DE1055652B - Anordnung fuer den Reservebetrieb einer aus mehreren gleichartig aufgebauten Einheiten zusammengesetzten Anlage, insbesondere einer selbsttaetigen, elektrisch betriebenen Leuchtfeueranlage - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Bei selbsttätig arbeitenden Anlagen ist es oft wünschenswert, eine Reserveanlage selbsttätig in Betrieb zu nehmen, wenn im Betrieb der normalerweise laufenden Anlage eine Störung auftritt. Das gilt insbesondere für elektrische Leuchtfeuer, die keine beweglichen, mechanischen Teile aufweisen. Zur Verlängerung der Betriebszeit solcher Anlagen ist es notwendig, ganz selbsttätig die Lichtquelle, die Batterie und, wenn möglich, auch den SteuersignaloszillatO'r zu ersetzen. Um bei derartigen Einrichtungen zu einer großen Lichtattsbeute zu kommen, werden die Lampen oft mit einer hohen Temperatur betrieben, wodurch die Lebensdauer verkürzt wird. Aus diesem Grunde ist es üblich) selbsttätigen Lampenwechsel mit vier oder mehr Lampen vorzusehen, um zu einer genügend langen Betriebszeit zu kommen. Zu diesem Zweck wird in der Regel ein doppelt bewickeltes Relais verwendet, das dann anspricht, wenn kein Strom durch die sich normalerweise im Betrieb befindliche Lampe fließt, und das durch sein Ansprechen eine neue Lampe beispielsweise durch ein Schrittschaltwerk am die gleiche Stelle der alten rückt.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für den Reservebetrieb einer aus mehreren gleichartig aufgebauter Einheiten zusammengesetzten Anlage, insbesondere einer selbsttätigen, elektrisch betriebenen Leuchtfeueranlage, wobei von den Einheiten der Anlage, die jeweils aus einer Stromquelle und einem Stromverbraucher bestehen, eine sich normalerweise in Betrieb befindet, wogegen die anderen Einheiten als Reserveeinheiten dienen, die so miteinander verbunden sind, daß für den Fall eines Ausfalls oder einer Störung der in Betrieb befindlichen Einheit eine Reserveeinheit selbsttätig in Betrieb genommen wird, wobei jede Einheit derart eingerichtet ist, daß sie im Betriebsfalle eine Sperrspannung erzeugt, die auf die anderen Einheiten übertragen wird und diese sperrt. Nach der Erfindung ist der Verbraucher derart innerhalb der Einheit geschalte^ daß bei seinem Ausfall an seinen Klemmen Spannungsgleichheit eintritt, wobei zwischen den Klemmen die Sperrspannung erreicht wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 erläutert.

Fig. 1 zeigt eine aus zwei Einheiten bestehende Anordnung. Die Einheiten sind-mit I und II bezeichnet. Sie enthalten einander ähnliche Teile, die die gleichen Bezuigszeichen enthalten, jedoch bei den Teilen der Einheit II mit einem Beizeirihen.

Es genügt daher, nur eine Einheit, hier die Einheit I, zu beschreiben.

Sie besteht aus einem Verbraucher 1, beispielsweise einer Lampe, die durch Stromstöße aus einem Kippschwinguingsoszillator betrieben wird, der aus einem Paar Transistoren 2 und 3 besteht. Der Transietor 2 Anordnung

für den Reservebetrieb einer aus mehreren gleichartig aufgebauten Einheiten

zusammengesetzten Anlage,

insbesondere einer selbsttätigen,

elektrisch betriebenen Leuchtfeueranlage

Anmelder:

Svenska Aktiebolaget Gasaccumulatör,
Lidingö (Schweden)

Vertreter; Dipl.-Ing. W. Mouths, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Börsenstr. 17

