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Bistabile spannungsunabhängige Kippschaltung mit einem polari-
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sierten Relais.
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Gegenstand der Erfindung ist eine bistabile spannungsunabhängige Kippschaltung
mit einem polarisierten Relais, bei der die Wicklung des polarisierten Relais in
Serie mit einem Kondensator parallel zu den festen Kontaktstücken eines seiner Umschaltkontakte
liegt, an die ferner je ein Widerstand angeschlossen ist, der mit dem einen Pol
der Betriebsspannung verbunden ist, während der zu den festen Kontaktstücken gehörende
Umschaltkontakt mit dem Bezugspotential verbunden ist und über einen weiteren Umschaltkontakt
die Ausgabe des gespeicherten binären Zustandes erfolgt.
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Es ist bereits bekannt, bistabile Kippschaltungen mit polarisierten
Relais aufzubauen. Bei einer bekannten bistabilen Kippschaltung mit einem polarisierten
Relais ist die Wicklung des polarisierten Relais in Serie mit einem Kondensator
parallel zu den festen Kontaktstücken eines seiner Umschaltkontakte geschaltet,
an die ferner je ein Widerstand mit je einem parallel geschalteten Richtleiter solcher
Polung angeschlossen ist, daß ein über das bewegliche Kontaktstück des Umschalters
zugeführter Steuerimpuls die Wicklung des Relais bei Aufladung des Kondensators
derart erregt, daß der Umschaltekontakt liegen bleibt und bei Verschwinden des Ansteuerimpulses
durch den Entladestromstoß des Kondensators ein Umlegen des Kontaktes erfolgt (DT-OS
1 537 822).
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Diese bekannte Schaltung hat den Nachteil, daß beim Umsteuern von
einem stabilen Zustand in den anderen eine große Steuerleistung erforderlich ist,
weil die Umladung des Kondensators beim Kippvor-
gang jeweils über
die angeordneten Widerstände erfolgt. Die Dimensionierung der Schaltungsanordnung
ist schwierig, weil einerseits der Kondensator und die Widerstände für die Dauer
des Umsteuervorganges entscheidend sind und andererseits bei den niederohmigen Widerständen
die Schaltung einen großen Stromverbrauch zeigt.
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Die Umsteuervorgänge werden durch Spannungsschwankungen beeinflußt;
die Schaltung ist spannungsabhängig.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine bistabile Kippschaltung mit polarisiertem
Relais aufzuzeigen, die einen möglichst geringen Aufwand erfordert und die beim
Ausfall der Stromversorgung den gerade vorhandenen bistabilen Zustand speichert
und weitgehend spannungsunabhängig ist.
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Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß zur Steuerung der Kippschaltung
ein im Ruhezustand geöffneter Steuerkontakt parallel zur Serienschaltung der Wicklung
des polarisierten Relais und des Kondensators angeordnet ist und daß beim Schließen
des Steuerkontaktes die Umschaltekontakte des polarisierten Relais in die andere
stabile Lage gesteuert werden und in dieser Lage so lange liegen bleiben, bis der
Steuerkontakt erneut geschlossen wird.
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Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung hat den Vorteil, daß beim
Schließen des Steuerkontaktes die Serienschaltung der Wicklung des polarisierten
Relais und des Kondensators kurzgeschlossen wird, so daß beim Umsteuervorgang keine
anderen Bauteile Einfluß auf den Umschaltvorgang nehmen können. Die Dimensionierung
ist besonders einfach und kann hinsichtlich der Bauteile abmessungen besonders günstig
gewählt werden. Durch die Anwendung hochohmiger Widerstände wird ein geringer Stromverbrauch
der Schaltung erzielt.
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Weiterhin kann dann die Kapazität des Kondensators klein gewählt werden,
wodurch günstige räumliche Abmessungen entstehen. Die Umsteuerung der Relaiskontakte
wird nur von einem Steuerkontakt ausgelöst, und ist dann davon völlig unabhängig,
weil die Umschaltung an das Relais und dessen Kontakte weitergegeben wird. Die Schaltungsanordnung
ist weitgehend unabhängig von Betriebsspannungsschwankungen und kann beispielsweise
bei Spannungen von 6 V bis 60 V betrieben werden; ist also weitgehend spannungsunabhängig.
Der
gerade gegebene stabile Zustand bleibt beim Ausfall oder Abschalten der Stromversorgung
gespeichert. Bei der Rückkehr der Stromversorung bleiben die Kontakte in der zuletzt
eingenommenen Lage. Die Schaltungsanordnung ist unabhängig vom Prellen des Steuerkontaktes.
Die Schaltungsanordnung erlaubt es auf besonders einfache Art und Weise lediglich
durch Parallelschaltung von jeweils einer Diode zur Serienschaltung der Wicklung
des polarisierten Relais und des Kondensators manuell eine bestimmte Ausgangsstellung
der Kippschaltung einzustellen. Die Schaltungsanordnung eignet sich besonders vorteilhaft
für die Anwendung bei Geräten, die teils mechanisch teils elektronisch ausgeführt
sind, wie beispielsweise Fernschreiber. So kann beispielsweise die Schaltungsanordnung
vorteilhaft für die Umschaltung des Farbbandes bei Schreibmaschinen oder Fernschreibmaschinen
verwendet werden, wobei der Farbbandkontakt als Steuerkontakt verwendet wird und
die beiden stabilen Lagen der Bewegungsrichtung des Farbbandes entsprechen.
