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Schaltungsanordnung zur Durchführung verzögerter
Schaltungen eines Drehschalters
Die Erfindung befasst sich mit der Aufgabe, unter Verwendung eines Drehschalters erfolgende elektrische Schaltvorgänge mit Zeitverzögerung durchzuführen, d. h. zwischen die Betätigung eines Kommandoschalters, der einen Stromkreis schliesst, um dadurch die Antriebsvorrichtung (über eine beliebige Entfernung) des Drehschalters zu betätigen, und den Schaltvorgang des letzteren einen Zeitabstand zu legen, der etwa in der Grössenordnung von Sekunden bis Minuten liegt.
Unter einem Drehschalter wird hier insbesondere ein aus mehreren einzelnen Nockenschaltern bestehender Kombinationsschalter, eine sogenannte Schaltflucht verstanden und es ist dieser im Rahmen der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe so zu betätigen, dass zwischen den einzelnen Schaltschritten, zu denen der Drehschalter durch die Antriebsvorrichtung veranlasst wird, bestimmte, vorgegebene, wiederholt reproduzierbare Zeitabstände selbsttätig eingehalten werden.
Es ist eine elektronische Zeitgeberschaltung bekannt, die für die Herbeiführung mehrerer zeitlich aufeinanderfolgender Schaltoperationen bestimmt ist und welche eine Mehrzahl von eine Schaltverzogerung bewirkenden Schaltgliedern, zweckmässig in Form von einem Kondensator zugeordneten, das Verzögerungsausmass bestimmenden Widerständen umfasst, und wobei mit der Drehschalterachse ein Schaltarm mit- rotiert, welcher die für alle Schaltschritte gemeinsamen Schaltelemente der Zeitgeberschaltung selbsttätig an das für den jeweils nächsten Schaltvorgang massgebliche zeitverzögernde Schaltungselement anschaltet. Dieses Schaltungselement ist ein Widerstand, der im Verein mit dem Kondensator das die Verzöge-
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werken empfohlen worden.
Eine gewisse Beschränkung in der Anwendungsmöglichkeit solcher Apparate liegt darin, dass Schrittschaltwerke herkömmlicher Bauart nur relativ kleine Schaltleistungen vollbringen können. Wollte man jedoch einen Nockenschalter, der sich für weitaus grössere Schaltleistungen eignet, mit einem solchen Schrittschaltwerk antreiben, käme man zu unhandlichen und teuren Magneten, die alsdann zum Antrieb des Drehschalters erforderlich sind.
Nun ist anderseits, durch die österr. Patentschrift Nr. 211405 eine zweckmässige Art des Antriebes von Schaltern der weiter oben genannten Art bekanntgeworden, welche im wesentlichen darin besteht, mit einem Drehmagnete od. dgl. mässiger Leistung zuerst Drehenergie in einer Schwungmasse zu speichern und erst nach Ablauf einer Zeitspanne, welche ausreicht um eine zur Durchschaltung des Schalters ausreichende Menge an kinetischer Energie in dieser Schwungmasse zu sammeln, die mechanische Verbindung mit dem Schalter herzustellen und diesen sodann gänzlich oder überwiegend durchAusnützung dieser Schwungenergie zu betätigen.
Es ist nun gefunden worden, dass man durch Kombination dieser mechanisch-elektrischen Antriebsart mit einem Zeitgeber der vorhin erwähnten Bauweise zu einem Zeitschalterwerk zum Antrieb von Drehschaltern kommt, welches nicht nur mit Antriebsvorrichtungen wirtschaftlicher Grösse arbeitet, sondem, als Folge davon auch einen Aufbau der Zeitgeberschaltung erlaubt, welche hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der eingestellten Verzögerungswerte einwandfrei zufriedenstellt.
