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Zeitschaltvorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Zeitschaltvorrichtung,
die es ermöglicht, in periodischem Wechsel zwei Arbeitsgänge von vorgeschriebener
Dauer oder einen Arbeitsgang und eine Pause, je von vorgeschriebener Dauer, zu steuern.
Bei den bisher bekannten, diesen Zwecken dienenden Geräten wird ein Elektromotor
oder ein Relais zum Antriel> eines Uhrenräderwerkes verwendet. Soll bei einem solchen
Gerät die Länge der Zeitdauer des zu steuernden Arbeitsganges bzw. der zwischen
zwei Arbeitsgängen liegenden Pause verändert werden, so muß dies durch Versetzen
von Nocken an einem Zahnrad oder durch Verstellen der Zahnräder im Stillstand vor
sich gehen. Diese Arbeit ist schwierig und umständlich. Ein weiterer Mangel der
bekannten Geräte liegt darin, daß während des Arbeitspause das Räderwerk mittels
einer Feder wieder zum Nullpunkt zurückgebracht werden muß, wodurch bei großer Schalthäufigkeit
eine unverhältnismäßig rasche Abnutzung des Räderwerkes bedingt ist. Hierbei notwendig
werdende Reparaturen können meist nur in der Fabrik vorgenommen werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Mängel durch Schaffung
einer Zeitschaltvorrichtung ohne Verwendung eines Räderwerkes zu beheben. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung besteht aus einem auf Stromrichtung ansprechenden Relais (polarisiertem
Relais) mit an einem Pol der Stromquelle angeschlossener Schaltzunge, die einerseits
einen oder mehrere Wirkstromkreise, andererseits im Wechselspiel die beiden Stromzweige
des Wicklung des eigenen Relais steuert, wobei diesen beiden Stromzweigen je ein
Regelwiderstand und je ein oder ein gemeinsames Entladegerät zugeordnet sind, so
daß die Zeitspannen, während welcher die Schaltzunge in periodischem Wechsel die
beiden Betriebsstellungen einnimmt, durch Veränderung der Regelwiderstände verändert
werden können. Das Entladegerät besteht beispielsweise aus einer in einem gemeinsamen
Ast der beiden Stromzweige liegenden Glimmlampe und einem vorgeschalteten
Kondensator.
Der bzw. die Wirkstromkreise und der Relaisstromkreis können über die Relaiszunge
gemeinsam an den einen Pol der Stromquelle angeschlossen sein. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung kann auf halbautomatischen Betrieb umstellbar sein, derart, daß die
Inbetriebnahme oder Außerhetriebsetzung eines Wirkstromkreises mittels eines Hand-
oder Fußschalters und nur die rückläufige Schaltung selbsttätig über das polarisierte
Relais erfolgen. Schließlich kann das erfindungsgemäße Gerät auf alleinigen Betrieb
durch Fuß- oder Handschalter umstellbar sein.
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Die Figur zeigt in Form eines Schaltschemas ein Ausführungsbeispiel
des Erfindungsgegenstandes. An dem einen Pol des Netzes i liegt eine Leitung 2,
welche sich bei 3 verzweigt. Der eine Zweig führt über einen Regelwiderstand4 zueinem
Punkt 5, der einerseits an einem Kondensator 6, andererseits an eine Glimmlampe
7 angeschlossen ist. Letztere liegt im Kreis der Wicklung 8 eines polarisierten
Relais; das andere Ende der Wicklung steht mit einem Punkt 9 in Verbindung, welcher
über Punkt i o an einem Kontakt i i der Zunge 12 des polarisierten Relais angeschlossen
ist. Die Zunge 12 liegt über Leitung 13 ständig an dem anderen Pol der Stromquelle
(Punkt 14). Der erwähnte Punkt 9 steht außerdem in Verbindung mit der anderen Seite
des schon erwähnten Kondensators 6. Dem Zungenkontakt i i gegenüber befindet sich
ein zweiter Zungenkontakt 15, so daß die Zunge 12 je nach Stellung entweder mit
dem Kontakt i i oder mit dem Kontakt 15 Verbindung herstellt. Der Zungenkontakt
15 ist an den erwähnten Punkt 5 angeschlossen.
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Der zweite von dem Punkt 3 ausgehende Stromzweig führt über einen
Regelwiderstand 16 und den Punkt io zu dem Zungenkontakt i i. Ein dritter Zungenkontakt
17 steht mit dem einen Ende der Spule eines Relais 18 in Verbindung; das andere
Spulenende dieses Relais liegt an dem gleiche Pol der Stromquelle i, wie die Leitung
2.
