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Schaltungseinrichtung für Schrittschaltung einer Relaiskette
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungseinrichtung für Schrittschaltung einer Relaiskette in zwei Richtungen, mit einer mit einem Betätigungsorgan gekuppelten Kontakteinrichtung. Bei einer bekannten Schaltungseinrichtung dieser Art werden die Relais in der einen Richtung zwar nacheinander weitergeschaltet, doch erfolgt die Schaltung in der andern Richtung so, dass sämtliche Relais auf einmal gemeinsam mit den von ihnen betätigten Kontaktorganen in die Ausgangsstellung zurückgeführt werden.
Es ist hier also keine Möglichkeit vorhanden, auch das Rückschalten schrittweise durchzuführen.
Bei an- dem bekannten Schaltungseinrichtungen wird eine schrittweise Schaltung einer Relaiskette in beiden
Richtungen dadurch erreicht, dass ein Impulsgeber für jede Relaisstufe einen Impuls gibt, wobei ein be- sonderer Umschalter vorgesehen wird, mit dessen Hilfe die Richtung der schrittweisen Weiterschaltung bestimmt wird.
Die Erfindung betrifft nun eine Schaltungseinrichtung der eingangs genannten Art und besteht darin, dass jedes Relais eine permanente Magnetisierung aufweist, deren Wert für das Festhalten des Relais ausreicht, jedoch unter dem für das Anziehen des Relais erforderlichen Wert liegt, sowie mit einer Arbeit- wicklung versehen ist, die zusammen mit der permanenten Magnetisierung das Anziehen des Relais bewirkt oder-bei Stromumkehr-das Relais zum Abfallen bringt, wobei jedes Relais einen Wechselkontakt mit Ruhe-, Mitten- und Arbeitskontaktteil hat, über welchen Wechselkontakt die Arbeitswicklung mit einer Steuerleitung verbunden ist, die an die jeweiligen Mittenkontaktteile der beiden ersten Relais der
Kette angeschlossen ist,
während der Arbeitskontaktteil der vor den beiden letzten Relais der Kette liegenden Relais mit dem Mittenkontaktteil des übernächsten Relais verbunden und der Arbeitskontaktteil des vorletzten Relais mit der Arbeitswicklung des letzten Relais verbunden ist sowie die Ruhekontaktteile der nach dem ersten Relais der Kette folgenden Relais mit der Arbeitswicklung des in der Ketten vorangehenden Relais verbunden ist.
Bei einer erfindungsgemässen Relaiskette wird es möglich, dass Vor- und Zurückschalten der Kette durch Umkehrung der Polarität einer Spannungsquelle, an die die Kette angeschlossen ist, zu bestimmen, so dass die Kette je nach der Polung in der einen oder andern Richtung schrittweise schaltet, solange die Spannungsquelle angeschlossen ist. Es ist dadurch möglich, den Schaltvorgang an jeder beliebigen Stelle der Kette zu unterbrechen und ihn dann unabhängig von der vorherigen Schaltrichtung. in der einen oder andern Richtung weiterzuführen. Die Geschwindigkeit der schrittweisen Weiterschaltung wird nur durch die Ansprech- bzw. Abfallzeit der Relais in der Kette bestimmt.
Diese Ansprech- und Abfallzeiten sind bei jedem üblichen Relais auch dann vorhanden, wenn es sich um keine mit Verzögerungseinrichtungen versehene Relais handelt.
Die Erfindung wird an Hand beiliegender Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Schaltschema einer erfindungsgemässen Relaiskette und Fig. 2 eine Abänderung eines Teiles der Relaiskette nach Fig. l.
Die Schaltungseinrichtung nach Fig. 1 umfasst eine Relaiskette aus fünf Relais 10-50 mit je einer Wicklung 11-51 zur permanenten Magnetisierung, je einer Arbeitswicklung 12-52. je einem Wechselkontakt 13-53 und je einem Arbeitskontakt 14-54. Die Wicklungen 11-51 sind untereinander paralleleschaltet und ständig an eine Stromquelle 60 angeschlossen, so dass jedes Relais eine Magnetisierung aufweist, deren Wert für das Festhalten des jeweiligen Relais ausreicht, jedoch unter dem für das Anziehen des Relais liegenden Wert liegt.
Ein Anziehen ist nur dann möglich, wenn auch die Arbeitswicklungen 12-52 der Relais über eine Steuerleitung 68 und einen als Polwender geschalteten Wechselkontakt 66 von einer Spannungsquelle 62 oder 64 mit richtiger Stromrichtung gespeist werden, wobei die durch die Arbeitswicklungen 12-52 erreichte Magnetisierung sich zu der von den Wicklungen 11-51 erzeugten perma-
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nentenMagnetisierung addiert. Werden dagegen die Arbeitswicklungen 12-52 mit Strom entgegengesetz- ter Richtung gespeist, so heben sich die beiden, durch die Wicklungen 11-51 und 12-52 erzeugten Ma- gnetisierungenaufunddie Relais fallen ab. Die Relaiswicklungen 11-51 könnten an und für sich auch durch Permanentmagnete ersetzt werden.
Dies hat jedoch den Nachteil, dass die Relais nach Abschaltung der Stromquellen in ihrer letzten Stellung stehen bleiben, d. h. man kann sie durch Wegnehmen der
Speisespannungen nicht in ihre Ausgangsstellung zurückführen. Dieser Nachteil macht die Verwendung vom Permanentmagneten in vielen Anwendungsfällen der Schaltung unmöglich.
