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Relaiskettenschaltung für Zähleinrichtungen mit Anzeige der absoluten
Stellung, insbesondere für Achszähleinrichtungen im Eisenbahn-Sicherungswesen Im
Fernsteuerwesen kommt es vielfach darauf an, Gegenstände oder Betriebsvorgänge in
einer bestimmten umkehrbaren Reihenfolge zu zählen. Beispielsweise wird im Eisenba!hn-Sicherungswesen
die Räumung bzw. die Besetzung einer Strecke dadurch festgestellt, daß die Achsen
von Zügen bei Einfahrt und bei Ausfahrt in die zu überwachende bzw. aus der zu überwachenden
Strecke gezählt werden. Dabei wird vielfach eine unterschiedliche Anzeige nur für
Räumung und Besetzung der Strecke verlangt, da die Anzahl der im Gleisabschnitt
befindlichen Achsen nicht interessiert. Außerdem treten aber auch Aufgaben auf,
z. B. bei Glei.sfüllanzeilgern, bei denen die genaue Anzahl der Achsen festgestellt
und angezeigt werden soll.
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Als Zählvorrichtungen für solche Aufgaben hat man bisher im wesentlichen
Drehfeldzählwerke und Schrittschalter verwendet. Man ist auch bereits dazu übergegangen,
Relaisketten zu benutzen, wobei man in neuerer Zeit insbesondere für die Achszählung
entwickelte Relaisketten anwendet, die vorwärts' und rückwärts, weitergeschaltet
werden können. Derartige Zählketten gestatten eine Umkehrung der Zählrichtung, so
daß für Einzählung und Auszählung an Stelle .der sonst erforderlichen, nur in einer
Richtung fortschaltbaren zwei
Zählketten nur eine Relaiskette benötigt
wird. Die einzelnen Kettenglieder dieser umkehrbaren Zählketten enthalten mehrere
Stromwege, von denen der eine Teil für die Vorwärtszählung; der andere für die Rückwärtszählung
wirksam ist. Mehrere solcher Zählketten können zu einer Potenzkettenanordnung zusammengestellt
werden, wobei in jeder Kette mindestens ein Relais über eine besondere Haltewicklung
dauernd artgezogen sein muß, um das jeweils erreichte Zählergebnis zu kennzeichnen.
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Der Kontaktaufwand in umkehrbaren Zählketten kann infolge der erforderlichen
Abhängigkeit von der jeweils vorhergehenden Zählstellung und von der Zählrichtung
ein bestimmtes Mindestmaß nicht unterschreiten. .So muß z. B. im Stromweg für Vorwärtszählung
eines beliebigen Relais n ein Arbeitskontakt des Relais (n- i) und ein Ruhekontakt
des Relais (n-2), im Stromweg für Rückwärtszählung ein Arbeitskontakt des Relais
(n -I- i) und ein Ruhekontakt des Relais- (n + 2) liegen. Im Haltestromkreis des
Relais n ist bei den bisher vorgeschlagenen Schaltungen je ein Ruhekontakt der Relais
(n- i) und (n+ i) sowie ein Selbstschlußkontakt des Relais n erforderlich. Man hat
versucht, den Kontaktbedarf durch. einen größeren Aufwand an Wicklungen herabzusetzen,
indem die Kettenrelais mit j e einer Ansprechwicklung für jede Zählrichtung und
einer Haltewicklung versehen wurden. Diese Schaltung ermöglichte dann auch eine
teilweise Zusammenlegung von Ansprech-und Haltestromkreisen sowie eine Zusammenfassung
von Ruhekontakten und Arbeitskontakten zu einem Wechselkontakt.