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Der aus der Figur ersichtliche dreiarmige Schalter i9 nimmt bei vollautomatischem
Betrieb die ausgezogen gezeichnete Stellung ein; dabei verbindet ein Arm ic)' die
Wicklung des Relais 18 mit dem Zungenkontakt 17 und ein zweiter Arm i9" den Punkt
3 mit dem Regelwiderstand 16.
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Die vollautomatische Arbeitsweise ist folgende: Angenommen, die Schaltzunge
12 liege augenblicklich an den Zungenkontakten i i und 17 (gestrichelt). In dieser
Stellung ist der Stromkreis des Relais 18 geschlossen, und zwar auf folgendem Weg:
Punkt 14 (= dem einen Pol der Stromquelle), Leitung 13, Zunge 12, Zungenkontakt
17, Schaltarm i9', Relaiswicklung 18, anderer Pol der Stromquelle.
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Das Relais 18 hat somit angesprochen und irgendeinen Arbeitsgang ausgelöst.
Es kommt nun darauf an, diesen Arbeitsgang auf eine ganz genau bemessene Zeitspanne
zu beschränken. Dies ergibt sich durch entsprechende Einstellung des Regelwiderstandes
4; denn über diesen Regelwiderstand geht folgender Ladestromkreis des Kondensators
6: Von Leitung 2 (= dem einen Pol der Stromquelle), Punkt 3, Regelwiderstand 4,
Punkt 5, Kondensator 6, Punkt 9, 10, 11, 14.
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Wenn der Kondensator 6 die Zündspannung erreicht hat, gleicht sich
dessen Ladung über die Glimmlampe 7, die Wicklung 8 des polarisierten Relais, Punkt
9 aus. Das polarisierte Relais 8 spricht an und legt die Zunge 12 aus der gestrichelt
gezeichneten in die ausgezogen gezeichnete Stellung um, dabei den Stromkreis des
Relais 18 und somit den von diesem gesteuerten Arbeitsgang unterbrechend. Die Zeitdauer,
welche verstreicht, bis die Glimmlampe 7 bei Erreichung der Zündspannung des Kondensators
6 anspricht, ist infolgedessen abhängig von der Einstellung des Regelwiderstandes
4; dieser bestimmt daher die Zeitdauer des durch das Relais 18 gesteuerten Arbeitsganges.
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Nach dem Umlegen der Zunge 12 aus der gestrichelten Stellung in die
ausgezogen gezeichnete Stellung beginnt die Pause zwischen dem vorher beendeten
und einem neuen, durch das Relais 18 zu steuernden Arbeitsgang. Die Länge dieser
Pause ist abhängig von der Einstellung des Regelwiderstandes 16, über welchen, wie
schon angedeutet, der andere, von Punkt 3 ausgehende Ladestromzweig führt. Dieser
nimmt folgenden Verlauf: Leitung 2, Punkt 3, Schaltarm 19", Regelwiderstand 16,
Punkt io, Kondensator 6, Punkt 5, 15, 13, 14. (Nochmals betont sei, daß jetzt die
Zunge 12 an dem Zungenkontakt 15 liegt.) Hat der Kondensator 6 nach der durch die
Einstellung des Regelwiderstandes 16 bestimmten Zeitdauer die Zündspannung erreicht,
so nimmt der Entladestromkreis folgenden Verlauf: Kondensator 6, Punkt 9, Relaiswicklung
8, Glimmlampe 7, Punkt 5, Kondensator 6. Der Entladestromkreis ist also derselbe
wie vorher, nur fließt jetzt der Strom in umgekehrter Richtung.
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Die Zunge 12 wird nun, da der Strom dieses Mal die Wicklung des polarisierten
Relais 8 in entgegengesetzter Richtung durchfließt, wieder in die gestrichelte Stellung,
also auf die Zungenkontakte i i und 17 umgelegt, wodurch in der vorher beschriebenen
Weise der Stromkreis des Relais 18 für den nächsten Arbeitsgang geschlossen wird.
Es ist ersichtlich, daß die Zeitdauer der Pause zwischen den beiden Arbeitsgängen
abhängt von der Einstellung des Regelwiderstandes 16.
