-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Vielfachauswertung
von Doppelstromimpulsen über mehrere galvanisch getrennte Stromzweige. Es ist bekannt,
ungepolte Relais durch Hintereinander-bzw. Nebeneinanderschaltung mit Trockengleichrichtern
richtungsabhängig zu betreiben. Durch die Zuordnung von Trockengleichrichtern entsteht
bei entsprechender Polung der Gleichrichter statt einem neutralen Betriebsverhalten
zweier ungepolter Relais ein quasigepoltes Gesamtverhalten, wenn man zur Steuerung
der Anordnung Doppelstromimpulse verwendet.
-
Die beiden ungepolten Relais werden dann stromrichtungsabhängig betrieben,
so daß in ihrer Gesamtheit eine Betriebsweise entsteht, das einem gepolten Kippankerrelais
mit zweiseitiger Ruhelage entspricht. Nachteilig ist dabei, daß jedem Relais zwangläufig
ein entsprechend gepolter Trockengleichrichter zugeordnet werden muß, wobei die
Plattenzahl der verwendeten Trockengleichrichter der Betriebsspannung der Relais
angepaßt sein muß. Außerdem steht in der Regel nur ein Umschaltkontakt zur Verfügung.
-
Diese Nachteile können bei einer Anordnung der eingangs näher bezeichneten
Art dadurch vermieden werden, daß zwei in der Art neutrale Klappankerrelais mit
Haftcharakteristik, die derart im Schaltungszusammenhang stehen, daß ihre Ansprechpolarität
entgegengesetzt ist, verwendet werden. Unter Haftcharakteristik hat man in diesem
Zusammenhang zu verstehen, daß bei Erregung des Elektromagnetsystems der Anker des
Relais angezogen wird und auch nach Abschalten der Erregung im angezogenen Zustand
verbleibt. Zum Abfallen des Ankers ist dann in bekannter Weise eine Gegenerregung
erforderlich. Um eine Haftcharakteristik bei einem ungepolten Relais zu erreichen,
bestehen verschiedene Möglichkeiten, wobei vielfach von der nach Erregung des Elektromagnetsystems
verbleibenden Remanenz im Eisenkern oder im Anker des Relais Gebrauch gemacht wird.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Haftcharakteristik durch Einfügen eines
Dauermagneten in den magnetischen Steuerkreis eines ungepolten Relais zu erreichen.
Der Dauermagnet ist dabei entweder ortsfest, oder er wird am Anker des Relais befestigt.
-
Zum Erreichen einer Haftcharakteristik durch den Restmagnetismus ist
es wichtig, daß sich in dem magnetischen Steuerkreis mindestens ein Weicheisenteil
besonders hoher Remanenz befindet. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
sieht daher vor, dem Weicheisenkern und/oder dem Anker je einen vorzugsweise plan
geschliffenen Niet aus Weicheisen hoher Remanenz zuzuordnen.
-
In vielen Fällen genügt es, bei ungepolten Relais der eingangs näher
bezeichneten Art, lediglich durch Weglassen des normalerweise vorhandenen Trennblechs
zwischen Anker und Kern ein Remanenzverhalten und damit eine Haftcharakteristik
zu erreichen. Wie Versuche bewiesen haben, ist bei geeigneter Wahl der Flächen von
Anker und Kern eine Remanenz erzielbar, die den Anker erst bei einer Gegenerregung
in der Größenordnung von 30 bis 50 % in die Ausgangslage zurückkehren läßt. Wählt
man daher eine Anordnung, bei der die Haftcharakteristik der beiden verwendeten
Relais durch die Remanenz des Weicheisenkerns bzw. -ankers entsteht, so sind konstruktiv
keine ins Gewicht fallenden Änderungen an den Relais erforderlich; auch das Einbauvolumen
bleibt in diesem Fall völlig unverändert. Bei der konstruktiven Lösung ist lediglich
darauf zu achten, daß zwischen Kern und Anker im angezogenen Zustand ein möglichst
niedriger magnetischer Widerstand erzielt wird und dieser geringe Widerstand auch
betriebsmäßig erhalten bleibt.
