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Elektrisches Relais, das anspricht, falls eine bestimmte Anzahl von
Stromimpulsen innerhalb einer festgelegten Zeit seine Wicklung erregt Es ist bekannt,
zur Steuerung mechanischer Vorgänge oder Schaltmaßnahmen elektrische Relais zu verwenden,
die dann ansprechen, wenn ihre Wicklungen von einer bestimmten Anzahl von Stromimpulsen
innerhalb einer festgelegten Zeit erregt werden. Hierbei besteht die Aufgabe, das
Relais in seine Ausgangsstellung zurückzuführen, falls innerhalb der festgesetzten
Zeit die zur Betätigung erforderlichen Impulse nicht erfolgt sind.
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Von dieser Maßnahme hat man bereits bei Resonanzrelais Gebrauch gemacht,
bei denen eine aus einem Zahnradgetriebe bestehende Vorrichtung verwendet wird,
welche das Relais in seine Ausgangslage zurückführt, falls die die Zunge der Schaltvorrichtung
betätigenden Impulse nicht in hinreichender Zahl oder innerhalb einer vorgegebenen,
durch die mechanische Trägheit des Zahnradgetriebes bedingten Zeit erfolgen, um
die beabsichtigte Schaltung auszuführen. Die Relaisvorrichtung besteht dabei aus
einer Feder, die ein Zahnrad in die Ausgangslage bringt, -wenn die Stromimpulse
nicht der Resonanzfrequenz entsprechend rasch erfolgen. Eine derartige Einrichtung
ist überhaupt nur für Relais mit sehr rasch aufeinanderfolgenden Stromimpulsen brauchbar,
weil sonst die Feder in jedem Falle wirksam wird und in der Zeit zwischen zwei Impulsen
das Relais wieder zurückstellt. Wenn das Relais also für Einrichtungen verwendet
werden soll, bei denen die Stromimpulse von Hand erregt werden, dann ist es völlig
unbrauchbar.
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Von Nachteil ist auch ein anderes bekanntes Relais, bei dem ein ein
Zeitelement darstellendes Flügelrad verwendet wird, das beim ersten Impuls in Gang
gesetzt wird und den Schaltteil des Relais in seine Ausgangslage zurückführt, falls
die zur Betätigung des Kontaktes erforderliche Anzahl von Impulsen innerhalb der
hierfür benötigten Zeit nicht erfolgt: Die Kontakte sind dabei auf der Relaiswelle
angeordnet, derart-, daß ihre gegenseitige Lage von der Relaiswelle einerseits und
der Bewegung des Flügelrades andererseits abhängt. Die absolute Ausgangslage des
Relais ist infolgedessen nicht eindeutig festgelegt. Lediglich die relative Lage
der Kontakte wird nach jedem Ansprechen wieder erreicht. Das Relais kann infolgedessen
nur dort verwendet werden, wo es zu einer Kontaktgabe benutzt wird, nicht dagegen
dort,
wo es unmittelbar eine mechanische Betätigung ausführen soll.
Auch bei Verwendung zur Kontaktgabe hat das Relais den Nachteil, daß der Strom außer
über die Kontakte selbst noch über zwei Schleifringe oder sonst irgendwie gegeneinander
bewegliche Kontaktübergänge geleitet werden muß, so daß hierdurch eine erhöhte Betriebsunsicherheit
herbeigeführt wird.
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Alle diese Nachteile werden durch die Erfindung- dadurch vermieden,
daß die das Relais in seine Ausgangslage zurückführende Vorrichtung aus einem Bimetallstreifen
gebildet wird, dessen Heizwicklung durch die beim ersten Stromimpuls erfolgte Bewegung
des beweglichen Relaisgliedes eingeschaltet wird und der durch -seine dadurch verursachte
Bewegung bei entsprechend langer Betätigung den Relaisanker von seiner Betätigungsvorrichtung
trennt.
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In Abb. i ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dein der Relaismagnet
mit JH bezeichnet ist. Durch einen Kontakt T1 werden kurzzeitige Stromschlüsse hergestellt,
die den Magneten .11 impulsartig erregen. Dadurch wird der Anker angezogen und wieder
losgelassen und eine mit ihm verbundene Klinke H, bewegt. Bei jeder Aufwärtsbewegung
hebt die Klinke eine Zahnstange N um einen Zahn in die Höhe. Durch eine Halteklinke
Ei wird vermieden, daß beim Abfall des Ankers die Zahnstange N in ihre Ausgangslage
zurückkehrt. Am Ende der Bewegung. führt dann die Zahnstange eine Betätigung der
Kontakte K2, K3 herbei. Die Kontakte K,3 dienen dabei zur Steuerung irgendeines
Vorganges, während die Kontakte K2 im Stromkreis des Bimetällstreifens b', liegen.
