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Einrichtung zum Regeln der Stromkreise von Bühnenbeleuchtungs- und
ähnlichen Anliagen Zusatz zum Patent 725 734 Die Erfindung bezieht sich auf
eine Einrichtung zum Regeln der Stromkreise von Bühnenbeleuchtungs- und ähnlichen
Anlagen, deren Regelgeräte mit Einzelkraftantrieben unter Verwendung von ferngesteuerten
Schaltwerken mit schrittweiser Bewegung des Regelkontaktes ausgerüstetsind, nachPatent
7z5 734. Der Erfindungsgegenstand erlaubt nicht nur, die Anlage sehr übersichtlich
zu gestalten, sondern vor allem den Bereich der Geschwindigkeitsregelung der einzelnen
Stromregler weitestgehend zu vergrößern, so daß die' Geschwindigkeit aller anderen
Stromregler eingestellt und somit die gewünschte Helligkeit für die Lampen jedes
einzelnen Verbraucherstromkreises innerhalb jeder gewünschten Zeit erreicht wird.
Die Erfindung ist nicht nur für Bühnenbeleuchtungsanlagen, sondern auch für beliebige
andere Beleuchtungs-_ anlagen, z. B. für Innenraumbeleuchtungsanlagen, Reklameanlagen
usw., geeignet.
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Die Erfindung zeichnet sich hierbei im wesentlichen dadurch aus, daß
die Geschwindigkeitsregelung der ferngesteuerten Schaltwerke mit schrittweiser Bewegung
des Regelkontaktes in Abhängigkeit von der Anzahl ,der insbesondere von einem für
sämtliche Stromkreise gemeinsamen Geber erzeugten Stromstöße in .der Zeiteinheit
erfolgt. Für alle Schaltgeschwindigkeiten des Schrittschaltw
erkes
braucht somit die Dauer und die Amplitudeder einzelnen Impulse nicht größer zu sein,
als es zur Ausführung eines Schrittes nötig ist.
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Für die Fernsteuerung der einzelnen-Schrittschaltwerke kann vorteilhaft
Wechselspannung dienen, indem hierbei die Anzahl der in der Zeiteinheit ausgeführten
Schritte von der Frequenz der angelegten Spannung abhängig und somit mit dieser
geändert wird.
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Man kann aber für die Fernsteuerung der Schrittschaltwerke erfindungsgemäß
auch Gleichspannung benutzen, deren Richtung von dem Stromstoßgeber in der erforderlichen
zeitlichen Folge geändert wird derart, daß die Spannung eines Vorzeichens in die
Spannung des entgegengesetzten Vorzeichens unmittelbar übergeht und ein zerhackter
Gleichstrom verschiedener Richtungen. entsteht. Aber auch die Gleichstromstöße ein
und derselben Richtung können für das Ansprechen des Schrittschaltwerkes benutzt
werden, wobei die Stromzuführung zum Schrittschaltwerk durch eine, zwei oder mehr
Leitungen erfolgen und die Rückleitung für mehrere oder alle Schrittschaltwerke
gemeinsam sein kann.
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Um die Bewegung der Anker der Schrittschaltwerke weicher zu gestalten,
als es bei Gleichstromstößen der Fall ist, kann man für die Fernsteuerung der Schrittschaltwerke
erfindungsgemäß sinusförmig oder ähnlich verlaufende Stromstöße benutzen, die von
dem für sämtliche Stromkreise gemeinsamen Geber herrühren, der die Stromstöße insbesondere
auf induktivem Weg erzeugt.
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Nach einer weiteren Ausführung der Erfindung werden an Stelle von
einer großen Anzahl von festen Geschwindigkeitsstufen bzw. Impulszahlen in der Zeiteinheit
einige wenige, jedoch für sich veränderliche Geschwindigkeitsstufen vorgesehen,
deren Anzahl der Zahl der jeweilig verlangten, gleichzeitig verfügbaren verschiedenen
Geschwindigkeitsstufen: entspricht. Hierbei werden vorteilhaft an die gemeinsamen,
an den Einheiten des gemeinsamen Gebers angeschlossenen Steuerleitungen mehrere
An.zapfungen für jeden zu regelnden Stromkreis vorgesehen, die über Relais auf das
Schrittschaltwerk Stromstöße von eingestellter Anzahl pro Zeiteinheit übertragen.
Hierdurch wird bewirkt, daß sämtliche durch den gleichen Impulsgeber gesteuerten
Stromkreise mit genau gleicher Geschwindigkeit geregelt werden.