Beanspruchte Priorität:
a° Schweden vom 3. Juni 1955

Carl-Erik Granqvist, Lidiügö (Schweden),
ist als Erfinder genannt worden

ist vom PNP- und der Transistor 3 vom NPN-Typ, und der Kollektor des letzteren ist an die Basis des Transistors 2 angeschlossen. Zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors 2 Hegt ein (nicht bezeichneter) Widerstand, durch den beim Stromfluß eine geeignete Vorspannung für den Emitter erzeugt wird. Durch die Zusammenschaltung voii zwei Transistoren verschiedenen Typs kommt eine einfache Oszillatorschaltung zustande, bei der der Ausgangsimpttls, der in dem den Verbraucher 1 enthaltenden Kollektorkreis des Transistors 2 erzeugt wird, über eine Rüekkoßpiungsschleife, bestehend aus einem Kondensator 4 mit in Reihe damit liegendem Widerstands, an die Basis des Traneistors 3 gelegt werden· kann, um dadurch eine positive Rückkopplung zu bewirken. Um die Anordnung zu vereinfachen, sind, wie aus Fig; 1 hervorgeht, bei einander entsprechenden Stellen der zwei Einheiten komplementäre Transistoren verwendet worden. Aus diesem Grunde sind die Batterien mit einander entgegengesetzten Polen angeschlossen. Jede "der beiden Einheiten kann auf Grund dieser Anordnung auf einfache Weise eine Sperrspannung erzeugen, mit der die andere Einheit gesperrt werden kann, wie sich aus dem Folgenden ergibt.
. Die Einheit I arbeitet wie folgt: Eine aiii der Basis des Transistors 3 auftretende elektrische Spänniungis-

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änderung wird verstärkt und der Basis des Transistors 2 aufgedrückt, wodurch man einen Stromimpuls erhält, der dem Verbraucher 1, z. B. einer Lampe,- zugeführt wird. Hierdurch .wird dem Kondensator 4 ein positiver Stromstoß aufgedrückt, wodurch wegen der genannten positiven Rückkopplung an der Basis des Transistors 3 - eine- weitere Potentialerhöhung stattfindet;, der durch die Rückkopplungsschleife fließende Strom wird durch den Widerstand 5 begrenzt, der zusammen mit dem Kondensator 4 im wesentlichen die Dauer des Stromimpulses bestimmt. Am Ende des Entladevorgangs des Kondensators 4 nimmt die positive Spannung an der Basis des Transistors 3 allmählich mit dem Entladestrom ab, um schließlich einen. Wert zu erreichen, bei dem der Transistor 3 undurchlässig wird.'- Wegen. der im Transistor stattfindenden Verstärkung wird der Stromimpuls jäh abgebrochen. Dabei fängt das Aufladen des Kondensators 4- über die Widerstände 5 und 7 an, und dieser Vorgang setzt sich fort, bis die Spannung art der Basis des Transistors 3 noch einmal einen genügend hohen Wert erreicht hat, damit eine kleine positive Span'nungsänderung an diesem Punkt den nächsten Stromimpuls in der schon beschriebenen Weise auslosen kann. Die Pause zwischen den Impulsen, während der das Aufladen des Kondensators 4 stattfindet, wird demnach im wesentlicher!- durch den Kondensator 4 und die Widerstände 5 und 7 bestimmt,

Om eine Sperrspannung zu erhalten, wird der Gleichrichter 8 benutzt, de_sseii Belastungskreis aus einem Kondensator 9 und einem Widerstand 10 besteht- Der Gleichrichter liegt über den Verbraucher 1 mit dem Belastungskreis in Reihe. Wenn die Einheit I in Betrieb ist, erhält man am Widerstand 10 eine positive Spannung, die die 'Einheit II über den Widerstand 11' sperrt. Damit die Sperrspannung auch zwischen den Stromimpulsen der Lampe 1 bestehent>leibt_; muß die Zeitkonstante des Kondensators 9 und des Widerstandes 10 genügend groß sein, damit die Sperrspannung nicht in den Impulszwischenräumen durch Entladung des Kondensators 9 auf einen allzu niedrigen Wert absinken kann, der zur Sperrung der Einheit II nicht ausreichen würde. Wenn aus irgendeinem Grunde die Einheit I außer Betrieb kommen sollte,' beispielsweise beim Durchbrennen einer Lampe, erhält man am' Widerstand ίο keine Spannung, und 'die Einheit II beginnt selbsttätig mit dem Betrieb. Wenn die Batteriespannung _der Einheit I zu klein ist oder wenn irgendein anderer Fehler auftritt, so kann diese Störung eine zu kleine Spannung an dem Widerstand 10 zur Folge haben, um die Einheit II -außer Betrieb zu setzen. OnV zu vermeiden, daß beide Einheiten gleichzeitg laufen und dadurch der Betrieb in Unordnung" gerät, erzeugt auch die Einheit II eine Spannung, mit der die Einheit Ϊ gesperrt wird, sobald "die Einheit Ii den Betrieb aufgenommen hat. Da in den beiden Einheiten komplementäre Transistoren -benutzt werden, muß die Sperrspannung der Einheit II die "entgegengesetzte Polarität wie die der Einheit I haben.