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Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in den Figuren dargestellten
vorteilhaften Ausführungsbeispieles erläutert.
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Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung.
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Fig. 2 und Fig. 3 zeigen Zeitdiagramme zu der Schaltung nach Fig.
1.
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Die Schaltungsanordnung in Fig. 1 besteht aus der Serienschaltung
der Wicklung des polarisierten Relais P und des Kondensators C. Die Serienschaltung
liegt parallel zu den festen Kontaktstücken des Umschaltkontaktes pol. der Umschaltkontakt
selbst ist mit dem Bezugspotential der Stromversorgung verbunden. Im Ruhezustand
wird der Kondensator C abhängig von der gerade herrschenden stabilen Lage A oder
B über den Widerstand R1 bzw. R2 aufgeladen. Die Versorgungsspannung U kann einen
positiven oder negativen Wert aufweisen. Parallel zur Serienschaltung der Wicklung
des polarisierten Relais und des Kondensators liegt der Steuerkontakt kst.
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Über die Dioden D1 bzw. D2 kann jeweils durch Betätigung der Taste
T1 bzw. T2 eine der beiden stabilen Lagen A bzw. B der Umschaltkontakte des Relais
voreingestellt werden. Der zweite
Umschaltkontakt p2 des Relais
P gibt als Ausgangskontakt die beiden stabilen Lagen A bzw. B potentialfrei ab.
Durch die Lage des Kontaktes p2 kann beispielsweise unmittelbar die Vorschubrichtung
des Farbbandes bei einem Fernschreiber gesteuert werden.
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Beim Schließen des Steuerkontaktes kst wird die Serienschaltung aus
der Wicklung des polarisierten Relais P und des Kondensators C kurzgeschlossen.
Der Kondensator C entlädt sich über die Wicklung des Relais P, das Relais spricht
an und die Umschaltkontakte pl und p2 werden aus der stabilen Lage A in die stabile
Lage B umgelegt (tl in Fig. 2). Auch nach dem öffnen des Steuerkontaktes k st im
Zeitpunkt t2 (Fig. 2) bleiben die Kontakte in der stabilen Lage B. Der Kondensator
C wird inzwischen in der umgekehrten Richtung über den Widerstand R2 aufgeladen.
Beim erneuten Schließen des Steuerkontaktes zum Zeitpunkt t3 wird die Serienschaltung
der Relaiswicklung und des Kondensators wieder kurzgeschlossen und der Kondensator
entlädt sich über die Relaiswicklung, die die Umschaltkontakte pl und p2 jetzt wieder
in die stabile Lage A zurücksteuert. Der Kondensator C wird nunmehr in entgegengesetzter
Richtung aufgeladen. Beim öffnen des Steuerkontaktes kst im Zeitpunkt t4 bleiben
die Kontakte in der stabilen Lage A. Beim erneuten Schließen des Steuerkontaktes
im Zeitpunkt t5 werden die Kontakte des Relais wieder in die stabile Lage B ungesteuert.
Der Wechselkontakt pl des polarisierten Relais und die Ladewiderstände R1 und R2
sind so geschaltet, daß in beiden Lagen des Kontaktes der Kondensator jeweils entgegengesetzt
aufgeladen wird.
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Während der Prellzeit des Steuerkontaktes wird der Kondensator C in
den öffnungszeiten nachgeladen, so daß Kontaktprellungen die Wirkungsweise der Schaltung
nicht beeinflussen. Beim Abschalten oder Ausfall der Stromversorgung U entsteht
über die Widerstände R1 und R2 und die Wicklung des polarisierten Relais P ein kleiner
Entladestrom des Kondensators C, der jedoch das Relais nicht zum Ansprechen bringt.
Die Kontakte p1 und p2 bleiben in ihrer Lage. Diese Lage bleibt auch erhalten, wenn
die Stromversorgung wieder eingeschaltet wird.
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Zum Voreinstellen einer bestimmten Lage A bzw. B sind die beiden Dioden
Dl und D2 und die Tasten T1 und T2 angeordnet. Je nach der Polungsrichtung jeder
Diode wird die Kippschaltung in eine festgelegte stabile Lage gesteuert. Beim Drücken
der Taste T1 zum Zeitpunkt tl (Fig. 3) wird die Kippschaltung in die stabile Lage
B gesteuert. Dabei wird der Kondensator über die Diode D1 entladen, wenn die Umschaltkon.akte
sich vorher in der Lage A befunden haben. Beim Öffnen der Taste Tl bleiben die Umschaltkontakte
in der vorgegebenen Lage (t2). Bei einem erneuten Betätigen der Taste Tl zum Zeitpunkt
t3 bleiben die Umschaltkontakte p1 und p2 ebenfalls in der stabilen Lage B, weil
sie diese Lage bereits einnehmen und der Kondensator nicht umgeladen wird. Es erfolgt
unter Umständen eine Vergrößerung der Aufladung, wodurch die Wicklung des polarisierten
Relais zwar erregt wird, jedoch für eine Umsteuerung in die stabile Lage B, in der
sich die Umschaltkontakte bereits befinden. Beim Loslassen der Taste T1 im Zeitpunkt
t4 tritt keine Wirkung auf. Mit der Diode D2 und der gedrückten Taste T2 werden
die Umschaltkontakte pl und p2 in die stabile Lage A umgesteuert, sofern sich die
Umschaltkontakte nicht bereits in dieser Lage befinden.
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2 Patentansprüche 3 Figuren