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Die weiteren Erfindungen bzw. Vorteile der Einrichtung sind in der
nachstehenden Beschreibung erläutert.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
veranschaulicht. Des besserenVerständnisses wegen ist hierbei mit A ein, für sämtliche
Stromkreise gemeinsamer Stromstoßgeber, mit B eine für einen Stromkreis dienende
Befehls- und Überwachungsvorrichtung und mit C ein Relaissatz für einen Stromkreis
summarisch bezeichnet. Mit RT ist das Wechselstromnetz angedeutet, von dem
aus über Regelgeräte, insbesondere unter Verwendung von Regeltransformatoren i eine
Anzahl zu regelnder Verbraucherstromkreise mit Lampen 2 gespeist wird. Das die Regelung
einleitende Schrittschaltwerk ist mit 3 bezeichnet.
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Der für sämtliche Stromkreise gemeinsame Stromstoßgeber enthält einige
wenige, z. B. vier, Elektromotoren 5, 6, 7, 8 mit veränderlichen Widerständen 9
für die Geschwindigkeitsregelung.
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Die Widerstände 9 sind nur zur Vereinfachung in der Darstellung so
gezeigt, als ob sie unmittelbar an den Motoren angeordnet sind; in Wirklichkeit
sind sie in dein Bereiche der Befehls- und der Überwachungsvorrichtung B vorgesehen.
Die Geschwindigkeitsregelung der Stromstoßgeber kann auch durch Leonard- oder andere
Steuerungen erfolgen.
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Man kann hierbei z. B. durch die Elektromotoren 5, 6 je eine oder
mehrere Nockenscheiben io bzw. ii antreiben, die mittels ihrer Nocken Kontakte betätigen,
eine gewünschte Anzahl von Stromstößen in der Zeiteinheit erzeugen und auf die Steuerleitungen
12, 13 übertragen. Man kann aber auch an Stelle einer aus Nockenscheiben bestehenden
Kontaktvorrichtung oder in gemischter Anordnung zusammen mit den von den Motoren
5, 6 angetriebenen N ockenscheiben unter Verwendung von Wechselstromgeneratoren
1.4, 15 Gleichrichter 16, 17 bzw. 18, i9 für die Zwecke der Impulsgabe benutzen.
Die Wechselstromgeneratoren 1q., i 5 sind mit den Elektromotoren 7, 8 mechanisch
gekuppelt. Die an den Generatoren angeschlossenen Gleichrichter 16, 17 bzw. 18,
i9 senden die Stromstöße über die Steuerleitungen 52 bzw. 53 dem jeweiligen, z.
B. mit einem drehbaren Anker 2o ausgerüsteten Schrittschaltwerk 3. Außer bzw. an
Stelle von Einheiten, die mittels -der Elektromotoren und Nockenscheiben bzw. Motorgeneratoren
und Gleichrichter gebildet werden, kann zur Aussendung einer bestimmten Anzahl der
Stromstöße in der Zeiteinheit ein vorhandenes Wechselstromnetz benutzt werden, wobei
durch Einweggleichrichter die Halbwellen des Wechselstromes auf die Spulen der Schaltmagnete
verteilt werden.
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An den Steuerleitungen 12, 13, 52 und 53 sind Anzapfungen 21 angeschlossen,
die mit den Kontakten eines insbesondere von Hand bedienbaren Wählerschalters 22
verbunden
sind, der zur Befehls- und Überwachungsv orrichtung B
gehört. Der Wählerschalter 22 erlaubt, für jeden Stromkreis eine der Regelgeschwindigkeiten
einzustellen. Die von dem Wählerschalter 2a abgehenden Leitungen 54, 55 sind an
die Verbindungsleitungen 56, 57 geführt, die unter Zwischenschaltung von Relais
24, a5 mit den zu den Spulen des Schrittschaltwerkes 3 führenden Abzweigungen verbunden
werden können. Die Relais 24, 25 können mittels Druckknöpfe 26, 27 der Befehlsvorrichtung
in die Stromkreise geschaltet werden, wobei der Druckknopf 26 mit :dem Relais 24
:der Schaltung für »hell« und der Druckknopf 27 mit dem Relais 25 der Schaltung
für »dunkel« bestimmt ist. Nach der erfolgten Einstellung des Wählerschalters 22
können somit :die Impulse den Spulen des Schrittschaltwerkes 3 zugeführt werden:,
wodurch der Anker 2o desselben in schrittweise Drehbewegung versetzt wird.
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Man kann hierbei die Anordnung so treffen, daß außer der Betätigung
eines einzelnen Druckknopfes 26 bzw. 27 jedes zu regelnden Stromkreises die Druckknöpfe
bzw. allgemein die Kontakte für die eine Bewegungsrichtung oder die Druckknöpfe
für die andere Bewegungsrichtung :des Schrittschaltwerkes, also die der »Dunkel«-
bzw. »Hell«-Schaltung zugeordneten Kontakte einer Gruppe von Stromkreisen durch
Einrücken einer nicht dargestellten Kupplung gemeinsam betätigt werden.
