Zeitrelaisanordnung In vielen Relaissystemen, insbesondere solchen zur Steuerung und überwachung von elektrischen Anlagen, wird z. B. eine bestimmte Zeitverzögerung eines Relais aus einer Reihe verschiedener Relais benötigt, um eine einwandfrei aufeinanderfolgende Schalttätigkeit herbeizuführen. Die für diesen Zweck gewöhnlich benützten Telegraphenrelais sind wegen ihres mechanischen Aufwandes wartungsbedürftig und leicht störanfällig. Diese Anfälligkeit bedingt insbesondere bei der Verwendung solcher Relais in verunreinigten Atmosphären, beispielsweise in stau bigen Betriebsräumen, Mittel, die eine Verschmut zung der mechanischen Teile verhindern.
Zu diesem Zweck ist es notwendig, die Relais hermetisch von ihrer Aussenwelt abzuschliessen. Bei einfachen Relais ist eine solche Abdichtung ohne weiteres und mit verhältnismässig geringem Aufwand möglich. Bei kontaktbehafteten Zeitrelais lässt sich jedoch eine solche hermetische Abdichtung nur sehr schwer durchführen, da auch die für die Verzögerung notwendigen kontaktbehafteten Teile mit an die Ab dichtung eingeschlossen werden müssten und aus diesem Grunde zur Verstellung der Verzögerungs zeiten ein Öffnen der Abdichtung unumgänglich wäre. Solche Relais wären also hinsichtlich der Bedienung und des Aufwandes kompliziert und schwierig zu handhaben.
Es soll nun eine Zeitrelaisanordnung geschaffen werden, die ohne kontaktbehafteten Zeitverzögerungs- kreis auskommt, wobei dessen Verstellbereich ver hältnismässig gross sein soll. Ausserdem soll eine Ver besserung der Bedienbarkeit und eine Verringerung der Störanfälligkeit erreicht werden.
Dies gelingt er findungsgemäss dadurch, dass im Erregerkreis eines Relais eine kontaktlose Schalteinrichtung vorgesehen ist, die in Steuerabhängigkeit von einem verstell baren RC-Glied zum verzögerten Schalten der Schalt- einrichtung bei Betätigung eines Auslöseschalters ge bracht ist.
Mit dem Gegenstand der Erfindung gelingt es, eine Zeitrelaisanordnung zu schaffen, die eine Ver grösserung der normalen Ansprechzeit nach Auftreten eines Auslösebefehls ohne weiteres zulässt. Weiter hin liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Zeitrelaisanordnung zu schaffen, bei der die für die Zeitverzögerung massgeblichen Teile ausserhalb der Abdichtung für das eigentliche Relais angeordnet werden können und somit dem Bedienungspersonal leicht zugänglich sind.
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstan des werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert.
In Fig.l ist ein hermetisch abgeschlossenes Relais R gezeigt, das mit einem Zeitverzögerungs- kreis TD verbunden ist. Eine Speisespannungsquelle mit den Klemmen P und N speist den Zeitverzöge- rungskreis und das Relais in weiter unten noch näher beschriebener Weise. Im Stromkreis des Relais und des Zeitverzögerungskreises ist ein Transistor T mit seiner Emitter-Kollektor-Strecke
angeordnet; und zwar ist er mit der Relaisspule in Reihe geschaltet. Dem Transistor wird eine passende Spannung - bei spielsweise 24 V - durch einen Spannungsteiler zu geführt, der aus der Reihenschaltung der Wider stände R1, R2 und R3 besteht, die unmittelbar an die Klemmen P und N angeschlossen sind. Die Rei henschaltung des Transistors T mit der Spule des Relais R ist dabei an den mittleren Widerstand R2 gelegt. Der Speisestromkreis für das Relais R geht von der Klemme P über den Widerstand R3, den Transistor T, die Spule des Relais R und den Wider stand R1 zur Klemme N.
