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Schaltungsanordnung zur Verhinderung der Wiederholung der Erregung
eines Relais In Anlagen der Nachrichtentechnik, insbesondere der Fernsprechvermittlungstechnik,
ist es vielfach erforderlich, daß ein Relais, an dem eine Mehrzahl von Anreizen,
z. B. in Form von Impulsen, auftreten kann, nur auf den ersten Anreiz hin, nicht
aber auf etwaige weitere Anreize hin erregt wird.
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Ein solcher Fall tritt beispielsweise bei überwachungseinrichtungen
auf, bei denen auf eine Fehlermeldung, z. B. in Form eines Impulses, hin ein überwachungsrelais
nur einmal ansprechen und gegebenenfalls wieder abfallen soll, unabhängig davon,
ob danach noch weitere Fehlermeldungen anstehen oder nicht. Ein ähnlicher Fall liegt
vor, wenn bei einem überwachungsrelais, das im Fehlerfall abfällt und dabei die
Umschaltung von einer Haupteinrichtung eine Reserveeinrichtung bewirkt, ein erneutes
Ansprechen verhindert werden soll, das beispielsweise durch eine Selbstausheilung
des Fehlers in der Haupteinrichtung hervorgerufen werden könnte, und die Wiederanschaltung
der Haupteinrichtung bewirken würde. In diesem Fall würde unter Umständen das Vorhandensein
eines Fehlers vom überwachungspersonal gar nicht wahrgenommen werden.
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Die vorstehend erläuterte Aufgabe einer Verhinderung der Erregung
eines Relais nach einer ersten Erregung unterscheidet sich grundsätzlich von einer
anderen Aufgabe, die Fehlbetätigung eines Relais durch Ausgleichvorgänge, z. B.
durch Kondensatorentladungen, zu verhindern. Zur Lösung der letztgenannten Aufgabe
ist bereits durch die deutsche Patentschrift 936 576 eine Anordnung bekanntgeworden;
bei der in Reihe zu dem Relais eine hochpermeable Kerndrossel geschaltet ist, die
relativ nederohmig ist und die eine Dämpfungswicklung besitzt. Mit dieser Anordnung
wird erreicht, daß ein Kondensator sich nicht stoßartig über das Relais entladen
und dieses dabei zum Ansprechen bringen kann, sondern daß der Ausgleichstrom auf
einen solchen Wert begrenzt wird, daß das Relais nicht anspricht; dagegen kann nach
dem Einschalten eines normalen Relaiserregungsstroms das Relais zum Ansprechen gebracht
werden. Die bekannte Schaltung verhindert also in jedem Falle ein Ansprechen eines
Relais auf Strom-Impulse, wie sie beispielsweise bei einer Kondensatorentladung
auftreten.
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Demgegenüber betrifft die Erfindung eine. Schaltungsanordnung zur
Verhinderung der Wiederholung der Erregung eines Relais nach einer ersten Erregung,
unter Verwendung einer Spule mit ferromagnetischem Kern mit ausgeprägter Hysteresisschleife;
diese Schaltungsanordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Spule in einem parallel
zur Erregungswicklung des Relais verlaufenden Stromzweig angeordnet ist, wo sie
durch das die erste Erregung des Relais bewirkende Signal von dem einen in den anderen
magnetischen Sättigungszustand umgesteuert wird.
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An Hand der Figuren sei die Erfindung näher erläutert.
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Fig. 1 zeigt eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung, in der
ein Relais R mit einer Erregungswicklung I und einer Selbsthaltewicklung II verwendet
ist; die Selbsthaltewicklung ist in Reihe zu einer Batterie und einem Kontakt r
1 geschaltet. Parallel zu der Erregungswicklung I des Relais R ist eine Spule
WS
geschaltet, die auf einen ferromagnetischen Kern KS mit ausgeprägter Hysteresisschleife
aufgebracht ist. Außer der Spule WS ist auf dem ferromagnetischen Kern noch eine
weitere Wicklung WL aufgebracht, die in Reihe zu einem Schalter
TL und einer Batterie geschaltet ist.