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Die Speisung der Relais 24:25, der Spulen des Schrittschaltwerkes
3 und der etwaigen weiteren noch zu erläuternden Steuerorgane erfolgt von einem
mit PN bezeichneten Gleichstromnetz aus..
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Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel enthält das Schrittschaltwerk
3 zwei unter einem Winkel zueinander angeordnete Magnete. Die Magnete werden durch
die von dem jeweiligen Einwegegleichrichter, z. B. 16 bzw. 17 oder 18 bzw. i9, oder
von der Nockenscheibe io bzw. ii erzeugten, Stromstöße erregt. Die Drehrichtung
des eine schrittweise Bewegung ausführendenAnkers2o wird durch seine Formgebung
bestimmt, indem derselbe z. B. mit Vorsprüngen ausgerüstet wird, auf die,die magnetischen
Kraftlinien vorwiegend einwirken. Um von vornherein die jeweilige Drehrichtung eindeutig
festzulegen und weiterhin zu sichern, kann auf der Welle 3o des Ankers 2o ein nicht
dargestelltes Sperrad vorgesehen werden welches mit einer Klinke zusammenarbeitet.
Die Größe der Schrittbewegung ist durch den Winkel zwischen den Magneten des Schrittschaltwerkes
sowie durch die Zahl der Ankerpole bestimmt.
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An Stelle des Schrittschaltwerkes 3 mit einem drehbaren Anker kann
auch ein Schrittschaltwerk benutzt werden., dessen Magnete mit schwenkbaren, insbesondere
abgefederten oder eine Längsbewegung ausführenden Ankern zusammenwirken, die beispielsweise
über gelenkig angebrachte Gesperre die elektrischen Impulse in eine bestimmte mechanische,
z. B. geradlinige Bewegung umwandeln.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird :die Drehbewegung des
Ankers 2o des Schrittschaltwerkes 3 über ein- Getriebe auf eine längs verschiebbare,
zweiseitig verzahnte Zahnstange 34 übertragen. Die Zahnstange 34 trägt eine Kontaktvorrichtung
die an den Windungen .des Regeltransformators i geführt wird. Das Getriebe besteht
hierbei aus drei Zahnrädern 31, 32, 33, die so angeordnet sind, daß am Antrieb der
Zahnstange entweder alle Zahnräder 31, 32, 33 oder nur das Zahnrad31 beteiligt sind,
während die Zahnräder 32, 33 im letzten Falle leer laufen. Die Drehrichtungen der
Zahnräder 31 und 33 sind die gleichen; sie sind in der Zeichnung durch Pfeile angedeutet.
Um die Zahnstange 34 mit den Zahnrädern 31 und 33 kuppeln zu können, ist die Zahnstange
34 schwenkbar angeordnet. Der Schwenkpunkt der Zahnstange bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel kann irgendwo rechts liegen. Die Schwenkung der Zahnstange 34
nach oben wird durch einen Elektromagneten 35 herbeigeführt, der z. B. nach dem
erfolgten Ansprechen des Relais 25 erregt wird. Wird der Erregerstromkreis :des
Elektromagneten 35 unterbrochen, so wird die Zahnstange 34 beispielsweise infolge
ihres Eigengewichtes oder/und unter der Wirkung einer Feder nach unten bewegt, wodurch
die Kupplung über die Zahnräder 34 32, 33 hergestellt wird. Um selbst im Falle einer
etwaigen Störung der Fernsteuerung,die Verstellung des Regelorgans von Hand, also
direkt, zu ermöglichen, kann die Zahnstange 34 mit einem Handgriff ausgerüstet sein.
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Statt eines Schrittschaltwerkes mit umsteuerbarem Getriebe 31, 32,
33 kann indessen ein Schrittschaltwerk benutzt werden, das zwei Drehrichtungen auszuführen
vermag. Man kann aber an Stelle eines Schrittschaltwerkes mit unsteuerbarem Getriebe
auch zwei Schrittschaltwerke verwenden, von denen ein Schrittschaltwerk die Bewegung
des Regelorganes nach einer Richtung und das andere Schrittschaltwerk nach der entgegengesetzten
Richtung hervorruft.
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Zur Vermeidung von Ausgleichsgewichten, zumal im Hinblick auf eine
ruckweise erfolgende Schaltbewegung die bewegten Massen möglichst klein zu halten
sind, kann die Kontaktbahn im Gegensatz zu der bei Bühnenbeleuchtungsanlagen üblichen
Anordnung, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, horizontal
verlaufen,
indem eine'liegende Anordnung des Regeltransformators i gewählt wird. Um hierbei
auch die Reibung auf ein Mindestmaß herabzusetzen, wird die Kontaktvorrichtung,
die aus einer Kontaktrolle 37 bestehen kann, in Schienen 40 mittels Rollen 38, 39
geführt. wobei die Stromübertragung vom Regeltransformator i auf den Verbraucherstromkreis
unter Zwischenschaltung einer biegsamen, beweglichen Leitung 41 erfolgt.
