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Pro gramm schaltwerk
Die Erfindung betrifft ein Programmschaltwerk, zum Schalten von Starkstromverbrauchern über Schwachstromkreise, das einen Stromstossgeber und mindestens ein umlaufendes Schaltwerk sowie mindestens einen diesem zugeordneten Verbraucherwähler enthält. Der Stromstossgeber bei diesem bekannten Programmschaltwerk ist hiebei ein Kontakt, der von einer umlaufenden Unrundschei- be geöffnet und geschlossen wird. Zum Antrieb dieser Scheibe dient ein Elektromotor mit zugeordnetem Untersetzungsgetriebe, dessen Welle zugleich den Kontaktarm des Schaltwerkes langsam stetig weiterbewegt. Hiebei erfolgt die Kontaktgabe durch die Unrundscheibe jeweils in dem Augenblick, in dem der Kontaktarm eindeutig auf einem Festkontakt des Schaltwerkes steht.
Die eine Zuleitung eines Hilfskreises, vorzugsweise Schwachstromkreises, liegt dauernd einpolig an sämtlichen Relais für die zu steuernden Verbraucher. Die andere Zuleitung dieses Hilfsstromkreises führt zunächst zum Stromstossgeber-Kontakt und von dort zum Kontaktarm des Schaltwerkes, dessen Festkontakte mit Steckerbuchsen mindestens eines Verbraucherwählers verbunden sind. An diese Buchsen sind mittels Stecker die Ein- und Ausschaltspulen der Relais zur Auswahl der Verbraucher anschliessbar. Je nach Auswahl der Buchsen, in die die Stecker eingeführt wurden, findet das frühere oder spätere Ein- oder Ausschalten der von den Relais betätigten Schalter im Stromkreis von Schaltschützen statt, durch die die gewählten Verbraucher zu-oder abgeschaltet werden.
Der Rücklauf des Kontaktarmes des Schaltwerkes erfolgt bei dieser bekannten Einrichtung mit erhöhter Geschwindigkeit infolge Drehrichtungsumkehr des antreibenden Motors unter gleichzeitiger Benutzung eines Getriebes mit kleinerer Untersetzung.
Bekannt ist des weiteren ein Programmschaltwerk mit einem ebenfalls durch einen Motor angetriebenen Stromstossgeber, dessen Impulse den Hubmagneten von vorzugsweise mehreren eine zeitgleiche Schrittbewegung ausführenden Schaltwerken zugeführt wird, denen mehrere Verbraucherwähler zugeord- net sind. Diese zweite bekannte Einrichtung unterscheidet sich hinsichtlich ihrer Wirkungsweise nicht von der vorerwähnten älteren. Lediglich ein baulicher Unterschied ist zwischen beiden vorhanden, u. zw. nur insofern, als statt eines Schaltwerkes und eines Verbraucherwählers deren mehrere vorgesehen sind, die durch einen gemeinsamen Stromstossgeber gesteuert werden.
Die bekannten Programmschaltwerke sind mithin gekennzeichnet durch eine zeitgleiche Impulsgabe von Schritt zu Schritt des Schaltwerkes während des Ablaufes des Steuervorganges. Solche Schaltwerke haben aber deswegen einen Nachteil, weil die Zeitspanne von Schritt zu Schritt konstant ist, weshalb Programme mit stark voneinander abweichenden Wirkzeiten nur mit einem erheblichen Aufwand von solchen Schaltwerken durchgesteuert werden können. Ausserdem werden bei diesen Anlagen Relais oder Schalter benötigt, die sowohl eine Ein- als auch eine Ausschaltspule haben müssen.
Die Mängel der bekannten Programmschaltwerke werden erfindungsgemäss dadurch beseitigt, dass ein bezüglich der Zahl seiner Umdrehungen in der Zeiteinheit veränderbarer umlaufender Stromstossgeber ein umlaufendes Schaltwerk derart steuert, dass dessen Kontaktarme auf Festkontakten während einer beliebig wählbaren Zeit verharren und dabei Strompfade für mindestens einen Verbraucherwähler und zusätzlich für mindestens einen Wirkzeitenwähler herstellen.
