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Zeitgeber-Relaisschaltung Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung
zur Anschaltung eines Potentials nach Ablauf von verschiedenen bestimmten, von einem
Startbefehl an gerechneten Zeitintervallen an diesen Zeitintervallen zugeordnete
Leitungen. Bei elektrischen Zeitschalteeinrichtungen wird oft die bekannte Anordnung
verwendet, bei der ein Kondensator über einen Widerstand aufgeladen wird. Dem Kondensator
ist eine Glimmlampe parallel geschaltet, die bei Erreichen der Zündspannung leitend
wird und so den neuen Schaltzustand einleitet. Diese Anordnung ist jedoch beträchtlich
von den Betriebsspannungen abhängig, auch sind die Glimmlampen der Alterung unterworfen,
was beides bei gewissen Anordnungen sehr unerwünscht ist.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ist gekennzeichnet durch einen Relaisimpulsgeber,
der durch einen Startbefehl in Gang gesetzt wird und durch dessen Impulse eine bei
längeren Zeitintervallen mehrmals durchlaufene Kette von Zählrelais weitergeschaltet
wird, wobei das gewünschte Potential über Kontakte dieser Zählrelais fortschreitend
an die den jeweils abgelaufenen Zeitintervallen zugeordneten Leitungen angeschaltet
wird. Weiter ist die Anordnung gekennzeichnet durch eine Kette von Hilfsrelais,
die jeweils nach Durchlauf der Zählrelaiskette weitergeschaltet wird, wobei Kontakte
dieser Hilfsrelais das genannte Potential an Leitungen anschalten, die längeren
Zeitintervallen zugeordnet sind, als sie einem Durchlauf der Zählrelaiskette entsprechen.
Mit Vorteil wird die Zählrelaiskette als in sich geschlossene, zyklisch weitergeschaltete
Relaiskette ausgebildet.
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Als Ausführungsbeispiel soll im folgenden an Hand des beigefügten
Schaltschemas eine Zeitgeber-Relaisschaltung erläutert werden, wie sie zur Steuerung
der
Signalampeln in Verkehrssignalanlagen verwendet wird.
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Ihrer Funktion nach sind drei Gruppen von Relais zu unterscheiden,
nämlich der Impulsgeber, bestehend aus- den Relais T i, T:2, T 3 und
F i bis F q., die Zählrelaiskette, bestehend aus den Relais A, B, C und
D, und die Kette von Hilfsrelais H i bis H 5
und U.
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Der Start erfolgt durch Schließen des Kontaktes s. Er legt Erdpotential
über die Klemme S und Kontakt t31 an beide Wicklungen des Relais T i an. Dieses
zieht auf und schaltet der Wicklung I durch Schließen des Kontaktes t i i
den Widerstand Wi i parallel. Über den nun geschlossenen Kontakt t i2 wird Relais
T 2 erregt. Auch dieses hält sich über seine Wicklung II, trotz der durch Kontakt
t 2 i kurzgeschlossenen Wicklung I. Anschließend an Relais T2 kann über Kontakt
t23 Relais T3 aufziehen, das nun durch Öffnen von Kontakt t 31 das Relais T i wieder
entregt. Der Abfall erfolgt wegen der überbrückten Wicklung I verzögert, ebenso
bei den nun nacheinander abfallenden Relais T:2 und T 3. Auf diese Weise bilden
die drei genannten Relais einen Selbstunterbrecher, dessen Periodendauer durch den
variablen Widerstand Wi i einreguliert werden kann. Durch eine hohe Sättigung
der Relais wird erreicht, daß ihre Schaltzeiten von Spannungsschwankungen weitgehend
unabhängig sind.
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Entsprechend dem jeweiligen Schaltzustand von Relais T2 pendelt
Kontakt t22 zwischen Ruhe- und Arbeitslage hin und her. Erstmals in der Arbeitslage,
schaltet er Erdpotential über Widerstand Wi 2
und Kontakt f 22 an Relais F
i an, das somit anzieht. Wieder in der Ruhelage, schaltet er über den nun geschlossenen
Kontakt f i i die Wicklung I des Relais F2 mit Relais Fz in Serie, so daß beide
Relais erregt sind. Geht Kontakt t22 erneut in die Arbeitslage, hält sich Relais
F2 über Widerstand Wi 2, Kontakt f 22 und Wicklung II, währenddem
Relais F i abfällt. Nach der zweiten Rückkehr des Kontaktes t:22 in die Ruhelage,
also am Ende des zweiten Impulses von Relais T2, wird auch Relais F2 entregt, worauf
die anfängliche Situation wiederhergestellt ist und der Vorgang sich von neuem abspielt.
Hieraus geht hervor, daß die beiden Relais F i und F 2 nur mit der halben Impulsfrequenz
des Relais T:2 schalten, und zwar so; daß Relais F i bei jeder Erregung, Relais
F2 bei jeder Entregung von Relais T 2 den Schältzustand ändert. Auf genau dieselbe
Weise wird nun mittels Relais F3 und F d. die Impulsfrequenz nochmals halbiert.
An die Stelle von Kontakt t22 tritt hierbei Kontakt f 21. Mit Hilfe des variablen
Widerstandes Wi i wird der Impulsgeber so eingestellt, daß Relais Fq. jeweils
während i Sekunde erregt und während i Sekunde entregt ist. Dementsprechend nimmt
auch Kontakt f 41 abwechselnd während i Sekunde Ruhe- und Arbeitslage ein.
