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Elektrische Schaltung mit Gruppen von mit
Stromimpulsen betätigten Relais
Es sind schon elektrische Schaltungen mit mindestens zwei Gruppen von mit Stromimpulsen betätigten Relais und mit einem Impulsgenerator zur Speisung der Rclaisgruppen mit Steuerimpulsen bekannt, wobei jede Relaisgruppc einen Haltestromkreis zur Haltung der infolge cm, Steuerimpulses angezogenen
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Halteimpuls gefolgt und umgekehrt, wobei diese Abwechslungsfolge die Schaltungen der Relais in bestimmte Weise bewirkt.
Solche Schaltungen haben den Nachteil, dass ein zufälliges Ausbleibeneines Steuerimpulses zu einem Verlust von Schaltstellungen in den Relaisgruppen führen kann, was bei Anwendung der Schaltungen in Relaisrechenmaschinen oder automatischen Steuerungen zur Folge hat, dass nicht nur die fehlerhafte Schaltoperation, sondern auch alle vorangegangenen Operationen wiederholt werden müjsen.
Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu beheben. Sie betrifft eine elektrische Schaltung, bei welcher jeder Haltestromkreis mit Gleichstrom gespeist und durch ein elektronisches Schaltelement gesteuert ist und dieses Schaltelement derart auf die Anwesenheit des durch mindestens eine Relaiswicklung einer Gruppe und einen Kontakt einer anderen Gruppe fliessenden, von einem Steuerimpuls hervorgerufenen Stromes anspricht, dass der Haltestrom während der Dauer jedes Steuerimpulses unterbrochen wird.
Die Zeichnung zeigt schematisch mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes. Fig. l zeigt die Grundschaltung einer Rolaisanordnung mit synchronisierten Relaisgruppen. Fig. 2 zeigt eine Aus-
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3Fig. 1 zeigt eine bekannte Grundschaltung einer Relaisanordnung mit synchronisierten Relaisgruppen.
Diese Anordnung besteht aus zwei Relaisgruppen, welche abwechselnd arbeiten und mit U und V bezeichnet sind. Die Steuerwicklurigen VS der Relais der Gruppe V sind mit Steuerkontakten Us der Relais der Gruppe U, und die Steuerwicklungen US der Relais der Gruppe U mit Steuerkontakten Vs der Relais der Gruppe V verbunden. Die Relais der Gruppen U und V sind noch mit Haltewicklungen UH und VH versehen, die mit Haltekontakten Uh und Vh verbunden sind. Bei derartigen bekannten Schaltungen wird der Schaltzyklus durch einen Impulsgeber Ig durchgeführt, der eine Reihe von Steuer- und Halteimpulsen über die Zweige I bis IV liefert. Die Impulse sind derart zeitlich verschoben, dass Steuerimpulse wechselweise über die Zweige 1 und III geschickt werden. Ein Halteimpuls wird über den Zweig IV gleichzeitig mit
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bzw. Steuerimpulsen durchflossen.
Die Impulse stehen" auf Lücke", d. h. die eine Relaisgruppe muss ihre Schaltung beendet haben, bevor die nächste Relaisgruppe geschaltet wird. Dadurch wird bekanntlich erreicht, dass die Relais nie unter Strom geschaltet werden. Nach Beendigung der Schaltung wird die Kontaktstellung durch Erregung der Wicklungen VH bzw. UH gehalten, damit die geschalteten Relaiskontakte während der nächsten Schaltung wirksam werden können.
Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist eine Schaltung mit zwei Steuerkreisen, deren einer aus einem Impulsgeberteil Igl, Relaiskontakten Us und Relaiswicklungen VS und einem Widerstand R1 besteht. Der andere Steuerkreis ist ähnlich durch einen Impulsgeberteil IgIII,
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Relaiskontakte Vs. Relaiswicklungen US und Widerstand R2 gebildet. Die Schaltung weist noch zwei Haltestromkreise auf, die je aus einem Widerstand Rl bzw. R2, Haltewicklungen VH und UH in Serie mit
Haltekontakten Vh und Uh, einer Diode Dv bzw. Du und einer Spannungsquelle Ba bestehen.
Nach Fig. 2 scheint die Schaltung durch zwei getrennte, voneinander unabhängige Teile gebildet zu sein. Es muss aber darauf hingewiesen werden, dass die Kontakte Us der Relais U dem oberen Teil und die Wicklungen US derselben Relais dem unteren Teil gehören. Die Wicklungen VS der Relais V und die Kontakte Vs sind bzw. im oberen und unteren Teil dargestellt. Da die beiden Teile der Schaltung vollständig symmetrisch sind, werden die die Arbeitsweise betreffenden Erklärungen nur in bezug auf den oberen Teil der Schaltung gegeben.
