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Elektrische Steuerungseinrichtung zur wahlweisen Schaltung elektrischer
Nutzstromkreise Die Erfindung betrifft eine elektrische Steuerungseinrichtung zur
wahlweisen Schaltung elektrischer Nutzungsstromkreise in unbestimmter Reihenfolge
mittels von einer Zentrale aus abgegebener -Stromimpulse unter Benutzung eines Verzögerungswerkes,
das mit dem Schalten der Kontaktvorrichtung so lange eingerückt wird, bis die dem
betreffenden Nutzungsstromkreis entsprechende Anzahl Stromimpulse den Kontaktarm
in die entsprechende Stellung gebracht hat. Sie bezweckt die Anordnung einer einfachen
mechanischen Steuerung zum Einrücken des Verzögerungswerkes und zur Stromeinschaltung,
die von der impulsgesteuerten Schaltvorrichtung beherrscht wird. Erfindungsgemäß
ist die Einrichtung derart getroffen, daß das allen Schaltsteuerkreisen gemeinsame
Verzögerungswerk zusammen mit einem die vorübergehende Schließung der Steuerleitungen
zum Inbetriebsetzen der Schaltvorrichtungen bewirkenden Schalter von einem Selbstrücklaufsteuerhebel
gesteuert wird, der bei den Schaltschritten der impulsgesteuerten Schaltvorrichtung,
womit die Kontaktvorrichtung entsprechend der Schaltschrittanzahl einen mehr oder
weniger großen Einstellhub erfährt, in Vorbereitungsstellung zur Betätigung des
Schalters und zum Aufzug des Bewegungsverzögerungswerks übergeführt wird und nach
Abgabe der erforderlichen Anzahl Stromimpulse bei seiner durch das Verzögerungswerk
verzögerten Rückkehrbewegung den Schalter über die auf den gewünschten Nutzungsstromkreis
eingestellte Kontaktvorrichtung zur Veranlassung der Einschaltung desselben vorübergehend
schließt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt.
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I ist eine Taste für die Impulsgebung, welche mittels einer einpoligen
Steuerleitung z, 3 den Empfänger oder steuernden Schaltautomat II überwacht. - Letzterer
beherrscht ein Relais mit Quecksilberschaltröhre III, das zur Ein- und Ausschaltung
eines elektrischen Heizwiderstandes IV, der hier z. B. den Verbrauchsstromkreis
darstellt, dient.
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Die Einzelteile des steuernden Schaltautomaten II haben folgende Bauart
und wirken folgendermaßen: Jeder Stromimpuls, der von der Taste I ausgeht, bewirkt
in der Magnetwicklung i i das Anziehen eines Magnetkernes i2, der nach Aufhören
des Impulses unter dem Einfluß des Eigengewichts oder einer Feder wie= der in die
Ruhelage zurückfällt. Die Bewegong
des Magnetkerns 12 wird durch
zwei an der mit diesem verbundenen Zugstange 13 befindliche Anschläge i4', 14' an
dem feststehenden Stift i 5 begrenzt. Die Zugstange i3 ist in dem Lager 13' geführt
und trägt am unteren Ende eine drehbar daran angebrachte Mitnehmerklinke 16, die
durch Federdruck gegen das Schaltrad 17 gedrückt wird. Letzteres sitzt fest auf
der Welle 18, welche bei i8', 18" drehbar gelagert ist. i9 ist eine Spiralfeder,
die mit ihrem inneren Ende an der Welle 18 und mit dem äußeren an einem festen Punkt
2o befestigt ist. Sie hat den Zweck, die Welle i8 in die Ruhestellung zurückzudrehen.
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Außen auf der, Welle 18 sitzt ein Schaltarm 2,1, an dem eine Kontaktbrücke
23 mittels eines Isolierstückes 22 befestigt ist. Die Kontaktbrücke 2i schleift
über dem Kontaktsegment 6 und einer Reihe von Kontaktköpfen o, a, b, c, d, e.
