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Schaltungsanordnung zur Auslösung von Schaltvorgängen durch kurzzeitige Stromstösse.
Die Auslösung von Schaltvorgängen durch kurzzeitige Stromstoss, insbesondere die Betätigung von Signalen, Zählwerken und andern Einrichtungen, ist schwierig, wenn die Stromstoss sehr kurz. zeitig und zudem schwach sind, weil das Eingangsrelais, wenn es überhaupt hinreichend empfindlich gemacht werden kann, meist nur eine ganz kurz dauernde Schliessung des zu steuernden Stromkreises ergibt, die kaum dazu ausreicht, das nächstfolgende Relais ? um Ansprechen zu bringen. Besondere Schwierigkeiten haben sich ergeben, wenn man Stromstösse zur Steuerung von Signalen u. dgL durch bewegte Fahrzeuge auslösen will, vor allem dann, wenn man nicht mechanische Streckenkontakte benutzt, sondern den Stromstoss zur Erregung des Eingangsrelais durch vom Fahrzeug beeinflusste magnetische Felder oder andere indirekte Methoden erzeugt.
Bei hohen Geschwindigkeiten ist dann der Stromstoss so kurz, dass der bewegliche Kontakt des Eingangsrelais eine kaum merkliche Bewegung ausführt, inner. halb welcher die Kontakte sich nur während eines Augenblickes berühren. Besonders schwierig ist die Relaissteuerung, wenn von dem Fahrzeug nicht ein einfacher Stromstoss, sondern ein aus mehreren Halb. schwingungen bestehender Stoss eines Wechselstromes erzeugt wird.
Die Erfindung beseitigt den Übelstand dadurch, dass an dem von den kurzzeitigen Stromstössen- erregten Eingangsrelais künstlich ein Festbrennen der Schaltkontakte hervorgerufen wird, derart, dass die Kontakte über die Dauer des Stromstosses hinaus miteinander in Berührung bleiben. Besondere Mittel dienen dazu, die Kontakte wieder zu trennen, beispielsweise mechanische Stösse durch ein Klopf. werk. Zweckmässig wird dieses Klopfwerk erst dann in Tätigkeit gesetzt, wenn der gewünschte Schalt. vorgang ausgelöst worden ist. Beispielsweise kann man dementsprechend das Klopfwerk an eins der dem Eingangsrelais nachgeschalteten Relais anschliessen.
Das künstliche Festbrennen der Kontakte im Augenblick der Berührung wird zweckmässig dadurch hervorgerufen, dass man Über die Kontakte eine Kapazität entlädt. Zu diesem Zweck wird parallel zu den Ausgangsklemmen des Relais ein Kondensator geschaltet, der aber im Gegensatz zu den üblichen Funkenlöschenkondensatoren nicht über einen ohmschen Widerstand entladen wird.
Wenn auch mit den oben angegebenen Mitteln eine einwandfreie Auslösung des gewünschten Schaltvorganges beim Auftreten eines schwachen Stromstosses möglich ist, so liegt doch noch eine weitere Schwierigkeit bei der einwandfreien Steuerung der Geräte darin, dass gelegentlich eine Ursache, die nur ein einmaliges Ansprechen hervorrufen soll, mehrere Stromstoss kurz hintereinander hervorruft, wenn also beispielsweise von einem Fahrzeug mit ungleichmässig verteilten Eisenmassen das magnetische Feld kurz hintereinander mehrfach beeinflusst wird. Dann entstehen im Eingangsrelais kurz hinterenander mehrere Stromstoss, die entweder gleich oder entgegengesetzt gerichtet sind. Gemäss der Erfindung werden diese Stromstösse derart überbrückt, dass nur eine einmalige Auslösung stattfindet.
Dies geschieht zweckmässig dadurch, dass in den Erregerkreis eines Relais, das dem Eingangsrelais nachgeschaltet ist, eine Induktivität eingeschaltet ist, die den eingeschalteten Erregerstrom allmählich anschwellen lässt und daher eine verzögerte Auslösung des Relais bewirkt. Dabei kann parallel zur Induktivität und der mit ihr in Reihe geschalteten Relaisspule ein ohmscher Widerstand gelegt sein, der zwecks Änderung des Verzögerungsgrades regelbar ist. Ein weiterer in Reihe zu dem Parallelwiderstand und der Relais,
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spule liegender Widerstand kann zur Einregelung dienen.