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Ein tragbarer Kontaktaufwand für die gegenseitige Abhängigkeit, die
bei den irn Fernmeldewesen gebräuchlichen Relais von Bedeutung ist, wird aber nur
erreicht, wenn man Relaisketten mit drei oder vier Gliedern verwendet. In diesen
Fällen ist entweder das Relais (n- i) mit dem Relais (n.+ i) bzw. das Relais (n-2)
mit dem Relais (n -I- 2) identisch, so daß ein Teil der Kontakte nicht für die Abhängigkeit
innerhalb der Kette benötigt wird, sondern für Aufgaben.der Steuerung und Anzeige
zur Verfügung steht. Die mögliche Anzeige ist aber dabei auf wenige Fälle beschränkt,_
z. B. die Gleisbesetzung, die keine Anzeige der absoluten Kettenstellung, sondern
nur der von der Grundstellung abweichenden relativen Kettenstellung erfordert. Liegt
aber den Zählketten nicht das Dezimalsystem, sondern ein Dreier- bzw. Vierersystem
zugrunde, so ist eine absolute Stellungsanzeige nur durch weitere Kontaktkombinationen
möglich; die aber nidht am Kettenrelais selbst zur Verfügung stehen und einen zusätzlichen
Aufwand an Hilfsrelais erfordern würden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Relaiskette für Vorwärts-
und Rückwärtslauf mit geringem Eigenbedarf an Kontakten aufzubauen, damit auch bei
einer beliebigen Anzahl, vorzugsweise bei zehn Kettengliedern, von den z. B. bei
Fernmelderelais üblicher Bauart vorhandenen fünfzehn Kontaktfedern eine ausreichende
Anzahl von Kontakten für die absolute Anzeige und Aus-Wertung der Kettenstellung
zur Verfügung stehen, Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß Relais
mit einer Ansprech-, einer-Halte- und einer Rückstellwicklung verwendet werden und
daß die Anschaltstromkreise der Ansprech- und der Rückstellwicklung so zusammengelegt
sind, daß die in gemeinsamen Stromkreisen dieser Wicklungen liegenden Kontakte der
anderen Kettenrelais bei Vorwärtsschaltung und Rückwärtsscbaltung entgegengesetzte.
Stellungen der Relais herbeiführen.
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Anstatt der Abschaltung der Haltewicklung findet bei der Erfindung
eine Anschaltung der Rückstellwicklung statt. Hierdurch ist es möglich, ein Teil
der Abhängigkeitskontakte nacheinander für entgegengesetzte Zustandsänderungen der
Kettenrelais zu benutzen und die gegenüber anderen Schaltungen frei werdenden Kontakte
für die Anzeige der Kettenstellung zu verwenden.
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Die Schaltung kann darüber hinaus aber durch Zusammenfassung von Ruhe-
und Arbeitskontakten, die in Stromkreisen verschiedener Relais liegen, zu einem
Wechselkontakt so aufgeführt werden, ,daß für die Abhängigkeit innerhalb der Relaiskette
ein Minimum an Kontaktfedern erforderlich ist.
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Durch Verwendung von Rückstellwicklungen ist es möglich, im Haltestromkreis
mit nur einem Selbstschlußkontakt auszukommen. Die Rückstellung geschieht zweckmäßigerweise
durch einen kurzzeitigen Rückstellimpuls, der bei Beendigung jedes Zählimpulses
selbsttätig gegeben wird. Insbesondere kann man für diesen Zweck die Entladeströme
von Kondensatoren verwenden, die während eines vorhergehenden Zählimpulses bestimmter
Richtung aufgeladen werden.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. i zeigt eine fünfgliedrige Zählkette mit den Zählrelais o bis- 4. Jedes Relais.
hat eine Ansprechwicklung a, eine Haltewicklung h und eine Rückstellwicklung
r. Die Kontakte der Kettenrelais sind mit zweistelligen Bezugszeichen versehen,
wobei jeweils die erste Zahl das zugehörige Relais angibt. Die Kontakte ioi bis
107 und toi bis 207 bilden die auf beliebige Weise erzeugten Zählimpulse
nach, und zwar die Kontakte ioi bis 107 für die Vorwärtszählung und die Kontakte
toi bis 2o7 für die Rück wärtszählung. Dabei ist angenommen, daß ein gleichzeitiges
Betätigen der Kontakte für entgegengesetzte Zählrichtung ausgeschlossen ist.
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In der Grundstellung der Relais sind sämtliche Kontakte abgefallen.
Beim Betätigen' des Tastenkontaktes T spricht das Relais o über die Haltewicklung
h an und bringt die Relaiskette in die Ausgangsstellung. Dabei wird der Arbeitskontakt
o5 im Stromkreis der Rückstellwicklung o r und der Arbeitskontakt o6 im Stromkreis
der £3altewicklung oh geschlossen. Die Kontakte 0I bis 04 in den Stromkreisen der
anderen Kettenrelais wechseln ihre Stellung. Das Relais o hält Sich über den Kontakt
o6 nach Öffnen der Taste T, gis es beim nächsten Zählschritt abgeworfen wird.
Beim
ersten Zählimpuls für Vorwärtszählung spricht das Relais i über die Wicklung i a
und über die Kontakte 101, 0i, 43, 104 an und hält sich nach Beendigung des Impulses
über seinen Kontakt 16 und die Haltewicklung i h. Gehen nach Beendigung des Zählimpulses
die Kontakte ioi und 104 wieder in die gezeichnete Stellung, so wird über die Leitung
L i und die Kontakte 5i, 102, 201, i2, 24, 05 die Rückstellwicklung r des Relais
o erregt. Dabei wird die Wirkung der Haltewicklung o h durch die Rückstellwicklung
o r neutralisiert, und das Relais o fällt ab. Seine Kontakte nehmen dann die gezeichnete
Stellung ein.