-
Allen Relais mit Haftcharakteristik, die auch als Haftrelais bezeichnet
werden, ist gemeinsam, durch eine Gegenerregung den vorhandenen Restmagnetismus
aufzuheben bzw. den im magnetischen Steuerkreis befindlichen Dauermagneten ein entgegengerichtetes
Magnetfeld zu überlagern. Für das Schaltsystem entstehen bei Haftrelais zwei stabile
Ruhelagen, die durch Impulse verschiedener Polarität erzielbar sind. Im Gegensatz
zu den bekannten Anordnungen mit entgegengesetzt gepolten Gleichrichtern ergibt
sich bei Verwendung von Haftrelais der besondere Vorteil, daß der jeweilige Schaltzustand
ohne Stromverbrauch aufrechterhalten werden kann.
-
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert,
wobei die Figur zwei Klappankerrelais mit Haftcharakteristik (Haftrelais) mit jeweils
4fachen sekundären Kontaktkreisen zeigt. Die Haftrelais sind mit den Bezugszeichen
A bzw. B versehen und die zugehörigen Kontakte der Nutzstromkreise
mit a 1 ... a 4 bzw. b 1... b 4 bezeichnet. Die
Wicklungen w 1 bzw. w 2 der Relais sind entgegengesetzt parallel geschaltet und
werden von einer Steuerspannungsquelle U gespeist. Das Symbol dieser Spannungsquelle
soll andeuten, daß die den Relais A und B zugeführten Steuerimpulse unterschiedliche
Polarität aufweisen; sie werden daher vielfach auch als DoppelstromimpuIse bezeichnet.
-
Wird davon ausgegangen, daß das Haftrelais A auf positive Steuerimpulse
anspricht und das Haftrelais B auf negative Steuerimpulse, so ist beim Anschalten
von Doppelstromimpulsen immer ein Relais in der Arbeitsstellung, während sich das
zweite Relais in der Ruhestellung befindet. In dem vorliegenden Beispiel soll davon
ausgegangen werden, daß die Darstellung des Schaltzustandes derart gewählt ist,
wie er beim Anliegen eines positiven Steuerimpulses vorliegt. Aus diesem Grund ist
der Anker des Haftrelais A angezogen, und die Kontakte a 1 ...
a 4 sind geschlossen, während das Haftrelais B - entsprechend der Ruhestellung -
geöffnete Kontakte b 1
... b 4 zeigt. Erfolgt nun die Ablösung des
positiven Steuerimpulses durch einen negativen Impuls, so spricht das HaftrelaisB
an, während das HaftrelaisA durch Gegenerregung in die Ausgangslage (Ruhestellung)
zurückkehrt. Auch in dieser Schaltstellung stehen wiederum vier galvanisch getrennte
Nutzstromkreise zur Verfügung, die nunmehr über die Kontakte b 1... b 4 geschlossen
sind.
-
Bei dem nächsten positiven Steuerimpuls tritt dann wieder die Schaltsituation
ein, wie sie eingangs beschrieben wurde, wobei das Haftrelais A erneut in die Betriebsstellung
umschaltet. Bei der Anordnung mit den beiden Haftrelais A und B handelt
es sich ihrer Arbeitsweise nach um eine Gegentaktschaltung, die durch die Doppelstromimpulse
der Spannungsquelle U hinsichtlich ihrer jeweiligen Arbeitsstellung umsteuerbar
ist. Durch die durch die Erfindung erzielbare Umschaltkontaktvorrichtung unter Verwendung
zweier völlig gleichartiger Haftrelais läßt sich betriebsmäßig ein gepoltes Arbeitsverhalten
mit zweiseitiger Ruhelage des Ankers erzielen. Dabei sind keinerlei zusätzliche
Bauelemente erforderlich, die
das Einbauvolumen der verwendeten
Haftrelais erhöhen könnte. Außerdem benötigt die Steuerschaltung für keinen der
Schaltzustände eine Dauererregung, so daß ein Betriebsverhalten entsteht, wie es
bei üblichen gepolten Relais gilt. Der Nachteil dieser bekannten gepolten Relais
besteht nicht nur darin, daß nur ein einziger Umschaltkontakt zur Verfügung steht,
sondern daß dieser meist auch strommäßig nur gering belastbar ist. Im Gegensatz
dazu steht bei der erfindungsgemäßen Anordnung eine nur bei ungepolten Relais realisierbare
große Zahl von Kontaktanordnungen zur Verfügung, die wegen des robusteren Aufbaus
von Haftrelais als Weiterentwicklung ungepolter Relais in der Regel auch strommäßig
höher belastbar sind.