Eine besonders vorteilhafte Wirkungsweise erreicht man, wenn man zwischen das Eingangsrelais und das : Relais mit verzögerter Ansprechdauer ein Zwischenrelais einsehaltet, das mit einem Haltekontakt versehen ist, dessen Strom über einen Kontakt fliesst, der beim Ansprechen des Verzögerungsrelais oder eines diesem nachgesehalteten Relais, also bei -Auslösung des gewünschten Vorganges, geöffnet wird. Dadurch wird der Strom in den Relais, die dem Verzögerungsrelais vorgeschaltet sind, schon in dem Augenblick unterbrochen, wo der gewünschte Vorgang ausgelöst ist, und dadurch gleichzeitig die Ausschaltung der ganzen Anlage eingeleitet.
Die eigentliche Ausschaltung findet aber erst nach einer gewissen Zeitdauer statt, weil das Relais mit verzögerter Anspreehdauer entsprechend auch bei Ausschaltung des Erregerstromes erst nach einer bestimmten Zeit ausschaltet.
Um zu verhindern, dass die ganze Anlage dauernd unter Strom steht, wenn zufällig im Eingangsrelais die Kontakte derart festgebrannt sind, dass sie sich durch das Klopfwerk nicht mehr lösen lassen, ist ein weiteres Relais mit erheblich verzögerter Ansprechdauer vorgesehen, das in diesem Falle eine Abschaltung der Stromquelle bewirkt. Zweckmässig findet ein Thermorelais Verwendung. Ein weiteres Thermorelais kann im Stromkreis des Klopfwerkes eingeschaltet sein, damit in dem angegebenen Fall das Klopfwerk nicht dauernd arbeitet, sondern unter Einschaltung von Pausen. Denn es hat sich ergeben, dass gerade der erste Schlag des Klopfwerkes nach Einschaltung des Klopfstromes eine besonders starke Wirkung auf die zu trennenden Kontakte ausübt.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung insehematischer Anordnung.
Von einer im Bereich einer nicht dargestellten Fahrbahn angeordneten Spule 1. die durch die Fahrzeuge in hier nicht näher dargestellter Weise erregt wird, werden kurzzeitige Stromstoss erzeugt, die über Leitungen 2 in die Erregerspule 3 des Eingangsrelais A geleitet werden. Die Kontakte 4 des Eingangsrelais sind an die beiden Belegungen eines Kondensators 5 angeschlossen. Der eine Kontakt liegt ferner an dem einen Pol einer Batterie 6, während der andere an die Erregerspule 7 eines Zwischenrelais B angeschlossen ist. Von dort fliesst der Strom über einen ohmschen Widerstand 8 zu dem gewöhnlich geschlossenen Kontakt 9 eines Relais G, dessen Zweck später dargestellt werden wird, und von dort an den zweiten Pol der Batterie wieder zurück.
Das Relais B steuert zwei Kontaktpaare 10 und 11, von denen das Kontaktpaar 10 als Haltekontakt ausgebildet und zu diesem Zwecke einerseits an dem einen Pol der Batterie 6 und anderseits über einen Kontakt 12 an das eine Ende der Erregerspule f des Relais B angeschlossen ist. Der Kontakt 12 gehört zu einem Relais D und ist für gewöhnlich geschlossen. Das Kontaktpaar 11 des Relais B dient zur Steuerung eines Verzögerungsrelais C. Dementsprechend ist der eine Kontakt dieses Kontaktpaares an den einen Pol der Batterie und der andere an die Erregerspule 13 des Relais angeschlossen, die ihrerseits wieder über den Kontakt 9 an den zweiten Pol der Batterie führt. Zwischen dem Kontakt-
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stand 16.
