DE1463073A1 - Schaltungsanordnung zum Steuern der Einschaltzeiten einer Betaetigungsvorrichtung in den einzelnen Arbeitsperioden einer Presse oder sonstigen Maschine - Google Patents

Description

KpL-Jng. G.W.Sdmridl

München 5 * „ ..

BuHennelchentrasse 19 . MKngW, den 3D. M*i

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Danly Machine Specialties, Inc·, Chicago, 111.

Schaltungsanordnung zum Steuern der Einschaltzeiten einer betätigungsvorrichtung in den einzelnen Arbeitsperioden einer Presse oder sonstigen Maschine

Die Erfindung Detrifft eine Schaltungsanordnung zum Steuern der Einschaltzeiten einer oder mehrerer Betätigungsvorrichtungen im Verlauf der einzelnen Arbeitsperioden einer Presse oder einer sonstigen Maschine mit periodischen Arbeitsvorgängen. Η

ist die Fernbetätigung einer Vorrichtung während ganz bestimmter Bruchteile jedes Arbeitsspiels einer Presse oder sonstigen Maschine erforderlich. Beispielsweise soll beim Niedergehen der Presse ein Schutzschild vorgeschoben werden, das beim Hochgehen rl er Presse wieder zurückgezogen wird, um den Vorschub des Werket; ucks zu ermöglichen.- Auch soll z.H. ein Absperrorgan in einer pnouijiatischen oder hydraulischen Vorschubeinrichtung für das .Verk3fcucK zur rechten Zeit geöffnet und geschlossen werden.

Zur Durchführung solcher Steuerungen hat man bisher Grenzschalter ver.von'iüL, die von einer mit der !(felle der Presse umlaufenden Nockenscheibe geöffnet und geschlossen werden. Solche nockenbetäcigten Grenzochalter sind aber erheblicher Abnutzung unterworfen unu benötigen demgemäß eine laufende Wartung. Andernfalls ist nicht ';icner-':oaüolit, daß sie stets im gleichen Zeitpunkt der Arbeit hoc rio'le ansprechen. Die BeHfcigung wird außerdem unzuver-

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lässig bei Drehzahlen von mehr als 30 Umdrehungen, in der Minute. Dies gilt insbesondere für kurze Eins ehalt zeiten von etwa 6° oder weniger innerhalb eines Umlaufs von 360°. Überdies ist eine Verstellung der Ein- und Ausschaltzeiten nur durch umständliches Auswechseln der Nockenscheiben möglich.

Mit der Erfindung wird demgegenüber eine rein elektrische Schaltungsanordnung zur Verfügung gestellt, welche die vorstehend erwähnten Nachteile nicht aufweist.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Steuern der üiinschaltzeiten einer Betätigungsvorrichtung im Verlauf der einzelnen Jftrfcdfcitsperioden einer Presse oder sonstigen Maschine ist gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die eine oder mehrere in jeder Periode eine gesetzmäßige Änderung der Polarität bzw. Amplitude durchlaufende Spannungen abgibt, und durch zwei damit verbundene Schaltvorrichtungen, die bei verschiedenen Werten der gesetzmäßig veränderlichen Spannung bzw. Spannungen ansprechen und die Betätigungs vorrichtungen- bzw. ausschalten.

Vorzugsweise besteht die Vorrichtung zur Urzeugung der gesetzmäßig veränderlichen Spannungen aus einer Brückenschaltung, die ein mit der Welle der Presse umlaufendes Potentiometer enthält. Erreicht die an deff Brückendiagonale abgenommene Spannung beim Umlauf des Potentiometers einen bestimmten Wert, so spricht ein mit der Brückendiagonale verbundener kontaktloser Schalter an, der die Betätigungsvorrichtung (z.B. ein Relais oder Schütz) einschaltet.

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Eine zweite, in gleicher Weise aufgebaut·, jedoch anders eingestellte Brückenschaltung betätigt einen weiteren kontaktIosen Schalter, der die Betätigungsvorrichtung wieder ausschaltet· Die zweite Brückenschaltung kann auch durch einen mit den Ausgang der Brücke verbundenen Spannungsteiler ersetzt sein, an dem die Spannung zur Betätigung des zweiten kontaktlosen Schalters abgegriffen wird·

Der Betätigungezeitpunkt der beiden kontaktlosen Schalter läßt sich in einfacher Weise durch Verstellen des Verhältnisses der festen Widerstände in den Brückenzweigen bzw. Spannungsteilern verändern« Ferner können durch Hinzufügung weiterer Spannungsteiler mehrere BetätigungsvorrichtunajiWährend verschiedener Zeiten mittels eines einzigen umlaufenden Potentiometers eingeschaltet werden. '.:>

Die Erfindung wird nachstehend an Hand einiger Aueführungsbeispiele beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig.1 das Schaltbild einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig.2 die Beziehung zwischen dem das Potentiometer antreibenden umlaufenden Pressenteil und der Skaleneinteilung der einstellbaren Bezugspotentiometer}

Fig.3 bis 5 verschiedene Einste1lungeη der Bezugspotentiometer und die damit erzielten Einschaltzeiten}

Fig.6 den Verlauf einer typischen Betriebsperiode der Schaltungsanordnung nach Fig.1|

Fig.7 die schematieche Darstellung einer Brückenschaltung zur Sin- und Ausschaltung verschiedener Betätigungsvorrichtungen und

Fig.6 das ^Schal^iY_oe_gi^r₄w^.1j_Vjn Audührungaform der Erfindung.

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In Fig.1 bedeutet 10 den Antriebsmotor für die Presse oder sonstige Arbeitsmaschine. Während jedes Umlaufs der Pressenwelle soll eine Betätigungsvorrichtung GR1, die als Relaiswicklung dargestellt ist, für eine bestimmte Zeit eingeschaltet, also stromdurchflossen werden. Das Relais GR1 dient z.B. zur Verschiebung eines Schutzschilds oder zur Öffnung eines Absperrorgans zwecks pneumatiscnen oder hydraulischen Werkzeugvorschubs.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Brückenschaltungen B1 und B2 vorgesehen, um das Betätigungsrelais CR1 ein- und auszuschalten. Wie später noch im einzelnen beschrieben wird, zieht das Relais CR1 an, wenn die Ausgangsspannung der Brückenschaltung B2 unter einen bestimmten positiven Spannungswert absinkt, während das Relais CR1 abfällt, wenn die Ausgangsspannung der Bruckenschaltung B1 einen bestimmten positiven Wert überschreitet.

