DE624710C

DE624710C - Arrangement to prevent incorrect operation of a relay in the event of shocks or inclines

Info

Publication number: DE624710C
Application number: DES114121D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing Karl Hammers
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1934-05-29
Filing date: 1934-05-29
Publication date: 1936-01-28

Description

Die Verwendung von Relais auf Fahrzeugen, Schiffen oder Eisenbahnen oder an anderen Auf Stellungsorten, an denen starke mechanische, namentlich stoßweise Erschütterungen 5 oder Schräglagen vorkommen können, zwingt zu Vorsichtsmaßnahmen, damit eine Einschaltung des von dem Relais gesteuerten Stromkreises als Folge mechanischer Erschütterungen verhindert wird. Dies ist namentlichThe use of relays on vehicles, ships or trains or on others In locations where there are strong mechanical, especially intermittent, vibrations 5 or inclinations can occur, it is necessary to take precautionary measures so that a switch-on of the circuit controlled by the relay as a result of mechanical vibrations is prevented. This is by name

ίο notwendig für solche Relais und solche Relaisschaltungen, bei denen größte Relaisempfindlichkeit verlangt wird, z. B. weil die Relais unter Umständen oder regelmäßig bei ganz geringen Erregereiiergien in Tätigkeit treten müssen. Man kann die Gefahr unerwünschter Kontaktbetätigungen der Relais vermindern, wenn man die Kontakte entsprechend ausbildet. Z. B. können die beweglichen Relaissysteme von einer Achse getragen werden, welche durch ihren Schwerpunkt verläuft, und die beweglichen Systeme können dabei symmetrisch zu dieser Achse ausgebildet sein. Die von den Erschütterungen ausgehenden Drehmomente heben sich dann für den beweglichen Teil gegenseitig auf. Solche Maßnahmen erfordern aber Sonderkonstruktionen für die Kontaktteile und die beweglichen Relaissysteme für jedes in der Relaisschaltung vorhandene Relais. Solche Mittel scheiden aus, wo normale Relaiskonstruktionen verwendet werden sollen, die nicht unter der Voraussetzung entwickelt worden sind, daß sie an einem Platz Verwendung finden sollen, an welchem starke Erschütterungen auftreten können.ίο necessary for such relays and such relay circuits, where the greatest relay sensitivity is required, e.g. B. because the relays may or may not occur regularly very slight excitation energies have to come into action. One can risk undesirable Contact actuations of the relay decrease if the contacts are adjusted accordingly trains. For example, the movable relay systems can be carried by an axis which is defined by their center of gravity runs, and the movable systems can be designed symmetrically to this axis be. The torques emanating from the vibrations then cancel each other out for the moving part. Such However, measures require special designs for the contact parts and the movable ones Relay systems for each relay present in the relay circuit. Such means are ruled out where normal relay designs which are not designed with the premise that they will be used in one place should, where strong vibrations can occur.

Erfmdungsgemäß wird zur Verhinderung fehlerhaften Arbeitens eines Relais bei Erschütterungen oder Schräglage eine zusätzliche Sperreinrichtung vorgesehen, welche den vom Relais gesteuerten Stromkreis bis zum Ablauf einer vorher bestimmten Zeit nach einer Erschütterung oder nach der Rückkehr in die Normallage sperrt. Zu diesem Zweck wird vorteilhaft ein besonderes Kontaktorgan vorgesehen, welches bei Erschütterungen einen Kontakt öffnet oder schließt und durch diesen Vorgang eine elektrische Sperrung, beispielsweise eine Unterbrechung des Steuerstromkreises der Relais, herbeiführt und bis zum Ablauf einer eingestellten Zeit aufrechterhält. Diese Zeit ist von Fall zu Fall geeignet zu bemessen; sie hängt im wesentlichen davon ab, wieviel Zeit die einzelnen Relais zu ihrer Beruhigung brauchen. Die Gefahr einer fehlerhaften Kontaktbetätigung durch Erschütterung ist bei sehr stark gedämpften Relais systemen weniger groß als bei den nur schwach gedämpften Relaissystemen empfind-According to the invention, to prevent incorrect operation of a relay in the event of shocks or inclined position an additional locking device is provided, which the circuit controlled by the relay up to Lapse of a predetermined time after a shock or after returning locks in the normal position. A special contact element is advantageous for this purpose provided, which opens or closes a contact in the event of vibrations and through this Process an electrical block, for example an interruption of the control circuit the relay, brings about and maintains it until a set time has elapsed. This time is to be measured appropriately on a case-by-case basis; it essentially depends on how long the individual relays spend need for her reassurance. The risk of incorrect contact actuation through Vibration is less severe with very strongly damped relay systems than with the only weakly damped relay systems