Das Relais 0 steuert ein Kontaktpaar 1'1, dessen einer Kontakt an den einen Pol der Batterie 6 und dessen zweiter Kontakt über die Erregerspule 18 eines weiteren Relais D und über den Kontakt 9 an den zweiten Pol der Batterie 6 gelegt ist. Das Relais D steuert, wie schon erwähnt, den Kontakt 12, der bei Erregung der Spule 18 geöffnet wird, und ferner zwei Kontaktpaare 19 und 20, die für gewöhnlich offen sind. Das Kontaktpaar 19 schliesst den Arbeitsstromkreis. Der Arbeitsstrom wird beispielsweise von einer Wechselstromquelle über einen Transformator 21 gewonnen. In den Strompfad des Kontaktpaares 19 können beliebige Einrichtungen gelegt werden, beispielsweise Signallampe 22, ein Zählwerk 23 und ein Relais 24 zur Auslösung weiterer Schaltvorgänge.
Im Arbeitsstromkreis liegt ferner ein Klopfwerk 25, dessen Klöppel 26 gegen das Gehäuse oder einen andern geeigneten Teil des Eingangsrelais A schlägt. Im Stromkreis des Klopfwerkes liegt ein Thermorelais F, dessen Kontakte 27 für gewöhnlieh geschlossen sind und sieh nach einer bestimmten Dauer des Stromdurchflusses öffnen.
Das Kontaktpaar 20 des Relais D steuert ein weiteres Thermorelais E. Zu diesem Zweck liegt der eine Kontakt am einen Pol der Batterie 6, während der andere mit der Thermospule 28 des Relais E verbunden ist, die ihrerseits über den Kontakt 9 an den zweiten Pol der Batterie angeschlossen ist. Die Kontakte 29 des Thermorelais B schliessen sich erst nach einer bestimmten Dauer des Stromdurchflusses, die grösser ist als die Anspreehdauer des Relais F. Der eine Kontakt des Relais B ist mit der Erregerspule 30 des Relais verbunden, die ihrerseits unmittelbar, also nicht über den Kontakt 9, an den zweiten Pol der Batterie angeschlossen ist.
Der andere Kontakt des Kontaktpaares 29 ist verbunden mit dem einen Kontakt des Eingangsrelais und des Kontaktpaares 12. Das Relais G steuert ausser dem Kontakt 9, der geschlossen ist, solange kein Strom durch die Spule 30 fliesst, einen Haltekontakt 31, der einerseits mit der Spule 30 und anderseits mit dem einen Kontakt des Eingangsrelais verbunden ist.
Die Einrichtung arbeitet wie folgt : Wird durch die Spule 1 ein kurzer Stromstoss erzeugt, der durch die Spule 3 des Eingangsrelais A fliesst, so berühren sich die Kontakte 4 im Augenblick des Stromstosses. Der auf die Spannung der Batterie 6 geladene Kondensator 5 entlädt sich in diesem Augenblick über die Kontakte 4 und bewirkt ein Festbrennen, so dass die Kontakte über die Dauer des kurzen Stromstosses in der Spule J hinaus miteinander in Berührung bleiben. Dadurch ist hinreichend Zeit zur Aus-
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lösung des nachfolgenden Relais B gewonnen, das durch den von den Kontakten 4 geschlossenen Strom erregt wird.
Dabei schliesst sich einmal der Haltekontakt 10, der das Relais B so lange unter Strom hält, bis das Relais D erregt und damit das Kontaktpaar 12 geöffnet wird. Ferner werden die Kontakte 11 geschlossen, so dass ein Strom von der Batterie über die Drosselspule 14 und die Erregerspule 13 des Relais 0 und ferner über den regelbaren Widerstand 16 sowie den zur Zeit geschlossenen Kontakt 9 fliesst. Das Relais 0 spricht indessen erst an, wenn eine bestimmte Stromstärke überschritten ist. Das findet erst nach einer bestimmten Zeitdauer statt, weil die Drosselspule 14 den Strom langsam anschwellen lässt. Der ohmsche Widerstand 15, der die Drosselspule und die Spule 13 teilweise überbrückt, kann zur Grobregelung der Ansprechdauer dienen, während der Widerstand 16 zur Feineinstellung dient.
