K geschlossen, dann entsteht
durch das plötzliche Aufladen des leeren Kondensators Cl ein Stromstoß, der das
A -Relais zum Ansprechen bringt. Der Arbeitskontakt a1 des A-Relais schließt nun
den Kondensator Cl kurz über den Widerstand R1, bringt damit den. Kondensator Cl
gleichzeitig zur Entladung und hält das A-Relais im angezogenen Zustand über --Pol,
Sicherung Si, Vorschaltwiderstand R, Arbeitskontakt a1, Nebenschlußwiderstand R1,
A-Relais, Taste T (oder Kontakt K eines Schaltrelais), Verbraucher V1, V2 und Erde.
Um dem Strom eine beliebige Stärke zu geben, ist noch ein regulierbarer Widerstand
R2 im Nebenschluß zum A-Relais vorgesehen, der ebenfalls durch den Arbeitskontakt
a1 eingeschaltet wird. Je nach der zu schaltenden Stromstärke kann der letztere
durch mehrere parallel arbeitende Arbeitskontakte oder durch einen Quecksilberkontakt
gebildet werden. Falls der Vorschaltwiderstand R,, oder der Widerstand der Primärwicklung
I des Transformators Ty der Abb. 3 oder 4 zu groß wird in bezug auf den Schaltimpuls,
kann dieser Vorschaltwiderstand auch durch einen Wechselkontakt a1 (gestrichelt
gezeichnet) überbrückt werden. Die vorgesehene Sicherung und der Vorschaltwiderstand
Ra dienen lediglich zum Schutz des Kontaktes a1 für den Fall, daß im Reduktor ein
Erdschluß auftreten sollte.
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Die Ausschaltung des Reduktors erfolgt durch Öffnen der Taste T, wodurch
das A-Relais stromlos wird und dessen Arbeitskontakt a1 den Stromkreis unterbricht.
Der Kondensator Cl dient dabei gleichzeitig wieder als Funkenlöscher. Da der Kondensator
durch den Kontakt a1 entladen wurde, so steht er nach Öffnen des Kontaktes für weitere
Impulsschaltungen bereit. Die am Arbeitskontakt der Taste T oder Kontakt K auftretenden
Funken können zum Schutz dieses Kontaktes durch den Kondensator C3 unterdrückt werden,
der hinter dem A-Relais zwischen Polleitung und Erde geschaltet wird. Sollen nun
mehrere Verbraucher V" Tl2 ... in beliebiger Weise geschaltet werden, wobei aber
der Strom für den einzelnen Verbraucher immer eine bestimmte Größe haben und dabei
konstant bleiben soll, so ist der Reduktor nach Abb. 2 zu erweitern. Die Ein- und
Ausschaltung des Reduktors der Abb. 2 erfolgt in gleicher Weise, wie die des Reduktors
der Abb. i. Durch Schließen der Doppelarbeitskontakte T1, T2 usw. wird gleichzeitig
der zugehörige Verbraucherstrom selbsttätig - eingestellt, indem z. B. durch Drücken
der Taste T1 das S,-Relais, das parallel zum A-Relais überDoppelarbeitskontakte
T1 geschaltet ist, anspricht über --Pol, Sicherung Si, Vorschaltwiderstand R, Arbeitskontakt
a1, Widerstand R1 (Wicklungen i, 2 und 3, 4 des A-Relais), SrRelais, Doppelarbeitskontakt
der Taste T"-Verbraucher V1 und Erde.
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Der Arbeitskontakt s11 des S,-Relais bringt nun über den Nebenschluß
R2 die gewünschte Stromverstärkung. Entsprechend können nun auch weitere Verbraucher
mit den zugehörigen Stromstärken geschaltet werden. Das A-Relais und die S-Relais
sind in ihren Justierdaten dem maximalen Stromverbrauch anzupassen. Damit das A-Relais
auch bei dem kleinsten Nebenschlußwiderstand noch hält, kann es mit einer zweiten
Wicklung 3, 4 versehen werden. Für den Fall, daß der Verbraucher mit Unterbrecher
arbeitet, wie z. B. der Gleichstromwecker, ist ein Reduktor in Abb. 3 dargestellt.
