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Schaltungsanordnung, bei der ein Relais bei Empfang eines Stromstoßes
durch den Entlade-Strom eines Kondensators eingeschaltet wird und erst bei Empfang
eines zweiten Stromstoßes wieder abfällt. In der Elektrotechnik, insbesondere im
Gebiet der Fernschaltungen, tritt häufig die Aufgabe auf, ein Relais durch Stromstöße
zu betätigen. Hierzu hat man Schaltungsanordnungen entwickelt, bei denen bei Empfang
eines Stromstoßes ein Relais durch den Entladestrom eines Kondensators eingeschaltet
wird und erst bei Empfang eines zweiten Stromstoßes wieder abfällt, aber diese Anordnungen
weisen eine meist sehr verwickelte und besondere Bauart auf.
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So ist eine Schaltungsanordnung der vorstehend ausgeführten Wirkungsweise
bekanntgeworden, bei der durch jeden Stromstoß ein Hilfsrelais kurzzeitig eingeschaltet
wird, wodurch ein geladener Kondensator mit der Relaisspule verbunden wird, das
Relais zum Anzug bringt und sich über die Relaisspule bis zum Abfall des Relaig
entlädt. Als Relais ist ,ein besonderes, nämlich eins mit einer Anzug- und Haltespule,
gewählt, und außerdem ist eine Umschaltvorrichtung für den Kondensator notwendig,
der zur Ein- und Abschaltung jeweils mit verschiedener Polarität aufgeladen wird.
Die bekannte Anordnung fällt also ziemlich umständlich aus, denn sie erfordert außer
den beiden Spulen für das Relais nicht weniger als zwei Umschalte- und einen Arbeitskontakt.
Außerdem macht sich die jedesmalige Umpolung des Kondensators störend bemerkbar,
da beim Ansprechen des Relais der Kondensator nicht immer voll entladen wird und
dann die auf dem Kondensator noch sitzende Ladung nach der Umpolung dem Ladestrom
entgegengerichtet ist und eine schnelle und vollkommene Aufladung des Kondensators
verhindert.
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Es ist andererseits bekannt, den über einen hohen Widerstand mit einer
Stromquelle ständig verbundenen Kondensator durch die
Schaltung
sinaßnahine über eine Ansprech-,vicklung des Steuerrelais sich entladen zu lassen
und nach Ansprechen des Steuerrelais über einen Umschaltkontakt des Steuerrelais
mit einer Gegenwicklung des Steuerrelais zu verbinden, so daß bei Wiederholung der
Schaltmaßnahme durch den über die Gegenxvicklung fließenden Entladestrom des Kondensators
die Erregung der Haltewicklung des Steuerrelais kompensiert wird.
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An Stelle der zwei gleich großen, entgegen-,virkenden Wicklungen des
Relais wird bei einer anderen bekannten Anordnung die Anzugswicklung des Steuerrelais
nach dein Anziehen umgepolt, so daß die Ansprechwicklung gleichzeitig als Gegenwicklung
für die Haltewicklung dient. Entweder erfordern also die bekannten Anordnungen neben
der Haltewicklung zwei einander entgegenwirkende Wicklungen oder eine Gegenwicklung
und zwei Umschaltkontakte, die bei abermaliger Betätigung des Steuerkontaktes die
Wicklung an entgegengesetzte Spannung anlegen, so daß durch die Ummagnetisierung.
das Relais abgeworfen wird. Die Notwendigkeit der Ummagnetisierung der Relaiskerne
bietet außerdem Störungsmöglichkeiten, weil nicht vollständige Entmagnetisierungen
sich bei der nächsten Schaltmaßnahme, insbesondere bei schneller Folge, störend
-auswirken müssen.
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Die Erfindung bietet einen weit einfacheren und besseren Weg, indem
sie für eine Schaltungsanordnung, bei der ein Relais bei Empfang eines Stromstoßes
durch den Entladestrom eines Kondensators eingeschaltet wird und erst bei Empfang
eines zweiten Stromstoßes wieder abfällt, vorschlägt, unter jeweiliger Abschaltung
der gesamten Anordnung von der örtlichen Stromquelle für die Dauer des empfangenen
Stromstoßes das Ansprechen des Relais durch die Entladung eines Kondensators über
die einzige Wicklung des Relais und sein Abfallen durch völliges Entladen des im
gleichen Sinne aufgeladenen Kondensators in einer an Dauer unter der Länge des empfangenen
Stromstoßes liegenden Zeit zu bewirken und das eingeschaltete Relais über einen
eigenen Kontakt mit dein Kondensator zu verbinden.