Dadurch, dass die Kontaktarme der erfindungsgemässen Einrichtung keine zeitgleichen Schritte von Kontakt zu Kontakt des Schaltwerkes ausführen, besteht die Möglichkeit, jetzt auch Programme mit beliebigen Wirkzeiten unter Verwendung von Verbraucherwählern tragbarer Abmessungen auszusteuern. Da
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die Kontaktarme des Schaltwerkes während der jeweils ausgewählten Zeit auf den Festkontakten verbar- ren, können bei der neuen Einrichtung zum Schalten der Verbraucher Relais bzw. Schütze mit nur einer Spule verwendet werden, also solche, die bei Erregung ein-, bei Entregung abschalten.
Das Programmschaltwerk gemäss der Erfindung soll an Hnd eines Scbaltplanes, der nur jene Teile zeigt, die für das Verständnisder Erfindung erforderlich sind, beschriebenwerden. Zunächst seider Stromstoss- geber 1 näher erläutert. Er ist ein umlaufender Geber, der in vorliegendem Falle durch einen FerrarisMotor angetrieben wird. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, wirkt auf die sich drehende Scheibe 2 dieses Motors einmal die zum Wechselstromnetz 3 parallel geschaltete Spannungsspule 4, zum andern die Stromspule 5 ein. Der Stromspule 5 können wahlweise veränderbare Widerstände 6a - 6d vorgeschaltet werden, je nach der Reihenfolge, nach der die Schalter 7a - 7d geschlossen werden.
Durch die Vor'chal- tung dieser Widerstände wird die Umlaufgeschwindigkeit der Scheibe 2 herabgesetzt, die ihre Drehbewegung unter Zwischenschaltung des Getriebes 8 auf eine Unrundscheibe 9 überträgt. Um zu vermeiden, dass die Scheibe 2 des Ferraris-Motors beim Schwanken der Netzspannung ihre Drehzahl ändert, ist als Bremsmagiiet ein gleichstromerregter Magnet 10 vorgesehen, dem die Spannung über den Gleichrichter 11 aus dem Wechselstromnetz 3 zugeführt wird. Sinkt die Netzspannung, dann ändert sich in gleichem Masse die Bremskraft des Magneten, so dass Spannungsschwankungen ohne Einfluss auf die Drehzahl des Stromstossgebers bleiben.
Als Steuerstrom zum Betätigen der Schaltwerke und Erregen der Relais bzw. Schütze zum Schalten der Verbraucher nach einem wählbaren Programm dient in vorliegendem Fall Gleichstrom niederer Span-
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teln, durch die ein Abfallen der ausgesteuerten Relais oder Schütze beim Weiterwandern der Kontaktarme des Schaltwerkes von einem Kontakt zum andern verhindert werden soll, geringer ist.
Schliesst die umlaufende Unrundscheibe 9 das Kontaktpaar 14, dann erhält die Spule 15 des Hubmagneten des Schaltwerkes 16 Spannung und dessen Kontaktarme 17a - 17c werden gleichzeitig z. B. von dem ersten Kontakt auf den zweiten Kontakt der Wanderkontaktwerke weiterschreiten. Die Festkontakte 18a-18c der Wanderkontaktwerke stehen jeweils mit Steckbuchsen in Verbindung, die gruppenweise zusammengefasst sind, u. zw. die den Festkontakten 18a zugeordneten Buchsen bilden den Verbraucherwähler 19, die den Festkontakten 18b zugeordneten Buchsen den Verbraucherwähler 20 und die an die Festkontakte 18c angeschlossenen Buchten die Wirkzeitenwähler 21a-21d. Durch Einführen von Steckern in die Buchsen der Verbraucherwähler 19 und 20 können die einem bestimmten Verbraucher zugeordneten Relais oder Schütze 22/23 ausgewählt werden.
Stecker, die in die Buchsen der Wirkzeitenwähler 21a-21d eingesteckt werden, dienen zur wahlweisen Erregung der Spulen 24a-24d, u. zw. über die Steuerleitungen 25. Ausserdem sind Mittel vorgesehen, durch die ein beschleunigter Durch-oder Rücklauf des Schaltwerkes, sofern nicht dessen sämtliche Kontakte belegt sind, herbeigeführt werden kann.
