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Schaltung mit mehreren nacheinander verzögert arbeitenden Einzelschaltelementen
In der Technik verwendet man an Stelle mechanischer Hemmwerke, die oft Anlaß zu
Störungen geben, auch elektrische Verzögerungseinrichtungen mit Kondensatoren, die
Störungen weniger ausgesetzt sind. Kondensatoren für große Verzögerungszeiten, besonders
bei den in der. Signaltechnik üblichen Niederspannungen, aber auch in anderen Fällen,
verteuern die Anlage sehr, insbesondere,, wenn man die normalen handelsüblichen
Relais verwendet; außerdem erhöhen sie durch ihre Größe den Raumbedarf einer Anlage.
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Es gibt in der Technik viele periodisch sich wiederholende Vorgänge,
bei denen zwei oder mehrere verschiedene Schaltelemente, z. B. Relais, in der einen
oder anderen Arbeitsrichtung nacheinander zu verzögern sind. Bekannt sind z. B.
Schaltungen mit mehreren nacheinander verzögert arbeitenden Einzelschaltelementen
für Anlaßvorgänge von Motoren oder bestimmte programmäßig verlaufende Vorgänge,
wie z. B. in Gummimischwalzwerken oder der Eisenbahnsignaltechnik. In solchen Anlagen
mit mehreren zu verzögernden Schalteinrichtungen machen sich die geschilderten Nachteile
natürlich doppelt bemerkbar.
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Die Erfindung weist nun einen Weg zur Beseitigung dieser Nachteile
dadurch, daß immer nur .ein Kondensator die Verzögerung an zwei oder mehreren Einzelschaltelementen
bewirkt, indem er hierfür von dem .einen Einzelschaltelement auf das zeitlich hernach
arbeitende in beliebiger Weise umgeschaltet wird. In Einzelfällen kommt eine Umschaltung
von Hand in Frage, jedoch wird man im allgemeinen diese Umschaltung selbsttätig
im Zusammenhang mit dem zu steuernden Betriebsvorgang vornehmen lassen, z. B. in
einem
Gummirnischwalzwerk durch den den 1Tischvorgang steuernden Programmregler oder bei
einer Zugfahrt in Abhängigkeit von der Fahrt des Zuges über die verschiedenen Schaltstellen
im Gleise. Eine erfindungsge. mäße Möglichkeit der Umschaltung besteht z. B. darin,
daß diese von dem verzögerten Schaltelement selbst am Schlosse seiner Schaltbewegung
vorgenommen wird.
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Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Form von Verzögerung, etwa
nur in einer Arbeitsrichtung, beschränkt. Wohl kann ein Kondensator an zwei oder
mehreren Einzelschaltelementen nacheinander Verzögerung in der gleichen Arbeitsrichtung
bewirken; ebenso ist es aber möglich, Verzögerungen auch in verschiedenen Arbeitsrichtungen
vornehmen zu lassen. Auch ist es gleichgültig, ob es sich um Ruhestrom- oder um
Arbeitsstromrelais handelt.
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In den Abbildungen sind einige solcher Möglichkeiten beschrieben.
Die Abb. i und 2 zeigen allgemeine Beispiele; Abb.3 zeigt den in Frage kommenden
Teil einer überwegsignalanlage, bei der noch üblicherweise zwei Kondensatoren verwendet
sind, und Abb.4 zeigt die Vereinfachung der bekannten Schaltung nach Abb.3 durch
Anwendung der Erfindung.
