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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur gegenseitigen Verriegelung
einer beliebigen Zahl elelktrisch betätigbarer Schalter, so daß immer nur einer
von den Schaltern schaltbar ist.
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In der Schaltanlagensteuerung, vornehmlich in der sogenannten Zentralfeldsteuerung,
besteht häufig die Forderung, einen von n-Schaltern, beispielsweise einen Feldvorwahlschalter,
auf elektrischem Wege so vorzuwählen, daß nach Verfolgter Vorwahl eines Schalters
keiner der verbleibenden n-1 Schalter mehr betätigt werden kann. Um dieser Forderung
nachzukommen, ist eine Verriegelung der Schalter untereinander erforderlich. Eine
bekannte Schaltungsanordnung, die diese Aufgabe erfüllt, ist die sogenannte Strickleiterverriegelung.
Zwei parallelgeführte Leitungsstränge, die aus je einer Reihenschaltung von
Ruhekontakten bestehen und von denen der Anfang der ersten Reihenschaltung mit dem
einen Pol einer Spannungsquelle und das Ende der zweiten Reihenschaltung mit dem
anderen Pol dieser Spannungsquelle verbunden sind, bilden die Holme einer elektrischen
Strickleiter. Die Sprossen zwischen diesen Hohnen werden von den Relaisspulen der
gegenseitig zu verriegelnden Schalter gebildet. Zu jeder Spule dieser Schalter gehören
die an den Sprossenenden, jedoch in den Holinen liegenden Ruhekontakte. Die Ruhekontakte
der Relais liegen hierbei so in den Holmen, daß, jeweils vom Anschluß der Spannungsquelle
aus betrachtet, der eigene Ruhekontakt hinter dem Spulenanschluß liegt. Das bedeutet,
daß bei beispielsweise n = 10 Schaltern und eingelegtem Schalter n.
über die Ruhekontakte die Verbindung zwischen dem am Anfang ödes Hohnes angeschlossenen
einen Pol der Spannungsquelle und den Schaltern n6 bis ni, unterbrochen ist, während
im anderen Holm die Verbindung zwischen dem Ende des zweiten Hohnes angeschlossenen
zweiten Poles der Spannungsquelle und den zu verriegelnden Schaltern ni bis n4 gleichfalls
unterbrochen wird. Damit kann jeder Schalter nur über eine Reihenschaltung von n-1
Ruhekontakten mit der Spannungsquelle verbunden sein.
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Diese Verriegelungsart, die einfach ist, hat jedoch Nachteile, nämlich
derart, #daß sich diese Reihenschaltung nicht beliebig verlängern läßt, weil dann
die Gefahr besteht, daß die Summe der übergangswiderstände so große unzulässige
Werte annimmt,
daß die Sicherheit der Schaltung nicht mehr gewährt2 leistet
ist.
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Ein weiterer Nachteil dieser Verriegelung ist noch darin zu erblicken,
#daß diese nicht für die in der Schaltungstechnik sich immer mehr in den Vordergrund
drängenden Ordinatenhaftschalter geeignet ist, weil dieser aus konstruktiven Gründen
nur mit Arbeitskontakten ausgerüstet werden kann. Gerade diese Ordinatenhaftschalter,
auch OHS-Schalter genannt, sind jedoch als Durchschaltorgane besonders gut geeignet.
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Der OHS-Schalter stellt eine iusammenfassung von mehreren vielpoligen
Haftschaltem dar, die so auf gemeinsame Sammelschienen arbeiten, daß mit ihnen die
Wirkung eines vielpoligen, elektrisch verstellbaren Kreuzschienenverteilers erzielbar
ist. Der Erfindung liegt dementsprechend eine Vorwahlverriegelung zugrunde, die
den Anschluß einer beliebig großen Anzahl von Schaltern gestattet und dementsprechend
auch für den Einsatz von OHS-Schaltem geeignet ist. Die Schaltung ist erfindungsgemäß
so CD
aufgebaut, daß die Relaisspulen aller Schalter parallel an zwei Leitungen
liegen, die über je einen Widerstand an #die Pole einer Spannungsquelle angeschlossen
sind, und daß bei Betätigung einer der Relaisspulen über einen Relaiskontakt durch
Herstellung einer Verbindung zwischen einer Leitung und dem Minuspol das Potential
ausgeglichen wird, während das Relais durch Remanenz oder einen besonderen Kontakt
in Selbsthaltung geht.