Die Wirkungsweise des neuen Programmschaltwerkes soll nachstehend näher erläutert werden, wobei der Einfachheit halber angenommen ist, dass nur zwei Verbraucher zu voneinander abweichenden Zeiten ein-und zu voneinander abweichenden Zeiten ausgeschaltet werden sollen. Angenommen, die Kontaktarme des Schaltwerkes stehen auf den oberen Festkontakten, dann erhalten die diesen zugeordneten Buchsen der Verbraucherwähler 19 und 20 Spannung. Durch Punkte in den Steckbuchsen soll angedeutet werden, in welche Buchsen Stecker eingeführt wurden. Unter Berücksichtigung des Vorgesagten erkennt man, dass bei Stellung der Kontaktarme auf den oberen Kontakten der Wanderkontaktwerke zunächst über den Verbraucherwähler 19 nur das Relais 23 an Spannung gelegt wird, durch das die Einschaltung eines in der Zeichnung nicht näher dargestellten Verbrauchers erfolgt.
Da aber in dem Wirkzeitenwähler 21a die erste Buchse gesteckt ist, wird über den Kontaktarm 17c des Schaltwerkes und diese Buchse, sowie eine der Steuerleitungen 25 die Relaisspule 24a erregt. Unter ihrem Einfluss schliesst sich der Schalter 7a und schaltet der Stromspule 5 des Stromstossgebers den Widerstand 6a vor. Je nach Einstellung bzw. Grösse dieses Widerstandes wird die Umlaufgeschwindigkeit der Scheibe 2 des Stromstossgebers herabgesetzt. Im orliegenden Fall sei angenommen, dass die Zeit bis zur nächsten Kontaktgabe des Stromstossgebers drei Minuten betrage. Danach ergibt sich, dass das Relais 23 zunächst drei Minuten eingeschaltet bleibt, also mithin auch der von diesem gesteuerte Verbraucher.
Nach Ablauf dieser Zeit wird durch den Stromstossgeber bzw. dessen Unrundscheibe 9, ein erneuter Impuls über das Kontaktpaar 14 auf den Hubmagneten 15 gegeben, so dass die Kontaktarme des Schaltwerkes 16 auf die zweiter Kontakte springen. Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass jetzt der erste Verbraucher über den Verbraucherwähler 19 noch eingeschaltet bleibt. Da aber auch im Verbraucherwähler 20 die zweite Buchse gesteckt ist, wird nunmehr nach einem Vorlauf des ersten Verbrauchers von drei Minuten über die Relaisspule 22 ein zweiter Verbraucher einge-
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schaltet.
In dem Wirkzeitenwähler 21b ist ebenfalls die zweite Buchse gesteckt, so dass diese über den auf den zweitenkontakt fortgeschrittenen Kontaktarm 17c Spannung erhält und das Relais 24b erregt, während das Relais 24a durch die Weiterwanderung der Kontaktarme des Schaltwerkes spannungslos wurde und abgefallen ist. Das nunmehr erregte Relais 24b legt den Schalter 7b ein und schaltet damit der Stromspule 5 den Widerstand 6b vor, der so bemessen ist, dass nunmehr die Zeit bis zur nächsten Kontaktgabe durch den Stromstossgeber fünf Minuten beträgt. Im zweiten Schritt des Schaltwerkes sind also sowohl der erste, als auch der zweite Verbraucher über die erregt gehaltenen Relais 22 und 23 fünf Minuten lang eingeschaltet.
Es wird nunmehr angenommen, dass der erste Verbraucher nach einer Gesamtdauer von neun Minuten abgeschaltet werden soll. Um dies zu erreichen, ist sowohl die dritte Buchse desVerbrau herwählers ] 9,
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durch den Stromstossgeber nur eine Minute beträgt. Während also die Kontaktarm e des Schaltwerkes auf den dritten Kontakten ruhen, sind die beiden Verbraucher auf die Dauer von einer weiteren Minute eingeschaltet.