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Die Schaltungsanordnung nach Fig. 1 arbeitet in folgender Weise. Es
sei angenommen, daß sich das Relais R zunächst in seinem Ruhezustand befindet, also
nicht erregt ist, und daß sich der ferromagnetische Kern KS beispielsweise im Zustand
negativer magnetischer Remanenz befindet. Es werde nun der Schaltungsanordnung an
ihrem Speisepunkt S ein Anreiz; z. B. in Form eines Stromimpulses, zugeführt. Dieser
Stromimpuls bewirkt einmal eine Umsteuerung des Relais R in den Erregungszustand;
daneben bewirkt der Stromimpuls eine Ummagnetisierung des ferromagnetischen Kernes
KS vom Zustand negativer Remanenz
in den positiven magnetischen
Sättigungszustand. Nachdem der Umsteuerungsanreiz an dem Speisepunkt S der Schaltungsanordnung
nach Fig. 1 wieder verschwunden ist, verbleibt das Relais R im Arbeitszustand, da
es über seinem Kontakt r1 einen Stromkreis für eine Selbsthaltewicklung R 11 geschlossen
hat. Der ferromagnetische Kern KS gelangt in den Zustand positiver magnetischer
Remanenz. Es sei nun angenommen, daß danach das Relais R wieder in den Ruhezustand
zurückgesteuert wird. Dies kann beispielsweise, ohne daß dies jedoch in Fig. 1 besonders
dargestellt ist, dadurch geschehen, daß der Selbsthaltestromkreis des Relais unterbrochen
wird. Wird jetzt in Form eines weiteren Stromimpulses der Schaltungsanordnung nach
Fig. 1 an ihrem Speisepunkt S erneut ein Anreiz zur Umsteuerung des Relais R von
seinem Ruhe- in seinen Arbeitszustand zugeführt, so vermag dieser weitere Stromimpuls
das Relais R nicht mehr zu erregen. Während nämlich beim Auftreten des vorangehenden
ersten Stromimpulses der ferromagnetische Kern KS von seinem einen ausgezeichneten
magnetischen Zustand, nämlich den negativen Sättigungs- bzw. Remanenzzustand, in
seinen anderen ausgezeichneten magnetischen Zustand, nämlich den positiven Sättigungs-
bzw. Remanenzzustand ummagnetisiert wurde und die Spule WS
während der Ummagnetisierungszeit
einen relativ hohen induktiven Widerstand darstellte, befindet sich der ferromagnetische
Kern KS beim Auftreten von nachfolgenden Stromimpulsen an dem Speisepunkt S bereits
von vornherein in dem positiven magnetischen Zustand; der induktive Widerstand der
Spule WS besitzt dabei einen so kleinen Wert, daß die Anzugswicklung I des
Relais R durch die Spule WS praktisch kurzgeschlossen wird. Das Relais R
kann also nur einmal vom Ruhezustand in den Arbeitszustand übergehen und gegebenenfalls
wieder in den Ruhezustand zurückgeschaltet werden: eine Wiederholung des Überganges
vom Ruhezustand in den Arbeitszustand wird durch die Spule WS mit dem Kern
KS verhindert. Es sei hier bemerkt, daß die Zeitspanne, in der die Ummagnetisierung
des ferromagnetischen Kernes KS vor sich geht, größer als die Ansprechzeitspanne
des Relais R sein muß, damit nicht bereits das erste Ansprechen des Relais R verhindert
wird.
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Die Rückstellung des ferromagnetischen Kernes KS in den Ausgangszustand
kann in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 dadurch veranlaßt werden, daß mittels
der Löschtaste TL ein Stromkreis für die auf dem Kern KS aufgebrachte zweite
Wicklung WL geschlossen wird, wobei durch diese Wicklung WL ein die
Rückmagnetisierung des Kernes KS bewirkender Strom fließt.
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In Fig. 2 ist eine Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung dargestellt,
die mehrere Speisepunkte (S) besitzt, an denen ihre Anreize z. B. in Form von Stromimpulsen
zugeführt werden können.
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Solche Impulse können beispielsweise Fehlermeldungen sein, die in
Abhängigkeit von der Art und dem Ort von in einer überwachten zentralen Haupteinrichtung
auftretenden Fehlern an verschiedenen Stellen abgegeben werden. In einem solchen
Fall ist es unter Umständen wichtig zu wissen, an welcher Stelle beim Auftreten
mehrerer Fehlermeldungen die erste Fehlermeldung aufgetreten ist. Gegebenenfalls
kann es auch erforderlich sein, daß nur ein einziges Relais erregt wird, nämlich
dasjenige, bei dem die erste Fehlermeldung wirksam wird, nicht aber die weiteren
Relais, an denen ebenfalls Fehlermeldungen wirksam werden könnten.
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In der Schaltungsanordnung nach Fig.2 ist an jeden Speisepunkt (S)
ein Relais (R) angeschlossen. Eine Spule WS mit ferromagnetischem Kern KS
mit ausgeprägter Hysteresisschleife ist parallel zu den über Richtleiter (D) entkoppelten
Erregungswicklungen (1) der Relais (R) angeordnet. Jedes Relais (R) besitzt wiederum
einen aus einer Haltewicklung (11) und einem Relaiskontakt (r1) aufgebauten Selbsthaltestromkreis.
Beim Auftreten eines Impulses an einem der Speisepunkte, z. B. beim Auftreten eines
Impulses an dem Speisepunkt Sa, wird das zugehörige Relais Ra von seinem Ruhezustand
in seinen Arbeitszustand umgesteuert; gleichzeitig gelangt der ferromagnetische
Kern KS von seinem negativen in seinen positiven magnetischen Zustand. Diese Vorgänge
wurden bereits an Hand der Fig. 1 erläutert. Während der Ummagnetisierung des ferromagnetischen
Kerns KS stellt die Spule WS einen relativ hohen induktiven Widerstand dar; das
Relais Ra kann daher ungehindert ansprechen. Nach der Ummagnetisierung des Kerns
KS besitzt die Spule WS dagegen einen nur sehr kleinen induktiven Widerstand.