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Mit 25 ist eine um den 'Zapfen 24. und unter Wirkung der Zugfeder
26 stehende Sperrklinke bezeichnet, die in das Schaltrad 17 sperrend eingreifen
kann. In der Zeichnung ist sie in Ruhestellung bzw. ausgerückt dargestellt.
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Bei jedem Stromimpuls auf die Magnetwicklung i i wird das Schaltrad
17 mittels der Klinke 16 um einen Zahn und damit die Kontaktbrücke 23 um einen Kontaktschritt
in der Richtung des dort eingezeichneten Pfeiles y vorwärts geschaltet. -Die Sperrklinke
25 verhindert das Zurückdrehen des Schaltrades 17 während des impulsgesteuerten
Schaltvorganges, indem sie durch nachher beschriebene Mittel in das Schaltrad
17 einfallen gelassen wird; nach Einstellung der Kontaktbrücke 23 wird sie
durch einen Steuerhebel 32 aus dem Schaltrad ausgerückt, so daß sich dieses samt
dem Schaltarm 2,1 und der Kontaktbrücke 23 unter Wirkung der Spiralfeder i9 in die
o-Stellung zurückbewegen kann, wie weiter unten näher beschrieben ist.
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27', 27" ist ein doppelarmiger, um den Zapfen 28 drehbarer Hebel,
der von dem auf der Welle i8 festsitzenden Nocken go beherrscht wird, zu dem Zwecke,
ein Weiterschalten der Kontaktbrücke 23 über den letzten Kontakt e hinaus zu verhindern.
Bei schrittweisem Drehen der Welle i8 in der Richtung des Pfeiles x wird nämlich
der Nocken 30- schließlich an dem Arm 27" anschlagen und denDoppelhebel im Sinne
der Uhrzeigerbewegung etwas drehen, was zur Folge hat, daß die Sperrklinke 25 an
ihrem Schenkel 25' von dem am Hebelarm 27' festsitzenden Arm 29 erfaßt und aus dem
Bereich der Zähne des Schaltrades 17 ausgerückt wird, so daß sie nicht mehr in dasselbe
einfallen kann. Bei weiteren Stromimpulsenwird dann die Schaltklinke 16 bei jedem
Hub des Magnetkerns 12 das Schaltrad wohl in der Pfeilrichtung drehen, dasselbe
wird sich aber mit dem Magnetkern unter Wirkung der Feder i9 um gleichviel -wieder
zurückbewegen, so daß also ein totes Funktionsspiel einsetzt, welches ein Weiterschalten
.der Welle 18 und der Kontaktbrücke 23 über den letzten Kontakte hinaus verhindert.
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In der Verlängerung der Welle 18 ist eine zweite Welle 3i bei 3i',
31" gelagert. Auf dieser sitzt der bereits genannte Steuerhebel 32 lose drehbar.
Letzterer trägt an einem an ihm befestigten Bolzen 32" eine Schaltklinke 33, welche
durch die Feder 33' gegen das auf der Welle 31 festsitzende Schaltrad 34
gedrückt wird. Auf dem hinteren Ende der Welle 31 ist ein Zahnrad 35 befestigt,
welches ein Ankerhemmwerk V mit den Rädern 35', 36, 36', 37, 37"7 38 und
dem Anker 38' antreibt.
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Beim ersten Magnethub jeder Impulsgebung nimmt die Magnetzugstange
13, an der ein Arm 13" mit Stift i3"' vorgesehen ist, durch diesen den Steuerhebel
3.2 an einer vorspringenden Nase mit, -so daß er auf der Welle 31
eine Linksdrehung ausführt, wobei die an ihm angreifende Zugfeder 39 gespannt wird.
Nach Rückfallen der Magnetzugstange, wenn der Impuls aufhört, wird der Steuerhebel
32 unter der Zugwirkung der Feder 39 mittels der Schaltklinke 33 und des Schaltrades
34 das Ankerhemmwerk V mitbewegen und sich langsam zurückdrehen, bis er mit dem
Schenkel 32' wieder in der Ruhelage an dem Arretierstift 4o anschlägt.