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Auf diese Weise kommt die Erfindung mit einer einzigen Spule und im
günstigsten Falle nur zwei Arbeitskontakten aus, auch bedarf es keiner Umpolung
an Kondensator oder Spule. Vielmehr wird durch den ersten Stromstoß aus der Ferne
der geladene Kondensator vom Netz abgetrennt und an das Relais gelegt, welches sofort
anzieht und einen Überbrückungskontakt für den Steuerkontakt zwischen sich und dem
Kondensator schließt. Nach Aufhören des Stromstoßes und Rückkehr des Steuerkontaktes
in seine alte Lage liegt somit das Relais direkt an der -Netzspannung, und der Kondensator
wird sofort wieder aufgeladen. Beim zweiten Stromstoß, der nur ,ein wenig länger
zu dauern braucht als der erste, wird der Steuerkontakt wieder in die Lage gebracht,
daß er den Kondensator vom Netz abtrennt und an die Relaisspule legt. Der Kondensator
entlädt sich dann bis unter die Haltespannung des Relais, welches abfällt, seinen
Überbrückungskontakt öffnet und die Grundstellung wiederherstellt.
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Um bei der Stroinstoßgabe nicht wesentlich an die Zeit gebunden zu
sein, sind zu dein mit dem Kondensator zusammenarbeitenden ferngesteuerten Relais
Widerstände in Serie oder parallel geschaltet, welche die erforderliche Dauer des
Stromstoßes regeln.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Widerstand beim
Anziehen des mit dem Kondensator zusammenarbeitenden Relais durch einen Kontakt
desselben eingeschaltet werden.
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Die Merkmale der Erfindung werden durch die Ausführungsbeispiele der
Abbildungen erläutert.
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In der Schaltung nach Abb. i ist i ein durch einen Stromstoß gesteuertes
Zwischenrelais, z das eigentliche Betätigungsrelais, die beide von gewöhnlicher
Bauart sein können. Das Relais i, welches vorzugsweise auf schwache, durch die Fernleitung
übertragene Ströme anspricht, wird dusch Betätigen des Schalters 3 für die Dauer
des dadurch erzeugten Stromstoßes zum Anzug gebracht. Das Relais i besitzt einen
Umschaltkontakt i i, welcher beim Ansprechen des Relais i von der Stellung i i"
in die Stellung l lh umgelegt wird. Hierdurch wird der Kraftspeicher .1., ein Kondensator,
der bis dahin an eine örtliche Stromquelle s- - angeschlossen war, von der Stromquelle
abgeschaltet und an das Betätigungsrelais 2 angelegt. Die Spannung des Speichers
4. und die aufgespeicherte Energie sind ausreichend, um das Relais 2 zum Anzug zu
bringen und eine Zeitlang zu halten. Im Augenblick des Anzugs findet eine selbsttätige
Überbrückung des Kontaktes l lh durch den Eigenkontakt 2l des Relais 2 statt, so
daß beim Aufhören des über die Fernleitung übertragenen Stromstoßes auch nach Abfall
des Relais i und der Rückbetätigung des Kontaktes i i in die Stellung i iu das Relais
2 angezogen bleibt. Dieses Relais erhält nunmehr seinen Strom über die Kontakte
i i" und 2z. Der Speicher d. wird bei der Gelegenheit sofort wieder aufgeladen.
Soll das Relais 2 wieder zum Abfall gebracht werden, so ist ein erneuter Stromstoß
über die Fernleitung durch Betätigen der Taste 3 erforderlich. Das Relais i zieht
in diesem
Falle wieder an, legt den Kontakt i i aus der Stellung
i i, nach i ib um, so daß das Relais 2 seinen Strom wiederum aus dem Speicher entnimmt.