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Wenn i Sekunde nach dem Startbefehl Kontakt f 41 erstmals die Arbeitslage
einnimmt, wird Relais A im folgenden Stromkreis erregt: Erde, Kontakts, Klemme
H, Kontakte f q.1, d -i, c2, b2,
Relais A (Wicklung II)
Batterie. Nach einer weiteren Sekunde werden über die Ruheseite von Kontakt
f 41 und über Kontakt caq. die Relais B (Wicklung I) und A (Wicklung
II) an Erde gelegt, so daß nun beide Relais anziehen. Nach 3 Sekunden nach dem Startbefehl
wird die Wicklung II des Relais B über die Kontakte f 41, d i, c 2 und
b 2 erregt, während Relais A und Wicklung I von Relais B stromlos werden.
Relais B bleibt für die Dauer von i Sekunde allein erregt, dann während einer weiteren
Sekunde zusammen mit Relais C. Auf ähnliche Weise wird alle 2 Sekunden ein weiteres
Relais für die Dauer von 3 Sekunden erregt. Auf Relais D folgt nach 8 Sekunden wieder
Relais A usw. So sind die Zählrelais A, B, C und D zu einer in sich
geschlossenen, zyklisch weitergeschalteten Relaiskette zusammengeschaltet. Ein Durchlauf
der Kette dauert 8 Sekunden.
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über Kontakte der genannten Zählrelais wird nun fortschreitend Erdpotential
an Leitungen angeschaltet, die den jeweils seit dem Start abgelaufenen Zeitintervallen
zugeordnet sind. Diese Leitungen sind an die Klemmen i bis 48 geführt. Die Zahlen
geben die Zeit in Sekunden an, die das betreffende Intervall dauert. Die verfügbaren
Schaltzeiten sind nicht gleichmäßig abgestuft; während anfänglich (bis 8 Sekunden)
Stufen von i Sekunde vorhanden sind, betragen die Unterschiede zwischen den abzumessenden
Zeitintervallen nachher 2 Sekunden (bis 24 Sekunden) und q. Sekunden (bis 48 Sekunden).
Nach i Sekunde z. B. ist die Klemme i über die Kontakte h28, u5,
d6, b 3 -und a 5 mit Erde verbunden, nach 6 Sekunden Klemme 6 über
die Kontakte h 18, d q., c q., b q. und a 5. Nach 8 Sekunden
wird folgender Stromkreis für Relais U gebildet: Erde, Kontakte ca 5, b 3,
d 6, h 23, Relais U (Wicklung I), Batterie. Relais U hält sich vorerst
über Wicklung II. Nach io Sekunden, also nach dem ersten Durchlauf der Zählrelaiskette,
wird Relais H i (Wicklung I) über die Kontakte a 5, b 3 und u 2 erregt.
Es hält sich wie alle in der Folge noch aufziehenden H-Relais dauernd mit seiner
Wicklung II. Die Kontakte h 1q., h 16,h 18 und h io sorgen
für die Anschaltung des Erdpotentials an Leitungen, die längeren Zeitintervallen
zugeordnet sind, als sie einem Durchlauf der Zählrelaiskette entsprechen, und zwar
vorerst an die Leitungen io, 12, 14 und 16. Sie verhindern auch mit den nun geöffneten
Kontakten u 5, h 15, h 17 und h 19 eine Anschaltung des Erdpotentials
an die Leitungen i bis 8 bei einem anderen als dem ersten Durchlauf der Zählrelaiskette.
Nach 12 Sekunden fällt Relais U ab, da sein Haltestromkreis durch Kontakt c 5 unterbrochen
wird. Nach 16 Sekunden wird es auf dieselbe Weise wie das erste Mal erneut erregt,
ebenso fällt es nach 2o Sekunden wieder ab. Inzwischen konnte nach 17 Sekunden,
also nach dem zweiten Durchlauf der Zählrelaiskette, Relais H2 aufziehen über die
Kontakte a 5, b 3, d 6 und h 12. Die umgelegten Kontakte ermöglichen
die Anschaltung des Erdpotentials an die Leitungen io bis 16. Relais H3 wird nach
dem dritten, Relais H4 nach dem vierten Durchlauf der Zählrelaiskette erregt, nämlich
nach 26 Sekunden bzw. nach 33 Sekunden. Ihre Kon-115 120
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takte
wirken auf analoge Weise wie die der vorher erregten H-Relais. Relais U konnte seit
seiner Entregung nach 2o Sekunden wegen des geöffneten Kontaktes laa3 nicht mehr
erregt werden. Der nun geschlossene Kontakt h43 erlaubt aber die erneute Erregung
nach .4o Sekunden. Dies bewirkt die Erregung von Relais H5 nach 42 Sekunden, worauf
nach 4.4. Sekunden die Haltung für Relais U durch Kontakt c 5 wieder unterbrochen
wird.
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Auf die beschriebene Weise wird die Hilfsrelaiskette jeweils nach
Durchlauf der Zählrelaiskette weitergeschaltet. Die Zeit von 48 Sekunden ist die
längste in diesem Ausführungsbeispiel abmeßbare Zeit. Spätestens nach deren Ablauf
wird auf nicht dargestellte Weise das über den Kontakt s führende Erdpotential abgetrennt,
so daß alle Relais in den Ruhezustand zurückkehren. Die Auslösung kann aber auch
früher erfolgen, nachdem das Erdpotential an eine einem kürzeren Zeitintervall zugeordnete
Leitung angeschaltet wurde. Sofort nach der Auslösung ist die Schaltungsanordnung
für eine neue Zeitmessung bereit.
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Natürlich sind die Möglichkeiten der Erfindung durch das beschriebene
Ausführungsbeispiel nicht erschöpft. Insbesondere kann die maximal abzumessende
Zeit oder die Abstufung der verschiedenen Intervalle eine andere sein. Die Erfindung
ermöglicht aber jedenfalls, aus zuverlässigen, einheitlichen Bauteilen einen von
Spannungsschwankungen weitgehend unabhängigen Zeitgeber zu bauen.