Demgemäss besteht die vorliegende Erfindung in einer Schaltungsanordnung zur Durchführung verzögerter Schaltungen eines Drehschalters, welche sich dadurch kennzeichnet, dass zum Antrieb dieses Drehschalters ein mit Schwungmasse versehenes Drehschaltwerk dient, welches nach Durchführung eines Drehenergie in der Schwungmasse speichernden Vorlaufs mit dem Drehschalter gekuppelt wird, und dass die dem Drehschaltwerk zuzuführenden Energieimpuls über eine Zeitgeberschaltung jener an sich bekannten elektronischen Art geleitet werden, welche eine Mehrzahl von eine Schaltverzögerung bewirkenden Schalt-
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gliedern, zweckmässig in Form von einem Kondensator zugeordneten, das Verzogerungsausmass bestimmenden Widerständen umfasst, und wobei mit der Drehschalterachse ein Schaltarm mitrotiert,
welcher die für alle Schaltschritt gemeinsamen Schaltelemente der Zeitgeberschaltung selbsttätig an das für den jeweils nächsten Schaltvorgang massgebliche zeitverzögemde Schaltungselement anschaltet. Dadurch, dass vorliegendenfalls mit einer Antriebseinrichtung mit Speicherung kinetischer Energie gearbeitet wird, ergibt sich der Vorteil, dass man mit geringeren Stromstärken das Auslangen findet, was zu einer entsprechenden Verkleinerung der das Verzogerungsausmass bestimmenden Widerstände führt.
Es gelingt durch die erfindungsgemässe Massnahme mit solchen Wideistandswerten das Auslangen zu finden, welche mit Drahtwicklungen erzielbar sind, wodurch aber der Nachteil von Hochohmwiderständen, welche auf Kohlebasis aufgebaut sind und der darin besteht, dass sie hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der eingestellten Verzögerungswerte unverlässlich sind, entfällt.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung und weiterer Merkmale derselben sei vorerst auf Fig. 1 der Zeichnung Bezug genommen, welche eine bekannte elektronische Zeitgeberschaltung darstellt, wie sie, im Sinne der im vorhergehenden angegebenen Weise ausgestaltet, innerhalb der erfindungsgemässen Anordnung verwendet werden kann. Fig. 2 der Zeichnung zeigt sodann ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden erfindungs-
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getrennte Schaltvorgänge.
Die Arbeitsweise einer Schaltungsanordnung nach Fig. 1 ist bekanntlich folgende :
Zunächst sei der Schalter 1 geöffnet. Der Kondensator C hat sich, soferne das Gerät an Spannung, z. B. Netzspannung, angeschlossen ist, über den Widerstand 3 und die Gleichrichterstrecke, die aus dem Gitter 4 und der Kathode 5 des Stromtores 6 gebildet ist, auf eine Gleichspannung aufgeladen, welche der an dem Potentiometer 7 eingestellten Wechselspannungproportional ist. Soll nun die Zeitgebung zu laufen beginnen, so muss der Schalter 1 geschlossen werden. Dadurch wird bewirkt, dass die am Kondensator 2 stehende Spannung zwischen dem Gitter 4 und der Kathode 5 wirksam wird, so dass ein Stromfluss durch die Röhre nicht mehr stattfinden kann ; auch das Relais 8 kann aus diesem Grunde nicht anziehen.
Die Spannung des Kondensators bleibt jedoch nicht konstant, vielmehr findet eine Entladung über den Widerstand 9 statt, wodurch die Gitterspannung schliesslich nach einer bestimmten Zeit auf jenen Wert gesunken ist, bei dem die Zündung des Stromtores 6 und damit ein Anziehen des Relais 8 erfolgt, was dazu verwendet wird, um einen Stromimpuls auszusenden, der zur Durchführung einer Schaltung, z. B. mittels eines Schaltschützes, verwendet werden kann. Nachdem der Schalter 1 geöffnet wurde und sich der Kondensator 2 dadurch wieder aufladen konnte, ist die Einrichtung zur Durchführung eines neuerlichen zeitverzögerten Schaltungsvorganges bereit.
Die Laufzeit, d. h. das Mass dieser Verzögerung, kann dabei innerhalb gewisser Grenzen durch Verstellen des Schleifers am Potentiometer 7 gewählt werden. 10 ist ein zur Relaisspule parallel liegender Kondensator.
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elektronischen Zeitgeberschaltung der eben beschrie-benen Art möglich ist, unter Zwischenschaltung einer Antriebsmaschine der bereits angegebenen Art einen elektrischen Drehschalter zu betätigen, indem dieser Antriebsvorrichtung der vorhin genannte Impuls wiederholt zugeführt wird. Dabei ist ersichtlich, dass hauptsächlich der Widerstand 7 und 9 im Verein mit dem Kondensator 2 ein Schaltglied bildet, dessen elektrische Grösse, ausgedrückt in Ohm bzw. Farad, für das Ausmass der Schaltverzögerung massgebend ist.