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Der Regeltransformator i ist für mehrere Stromkreise und somit für
mehrere Schrittschaltwerke gemeinsam, wobei die zugehörigen Kontaktbahnen über einen
Teil oder die ganze äußere Oberfläche der Transformatorwicklung verteilt sind.
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Jedem zu regelnden Verbrauchstromkreis ist eine Rückmeldeeinrichtung
(Stellungsanzeige) zugeordnet. Als Anzeigeorgan kann beispielsweise ein Spannungsmesser
42 dienen, dem eine Skala 43 und verstellbare Organe .1d., _.5 zugeordnet sind.
Die Organe a.q., 45, mittels deren die Begrenzung von Regelbewegungen vorher eingestellt
werden kann, sind mit Kontakten 4.6, 47 ausgerüstet, die mit dem entsprechenden
Gegenkontakt 48 am Zeiger 49 zusammenarbeiten. Zur Steuerung des Zeigers der Rückmeldeeinrichtung
kann an Stelle des Meßwerkes des Spannungsmessers ein Schrittschaltwerk ähnlich
demjenigen dienen, das das Regelorgan antreibt und mit welchem dasselbe sich synchron
bewegt.
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Der Wählerschalter -22 wird entsprechend der gewünschten Regelgeschwindigkeit
eingestellt, worauf einer der Druckknöpfe betätigt wird. Durch die Stromimpulse
versetzt das Schrittschaltwerk 3 den Anker 2o in schrittweise Drehbewegung, so daß
die Zahnstange 34 im gewünschten Sinne die Kontaktrolle 37 an den Windungen-des
Regeltransformators i in Längsrichtung bewegt, wodurch eine Vergrößerung oder Verkleinerung
der Spannung im Verbraucherstromkreis herbeigeführt wird und die Beleuchtungsstärke
in gewünschter Weise geregelt wird. Man kann hierbei die Geschwindigkeit in einem
Bereiche zwischen wenigen Sekunden und mehreren Minuten beliebig und stufenlos regeln.
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Die Einzelschritte können v brteihaft so gewählt werden, daß der Kontakt
(die Kontaktrolle 37) der Regeleinrichtung nur vorübergehend zwei benachbarte Windungen
der Wicklung des Regeltransformators i berührt, dagegen im Stillstand nur mit einer
Windung in Kontakt ist, wodurch länger dauernde Kurzschlußströme vermieden werden.
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Es ist auch möglich, an Stelle eines gemeinsamen Wählers für sämtliche
Stromkreise für jeden Stromkreis bzw. gruppenweise zusammengefaßte Stromkreise einzelne
Geber vorzusehen. An Stelle von Schrittschaltwerken der dargestellten Form können
auch beliebige andere elektromagnetischeGeräte, z. B. elektromagnetische Geräte
mit oszillierender Ankerbewegung, verwendet werden, die eine schrittweise Bewegung
des Regelkontaktes herbeizuführen gestatten.
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Die Steuerung der Schrittschaltwerke kann im Gegensatz zu dein dargestellten
Ausführungsbeispiel so erfolgen, daß je Regelstromkreis nur ein Relais 24 oder 25
verwendet wird, welches die Regelbewegungen beider Richtungen nur zu begrenzen hat.
Hierbei überbrückt das Relais in unerregtem Zustande die Zuleitungen zum Schrittschaltwerk,
das mit seinen anderen Zuleitungen direkt zu den Kontakten des Wählerschalters geführt
ist. In diesem Fall wird der Elektromagnet 35 mit Hilfskontakten ausgerüstet, welche
in der Leitung zwischen den Relaiskontakten und dein Schrittschaltwerk liegen und
welche zur Steuerung von Endschaltern dienen. Die Endschalter stellen gegenüber
der Rückmeldeeinrichtung eine zusätzliche Sicherung dar und werden mechanisch z.
B. von dem Regelorgan betätigt, wodurch ein Überfahren der Endstellungen in jedem
Falle verhindert wird. Bei der Bewegung des Regelkontaktes läuft der Zeiger 49 der
Rückmelde- und Kontrolleinrichtung über die Skala 43. Sobald der Zeiger den Kontakt
.46 bzw. 4.7 des hebelförrnigen verstellbaren Organes 44 bzw. :15 berührt, wird
das Relais erregt und unterbricht die Zuleitung zum Schrittschaltwerk, wodurch der
Regelvorgang beendet wird. Das Relais ist mit Selbsthaltekontakten versehen und
fällt erst bei Rückkehr des Druckknopfes in die Ruhelage wieder ab. ,