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Relaisanordnung
Die Erfindung betrifft eine Relaisanordnung zum Verhindern eines durch schleichende Kontaktgabe verursachten Ankerflatterns bei elektromagnetischen Relaisvorrichtungen, die zum Steuern der Verstellglieder von Folgereglern, Nachlaufsteuerungen u. dgl. dienen, bei denen eine Soll-Werteinstellung vorgesehen ist, deren Führungsgrösse mit dem am Ende der Regelstrecke gemessenen Ist-Wert in einer Brückenu. dgl. Schaltungsanordnung verglichen und danach der Stromkreis eines Stellgliedes mit Hilfe eines im Abgriff gesteuerten Nullindikatorrelais u. dgl. geschaltet wird, insbesondere zur Verstellung von schwenkbaren grossflächigen Hallenfenstern.
Im allgemeinen haben elektromagnetische Relaisvorrichtungen die Aufgabe, einen stärkeren Strom mit Hilfe eines schwächeren Stromes einzuschalten. Der schwächste Punkt bei derartigen Schaltvorrichtungen ist der Schaltkontakt des Relais. Beim Einschalten eines Relais entsteht ein Einschwingvorgang, der ausgeglichen ist, wenn sich das magnetische Feld in der Wicklung aufgebaut hat. Die Ausgleichsvorgänge werden ganz besonders verzögert bei Relaisanordnungen in elektrischen Folgeregelungen und Nachlaufsteuerungen, bei denen eine Führungsgrösse mit dem am Ende der Regelstrecke gemessenen Ist-Wert in einer Brückenschaltung verglichen wird und danach ein Stellglied durch Ein (Aus) schaltung des Stromkreises oder Vor (Rück) wärtslaufschaltung verändert wird.
Bisher wurde das Stellglied-Schaltrelais in der Regel als Nullindikatorrelais bei einer Weastonschen Brückenschaltung, z. B. in der Nulldiagonale, angeordnet. Bei derartigen Schaltungen werden die Stellglieder so lange verändert, bis der Steuerstrom des Nullindikatorrelais Null ist und dieses das Stellglied ausschaltet. Durch die bei solchen Zweipunktreglern unvermeidlichen Schwankungen der Regelgrösse um den Soll- = Null-Wert sind die Bewegungen des Relaisankers entsprechend schleichend. Die Kontaktverbindung ist entsprechend unstabil und es entsteht kein genügend hoher Kontaktdruck. Als Folge davon schliessen und öffnen die Kontakte nicht genügend rasch, was auch bei kleineren Spannungen des Schaltstromkreises schon ein Funkenspiel verursachen und zu einem raschen Abbrand der Kontakte führen kann.
Die pendelnden Bewegungen des Relaisankers bewirken ausserdem eine flatternde Kontaktgabe ; das Relais schnattert. Dadurch wird der Verschleiss noch erheblich beschleunigt.
Es ist ferner auch schon eine Regeleinrichtung mit schleichend schaltendem Fühlkontakt bekannt, bei der mit einem dauernd laufenden Kontaktgeber ein Tast- und Schrittkontakt gesteuert wird, wobei parallel zu dem Tastkontakt und dem dahinter geschalteten Fühlkontakt ein Schrittkontakt nebst einem dahinter geschalteten Haltekontakt geschaltet sind, die ein Relais zum Schalten des Haltekontaktes und des Betriebsstromkontaktes für ein Stellglied steuern und wobei der Schrittkontakt früher schliesst als der Tastkontakt. Durch diese bekannte Schaltung soll vor allem ein Funkenziehen beim Fühlkontakt unterbunden werden und dadurch auch der Fühlkontakt geschont werden. Dies läuft im wesentlichen auf eine Selbsthalte-Überbrückungsschaltung hinaus. Infolgedessen ist die bekannte Schaltung aber mit dem wesentlichen Nachteil verbunden, dass die Regelung nicht feinfühlig sein kann.
Weiters kann der Tastkontakt natürlich auch leicht anliegen, wenn der Schrittschalter schaltet, so dass Funkenbildung infolge Ankerflatterns immer noch möglich ist.
Durch die Erfindung werden alle Nachteile der bisher bekannten Anordnungen vermieden. Die bei Verwendung von Nullindikatorrelais auftretenden Schwierigkeiten werden erfindungsgemäss ohne komplizierte Verstärkerschaltungen oder Schwächung des Schaltstromes überwunden.
Diesen Zweck erfüllt gemäss der Erfindung ein Nullindikatorrelais, bei welchem in einem Auslenkungsweg zwei Kontakte mit unterschiedlichem Abstand angeordnet sind, von denen der weiter abstehende
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Kontakt den brückenunabhängigen Steuerstrom eines zugeordneten Stellglied-Schaltrelais einschaltet, das neben der Schaltverbindung eine Selbsthalteverbindung zum Nullindikatorrelais herstellt, die über den enger abstehenden Kontakt des Nullindikatorrelais wieder unterbrechbar ist.
Bei der erfmdungsgemässen Schaltung sind somit zwei Kontaktanschläge pro Schaltrichtung vorgesehen, von denen der engere zunächst als Spannkontakt einen Steuer-Selbsthaltestromkreis unter höherem Kontaktdruck vorbereitet, der durch den weiteren Schaltkontakt geschlossen wird und von da an der Selbsthaltestromkreis über den unter grösserem Kontaktdruck stehenden Spannkontakt die Reglerstellglieder schaltet. Von Vorteil ist es dabei, dass die engen Kontakte, die nun dem Stromkreis halten, so eng eingestellt werden können, dass der Selbsthaltesteuerstromkreis praktisch verzögerungsfrei unterbrochen werden kann.