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Karl Hammers in Berlin-Siemensstadt.Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Karl Hammers in Berlin-Siemensstadt.

licher Relais. Die Dauer der Verriegelung wird der Bewegungszeit der Relais in der Weise angepaßt, daß sie etwas größer ist als die Zeit, welche die Relais brauchen, um nach einem Stoß wieder in die Ruhelage zurückzukehren. Auch wenn Relais an einem Ort aufgestellt sind, der, wie z. B. ein Schiff, selbst nicht vollkommen feststeht, sondern in die verschiedensten Schräglagen kommen ίο kann, soll die Gefahr falscher Kontaktbetätigungen beseitigt werden. Durch einen bei bestimmtem Ausmaß der Schräglage sich schließenden oder öffnenden Kontakt wird dann genau wie durch den Erschütteruugskontakt eine elektrische Sperrung der Relais ausgelöst. Auch hierbei soll die Freigabe der Relais über den Zeitpunkt der Rückkehr in die Normallage hinaus verzögert werden.licher relay. The duration of the locking is determined by the movement time of the relay in the Adjusted so that it is slightly longer than the time it takes for the relays to respond to return to the rest position with one push. Even if relays are set up in a location that, e.g. B. a ship, itself is not completely fixed, but come in the most varied of inclines ίο can, the risk of incorrect contact actuation is to be eliminated. By one at a certain extent of the inclination closing or opening contact then just like the shock contact an electrical blocking of the relay triggered. Here, too, the relay should be released via the time of return in the normal position can be delayed.

In zwei Ausführungsbeispielen ist die Erfindung erläutert, und zwar zeigt Fig. 1 ein elektromagnetisches Sperrelais mit mechanischen Kontakten und Fig. 2 eine Schaltung mit einer elektrischen Verriegelung, bei welcher kontaktloses Sperrelais angewendet ist. In Fig. ι ist mit A eine Magnetspule bezeichnet, welche erregt werden soll, wenn ein Relais 20 seinen Kontakt schließt. Es sollen nun aber solche Kontaktschließungen des Relais 20, die nicht durch die Erregung dieser Relais, sondern durch Erschütterungen herbeigeführt werden, nicht zu einer Einschaltung der Spule A führen. Aus diesem Grunde ist ein Sperrelais 19 vorgesehen, welches zwei Kontakte besitzt, einen Kontakt 18, welcher geschlossen ist, solange das Relais 19 erregt ist, und 'einen Kontakt 1 j, welcher bei erregtem Relais, wie gezeichnet, in der Offenstellung steht. Wenn 'das Relais stromlos wird, schließt sich Kontakt 17 nach einer bestimmten Zeitverzögerung.The invention is explained in two exemplary embodiments, namely FIG. 1 shows an electromagnetic blocking relay with mechanical contacts and FIG. 2 shows a circuit with an electrical interlock in which contactless blocking relay is used. In Fig. Ι A denotes a solenoid which is to be excited when a relay 20 closes its contact. However, such contact closures of the relay 20, which are brought about not by the excitation of this relay but by vibrations, should not lead to the coil A being switched on. For this reason, a blocking relay 19 is provided which has two contacts, a contact 18 which is closed as long as the relay 19 is energized, and a contact 1 j which is in the open position when the relay is energized, as shown. When the relay is de-energized, contact 17 closes after a certain time delay.