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Soll mit dem Gerät halbautomatisch gearbeitet werden, in der Weise,
daß nur die Zeitdauer des Arbeitsganges selbsttätig geregelt wird, so ist der dreiarmige
Schalter i9 in die gestrichelte Stellung umzulegen, in welcher der Arm i9' wiederum
die Wicklung 18 mit dein Zungenkontakt 17 verbindet, während die Arme i9' und 19"'
die Verbindung zu einem Fuß- oder Handschalter 2o herstellen, und zwar der Arm i9"
durch Herstellung der Verbindung zwischen Punkt 3 und der einen Klemme des Fuß-
oder Handschalters 20 und der Arm i9"' durch Herstellung der Verbindung des Punktes
9 mit der anderen Klemme des Fuß- oder Handschalters.
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Die Arbeitsweise ist jetzt folgende: Die Einschaltung des Arbeitsganges
geschieht durch Schließen
des Fuß- oder Handschalters 2o. Die Zunge
12 liegt zunächst an dem Zungenkontakt 15; durch Betätigung des Fuß- oder Handschalters
20 wird der Kondensator 6 aufgeladen auf folgendem Stromweg: Leitung 2, Punkt 3,
Schaltarm i9", Fuß-oder Handschalter 20, Schaltarm i j ', Vorschaltwiderstand 21,
Kondensator 6, Punkt 5, Relaiskontakt 15, Zunge 12, Netzpol 14.
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Der Vorschaltwiderstand 21 ist sehr klein gehalten zur kurzzeitigen
Aufladung des Kondensators 6. Andererseits dient er zum Schutz der Glimmlampe, über
die bei Anlegen der vollen Speisespannung ein verhältnismäßig hoher Strom fließen
würde.
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Nach der praktisch kaum feststellbaren Aufladezeit des Kondensators
6 geht wieder der Entladevorgang vor sich.
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Das Relais 8 spricht an, legt die Zunge 12 auf die Kontakte i i und
17 um, Relais 18 wird erregt und der Arbeitsgang beginnt. Seine Zeitdauer richtet
sich nach der Einstellung des Regelwiderstandes 4; über diesen wird, wie gemäß obigem,
der Kondensator 6 auf Zündspannung gebracht; ist diese erreicht, so wird der Stromkreis
des polarisierten Relais 8 über die Glimmlampe 7 geschlossen; die Zunge wird in
die ausgezogene Stellung auf den Zungenkontakt 15 umgelegt; der Arbeitsgang ist
unterbrochen. Die Pause hält nun so lange an, bis neuerdings der Fuß- oder Handschalter
20 betätigt wird.
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Für ausschließlichen Betrieb durch Hand- oder Fußschalter wird der
dreiarmige Schalter i9 in die gestrichelte Stellung von den Punkten 22 und 23 auf
die funkte 24 und 25 umgelegt. Letzterer, 25, ist ein Leerkontakt; der Kontaktpunkt
24 hingegen ist durch eine Leitung 26 mit den Kontakten 23 und über diese mit der
einen Klemme des Fuß- oder Handschalters verbunden. Durch Betätigung des Fuß- oder
Handschalters wird folgender Stromkreis geschlossen: Von dem einen Pol der Stromquelle
Tiber direkte Leitung zur Wicklung des Relais 18, von hier Tiber Schaltarm ig',
Kontaktpunkt 24, Leitung 26, Kontaktpunkt 23, Hand- oder Fußschalter 2o, Schaltarm
i g"', Leitung 27, Leitung 13, Punkt 14 (= anderer Pol der Stromquelle).
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Das Arbeitsrelais 18 spricht an und bleibt so lange geschlossen, bis
der Fuß- oder Handschalter wieder geöffnet wird. Das polarisierte Relais 8 ist in
diesem Falle der ausschließlichen Steuerung durch Fuß- oder Handschalter außer Betrieb.
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Wie die Figur zeigt, ist jedem der Regelwiderstände 4 und 16 noch
ein Widerstand 28 bzw. 29 vorgelegt; diese Widerstände dienen dazu, einen Kurzschluß
(2, 3, 4, 32, 5, 15, 12, 13, 14) zu vermeiden, wenn der Regelwiderstand auf den
Wert o eingestellt ist, bzw. begrenzen sie die kleinste einstellbare Zeitdauer.
Außerdem befinden sich zwischen dem Regelwiderstand 4 und Punkt 5 zusätzliche Widerstände
30 und 31, die mittels eines Schalters 32 wählweise eingeschaltet werden
kön nen, um den Regelbereich zu erweitern. Ein Stabilisator 33 sorgt für Konstanthaltung
der Spannung. Ein Regelwiderstand 34 gestattet es, die konstant zu haltende Spannung
auf eine bestimmte Gröle einzustellen; in dem Stromkreis des polarisierten Relais
8 und im Wirkstromkreis (Relais 18) liegen Selengleichrichter 35 bzw. 36.