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Einrichtung zum stufenweisen elektrischen Steuern von Apparaten und
Maschinen Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum stufenweisen elektrischen
Steuern von Apparaten und Maschinen, bei der zwischen zwei Endstellungen durch aufeinanderfolgende
Steuerbefehle zwangsläufig jeweils nur um eine Schaltstufe weiter- bzw. zurückgeschaltet
wird. Derartige Aufgaben liegen z. B. bei Beleuchtungsanlagen vor, um von beliebig
ielen Befehlsstellen aus stufenweise die volle Beleuchtungsstärke ein- und wieder
auszuschalten, wobei gefordert wird, beliebig lange auf den Zwischenstufen zu verweilen
und von dort aus: wahlweise entweder in der einen Richtung auf die nächstfolgende
Stufe größerer Beleuchtungsstärke oder in der anderen Richtung auf die nächstfolgende
Stufe kleinerer Beleuchtungstärke überzugehen.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung hat zum Schalten der Stufen schwachstromgesteuerte,
bei aufeinanderfolgenden Steuerbefehlen ihre Schaltstellungen wechselnde Fernschalter
und von diesen starkstromseitig abhängige Hilfsrelais, die den Steuerstrompfad für
den zu erregenden Fernschalter schließen und für den Fernschalter der nächsten Schaltstufe
dagegen sperren. Jeder einzelne Steuerbefehl schaltet unabhängig von der Dauer des
Drückens eines Ein- bzw. Aus-Tasters die
Steuereinrichtung jeweils
nur um eine Schaltstufe weiter bzw. zurück. Ferner verhindert eine Verriegelungseinrichtung
den Lauf des zuvor dem Fernschalter zugegangenen Steuerbefehls über das von dem
gleichen Fernschalter in die Arbeitslage übergeführte Hilfsrelais auf dein vorbereiteten
Steuerstrompfad.
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Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, zum stufenweisen elektrischen
Steuern von Apparaten und Maschinen schwachstromgesteuerte, bei aufeinanderfolgenden
Steuerbefehlen ihre Schaltstellungen wechselnde Fernschalter und von diesen starkstromseitig
abhängige Hilfsrelais zu verwenden, die den Steuerstrompfad für den zu erregenden
Fernschalter schließen und für den Fernschalter dei nächsten Schaltstufe dagegen
sperren. Diese Einrichtung ist jedoch derart ausgebildet, daß, solange der Steuerbefehl
durch Niederdrücken des Tasters gegeben wird, die Stufenreihe in der einen oder
anderen Richtung durchlaufen wird.
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Die Fig. i und 2 der Zeichnung zeigen die Schaltbilder für zwei Ausführungsbeispiele
der Erfindung.
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Die zu steuernde Anlage i, die in den Figuren durch eine elektrische
Lampe angedeutet ist, wird von dem Starkstromnetz .2 gespeist und soll in mehreren
Stufen, z. B. in zwei Stufen, von der einen Endstellung (Ausschaltstellung) in die
andere Endstellung (volle Beleuchtungsstärke) übergeführt und von dort in der umgekehrten
Stufenfolge wieder in die erste Endstellung zurückgeführt werden. Gemäß den Figuren
ist angenommen, daß in der ersten Schaltstufe (geringe Beleuchtungsstärke) die Lampe
über den Widerstand 3 an das Starkstromnetz 2 gelegt wird und daß in der zweiten
Schaltstufe (volle Beleuchtungsstärke) der Widerstand 3 kurzgeschlossen wird. Diese
Schaltstufen werden durch an sich bekannte schwachstromgesteuerte, bei aufeinanderfolgenden
Steuerbefehlen ihre Schaltstellungen wechselnde Fernschalter und 5 geschaltet. Die
Fernschalter 4, 5 werden durch einen Ein-Taster 6 und einen Aus-Taster 7 gesteuert,
die in einem von dem Schwachstromnetz 8 gespeisten Steuerstromkreis liegen. Beim
ersten Steuerbefehl mit dem Ein-Taster 6 soll zum Einschalten der ersten Schaltstufe
der Fernschalter 4 erregt, die Erregung des Fernschalters 5 dagegen verhindert werden.