Das Relais 19 ist normalerweise erregt über ein Kontaktpaar 22, welches aus zwei Kontaktteilen besteht, deren Masse im Verhältnis zu der Kraft, welche die Kontakte zusammendrückt, relativ groß ist. Bei Erschütterungen prellen die Kontaktteile des Kontaktpaares 22 aufeinander und heben sich voneinander ab, so daß der Dauerstromkreis über diesen Kontakt und über die Wicklung des Relais 19 vorübergehend unterbrochen wird. Die Anordnung wirkt folgendermaßen:The relay 19 is normally energized via a contact pair 22, which consists of two Contact parts, whose mass in relation to the force that compresses the contacts, is relatively large. In the event of vibrations, the contact parts of the contact pair bounce 22 on top of each other and stand out from each other, so that the continuous circuit via this contact and the winding of the Relay 19 is temporarily interrupted. The arrangement works as follows:

Im Ruhezustand ist das Kontaktpaar 22 geschlossen, gleichzeitig ist der Kontakt 18 des Relais 19 geschlossen, und. es fließt infolgedessen ein Dauerstrom von der Minusklemme über den Kontakt 22, die Wicklung des Relais 19 und den geschlossenen Kontakt 18 zur positiven Klemme der Ortsbatterie. In diesem Zustand ist der Pluspol der Ortsbatterie über den Kontakt 18 durchgeschaltet bis zum Arbeitskontakt des Relais 20. . Wenn der Kontakt dieses Relais geschlossen wird, wird der Magnete erregt.In the idle state, the contact pair 22 is closed, at the same time the contact 18 is des Relay 19 closed, and. As a result, a continuous current flows from the negative terminal via the contact 22, the winding of the relay 19 and the closed contact 18 to positive terminal of the local battery. The positive pole of the local battery is in this state switched through via contact 18 to the normally open contact of relay 20.. If the Contact of this relay is closed, the magnet is excited.

Sobald eine Erschütterung auftritt, heben sich die Teile des Kontaktpaares 22 voneinander ab, dadurch wird der Erregerstromkreis des Relais 19 vorübergehend unterbrochen. Diese Stromunterbrechung führt sofort zur öffnung des Kontaktes 18. Die öffnung des Kontaktes 18 macht einerseits eine Einschaltung der Spule A durch den Arbeitskontakt des Relais 20 unmöglich und macht anderseits auch die sofortige Wiedererregung des Relais 19 unmöglich, weil der Erregerstrom für das Relais 19 über den geschlossenen Kontakt 18 fließen muß.As soon as a shock occurs, the parts of the contact pair 22 lift from one another, thereby temporarily interrupting the excitation circuit of the relay 19. This current interruption immediately leads to the opening of the contact 18. The opening of the contact 18 on the one hand makes it impossible to switch on the coil A by the normally open contact of the relay 20 and on the other hand also makes the immediate re-excitation of the relay 19 impossible because the excitation current for the relay 19 via the closed contact 18 must flow.

Vom Augenblick der Entregung des Relais 19 an bewegt sich der Kontakt 17 mit" Zeit- ■ verzögerung auf seinen Gegenkontakt zu. Wenn er diesen erreicht, wird dadurch der Kontakt 18 überbrückt, so daß der Stromkreis zur Erregung des Relais 19 wieder geschlossen wird, wenn der Kontakt 22 dann ebenfalls geschlossen ist. Die Wiedererregung des Relais 19 hat zur Folge, daß der Kontakt 18 sofort wieder geschlossen und der Kontakt 17 sofort wieder in seine Ausgangsstellung zurückgebracht wird, so daß bei einer nochmaligen Unterbrechung des Kontaktes 22 dasselbe Spiel von vorne beginnen kann. Der Kontakt 18 wird erst dann wieder dauerhaft geschlossen, wenn seit der letzten Erschütterungen, das ist seit der letzten Öffnung des Kontaktpaares 22, so viel Zeit verstrichen ist, als der Einstellung des Kontaktes 17 des Relais 19 entspricht.From the moment the relay 19 is de-energized, the contact 17 moves with "time- ■ delay towards its counter contact. When he reaches this, it becomes the Contact 18 bridged so that the circuit for energizing the relay 19 is closed again is when the contact 22 is then also closed. The re-energization of the relay 19 has the consequence that the Contact 18 closed again immediately and contact 17 immediately returned to its starting position is brought back, so that if the contact 22 is interrupted again the same game can start over. The contact 18 is only then permanent again if closed since the last tremor, that is since the last opening of the Contact pair 22, as much time has elapsed as the setting of contact 17 of the relay 19 corresponds.