Dieser ist um einen Drehpunkt Z gelagert und mit einem zweiten Bimetallstreifeu
I'2 derart in Zusammenwirkung, däß hierdurch die Einflüsse der Außentemperatur kompensiert
werden. Außer dem Kona \'-., liegt im ,Stromkreis des Bm@etallstreit 'kt
I
fens hl ein Kontakt K1, der bei der ersten Impulsgabe geschlossen wird und
dadurch die Heizung des Bimetallstreifens einschaltet. Durch eine Stange E kann
die Entfernung zwischen den Kontakten K2 und K3 und der Stange N geändert und damit
die Zahl der Impulse bis zur Betätigung eingestellt werden. Hierzu dient eine Schraube
Si, die das aus der Stange N herausragende Stück der Stange E beliebig zu verändern
gestattet.
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Sobald der Kontakt Tl abwechselnd geschlossen und geöffnet wird; wird
der Relaisanker in .Schwingungen versetzt und damit die Zahnstange gehoben. Gleichzeitig
wird hierdurch der Bimetailstreifen B1 geheizt, so daß er sich im Uhrzeigersinne
dreht. Die Klinken H, und H2 werden hierdurch außer Eingriff mit der Zahnstange
N gebracht. Hierzu ist jedoch eine Zeit erforderlich, die größer ist als die Zeit,
die normalerweise bis zur Betätigung der Kontakte K2, K3 verbraucht wird. Erfolgt
also die Kontaktgabe nicht innerhalb dieser Zeit, d. h. werden die Impulse nicht
rasch genug hintereinander oder in nur zu geringer Anzahl vorgenommen, dann werden
die Klinken H1, H2 ausgelöst und dadurch die Zahnstange N in ihre Ausgangsstellung
gebracht. Hierdurch wird der Kontakt K1 unterbrochen und damit die Heizung des Bimetallstreifens
ausgeschaltet.
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Um auch eine Rückstellung des Relais von Hand vornehmen zu können,
ist ein Druckknopf D vorgesehen, der auf den Bimetallstreifen B2 einwirkt und dadurch
den Bimetallstreifen um die Achse Z in Drehung versetzt. Diese Steuerung kann auch
elektrisch über den Kontakt TR über die Spule R vorgenommen werden. Eine Stellschraube
S:, dient zur Einstellung der normalen Betriebstage.
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Die beschriebene Einrichtung ist insbesondere dann wertvoll, wenn
es sich darum handelt, ein Organ zu steuern und gleichzeitig die Steuerleitungen
zur Speisung von Stromverbrauchern zu verwenden. Ein Ausführungsbeispiel hierfür
ist in Abb. 2 gezeigt. Das Relais ist wieder mit M bezeichnet, der Steuerkontakt
mit T1, die auf eine Zahnstange N einwirkende, mit dein Relaisanker verbundene Klinke
mit H2, die Halteklinke mit Hl: Die Zahnstange N wirkt jedoch hier mechanisch auf
eine Vorrichtung ein, die zur Verdunkelung einer Lichtquelle L dient, die gleichzeitig
an die Steuerleitungen des Relais M angeschlossen ist: Hierzu ist die Zahnstange
N mit zwei Vorsprüngen versehen, die auf eine Klinke Hs der Verdunkelungsvorrichtung
D einwirken. Gleichzeitig ist die Stange N mit einer Feder Ft verbunden, die bei
der Aufwärtsbewegung der Stange N gespannt wird. Dies geschieht so lange, bis der
. untere Vorsprung die Klinke H" emporhebt und dadurch eine Schließbewegung der
Verdunkelungsvorrichtung vermittels der Feder F1 hervorruft. Beim Abfall des Ankers
wird die Verdunkelungsvorrichtung D durch eine Feder F2 wieder geöffnet. Der Bimetallstreifen
und die Kontakte KI, K2 sind in der gleichen Weise wie beim Ausführungsbeispiel
gemäß Abb. i angeordnet. Die Kontakte K1 werden beim ersten Impuls geschlossen und
dann der Bimetallstreifen Bi so lange geheizt, bis der Kontakt K2 beim Emporheben
der Klinke H, oder der Kontakt Il beim Abfall der Stange N unterbrochen wird.
