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Vor- und rückwärtssteuerbare Zähl- und/oder Wähl-Relaiskette Die Erfindung
bezieht sich auf eine impulssteuerbare vor- und rückwärtszählende Zähl- und/oder
Wähl-Relaiskette, deren Relais in zwei anzahlmäßig gleichen, die geradzahligen und
die ungeradzahligen Zählwerte darstellende Relaisgruppen angeordnet sind, der eine
aus zwei Relais bestehende Umkehrschaltung zur abwechselnden Weitergabe der Eingangsimpulse
an eine der beiden Relaisgruppen vorgeschaltet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Relaiskette
zu schaffen, die zur Erzielung hoher Betriebssicherheit nur aus Relais mit Arbeitskontakten
und nur einer Wicklung aufgebaut und mit nur einem Umschalter für die Richtungsumkehr
versehen ist und die sich zum Aufbau von zyklischen, z. B. dekadischen Zähleinrichtungen
eignet.
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Bei bekannten impulsgesteuerten Relaisketten dieser Art werden über
bei jedem Impuls nur einmal ihre Lage unter dem Einfluß der Taktrelais- oder Umkehrschaltung
ändernde, dabei abwechselnd für eine der beiden Gruppen eine Gruppenimpulsleitung
durchschaltende Umschaltkontakte die je einem Zählschritt individuell zugeordneten
Relais bis zu einem der Anzahl der eingegebenen Impulse entsprechenden Relais betätigt
und nach Betätigung eines Umschaltmittels durch eine zweite Impulsreihe in entgegengesetzter
Schaltreihenfolge zurück betätigt, und das jeweils betätigte Relais schaltet über
einen dabei schließenden Vorbereitungskontakt die Erregerwicklung des in der jeweiligen
Schaltreihenfolge nächsten, in der anderen Gruppe angeordneten Relais vorbereitend
direkt an die dieser Gruppe zugeordnete Gruppenimpulsschaltung an und schaltet sich
mit einem weiteren Arbeits- oder Haltekontakt an eine Halteleitung an.
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Bei der bekannten Schaltungsanordnung besteht der Nachteil, daß beim
Ansprechen eines höherwertigen Relais der Kette sämtliche Relaiskontakte der vorgeschalteten
gerad- oder ungeradzahligen Relais in dessen Stromkreis eingeschaltet sind. Dadurch
wird die Betriebssicherheit einer solchen Relaiskette nicht unerheblich beeinträchtigt,
weil die große Zahl der in Reihe geschalteten Kontakte einen Unsicherheitsfaktor
darstellt und außerdem die Anzahl der wirksamen Kontaktwiderstände sich so erhöhen
kann, daß ein Relais unter Umständen nicht mehr anzieht. Ferner eignet sich die
bekannte Relaiskette nicht zum Aufbau von zyklischen, z. B. dekadischen Zählschaltungen,
weil für diesen Zweck die betätigten Relais wieder stromlos werden müssen, damit
sie für den nächsten Zählzyklus wieder zur Verfügung stehen. Gemäß der Erfindung
werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß a) jeder Gruppe in bekannter Weise
individuell je eine durchgehende Gruppenhalteleitung sowie je eine Gruppenfortschalteleitung
für Vorwärtsschaltung zugeordnet sind, an die die Kontakte der Umkehrschaltung gruppenweise
abwechselnd das Gegenpotential (Erde) zum Halten bzw. Ansprechen der mit einer einzigen
Wicklung einerseits fest am Potential (Spannung) angeschlossenen Relais so anschalten,
daß nach dem Einschalten eines jeden Relais einer Gruppe die Halteleitung der anderen
Gruppe aufgetrennt wird und das in der Schaltreihenfolge vorgeordnete Relais abgeschaltet
wird und abfällt, und daß b) jeder Gruppe zusätzlich je eine Gruppenfortschalteleitung
für die Rückwärtsfortschaltung individuell zugeordnet ist, an die jedes Relais der
Gruppe durch je einen zusätzlichen Vorbereitungskontakt zur Rückwärtsfortschaltung
des in dieser Schaltreihenfolge vorgeordneten Relais der anderen Gruppe bei dessen
Ansprechen vorbereitend angeschaltet wird.