Zum Steuern des Transi stors als Schalttransistor zwecks Erregung oder Erst regung des Relais dient ein Starttaster PB, der zwi- schen Basis und Emitter des Transistors T angeord net ist und im geschlossenen Zustand beide Elek troden kurzschliesst, so dass der Transistor strom sperrend ausgesteuert wird und den Stromkreis für die Relaisspule unterbrochen hält.
Zur Aussteuerung des Transistors T in den stromdurchlässigen Zustand zwecks Einleitung einer verzögernden Betätigung des Relais R wird ein RC- Glied benutzt, das aus einem Potentiometer PO, einem Widerstand R4 und einem Kondensator C besteht, die gemeinsam in Reihenschaltung parallel zum Widerstand R2 des Spannungsteilers angeord net sind.
Der Kondensator C ist ausserdem parallel zum Starttaster PB und zur Emitter-Basis-Strecke des Transistors T gelegt, so dass bei geöffnetem Starttaster eine Spannung am Kondensator C auf tritt, die exponentiell so ansteigt, dass der Transistor bei einem bestimmten Spannungswert stromdurch lässig wird.
Damit der Transistor nicht allmählich von dem einen in den anderen Zustand übergeht, sondern im Schaltbetrieb arbeiten kann, ist zwischen der Basis des Transistors und der Verbindung des Kon- densators C mit dem Starttaster PB noch eine Zener- diode Z angeordnet. Sie liegt also im Steuerkreis des Transistors in Reihe mit dem Kondensator C. Diese Zenerdiode wird bei einer bestimmten Spannung, bei spielsweise von 8 V, des Kondensators C stromdurch lässig.
Der Relaiswicklung ist ferner eine Diode D paral lel geschaltet, und zwar so, dass säe den Erregerstrom über die Relaiswicklung zwingt.
Um einen ausreichend grossen Rückstrom zur Kompensation des Leckstroms im Transistor T vom Kollektor zur Basis bereitzustellen, wobei der Leck strom je nach der Type des Transistors bei unter schiedlichen Temperaturen auftreten kann, ist ein Widerstand R5 zwischen Basis und Klemme P ge schaltet. Der Widerstand R5 gibt im Zusammen wirken mit dem Widerstand R3 des Spannungsteilers eine positive Hilfsspannung bestimmter Grösse, bei spielsweise 1 V, in umgekehrter Richtung auf die Basis des Transistors T ab.
Besagter Hilfsspannungs- kreis reicht von der Klemme P über den Widerstand R5 zur Basis und von dort über den Emitter des Transistors T und die Widerstände R2 und R1 zur Klemme N. Die Widerstände R3 und R5 sind so bemessen, dass sie die erforderliche vorgenannte posi tive Spannung an der Basis des Transistors hervor rufen. Zweckmässig kann als Widerstand R5 ein Thermistor benutzt werden, der Veränderungen der Umgebungstemperatur in weiten Grenzen selbsttätig ausgleicht.
Beim normalen Betrieb des Zeitverzögerungs- stromkreises TD ist der Starttaster PB geschlossen. Die Spannung am Kondensator C ist dabei Null. Somit ist der Transistor stromsperrend ausgesteuert, da an Basis und Emitter keine Differenzspannung liegt. Sobald der Starttaster PB geöffnet wird, fällt der Kurzschluss des Kondensators C weg. Somit be ginnt sich dieser aufzuladen, da er in Reihe mit dem Widerstand R3, R4, dem Potentiometer PO und dem Widerstand R1 an die Klemmen P und N ange schlossen ist.
Die Ladezeitkonstante hängt von der Stellung des Potentiometers PO ab. Nach einer durch die Zeitkonstante des RC-Kreises vorgegebenen Zeit liegt am Kondensator C eine bestimmte Spannung von beispielsweise 8 V an, die ausreicht, die Zener- diode D stromdurchlässig zu machen, so dass ein Strom vom Emitter zur Basis des Transistors fliessen kann.
