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Periodisch durch Stromstöße wirkende Zeitschalteinrichtung Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf Zeitschalteinrichtungen und betrifft eine Einrichtung
dieser Art, die periodisch durch Stromstöße wirkt und einen photoelektrisch oder
mechanisch wirkenden Taktgeber für die Gittersteif erung eines gasgefüllten Entladungsgefäßes
und einen an die gleiche Stromquelle angeschlossenen, aus einem elektromagnetsich
gesteuerten Schrittschaltwerk für einen elektromagnetischen Mehrfachschalter bestehenden
Nutzstromkreis umfaßt.
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Periodisch durch Stromstöße wirkende Zeitschalteinrichtungen, bei
denen ein Takteber ein Schrittschaltwerk derart beeinfiußt, claß nach Durchgang
einer gewissen Anzahl von Taktimpulsen das Schrittschaltwerk seinerseits Schaltvorgänge
vollzieht, sind bekannt, 'z. B. für den Betrieb von Zeitmeldern. Bekannt ist auch
ein photoelektrisch wirkender Taktgeber, der den Eingangskreis eines gasgefüllten
Entladungsgefäßes mit Glühkathode und Steuerelektrode beeinflußt, dessen an die
gleiche Stromquelle angeschlossener Nutzstromkreis aus einem Relais besteht.
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Die Erfindung besteht nun darin, daß der Stromkreis des Mehrfachschalters
und ein vorgeschalteter Kondensator im Nebenschlußzum Entladungsgefäß liegen, der
Kondensator aus der Betriebsstromquelle über die hochohmige Spule des Schrittschaltmagneten
aufgeladen wird und zufolge der periodischen Entladung des Kondensators über die
Gasstrecke zunächst das Mehrfachrelais zum Ansprechen kommt und dann erst das Schrittschaltwerk
durch den der Betriebsstromquelle unmittelbar vorgeschalteten Schrittschaltmagneten
weitergeschaltet wird.
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Die Zeitschalteinrichtung gemäß der Erfindung zeichnet sich insbesondere
dadurch aus, daß praktisch beliebig lange Zeitstrecken gewählt werden können, die
mit großer Genauigkeit von äußerst kurzen Stromstößen hoher Leistung begrenzt sind.
Die Erfindung ist somit vorteilhaft anwendbar bei der Überwachung und Steuerung
mechanischer Vorgänge, wie z. B. dem Ablauf von Zeitmessern bei Eichungen, wo zeitgenau
eintreffende Impulse hoher Leistung verlangt werden.
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Die Anordnung gemäß der Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel
auf der Zeichnung dargestellt. Es zeigt Abb. i das Schaltbild der Gesamtanordnung.
Abb. a eine Einzelheit derselben.
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Als örtlicher Kontaktgeber dient das Pendel i. Am Pendel i ist ein
Stab .2 befestigt, der beim Durchschwingen des Pendels den von der Lampe 3 auf die
Photozelle q. geworfenen Lichtstrahl kurzzeitig abblendet. Mit Vorteil wird als
Beleuchtungsoptik 5 eine solche verwendet, wie sie' in Tonfilmgeräten gebräuchlich
ist.
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Die aus Taktgeber i, Photozelle 4 und Betriebsstrotnquelle 6 bestehende
Teilanordnung A, im folgenden kurz mit Photokontakt
bezeichnet,
ist induktiv mit dem Eingangskreis B eines gasgefüllten Entladungsgefäßes 7 mit
Glühkathode 8 und Steuerlektrode 9, das unter der Bezeichnung Thyratron im Handel
ist; gekoppelt. In üblicher Anordnung liegt an der Steuerelektrode 1o negative Vor-Spannung.
Zur Abtötung von Wanderwellen kann die Steuerspannung über einen hohen Widerstand
11 an die Eingangselektrode geleitet werden, wobei dann zwischenEingangselektrode
undKathode des Entladungsgefäßes ein Kondensator i2 gelegt wird.