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Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß die einzelnen Relais.
lediglich dazu dienen, den Zählstand anzugeben und sofort wieder ausgeschaltet werden,
sobald ein weiterer Zählschritt vor- oder rückwärts erfolgt. Damit stehen die einzelnen
Relais für weitere Zählschritte zur Verfügung, und es bedarf zum Aufbau einer mehrstufigen
zyklischen Zähleinrichtung nur einer geringen Anzahl von Relais. Darüber hinaus
ergibt sich der weitere Vorteil, daß es möglich ist, die Relaiskette mit solchen
Relais aufzubauen,
die nur mit Arbeitskontakten ausgerüstet sind.
Diese Relais, beispielsweise mit Schutzrohrankerkontakten, weisen eine erheblich
größere Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit auf, weil ihre Kontakte in gasgefüllten
und damit vor Sauerstoffzutritt geschützten Gehäusen angeordnet sind. Damit werden
auch die Kontaktwiderstände ganz erheblich herabgesetzt und bleiben während der
Relaislebensdauer annähernd konstant.
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Durch die Anordnung nach der Erfindung wird erreicht, daß stets nur
dasjenige Relais eingeschaltet ist, welches den Zählwert darstellt. Der erste Arbeitskontakt
stellt das Halten sicher, indem er das Relais an eine der besonderen Halteleitungen
anschaltet, während die beiden anderen Arbeitskontakte mit je einer der Gruppenfortschalteleitungen
für Vorwärts-und Rückwärtszählung in Verbindung stehen, wodurch das nächstniedrigere
bzw. das nächsthöhere Relais Gegenpotential (Erde) erhält, wenn beim nächsten Impuls
eine dieser beiden Leitungen mit Erde verbunden wird.
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Bei einer nur vorwärtszählenden Relaiskette ist es zwar bereits bekannt,
jeder geradzahligen und ungeradzahligen Gruppe individuelle durchgehende Gruppenhalte-
und Gruppenimpulsleitungen zuzuordnen, an die die Taktreläiskontakte gruppenweise
abwechselnd das Gegenpotential (Erde) zum Halten bzw. Ansprechen der mit ihrer einzigen
Wicklung einerseits fest am Potential (Spannung) angeschlossenen Relais so anschalten,
daß nach dem Einschalten je eines Relais einer Gruppe die Halteleitung der anderen
Gruppe aufgetrennt und somit das in der Schaltreihenfolge vorgeordnete Relais abgeschaltet
wird.
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Diese bekannte Schaltung eignet sich in erster Linie zum Zählen von
Nummernstromstößen für Fernsprechwählanlagen, weist jedoch den Nachteil auf, daß
sie zur Taktschaltung eine große Anzahl von Relais benötigt und daher sehr aufwendig
ist. Diese Taktschaltung würde bei Erweiterung auf umgelehrte Zählrichtungen noch
einen erheblichen zusätzlichen Aufwand erfordern.
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Mit der Erfindung wird durch die vorgeschlagenen Verbesserungen und
Vereinfachungen, einer solchen Relaiskette ein erheblich größerer und weiterer Anwendungsbereich
erschlossen, da nunmehr eine numerische Digitalsteuerung geschaffen werden kann,
die sich vorzüglich zur Steuerung von Kranlagen, Werkzeugmaschinen u. dgl. eignet.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist jede Gruppenfortschalteleitung
individuell über je eine Diode mit der ihrer Gruppe zugeordneten Gruppenhalteleitung
so verbunden, daß dieser nach dem öffnen des sie an das Gegenpotential anschaltenden
Kontaktes des zweiten Taktrelais das Gegenpotential über die an dieses - jeweils
durch den Kontakt des ersten Taktrelais - angeschaltete Gruppenfortschalteleitung
der betreffenden Gruppe zugeführt wird.