Der betreffende Stromkreis geht von der Klemme P über den Widerstand R3, die Emitter- Basis-Strecke des Transistors T, die Zenerdiode Z, den Widerstand R4 und das Potentiometer PO sowie den Widerstand R1 zur Klemme N. Der Transistor T gelangt nunmehr in den stromdurchlässigen Zu stand und stellt dabei den Stromkreis für das Relais R her, wobei dieser Stromkreis von der Klemme P über den Widerstand R3, den Transistor T, das Relais R, den Widerstand R 1 zur Klemme N führt.
Nach Wiederschliessen (Loslassen) des Starttasters PB wird der Kondensator C kurzgeschlossen, so dass er sich sehr rasch entladen kann. Dabei verschwindet die Öffnungsspannung am Steuerkreis des Transistors T, und dieser wird stromsperrend ausgesteuert und unterbricht somit den vorerwähnten Relaisstromkreis. Um die beim Feldabbau in der Relaiswicklung indu zierte Spannung möglichst klein zu halten zum Schutz des Transistors, ist die besagte Diode D vorgesehen. Es kann also über die Diode D ein Strom fliessen, so dass ein ausserordentlich hoher Spannungsanstieg an der Relaiswicklung beim Unterbrechen des Relais stromkreises nicht auftreten kann.
Der Zeitverzögerungsstromkreis TD kann auch gut impulsweise betrieben werden, wenn ein Arbeits kontakt<I>CA</I> des Relais R parallel zum Starttaster PB wirksam gemacht wird, so dass selbsttätig eine solche Steuerung der Erfindung erfolgt, wie wenn der Starttaster von Hand geöffnet und wieder ge schlossen wird. Solange der Starttaster PB geöffnet gehalten wird und der Schalter S geschlossen ist, wird das Relais R rhythmisch ansprechen und abfallen. Mit seinem Kontakt CB wird es dann einen nicht dargestellten Stromkreis ein- und ausschalten.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung gezeigt, wobei die Basis des Transistors T zur Verhinderung unvorhergesehe ner Betätigung des Relais durch Leckstrom bei nor maler oder auch höherer Umgebungstemperatur un mittelbar mit dem Emitterpotential verbunden wer den kann. Die Schaltung in Fig. 2 entspricht in wesentlichen Teilen dem vorerwähnten Ausführungsbeispiel, so dass entsprechende Teile mit den gleichen Bezugs zeichen versehen sind.
Im Unterschied zur Schal tung nach Fig. 1 sind der Kondensator C auch mit seiner anderen Klemme und die Basis des Transistors <I>T</I> über Kontaktanordnungen PBa und PBb des Start- tasters PB mit der Klemme P verbindbar. Der Konden sator C wird normalerweise entladen über einen Kurz schlusskreis, der den Kontakt PBb enthält.
Die Basis des Transistors T ist über die Reihenschaltung der Kontakte PBb mit einem Kontakt PBa an die Klemme P anschliessbar, mit der auch der Emitter unmittelbar verbunden ist.
Die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig.2 entspricht der der Schaltung nach Fig. 1. Die Span nung am Kondensator C und damit auch die Span nung zwischen Basis und Emitter des Transistors T ist Null, wenn der Starttaster PB mit seinen Kon takten PBa und PBb geschlossen ist.
Bei öffnen des Starttasters wird der Kurzschlusskreis durch öffnen des Kontaktes PBb unterbrochen und der Konden sator C lädt sich über den Widerstand R4, das Poten- tiometer PO und den Widerstand R1 so weit auf;
bis die Sperrspannung der Zenerdiode erreicht ist und diese ihre Sperrwirkung verliert, so dass ein Strom auf die Basis des Transistors T gelangen kann, der den Transistor T in den stromführenden Zu standsteuert. GleichzeitigwirddieVerbindungzwischen Basis und Emitter durch die offenen Kontakte PBa und PBb aufgetrennt. Bei Schliessen des Starttasters PB schliesst der Kontakt PBb wiederum den Kon densator C kurz.
Ausserdem wird durch die Kon takte PBa und PBb die Basis mit dem Emitter des Transistors unmittelbar verbunden und dieser da durch stromsperrend ausgesteuert, wodurch das Relais R von der Speisestromquelle abgeschaltet wird.