Dauert der Stromstoß und damit die erwähnte Schaltstellung genügend lange, so wird
der Speicher 4 so weit entladen, daß das Relais 2 zum Abfall kommt. Das Relais unterbricht
dabei seinen Eigenkontakt 21. Hört nunmehr der fernübertragene Stromstoß auf, so
geht der Kontakt i i in seine Ursprungslage zurück, ohne daß sich an der Stellung
des Relais 2 dabei aber etwas ändert, denn dessen Stromkreis war durch den-Kontakt
2 z bereits geöffnet worden. Der Speicher 4 wird dagegen auch in diesem Falle sofort
wieder aufgeladen, sobald der Kontakt i i in die Stellung iia zurückging.
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Die Verhältnisse sind in der Abb.2 an Hand .der Entladekurve des Kondensators
noch schaubildlich dargestellt. Die Kurve E stellt den Spannungsverlauf des Kondensators
4 in Abhängigkeit von der Zeit dar. Bei der Zeit o möge der .Kondensator die Spannung
E, besitzen, die derjenigen der Stromquelle entspricht. Wird er nunmehr von der
Stromquelle -abgeschaltet und an das Relais 2 gelegt, so findet die Entladung entsprechend
der Kurve E statt. Innerhalb der verhältnismäßig kurzen Zeit t, möge das Relais
2 anziehen, die Kondensatorspannüng wird dann nur wenig, etwa bis auf den Wert Ei,
abgesunken sein. Wird nun etwa bei dem Punkte-E. nach der Zeit t2 die Taste 3 losgelassen
und das Relais i zum Abfall gebracht, so wird sich in der Schaltung nach Abb. i
die Spannung des Kondensators und des zu ihm parallel liegenden Relais 2 wieder
bis auf den Wert der Netzspannung E, erhöhen und in dieser Stellung vorläufig bleiben.
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Bei erneutem Stromstoß beginnt der Entladevorgang infolge Abschaltens
der- Netzzufuhr von neuem, und zwar wiederum bei der Spannung E, entlang der Kurve
E. Dauert der Stromstoß genügend lange, so wird schließlich der Augenblick ts erreicht,
bei welchem die Spannung des Kondensators auf den Wert E3 abgesunken ist, bei welchem
das Relais 2 zum Abfall kommt. Wird nach einer Zeit, die gleich t3 oder länger ist,
der-Stromstoßkontakt 3 wieder geöffnet, so wird dadurch der Kondensator 4 der Abb.
i wieder an die Netzspannung gelegt, nimmt also sofort erneut den Spannungswert
E, an, während das Relais 2 selbst völlig spannungslos ist und abgefallen bleibt.
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Wie man an Hand der Abb. 2 erkennt, ist es bei der Schaltung nach
Abb, i erforderlich, zur Betätigung des Relais 2 einen Stromstoß zu benutzen, der
mindestens gleich t1 und höchstens gleich t3 ist, während zur Rück-Betätigung der
Stromstoß länger als t3 dauern cnuß.
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Um diesen Nachteil, der an das Zeitgefühl des Bedienenden gewisse
Anforderungen stellt und auch absolut genommen verhältnismäßig lange Betätigungszeiten
erfordert, zu vermeiden, kann gemäß Abb. 3 ein Widerstand 5 in die Netzzuführung
gelegt werden, welcher bewirkt, daß das Relais nach dem Anzug nicht die volle Spannung,
sondern etwa den Wert E4 annimmt, vgl. die Kurve der Abb. 2. Wird bei diesen Verhältnissen
durch den Kontakt i i beim Auftreffen eines Stromstoßes das Netz -abgetrennt, so
beginnt die Entladung bereits bei dem verhältnismäßig geringen Spannungswert- E4
und bewirkt ein Abfällen des Relais schon nach einer Zeit t3 minus t4. E4 wird man
zweckmäßig nur 'so viel- höher als Es wählen, was durch entsprechende Bemessung
des Widerstandes 5 geschehen kann; daß für das Einschalten und das Ausschalten ein
gleich langer Stromstoß bzw. Betätigung der Taste 3 ausreicht.