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In Abb. i und a sind i und 2 Zeitrelais, und zwar in Abb. i Arbeitsstromrelais
und in Abb. 2 Ruhestromrelais. Wird in Abb. i der Schalter R, geschlossen, so wird
Relais i erregt und zieht es uriverzögert an. Dadurch werden die Kontakte i i bis
13 umgeschaltet, und zwar wird Kontakt 13 geschlossen, so dal3 Relais i einen Haltestrom
erhält. Durch die Kontakte i i und 12 wird der Kondensator C an das Relais i angeschlossen
und so aufgeladen. Wenn jetzt durch einen zweiten Vorgang der Schalter R;; geschlossen
wird, so wird Relais 2 erregt und» legt seine Kontakte 21 und 22 in die andere
Stellung um. Der Kontakt 2 1 ergibt einen Haltestromkreis für Relais 2, und der
Kontakt 22 schaltet das Relais i vom Netz ab, so daß es unter dem Einfluh der Entladung
des Kondensators mit einer Zeitverzögerung abfällt. Durch den Abfall des Relais
i werden die Kontakte i i bis 13 in die dargestellte Stellung zurückgebracht, in
der jetzt der Kondensator parallel zu dem eingeschalteten Relais 2 liegt und erneut
aufgeladen wird. Sobald jetzt in irgendwelcher Weise Relais ä, z. B. durch öffnung
des SchaltersH, abgeschaltet wird, entlädt sich der Kondensator C über die Relaisspule
2 und bewirkt auch hier einen verzögerten Abfall.
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In Abb. 2 bewirkt die öffnung des Schalters R, einen verzögerten Abfall
des Relais i, auf dessen Spule sich der Kondensator C entlädt. Die Kontakte i i
bis 13 werden umgeschaltet, Kontakt 13 hält das Relais i von der Stromquelle getrennt,
die Kontakte i i und 12 trennen den Kondensator C vom Relais i und schalten ihn
parallel zu dem Relais 2. Dadurch wird der Kondensator gleichzeitig wieder aufgeladen;
da Relais 2 an Spannung liegt. Die öffnung des Kontaktes R2 schaltet Relais. 2 und
den Kondensator von der Stromquelle ab und bewirkt auch einen verzögerten Abfall
des Relais 2. Durch den Abfall des Relais 2 werden die Kontakte 21 und 22 umgeschaltet,
von denen der erstere Relais 2 von der Stromquelle trennt und Kontakt 22 einen Umgehungsstromkreis
zum Kontakt 13 für das Relais i schließt. Es ist bei diesen Schaltungen angenommen,
daß die Kontakte R1 und R2 nur kurzzeitig arbeitende Schaltelemente, also z. B.
Druckknöpfe sind. Über den Kontakt 22 erhält dann das Relais i wieder Spannung,
zieht an und schaltet die Kontakte i i bis 13 in die gezeichnete Stellung zurück.
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Abb.3 ist ein Ausschnitt aus einer Warnsignalanlage, bei der Kontakt
I(2 die Gleis= ausschaltstelle am Überweg und Relais 2 das dazugehörige Relais darstellt.
Die Relais 3 und 4. haben folgende Aufgabe: Wenn ein Gleis in beiden Richtungen
befahren werden soll, müssen beiderseits des Überweges in ausreichender Entfernung
von diesen Gleiseinschaltstellen vorgesehen werden. Bei jeder Zugfahrt darf aber
nur die eine Gleiseinschaltstelle tatsächlich wirksam sein und ein Warnsignal hervorrufen,
während die andere wirkungslos überfahren werden muß. Die Relais ,3 und 4. dienen
nun dazu, diese Wirkungslosigkeit der an der Ausfahrt liegenden Gleiseinschaltstelle
hervorzurufen. In Reihe mit der Relaisspule 2 liegt ein Vorschaltwiderstand und
parallel zu ihr ein Köndensator. Der Kontakt 21 hat die Aufgabe, bei erregtem Relais
2 den Kondensatorkreis zu unterbrechen, so daß bei der Abschaltung des Relais 2
durch den Ausschaltschienenkontakt I(2 das Relais 2 uriverzögert abfällt. Dagegen
soll es, da beim Abfallen Kontakt 2-1 geschlossen wurde, beim Schließen des Schienenkontaktes
1(2 verzögert anziehen. Dies wird dadurch bewirkt, daß der Kondensatorladestrom
während seines Fließend einen Spannungsabfall im Widerstand hervorruft und dadurch
die Spannung am Relais 2 niedriger als die Anzugsspannung des Relais hält. Diese
Verzögerung beim Anziehen soll einmal verhindern, daß zwischen zwei Radachsen das
Relais 2 immer wieder anzuziehen versucht, also tanzt, und zweitens, daß die Umschaltung
von Warnsignal auf Betriebssignal nicht schon erfolgt, wenn die
letzte
Zugachse den vor dem Überweg liegenden Schienenkontakt I(2 passiert hat, sondern
erst, wenn der Überweg tatsächlich frei geworden ist.
