DE624418C - Schaltungsanordnung zur Ausloesung von Schaltvorgaengen durch schwache, kurzzeitige Stromstoesse - Google Patents

Description

Die Auslösung von Schaltvorgängen durch kurzzeitige Stromstöße, insbesondere die Betätigung von Signalen, Zählwerken und anderen Einrichtungen, ist schwierig, wenn die Stromstöße sehr kurzzeitig und zudem schwach sind, weil das Eingangsrelais, wenn es überhaupt hinreichend empfindlich gemacht werden kann, meist nur eine ganz kurz dauernde Schließung des zu steuernden Stromkreises ergibt, die kaum dazu ausreicht, das nächstfolgende Relais zum Ansprechen zu bringen. Besondere Schwierigkeiten haben sich ergeben, wenn man Stromstöße, zur Steuerung von Signalen u. dgl. durch bewegte Fahrzeuge auslösen will, vor allem dann, wenn man nicht mechanische Streckenkontakte benutzt, sondern den Stromstoß zur Erregung des Eingangsrelais durch vom Fahrzeug beeinflußte magnetische Felder oder andere

ao indirekte Methoden erzeugt. Bei hohen Geschwindigkeiten ist dann der Stromstoß so kurz, daß der bewegliche Kontakt des Eingangsrelais eine kaum merkliche Bewegung ausführt, innerhalb welcher die Kontakte sich nur während eines Augenblickes berühren. Besonders schwierig ist die Relaissteuerung, wenn von dem Fahrzeug nicrht ein einfacher Stromstoß, sondern ein aus mehreren Halbschwingungen bestehender Stoß eines Wechselstromes erzeugt wird.

Die Erfindung beseitigt den Ubelstand dadurch, daß an dem von den kurzzeitigen Stromstößen erregten Eingangsrelais künstlich ein Festbrennen der Schaltkontakte hervorgerufen wird, derart, daß die Kontakte über die Dauer des Stromstoßes hinaus miteinander in Berührung bleiben. Am Ende der beabsichtigten Kontaktdauer werden mecha- nische Kräfte ausgelöst, um die Kontakte wieder zu trennen, beispielsweise werden mechanische Stöße durch ein Klopfwerk erzeugt. Zweckmäßig wird dieses Klopfwerk erst dann in Tätigkeit gesetzt, wenn der gewünschte Schaltvorgang ausgelöst worden ist. Beispielsweise kann man dementsprechend das Klopfwerk an eines der dem Eingangsrelais nachgeschalteten Relais anschließen.

Das künstliche Festbrennen der Kontakte im Augenblick der Berührung wird zweckmäßig dadurch hervorgerufen, daß man über die Kontakte eine Kapazität entlädt. Zu diesem Zweck wird parallel zu den Ausgangsklemmen des Relais ein Kondensator geschaltet, der aber im Gegensatz zu den üblichen Funkenlöschkondensatoren nicht über einen Ohmschen Widerstand entladen wird.

Es ist ein Schaltverfahren bekannt, bei dem zwecks Herstellung eines besonders gut leitenden Kontaktes die Kontaktstücke eines Schalters aufeinandergedrückt und während der Einschaltdauer in festgebranntem Zustande belassen werden. Besondere konstruktive Ausgestaltungen dienen dazu, die mechanischen Kräfte zur Trennung der festgebrannten Kontakte zu vergrößern. Zur Verlangerung der Stromschlußdauer eines Relais über

die Dauer des_ kurzen, Ejcregerstromes hinaus dient das bekannte Verfahren nicht. Während bei dem bekannten Verfahren lediglich eine Verbesserung des Kontaktschlusses aa den Schaltstücken bewirkt wird, soll gemäß der Erfindung vor allem eine verfrühte Lösung der Relaiskontakte verhindert werden, indem künstlich ein Festbrennen der Kontakte hervorgerufen wird. *

ίο Um die über Kontakte, die durch kurzzeitige, schwache Stromstöße eingeschaltet sind, eingeleitete Zeichengebung zu verlängern, hat man bereits den Kontakten eines von den schwachen Stromstößen erregten Relais einen Kondensator parallel geschaltet, der sich im Augenblick des Kontaktschlusses über die Kontakte entlädt, bei der Trennung der Kontakte aber durch eine Stromquelle wieder aufgeladen wird, wobei der Ladestrom über einen Melder fließt. Der Ladestrom hat wohl eine längere Speisung des Melders mit Strom zur Folge, aber keine Verlängerung der Kontaktberührung. Die Kontakte werden nach ihrer Berührung vielmehr durch Rückführungsmittel sogleich wieder voneinander getrennt.