Die Brückenschaltungen B1 und B2 enthalten je zwei kreisförmige Potentiometer P1 und P3, bzw. P3 und P4, wobei die Potentiometer an jeder Brückenschaltung mit ihren Widerständen parallel geschaltet sind, so daß sie einen geschlossenen Kreis bilden. Zwischen den äußeren Klemmen liegt die Speisespannung, während zwischen den Läuferklemmen die Ausgangsspannung abgegriffen wird.

Die Potentiometer P 1 und P2 sind gleichachsig angeordnet und ihre Kontaktarme werden von der Antriebswelle der Presse über eine getriebliche Verbindung (in Fig.1 gestrichelt gezeichnet) angetrieben, so daß einer Potentiometerumdrehung eine Arbeitsperiode Presse entspricht.

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Bei der dargestellten Ausführungsform laufen die Kontaktarme der Potentiometer entgegen dem Uhrzeigersinn um. Vorzugsweise besteht die Widex'standsbahn der Steuerpotentiometer PI und P2 in bekannter Weise aus einem leitenden Kunststoff oder Film. Solche Potentiometer halten mindestens 10 Millionen Arbeitsspiele aus und haben eine Lebensdauer bis zu 100 Millionen Arbeitespielen. Ihr toter Bereich zwischen Ende und Anfang der Widerstandsbahn beträgt etwa 5°· Die toten Bereiche der beiden Potentiometer sollen miteinander fluchten. Die Potentiometer P 3 und P4, die zur Einstellung des Bezugezeitpunktes von Hand dienen, können als Potentiometer mit mehreren Windungen ausgeführt sein, deren Einstellskalen beispielsweise in Tausendstel de3 gesäten Schleifkontaktweges eingeteilt sind. Es können aber auch Potentiometer mit einer Windung sein, deren linstellskalen in Grade geteilt sind. Die Beziehung zwischen der Gradeinteilung+ und der Tausendstelteilung ist in Fig.2 dargestellt.

Die Brückenschaltung B1 wird von einem Transformator T1 über einen Doppelweggleichrichter BJ gespeist, der aus Dioden S1 bis 84 und einem Siebkondensator C1 besteht. Ebenso wird die Brückenschal tung B2 von einem Transformator T2 über einen Gleichrichter B4 gespeist, der aus 4 Dioden 35 bis 86 in Brückenechaltung und einem Siebkondensator 02 besteht. Die Polaritäten der Speiseöle ich spannungen sind in der Zeichnung angegeben. Die Transformatoren T1 und T2 werden vom Wechselstromnetz aus gespeist, pie Kontaktarme der Bezugspotentiometer P3 und P4 werden von Hand so eingestellt, daß beim Durchlauf der Potentiometer P1 und P2 die für den Schultvorgang erforderliche Ausgangespannung in der

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Bei übereinstimmender Stellung der'beiden Potentiometer einer Brücke verschwindet bekanntlich die Spannung in der Brückendiagonale. Um also die erforderliche positive Spannung einzu stellen, kann die Einstellskala gegenüber der Stellung des Kontaktarms der Steuerpotentiometer um einen bestimmten Betrag versetzt sein oder es können Kompensationswiderstände in Reihe mit den Brückenzweigen geschaltet sein, die von den Bezugspotntiometern gebildet werden. So können die Kontaktarme der Bezugspotentiometer P3 und P4 mit einem bestimmten Winkelunterschied derart eingestellt werden, daß bei jedem Durchlauf der Kontaktarme der Steuerpotentiometer P1 und P2 die positive Binsatζspannung zu verschiedenen Zeitpunkten auftritt. Ferner haben vorzugsweise die Kontaktarme der Steuerpotentiometer eine bestimmte Winkelversetzung gegeneinander, so daß stets ein Kontaktarm die Widerstandebahn berührt, auch wenn der andere Kontaktarm sich gerade in der toten Zone befindet. In der dargestellten Aueführungsform ist diese Beziehung so getroffen, daß der Kontaktarm des Potentiometers P2 die JIh ja »afc)emme C berührt,

wenn der Kontaktarm des Potentiometers P1 die ?il%«b-Klemme B berührt.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise sei beispielsweise angenommen, daß das Bezugspotentiometer P3 in der Brückenschaltung B1 auf 180° gegen den Anfang der Widerstandsbahn eingestellt ist. Wenn der Kontaktarm dea Steuerpotentiometers PI anfangs die Klemme Aider Widerstandsbahn berührt, so 1st die Brüokenschaltung B1 nicht abgeglichen. Bei der eingezeichneten Polarität der

Speisespannung ist die Spannung am Kontaktarm von Potentiometer PI negativ geyen die Spannung am Kontaktam von Potentiometer

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Ρ3· Wenn der Kontaktarm des Steuerpotentiometere in die Stellung 180° gelangt, ergibt sich die gewünschte positiv» Ausgangsspannung, d.h.. der Kontaktarm von PI ist soweit in positiver Richtung gegen den Kontaktarm von P3 verdreht, daß die vorgeschriebene Spannung in der Brückendiagonale auftritt* Beim Weiterdrehen des Steuerpotentiometere nimmt die Ausgangsspannung der Brückenschaltung weiter zu. In Jeder Arbeitsperiode der Presse geht also die Ausgangespannung der Brückenschaltung B1 von einem negativen Wert zu einem positiven Wert über und die für den SchaltVorgang erforderliche positive Spannung tritt in einer ganz bestimmten Winkelstellung des Steuerpotentiometers P1 auf. Dasselbe gilt für die Brückenschaltung B2, wobei hier jedoch wegen der anderen Polung der übergang von einer positiven Inagangsspannung zu einem negativen Wert stattfindet. In beiden Fällen ist die Winkelstellung, bei der die vorgeschriebene positive Spannung auftritt, von der Einstellung des Bezugspotentiometers abhängig.