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Der Ausgangskreis C des Entladungsgefäßes 7 ist über das als Umschaltvorrichtung
dienende hochohmige Relais 13 an die Betriebsstromquelle 14 angeschlossen. Der Nutzkreis
D ist- in Serie mit einem Kondensator 15 zwischen Kathode 8 und Ausgangselektrode
9 angeordnet und wird von einem Mehrfachrelais 16 gebildet. Dabei erfolgt die Betätigung
der Umschaltvorrichtung über ein integrierendes Zwischengelege 17 derart, daß erst
nach einer wählbaren Anzahl primärer Taktimpulse die Umschaltung des Mehrfachrelais
auf einen andern Relaiszweig erfolgt.
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Die Wirkungsweise der Gesamtanordnung ist folgende: Die vorübergehende
Abblendung des auf die Photozelle q. fallenden Lichtstrahles löst im Stromkreis
des Phototaktes El und durch .dessen Kopplung mit dem Eingangskreis B des Thyratrons
7 auch in diesem Kreis einen positiven Spannurigstöß aus: Dadurch bricht die Spannung
zwischen Kathode 8 und Ausgangselektrode 9 zusammen, und der Kondensator 15 entlädt
sich über die Gasstrecke und den jeweils eingeschalteten Zweig 16" oder 16b des
Mehrfachrelais 16. Gleichzeitig mit der Entladung beginnt durch das hochohmige Relais
13 ein Strom zu fließen, der den Kondensator 15 wieder auflädt. Der Widerstand ist
derart bemessen, daß die Aufladung langsam erfolgt und sich über das ganze Zeitintervall
bis zur nächsten Zündung des Entladungsgefäßes 7 ausdehnt. Diese Anordnung ist erforderlich,
damit nach erfolgter Entladung die Ausgangselektrode 9 nicht sofort wieder erhebliche
positive Spannung erhält und die Röhre weiter brennt. Das Mehrfachrelais 16 ist
als Doppelrelais ausgeführt und besteht zur Erzielung einer gleichmäßigen Wirkung
nach beiden Richtungen aus zwei gleichen Topfmagneten; die einander gegenüberliegend
angeordnet sind, wobei achsig zwischen denselben ein Anker verschiebbar ist. Der
Anker kann unmittelbar mit einem örtlich beweglichen, z. B. schwingenden Maschinenteil
zwecks dessen Freigabe und Sperrung zusammenwirken: Um nun aus den vom Pendel i
z. B. sekundlich gegebenen Stromstößen eine beliebige. Zeitstrecke, während welcher
der zu prüfende Vorgang ablaufen soll, aufbauen zu können, ist in dem Umschaltrelais
13 eine integrierende Vorrichtung vorgesehen. Sie ist schematisch: in Fig, a dargestellt
und besteht aus einem Drehanker 13Q, den eine Feder 13b entgegen der Uhrzeigerrichtung
zu drehen versucht und gegen einen festen Anschlag 13e drückt. Bei jedem vom Pendel
ausgelösten Stromstoß zieht der Magnet 13,
den Drehanker 13" an. Die auf der
Ankerwelle sitzende Sperrklinke 13d schiebt bei der erst hiernach erfolgenden Drehung
das Sperrrad 17, um einen Zahn weiter. Um zu verhindern, daß die mit einem
gewissen Federdruck in das Sperrad einrastende Klinke 13,l bei der Rückkehr des
Ankers in seine Ruhelage auch das Sperrad mitnimmt, ist die zweite Sperrklinke 17b
vorgesehen. Auf der Welle des Sperrades 17 sitzt die Kontaktwalze 17,. Auf der Walze
sind Kontaktbrücken 17d angeordnet. Diese stehen in ständiger Verbindung mit dem
zum Kondensator 15 führenden Leiterzweig 15" Befindet sich die Kontaktwalze in ihrer
Nullstellung (vgl: Abb. 2), so entlädt sich der Kondensator bei Zündung im Thyratron
7 durch die Leiterzweige 15", 16u1 über den Relaiszweig i6": Durch jeden nun folgenden
Stromstoß wird bei Aberregung des Magneten 13 die Kontaktwalze 17, schrittweise
weitergeschaltet. Ist beispielsweise die nächste Kontaktbrücke von der ersten um
2o Sekundenschläge entfernt angeordnet, so bleiben der zweite und die folgenden
Stromstöße bis zum neunzehnten ohne Wirkung auf das Mehrfachrelais; sie bewirken
lediglich das schrittweiseWeiterschalten der Kontaktwalze 17,. Erst der neunzehnte
Stromstoß bewirkt, daß die zweite Kontaktbrücke 17d den Leiterzweig 15" mit dem
Leiterzweig 16b1 der zweiten Relaisspule 16b verbindet. Der zwanzigste Stromstoß
entlädt sich also über diesen, setzt das Relais in Bewegung und bewirkt, daß der
zu überprüfende Vorgang bei Ablauf der Zeitstrecke von 2o Sek. abgestellt wird.