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Die Kontakte 51, 61 der Hilfsrelais 5 und 6 bewirken, daß die Leitungen
L i und L 2 zwischen den Zählschritten stromlos sind und immer nur am Ende jedes
Zählimpulses einen kurzen Rückstellimpuls auf die Zählrelais geben, und zwar bei
Vorwärtszählung über die Leitung L i, bei Rückwärtszählung über die Leitung L2.
Da das Relais 5 von dem Kontakt io6 abhängig ist, der gleichzeitig mit dem Kontakt
io2 betätigt wird, wechselt der Kontakt 5 i seine Stellung immer etwas später als
der Kontakt io2. Wird also der Kontakt io2 wieder geschlossen, so ist die Leitung
L i über den nacheilenden Kontakt 51 nur noch kurzzeitig mit der Stromquelle verbunden.-
In gleicher Weise wirken die Kontakte 61 und 2o2.
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Bei einem zweiten Zählimpuls der gleichen Zählrichtung wird in ähnlicher
Weise das Relais :2 über die Kontakte i i und o3 zum Ansprechen und das Relais i
über die Kontakte 22 und 34 zum Abfallen gebracht. In diesem Zustand der Relaiskette
sind die Kontakte 2i, 22, 25, 26 geschlossen und die Kontakte 23, 24 geöffnet. Die
übrigen Kontakte nehmen die gezeichnete Stellung ein,. Wird jetzt ein Zählimpuls
der entgegengesetzten Zählrichtung gegeben, so wird über die Kontakte toi, 22, 34,
204 die Ansprechwicklung a des Relais i erregt. Bei Beendigung des Impulses wird
die Rückstellwicklung r des Relais 2 über die Leitung L2 und die Kontakte
61, 2O2, ioi, 11, 03, 25 erregt, so daß das Relais 2 abfällt. Bei einem weiteren
Zählimpuls derselben Zählrichtung, d. h. für Rückwärtszählung, wird das Relais o
über die Wicklung o a und über die Kontakte toi 12, 24, 203 zum Ansprechen
und anschließend Relais i über die Teile 6i, 2o2, L2,
10 1, o i, 43,
i r, 1 5 zum Abfallen gebracht.
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Bezeichnet man das Relais i in allgemein gültiger Form mit n und demgemäß
das Relais o mit (n- i), Relais 2 mit (n+ i), das Relais 3 mit (n -h 2) usw., so
wird das Relais n bei Vorwärtszählung angestoßen, d. h, beim Übergang von der Zählstellung
(n- i) nach n über einen Arbeitskontakt des Relais (n-i), z. B. den Kontakt o i,
bei Rückwärtszählung, d. h. beim Übergang von der Zählstellung (n -f- i) nach n
über einen Relaiskontakt 22 des Relais (n -I- i), z. B. den Kontakt 22. Abgeworfen
wird das Relais n nach dem Übergang der Zählkette in die Zählstellung (n -f- i)
über einen Arbeitskontakt 22 des Relais (n -f- i) und nach dem Übergang in die Zählstellung
(n-i) durch einen Arbeitskontakt o i des Relais _ (n- i). Es führen also dieselben
Kontakte, z. B. der Kontakt oi bzw. 22, bei Vorwärtszählung und bei Rückwärtszählung
entgegengesetzte Zustandsänderungen des Relais n herbei. Die Ruhekontakte 34 und
43 im Stromkreis des Relais i, d. h. also Kontakte des Relais (n -f- 2) und (n-2),
sind erforderlich, damit die Kette nicht auf einen Zählimpuls zwei Schritte macht.
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Fig. 2 zeigt, wie die Rückstellimpulse auf einfache Weise mit Hilfe
von Kondensatoren gegeben werden können und wie gleichzeitig die Bedingung erfüllt
wird, daß die Leitungen L i, L2 zwischen den Rückstellimpulsen stromlos sind. Während
der Zählimpulse wird bei Vorwärtszählung der Kondensator C i über den Kontakt 107,
bei Rückwärtszählung der Kondensator C 2 über den Kontakt 2O7 aufgeladen. Die Rückstellung
des jeweils abzuschaltenden Relais wird dann am Ende des Zählimpulses über den wieder
schließenden Impulskontakt 107 bzw. 2o7 und den nicht betätigten Wechselkontakt
toi bzw. ioi der entgegengesetzten Zählrichtung durch den Entladestrom des jeweils
aufgeladenen Kondensators bewirkt. Die Kondensatoren sind so bemessen, daß ihre
Ladung gerade zur Erregung einer Rückstellwicklung ausreicht. Durch die Widerstände
R i und R2 wird die Restladung der Kondensatoren nach Beendigung der Schalthandlung
beseitigt, so daß ein Ansprechen eines falschen Relais, z. B. des beim vorhergehenden
Zählimpuls gerade angeschalteten Relais, verhindert wird.