Die erfindungsgemässe Schaltungsanordnung ermöglicht es, mit kleinsten Steuerspannungen im Nullabgleich von Brücken- bzw. Kompensationsschaltungen stabile Schaltkontaktverbindungen mit genügend hohem Kontaktdruck herzustellen, was sich beim bevorzugten Anwendungsgebiet der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung in Folgereglern zur Fernverstellung von Hallenfenstern besonders vorteilhaft auswirkt, weil hier ein ruckartiges Ein- oder Ausschalten des Stellgliedes zum Bruch der Verglasung führen könnte.
Für diese Anwendung sieht die Erfindung speziell ein an sich bekanntes polarisiertes Relais vor, bei dem die Kontaktanordnung auf jeder Auslenkungsseite vorgesehen ist.
In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel einer Fensterfernstelleinrichtung für Industriegebäude näher erläutert und beschrieben.
Fig. 1 ist der Stromlaufplan der erfindungsgemässen Relaisanordnung in einer Brückenschaltung ;
Fig. 2 zeigt ein Justierungsbeispiel der erfindungsgemässen Relaiskontaktanordnung ;
Fig. 3 ist der Stromlaufplan des Reglerstellgliedes.
Die Wheastonsche Brücke 3 und die Relaisanordnung 4 sind an die Klemmen 1 und 2 der Gleichstromversorgung angeschlossen. Die Vergleichswiderstände sind hier die beiden Drehpotentiometer 5 und 6, die miteinander das Brückenverhältnis bilden.
Beim Ausführungsbeispiel ist das Drehpotentiometer 5 der in der Halle an zugänglicher Stelle vorgesehen Soll-Wertgeber, das Drehpotentiometer 6 der mit dem Stellglied oder mit den zu verstellenden Hallenfenstern gekoppelte Ist-Wertgeber. Der jeweiligen Stellung der Hallenfenster entspricht eine bestimmte Abgriffsstellung ll : l2 des Ist-Wertgebers, wobei es sich dabei um die Abgriffstellung des Drehpotentiometers 6 mit den Widerstandzweigen Z : handelt. Zwischen den abgegriffenen Polen der Brücke (in der Brückendiagonale) ist das polarisierte Relais 7 angeordnet.
Wie hinreichend bekannt, verschiebt sich bei Betätigung des hier für bestimmte Stellungen des Fensters Eichmarkierungen aufweisenden Soll-Wertgebers (Drehpotentiometer 5) das Brückenverhältnis aus der Nullage. Je nach Richtung der Abweichung wird über die Relaisanordnung 4 das Stellglied (der auf die Drehachse der Hallenfenster einwirkende Drehstrommotor 11 (Fig. 3) so lange auf Vor-oder Rückwärtslauf geschaltet, bis der Nullabgleich wieder hergestellt ist, d. h. die Hallenfenster also in die gewünschte Stellung gebracht sind.
Bei Verschiebung des Brückenverhältnisses aus der Nullage wird je nach Stromrichtung der Kontaktarm 7 a des Relais 7 entweder gegen die Kontakte 8 b und 8 a oder die Kontakte 9 b bzw. 9 a ausgelenkt.
Wie auch in Fig. 2 ersichtlich, ist der Kontaktabstand unterschiedlich eingestellt. Bei der Auslenkung des Kontaktarmes 7 a werden infolgedessen erst die eng eingestellten Kontakte 8 b und 9 b und dann erst die weiteren Kontakte 8 a und 9 a berührt. Die Schaltung ist jedoch gemäss der Erfindung so getroffen, dass zuerst über die Kontakte 8 a und 9 a die vorgesehenen Schaltstromrelais 10 a oder 10 b an die Steuerstromleitung angeschlossen werden.
Neben den Kontaktarmen 10 'und IC V-in Fig. 3, welche die Schütze 12 a, 12 b für den Netzanschluss des Motors 11 schalten-sind beim Schaltrelais 10 a und 10 b weitere Kontaktarme 10 a"und IC 6"-Fig. l-vorgesehen. Über diese wird ein zweiter Steuerstromkreis für die Relais 10 a bzw. 10 b, nunmehr über die unter höherem Kontaktdruck stehenden engeren
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o, ntaktverbindungen 7 a18 b bzw. 7 a19 b, geschaltet. Unabhängigabgleichspannung in der Brückendiagonale wird somit über die vom Gesamtstrom gespeisten und daher hohen Kontaktdruck aufweisende Relaisverbindung (10 a und 10 b) der Motorstrom vom Brückenrelais 7 gehalten.
Ein Flattern der Schaltstromrelais 10 a und 10 b, wobei die Hallenfenster infolge ruckartigem Motoranlauf zu starken Schwingungen angefacht würden und zu Bruch gehen könnten, ist dabei weitgehend ausgeschlossen.
Das Schaltbild, das in der Fig. 3 dargestellt ist, zeigt eine normale Steuerung. Der Motor 11 ist über die zwei Schütze Cl und C2 mit dem Netz verbunden. Das eine Schütz Ci dient zum Vorwärtslauf, das andere Schütz C2 zum Rückwärtslauf. Die beiden Endschalter 13 a und 13 b begrenzen den Vorwärts- und den Rückwärtslauf. Die beiden Kontrollampen 15 a und 15 b, die über den Schützkontakt 10 a'bzw. 10 b'geschaltet werden, haben die Aufgabe einer Kontrollanzeige. Die Schütze Cl und C2 sind mit den Ruhekontakten 14 a bzw. 14 b in üblicher Weise gegeneinander verriegelt. Wie aus der Schaltung in
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aten 10 a... und 10 b"'betätigt. Die Schaltung der Schütze kann auch ohne Relais erfolgen.
Die Anordnung der Sicherungen 16 und des Bimetallauslösers 17. in der Fig. 3 sind ebenfalls in der allgemein üblichen Weise ausgeführt.