- Wenn die Batterien an die Einheiten nach Fig. 1 angeschlossen werden, wird^ entweder zuerst die Einheit I oder die Einheit II anlaufen. Für den Fall, daß die Batterie 6 zuerst angeschaltet 'wird, läuft zuerst die Einheit I an, die hierauf die Einheit II sperrt. Wenn es gewünscht wird, vorzugsweise mit einer bestimmten Einheit zu arbeiten,'können die Widerstände 11 und 11' oder 7 und Ψ "verschieden groß gewählt werden. Dies macht verschiedene Batteriespanniungen erforderlich, sofern die Zeftkönstanten für die Ladungs- und Entladungsvorgänge der Kondensatoren gleich sein sollen.
Dieser Nachteil läßt sich vermeiden und eineGleich-

- -heit der Einheiten durch die Verwendung der in Fig. 2 .,gezeigten abgeänderten Schaltanordnung erreichen·. Sie ist im wesentlichen die gleiche wie die der Einheit I der Fig. 1, und die einander entsprechenden Bauelemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Unterschied liegt in der Einfügung zweier

ίο Gleichrichter 12 und 13, die nach der Spannungsverdoppelungsschaltung arbeiten, wobei an dem Widerstand 10 eine Sperrspannung entsteht. Für diesen Zweck werden zwei Kondensatoren 14 und 15 benutzt, von denen der eine parallel zu dem Widerstand 10 und der andere zwischen der Verbindungsstelle der Gleichrichter 12. und 13 und dem Stromkreis der Lampe liegt. . ' - "

Die Erfindung ist auch dann noch anwendbar, wenn mehrere Reserveeinheiten vorhanden sind, von denen eine bei einem Ausfall selbsttätig in Betrieb genommen

^; werden muß. Eine Anordnung dieser Art ist aus dem Blockschaltbild in Fig. 3 ersichtlich, das die drei Einheiten I, II. und III umfaßt. Die Schaltung der einzelnen Einheiten ist nur so weit gezeigt, wie es für das Arbeiten mit den Sperrspannungen erforderlich ist.

^or Nach der Darstellung werden die Steuerspannungen rechtsseitig an jede Einheit herangeführt, die von den anderen Einheiten linksseitig abgeleitet werden, wie dies durch Pfeile angedeutet ist. Es sei beispielsweise angenommen, daß sich die Einheit I in Betrieb befin-

"^: det, daß' deren Ausgang negativ ist und daß aus diesem Grunde die beiden Einheiten Π und III gesperrt sind.. Auf die gleiche Weise sind die Einheiten I und III gesperrt, wenn die Einheit zwei im Betrieb ist.