Rücken nach Ablauf dieser Zeitunter dem Einfluss des Stromstossgebers und des Hubmagneten 15 die Kontaktar- me des Schaltwerkes auf die nächsten, also vierten Kontakte, dann ist zu erkennenjdass das Schaltrelais des ersten
Verbrauchers keine Spannung mehr erhält, denn die vierte Buchse des Verbraucherwählers 19 ist nicht ge- steckt. Dieser Verbraucher wird also nach Ablauf einer Gesamtzeit von neun Minuten ausgeschaltet. Da aber in dem Verbraucherwähler 20 die vierte Buchse gesteckt ist, bleibt das Relais 22 erregt und hält damit auch den zweiten Verbraucher eingeschaltet. Über die gesteckte vierte Buchse des Wirkzeitenwählers 21d wird das Relais 24d des Stromstossgebers eingeschaltet und schliesst den Schalter 7d, wodurch der Vorwiderstand 6d zur Wirkung kommt.
Unter seinem Einfluss wird die Drehgeschwindigkeit deo Stromstossgebers so herabgesetzt, dass beispielsweise die Zeit bis zur nächsten Kontaktgabe neun Minuten be- trägt. Nach Ablauf dieser Zeit erfolgt eine neue Impulsgabe auf das Schaltwerk, und seine Kontaktarme rücken auf die fünften Kontakte. Da diese weder in dem Verbraucherwähler 19 noch 20 gesteckt ist, wird jetzt auch das Relais 22 entregt und damit der zweite Verbraucher abgeschaltet. Er war also insgesamt fünfzehn Minuten eingeschaltet.
Bei der erfindungsgemässen Einrichtung kommt ein sogenanntes umlaufendes Schrittschaltwerk zur Verwendung. Werden für die Durchführung eines Programmes nicht alle Kontakte der Wanderkontaktwerke des Schrittschaltwerkes benötigt, würde dieses nur verhältnismässig langsam weiterlaufen, da die Drehgeschwindigkeit des Stromstossgebers unter Berücksichtigung des Umstandes der Mitbenutzung eines Untersetzungsgetriebes nicht hoch ist. Um nun einen schnelleren Durch-oder Rücklauf herbeizuführen, können Mittel, wie z. B. eine Relaisunterbrecherschaltung vorgesehen sein, durch die kurzzeitig sich wiederholend Impulse auf den Hubmagneten 15 des Schrittschaltwerkes gegeben werden.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde angenommen, dass nur zwei Verbraucher zu verschiedenen Zeiten und während voneinander abweichender Zeitspannen eingeschaltet sind. Diese vereinfachte Ausfflhrungsform wurde der leichteren Übersichtlichkeit halber gewählt. Selbstverständlich lässt sich die erfindungsgemässe Anordnung beliebig erweitern. Für jeden weiteren zu steuernden Verbraucher wird ein weiteres Wanderkontaktwerk auf dem Schrittschaltwerk, sowie ein weiterer Verbraucherwähler benötigt. Sollte zur Durchführung eines Programms wegen der Vielzahl der Verbraucher ein Schrittschaltwerk nicht ausreichen, wäre es ohne weiteres auch denkbar, deren mehrere in Parallelschaltung zu betreiben und durch den für sie dann gemeinsam vorgesehenen Stromstossgeber anzuregen.
Ausserdem kann im Rahmen der Erfindung auch die Zahl der Wirkzeitenwähler, sofern erforderlich, beliebig erhöht und durch zusätzliche Kontaktbahnen gesteuert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Programmschaltwerk zum Schalten von Starkstromverbrauchern über Schwachstromkreise, bestehend aus einem Stromstossgeber und mindestens einem umlaufenden Schaltwerk, sowie mindestens einem diesem zugeordneten Verbraucherwähler, dadurch gekennzeichnet, dass ein bezüglich der Zahl seiner Umdrehungen in der Zeiteinheit veränderbarer umlaufender Stromstossgeber ein umlaufendes Schaltwerk derart steuert, dass dessen Kontaktarme auf Festkontakten während einerbellebigwählbarenzeit verharren und dabei Strompfade für mindestens einen Verbraucherwähler und zusätzlich für mindestens einen Wirkzeitenwähler herstellen.