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Nach dem Abfall des Relais 2 wird über dessen dann geschlossenen Kontakt
23 Relais 3 eingeschaltet und von diesem wieder über den dann geschlossenen Kontakt
32 das Relais 4, das die eigentliche Sperrung der Gegeneinschaltstrecke bewirkt.
Relais 4 schließt seinen Kontakt 41. Beim Befahren der Gegeneinschaltstelle werden
die Kontakte 12 und 13 umgeschaltet, Kontakt 12 also geöffnet und Kontakt i3 geschlossen.
Da also dann Relais 3 schon wieder abgefallen und damit Kontakt 32 geöffnet ist,
bleibt während dieser Zeit allein Relais 4. erregt. Durch die öffnung des Kontaktes
13 nach Vorüberfahrt der letzten Radachse wird Relais 4 abgeschaltet; es fällt unter
dem Einfluß des parallel geschalteten Kondensators erst nach einer gewissen Zeit
.ab.
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In Abb. 4 ist gezeigt, daß man erfindungsgemäß auch mit einem einzigen
Kondensator auskommen kann, der von den Kontakten 21 und 22 des Relais 2 von dem
einen Relais auf das andere umgeschaltet wird. Die Wirkungsweise der Anordnung ergibt
sich mit dem vorstehend Gesagten schon von selbst: Durch das öffnen des Schienenkontaktes
I(2 wird Relais 2 stromlos, fällt unverzögert ab und schaltet seine Kontakte 2 i
bis 23 um. Der Kondensator liegt jetzt parallel zur Relaisspule 2. Über Kontakt`23
wird Relais 3 eingeschaltet, über dessen Kontakt 32 Relais 4. Relais 3 schließt
sich über 31 und 12 einen Selbsthaltestromkreis, Relais 4 bereitet einen solchen
durch seinen Kontakt 41 vor. Relais 2 kann den dauernden Schließungen des Kontaktes
I(2 unter dem Einfluß der vorüberfahrenden Radachsen nicht folgen, da durch den
Kondensator und den vorgeschalteten Widerstand eine Anzugverzögerung bewirkt wird.
Erst wenn der Zug den Kontakt I(2 ver= lassen hat, wird I(2 dauernd geschlossen,
zieht Relais 2 mit der gegebenen Zeitverzögerung an und schaltet seine Kontakte
21 bis 23 in die gezeichnete Stellung zurück.
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Sobald ein Zug die Gegeneinschaltstelle befährt, werden die Kontakte
12 und 13 umgeschaltet; durch 12 wird der S.elbsthaltestromkreis des Relais 3 unterbrochen,
durch 13 der Selbsthaltestromkreis des Relais 4 geschlossen. Relais 3 fällt also
wieder ab, während 4 angezogen bleibt. Zu dem Relais 4 liegt der Kondensator parallel,
er ist also aufgeladen. Wenn der Zug den Ausfahrtschienenkontakt verlassen hat,
öffnet Kontakt 13, so daß Relais 4 und der Kondensator vom Netz abgeschaltet sind
und Relais 4 mit einer Zeitverzögerung in seine Ruhelage zurückkehrt.
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Bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen wurde stets der entladende
Kondensator an ein entweder unerregtes oder an ein erregtes Relais angeschlossen,
wodurch er gleichzeitig aufgeladen wurde. Es sind aber auch Schaltungsfälle denkbar,
bei denen die Umschaltung` nicht ohne weiteres möglich ist. Ein solcher Fall wäre
der, daß ein gel.ädenerKondensator auf ein unerregtes Relais geschaltet werden muß,
das aber durch die Kondensatorentladung nicht zum Ansprechen gebracht werden darf.
Erfindungsgemäßwird in solchen Fällen während der Umschaltung der Ladungszustand
des Kondensators geändert, indem vorstehend ins Auge gefußten Fall wird also der
Kondensator durch -einen kurzzeitigen Kurzschluß entladen. Im anderen Falle kann
er natürlich auch durch einen kurzzeitigen Netzanschluß aufgeladen werden.