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Schalteinrichtung zum Steuern eines elektrischen Stromkreises mit
großer Schalthäufigkeit Elektrische Schalteinrichtungen haben zuweilen sehr hohe
Anforderungen zu erfüllen. Es treten in manchen Betrieben in gewöhnlichem Gebrauch
Schalthäufigkeiten bis zu 4000 Schaltungen und mehr je Stunde auf, und dieser Beanspruchung
sind auch die besten und mit der größten Sorgfalt gebauten Schalteinrichtungen auf
die Dauer nicht gewachsen. Bei einer Schalthäufigkeit von 4ooo Schaltungen/Stunde
und :24-Stunden-Betrieb ist eine Million Schaltungen vor Ablauf des i i. Tages erreicht.
Nach etwa 1q. Tagen macht sich die Notwendigkeit geltend, die Kontakte durch neue
zu ersetzen, um den Betrieb weiterhin mit Sicherheit, d. h. ohne Störungen, aufrechterhalten
zu können. An vielen Stellen läßt sich jedoch eine vierzehntägige Überwachung der
elektrischen Geräte nicht :durchführen.
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Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, soll. erfindungsgemäß jede
Schalteinrichtung, die einer solchen Höchstbeanspruchung unterworfen werden muß,
mehrere parallel geschaltete, jedoch einzeln für sich steuerbare Kontaktpaare haben,
von denen bei jeder Ansteuerung jeweils nur eines bedient wird. Es kann zu diesem
Zweck eine Anzahl elektromagnetischer Schütze vorgesehen sein, deren Hauptkontakte
parallel geschaltet sind und deren Erregerspulen an eine gemeinsame Steuereinrichtung
derart angeschlossen sind, daß bei jedem Steuerimpuls nur eines der Schütze zum
Einschalten gebracht wird. Zweckmäßig wird man die Steuereinrichtung so bauen, daß
alle Schütze gleichmäßig herangezogen werden. Die Einschaltung des einen oder anderen
Schützes kann,dem Zufall überlassen werden, es isst aber auch möglich, die Ansteuerung
in zyklischer Reihenfolge vorzunehmen. Wird z. B. als gemeinsame Steuereinrichtung
eine Schaltwalze genommen und diese durch einen Klinkmagneten weitergeschaltet,derbei
jedem,Steuerimpuls dieWalze um einen Schritt weiterxückt, so werden die
Schütze
völlig gleichmäßig beansprucht. Es ist hierbei vorteilhaft, durch den Klinkmagneten
eine Feder zu spannen, die nach Aufhören des Steuerimpulses das Weiterschalten b
sorgt. Auf diese Weise kann mit deinselh Stromimpuls sowohl ein Schütz eingeschaliE.
als auch nach einwandfreiem Anziehen und Abfallen desselben Aas Weiterrücken der
Walze bewirkt werden. Es ist auch möglich, die Walze durch die zum Schließen des
Starkstromkreises benutzten Schütze weiterzuklinken, und in diesem Falle wird ein
besonderer Klinkniagnet eingespart. Ferner ist es auch möglich, das abwechselnde
Einschalten des Schützes dadurch zu bewerkstelligen, daF jedes Schütz beim Abfallen
die Erregerspule des beim nächsten Arbeitsspiel zu schließenden Schützes an die
zugehörige Steuerleitung legt. Es sind natürlich auch andere als die hier genannten
Steuermöglichkeiten anwendbar, wenn dafür gesorgt werden soll, daß die verschiedenen
Schütze gleichmäßig zur Arbeit herangezogen werden.
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In der Zeichnung ist ein Schaltungsbeispiel dargestellt. Nach Fig.
i# soll der Stromverbraucher a in großer Schalthäufigkeit in das Netz i geschaltet
und wieder davon abgetrennt «-erden. Zum Schließen dieses Kreises dienen beispielsweise
fünf Schütze, deren Hauptkontakte mit 3 und deren Erregerspulen finit d. bezeichnet
sind. Die Spulen d. sind durch Steuerleitungen mit Kontaktfingern einer Schaltwalze
5 verbunden, die während der Betriebszeit gleichmäßig durch einen Hilfsmotor 6 angetrieben
wird. Der :Motor 6 wird durch einen Schalter 8 an ein Steuerstromnetz c7 angelegt,
und von dem gleichen Netz werden auch die Schütze 3, d. mittels des Steuerschalters
7 ein- und ausgeschaltet. Bei Abgabe eines Steuerimpulses befindet sich jeweils
nur ein Kontaktfinger der Walze mit dein zugehörigen Belag in Berührung, so daß
immer nur ein Schütz anziehen kann. jedes Schütz schaltet sich nach erfolgtem Anziehen
auf einen Selbstspeisestromkreis um und ist zu diesem Zweck mit Hilfskontakten io
versehen. Weitere Hilfskontakte können angeordnet sein, um die Speiseleitung für
die anderen Schütze abzuschalten, wenn ein Schütz angezogen hat. Es können natürlich
auch weniger oder mehr als fünf Schütze vor--esehen sein. .je nach der Anzahl der
verwendeten Schütze wird die Lebensdauer der Schalteinrichtung bzw. die Zeit zwischen
den erforderlichen Überwachungen um ein Vielfaches verlängert. An Stelle magnetischer
Schütze können auch andere Einzelschaltvorrichtungen verwendet werden, z_. B. Nockenschalter
oder Druckniittelschalter, die von einer weitergeklinkten Walze aus gesteuert werden.