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An dem Schenkel 25' der Sperrklinke 25 sitzt ein seitlich abstehender
Arm 25", welcher über den Arm 32' des Steuerhebels 32 greift und an diesem anliegt,
und zwar so, daß die Sperrklinke 25 durch den Steuerhebel 32 in der Ruhelage außer
Eingriff mit dem Schaltrad 17 gehalten wird.
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42 ist eine Quecksilberschaltröhre in Ausschaltstellung; _ sie ist
durch die biegsamen Kabel 42' mit den Klemmen und den Steuerdrähten 4, 5 verbunden.
Der Draht 4 ist an den Teil 3 der Automatsteuerleitung 2, 3, jener 5 an das Kontaktsegment
6 angeschlossen. Mittels des Bügels 42 ist die Quecksilberschaltröhre 42 an dem
doppelarmigen Hebel 43 befestigt, der um den Zapfen 4.4 drehbar ist. In der Ruhelage
wird der Hebel 43 durch die Zugfeder 45 gegen den Anschlag 46 gehalten.
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An dem rechtsseitigen Ende des Hebels 43 ist das Verbindungsglied
47 angelenkt, das anderseits an einem um den Zapfen 49 drehbaren Hebel 48 angelenkt
ist. An letzterem ist ein Arm 5o drehbar angebracht, welcher in der in der Zeichnung
dargestellten Ruhestellung
durch die Zugfeder 5 i gegen den Anschlagstift
52 anliegend gehalten wird.
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Sobald der Steuerhebel 3:2 durch das Magnetgestänge linksherum
gedreht wird, nimmt ein an ihm befestigter Stift 41 den Arm 5o am freien Ende nach
links mit, welches schließlich vom Stift 41 abgleitet, so daß der Arm
50 unter der Zugwirkung der Feder 51 in die gezeichnete Ruhelage zurückschnellt.
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Beim langsamen Zurückdrehen des Steuerhebels 32 läuft dann der Stift
41 auf der schrägen Endfläche des Armes 5o auf und drückt diesen samt dem Gestänge
48, 47, 43 in die Höhe, so daß die Quecksilberschaltröhre 42 von der rechtsschiefen
in die linksschiefe Lage umgestellt wird und eine schließende Kontaktbrücke zwischen
den Steuerdrähten 4, 5 herstellt.
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Sobald der Steuerhebel 3:2 seine Ruhelage wieder erreicht,
fällt der Arm 50 von dem Stift 41 ab, und das Gestänge 48, 47, 43 mit der
Quecksilberschaltröhre 42 bewegt sich unter dem Zuge der Feder 45 wieder in die
in der Zeichnung dargestellte Ruhelage zurück.
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Die Gesamtwirkung der Steuerungseinrichtung ist die folgende: Wird
die Taste I für kurze Zeit geschlossen, etwa mittels eines automatischen Zeitschalters,
so fließt ein Stromimpuls vom Pluspol der Verbrauchsleitung i über den Draht :2
der Steuerleitung zur Magnetwicklung i i und über den Draht 3 zum Minuspol der Verbrauchsleitung
zurück. Der Magnetkern 12 wird momentan ,angezogen, und die Klinke 16 schaltet das
Schaltrad 17 um einen Zahn und die Kontaktbrücke 23 von der Nullstellung o um einen
Kontaktschritt vorwärts auf den Kontaktkopf a.
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Gleichzeitig wird der Steuerhebel 32 linksherum gedreht, wodurch sein
Schenkel 32'
die Sperrklinke 25 freigibt, so daß diese (unbehindert durch
den außer Tätigkeit stehenden Arm 29) in das Schaltrad 17 einfallen kann, um dasselbe
in der um einen Zahn vorgeschalteten Stellung festzuhalten. Bei dieser Funktion
gleitet, wie oben geschildert, der Stift 41 unter dem Arm 5o hinweg und dieser gelangt
in Vorbereitungsstellung für die Einschaltung der Quecksilberschaltröhre 42.