Dabei bewirkt die Verkleinerung des Widerstandes 15 eine Vergrösserung der Ansprechdauer und umgekehrt die Verkleinerung des Widerstandes 16 eine Verminderung der Ansprechdauer.
Beim Ansprechen des Relais 0 werden die Kontakte 17 geschlossen, wodurch die Spule 18 des
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des Kontaktes 19 der Arbeitsstromkreis geschlossen und neben den angeschlossenen Vorrichtungen das Klopfwerk 25, 26 in Tätigkeit gesetzt. Dies bewirkt, dass die Kontakte sich voneinander trennen. Gleichzeitig wird durch Öffnung des Kontaktes 12 der Haltestrom des Relais B unterbrochen, so dass dieses zurückfällt. Das hat gleichzeitig eine Ausschaltung des Erregerstromes des Relais C zur Folge, doch
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Zeitabschnitt, so dass hinreichend Zeit übrig bleibt, um die angeschlossenen Einrichtungen in Tätigkeit zu setzen.
Bis zu dem Augenblick der Öffnung des Haltestromes des Relais B und der Einschaltung des
Arbeitsstromes sind die Kontakte 4 des Eingangsrelais geschlossen. Sie sind aber stromlos, weil sie bis zu diesem Augenblick durch den Haltekontakt 10 des Relais B überbrückt sind.
Durch das Relais D wird ferner der Kontakt 20 geschlossen, so dass das Thermorelais E in Tätigkeit gesetzt wird. Für gewöhnlich übt dieses Relais keinerlei Wirkung aus, weil schon kurz nach der Einschaltung der Strom wieder abgeschaltet wird. Denn durch die Öffnung des Kontaktes 12 fällt nicht nur das Relais B, sondern auch das Relais 0 und D zurück. Das Relais E wird erst dann wirksam, wenn die Kontakte 4 des Eingangsrelais infolge einer Störung derart festgebrannt sind, dass sie sich durch die Wirkung des Klopfwerkes nicht lösen. Dann wird nach Ablauf einer bestimmten Zeit das Kontaktpaar 29 geschlossen, das seinerseits ein Ansprechen des Relais G zur Folge hat. Dieses schliesst zunächst seinen Haltekontakt 31, der Strom über die noch geschlossenen Kontakte 4 des Eingangsrelais erhält.
Gleichzeitig öffnet das Relais G den Kontakt 9 und setzt damit alle vorgeschalteten Relais ausser Betrieb. Denn die Erregerspulen der vorgeschalteten Relais sind durchweg nicht unmittelbar an den zweiten Pol der Batterie 6 gelegt, sondern über den Kontakt 8. Bei der erwähnten Störung bleibt mithin lediglich das Relais G unter Strom. Dieses erhält aber eine Wicklung von hohem Widerstand, so dass eine unzulässige Erwärmung und ein nennenswerter Energieverbrauch nicht eintritt.
Bevor das Thermorelais anspricht, ist bereits das Relais F mit seiner wesentlich kürzeren Ansprech- dauer mehrfach wirksam gewesen. Es hat mithin den Stromkreis des Klopfwerkes mehrfach aus-und wieder eingeschaltet und dadurch bewirkt, dass das Klopfwerk mehrfach mit dem besonders kräftigen Anfangsschlag auf die Kontakte 4 eingewirkt hat. Erst wenn durch diese Massnahme eine Lösung der Kontakte nicht möglich ist, tritt das Thermorelais E und damit die Abschaltung des ganzen Stromes ein.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltungsanordnung zur Auslösung von Schaltvorgängen durch schwache, kurzzeitige Stromstösse, insbesondere zur Steuerung von Signalen, Zählwerken u. dgl. durch bewegte Fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, dass an dem von den kurzzeitigen Stromstössen erregten Eingangsrelais (A) künstlich ein Festbrennen der Schaltkontakte (4) erzeugt wird, derart, dass die Kontakte (4) über die Dauer des Stromstosses hinaus einander berühren und dass ferner die Kontakte durch besondere Mittel, beispiels. weise mechanische Stösse eines Klopfwerkes (25, zu wieder voneinander getrennt werden.