Zur Kompensation von Widerstandstoleranzen zwischen den zusammengehörigen Potentiometern der beiden Brückenschaltungen können Ausgleichspotentiometer vorgesehen sein. In der dargestellten Ausführungsform ist je ein solches Ausgleichspotentiometer P5 bzw. Pf> vorgesehen. Die Ausgleichspotentiometer können ähnlich wie die Bezugspotentiometer aufgebaut sein, brauchen aber keine so hohe Präzision aufzuweisen.

Zur Ausführung des Schaltvorgangs beim Auftreten einer bestimmten positiven Spannung an den Diagonalen der Brücken B1 und B2 sind zwei Kontaktlose Schalter SCR1 und SCR2 vorgesehen.

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Diese kontaktlosen Schalter sind in der dargestellten Ausführungsforra als gesteuerte Biliziumgleichrichter ^Mißgebildet, deren Anode, Kathode und Steuerelektrode mit a, c und g bezeichnet sind. Der Brückenschaltung B1 ist der gesteuerte Gleichrichter SCR1 und der Brückenschaltung B2 der gesteuerte Gleichrichter SCR2 zugeordnet und zwar derart, daß oberhalb der vorgeschriebenen positiven Ausgangsspannung der betreffende Gleichrichter leitend wird und umgekehrt.

Die gesteuerten Siliziumgleichrichter-SCR1 und SCR2 schalten das Betätigungsrelais CR1 mittels eines dritten kontaktlosen Scnalters S0R3, der ebenfalls als gesteuerter Siliziumgleichrichter ausgebildet ist. Anode und Kathode des Gleichrichters SCR 3 sind in Reihe mit demBetätigungsrelais geschaltet, so daß das Relais angezogen ist, wenn der gleichrichter leitet. Die Gleichrichter SCR1 und SCR2 sind so mit der Strecke zwischen Steuerelektrode und Kathode des Gleichrichters SCR3 verbunden, daß die Steuerelektrode auf Kathodenpotential gelangt, wenn einer der beiden Gleichrichter S0R1 und SCR2 leitend ist. Bekanntlich ist ein gesteuerter Siliziumgleichrichter auf den leitenden Zustand vorbereitet, wenn seine Steuerelektrode positiv gegen die Kathode ist. Wenn also ein Auslöaestrom auf die Steuerelektrode gegeben wird, beginnt der Gleichrichter zu leiten, falls gleichzeitig die Anode positiv gegen die Kathode gemacht wird. Dieser Leitungszustand dauert so lange an, als der Stromfluß einen bestimmten Sperrwert überschreitet. Wenn also die Steuerelektrode des Gleichrichters SCR3 mit seiner Kathode kurzgeschlossen ist, weil einer der Gleichrichter SCR1 und SCR2 leitend ist, kann der Gleichrichter SGR3 keinen Strom führen, sondern ist gesperrt.

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Wenn umgekehrt die Ausgangs spannungen der Brückenschaltungen B1 und B2 sich unterhalb des erforderlichen positiven Auslöse«·

pegeIs befinden, bleiben die Gleichrichter SCR1 und 8GB2 gesperrt, :

so daß Gleichrichter SCR3 leitend gemacht werden kann« ' * !

Die Anoden-Kathoden-Strecken der Gleichrichter SCH1 und SCB2 und die Steuerelektroden-Kathodenstrecke des Gleichrichters 8C3t$ ! •werden von einem Transformator T3 gespeist, der seinerseits an das Wechselstromnetz angeschlossen ist. Die AusgangsSpannung de« Transfdraators wird in einem Sinweggleichrichter gleichgerichtet* Sobald also eine positive Ausgangsspannung von ausreichendem Wert an einer der Brückenschaltungen B1 und B2 auftritt, wird die Steuerelektrode des zugeordneten Gleichrichters SCH1 bzw. SCH2 soweit positiv, dal* bei der näoüfcen positiven Halbwelle an der Sekundärwicklung TJB des Transformators T3 der betreffende Gleichrichter leitend wird. In diesem Falle wird die Steuerelektrode ; des Gleichrichters SCH3«geschlossen und der Gleichrichter somit gesperrt, üefinden sich dagegen die Ausgangsspannungen beider j

Brückenschaltungen unterhalb des Auslösepegels, so wird in der ,

ί positiven Halbwelle der von der Sekundärwicklung T3B abgegebenen Spannung die Steuerelektrode des Gleichrichters SCH3 positiv gegen die Kathode, so daü dieser Gleichrichter zur Leitung vorbereitet ist. Um diesen Vorbereitungszustand zu erhalten, wenn das rechte

Jände der Sekundärwicklung T3B in der nächsten Halbwelle negativ

ί gegen das linke üinde wird, befindet sich ein Ladekondensator C7 zwischen Steuerelektrode und Kathode» Dieser Kondensator dient auch zur Unterdrückung von behaltspannungen.

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j Die Anoden-Kathodenstrecke des Gleichrichters SCR^ wird von ^: einem Transformator T4 gespeist, der ebenfalls am Wechselstrom-

netjz liegt. Wenn also der Gleichrichter SCR3 für den Leitungs-

zustand vorbereitet ist und die linke Klemme der Sekundärwicklung T4B des Transformators T4- positiv wird, fließt durch den Gleichrieht er SGR 3 ein Strom. Dieser Strom Dringt das Relais CE1 zum ' Ansprechen. Bin Siebkondensator C8 ist parallel zum Betätigungs-

relais CR1 geschaltet, um dieses während der nachfolgenden HaIb-

; welle, wenn die linke Klemme der Wicklung T4B negativ wird, angezogen zu halten. Ferner ist ein Widerstand R11 in Reihe mit dem Betätigungsrelais geschaltet, um den Stromfluß zu begrenzen.