Beim zweiten Steuerbefehl mit dem Ein-Taster 6 soll zum Einschalten der zweiten
Schaltstufe der Fernschalter 5 erregt, die Erregung des Fernschalters 4 dagegen
verhindert werden. Bei zwei aufeinanderfolgenden Steuerbefehlen mit dem Aus-Taster
7 sollen zum Ausschalten der Schaltstufen die Fernschalter 4, 5 in der umgekehrten
Reihenfolge erregt werden. Zu diesem Zweck steuern die Fernschalter 4, 5 starkstromseitig
Hilfsrelais 9, io. Das Hilfsrelais 9 wird beim starkstromseitigen Einschalten des
zugehörigen Fernschalters 4., das Hilfsrelais io beim starkstromseitigen Einschalten
beider Fernschalter 4., 5 an das Starkstromnetz 2 gelegt und dadurch in die Anzugsstellung
gebracht. Beim starkstromseitigen Ausschalten des Fernschalters 4 bzw. 5 fällt jeweils
das zugeordnete Hilfsrelais 9 bzw. io ab. Die Anker der Hilfsrelais 9, io
beeinflussen den Steuerstromkreis über Kontakte i i, 12, 13 bzw. 14, 15, 16.
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Beim ersten Steuerbefehl mit dem Ein-Taster 6 ist das Hilfsrelais
9 zunächst noch in der Abfallstellung und hält über die Kontakte 12 den vom Ein-Taster
6 beherrschten Steuerstrompfad für den Fernschalter 4 geschlossen. Dabei ist die
Erregung des Fernschalters 5 von beiden Tastern 6, 7 aus verhindert, und zwar vom
Ein-Taster 6 aus durch die offenen Kontakte i.i des Hilfsrelais 9, die in dem vom
Ein-Taster 6 beherrschten Steuerstrompfad für den Fernschalter 5 liegen, und vom
Aus-Taster 7 aus durch die offenen Kontakte 14 des in der Abfallstellung befindlichen
Hilfsrelais io, die in dem vom Aus-Taster 7 aus beherrschten Steuerstrompfad für
den Fernschalter 5 liegen. Es wird daher nur der Fernschalter 4 und damit die erste
Schaltstufe (geringe Beleuchtungsstärke) eingeschaltet. Beim starkstromseitigen
Einschalten des Fernschalters 4 zieht das zugeordnete Hilfsrelais 9 an. Dadurch
werden die Kontakte 12 geöffnet und damit der vom Ein-Taster 6 beherrschte Steuerstrompfad
für denFernschalter 4 unterbrochen, so daß der Fernschalter 4 durch ein erneutes
Drücken des Ein-Tasters 6 nicht wieder erregt und dadurch ausgeschaltet werden kann.
Gleichzeitig wird durch Schließen der Kon- j takte i i der vom Ein-Taster 6 beherrschte,
über die geschlossenen Kontakte 16 des Hilfsrelais io führende Steuerstrompfad für
den Fernschalter 5 und durch Schließen der Kontakte 13 der vom Aus-Taster 7 beherrschte,
über die geschlossenen Kontakte 15 des Hilfsrelais io führende Steuerstrompfad für
den Fernschalter 4 vorbereitet.
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Um zu verhindern, daß bei fortgesetztem Drücken des Ein-Tasters 6
durch Anziehen des Hilfsrelais 9 die nächste Schalthandlung ausgeführt wird, ist
in den Steuerstromkreis eine vor dem Anziehen des Hilfsrelais 9 wirksame Verriegelungsschalteinrichtung
17 angeordnet.
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Gemäß F'ig. i besteht die Verriegelungsschalteinrichtung 17 aus einem
durch einen Widerstand 18 überbrückten Kondensator i9, der in der Zuleitung von
einem Pol des Schwachstromnetzes 8 zu den Tastern 6 und 7 liegt. Der Kondensator
i9 ist so bemessen, daß die Erregung des Fernschalters 4 bzw. 5 durch den bei jedem
Steuerbefehl fließenden Ladestrom
erfolgt, daß aber dieLadung beendet
ist, bevor die Hilfsrelais g, io angesprochen haben Jeder Steuerbefehl löst daher
auch bei fortgesetztem Halten des befehlgebenden Tasters in der Schließstellung
nur die bereits eingeleitete Schalthandlung aus, in den Ausführungsbeispielen gemäß
den Fig. i und 2 die Weiter- bzw. Zurückschaltung nur um eine Schaltstufe. Nach
jedem Steuerbefehl kann sich der Kondensator ig über den Widerstand 18 entladen
und ist daher für den nächsten Steuerbefehl' betriebsbereit.
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Nach Loslassen des Ein-Tasters 6 herrscht also folgender Schaltzustand:
Fernschalter 4 starkstromseitig eingeschaltet, schwachstromseitig ausgeschaltet;
Fernschalter 5 starkstromseitig und schwachstromseitig ausgeschaltet; Hilfsrelais
q in der Anzugsstellung; Hilfsrelais io in der Abfallstellung.