Die Erfindung ist vorzugsweise für die Steuerung von Niederspannungsrelais geeignet.

Wenn auch mit den oben angegebenen Mitteln eine einwandfreie Auslösung des gewünschten Schaltvorganges beim Auftreten eines· schwachen Stromstoßes möglich ist, .so liegt doch noch eine weitere Schwierigkeit bei der einwandfreien Steuerung der Geräte darin, daß gelegentlich eine Ursache, die nur ein einmaliges Ansprechen hervorrufen soll, mehrere Stromstöße'kurz hintereinander hervorruft, wenn also beispielsweise von einem Fahrzeug mit ungleichmäßig verteilten Eisenmassen das magnetische Feld kurz hintereinander mehrfach beeinflußt wird. Dann entstehen im Eingangsrelais kurz hintereinander mehrere Stromstöße, die entweder gleich- oder entgegengesetzt gerichtet sind. Gemäß der Erfindung werden diese Stromstöße derart überbrückt, daß nur eine einmalige Auslösung stattfindet. Dies geschieht zweckmäßig dadurch, daß in den Erregerkreis eines Relais, das dem Eingangsrelais nachgeschaltet ist, eine Induktivität eingeschaltet ist, die den eingeschalteten Erregerstrom allmählich anschwellen läßt und daher eine verzögerte Auslösung des Relais bewirkt. Dabei kann parallel zur Induktivität und der • mit ihr in Reihe geschalteten Relaisspule ein Ohmscher Widerstand gelegt sein, der zwecks Änderung des Verzögerungsgrades regelbar ist. Ein weiterer in Reihe zu dem Parallelwiderstand und der Relaisspule liegender Widerstand kann zur Feinregelung dienen.

Eine besonders vorteilhafte Wirkungsweise erreicht man, wenn man zwischen das Eingangsrelais und das Relais mit verzögerter Ansprechdauer ein Zwischenrelais einschaltet, das mit einem Haltekontakt versehen ist, dessen Strom über einen Kontakt fließt, der beim Ansprechen des Verzögerungsrelais oder eines diesem nachgeschalteten Relais, also bei Auslösung des gewünschten Vorganges, geöffnet wird. Dadurch wird der Strom in den Relais, die dem Verzögerungsrelais vorgeschaltet sind, schon in dem Augenblick unterbrochen, wo der gewünschte Vorgang ausgelöst ist, und dadurch gleichzeitig die Ausschaltung der ganzen Anlage eingeleitet. Die eigentliche Ausschaltung findet aber erst nach einer gewissen Zeitdauer statt, weil das Relais mit verzögerter Ansprechdauer entsprechend auch bei Ausschaltung des Erregerstromes erst nach einer, bestimmten Zeit ausschaltet. Um zu verhindern, daß die ganze Anlage dauernd unter Strom steht, wenn zufällig im Eingangsrelais die Kontakte derart festgebrannt sind, daß sie sich durch das Klopfwerk nicht mehr.lösen lassen, ist ein weiteres Relais mit erheblich verzögerter Ansprechdauer vorgesehen, das in diesem Falle eine Abschaltung der Stromquelle bewirkt. Zweckmäßig findet ein Thermorelais. Verwendung. Ein weiteres Thermorelais kann im Stromkreis des Klopfwerkes eingeschaltet sein, damit in dem angegebenen Fall das Klopfwerk nicht dauernd arbeitet, sondern unter Einschaltung von Pausen. Denn es hat sich ergeben, daß gerade der erste Schlag des Klopfwerkes nach Einschaltung des Klopfstromes eine besonders starke Wirkung auf die zu trennenden Kontakte ausübt.

Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in schematischer Anordnung.'

Von einer im Bereich einer nicht dargestellten Fahrbahn angeordneten Spule 1, die durch die Fahrzeuge in hier nicht näher dargestellter Weise erregt wird, werden kurzzeitige Stromstöße erzeugt, die über Leitungen 2 in die Erregerspule 3 des Eingangsrelais A geleitet werden. Die Kontakte 4 des Eingangsrelais sind an die beiden Belegungen eines Kondensators 5 angeschlossen. Der eine Kontakt liegt ferner an dem einen.Pol einer Batterie 6, während der andere an die Erregerspule J eines Zwischenrelais B angeschlossen ist. Von dort fließt der Strom über einen Ohmschen Widerstand 8 zu dem gewöhnlich geschlossenen Kontakt 9 eines Relais G, dessen Zweck später dargestellt werden wird, und von dort an den zweiten Pol der Batterie wieder zurück.