Wenn aber, wie dies häufig gefordert wird, die Zeitabstände zwischen den einzelnen Schaltschritten verschieden sein sollen, dann wäre für jeden Schaltschritt ein eigener Zeitgeber erforderlich, doch sind gewisse Vereinfachungen möglich, die im folgenden beschrieben werden :
In Fig. 2 erkennt man wieder die elektronische Zeitgeberschaltung bestehend aus Röhre 6, Relais 8, Widerstand 3 und Kondensator 10, sowie dem RC-Glied umfassenden Kondensator 2 und dem Widerstand 9 ; diese Bauteile können zu einer Einheit zusammengefasst sein.
Der Widerstand 7 mit seinem Vorwiderstand 7', Fig. 1, ist nun hier der verlangten Zahl von zeitverzögerten Schaltungsvorgängen entsprechend vervielfacht. und es sei angenommen, dass insgesamt sechs unterschiedlich zeitverzögerte Schaltvorgänge durchzuführen seien, d. h. es sind sechs Widerstandspaare 7 und 7'vorgesehen. Das RC-Glied 2,9 kann nun über einen drehbaren Kontaktarm 12 mit den einzelnen Schleifern oder Abgriffpunkten der Widerstände 7 verbunden werden.
Es sei angenommen, dass es darum gehe, den aus insgesamt drei Einzelfluchten 13 und einem Rastenwerk bestehenden Schalter mit Zeitverzögerung über die ferngesteuerte, eine Schwungmasse umfassende Antriebsvorrichtung 15 zu betätigen. Die Achse 16 des Drehschalters wirkt nun auf den Kontaktarm 12 ein, u. zw. so, dass mit jeder der über 3600 möglichen sechs Schaltdrehungen der Achse 16 der Arm 12 um einen Kontakt 17 weitergedreht wird. Schaltungen dieser Art mit einem sich jeweils um einen Schritt wei-
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terbewegenden Schaltarm und einer Mehrzahl von Widerständen sind im Bau von fembetätigten Schaltern bekannt.
Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist nun folgende : Sobald die Netzspannung eingeschaltet wird und die Röhre 6 Arbeitstemperatur erreicht hat, zieht das Relais 8 an und öffnet den Kontakt 18 der als Startkontaktfgxden Ablauf des Zeitprogrammes zu betrachten ist. Durch Öffnen des Kontaktes 18 wird der Stromfluss in der Röhre 6 unterbrochen und das Relais 8 würde sofort wieder abfallen, wenn nicht der Kondensator 10 eine gewisse Abfallverzögerung bewirkte. Diese reicht aus, um das Aufladen des Kondensators 2 zu gewährleisten und anderseits dem Schrittschaltwerk 15 mit Hilfe eines weiteren Kontaktes 19 des Relais. 8 einen Impuls zu vermitteln, der zur Folge hat, dass die Achse 16 des Schalters 13, 14 um einen Schritt, hier 600, gedreht wird, wie dies. z. B. gemäss den sterr.
Patentschriften Nr. 209993 und Nr. 211405 geschehen könnte. Nach Abfallen des Relais 8, zu dem es nach Fortfall der Wirkung des Kondensators 10 kommt, schliesst sich der Kontakt 18 wieder und die am betreffenden Widerstand 7 vorgewählte Zeit beginnt zu laufen. Nach ihrem Ablauf zieht das Relais 8 wieder an, schaltet das Schrittschaltwerk 15 um einen Schritt weiter, der Umschalter 12 verbindet den nächsten der Widerstände 7 mit dem RC-Glied und dem Stromtor und die Vorgänge wiederholen sich.
Dieser Vorgang lässt sich demnach so oft wiederholen, als das Schrittschaltwerk 15 Stufen hat. Auch kann auf die letzte Stufe automatisch wieder die erste folgen, so dass sich ein Programmlaufwerk mit verschiedenen Einstellungsmöglichkeiten ergibt, für das in der Automatisierungstechnik zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten bestehen.
In der Praxis. sitzt der Schalter 12,17, der selbst ein Drehschalter ist, zweckmässig direkt am Schalter 13, 14 oder man nützt für das Schaltprogramm des Schalters 13,14 der die Leiter 20 beherrscht, nicht benötigte Schaltkontakte für die Zusammenstellung der Verbindungen 12-17 aus, denn es ist klar, dass die Anschaltung der Widerstände 7 an das RC-Glied nicht an einen drehbaren Kontaktarm 12 gebunden ist.