Die Gleichrichtung der Betriebsspannung für die Steuerelektroden-Kathodenstrecke des Gleichrichters SCR3 geschieht mittels der ' Dioden 89 und S13· Di· Diode S9 dient auch zur Hinweg - 'gleinrichtung der Speisespannung für die Anoden-Kathodenstrecken der Gleichrichter SCR1 und SCR2. Ferner sind Strombegrenzungswiderstände R2 und R3 zum Schutz der Steuerelektroden-Kathodenstrecke des Gleichrichters SCR3 und zur Bestimmung der Ladezeit des Kondensators 07 vorgesehen. Der Schutzwiderstand R2 dient auch zur Begrenzung des Stromflusstiu - durch die Gleichrichter SCR1 und S0R2.

Zur Verbesserung des Schaltvorganges sind Transistoren TR1 und ! TR2 zwischen die Brückensohaltungen B1 undB2 und die zugehörigen gesteuerten Gleichrichter 80R1 und S0R2 eingeschaltet. Die Transistoren sind von n-p-n-Typ und ihre Elektroden sind mit b, c und e bezeichnet.

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Dio Basis des Transistors TR1 ist mit dem Kontaktarm des Steuerpotentiometers PI über einen Schutzwiderstand RB verbunden· Der Emitter von Transietor TR1 ist unmittelbar an den Kontaktarm des Bezugspotentiometers P3 angeschlossen. Ferner liegt der Emitter an der einen Klemme der Sekundärwicklung T5B eines eben* falls am Wechselstromnetz hängenden, Transformators T5. Der Kollektor des Transistors TR1 ist mit der anderen Klemme der Sekundärwidklung T5B über die Primärwicklung T6A eines Anpassungstransformators T6 verbunden. Solange der Kontaktarm des Steuerpotentiometers noch keine ausreichend positive Spannung gegen das Bezugspotentiometer abgibt, ist der Transistor TR1 gesperrt und die Primärwicklung des Transformators T6 erhält keinen Strom. Eine Diode 819 ist parallel zur Sekundärwicklung T5>B feeschaltet und führt Strom, wenn der Transistor TR1 gesperrt ist. Ferner ist eine Reihe von Dioden S 15 bis 818 in umgekehrter Richtung parallel zur Sekundärwicklung geschaltet. Diese Diodenreihe führt Strom, wenn der Transistor TR1 leitet.

Wenn nun der Kontaktarm des Steuerpotentiometers P1 eine genügend positive Spannung gegen den Kontaktarm des Bezugspotentiometers P3 abgibt und die linke Klemme der Sekundärwicklung T5B positiv gegen die rechte Klemme ist, wird der Transistor TR1 geöffnet und läßt einen Strom durch den Kollektor-Emitterkreis fließen. Infolgedessen wird die Primärwicklung T6A gespeist und induziert eine Zündspannung der angegebenen Polarität in der Sekundärwicklung T6B. Da der Transistor TR1 und die Diodenreihe S15 bis S 18 gleichzeitig geöffnet werden, der Spannungsabfall an den Dioden S15 bis S18 die zur Primärwicklung T6A gelangende Energie und damit die Ausgangsspannung an der Sekundärwicklung T6B.

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Die Steuerelektroden-Kathodenstrecke des gesteuerten Siliziumgleida- ^richters SCR1 ist mit der Sekundärwicklung T6B verbunden, so daß beim Auftreten einer Zündspannung in dieser Sekundärwicklung der Gleichrichter zur Leitung vorbereitet wird. Parallel zur Steuerelektroden-Kathodenstrecke ist ein Kondensator C5 geschaltet, um kurzzeitig die Leitungsvorbereitung aufrechtzuerhalten, wenn diese.

Wecheelspannung ihre Polarität umgekehrt hat und infolgedessen der Transistor TR1 gesperrt wurde, so daß die Zündspannung an der Wicklung T6B verschwindet. Senn anschließend die rechte Klemme der Sekundärwicklung T3B des Transformators T3 positiv wird, wird der · Gleichrichter SCR1 leitend. Damit wird in der oben erläuterten Weise der Gleichrichter SCR3 gesperrt und das Betätigungsrelais R1 kann nicht anziehen.

Der Transformator T6 wurde zur besseren Anpassung zwischengeschaltet. Es wurde gefunden, daß sich auχ diese Weise eine zuverlässigere Schaltung erzielen läßt. Die Erfindung läßt sich aber grundsätzlich auch bei galvanischer Kopplung zwischen Transistor TR1 und Gleichrichter SCR1 durchführen.

Die Basis des Transistors TR2 ist mit dem Kontaktarm des Steuerpotent iomet er s P2 über einen Schutzwiderstand R9 verbunden. Der · Emitter dieses Transistors ist einerseits unmittelbar mit dem Kontaktarm des Bezugspotentiometers P4-, andererseits mit^Steuerelektrode des Gleichrichters SCR2 verbunden. Ferner steht der Emitter über ein RC-Glied aus dem Widerstand R6 und der Kondensator C4 und über die früher erwähnte Diode S9 mit der einen Klemme der Sekundärwicklung T3B in Verbindung. Der Kollektor des Transistors TR2 ist mit der gleichen Klemme der Sekundärwicklung"

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über die Dioden 810 und 811, sowie die Diode 89 und mit der . anderen Klemme der Sekundärwicklung über einen Widerstand " R1 verbunden. Somit ist die Gitterkathodenstrecke des Gleich-· ' richters SCR2 zum RC-Glied parallelgeschaltet. Wenn also der' Transistor TR2 geöffnet ist, fließt ein Strom durch den ./iderstand R6 und erzeugt einen Spannungsabfall, durch den der Gleichrichter SCR2 zur öffnung vorbereitet wird.