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Bei dem darauffolgenden Rückgang des Steuerhebels 3z, der vermöge
des erwähnten Ankerhemmwerkes verzögert erfolgt, hebt dann der Stift 41 das Hebelgestänge
50, 48, 47, 43 und bringt die Ouecksilberschaltröhre 42 in Einschaltstellung, wonach
ein Steuerstrom vom Minuspol über 4, 42, 5, 6, a, 7, 8
zum Pluspol fließt.
Die an der Verbrauchsstelle vorgesehene Relaisspule 8 wird erregt, die dortige Quecksilberschalfröhre
io eingeschaltet und in der Einschaltstellung mittels bekannter Mittel verriegelt,
so daß der Heizwiderstand IV eingeschaltet wird und dauernd eingeschaltet bleibt.
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Inzwischen ist wieder der Steuerhebel 32 in seine Ruhelage und damit
auch die Quecksilberschaltröhre 42 in ihre Ausschaltstellung zurückgekehrt. Die
Sperrklinke 25 ist durch den Schenkel-32' des Steuerhebels 32 aus dem Schaltrad
17 ausgerückt und dieses mit dem Schaltarm 2,1 und der Kontaktbrücke 23 in die Ruhestellung
zurückgeführt worden; die Relaisspule 8 an der Verbrauchsstelle ist damit wieder
stromlos.
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Zur Ausschaltung der Quecksilberröhre io ist die Relaisspule 8 neuerdings
zu erregen, indem in gleicher Weise wie vorhin durch die Taste I ein erneuter Stromimpuls
auf die Magnetwicklung i i gegeben wird, wobei der Schaltautomat II genau die gleichen
Schaltfunktionen wiederholt.
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Soll eine weitere Verbrauchssteuerleitung 7' momentan eingeschaltet
werden, z. B. zur Steuerung eines Relais für die Einschaltung eines Beleuchtungsstromkreises,
so sind von der Taste I in kurzem Zeitabstand zwei Stromimpulse zu geben. Der Magnet
12 führt dann aufeinanderfolgend zwei Hübe aus, das Schaltrad 17 wird um zwei Zähne
vorgeschaltet und die Kontaktbrücke 23 schließlich auf den Kontaktkopf b bewegt,
wobei die Rückkehrbewegung des Steuerhebels 32 durch das Hemmwerk V genügend stark
verzögert wird, um die beiden Schalthübe nacheinander ohne Gefahr der Zwischenausrücküng
der Klinke 25 aus dem Schaltrad 17 erfolgen zu lassen. Nach Rückkehr des Steuerhebels
32 in die Ruhelage wird die Quecksilberschaltröhre 42 wiederum kurze Zeit eingeschaltet
und das Schaltrad i; wieder durch die Sperrklinke 25 freigegeben, so daß es sich
in die Anfangsstellung zurückdrehen kann.
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Zur momentanen Einschaltung der an den Kontaktkopf c angeschlossenen
Steuerleitung 7" erfolgt das gleiche Spiel durch Abgabe von drei aufeinanderfolgenden
Impulsen durch: die Taste I und so fort für die Steuerleitungen 7"', 7"", die an
die Kontaktköpfe d, e angeschlossen sind und weitere Verbrauchsstellen zu
steuern haben.
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Wie hieraus ersichtlich, kann die Anzahl der zu beherrschenden Steuerleitungen
7 für die- Nutzungsstromkreise beliebig groß gewählt werden und die Schaltfolge
derselben kann nach Belieben bestimmt werden, indem bei I eine entsprechende Anzahl
Stromimpulse abgegeben werden. Dabei kann jeder -Verbrauchssteuerstromkreis jederzeit
unabhängig von den andern geschaltet werden.
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Die Taste I für die Impulsgebung kann ein Handschalter oder ein motorisch
angetriebener
Schalter sein, der z. B. nach Einstellung eines Zeigers
auf die gewünschte Impulszahl auf einer Skala, die entsprechende Anzahl Stromimpulse
selbsttätig abgibt.
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Statt des Elektromagneten 11, z2 könnte der Antrieb des Schaltautomatengetriebes
auch durch einen impulsgesteuerten Elektromotor o. dgl..bewerkstelligt werden.