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In Fig. i sind jeweils die Ansprechwicklungen unmittelbar benachbarter
Relais, d. h. der Relais (n-i), n, (n+ i), über getrennte parallel liegende Impulskontakte
103, 2o3 bzw. 104, 204 bzw. io5, 205 mit der Stromquelle verbunden. Diese
Aufteilung ist zweckmäßig, damit nicht die Rückstellimpulse für ein beliebiges Relais
n über die Ansprechwicklung a dieses Relais und die Ansprechwicklung und die Rückstellwicklung
des beim vorhergehenden Zählvorgang angeschalteten Relais (n- i) bzw. (n+ i) auf
dieses Relais einwirken können.
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Man kann mit nur einem Kontaktpaar io3, 203
auskommen, wenn,
wie :in Fig. 3 dargestellt, in den Leitungen der Ansprechwicklungen Sperrzellen
angeordnet sind. Bei dem dargestellten Beispiel genügt es, nur drei Sperrzellen
5 i, 52, 53 vorzusehen, wenn die Schaltung so getroffen ist, daß jeweils die Relais
(n-i), n, (n+ i) an getrennte Sperrzellen angeschlossen sind.
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Würde man in gleicher Weise wie in Fig. s eine zehngliedrige Relaiskette
aufbauen, so wäre lediglich eine vierte Gruppe von Impulskontakten bzw.-eine vierte
Sperrzelle erforderlich, um Fehlströme zu vermeiden. Man könnte dann z. B. das Relais
o an die erste Sperrzelle anschließen, die Relais i, 4, 7 bzw. 2, 5, 8 bzw. 3, 6,
g an die zweite, dritte und vierte Sperrzelle, um eine Trennung der Stromkreise
der Relais (n- i), n, (n+ i) zu erzielen. -Wie aus Fig. i ersichtlich, sind für
die gegenseitige Abhängigkeit der Kettenrelais insgesamt je Relais nur sechs Kontakte
mit zwölf Kontaktfedern
erforderlich. Man kann aber noch eine Zusammenlegung
von Kontakten vornehmen und z. B. die Kontakte 05, o6 als Zwillingsarbeitskontakte
ausbilden. Weiterhin kann man noch Arbeits- und Ruhekontakte der Kettenrelais, über
die bei gleicher Zählrichtung gleiche Zustandsänderungen der anderen Relais bewirkt
werden, z. B. den Arbeitskontakt oi im Stromkreis des Relais i und den Ruhekontakt
03 im Stromkreis des Relais 2, zu einem Wechselkontakt zusammenfassen. Insbesondere
bei Relaisketten mit einer geraden Anzahl von Zählschritten, z. B. bei zehngliedrigen
Ketten, ist diese Zusammenfassung zu 'einem Wechselkontakt für alle Kettenrelais
möglich.
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Als -Kontaktaufwand für die gegenseitige Abhängigkeit der Relais ergeben
.sich dann zwei zweifedrige und zwei dreifedrige Kontakte, d. h. insgesamt zehn
Kontaktfedern, so daß von den fünfzehn Kontaktfedern eines " handelsüblichen Fernmelderelais,
die drei - Ruhe- bzw. Arbeitskontakte und drei Wechsel- bzw. Doppelkontakte bilden
können, noch je ein zweifedriger Ruhe- bzw. Arbeitskontakt und ein dreifedriger
Wechselkontakt zur Verfügung stehen.
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Kettenschaltungen nach der Erfindung können für eine' beliebige Anzahl
von Kettengliedern angewendet werden. Wird eine Zahlenanzeige der Kettenstellungen
verlangt, so wird man zweckmäßig als Grundkette eine Zehnerkette wählen und als
übergeordnete Ketten eine oder mehrere Potenzketten je nach der geforderten Höchstanzeige,
z. B. für vierzig Stellungen, eine weitere viergliedrige Kette, für dreihundert
Anzeigen eine zwei- und eine dreigliedrige Potenzkette. Die Potenzketten können
in der Weise angeschaltet werden; daß die Potenzkette einen Zählimpuls erhält; wenn
die' untergeordnete Kette bei Vorwärtslauf vom Endglied nach o und bei Rückwärtslauf
von o zum Endglied fortschaltet.
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Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf Ketten der bzschriebenen
Art beschräfikt, sondern kann auch auf andere Ketten angewendet werden, z. B. auf
Ketten, bei denen die Zählstellung nicht nur durch ein Relais definiert wird, sondern
durch Relaiskombinationen.