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Die Ein- und Ausschaltung erfolgt mittels Taste oder Kontakt K wie
bei dem Reduktor der Abb. i. Der Gleichstrom für den Wecker wird nun am Widerstand
R2 so eingestellt, daß der Wecker mit Gleichstrom gerade noch anspricht. Gleichzeitig
wird der Vorschaltwiderstand R,, der Abb. i durch Primärspule I des Transformators
Tr ersetzt, der nun die vom Unter-
Brecher H des Verbrauchers ITl
in seiner Primärspule auftretenden Impulse auf die Sekundärspule überträgt und so
den Arbeitsstrom des Verbrauchers V1 und damit beispielsweise das Läuten eines Weckers
ohne Funkenbildung am Unterbrecher verstärkt. Die ursprünglich am Unterbrecher von
der Gleichstromseite herrührenden Funken werden durch den eingebauten Transformator
im wesentlichen unterdrückt. Falls der Unterbrecher ungleichmäßig arbeitet, kann
noch ein Kondensator C2 parallel zur Primärspule des Transformators und des Widerstandes
R1 geschaltet werden. Je nach der Belastbarkeit des A-Relais, des Widerstandes R2
und der Primärspule des Transformators Ty können beliebig viele Verbraucher -V1,
V2 nach der Taste T gleichzeitig parallel betrieben werden. Das eine Ende der Sekundärwicklung
II des Transformators Tr kann entweder vor oder nach dem Unterbrecher an die Arbeitswicklung
der Verbraucher Y1, V2 geschaltet werden, so daß der induzierte Wechselstrom im
letzteren Fall den Unterbrecherkontakt nicht weiter belastet.
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In Abb. 4 ist die Einzelbetätigung verschiedener Verbraucher dargestellt,
indem die Erde und das eine Ende der Wicklung II des Transformators über Doppelarbeitskontakte
von Taste T oder Kontakte K geschaltet sind. Selbstverständlich können diese Kontakte
auch gleichzeitig geschlossen werden, so daß die Verbraucher gleichzeitig arbeiten.
Auch können noch S-Relais nach Abb. 3 eingebaut werden, so daß mit verschiedenen
Stromstärken je nach dem Verbraucher V gearbeitet werden kann.
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In Abb. 5 ist ein Reduktor dargestellt, bei dessen Arbeitsweise, keine
Doppelarbeitskontakte und keine besondere dritte Leitung zum zweiten Arbeitskontakt
T oder K notwendig sind, sondern der mit den bereits vorhandenen Anlageteilen der
Hausklingelanlagen betrieben werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß das eine
Ende der Sekundärwicklung II des Transformators Ty über einen zweiten Arbeitskontakt
aII des A-Relais zur Polleitung vor das A-Relais geführt wird. Der Verbraucher arbeitet
ebenso funkenfrei wie bei den Ausführungen der Abb. 3 und 4.
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In Abb. 6 ist eine Schaltung dargestellt, wie der Reduktor für verschiedene
Zwecke gleichzeitig verwendet werden kann, und zwar für Verbraucher mit Unterbrecher
und für Verbraucher mit hohem Widerstand, über den zunächst der Reduktor nicht anspricht.
Entweder kann zu diesem Zweck ein Relais U geschaltet werden, das nach seinem Ansprechen
erst den Verbraucher V3 schaltet, oder ist zunächst der Verbraucher V4 über einen
Ruhekontakt aIII und den kleineren regulierbaren Widerstand R2 kurzgeschlossen,
so daß er erst nach Ansprechen des A-Relais geschaltet werden kann. Ferner ist in
Abb. 6 an Stelle der Primärwicklung der Abb. 5 in der Polleitung wieder der Widerstand
R, der Abb. z und 2 zum Schutze des Arbeitskontaktes al eingeschaltet. An Stelle
der Sekundärwicklung wird ebenfalls ein Ohmscher Widerstand R,1 über den Arbeitskontakt
aII verwendet. Dieser sogenannte Nebenschluß (Wicklungsanfang z des A -Relais, aII-Kontakt,
R.,1 und Erde) zum Hauptstromkreis (Wicklungsanfang r des A-Relais, Ende 2, R;,
Kl- Kontakt, Verbraucher V1, Unterbrecherkontakt Hl, Erde) trägt stark zur Verminderung
der Funken an den Unterbrecherkontakten Hl und H2 bei, die durch den Kondensator
C3 größtenteils beseitigt werden können.
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Das A-Relais wird gleichzeitig als Widerstand R1 verwendet und dafür
noch die Widerstände R3, R4 und R5 in die einzelnen Stromkreise der Verbraucher
geschaltet, damit sie bei Zuschaltung eines Verbrauchers mittels der Kontakte K
im Verbraucherkreis eine größere Widerstandsverminderung, insbesondere bei niederohmigen
Weckern, und damit eine stärkere Stromverstärkung in Abhängigkeit der Verbraucher
hervorrufen.
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So kann mit einfachen Hilfsmitteln je nach dem Verwendungszweck ein
Reduktor geschaffen werden, der keinen Fehlstrom zum Einschalten mehr benötigt,
an dessen Schalttasten und Kontakten keine unvorschriftsmäßigen Spannungen auftreten,
der eine gewisse Veränderung in der Stromstärke durch Zuschaltung der sogenannten
S-Relais oder durch entsprechende Aufteilung der Widerstände nach den Verbrauchern
gestattet und der Funkenbildungen am Unterbrecher weitgehendst verhindert. Der Reduktor
ist für die verschiedensten Fernmeldeanlagen einschließlich Fernsprech- und Uhrenanlagen
für die verschiedensten Spannungen verwendbar.