Das Relais B steuert zwei Kontaktpaare 10 und 11, von denen das Kontaktpaar 10 als

Haltekontakt ausgebildet und zu diesem Zweck einerseits an den einen Pol der Batterie 6 und anderseits über einen Kontakt

12 an das eine Ende der Erregerspule 7 des Relais B angeschlossen ist. Der Kontakt 12 gehört zu einem Relais D und ist für gewöhnlich geschlossen. Das Kontaktpaar 11 des Relais B dient zur Steuerung eines Verzögerungsrelais C. Dementsprechend ist der eine Kontakt dieses Kontaktpaares an den einen Pol der Batterie und der andere an die Erregerspule 13 des Relais angeschlossen, die ihrerseits wieder über den Kontakt 9 an den zweiten Pol der Batterie führt. Zwischen dem Kontaktpaar 11 und der Spule 13 liegt eine Drosselspule 14. Ein Ohmscher Widerstand 15 ist der Drosselspule 14 und der Relaisspule

13 parallel geschaltet. Im Stromkreis liegt ferner ein regelbarer Ohmscher Widerstand

16. Das Relais C steuert ein Kontaktpaar 17, dessen einer Kontakt an den einen Pol der Batterie 6 und dessen zweiter Kontakt über die Erregerspule 18 eines weiteren Relais D und über den Kontakt 9 an den zweiten Pol der Batterie 6 gelegt ist. Das Relais D steuert, wie schon erwähnt, den Kontakt 12, der bei Erregung der Spule 18 geöffnet wird, und ferner zwei Kontaktpaare 19 und 20, die für gewöhnlich offen sind. Das Kontaktpaar 19 schließt den Arbeitsstromkreis. Der Arbeitsstromkreis wird beispielsweise von einer Wechselstromquelle über einen Transformator 21 gewonnen. In den Strompfad des Kontaktpaares 19 können beliebige Einrichtungen gelegt werden, beispielsweise Signallampen 22, ein Zählwerk 23 und ein Relais 24 zur Auslösung weiterer Schaltvorgänge. Im Arbeitsstromkreis liegt ferner ein Klopfwerk 25, dessen Klöppel 26 gegen das' Gehäuse oder einen anderen geeigneten Teil des Eingangsrelais A schlägt. Im Stromkreis des Klopfwerkes liegt ein Thermorelais F, dessen Kontakte 27 für gewöhnlich geschlossen sind und sich nach einer bestimmten Dauer des Stromdurchffusses öffnen.

Das Kontaktpaar 20 des Relais 'D steuert ein weiteres Thermorelais B. Zu diesem Zweck liegt der eine Kontakt am einen Pol der Batterie 6, während der andere mit der Thermospule 28 des Relais E verbunden ist, die ihrerseits über den Kontakt 9 an den zweiten Pol der Batterie angeschlossen ist. Die Kontakte 29 des Thermorelais E schließen sich erst nach einer bestimmten Dauer des Stromdurchflusses, die größer ist als die Ansprechdauer des Relais F. Der eine Kontakt des Relais E ist mit der Erregerspule 30 des Relais G verbunden, die ihrerseits unmittelbar, also nicht über den Kontakt 9, an den zweiten Pol der Batterie angeschlossen ist. Der andere Kontakt des Kontaktpaares 29 ist verbunden mit dem einen Kontakt des Eingangsrelais und des Kontaktpaares 12. Das Relais G steuert außef dem Kontakt 9, -der geschlossen ist, solange kein Strom durch die Spule 30 fließt, einen Haltekontakt 31, der einerseits mit der Spule 30 und anderseits mit dem einen Kontakt des Eingangsrelais verbunden ist.