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Wohl gemerkt, lädt sich nach erfolgtem Ausschalten und Rückbetätigen
des Kontaktes i i in die Stellung i ia der Kondensator 4 auf die volle Netzspannung
E, auf, so daß für das Einschalten des Relais 2 die Entladekurve des Kondensators
4 bei der Metzspannung E, beginnt. Die notwendige Stromstoßdauer liegt daher für
das Einschalten wieder zwischen den Grenzen t1 und t3. Die gleichen oder doch nahezu
die gleichen Zeitgrenzen können aber auch für den Ausschaltvorgang angesetzt werden,
da der Wert t04 bei Vorhandensein des Vorschaltwiderstandes 5 ebenfalls recht klein
bemessen werden kann.
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Auch die Schaltung nach Abb.3 ist noch verbesserungsfähig. Sie besitzt
nämlich den gewissen Nachteil, daß für die Aufladung des Kondensators 4 'durch den
Widerstand 5- eine Verzögerung eintritt. In vielen Fällen wird zwar diese Verzögerung
nicht weiter ins Gewicht fallen, in den anderen Fällen, z. B. bei schnell aufeinanderfolgenden
Betätigungen und Rückbetätigungen, kann man sie vermeiden durch Kurzschließen des
Widerstandes 5 in Abhängigkeit von der Stellung des Relais 2, jedesmal dann, wenn
das Relais abgefallen ist. Die Aufladung des Kondensators erfolgt dann nicht mehr
über den Widerstand 5, sondern unmittelbar über einen parallel geschalteten Kontakt
22 (Abb. 4).
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Übrigens kann man statt eines Vorschaltwiderstandes 5 auch gemäß Abb.
5 einen Parallelwiderstand 6 zum Relais 2 benutzen. Dieser hat dann die Wirkung,
daß beim Ausschalten des Relais die Entladekurve nicht mehr den Verlauf E in der
Abb. 2, sondern den gestrichelten Verlauf nach der Kurve E' nimmt. Hierbei wird
die Abfallspannung E3
schon nach einer Zeit ti erreicht, die etwa
derjenigen entspricht, die das Relais zum Anziehen benötigt. Im allgemeinen wird
man wohl die Schaltung nach Abb. 3 und 4 vorziehen, da bei diesen Schaltungen der
Stromverbrauch durch den Widerstand 5 beträchtlich verringert werden kann, während
er durch den Widerstand 6 der Abb. 5 gegenüber dem reinen Relaisstrom erhöht wird.
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Die Abb. 6 zeigt noch eine in der Wirkung derjenigen nach Abb.4 entsprechende
Schaltung, bei welcher die Kontakte 21 und 22 (Abb.4) zu einem einzigen Wechselkontakt
21 vereinigt sind. Im abgefallenen Zustand, wie ihn die Abbildung zeigt, wird der
Kondensator 4 über Kontakt zza und* 2111 unmittelbar an die Netzspannung gelegt.
Wird durch einen über die Fernleitung übertragenen Stromstoß der Kontakt z z in
die Stellung r ib umgelegt, so erhält das Relais 2 Spannung über die Kontakte rib
und Zia vom Kondensator 4, zieht an und legt sich über den Eigenkontakt erb selbst
unmittelbar an den Kondensator 4. Bei Rückbetätigung des Kontaktes z i erfolgt Dauerspeisung
des Relais 2 über den Kontakt i r a, den Vorschaltwiderstand 5 und den Eigenkontakt
gib. Die Netzspannung teilt sich dabei im Verhältnis der Widerstände 5 und 2 wie
bei der Abb. 3, wobei die am Relais :2 liegende Teilspannung gleichzeitig auch die
Kondensatorspannung ist. Wird zwecks Rückbetätigung der Kontakt zr erneut in die
Stellung rzb gebracht, so vollzieht sich die Entladung des Kondensators 4 von der
niedrigen Teilspannung ab, so daß die Abfallspannung des Relais 2 nach entsprechend
kurzer Zeit erreicht wird. Bei Aufhören des Stromstoßes und Rückkehr des Kontaktes
r i in die Stellung z r11 bleibt dann das` stromlos gewordene Relais 2 in der abgefallenen
Stellung, während der Kondensator sofort wieder über i i, und 21, auf die volle
Netzspannung aufgeladen wird und für eine neue Betätigung des Relais 2 bereit ist.