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Beim zweiten Steuerbefehl mit dem Ein-Taster 6 bleibt das Hilfsrelais
io zunächst noch in der Abfallstellung, so daß der Fernschalter 5 über den Steuerstrompfad,
Ein-Taster 6, die geschlossenen Kontakte i i bzw. 16 der Hilfsrelais g bzw. io erregt
wird. Dabei wird die Erregung des Fernschalters 4 durch die offenen Kontakte 12
des Hilfsrelais g verhindert. Es wird daher der Fernschalter 5 eingeschaltet und
der Fernschalter 4 in der Einschaltstellung gehalten. Damit ist die zweite Schaltstufe
(volle Beleuchtungsstärke) eingeschaltet. Beim starkstromseitigen Einschalten des
Fernschalters 5 zieht das zugeordnete Hilfsrelais io an. Dadurch werden die Kontakte
16 geöffnet und damit der vom Ein-Taster 6,heherrschte Steuerstrompfad für den Fernschalter
5 unterbrochen, so daß der Fernschalter 5 durch ein erneutes Drücken des Ein-Tasters
6 nicht wieder erregt und dadurch ausgeschaltet werden kann. Gleichzeitig wird durch
öffnen der Kontakte 15 der Steuerstromkreis vom Taster 7 zum Fernschalter 4 geöffnet
und durch Schließen der Kontakte 14 der Steuerstromkreis für die nächsten Steuerbefehle
vorbereitet. Damit ist die ganze Steuereinrichtung von der einen Endstellung (Ausschaltstellung)
in. die andere Endstellung (volle Beleuchtungsstärke) übergeführt.
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Nach Loslassen des Ein-Tasters 6 herrscht also folgender Schaltzustand:
die Fernschalter 4 und 5 starkstromseitig eingeschaltet, schwachstromseitig ausgeschaltet;
die Hilfsrelais g und io in der Anzugsstellung.
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Die Ausschaltung der Schaltstufen geschieht nun in der umgekehrten
Reihenfolge. Beim ersten Steuerbefehl mit dem Aus-Taster7 wird der Fernschalter
5 über die geschlossenen Kontakte 14 erregt. Dabei ist die Erregung des Fernschalters
4 von beiden Tastern 6, 7 aus verhindert, und zwar die vom Aus-Taster 7 aus durch
die offenen Kontakte 15 des Hilfsrelais io und die vom Ein-Taster 6 aus durch die
offenen Kontakte 12 des Hilfsrelais g. Es wird daher der Fernschalter 5 ausgeschaltet
und der Fernschalter.:- in der Einschaltstellung gehalten. Damit ist wieder die
erste Schaltstufe (geringe Beleuchtungsstärke) erreicht. Beim starkstromseitigen
Ausschalten des Fernschalters 5 fällt das zugeordnete Hilfsrelais io ab und öffnet
die Kontakte i4, so daß die Erregung des Fernschalters 5 abgeschaltet wird und dieser
durch erneutes Drücken des Aus-Tasters 7 nicht wieder -eingeschaltet werden kann.
Gleichzeitig wird der Steuerstromkreis durch Schließen der Kontakte 15 und 16 für
die nächsten Steuerbefehle vorbereitet. Nach Loslassen des Aus-Tasters 7 herrscht
also folgender Schaltzustand: Fernschalter .1 starkstromseitig eingeschaltet, schwachstromseitig
ausgeschaltet; Fernschalter 5 starkstromseitig und schwachstromseitig ausgeschaltet;
Hilfsrelais g in der Anzugsstellung; Hilfsrelais io in der Abfallstellung.
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Beim zweiten Steuerbefehl mit dem Aus-Taster 7 wird der Fernschalter
4 über die geschlossenen Kontakte 15 und 13 erregt. Dabei ist die Erregung des Fernschalters
5 durch die offenen Kontakte 14 des Hilfsrelais io verhindert. Es wird daher der
Fernschalter 4 ausgeschaltet und der Fernschalter 5 in der Ausschaltstellung gehalten.
Beim starkstromseitigen Ausschalten des Fernschalters 4. fällt das zugeordnete Hilfsrelais
g ab und öffnet die Kontakte 13, so daß die Erregung des Fernschalters 4 abgeschaltet
wird und der Fernschalter 4 durch erneutes Drücken des Aus-Tasters 7 nicht wieder
eingeschaltet werden kann. Gleichzeitig werden die Kontakte i i geöffnet und die
Kontakte 12- geschlossen. Damit ist wieder die erste Endstellung (Ausschaltstellung)
erreicht.
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Die vor dem Ansprechen der Hilfsrelais g, io wirksame Verriegelungsschalteinrichtung
17 kann gemäß Fig. 2 auch aus Verriegelungsrelais 17', 17" bestehen, die dem Fernschalter4
bzw. 5 zugeordnet- sind. Die Wicklung jedes Verriegelungsrelais 17', 17" ist der
Wicklung des zugehörigen Fernschalters 4 bzw. 5 parallel geschaltet. Jedes Verriegelungsrelais
17', 17" spricht daher beim jedesmaligen Erregen des zugehörigen Fernschalters .4
bzw. 5 an. Das Verriegelungsrelais 17' hält in der Abfallstellung die Kontakte 2o
geschlossen, die in dem vom Ein-Taster 6 beherrschten Steuerstrompfad für den Fernschalter
5 liegen. In der Anzugsstellung sind die Kontakte 20 geöffnet und die Kontakte 21
geschlossen, die in einem von der Wicklung des Verriegelungsrelais 17' unmittelbar
zum Ein-Taster 6 führenden Steuerstrompfad liegen. Das Verriegelungsrelais 17" hält
in der Abfallstellung die Kontakte 22 geschlossen, die in dem vom Aus-
Taster?
beherrschten Steuerstrompfad für den Fernschalter 4 liegen. In der Anzugsstellung
sind die Kontakte 22 geöffnet und die Kontakte 23 geschlossen, die in einem von
der Wicklung des Verriegelungsrelais 17" unmittelbar zum Aus-Taster 7 führenden
Steuerstrompfad liegen.
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Bei einem Steuerbefehl von einer Endstellung aus hält sich das jeweils
erregte Verriegelungsrelais 17' bzw. 17" in der Anzugsstellung, solange der befehlgebende
Taster in der Schließstellung gehalten wird. Beim ersten Steuerbefehl mit dem Ein-Taster
6 z. B. öffnet das gleichzeitig mit dem zugehörigen Fernschalter d. erregte Verriegelungsrelais
17' die Kontakte 2o und schließt die Kontakte 21. Das Verriegelungsrelais 17' hält
sich über die geschlossenen Kontakte 21 in der Anzugsstellung, solange der Ein-Taster
6 in der Schließstellung gehalten wird. Der vom Ein-Taster 6 beherrschte Steuerstrompfad
für den Fernschalter 5 ist daher durch die offenen Kontakte 2o unterbrochen, auch
wenn das Hilfsrelais 9 nach dem starkstromseitigen Einschalten des Fernschalters.
angezogen und durch Schließen der Kontakte i i den vom Ein-Taster 6 beherrschten
Steuerstrompfad des Fernschalters 5 für den zweiten Steuerbefehl mit dem Ein-Taster
6 vorbereitet hat. Es wird daher der Fernschalter .4 eingeschaltet und die Einschaltung
des Fernschalters 5 verhindert. Nach Loslassen des Ein-Tasters 6 fällt das Verriegelungsrelais
17' ab, so daß der Steuerstrompfad des Fernschalters 5 über die geschlossenen Kontakte
11, 20 und 16 für den zweiten Steuerbefehl mit dem Ein-Taster 6 vorbereitet
wird. Entsprechendes gilt für den Übergang von der zweiten auf die erste Schaltstufe.
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Bei einem Steuerbefehl von einer Zwischenstufe aus hält sich das jeweils
erregte Verriegelungsrelais 17' bzw. 17" in der Anzugsstellung, solange das zugehörige
Hilfsrelais 9 bzw. io durch diesen Steuerbefehl noch nicht beeinflußt ist. Nach
Einschaltung der ersten Schaltstufe z. B. herrscht folgender Schaltzustand: Fernschalter
4 starkstromseitig eingeschaltet, schwachstromseitig ausgeschaltet; Fernschalter
5 starkstromseitig und schwachstromseitig ausgeschaltet; Hilfsrelais 9 in Anzugsstellung;
Hilfsrelais io in Abfallstellung: j die Verriegelungsrelais 17' und 17" in Abfallstellung.
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Wird jetzt zum Einschalten der zweiten Schaltstufe der Ein-Taster
6 gedrückt, so wird der Fernschalter 5 über die geschlossenen Kontakte 11, 20 und
16 erregt und starkstromseitig eingeschaltet. Gleichzeitig zieht das Verriegelungsrelais
17" an, öffnet die Kontakte 22, die in dem vom Aus-Taster 7 beherrschten Steuerstrompfad
für den Fernschalter 4 liegen, und schließt die Kontakte 23, solange das Hilfsrelais
io noch nicht angezogen hat. Dadurch wird verhindert, daß der Fernschalter. durch
versehentliches Drücken des Aus-Tasters 7 erregt und dadurch ausgeschaltet wird.
Beim Anziehen des Hilfsrelais io werden die Kontakte 16 geöffnet. Dadurch wird die
Erregung des Fernschalters 5 abgeschaltet und gleichzeitig das Verriegelungsrelais
17" in die Abfallstellung gebracht. Zugleich werden die Kontakte 15 geöffnet, so
daß der Fernschalter q auch nach Abfallen des Verricgelungsrelais i7" vom Aus-Taster
7 aus nicht erregt werden kann, und die Kontakte rd. zur Vorbereitung des vom Aus-Taster
7 beherrschten Steuerstrompfads des Fernschalters 5 für den nächsten Steuerbefehl
geschlossen. Entsprechendes gilt für den Übergang von der ersten Schaltstufe auf
die Ausschaltstellung.
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Außer der Abwicklung der üblichen Schaltfelge, erste Endstellung (Ausschaltstellung),
erste Schaltstufe (geringe Beleuchtungsstärke), zweite Schaltstufe (zweite Endstellung,
volle Beleuchtungsstärke) und in der umgekehrten Reihenfolge wieder zurück in die
erste Endstellung, sind bei den beiden Ausführungsbeispielen solche Schaltschritte
ohne weiteres möglich, die den durch einen beliebigen Steuerbefehl ausgeführten
Schaltschritt wieder aufheben, ohne erst die ganze Schaltfolge durchlaufen zu müssen.
Denn bei jeder Schaltstufe herrscht ein ganz bestimmter Schaltzustand, unabhängig
davon, ob die betreffende Schaltstufe ausgehend von der einen oder von der anderen
Endstellung erreicht wurde. Zum Beispiel ist es ohne "weiteres möglich, nach vollzogenem
Übergang von der zweiten auf die erste Schaltstufe wahlweise entweder, wie weiter
oben beschrieben, auf die Ausschaltstellung oder wieder auf die zweite Schaltstufe
überzugehen. Nach vollzogenem Übergang von der zweiten auf die erste Schaltstufe
herrscht nämlich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. i, wie oben angegeben, folgender
Schaltzustand: Fernschalter. starkstromseitig eingeschaltet, schwachstromseitig
ausgeschaltet; Fernschalter 5 starkstromseitig und schwachstromseitig ausgeschaltet;
Hilfsrelais 9 in der Anzugsstellung; Hilfsrelais io in der Abfallstellung.
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Der gleiche Schaltzustand herrscht, wie oben angegeben, nach vollzogenem
Übergang von der Ausschaltstellung auf die erste Schaltstufe. Folglich ist durch
Drücken des Aus-Tasters 7 der Übergang in die Ausschaltstellung oder durch Drücken
des Ein-Tasters 6 der Übergang auf die zweite Schaltstufe möglich.
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Dagegen ist es in allen Fällen unmöglich, eine Schaltstufe zu überspringen.
Zum Beispiel ist es während des Übergangs von der ersten
auf die
zweite Schaltstufe und nach Vollziehen dieses Übergangs, wie oben beschrieben, ausgeschlossen,
von der zweiten Schaltstufe unter Überspringen der ersten Schaltstufe unmittelbar
auf die Ausschaltstellung überzugehen.
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Die Verwendung von schwachstromgesteuerten, bei aufeinanderfolgenden
Steuerbefehlen ihre Schaltstellungen wechselnden Fernschaltern hat bekanntlich bei
der erfindungsgemäßen Einrichtung folgende Vorteile: Mit außerordentlich kleinen
Steuerleistungen (Größenordnung o,6 W) können mit jedem Fernschalter starkstromseitig
verhältnismäßig sehr hohe Schaltleistungen (Größenordnung 750 W) bewältigt
werden. Man kommt daher mit billigen Steuerleitungen aus und kann dazu z. B. Klingelleitungen
verwenden. Ferner können die Befehlsstellen in praktisch ausreichend großen Entfernungen
von den Fernschaltern angeordnet werden, da die Spannungsabfälle infolge der außerordentlich
kleinen Steuerströme vernachlässigbar klein sind. Außerdem können in einfachster
Weise beliebig viele Befehlsstellen angeordnet werden, da die Eigenart der Schaltung
die einfache Parallelschaltung der Befehlstaster gestattet.
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Die Erfindung kann sinngemäß auch für eine beliebige andere Zahl von
Schaltstufen erweitert werden.