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Die Öffnung der Verdunkelungsvorrichtung t wird dadurch herbeigeführt,
daß das Impulsrelais M eine Spannungserniedrigung erfährt;
dadurch
läßt er seinen Anker fallen und öffnet damit die zuvor geschlossene Vorrichtung.
Damit dies nun nicht bei - einer Spannungsabsenkung im Netz geschieht, ist der Hauptschalter
P mit einem Unterspannungsauslöser U versehen, der sowohl die Lampe
L
wie auch den Magneten M abschaltet. Wenn also im Gefahrfalle die Beleuchtungsquelle
verdunkelt worden ist, dann kann durch ungewollte Spannungsabsenkungen im Netz die
Verdunkelungsvorrichtung nicht geöffnet werden, wenn nicht gleichzeitig die Lampe
L erlischt.
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Damit beim Steuern des Magneten 1v1 keine Stromunterbrechung auftritt,
ist parallel zu dem Kontakt T1 ein Widerstand W geschaltet, der so eingestellt wird,
daß das Relais 11l eine zum Abfall des Ankers ausreichende Stromabsenkung erfährt.
Der Wert W hängt natürlich von der Stromstärke der Lichtquelle L ab. Um eine richtige
Einstellung in Abhänffi (r -i dieser Stromstärke zu erzielen, gkeit voi wird man
zweckmäßig ein Amperemeter A in den Stromkreis einschalten und den Widerstand W
so eichen, daß ein Zusammenhang zwischen der Stromstärke des Instrumentes A und
den einzelnen Stellungen des Widerstandes W besteht.
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Damit jedoch nicht jede Spannungsabsenkung die Vorrichtung D wieder
in ihre Ausgangslage zurückbringt, ist es zweckmäßig, auch zur Steuerung dieses
Bewegungsvorganges mehrere Impulse zu verwenden, wie dies bei dem Ausführungsbeispiel
der Abb. 3 der Fall ist. Hier ist an Stelle der Zahnstange N ein Zahnrad N1 vorgesehen,
das über einen Pleuel L' ein bewegliches Glied G steuert. Während der einen Hälfte
der Bewegung wird das Glied G nach oben gehoben. Dadurch wird die Feder F1 gespannt,
die nach dem Abheben der Klinke H, die Verdunkelungsvorrichtung D schließt. Bei
der weiteren Bewegung des Zahnrades N1 wird dann das Glied G nach unten bewegt und
nach Abheben der Klinke H4 die Öffnung der Verdunkelungsvorrichtung bewirkt. Der
BimetallstreifenBl ist hierbei über Kontakte K, und K1 geführt, die mit einer Kontaktscheibe
K in Berührung kommen. Durch Aussparungen in der Kontaktscheibe oder durch Isolierstücke
wird jedoch dafür gesorgt, daß diese Berührung in der Ruhestellung nicht erfolgen
kann.
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Vorteilhaft ist es hierbei, die Zähnezahl, die für die Schließbewegung
der Verdunkelungsvorrichtung maßgebend ist, kleiner zu halten als die Zähnezahl
für das Öffnen. Es soll also ns kleiner sein als nä. Hierdurch wird erreicht, daß
das Schließen rascher erfolgt als das Öffnen; ferner wird hierdurch die Möglichkeit
gegeben, wenn mehrere Vorrichtungen mit einem einzigen Impulsgeber gesteuert werden,
diese Vorrichtungen wieder in Synchronismus zu bringen, d. h. gleichzeitig sämtliche
Vorrichtungen in die Öffnungs- oder in die Schließstellung, falls hierin eine Störung
eingetreten sein sollte. Übt man dann diejenige Impulszahl aus, die zur-Schließung
der Verdunkelungsvorrichtung dient, also die geringere Impulszahl, dann werden die
Vorrichtungen, die vorher geöffnet waren, geschlossen, die geschlossen waren, gehen
aber wieder in ihre Schließstellung durch die Bewegung des Bimetallstreifens B1
zurück, da die zur Öffnung erforderlichen Impulse nicht durchgeführt wurden.