In Fig. 2 ist mit A eine Spule bezeichnet, die beispielsweise einen Alarm oder eine Abschaltung einer Maschine oder auf Schiffen z. B. die Schließung einer Schottür oder in einem elektrischen Zug die Betätigung der Schnellbremsen steuern möge. Es ist ein Relais 20 mit einem Arbeitskontakt angenommen, von dessen Kontakt die Betätigung der Spule A abhängen soll. W^renn das Relais 20 seinen Kontakt schließt, entsteht ein Stromkreis zur Erregung der Spule A, welcher aus einer Batterie B gespeist wird und außer über den Kontakt des Relais 20 noch über ein Ionenrohr oder Elektronenrohr 21 geführt ist. Dieses lonenrohr oder Elektronenrohr bildet einen Teil der Verriegelungseinrichtung, welche bei Erschütterungen eine fehlerhafte Schließung des Kontaktes des Relais 20 unschädlich macht. Um die Erschütterung festzustellen, ist ein Kontaktpaar 22 vorhanden, welches normalerweise geschlossen ist, dessen Kontaktteile sich voneinander abheben können, wenn dieJErschütterungen ein bestimmtes Mindestmaß erreichen. Das Kontaktpaar 22 ist mit einem Widerstand 23 und einer Hilfsbatterie 24 in Reihe geschaltet.In Fig. 2, A denotes a coil which, for example, an alarm or a shutdown of a machine or on ships z. B. may control the closing of a bulkhead door or in an electric train the actuation of the quick brakes. A relay 20 with a normally open contact is assumed, on the contact of which the actuation of the coil A is to depend. ^R W hen the relay 20 closes its contact, creating a circuit for energizing the coil A, B which is fed from a battery and is performed except on the contact of the relay 20 is still on an ion or electron tube pipe 21st This ion tube or electron tube forms part of the locking device which, in the event of vibrations, renders incorrect closure of the contact of the relay 20 harmless. In order to determine the shock, there is a pair of contacts 22, which is normally closed, the contact parts of which can lift off from one another when the vibrations reach a certain minimum. The pair of contacts 22 is connected in series with a resistor 23 and an auxiliary battery 24.

Der Kontakt 22 Hegt einem Kondensatorkreis 26 parallel. Solange der Kontakt 22 geschlossen ist, erfährt der Kondensator 26 keine Aufladung. Sobald aber infolge von S Erschütterungen der Kontakt 22 auch nur vorübergehend sich öffnet, wird der Kondensator 26 sofort aufgeladen und erreicht selbst bei kürzester Kontaktunterbrechung nahezu die Spannung der Batterie 24. Im Entladekreis des Kondensators 26 befinden sich zwei Gleichrichter 27 und 28, welche eine Entladung des Kondensators 26 über den nach der Erschütterung oder bei vibrierenden Erschütterungen selbst während der Erschütterangen sich wieder schließenden Kontakt 22 verhindern. Auch eine während der Dauer der Erschütterungen eintretende vorübergehende Schließung des Kontaktes 22 kann also nicht zur Entladung des Kondensators 26 über den Kontakt 22 führen, weil die Gleichrichter 27 und 28 den Entladestrom auf diesem Stromwege unterdrücken. Die Entladung des Kondensators erfolgt vielmehr über einen Widerstand 29, welcher im Verhältnis zur Größe des Kondensators 26 so bemessen ist, daß die Abklingzeit der Kondensatorspannung mit gewünschter Langsamkeit vor sich geht. Das eine Ende des Widerstandes 29, welches mit dem negativen Kondensatorbelag verbunden ist, liegt an einem Steuergitter der Röhre 21. Solange der Kondensator 26 Ladung besitzt, hat also das Steuergitter der Röhre 21 ein gegenüber der Kathode negatives Potential, wodurch die Röhre 21 stromdurchlässig wird. Eine in diesem Augenblick durch die Erschütterung zufällig herbeigeführte Schließung des Kontaktes des Relais 20 hat dann keine Wirkung. Erst wenn der Kondensator 26 seine LadungThe contact 22 is connected to a capacitor circuit 26 in parallel. As long as the contact 22 is closed, the capacitor 26 is not charged. But as soon as the contact 22 opens even temporarily as a result of vibrations, the capacitor 26 is charged immediately and almost reaches the voltage of the battery 24 even with the shortest contact interruption. In the discharge circuit of the capacitor 26 there are two rectifiers 27 and 28, which discharge a discharge of the capacitor 26 via the contact 22 which closes again after the shock or in the case of vibrating shock even during the shock. Even a temporary closure of the contact 22 occurring during the duration of the vibrations cannot lead to the discharge of the capacitor 26 via the contact 22, because the rectifiers 27 and 28 suppress the discharge current on this current path. Rather, the capacitor is discharged via a resistor 29 which, in relation to the size of the capacitor 26, is dimensioned so that the decay time of the capacitor voltage proceeds with the desired slowness. One end of the resistor 29, which is connected to the negative capacitor plate, lies on a control grid of the tube 21. As long as the capacitor 26 is charged, the control grid of the tube 21 has a negative potential with respect to the cathode, which makes the tube 21 current-permeable . A closure of the contact of the relay 20 accidentally brought about at this moment by the shock then has no effect. Only when the capacitor 26 has its charge