Naturgemäß wird man die Kontaktbrücken 17d gegeneinander verstellbar. ausbilden.
Bei dem gewählten Beispiel einer Zeitstrecke von 2o Sek. soll, wie gesagt, der neunzehnte
Stromstoß lediglieh die Betätigung des Umschaltrelais i3/17 zur Wirkung haben, nicht
aber auch eine Betätigung des Mehrfachrelais 16. Oftensichtlieh ist dazu notwendig,
daß .das Umschaltrelais verhältnismäßig träge arbeitet, derart, daß die Kontaktwalze
17, die elektrische Verbindung zwischen den Leiterzweigen 15a und 16b1 erst dann
herstellt, wenn der Stromstoß bereits abgeklungen ist. Dann besteht ]<eine Gefahr,
daß ein und derselbe Stromstoß zu- i nächst die Umschaltung im Relais 17 herbeiführt
und zugleich noch das Mehrfachrelais
in Tätigkeit setzt. Andererseits
muß dann das Mehrfachrelais gegenüber dem Umschaltrelais kurzzeitig arbeiten aus
folgendem Grunde: Befindet sich die Kontaktwalze 17, in Grundstellung (Abb. z) bei
hergestellter Verbindung zwischen dem Leiterzweig 15" und dem Relaiszweig I6111,
so muß offensichtlich ein und derselbe Stromstoß zwei Wirkungen auslösen, nämlich
erstens den Anker des Mehrfachrelais 16 anziehen und zweitens den soeben noch wirksamen
Relaiszweig 16" abschalten durch Weiterdrehen der Kontaktwalze 17, um einen Schritt.
Diese Bedimgung erfüllt sich praktisch ohne weiteres dadurch, daß das Relais mit
Rücksicht auf die genaue Bemessung der Priifzeitstrecke als kurzzeitig arbeitendes
Relais ausgebildet sein muß, während die Zuweisung der Tätigkeit des Weiterschaltens
der Kontaktwalze das Relais 13/I7 notwendig zu einem verhältnismäßig "träge arbeitenden
macht.
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Von der Kontaktwalze des Umschaltrelais 13A7 aus können zugleich auch
Fremdstromkreise gesteuert «erden, in denen V erbraucher liegen, die mit dein Mehrfachrelais
im Nutzkreis zusammenarbeiten. Die verschiedenen Zeiten der Ein- und Ausschaltung
können dann derart zueinander verschoben werden, daß z. B. zunächst der Fremdstromkreis
an seine Betriebsstromduelle angeschlossen und dadurch der zu prüfende Vorgang in
Gang gesetzt wird. Erst wenn dieser Vorgang regelmäßig läuft, wird dann der Nutzkreis
eingeschaltet und nach Ablauf der Prüfzeitstrecke, gegebenenfalls zusammen mit dem
Vorgang, wieder ausgeschaltet.