Der Spannungsabfall am Widerstand R 6 und damit die Schaltspannung für den Gleichrichter SCR2 ist durch den Durchlaßsparmungsabfall an den Dioden S10 und S11 begrenzt, da diese Dioden parallel zur Reihenschaltung des Transistors TK2 und des ,Viüerstandes R6 liegen und gleichzeitig mit dem Transistor TB2 leiten. Transistor TR2 leitet, wenn seine Basis genügend positiv gegen den Emitter ist und die rechte Klemme der Sekundärwicklung T2B positiv gegen die linke Klemme ist. falls der Gleichrichter SCR2 zur öffnung vorbereitet ist, leitet er ebenfalls, wenn die rechte Klemme der Sekuncfrwic&lung TJB positiv ist.

Solange also die Spannung am Kontaktarm des Steuerpotentiometers P2 ausreichend positiv gegen den Kontaktarm des Bezugspotentiometers P4 ist, bleibt auch der Transistor TR2 und damit der Gleichrichter SCR2 leitend. Damit ist Gleichrichter 8CRJ gesperrt und das Betätigungsrelais CR1 kann nicht, erregt werden. Wenn im lauf einer Arbeitsperiode der Kontaktarm des Potentiometers 72 nicht mehr genügend positiv gegen Bezugspotentiometer P4 ist_f wird der Transistor TR2 und damit auch der Gleichrichter 8CR2 gesperrt.

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Nun kann die Steuerelektrode des Gleichrichters SÖH3 positiv werden, wenn die rechte Seite der Wicklung T3B positiv wird, st> daß beim Positlv>werden der linken Klemme der Sekundärwicklung T4B der Gleichrichter SCR3 geöffnet und das Betätigungsrelais erregt wird.

Wenn nun die Bezugspotentiometer P3 und P4 so eingestellt sind, daß die Ausgangsspannung der Brückenschaltung B2 unter den Durchlaß-- - ^wert absinkt, bevor die Aus gangs spannung der Brückenschaltung B1 über den Durchlaßwert ansteigt, sind offenbar beide Gleichrichter SCH1 und SCB2 in der Zwischenzeit gesperrt, so daß Gleichrichter SCR3 geöffnet und das Betätigungsrelais GR1 erregt wird. Sie Einschaltzeit innerhalb einer Arbeitsperiode der Presse kann mittels der Bezugspotentiometer P3 und F4 eingestellt werden.

Die Anordnung würde auch ohne die zwischengeschalteten Transistoren TR1 und TR2 funktionieren. Diese dienen nur als Vorverstärker und zur Imp%anzanpassung, weil die gesteuerten Siliziumgleichrichter einen niedrigen Mngangswiderstand aufweisen, während die Brückenschaltungen möglichst wenig belastet werden sollen.

Zum besseren Verständnis folgt eine kurze Beschreibung eines Arbeitsspiels. Beispielsweise*sollen die Bezugspotentiometer gemäß Fig.3 »o eingestellt sein, daß Potentiometer P4 auf etwa 120° und Potentiometer P3 auf etwa 240° steht. Ferner soll zu Beginn des Vorgangs der Eontaktarm des Potentiometers P2 auf den Beginn 0 seiner Widerstandsbahn stehen, während der Kontakt«mn des Stsuerpottntiomsttrs PI auf dem Sndt B seiner Wide rat and s-

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Damit sind gemäß Pig.6 die Ausgangsspannungen. beider Brückenschaltungen B1 und B2 anfangs,d.h.für den Drehwinkel O⁶ positiv, so daß die Transistoren TÄ1 und XR2 und die Gleichrichter BCR1

und SCR2 leitend sind, wenn die rechte Klemme der Sekundärwicklung T3B positiv ist. ' .

Zu Beginn dee Umlaufs der Kontaktarme gelangt der Kontaktarm des Potentiometers FI in die tote Zone, so daß die Ausgangsspannung der Brückenschaltung B1 auf Null absinkt, während der Kontaktarm von P2 sich auf der Widerstandsbahn bewegt, so daß die Ausgangsspannung der Brückenschaltung B1 allmählich abnimmt (siehe Fig.6).

Wenn der Kontaktarm von P1 über die tote Zone zur Klemme A der Widerstandsbahn gelangt, so fällt die Ausgangsspannung der Brückenschaltung BI auf einen negativen Wert. Ba die Auegangsspannung der Brückenschaltung B2 in diesem Zeitpunkt sich oberhalb des Schaltpegels befindet, bleibt der Gleichrichter SCR2 leitend und die Steuerelektrode des Gleichrichters SGE3 wird mit aer Kathode kurzgeschlossen, so daß er gesperrt bleibt.

Nach einem Schwenkwinkel der Kontaktarme von etwa 120 ist die Ausgangsspannung der Brückenschaltung B2 soweitoabgesunken, daß der transistor TR2 und der Gleichrichter SCR2 gesperrt werden.

Etwas später wird die Spannung am Kontaktarm von P2 negativ gegen

TransistqrjTR2 und der diejenige am Kontaktarm von P4-, so daß derVGleichrichter SCR2 bis · zum Schluß, der Arbeitsperiode gesperrt bleiben. Von da an kann also die Sekundärspannung des Transformators T3 auf die Steuerelektrode des.Gleichrichters SCH3 gelangen und bereitet diesen Gleichrichter für die öffnung vor, wenn die rechte Seite der

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Sekundärwicklung positig wird. Der Kondensator C7 hält die «positive Spannung an der Steuerelektrode aufrecht, solange ; die beiden gesteuerten Siliciumgleichrichter SCR1 und SCR2 ! gesperrt bleiben. Wenn anschließend die linke Klemme der

Sekundärwicklung T4B positiv wird, beginnt der Gleichrichter

SCR3 zu leiten, so daß das Steuerrelais CR1 anzieht und eingeschaltet bleibt.

j Haben die Kontaktarme der Steuerpotentiometer einen Winkel von

' etwa 240 zurückgelegt, so wird die Ausgangsspannung der Brücken-

schaltung B1 so stark positiv, daß Transistor:TR1 und Gleichj richter SCR1 geöffnet werden. Der Gleichrichter SCR1 bleibt bis j zum Ende der Arbeitsperiode leitend. Infolgedessen wird die

Steuerelektrode des Gleichrichters SCR3 wieder kurzgeschlossen ! und eine weitere Einschaltung des Betätigungsrelais CR1 unterbleibt.