Die Diode Dv ist derart geschaltet, dass sie den Strom von Ba durchfliessen lässt, solange kein Steuerimpuls vorhanden ist. Dieser Haltestrom fliesst also über den Widerstand Rl, die Haltewicklungen VH und die Haltekontakte Vh. Wird dem Steuerkreis ein Stromimpuls geliefert, so entsteht ein Spannungsabfall am Widerstand Rl. Dieser Spannungsabfall muss mindestens so gross wie die Spannung von Ba sein, um die Diode Dv in ihren Sperrbereich zu bringen und den Haltestrom zu iinterbrechen. Ist der Steuerimpuls beendet, so verschwindet die Spannung am RI und der Haltestrom kann von der Spannungsquelle Ba in VH fliessen. Beim Ausbleiben eines Steuerimpulses, z. B. zufolge eines schlechten Kontaktes des Schalters S, wird im Widerstand Rl kein Spannungsabfall erzeugt, so dass der Haltestrom in VH nicht unterbrochen wird.
Die Haltewicklungen VH sind z. B. auf den mit VS als Hauptwicklungen ausgerüsteten Relais vorgesehen. Dadurch wird erzielt, dass die Schaltstellung der Relais V vor dem ausbleibenden Impuls nicht verlorengeht.
Fig. 3 zeigt das Diagramm der Steuer- und Halteimpulse im oberen Teil der Schaltung nach Fig. 2.
Die Steuerimpulse sind mit 1, 2,3 und 4 bezeichnet, wobei der gestrichelt dargestellte Impuls 3 z. B. infolge eines fehlerhaften Kontaktes Us keinen Strom in den Wicklungen VS und im Widerstand Rl nervorruft. Nach Beendigung des Steuerimpulses l beginnt < dn Halteimpuls la, welcher durch den vom Steuerimpuls 2 hervorgerufenen Spannungsabfall in Rl unterbrochen wird. Nach Steuerimpuls 2 dauert der Halteimpuls 2a bis zum Beginn des Steuerimpulses 4, da der Steuerimpuls 3 fehlt.
Fig. 4 zeigt eine dem oberen Teil der Fig. 1 ähnliche Schaltung, bei welcher die zur Steuerung des
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dieser Schaltung sind die beiden Klemmen der Batterie Ba über die Serienschaltung von R3 und D2 miteinander verbunden. Diese Serienschaltung wird aber wegen der Sperrwirkung der Diode D2 nicht vom Strom durchflossen. Bei diesem Zustand ist der Innenwiderstand der Diode D2 sehr gross und der Emitter des Transistors Tr wird mit Strom gespeist. Der Kollektorstrom fliesst deshalb ununterbrochen durch die Haltewicklungen VH bis ein Steuerimpuls im Steuerstromkreis bewirkt wird. Die Richtung des Steuerstromes ist derart zu wählen, dass sie mit der Leitrichtung der Diode übereinstimmt, so dass die Steuerimpulse über die Diode D2 fliessen können.
Der Spannungsabfall der Diode D2 wird dann sehr klein, so dass das Potential des Emitters ungefähr gleich demjenigen der Basis des Transistors ist Der Transistor Tr sperrt also den Haltestrom. Selbstverständlich könnte die Diode D2 durch einen Widerstand ersetzt werden, aber eine solche Abänderung würde einen zusätzlichen Stromfluss der Batterie Ba über R3 und diesen Widerstand hervorrufen. Die Verwendung einer Diode ist also vorteilhafter, da sie auch bei Steuerimpulsen von Ig mit flachen Flanken bereits zu Beginn des Impulses genügend Steuerspannung auf den Transistor abgibt, bei höheren Strömen in R2 aber die Steuerspannung des Transistors wegen ihrer nichtlinearen Charakterstik begrenzt.
In Fig. 5 ist eine Weiterentwicklung der Schaltung nach Fig. 4 gezeigt.
Häufig ist es wünschenswert, Relaisgruppen mit höheren Spannungen arbeiten zu lassen, als dass man sie noch mit einem einzigen Transistor schalten könnte. Es ist dabei zu berücksichtigen, dass nicht nur die Quellenspannung zu schalten ist, sondern auch die Spannungsspitzen, die beim Abschalten der Relais entstehen. Die Elemente 19I, Us, VS, R3 und Tri haben dieselben Funktionen wie die entsprechenden in
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ren Tr2 in Serie geschaltet. Der Spannungsteiler R6, R7 bildet eine mit Innenwiderstand behaftete Spannungsquelle und hat die Aufgabe, die Basis von Tr2 im gesperrten Zustand auf einem vorgegebenen Potential zu halten, während er im leitenden Zustand den Basisstrom des Transistors Tr2 begrenzt.
Der Spannungsteiler R4, R5 dient dazu, den Emitter im gesperrten Zustand auf einem vorgegebenen Potential zu halten, was ermöglicht, den Reststrom des blockierten Transistors Tr2 zu vermindern. Die an den öffnenden Relais entstehenden Spannungsspitzen werden dank der der Vorspannung der Batterie Ba2 untersetzten Diode D3 auf ein erträgliches Mass begrenzt.