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Diese Anordnung hat den Zweck, während der Schaltzeit des einen Taktrelais,
welches von der einen Gruppenhalteleitung bei neuer Impulsgabe auf die andere Gruppenhalteleitung
umschaltet, das Halten des jeweiligen Relais zu gewährleisten, da der Relaiskontakt
schneller öffnet, als das Taktrelais auf die andere Gruppenhalteleitung umschaltet.
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Ein wesentlicher Vorteil der Relaiskette gemäß der Erfindung ist die
Eignung zur Bildung von zyklischen Zähleinrichtungen. Dekadische oder sonstige numerische,
mehrstufige Zähleinrichtungen können gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der
Erfindung dadurch aufgebaut werden, daß bei Hintereinanderschaltung von zwei oder
mehr Relaisketten der Ausgang der ersten Relaiskette bei Vorwärtszählung über die
ungeradzahlige Vorwärtsfortschälteleitung und einen zusätzlichen Arbeitskontakt
des letzten Relais der geradzahligen Gruppe und bei Rückwärtsschaltung über die
geradzahlige Rückwärtsfortschalteleitung und einen zusätzlichen Arbeitskontakt des
ersten Relais der ungeradzahligen Gruppe geführt ist und daß beide Gruppenfortschalteleitungen
durch jeweils eine Diode gegen Rückspannungen gesichert und über ein weiteres Impulsrelais
an eine weitere Taktrelaisschaltung angeschlossen sind.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt
und im folgenden näher beschrieben. Es zeigt F i g. 1 den Aufbau einer Relaiskette
nach der Erfindung, F i g. 2 eine für die Verwendung bei dieser Relaiskette geeignete
Takt- oder Umkehrschaltung, F i g. 3 ein Relaisdiagramm.
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In der Anordnung nach F i g. 1 sind n-Relais einer Relaiskette in
zwei Gruppen zu je
so angeordnet, daß die Relais mit gerader bzw. ungerader Ziffer an eine Gruppenhalteleitung
hg bzw. hu und an eine Gruppenfortschalteleitung für Vorwärtszählung vg bzw.
vu und Rückwärtszählung rg bzw. ru anschaltbar sind.
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Durch Betätigung einer Drucktaste T zieht über deren Arbeitskontakt
das Relais 1 an, während deren Ruhekontakt die gemeinsame Minusleitung der übrigen
Relais unterbricht. Das Relais 1 hält sich über seinen Kontakt 11 und den Kontakt
y 3. Der Kontakt 13 bereitet das Relais n und der Kontakt 12 das Relais 2 vor. Ob
nun das Relais 2 oder das Relais h beim nächsten Impuls anzieht, d. h. ob vorwärts
oder rückwärts gezählt wird, hängt davon ab, an welchem der beiden Kontakte x4 oder
x3 Spannung liegt.
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In bekannter Weise werden bei Impulsgabe zu@ nächst das Taktrelais
X und dann das Taktrelais Y
betätigt. Beim Vorwärtazählen zieht also
bei Impulsbeginn das Relais 2 über die Kontakte x4 und 12 an und hält sich zunächst
in folgendem Stromkreis: --, 2, 21, hg, V3, x 4, um 1, Erde.
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Bei Impulsende spricht das Taktrelais Y an, dessen Umschaltekontakt
y 3 das Halten des Relais 2 über Kontakt 21 übernimmt.
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Das Relais 2 bereitet bei Vorwärtszählung über seinen Kontakt 22 das
Relais 3 oder bei Rückwärtszählung über seinen Kontakt 23 das Relais 1 vor. Fällt
durch den nachfolgenden Impulsbeginn, das Taktrelais X ab, so wird beim Vorwärtszahlen
über die Kontakte x4 und 22 das Relais 3 eingeschaltet und über den Kontakt x4,
die Diode V I. und den eigenen Kontakt 31 für die Umschaltzeit des Umschaltekontaktes
y 3 gehalten.