Die Walze ; oder eine entsprechend wirkende Steuereinrichtun g kann auch durch einen
Klinkenmagneten oder eine ähnliche =.l inrichtung iveitergeschaltetwerden. Diesci-`4@agnet
kann in den Stromkreis des Sclial-'ters ; gelegt werden und bedarf keiner 1>e-"sonderen
Steuerung; er kann zum Spannen einer Feder benutzt werden, die nach Auerregung die
Weiterschaltung besorgt, damit Glas Weiterschalten jeweils nach dein Anziehen eine:
der Schütze erfolgt. Das Fortschalten der Walze 5 kann auch durch die Schlitze 3.
_1 erfolgen, die zu diesem Zweck mit einer Klinke versehen werden, die in ein auf
di2i-Walzenachse sitzendes Sperrad greifen.
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In Fig. 2 ist ein weiteres Ausfiihrun-sbeispiel dargestellt. Bei dieser
Schaltung sind vier Schütze i i bis 1d. für den Hauptstromkreis und. zwei Schütze
i 5 und i6 für abwechselnde Steuerung der erstgenannten Schütze vorgesehen. An den
einzelnen Schützen sind Hilfskontakte angeordnet, und aus der Bezeichung jedes einzelnen
Hilfskontaktes ist ersichtlich, von welchem Schütz er bedient wird und ob -er ein
Ruhe- oder Arbeitskontakt oder beides ist. Die Bezeichnung idr besagt z. B., daß
der Iiontalct von dein Schütz rd. bedient wird und in der Ruhelage de Schützes geschlossen
ist. In Wirklichkeit ist der Kontakt an dem Schütz i-. angebracht, aber er ist unter
der Spule des Schlitzes 11 gezeichnet, um die Darstellung und die Verfolgung der
Schaltung zu vereinfachen.
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Wird der Steuerstromkreis z. B. mittels des Druckknopfes 17 geschlossen,
so werden die Spule des Schützes ii über die Kontakte ihr, 15ar und 1q.! und dann
die Spule des Schützes 15 über die Kontakte 13" und eia an die Netzspannung gelegt.
Die beiden Schütze ziehen kurz nacheinander an, denn die Spule 15 wird erst
durch den Arbeitskontakt Ila nach dein Anziehen des Schützes i i an Spannung gelegt.
Beien Anziehen des Steuerschlitzes i 5 und des Schützes i i wird der Kontakt 15,1r
nach unten umgeschaltet und ebenso auch der Kontakt i Ir geöffnet. Nach diesen Unischaltungen
halten sich die angezogenen Schütze i i und 1,5 über die eigenen Kontakte i i,'
und 15" eingeschaltet, und nach Aufhören der Stromgabe fällt das Schütz i i ab,
während das Schütz 15 eingeschaltet bleibt. weil sein Spulenkreis 17 unabhängig
ist. Beien nächsten Stromstoß ziehen kurz nacheinander die Schütze 12 und 16 an
und schalten sich beide auf Selbstspeisung um. Es kann hierbei weder das Schütz
i i, noch können die Schütze 13 oder 14 einschalten. Bei den folgenden zwei Stromimpulsen
ziehen die Schütze 13 und id an, wobei mit dein Einschalten des Schützes 13 das
Schütz 1 5 abfällt und mit dein Einschalten des Schützes 14. das Schütz 16. Der
Hilfskontakt
15ar im Kreise der Schütze 13 und 14. schaltet, wie aus der Zeichnung ersichtlich,
nach oben um, damit beim Anziehen des Schützes 15 der Stromkreis für die Schütze
ia und 13 und beim Abfallen der Stromkreis für die Schütze i i und 14 vorbereitet
wird.
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An Stelle elektromagnetischer Schütze können auch Nockenschütze zur
Anwendung kommen, bei denen eine elektrische Aaslösungsmöglichkeit gegeben ist.
Nockenschalter dieser Art sind bekannt. Sie sind zur Lösung der vorliegenden Aufgabe
mittels einer Nockenwalze zu steuern, die von einem Klinkmagneten weitergeschaltet
wird. Bei jedem Stromstoß wird die Walze um einen Schritt weiter gedreht und schaltet
dabei stets durch Nocken eines der Nockenschütze ein, welches eingeschaltet bleibt,
solange die Stromgabe andau ert, und bei Unterbrechung des Steuerstromes den vorher
geschlossenen Hauptstromkreis öffnet.
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Schließlich kann das Ein- und Ausschalten der von der Walze gesteuerten
Schütze auch dadurch erfolgen, daß die Walze beim Schließen des Steuerstromkreises
das Schütz einrückt und beim Öffnen des Steuerstromkreises zum Ausschalten bringt.
Die Walze maß dann so geschaltet werden, daß sie beim Schließen des Steuerstromkreises
in die Einschaltlage des nächstfolgenden Schützes geklinkt und beim Unterbrechen
des Steuerstromkreises in eine Zwischenstellung gebracht wird, bei der das vorher
geschlossene Schütz geöffnet und kein neues Schütz geschlossen wird. Ein solches
Weiterklinken der Walze, sei es nun einer Schaltwalze für elektromagnetische Schütze
oder einer Nokkenwalze für Nockenschalter, kann mittels zweier gleichzeitig erregter
Magnete erfolgen, von denen einer beim Schließen seines Erregerkreises die Walze
um einen Schritt weiterbewegt und der andere beim Schließen seines Erregerstromkreises
eine Feder spannt, die bei Aberregung des Magneten das Weiterbewegen der Walze um
einen weiteren Schritt bewirkt. Bei dieser Einrichtung bedarf es keiner besonderen
Sicherheitsmaßnahmen, wie Hilfskontakte usw.