Es ist offensichtlich, daß es auf diese Weise möglich

'* ist, eine, ganz willkürlich gewählte Anzahl von Einheiten zu vereinen. Bei Leuchtfeuern, bei denen die einzelnen Leuchtfeuerlampen stets im Brennpunkt des Linsensystems liegen müssen, kann die Anordnung entweder so ausgebildet werden, daß eine gemeinsame Leuchte mit einer Vielzahl von Glühfaden vorhanden ist oder daß mehrere Leuchten vorhanden sind| bei denen die Linsensysteme beispielsweise übereinander angeordnet sein können.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung, bei der der Steueroszillator, der mit OSC bezeichnet ist, zur gemeinsamen Steuerung von drei Einheiten I, II und III benutzt wird. Auf diese Weise sind die Einheiten normalerweise außer Betrieb, und sie laufen, erst durch die Zuführung von Impulsen an, auf die die Lampen periodisch aufleuchten. Die drei Einheiten sind einander ähnlich, so daß das Schaltbild lediglich für die erste gezeigt wird. Im übrigen ist die Anordnung im wesentlichen die gleiche wie für die Einheit I in Fig. 1, was durch die Benutzung der einander entsprechenden Bezugszeichen zum Ausdurck gebracht sei. Ein Unterschied besteht lediglich darin, daß ein Widerstand 18 zwischen die Basis .und den Emitter des ersten Transistors 3 gelegt wurde, um hierdurch das Selbstschwingen der Einheit I. zu verhindern. Die Steueranordnung OSC arbeitet in der gleichen Weise wie bei Fig. 1 beschrieben, und es entstehen positive Impulse, die an die Gleichrichter 17 der einzelnen Einheiten gelangen. Durch den Gleichrichter geht eine positive Impulswelle, die dem" Transistor 3 über den Kondensator,19 aufgedrückt wird, solange die.Kathode des Gleichrichters 17^gegenüber dessen Anode nicht positiv ist.. Die Anordnung zur Erzeugung einer Sperrspannung ist ähnlicb/der bereits beschriebenen, £>le Sperrspannung der jeweilig in Betrieb befind-

Claims (5)

lichen Einheit I wird den anderen Einheiten über die sich darin befindlichen Gleichrichter 20 zugeführt. Die Anordnung nach Fig. 4 ist den vorausgehend beschriebenen Atisführungsarten überlegen, da die Sperrspannung nicht als Vorspannung an den Eingang des Transistors 3 gelangt und dadurch keinen Einfluß auf die Arbeitsweise der Transistorschaltung ausübt. Es ist offensichtlich, daß sich eine willkürlich höhere Anzahl derartiger Anordraigen miteinander verbinden läßt. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die Anzahl der Gleichrichter 20 zur Verteilung der Sperrspannung zu erhöhen. Diese Gleichrichter sind notwendig, sobald mehr als zwei Einheiten verwendet werden, um gegenseitigen Kopplungen, der Einheiten entgegenzutreten. PatentANSPROCHE:

1. Anordnung für den Reservebetrieb einer aus mehreren gleichartig aufgebauten Einheiten zusammengesetzten Anlage, insbesondere einer selbsttätigen, elektrisch betriebenen Leuchtfeueranlaige, wobei von den je einen Stromverbraucher umfassenden Einheiten der Anlage eine sich normalerweise in Betrieb befindet, wogegen die anderen Einheiten als Reserveeinheiten dienen, die so· miteinander verbunden sind, daß für >den Fall eines Ausfalls oder einer Störung der in Betrieb befindlichen Einheit eine Reserveeinheit selbsttätig in Betrieb genommen wird, wobei jede Einheit derart eingerichtet ist, daß sie im Betriebsfalle eine Sperrspannung erzeugt, die auf die anderen Einheiten übertragen wird' und diese sperrt, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher derart innerhalb der Einheit geschaltet ist, daß bei seinem Ausfall an seinen Klemmen Spannuegsgleichheit eintritt, wobei zwischen den Klemmen die Sperrspannung erreicht wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede einzelne Einheit einen Impulsgeber enthält, der Stromimpulise an ein Gerät, beispielsweise an eine Signallampe, abgibt.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Gerät über einen Gleichrichter die Parallelschaltung eines Kondensators mit einem Widerstand gelegt wird, wodurch die Sperrspannung an der Parallelschaltung erzielt wird.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Einheiten derart voneinander unterscheiden, daß bei gleichzeitigem Einschalten eine davon vorzugsweise anläuft.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Einheit durch Impulse aus einem gemeinsamen Steueroszillator gesteuert wird und die von einer der Einheiten erzeugte Sperrspannung das Wirkeamwerden der Impulse des Steueroszillators auf der Eingangsseite der übrigen Einheiten verhindert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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