Treten nunmehr an den Speisepunkten Sa ... Sn weitere Impulse auf, so werden
für diese weiteren Impulse die Ansprechwicklungen I der Relais Ra ... Rn
durch die Spule WS
praktisch kurzgeschlossen. Die Spule WS verhindert also
in dem Betriebszustand, in den sie bei dem ersten Ansprechen eines der Relais Ra
... Rn gelangt ist, die Wiederholung des Ansprechens nicht nur bei diesem
ersten Relais, sondern auch bei den weiteren Relais, so daß unabhängig von der Anzahl
der nacheinander an den Speisepunkten Sa ... Sn auftretenden Impulse nur
dasjenige Relais einmal anspricht, an dem zum ersten Mal ein Impuls wirksam wird.
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Es ,sei hier bemerkt, daß die Zeitspanne, in der die Ummagnetisierung
des ferromagnetischen Kernes KS vor sich geht, größer als die Ansprechzeit eines
Relais (R) sein muß, damit nicht bereits das erste Ansprechen eines der Relais verhindert
wird. Auf der anderen Seite muß die für die Ummagnetisierung des Kernes KS benötigte
Zeitspanne kleiner als diejenige Zeitspanne sein, die zwischen dem Wirksamwerden
zweier Stromimpulse an den Speisepunkten (.S) liegt. Diese Grenzen für die Dimensionierung
des Kernes KS können gewisse Schwierigkeiten mit sich bringen, insbesondere dann,
wenn es sich um Relais mit relativ langen Ansprechzeiten handelt. Einer derartigen
Schwierigkeit kann man aus dem Wege gehen, indem man die Spule WS erst nach dem
Ansprechen eines der Relais R anschaltet. Bei Anwendung einer derartigen Schaltung
fällt das Erfordernis weg; die Ummagnetisierungszeit des ferromagnetischen Kernes
KS größer als die Ansprechzeit eines der Relais R zu wählen.
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Die betreffende Schaltungserweiterung ist in der Fig.2 gestrichelt
eingezeichnet, wobei dann die direkte Verbindung der beiden Punkte p und q wegfällt.
Vor der Wicklung WS des ferromagnetischen Kernes KS sind Arbeitskontakte
r 2 a ... r 2 n der Relais Ra ... Rn angeordnet, die
parallel zueinander geschaltet sind. Mit Ansprechen eines der Relais Ra
... Rn, wird der zugehörige Kontakt r 2 a ... r 2 n
geschlossen,
der damit die Wicklung WS anschaltet. Nach Anschalten dieser Wicklung findet
deren Ummagnetisierung statt, die in diesem Falle, da das Ansprechen
des
betreffenden Relais nicht mehr abgewartet zu werden braucht, in beliebig kurzer
Zeit stattfinden kann.
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ES könnte nun der Eindruck entstehen, daß bei Verwendung der vorstehend
beschriebenen Arbeitskontakte r 2 a ... r 2 n der Kern KS überhaupt
nicht nötig wäre, da bereits mit Schließen eines dieser Kontakte auch ohne die Wicklung
WS eine niederohmige Ableitung für weiterhin an den Klemmen S eintreffende
Anreize bestehen würde. Der Kern KS ist jedoch aus folgendem Grunde nach wie vor
erforderlich: Die Betätigungszeitpunkte der Kontakte einzelner Relais unterliegen
von Relais zu Relais gewissen Streuungen. Dies kann dazu führen, daß in einer Schaltung
gemäß Fig.2 der Selbsthaltekontakt r 1 a ... r 1 n eines der
Relais Ra ... Rn später schließt als der zugehörige Kontakt r2a
... r2n. In einem solchen Falle würde durch das Schließen des letzteren Kontaktes
das vollständige Anziehen des betreffenden Relais verhindert werden und damit ein
richtiges Ansprechen des Relais überhaupt nicht stattfinden. Eine derartige Fehlbetätigung
wird nun durch das Vorhandensein des Kernes KS vermieden. Die Ummagnetisierungszeit
des Kernes KS überbrückt in jedem Falle eine mögliche zeitliche Differenz zwischen
einem unter Umständen zu frühen Schließen eines der Kontakte r2a ... r2n
und dem Schließen des entsprechenden Kontaktes r 1 a ...
r 1 n.
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Eine besondere Rolle spielt der vorstehend beschriebene Effekt bei
Relais mit Einzelankerkontakten, bei welchen die einzelnen Kontakte von individuellen
Ankern einzeln betätigt werden. Bei derartigen Relais sind Streuungen der Kontaktschließungszeiten
besonders leicht möglich, so daß also die Schaltung gemäß Fig. 2 unter Verwendung
der gestrichelt eingezeichneten Arbeitskontakte bei Relais mit Einzelankerkontakten
mit besonderem Vorteil anwendbar ist.
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In der Schaltungsanordnung nach Fig.2 schließt die Spule WS die Ansprechwicklungen
1 der Relais (R) so lange kurz, bis mittels der Löschtaste TL ein
Stromkreis für die auf dem ferromagnetischen Kern KS aufgebrachte zweite Wicklung
WL geschlossen wird, durch die dabei ein die Rückmagnetisierung des Kerns
bewirkender Strom fließt.