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Bei Rückwärtszählung wird durch den Kontakt um vom Kontakt
x 4 auf den Kontakt x 3 umgeschaltet. Wenn z. B. das angezogene Relais 3 den letzten
Zählstand angibt, so ist über den Kontakt 33 das Relais 2 vorbereitet. Durch. den
folgenden Impuls zieht das Relais 2 über den Kontakt x3 an und wird für die Umschaltzeit
des Umschaltekontaktes y 3 über
den Kontakt x3, die Diode V 4 und
den eigenen Kontakt 21 gehalten.
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Hat in einer als Ring geschalteten Relaiskette bei Vorwärtszählung
das letzte Relais n oder bei Rückwärtszählung das erste Relais 1 angezogen, so wird
beim nächsten Impuls entsprechend der Zählrichtung das Relais 1 bzw. das Relais
n eingeschaltet und gleichzeitig über einen zusätzlichen Kontakt n4 und eine Diode
V 5 bzw. beim Rückwärtszählen über einen zusätzlichen Kontakt 14 und eine Diode
V 6 ein Erdimpuls an eine nachgeschaltete Zähl- oder Registriereinrichtung weitergegeben.
Diese besteht z. B. wiederum aus einem nicht dargestellten Impulsrelais, dessen
Impulskontakt i in F i g. 2 dargestellt ist, sowie aus der in F i g. 2 dargestellten
Taktrelaisschaltung und der Relaiskette nach F .i g. 1.
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Bei jedem Impuls schaltet der Impulskontakt i während der Impulsdauer
um, so daß bei jedem ungeradzahligen Impuls das Taktrelais X eingeschaltet und über
dessen Kontakt x 2 das Taktrelais Y
vorbereitet wird. Dabei hält sich
das Taktrelais X selbst über seinen Kontakt x 1. Nach Impulsende wird über den Kontakt
x 2 das Taktrelais Y eingeschaltet, das sich über seinen Kontakt y 1 selbst hält.
Dessen Kontakt y 2 bereitet den Abfall des Taktrelais X vor (F i g. 2 und 3).
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Bei jedem geradzahligen Impuls fällt das Taktrelais X durch Kurzschluß
ab, da die gesamte Spannung am Widerstand Wi 2 abfällt. Der Kontakt x 1 öffnet
den Haltestromkreis, und der Kontakt x 2 bereitet den Kurzschluß und Abfall des
Taktrelais Y vor, daß bei Impulsende über den Kontakt x 2 die gesamte Spannung am
Widerstand Wi 1 abfällt. Damit öffnet der Kontakt y 1, während der Kontakt y 2 erneut
die Einschaltung des Taktrelais X vorbereitet.
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In dem Relaisdiagramm nach F i g. 3 sind diese Vorgänge dargestellt.
Durch die Drucktaste T wird das erste Relais 1 und beim ersten Impuls wird das Taktrelais
X eingeschaltet, dessen Kontakt x4 das Relais 2 einschaltet. Beim Ende des ersten
Impulses schaltet der zurückfallende Impulskontakt i das Taktrelais Y ein, dessen
Umschaltekontakt y 3 das Relais 1 abschaltet. In gleicher Weise werden bei weiteren
Vorwärtsimpulsen die folgenden Relais aus- und eingeschaltet. Im Relaisdiagramm
ist die Vorwärtszählung bis Zählstand 5 dargestellt. Nach Betätigung der Umschalteinrichtung
zieht zu Beginn des ersten Rückwärtsimpulses das Taktrelais X an, wodurch das Relais
4 und beim Ende des Impulses das Taktrelais Y eingeschaltet wird und dadurch das
Relais 5 entfällt. Nach dem vierten Rückwärtsimpuls ist das Relais 1 - wie zum Beginn
- eingeschaltet. Ein weiterer Rückwärtsimpuls (-5) schaltet das Relais ra ein und
das Relais 1 aus.