Die Relaiskette ist so eingerichtet, dass bei der einen Stromrichtung ein Relais nach dem andern weitergeschaltet wird und bei entgegengesetzter Stromrichtung die Relais der Reihe nach wieder abfallen. Die Arbeitswicklungen 12-52 sind über ihre Wechselkontakte 13-53 so an die Spannungsquelle angeschlossen, dass beim Anziehen eines Relais der Stromkreis für das nachfolgende Relais geschlossen und für das vorangehende Relais geöffnet wird. Wenn die Speisung der Arbeitswicklungen 12-52 aufhört, bleiben die Relais in der zuletzt eingenommenen Stellung stehen. Die Arbeitskontakte 14-54 der Relais sind dazu bestimmt, weitere Stromkreise zu schliessen, beispielsweise um Schaltschützen 80 oder einen Regelwiderstand zu steuern. Die Schaltungseinrichtung kann somit als Servoorgan benutzt werden und in vielen Fällen einen Servomotor ersetzen.
Die Wirkungsweise der in der Zeichnung dargestellten Schaltungseinrichtung ist folgende : Wenn der Wechselkontakt 66 In die in der Zeichnung linke Stellung gelegt und die Relaiskette von der Spannungquelle 62 gespeist wird, entsteht folgender Stromkreis : Spannungsquelle 62 - Wechselkontakt 66 links an- liegend - Relaiskontakt 23 - Relaiswicklung 12 - Erde - Spannungsquelle 62. Das Relais 10 erhält somit eine ausreichende Magnetisierung und zieht an, so dass folgender zweiter Stromkreis geschlossen wird : Spannungsquelle 62 - Wechselkontakt 66 links anliegend - Relaiskontakt 13 - Relaiskontakt 33 - Relaiswicklung 22 - Erde - Spannungsquelle 62. Hiedurch zieht auch das Relais 20 an, so dass die Speisung für die Relaiswicklung 12 auf Grund des Öffnens des Relaiskontaktes 23 unterbrochen wird. Das Relais 10 bleibt jedoch über die Wicklung 11 angezogen.
Nach Anziehen des Relais 20 wird ein weiterer Stromkreis für das Relais 30 gebildet, welches auch anzieht. Die Relais, sprechen somit schrittweise so lange an, wie der Wechselkontakt 66 die Speisung der Relaiskette durch die Spannungsquelle 62 aufrecht erhält. Wenn der Kontakt 66 geöffnet und in seine Mittenstellung geführt wird, wird die Speisung unterbrochen und bleibt die Relaiskette in der zuletzt eingenommenen Stellung stehen, weil die permanente Magnetisierung infolge der Relaiswicklungen 11-51 die bereits angezogenen Relais festhält. Wird nunmehr die Spannungsquelle 62 erneut eingeschaltet, so nimmt die schrittweise Weiterschaltung der Relais ihren Fortgang, bis sämtliche Relais angezogen haben.
Wird dagegen die andere Spannungsquelle, nämlich 64 eingeschaltet, so werden die Relais der Reihe nach in der entgegengesetzten Richtung zurückgeschaltet. Wenn beispielsweise die Relais 10,20 und 30 angezogen haben, ist folgender Stromkreis bei Einschaltung der Spannungsquelle 64 geschlossen : Spannungsquelle 64 - Wechselkontakt 66 rechts anliegend - Relaiskontakt 13 - Re- laiskontakt 33-Relaiskontakt 53-Relaiswicklung 42-Erde-Spannungsquelle 64. Dieser Stromkreis ist unwirksam, weil die von der Spannungsquelle 64 bewirkte Magnetisierung der permanenten Magnetisierung entgegenwirkt, so dass die Gesamtmagnetisierung des Relais 40 gleich Null wird. Das Relais 40 bleibt also untätig.
Gleichzeitig wird aber ausserdem ein weiterer Stromkreis eingeschaltet, nämlich : Span-
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auf und bewirkt dessen Abfallen, wodurch ein Stromkreis für die Relaiswicklung 22 über den Relaiskontakt 33 geschlossen wird, so dass aucll das Relais 20 abfällt. Die Zurückschaltung der Relaiskette nimmt ihren Fortgang bis das letzte Relais in dieser Folge, nämlich das Relais 10, abgefallen ist, oder bis der Wechselkontakt 66 in seine mittlere Stellung zurückgeführt wird, so dass die Relaiskette nicht mehr gespeist wird und in der zuletzt eingenommenen Stellung stehen bleibt.
Der Wechselkontakt 66 und die beiden Spannungsquellen 62,64 nach Fig. 1 können nach Fig. 2 durch einen zweipoligen Umschalter 66, der als Polwender arbeiten und nur eine einzige Spannungsquelle 70 für die Speisung der Arbeitswicklungen 12-52 ersetzt werden.
Es ist auch möglich, die Relaisanker 10-50 anstatt mit den in der Zeichnung gezeigten elektrischen Kontaktorganen 14-54 mit rein mechanischen Steuerorganen, z. B. Steuerventilen in Druckluftleitungen oder in einer hydraulischen Anlage mechanisch zu kuppeln.