Die geschilderten Verhältnisse sind in Fig.3 bildlich dargestellt. Der dunkle Kreisausschnitt entspricht der linschaltzeit des Betätigungsrelais CR1. Sie erstreckt sich von der Stelle 120° bis zur Stelle 240° des Potentiometerumlaufs und damit der Arbeitsperiode der Presse.

In Pig.4 ist eine Voreinstellung der Bezugspotentiometer gezeigt, ■ die für den Fall gilt, daß die Betätigungseinrichtung von der • Stelle 18° bis zur Stelle 342° eingeschaltet bleiben soll. Die Arbeitsweise entspricht der geschilderten und braucht nicht im einzelnen behandelt zu werden.JUm auch den Bereich der toten Zone der Potentiometer erfassen zu können ist vorzugsweise eine Umschaltvorrichtung SS1 zwischen dem Gleichrichter SCR3 und dem

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Transformator T3 vorgesehen. Befindet sich der Umschalter SS1 In der in Fig.1 gezeigten Stellung, so arbeitet die Schaltungsanordnung in der oben beschriebenen Weise. Wird der Umschalt ei· S31 von Hand umgelegt, so sind die Gleichrichter SCH1 und SGH2 nicht mehr unmittelbar mit der Sekundärwicklung des Transformators T3 und auch nicht mehr unmittelbar mit der Steuerelektroden-Kathodenstrecke des Gleichrichters SCR3 verbunden, sondern liegen In Reihe mit der Sekundärwicklung des Transformators und der Steuerelektroden-Kathodenstrecke, wobei die beiden Gleichrichter S0E1 und SCR2 parallelgeachaltet sind. Demzufolge kann nunmehr der Gleichrichter SCR3 auf den Leitungszustand vorbereitet werden, so-bald einer der' beiden Gleichrichter SCR1 und SCR2 leitend ist, während der Gleichricüter SCRJ nur dann gesperrt bleibt, wenn beide Gleichrichter SCR1 und SCR2 gesperrt sind.

Wenn zu Beginn eines Umlaufs der Gleichrichter SCR2 geöffnet ist, leitet der Gleichrichter SCR3, so daß die Betätigungsvorrichtung CR1 eingeschaltet wird, sobald die linke Klemme der Sekundärwicklung T4B positiv wird. Wird der Gleichrichter SCR2 gesperrt, weil die Ausgangsspannung der Brückenschaltung B2 unter den Einsatzpunkt abfällt, so wird auch Gleichrichter SCR3 gesperrt, weil Gleichrichter SCR1 von Anfang an gesperrt war. Demzufolge fallt das betätxrungsralais CR1 ab. Wenn später die Ausgengsnpannung der Brückenschaltung B1 soweit ansteigt, daß Gleichrichter SCR1 geöffnet wird, wird Gleichrichter SCH3 wieder geöffnet, so daß das Betätigungsrelaie CR1 anziehen kann, sobald die linke Klemme der Sekundärwicklung OWB positiv wird.

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Biese Verhältnisse sind schematisch in Pig.5 dargestellt. Die Voreinstellungen der Bezugspotentiometer P4- und P3 ent-

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sprechen hierbei denjenigen der Fig.4. Das Betätigungsrelais ist eingeschaltet, während die Eontaktarme der Potentiometer PI und P2 von Null bis 18° laufen. Bei 18° wird der Gleichrichter SCR2 gesperrt. Demzufolge wird auch Gleichrichter SGR3 gesperrt und das Betätigungsrelais fällt ab. Wenn später die Kontaktarme bis zur Stelle 34-2 gelangt sind, reicht die Ausgangsspannung der Brückenschaltung B1 aus, um den Gleichrichter SCR1 zu öffnen, wodurch auch Gleichrichter SCH3 wieder leitend wird, öomit bleibt die Betätigungsvorrichtung eingeschaltet, bis die Kontaktarme den Punkt 360° erreicht haben. Die Einschaltperiode von 34-2 ° bis ist wieder als dunkler Kreisausschnitt dargestellt.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung kann so abgeändert werden, daß mehrere Betätigungsvorrichtungen gleichzeitig gesteuert werden. Hierzu können die beiden Brückenschaltungen B1 und B2 durch eine einzige Mehrfachbrücke ersetzt werden, deren einzelne Ausgangsspannungen zum Steuern der verschiedenen Betätigungsvorrichtungen dienen. Sine solche Schaltungsanordnung ist in Pig.7 schematisch dargestellt. Sie enthält ein umlaufendes Steuerpotentiometer P1A, das dem Potentiometer P1 in Pig.1 entvpricht. Parallel dazu sind mehrere Bezugspotentiometer P3A, P3B und P3X mit der Gleichspannungsquelle verbunden, so daß sich mit dem Steuerpotentiometer P1A mehrere Brücke, na ehalt ungen B1A, 31B, B1X usw. ergeben. Jede dieser Brückenschaltungen arbeitet in gleicher Weise wie die früher beschriebene Brüokanachaltung B1.

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Zwischen dem Kontaktarm dee Potentiometers PIA und den einzelnen Kontaktarmen der Bezugspotentiometer können Ausgangsspannungen abgenommen werden, die gesteuerten Siliziumsgleichrichtern SCR1A, \ SCRIB₁ SCE1I usw. züge führt, werden .Die Winkelstellung des Steuerpotentiometers, bei der die einseinen Gleichrichter ansprechen, hängt von der einstellung des Jeweils zugehörigen Be- ! zugspotentiometers ab. 80 lassen eich die Kinechaltzeiten verschiedener Betätigungsvorrichtungen in einstellbarer Weise steuern*