to über den Widerstand 29 bis zu einer gewissen Grenze abgegeben hat, ist die negative Vorspannung des Gitters der Röhre 21 so klein geworden, daß die Röhre bei Schließung des Kontaktes des Relais 20 anspricht und die Erregung der Spule A zuläßt. Dafür ist aber Voraussetzung, daß seit dem letzten Erschütterungsstoß eine vorherbestimmte Zeit verstrichen ist. Die Größenverhältnisse der Kapazität 26 und des Widerstandes 29 sind maßgebend für die Dauer der Sperrwirkung. Sie werden also nach den vorhin erwähnten Gesichtspunkten derart gewählt, daß nach jedem Erschütterungsstoß, der eine öffnung der Kontakte 22 zur Folge hat, die Verriegelung während einer Zeit wirksam ist, die etwas größer ist als die Beruhigungszeit, welche die Relais mit magnetischen Kontakten notwendig haben.to has given up to a certain limit via the resistor 29, the negative bias voltage of the grid of the tube 21 has become so small that the tube responds when the contact of the relay 20 is closed and the coil A is excited. A prerequisite for this, however, is that a predetermined time has elapsed since the last shock. The proportions of the capacitance 26 and the resistor 29 are decisive for the duration of the blocking effect. They are therefore chosen according to the above-mentioned points of view such that after each shock, which results in an opening of the contacts 22, the locking is effective for a time which is slightly longer than the settling time required by the relays with magnetic contacts .

An Stelle des Erschütterungskontaktes oder außer demselben kann ein Kontakt angeordnet sein, der beispielsweise von einem schwach gedämpften Pendel oder einem Kreisel getragen wird und sich bei Schräglage des Traggerüsts, auf dem die zu verriegelnden Relais befestigt sind, öffnet oder schließt. Zweckmäßig wird dabei die Grenzwinkellage, bei welcher der Kontakt arbeitet, einstellbar gemacht. Bei Anordnungen auf Schiffen z. B. wird man eine Neigung von etwa 15° im allgemeinen zulassen können.A contact can be arranged in place of the shock contact or in addition to it be, for example, carried by a weakly damped pendulum or a top and when the Support frame on which the relays to be locked are attached opens or closes. The critical angle position at which the contact operates is expediently adjustable made. For arrangements on ships z. B. one will have an incline of about 15 ° in general can allow.

Claims

Patent claims:

1. Arrangement to prevent faulty Operation of a relay in the event of vibrations or an inclined position, characterized by an additional locking device, which the circuit controlled by the relay until a predetermined one has expired Time after a shock or after returning to the normal position.

2. Arrangement according to claim 1, characterized by a contact device, which, in the event of a shock or inclination, causes a current short or interrupts a circuit, whereby a locking system is brought into effect.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that by the Vibration contact or, in the case of an inclined position, a time relay with self-interruption is switched off, which only switches on its excitation itself again after a certain time has elapsed and in the unexcited state the connection of the relay circuits to be protected with their excitation current source interrupts.

4. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the locking device consists of an ion or electron tube and a device through which the tube has a blocking potential is pressed for a predetermined period of time.

5. Arrangement according to claim 4, characterized in that through the shock contact or in the case of an inclined position a capacitor is charged or discharged and that during the following significantly slower discharging or recharging of the capacitor a blocking potential on the grid the electron tube or the ion tube.

1 sheet of drawings