Die Einrichtung arbeitet wie folgt:

Wird durch die Spule 1 ein kurzer Stromstoß erzeugt, der durch die Spule 3 des Eingangsrelais A -fließt, so berühren sich die Kontakte 4 im Augenblick des Stromstoßes. Der auf die Spannung der Batterie 6 geladene Kondensator 5 entlädt sich in diesem Augenblick über die Kontakte 4 und bewirkt ein Festbrennen, so daß die Kontakte über die Dauer des kurzen Stromstoßes in der Spule 3 hinaus miteinander in Berührung bleiben. Dadurch ist hinreichend Zeit zur Auslösung des nachfolgenden Relais B gewonnen, das durch den von den Kontakten 4 geschlossenen Strom erregt wird. Dabei schließt sich einmal der Haltekontakt 10, der das Relais B so lange unter Strom hält, bis das Relais D erregt und damit das Kontaktpaar 12 geöffnet wird. Ferner werden die Kontakte 11 geschlossen, so daß ein Strom von der Batterie über die Drosselspule 14 und die Erregerspule 13 des Relais C und ferner über den regelbaren Widerstand 16 sowie den zur Zeit geschlossenen Kontakt 9 fließt. Das Relais C spricht indessen erst an, wenn eine bestimmte Stromstärke überschritten ist. Das findet erst nach einer bestimmten Zeitdauer statt, weil die Drosselspule 14 den Strom langsam anschwellen läßt. Der Ohmsche Widerstand 15, der die Drosselspule und die Spule 13 teilweise überbrückt, kann zur Grobregelung der Ansprechdauer dienen, während der Widerstand 16 zur Feineinstellung· dient. Dabei bewirkt die Verkleinerung des Widerstandes 15 eine Vergrößerung der Ansprechdaüer und umgekehrt die Verkleinerung des Wider-Standes 16 eine Verminderung der Ansprechdauer.

Beim Ansprechen des Relais C werden die Kontakte 17 geschlossen, wodurch die Spule i8 des Relais D erregt wird. Dadurch werden gleichzeitig zwei Vorgänge ausgelöst. Einmal wird durch Schließung des Kontaktes 19 der Arbeitsstromkreis geschlossen und neben den angeschlossenen Vorrichtungen das Klopfwerk 25,26 in Tätigkeit gesetzt. Dies bewirkt, daß die Kontakte sich voneinander trennen. Gleichzeitig wird durch Öffnung des Kontaktes 12 der Haltestrom des Relais -B unterbrochen, so daß dieses zurückfällt. Das hat gleichzeitig eine Ausschaltung des Erregerstromes des Relais C zur Folge, doch öffnen sich die Kontakte 17 infolge der

Verzögerung durch- dig/-iDürosselspule 1-4 erst nach einem bestimmten Zeitabschnitt, so daß hinreichend Zeit übrigbleibt, um die angeschlossenen Einrichtungen in Tätigkeit zu setzen.

Bis zu dem Augenblick der Öffnung des Haltestromes des Relais B und der Einschaltung des Arbeitsstromes sind die Kontakte 4 des Eingangsrelais geschlossen. Sie sind aber stromlos, weil sie bis zu diesem Augenblick durch den Haltekontakt 10 des Relais B überbrückt sind.

Durch das Relais D wird ferner der Kontakt 20 geschlossen, so daß das Thermorelais B in Tätigkeit gesetzt wird. Für gewöhnlich übt dieses Relais keinerlei Wirkung aus, weil schon kurz nach der Einschaltung der Strom wieder abgeschaltet wird. Denn durch die Öffnung des Kontaktes 12 fällt nicht nur das Relais B, sondern auch das Relais C und D zurück. Das Relais E wird erst dann wirksam, wenn die Kontakte 4 des Eingangsrelais infolge einer Störung derart festgebrannt sind, daß sie sich durch die Wirkung des Klopfwerkes nicht lösen. Dann wird nach Ablauf einer bestimmten Zeit das Kontaktpaar 29 geschlossen, das seinerseits ein Ansprechen des Relais G zur Folge hat. Dieses schließt zunächst seinen Haltekontakt 31, der Strom über die noch geschlossenen Kontakte 4 des Eingangsrelais erhält. Gleichzeitig öffnet das Relais G den Kontakt 9 und setzt damit alle vorgeschalteten Relais außer Betrieb. Denn die Erregerspulen der vorgeschalteten Relais sind durchweg nicht unmittelbar ,an den zweiten Pol der Batterie 6 gelegt, sondern über den Kontakt 9. Bei der erwähnten Störung bleibt mithin lediglich das Relais C- unter Strom. Dieses erhält aber eine Wicklung von hohem Widerstand, so daß eine unzulässige Erwärmung und ein nennens- ^: werter Energieverbrauch nicht eintritt.