In gleicher Weise kann eine Mehrfachbrücke gemäß Fig.7 auch die Brückenschaltung B2 in Fig.1 ersetzen, so daß eine zweite Reihe von kontaktlosen Schaltern hierdurch gesteuert werden kann. Diese Schalter bewirken in der oben geschilderten Weise an vorbestimmten Punkten der Arbeitsperiode die Wiederausschaltung der einzelnen Betätigungevorrichtungen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig.β dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird für die Bin- und Ausschaltung der Betätigungsvorrichtung in einstellbaren Zeltpunkten der Arbeitsperiode, der Presse oder sonstigen Maschine nur eine einzige Brückenschaltung B20 benötigt. Sie enthält wieder ein umlaufendes Steuerpotentiometer P20 und einstellbares Bezugspotentiometer P21. Die Speisegleichspannung für die Brücken«chaltung wird voqeinem Transformator T20 über einen Zweiweg-Gleichrichter B21 aus den vier Dioden S2O bis 822 und dem Ladekondensator C geliefert. Bei der angegebenen Polarität tritt in der Brücken-

diagonale zwischen den Eontaktarmen der Potentiometer P20 und P21 eine Ausgangespannung auf, die während des Umlaufs des Steuerpotentiometer von einem negativen zu einem positiven Wert übergeht.

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ί Die Ausgangapannung wird in der früher beschriebenen Weise über -einen Transistor TR20 auf einen gesteuerten Siliziumgleichrichter 80R20 gegeben. Wenn also der Kontaktarm des Bezugspotentiometers P21 auereichend positiv gegen den Kontaktarm des Steuerpotentio-J meters P20 ist, wird der Gleichrichter SCR20 geöffnet, so daß bei .' Anlegung einer positiven Spannung an seine Anode ein Strom fließt, ί der die in Reihe mit ihm geschaltete Betätigungsvorrichtung CR20 ' einschaltet. Das Betätigungsrelais und die Anoden-Kathodenstree ice dee Gleichrichters werden von einem Transformator T21 gespeist, der wie der Transformator T20 an das Wechselstromnetz angeschlossen ist» Die Ausgangsspannung der Sekundärwicklung T21B wird über einen Gleichrichter S24 gleichgerichtet, wobei ein Kondensator C 21 j parallel zum Betätigungsrelais CR20 dafür sorgt, daß in den nega- tiren Halbwellen der Betriebswechselspannung das Relais einge-Behaltet bleibt.

Die Basis des Transistor's UR20 ist mit dem Kontaktarm des Bezugs-. potentiometers P21 über einen Schutzwiderstand R20 verbunden, während der Emitter des (Transistors unmittelbar an den Kontakt- arm des Potentiometers P20 angeschlossen ist. Zwischen Emitter and Basis liegt ein Widerstand R22, so daß die Widerstände R20 tt&4/&22 einen Spannungsteiler bilden und der Spannungsunter- schied zwischen Basis und Emitter durch den Spannungsabfall am '.Widerstand R 22 bestimmt wird. Parallel zum Widerstand R22 liegt "noch ein Kondensator C22 zu-m ^Kurzschluß von Schalt spannungen.

. VeuQ also die Spannung am Kontaktarm des Bezugspotentiometers

tfinen genügend positiven Wert gegen den Kontaktarm des Steuer potentiometers erreicht hat, reicht der Spannungsabfall am

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us:

Widerstand R22 aus, um den Transistor TB2O leitend jn wenn die rechte Klemme der Sekundärwicklung T21B poei In diesem Falle gelangt ein Steuersignal auf die ßteuj des GIeχcnricaters SCH20 und öffnet diesen» Zwei Sie Bd7 sind ebenfalls durchlässig, wenn der Transietor so daü die entstehende Spannung »wischen Steuereleki Kathode des Gleichrichters SCH20 durch den Spai beiden Dioden bestimmt wird.

kafii

um die Betätigungsvorrichtung CR2Q in einsja der Arbeitsperiode auszuschalten, ist bei dieser der Erfindung an Stellt der zweiten ßrückenschaltutt« ^ sistor TH21 vorgesehen. Die Basis dieses 'i'raneistor·'

Kontaktarm des Bezugspotentioraeters über einen Schumi R21 verbunden» während der Smitter des Traneistors

bar am Kontaktarm des Steuerpotentiometere P20 Idegtr,

Basis und ümitter befindet »ioh si» fiderftsnd Ä23, Widerstands R21 und R23 als Spannungsteiler wirken

tentialunterschied zwischen Basis und abfall am Widerstand H23 bestimmt wird. DfT f Ii einstellbar sein, ·ο daß das Spannungete*:

der ßperrzeitpunkt des öleichrichter» S0H2O _: .,... ^

Wenn die Ausgangaapannuag der Brtioke^eohaatu«f »20

positiven Weft erreicht hat, reioht etand^sR23 au·, üb den Transietor tB2i eu öffnen.

BaBie-Emitterstreoke dee Translators TR20 ku«ge· dieser iranslstor gesperrt wird und infolgedessen dsi an der SteuereIektrode de· Oleichrichter· 8ÜB20

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Hierdurch wird Gleichrichter SCR20 gesperrt und das Betätigungshebel· CB20 fällt ab. Die Einschalt zeit der Betätigungsvorrichtung jet» in diesem Falle einerseits durch die Einstellung des Bezugspetentiometere F21 und andererseits durch die Einstellung des Widerstandes R235 bestimmt. Diese sind so gewählt, daß der Transistor TB20 vor dem Transistor TB21 leitend wird. Auch hier können mehrere Betätigungsvorrichtungen von einem umlaufenden Steuerpotentiometer aus gesteuert werden. Ss wird dann in der oben angedeuteten Weise eine Mehrzahl von Bezugspotentiometern parallel zum Beaugepotentiometer F21 geschaltet.

Q$f · kann noch eine Kompensationsvorrichtung zum Ausgleich von Temperaturechwankungen vorgesehen sein, da der Arbeitspunkt von ^: .^ ÄeJbleitervorrichtungen stark von der Temperatur abhängig ist. \- Hierzu sind im Ausführungsbeispiel der Iig.8 die temperaturab- ^ nengigen Widerstände TH20 und TH21, ein Temperaturfühler S320 und ein Kondensator C23 im Stromkreis für die Steuerelektrode des

gesteuerten Siliziumgleichrichters SCR2O vorgesehen, ferner befinden sich in Reihe mit dem Widerstand H2J ein femperaturabhlngiger Widerstand TH22 und ein Widerstand H28 im Basia-Bmitter-. kr·!· de· Tranettore TB21.