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Die Betätigung Ader Schalter erfolgt dementsprechend nur durch kurze
Einschaltimpulse, so daß Einrichtungen zur Selbstunterbrechersteuerung entfallen
können. Die Selbsthaltung der Relais wird bei Verwendung von OHS-Schaltern durch
diese selbsttätig vorgenommen, während bei Verwendung von normalen, elektromagnetischen
Relais eine Hilfsschiene vorgesehen wird, auf die sich das jeweils angesprochene
Relais #dann selbst schaltet. Diese Hilfsschiene muß wegen ödes Potentialausgleiches
direkt mit dem Pol der Spannungsquelle verbunden sein. Die Widerstände, die in den
Leitungen jeweils zum Anschluß der Spannungsquelle hin liegen, können unterschiedlich
bemessen sein. Während der eine Widerstand für die volle Betriebsspannung ausgelegt
sein muß, um nach Ausgleich des Potentialunterschiedes den Kurzschluß zu vermeiden,
kann der andere Widerstand so bemessen sein, daß sein Spannungsabfall zu groß ist,
so daß bei gleichzeitiger Betätio,una zweier Relaisspulen die dort zur Verfügung
stehende Spannung zum Schalten nicht mehr ausreicht. Da beide Widerstände im gleichen
Stromkreis liegen, können sie auch durch einen gemeinsamen Widerstand an der Stelle
von Rl ersetzt werden, jedoch ist die Aufteilung in zwei Widerstände günstiger.
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Bei der Verwendung von normalen elektromagnetischen Relais ist es
erforderlich, jedem Relais zusätzlich eine Entkopplungsdiode und einen Selbsthaltekontakt
zuzuordnen. Diese Entkopplungsdiode wird notwendig, um zu vermeiden, daß von der
Hilfsschiene Rückspannungen auf die inzwischen potentialmäßig ausgeglichenen Hauptschienen
kommen.
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An Hand von Zeichnungsbeispielen sei die Erfindung näher erläutert;
in F i g. 1 ist die erfindungsgemäße Kombination von Schaltmitteln für OHS-Schalter
und Haftrelais dargestellt; F i g. 2 enthält die gleiche Schaltung, ergänzt
um die Teile, die für die Anwendung bei elektromagnetischen Relais zusätzlicherforderlich
sind.
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An den Pluspol der Spannungsquelle in F i 1-. 1
ist hinter einem
Schalter b. zum Abschalten des gesamten Systems der Widerstand r, angeordnet,
der mit der Schiene 1 verbunden ist.
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Dieser Widerstand ist so bemessen, daß er auch im Dauerbetrieb an
die volle, von der Spannungsquelle zur Verfügung gestellte Spannung angeschlossen
werden kann, er ist somit verhältnismäßig hochohmig. An die Schiene 1 werden
über die Betätigungsschalter b, ... b6 ... b" die zu betätigenden
OHS-Schalter- oder Haftrelaisspulend, . . . d6 ... d" angeschlossen.
Der jeweils zweite Anschluß #dieser Spulen ist mit der Schiene 2 verbunden, die
über den Widerstand r2 Verbindung mit dem Minuspol der Spannungsquelle hat. Dieser
Widerstand r. ist so ausgelegt, daß an ihm bei gleichzeitiger Betätigung von zwei
oder mehr Schaltern bl, b2 USW- ein so großer Spannungsabfall auftritt, #daß
die zwischen den Schienen
1 und 2 verbleibende Restspannung
nicht mehr ausreicht, um eine Relaisspule anziehen zu lassen, da die Amperewindungszahl
unter der zulässigen Grenze der Ansprech-Fehlerregung bleibt. Auf diese Weise wird
das ungewollte, gleichzeitige Einschalten von zwei oder mehr Relaisspulen verhindert.
Der Widerstand r. kann also im Gegensatz zum Widerstand r, verhältnismäßig niederohmig
ausgelegt sein.
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Beim Betätigen nur eines Schalters, beispielsweise des Schalters b.,
wird auch nur die Spule d. erregt. Es schließt der Kontakt d", der zwischen
der am Minuspol liegenden Schiene 3 und der Schiene 1 eine Icitende
Verbindung herstellt. Als Folge davon wird das Potential der Schiene 1 auf
das Potential des Minuspols der Spannungsquelle abgesenkt. Die Spule d. liegt
jetzt also mit beiden Anschlüssen am Minus. Unabhängig von der Befehlsdauer durch
den Schalter b. wird sie immer nur durch einen Impuls erregt, dessen Dauer
von der Eigenzeit des betätigten Relais abhäncrt. Nach dem Verschwinden des Einschaltimpulses
wird die Selbsthaltung durch das Remanenzsystem des OHS-Schalters übemommen. Das
Ausschalten der Relais geschieht durch nicht näher dargestellte Rückstelleinrichtungen,
die beispielsweise von Kontakten des Schalters b. gesteuert werden können.
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Nach dem Einschalten eines Relais liegt die Schiene 1 auf Minuspotential,
damit ist das Einschalten eines anderen Relais unmöglich gemacht. Das Sperrsignal
dazu wird immer nur von einem von beliebig vielen parallelgeschalteten Arbeitskontakten
geliefert.
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Zur Schonung der Kontakte werden häufig den Relaisspulen in bekannter
Weise Freilaufdioden parallel geschaltet. Diese sind gestrichelt dargestellt und
mit n,-, . , . n.,2 ... nn2 bezeichnet. Um Zerstörungen
der Freilaufdioden durch prellende Kontakte zu verhindern, werden vielfach Schutzwiderstände
in Reihe mit der aus Relaisspule und Freilaufdiode gebildeten Parallelschaltung
geschaltet.
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Da diese Schutzwiderstände stets nur während der Millisekunden währenden
Prellzeit belastet werden, brauchen sie den Strom nur auf den höchst zulässier ,en
Diodenstrom zu begrenzen, so daß sie relativ niederohmig sein können. In der erfindungsgemäßen
Schaltung erübrigt sich der Einbau eines solchen Schutzwiderstandes, da der Widerstand
r. diese Funktion mit übernimmt.
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F i g. 2 zeigt das Beispiel, wenn statt der OHS-Schalter oder
Haftrelais normale elektromagnetische Relais verwendet werden. Um nach der durch
Kontakte d,1 ... d" , erfolgenden Selbstunterbrechung, die jeweils
erreg "te Relaisspule in der »Ein«-Stellung halten zu können, ist eine elektrische
Selbsthaltung erforderlich. Diese wird durch die Kontakte d12 . . . 462 . . .
d- , über die direkt mit dem Pluspol der Spannungsquelle verbundene Schiene 4 hergestellt.
Die Funktionsfähigkeit der Schaltung ist darüber hinaus aber noch von den Entkoppelungsdioden
1711 * * , n., . * . n, i abhängig, die in die
Spulenzuleitungen eingebaut werden. Hierdurch bleibt das gerade erregte Relais d"
über seinen Selbsthaltekontakt d.. an Spannung, während durch den Sperrkontakt
d,11 die Betätigung aller anderen Relais gesperrt ist. Die Rückstelluner
in die Ruhelage wird beispielsweise durch öffnen des Schalters bo bewirkt.
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Im Bedarfsfall können in die Anlage Meldeglieder eingebaut werden,
die den Zustand der Schaltung kenntlich machen. Eine Meldelampe, die zwischen die
Leitung 1 und 2 gelegt ist, wird so lange leuchten, wie keines der Relais
d. bis d" angesprochen hat. Ebenso kann der Widerstand ri in der Leitung
1
auch durch eine Meldelampe ersetzt werden, die mit entsprechenden Widerstandswerten
versehen ist. Diese Lampe würde dann jeweils zum Aufleuchten kommen, wenn eines
der Relais d, bis d" angesprochen hat. An Stelle der Lampe kann auch ein Relais
mit entsprechenden Widerstandswerten eingesetzt werden, was besonders in automatischen
Steue run-en den Vorteil hat, daß von diesem Relais weitere, von der Sperrung der
Vorwahl abhängige Schalthandlung eingeleitet werden können.
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Der Widerstand r. hat die Aufgabe, zu verhindern daß zwei oder mehrere
der Relais d, bis d" ansprechen können. Dieser Widerstand r2 kann
ebenfalls durch ein Relais ersetzt werden, das immer dann anspricht, wenn in-folge
einer Fehlbetätigung zwei oder mehrere der Schalter gleichzeitig vorgewählt worden
sind. Dieses Relais kann dann in solchen Fällen zur Sperrung des weiteren Schaltablaufes
besonders in automatischen Steuerungen verwendet werden, da es als Kontrollrelais
auch angezogen bleibt, wenn die zuviel vorgewählten Relais wieder entregt worden
sind. Dieses Verhalten bietet die Gewähr dafür, daß keine falsche Vorwahl durchführbar
ist, wobei es auch noch zur Abgabe von Störungsmeldungen dienen kann.