Bevor das Thermorelais anspricht, ist bereits das Relais F mit seiner wesentlich kürzeren Ansprechdauer mehrfach wirksam gewesen. Es hat mithin den Stromkreis des Klopfwerkes mehrfach aus- und wieder eingeschaltet und dadurch bewirkt, daß das Klopfwerk mehrfach mit dem besonders . kräftigen Anfangsschlag auf die Kontakte 4 eingewirkt hat." Erst wenn durch diese Maßnahme eine Lösung der Kontakte nicht möglich ist, tritt das Thermorelais E und damit die Abschaltung des ganzen Stromes ein. 55

Claims (11)

1. Patentansprüche :

   i. Schaltungsanordnung zur Auslösung

   von Schaltvorgängen durch schwache, kurzzeitige Stromstöße, insbesondere zur Steuerung von Signalen, Zählwerken

   u. dgl. durch bewegte Straßenfahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Stoßerregung eines Eingangsrelais (A) bewirkte Kontaktschluß an den Relaiskontakten über die Dauer des Erregerstromstoßes hinaus verlängert wird, indem ein Festbrennen der Kontakte absichtlich erzeugt wird, und daß am Ende der beabsichtigten Kontaktdauer mechanische Kräfte ausgelöst werden zur Trennung der festgebrannten Kontakte voneinander.
2. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Festbrennen der Schaltkontakte durch den Entladestrom eines ihnen in an sich bekannter Weise parallel geschalteten Kondensators hervorgerufen wird. ■
3. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Trennung der Kontakte des Eingangsrelais dienende Klopfwerk erst eingeschaltet wird, wenn der erwünschte Schaltvorgang durch das Eingangsrelais ausgelöst ist, und daß zu diesem Zweck das Klopfwerk an ein dem Eingangsrelais nachgeschaltetes Relais angeschlossen ist.
4. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch ±, und 2, dadurch gekennzeichnet,- go daß zwecks Überbrückung mehrerer kurz hintereinander auftretender Stromstöße im Eingangsrelais (A) in den Erregerstromkreis eines der nachgeschalteten Relais (C) eine Induktivität (14) eingeschaltet ist, die nach Schluß des Erregerstromes ein verzögertes Ansprechen dieses Relais (C) bewirkt.
5. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zu der Induktivität (14) zwecks Regelung der Verzögerungsdauer ein oder mehrere regelbare Ohmsche Widerstände zugeschaltet sind, die in Reihenschaltung die Spannung an der Induktivität und in Parallelschaltung den Strom in der Induktivität und der Relaisspule (13) ändern.
6. 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Eingangsrelais (A) und das Relais (C) mit verzögerter Ansprechdauer ein Zwischenrelais (.B) eingeschaltet ist, das mit einem Haltekontakt (10) versehen ist, dessen Strom über einen Kontakt (12) fließt, der beim Ansprechen des Verzögerungsrelais (C) oder eines diesem nachgeschalteten Relais (D) geöffnet wird.
7. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zugleich mit der Auslösung des

   Schaltvorganges ein Relais mit erheblich verzögerter Ansprechdauer, beispielsweise ein Thermorelais (E), betätigt wird, das die Anlage stromlos macht, wenn infolge einer Störung, insbesondere bei dauerndem Festbrennen der Kontakte (4) des Eingangsrelais, der Strom nicht ordnungsgemäß abgeschaltet wird.
8. 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermorelais (E) von dem Relais (D) eingeschaltet wird, welches den Arbeitsstromkreis steuert.
9. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ansprechen des Thermorelais (E) ein Relais (G) von hohem WiderStande im Erregerkreis geschlossen wird, das sämtliche Kontakte im vorgeschalteten Relais abschaltet und einen Haltekontakt (31) aufweist, der im Strompfad der Kontakte eines oder mehrerer der vorgeschalteten Relais, insbesondere in dem des Eingangsrelais (A) liegt.
10. 10. Schaltungsanordnung nach Anspruch ι bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis des Klopfwerkes (25, 26) ein Thermorelais (F) liegt, das den Strom nach kurzer Dauer unterbricht und nach einer Pause wiedereinschaltet.
11. 11. Schaltungsanordnung nach Anspruch ι bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das im Stromkreis des Klopfwerkes (25,26) liegende Thermorelais (F) eine kürzere Ansprechdauer aufweist als das zugleich mit der Auslösung des Schaltvorganges betätigte, zur Abschaltung des Stromes dienende Thermorelais (E).

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen