DE903465C

DE903465C - Device to achieve a certain expiry time of operational (work) processes, in particular for electrical train protection systems

Info

Publication number: DE903465C
Application number: DEV99A
Authority: DE
Inventors: Franz Hirt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1949-11-01
Filing date: 1949-11-01
Publication date: 1954-02-08

Description

Einrichtung zur Erzielung einer bestimmten Ablaufzeit von betriebstechnischen (Arbeits-) Vorgängen, im besonderen für elektrische Zugsicherungsanlagen Bei elektrisch betriebenen oder gesteuerten Vorrichtungen ist es oft wünschenswert, die Einzelvorgänge, die den Gesamtarbeitsvorgang darstellen, zeitlich in einer bestimmten betriebsbedingten Reihenfolge nacheinander und nur eine bestimmte Zeit lang wirken zu lassen, damit die erwünschte Endwirkung zustande kommt.Facility to achieve a certain expiry time of operational (Work) processes, in particular for electrical train protection systems In the case of electrical operated or controlled devices, it is often desirable to which represent the overall work process, temporally in a certain operational Order one after the other and only let it work for a certain period of time the desired end effect is achieved.

Diese Einzelvorgänge können dann, wie z. B. im elektrischen Eisenbahnsicherungswesen bei der selbsttätigen Zugsicherung, aus der Bewegung von Relaisankern bestehen, deren Anzug oder Abfall entweder erst eine bestimmte Zeit nach dem einleitenden Impuls (Stromschluß) eintreten darf oder .deren Anzug- und Abfallzeit einen bestimmten vorgeschriebenen Wert haben muß, wenn die Signalgebung in der richtigen Weise erfolgen soll.These individual processes can then, such as B. in electrical railway safety in the case of automatic train protection, consist of the movement of relay armatures, their suit or fall either a certain time after the introductory period Impulse (current short-circuit) may occur or whose rise and fall times are a certain must have a prescribed value if the signaling is carried out in the correct manner target.

Das verzögerte Abfallen von Relaisankern kann bekanntlich dadurch erreicht werden, daß man der Relaiswicklung einen Kondensator parallel schaltet, der nach Abschaltung der Relaiswicklung von der Netzspannung sich über diese entlädt. Der Relaisanker wird hierbei durch den Entladungsstrom so lange in der angezogenen Lage gehalten, bis die Kondensatorspannung auf einen Wert gesunken ist, der zurAufrechterhaltung desAnkerfesthaltestroms nicht mehr ausreicht. Die Einrichtung hat den Nachteil, daß die erhaltene Verzögerungszeit sehr stark spannungsabhängig ist. In all jenen Fällen, wo auf eine genaue Einhaltung der Verzögerungszeit Wert gelegt wird, ist die :Methode demnach nicht verwendbar.The delayed dropping of relay armatures can be known as a result can be achieved by connecting a capacitor in parallel to the relay winding, which after disconnection of the relay winding from the mains voltage discharges through it. The relay armature is attracted by the discharge current for so long This is held until the capacitor voltage has dropped to a value that is necessary to maintain it of the anchor holding current is no longer sufficient. The facility has the disadvantage that the delay time obtained is very dependent on the voltage. In all of those Cases, where it is important to strictly adhere to the delay time is placed, the: method is therefore not usable.

Gemäß der Erfindung werden die obigen Mängel dadurch beseitigt, daß zur Vermeidung einer von Änderungen der Speisespannung abhängigen Ablaufzeit der Kondensator bei Beginn des Vorganges nur bis zu einer unterhalb des geringsten Speisespannungswertes liegenden Spannung aufgeladen oder entladen wird; derart, daß zur Speisung des Relais stets die gleiche Elektrizitätsmenge zur Verfügung steht.According to the invention, the above shortcomings are eliminated in that to avoid an expiration time of the Capacitor at the beginning of the process only up to one below the lowest supply voltage value lying voltage is charged or discharged; such that to power the relay the same amount of electricity is always available.

Der Erfindungsgegenstand ist in den Figuren beispielsweise erläutert, wobei die Einrichtungen nach Fig. i bis 3 mit Arbeitsstrom, diejenigen nach Fig. 4 bis 6 mit Ruhestrom arbeiten.The subject matter of the invention is explained in the figures, for example, the devices of Fig. i to 3 with working current, those of Fig. 4 to 6 work with quiescent current.

Nach der Schaltung in Fig. i liegt das Relais 2, dessen Anker verzögert abfallen soll, in Reihe mit der Betätigungstaste i, dem Relaiskontakt 21 und einem Widerstand 3. Parallel zur Wicklung liegt ein Kondensator 4, dessen Kapazität so bemessen ist, daß die gewünschte Abfallzeit erreicht wird.After the circuit in Fig. I, the relay 2, the armature of which is delayed should drop, in series with the button i, the relay contact 21 and a Resistor 3. Parallel to the winding is a capacitor 4, the capacitance of which is as follows is dimensioned so that the desired fall time is achieved.

Bei Betätigung der Einrichtung wird das Arbeitsrelais 2 mit Hilfe der Taste i an Spannung gelegt. Bei Anzug seines Ankers wird durch seinen Öffnungskontakt 21 die Netzspannung von seinen Klemmen abgenommen, und der Kondensator entlädt sich über die Relaiswicklung, wobei eine bestimmte, stets gleichbleibende Abfallzeit erreicht wird, da das Relais bereits mit einer ganz bestimmten (kleinsten) Netzspannung seinen Anker anzieht und den Kontakt 2i öffnet.When the device is operated, the working relay 2 is with the help the i key is connected to voltage. When its anchor is tightened, its opening contact 21 the mains voltage is removed from its terminals and the capacitor discharges via the relay winding, with a certain, always constant fall time is achieved because the relay already has a very specific (smallest) mains voltage attracts its armature and opens the contact 2i.

Der Widerstand 3 ist notwendig, um den Ankeranzug und damit die Abschaltung vom Netz soweit zu verzögern, daß sich der Kondensator entsprechend der kleinsten vorkommenden Netzspannung aufladen kann. Die Schaltung erfordert eine bestimmte Mindestbedienungszeit der Taste, die so lange gedrückt werden muß, bis das Relais 2 angezogen hat.The resistor 3 is necessary to tighten the anchor and thus the shutdown to delay from the network so far that the capacitor is according to the smallest can charge occurring mains voltage. The circuit requires a specific Minimum operating time of the key that must be pressed until the relay 2 has tightened.

Die Fig. 2 und 3, zeigen eine Schaltung, bei welcher nur ein kurzer Druck auf eine Taste genügt, um den Signalstromkreis zu schließen. Das wird durch ein Hilfsrelais 5 erreicht, welches beim Bedienen der Taste i seinen Schließkontakt 51 schließt und sich damit selbst an Spannung legt. Der Strom fließt jetzt über den Kontakt 511 (Fig. 3), den Öffnungskontakt 21 vom Hauptrelais 2 und über die Wicklung des letzteren, wobei der Kondensator q,, der an den Klemmen der Relaiswicklung liegt, aufgeladen wird. Der Widerstand 3 hat hier dieselbe Aufgabe wie in Schaltung nach Fig. i. Sobald an den Klemmen des Systems Relais-Kondensator die kleinste Anzugspannung des Relais 2 erreicht ist, zieht sein Anker an und schaltet mittels seines Öffnungskontakts zi das System ab. Der Kondensator entlädt sich jetzt mit einer ganz bestimmten Anfangsspannung über die Relaiswicklung, so daß auch hier der Anker für eine ganz bestimmte, der Kapazität von 4 entsprechende Zeit in der angezogenen Lage gehalten wird. Die Schließdauer des Relais :2 ist also auch hier von der Netzspannung unabhängig. Einen Überblick über die Spannungsverhältnisse bei den Schaltungen z bis 3 gibt Fig: 7; --die den zeitlichen Verlauf der Spannungskurven nach den Schaltungen :der Fig. i bzw. 2 und 3 zeigt. Ist to der Augenblick, in welchem die Taste i. gedrückt wird, so ist t1 die Zeit, die der Kondensator bei einer Netzspannung U""" braucht, eine der kleinsten Relaisanzugspannung Uz., entsprechende Ladung aufzunehmen. Bei einer Netzspannung U"i" würde die Ladezeit ti nötig sein. Nach Abschaltung des Systems Relais-Kondensator vom Netz entlädt sich hierbei letzterer über die Relaiswicklung, und der Relaisanker fällt nach Verlauf der Zeit t2 ab, Zoobei die Abfallspannung U2 ab beträgt. Die Zeitdifferenzen t1-t. und ti'-t2' sind praktisch gleich. Bei der Bemessung der Relaiswicklung des Relais 2 ist darauf zu achten, daß der Wert für Uta" um ein bestimmtes Sicherheitsmaß unter tl,"i" liegt.2 and 3 show a circuit in which only a short press of a button is sufficient to close the signal circuit. This is achieved by an auxiliary relay 5 which, when the button i is operated, closes its make contact 51 and thus applies itself to voltage. The current now flows through the contact 511 (Fig. 3), the normally closed contact 21 of the main relay 2 and through the winding of the latter, the capacitor q ,, which is connected to the terminals of the relay winding is charged. The resistor 3 has the same task here as in the circuit according to FIG. As soon as the lowest pull-in voltage of relay 2 is reached at the terminals of the relay-capacitor system, its armature picks up and switches off the system by means of its break contact zi. The capacitor is now discharged with a very specific initial voltage via the relay winding, so that here too the armature is held in the attracted position for a very specific time corresponding to the capacity of 4. The closing time of the relay: 2 is also independent of the mains voltage here. An overview of the voltage relationships in the circuits z to 3 is given in FIG. 7; - which shows the time course of the voltage curves after the circuits: the Fig. i or 2 and 3 shows. Is to the moment at which the i key. is pressed, then t1 is the time that the capacitor needs at a mains voltage U """to absorb a charge corresponding to the lowest relay pick-up voltage Uz. With a mains voltage U" i ", the charging time ti would be necessary. After the system has been switched off relay capacitor from the network in case the latter discharges through the relay coil and the relay armature falls after lapse of time t2, Zoobei the drop voltage U2 from amounts. the time differences t1-t. and TI 't2' are virtually the same. In determining of the relay winding of relay 2, it is important to ensure that the value for Uta "is a certain amount of safety below tl," i ".

Eine Schaltung, die mit Ruhestrom arbeitet und bei welcher der Kondensator dauernd an Spannung liegt, ist in den Fig. 4 und 5. dargestellt. Zum -besseren Verständnis dieser Schaltungen. ist in Fig. 8 der zeitliche Verlauf zweier Spannungskurven mit den Anfangsspannungen LT"tax und U.i" dargestellt, die den Wert U5"b nach Verlauf der Zeiten t1 und t2 erreichen. Aus dem Bild geht hervor, wie groß hierbei die Differenz zwischen t2 und t1 sein kann.A circuit that works with quiescent current and in which the capacitor is permanently on voltage, is shown in Figs. For better understanding these circuits. is in Fig. 8, the time course of two voltage curves with the initial voltages LT "tax and U.i" are shown, the value U5 "b according to the course of times t1 and t2. The picture shows how big the difference is can be between t2 and t1.

Um beide Werte möglichst gleich zu machen, wird in der Schaltung nach den Fig..4 und 5 der Kondensator nach Abschaltung desselben vom Netz durch einen Hilfswiderstand 3; so lange beschleunigt entladen, bis ein bestimmter Spannungswert erreicht ist. In diesem Augenblick wird der Entladungswiderstand 3 durch ein Hilfsrelais 2 von den Klemmen der Relaiswicklungen abgeschaltet, so daß von da ab nur noch die Relaiswicklungen von dem Kondensator gespeist werden, bis das Hauptrelais 5, seinen Anker nach Ablauf der Zeit t2'-ti fallen läßt und damit den Stromkreis des Signals unterbricht.In order to make both values as equal as possible, the circuit is based on the Fig..4 and 5 of the capacitor after disconnection of the same from the network by a Auxiliary resistor 3; discharged accelerated until a certain voltage value is reached. At this moment, the discharge resistor 3 is activated by an auxiliary relay 2 disconnected from the terminals of the relay windings, so that from then on only the Relay windings are fed from the capacitor until the main relay 5, its Armature drops after the time t2'-ti and thus the circuit of the signal interrupts.

In, der Schaltung nach Fing. 4. ist 5 das Schaltrelais und 2 ein Hilfsrelais, welches den Kontakt 2i betätigt; der im Stromkreis des Entladungswiderstaudes 3 liegt. 4 ist der I-#"ond.ens:ator. Soll z. B. eine Signalgebung erfolgen, so wird durch Druck auf die Taste i die Einrichtung vom Netz getrennt. Die Abschaltung des Entladungswiderstandes 3, erfolgt durch Schalter 2a des Relais :2 in dem Augenblick, in welchem die Kondensatorspannung den Wert U2ab (Fig. 9) erreicht hat, während das Relais 5 seinen Anker so lange angezogen hält, bis der Spannungswert Ü5 ab erreicht ist. Das verschiedene Verhalten der beiden in Reihe liegenden Relais 2 und 5 bei derselben Stromstärke kann z. B. dadurch erreicht werden, daß man die Windungszahlen entsprechend bemißt.In, the circuit after Fing. 4. 5 is the switching relay and 2 is an auxiliary relay, which actuates contact 2i; the one in the circuit of the discharge resistance 3 lies. 4 is the I - # "ond.ens: ator. If, for example, a signal is to be given, then the device is disconnected from the mains by pressing the i key. The shutdown of the Discharge resistor 3, takes place through switch 2a of the relay: 2 at the moment in which the capacitor voltage has reached the value U2ab (Fig. 9), while the relay 5 keeps its armature attracted until the voltage value reaches Ü5 is. The different behavior of the two relays 2 and 5 in series are included the same amperage can, for. B. can be achieved by the number of turns dimensioned accordingly.

Fig. 6 zeigt eine Lösung, bei welcher nur ein Relaisverwendet wird, welches die Funktionen der Relais 2 und 5 in der Schaltung nach Fig. 4 übernimmt. Dieses Relais besitzt außer dem normalen Anker 8, der den Arbeitskontakt 9 im angezogenen Zustand schließt, einen in 21 gelagerten Gewichts- Nebel 13;, dessen obere Verlängerung 1,41 die Kontaktfeder 15 gegen den Kontakt 16 drückt, solange derselbe durch den angezogenen Anker 8 in der gezeichneten Lage gehalten wird. Hierdurch wird der Hilfswiderstand 3 an das System Relais-Kondensator angeschlossen. Wird die Einrichtung mit Hilfe der Taste i zwecks Signalgebung vom Netz getrennt, so entlädt sich Kondensator 41 sowohl über die Relaiswicklung r$ als auch über den Widerstand 3. Sobald die Spannung den Wert U2ab (Fig. 9) erreicht hat, reicht die Zugkraft des Kernes i9 nicht mehr aus, den mit 13 belasteten Anker zu tragen. Der Anker 8, bewegt sich daher unter dem Einfluß von 13 so weit abwärts, bis der Druck von 13, durch den Anschlag 17 aufgefangen wird. Hierbei wird auch der Kontakt 15;, 16 geöffnet, so daß sich der Kondensator von da ab nur noch über 18 entlädt. Die durch 14 veranlaßte Abwärtsbewegung des Ankers 8, ist so klein, daß der Kontakt 9 betriebstechnisch geschlossen bleibt. Ist die Kondensatorspannung auf den Wert US ab gesunken, so legt sich der Anker 8 auf den Anschlag 2o, wobei 9 geöffnet wird.FIG. 6 shows a solution in which only one relay is used, which takes over the functions of relays 2 and 5 in the circuit according to FIG. In addition to the normal armature 8, which closes the working contact 9 in the attracted state, this relay has a weight mist 13; stored in 21, the upper extension of which 1.41 presses the contact spring 15 against the contact 16 as long as the same is through the attracted armature 8 is held in the position shown. This connects the auxiliary resistor 3 to the relay-capacitor system. If the device is disconnected from the mains for the purpose of signaling, the device is disconnected via the relay winding r $ as well as via the resistor 3. As soon as the voltage has reached the value U2ab (FIG. 9), the tensile force of the is sufficient Kernes i9 no longer refrains from carrying the anchor loaded with 13. The armature 8 therefore moves downward under the influence of 13 until the pressure of 13 is absorbed by the stop 17. In this case, the contact 15 ;, 16 is also opened, so that the capacitor only discharges through 18 from then on. The downward movement of the armature 8 caused by 14 is so small that the contact 9 remains operationally closed. If the capacitor voltage dropped to the value from US, so the armature 8 applies to the stop 2o, where 9 is opened.

Die Erfindung läßt sich entsprechend anwenden für verzögertes Anziehen des Ankers, z. B. dadurch, daß beim Einschalten eines Relais ein Kontakt im Stromkreis dieses Relais erst durch das in Fig. i dargestellte, verzögert abfallende Relais 2 geschlossen wird.The invention can be used accordingly for delayed tightening of the anchor, e.g. B. in that when switching on a relay, a contact in the circuit this relay only through the delayed releasing relay shown in FIG 2 is closed.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device to achieve a certain expiry time of operational (work) processes or to achieve a desired time interval between a number of such processes in which a combination of relays and capacitors is used, in particular for electrical train protection systems, characterized in that to avoid a The expiry time, which is dependent on changes in the supply voltage, at the beginning of the process is only charged or discharged to a voltage below the lowest supply voltage value in such a way that the same amount of electricity is always available to supply the relay.

2. Device according to claim i, characterized characterized that the switching on of the current initiating the process by hand, it is switched off by the switching relay when the required initial discharge voltage of the capacitor is reached.

3. Device according to claim i or 2, characterized in that that the switching on of the current initiating the process takes place by hand and through a normally open contact (51) operated by an auxiliary relay (5) is maintained until the switching relay (2) occurs when the required initial discharge voltage occurs through its opening contact (21) and the capacitor from the mains voltage turns off.

4. Device according to claim i to 36, characterized in that when the process is initiated by removing the voltage by hand (in closed-circuit operation) an auxiliary relay (2) a discharge resistor (3 ) switches off the system relay-capacitor at the moment in which the voltage has fallen to the required initial value (Fig. q; and 5). 5L device according to claim i and 4, characterized in that the downward movement of the armature (8, Fig. 6) of the switching relay (18) takes place after removal of the voltage in two partial paths, whereby at the end of the first part the discharge resistor (3) by one The spring contact (15) is switched off and the delay contact (9) is actuated at the end of the second part. 6. Device according to claim i and 5 @ characterized in that the first part of the movement of the armature (8) takes place under the influence of a weight (13) or a spring. Cited pamphlets: German Patent Nos. 735 425, 524 995, 6d81491, 62.8 704, 54-7 1T4; Goetsch, pocket book for telecommunications technicians, part i, i i. Ed., Pp. 163/164; Hand-held dictionary of electrical telecommunications, e.g. Vol., 1929, pp. 294, 75; 6.