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Ub den Skalennullpunkt de· Berugepotentiometers gegen die Kontakt« ₍

«nistellung des Steuerpotentiometer« soweit «u verschieben, daß ' *an der lineatietelle die erforderliche positive Schaltspannung ^: erreicht wird, e"ind einstellbare lompensationewideretande H25 und in der Brüokenschaltung B2O vorgesehen.

• ORlGfHAL !NCriCTED

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Ferner können Vorkehrungen getroffen sein, um die Betätigung·· vorrichtung nicht mittels des TranaistorsTR21, sondern von saßen abzuschalten. Hierzu sind in Fig.8 ein von außen gesteuerter Schalter LS20_/z.B. ein Grenzschalter oder ein Zeitschalter, und ein Arbeitskontakt CB2O-1 des Betätigungsrelais in Reihe so geschaltet, daß sie die Anoden-Kathodenstrecke des Gleichrichters SCR2O überbrücken. Wenn als,ο das Betätigungsrelais angezogen hat, wird der Arbeitskontakt CH20-1 geschlossen und der Gleichrichter SCR20 kurzgeschlossen. Wird der Transistor TR21 nun im Verlauf des Potentiometerumlaufβ geöffnet, so daß die Steuerspannung dee Gleichrichters SCR20 verschwindet, so hat dies keinen Einfluß mehr auf das Relais OE20 und dieses bleibt angezogen. Erst wenn der Grenzschalter oder Zeitschalter (320 sich öffnet, fällt da« Helais CR20 ab. Auf diese Weise läßt sich auf Wunsch nur die Einschaltung der Betätigungsvorrichtung automatisch zu einem bestimmten Zeitpunkt der Arbeitsperiode vornehmen, während di·

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Ausschaltung- durch irgendeinen äußeren Einfluß vorgenommen wird.

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Claims (1)

1. .>chaltungeanordnung sum steuern dor inschaltzoiten •!nor Betatifpincuvorxdchtunc im Vorlauf dor oinsselnon irbeit: porioden einer l'reose odor aonsti^-on IJa-. sch Ine _f (-e ;enn»elchpot durch elno Vorrichtung (31, B2; B20, 1121, 1*23)» die eine odor uohroiO in jeder Periode •In« geeet «mäßige Änderung der .olarltat bzw· amplitude durch lauf ondo ^annun^en abgibt, und durch av/ci u.>. :it verbundene Gchaltvorrichtun ,en (üCH1_f JG7.2j αί:2ΰ, τ 121), die bei verschiedenen .orten der .:oaotzmäLßi^ veränderlich on Spannung bew· Spannungen ansprechen und die Botäti-

ein- bzw. ausschalten·

2· Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurcit gekennzeichnet, daß die Vorrichtung s/ei in einstellbaren 7.eitpun!cton im Verlauf einer Arbelteperiode bcstlnate *erto erroic-»ende öpannun^en obtjibt und daß die beiden Aus^arissspannuii^Gn je eine Schaltvorrichtung ,jegeben werden·

ßclialtunj.eanordnung nach Aiiepruch 2, dadurch ^e daß die Vorrichtung eur rzeugung der beiden \uo ao» ewei Brüoiconsclialtungen (BI₉ B2| B1A, BtA) besteht, die je ein eluoteilbare« Beaucepotentioiaeter (F3, r^·) und ein unlaufendes iSteuerpotentioioeter (PI, P2) enthalten, wobei die Aue^angeepoxmunc »wischen den Kontaktarmen der Totentioncter wird.

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4. c. altunsaonordnunc nach Ansprach 2, dadurch da': JIe Vorrichtung *ur Zärsoußunfj der holden Ausga a annungen aus einer Briiekefiachaltung (B20) mit ein— el»» ^tollbaren Oesujspot entlasteter (P2i)und einem umlauf enden . teucrpote-tloaeter (P2ü) und aue einem on den BrUoksnsttS-» ■mc an, eochloaoonon : pnniuncatoiler (R21_f Π28, 1123) besteht« der einen stielten elnstollbaren /idoretand (H23) enth&Xt« SB en ι leraiaon die zweite Aue^ss oopsimuns abgencertien wird*

S. - c .iltunjaanordnung nach Anspruch 3 oder 4-, dadurch 2eic?jiet_f dpD die Steuerpotenttooieter kroisfuriaiß bildet sind und daß Ihr Kontaktarm la Joder irboitsperled· 'lor roooe oder sonstigen J.?ai>chine «inen Umlauf aaeht·

G. c' !tun ;Danjr(lßung nach einen der vorhergehenden AnsprÖche, ok nnzeiclinet durch Rompensmtionsworrichtuncon (TH22, TK2O_f ΊΙΙΓΜ) sum vU3c;loich τοη Tenperaturschwnattkuneen.

?· chaltunjounordnung nach olnem der vorhergehenden /\neprüeh*_f dadurch .,eicennsoiclinet, daß Jede i.chnltnrorrichtunG si kontakt Ionen Och alter (^ÜR1, oCR2_t BCK20) und einen aiutor ert1_vTR2₉ TR20, TR21) en thill t.

C. wehaltuncaanordoung nach einem der vorhergehenden Anspruch·» sekennseichMt durch eine Umechaltvorriobtune (300 säur und usschaltung der Betätigunvrrchtung In den ftstsp» r.elti'Unlcten in ua, ;okehrter Rlohtune·

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9· Schaltungsn&ordnung nach einen der vorhergehenden Ansprüche, gekemmeichnet durch eino Mehrfachbrück·, gebildet aus einem umlaufenden uteuerpotontioneter (Γ1Α) und oehreren unabhängig voneinander einstellbaren Bozugspotontlometorn (P^'v, ?3B_tP3X) aar IiAn- und mnochaltung vorschiodener Betäticunrrsvorrichtun· au verschiedenen Zeiten.

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