DE1027764B - Anordnung zum Betrieb von Schrittschaltwerken mit elektromagnetischem Antrieb - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Betrieb von Sehrittsdhaltwerken mit ■elektromagnetischem Antrieb. Derartige Sehrittsdialtwerke werden beispielsweise in Schaltungsanordnungen für Auswa'hl und Verteilerzwecke für Fernwirkanlagen verwendet. Für das Gebiet der Fernsprechtechnik ist nach dem Stand der Technik ein technischer Fortschritt nicht erkennbar. Die Fortschaltung solcher Schrittschaltwerke geschieht dabei entweder durch das Zusammenarbeiten mit mehreren Relais nach Art von Unterbrecherschaltungen oder zwangläufig durch Fortschaltimpulsreihen. Hierbei wird für die Auswahl- und Verteilerzwecke häufig von zeitlichen Kriterien in Form von Langimpulsen und/oder Langpausen Gebrauch gemacht, die den normalen Fortsdhaltrhythmus des Schrittschaltwerkes beeinflussen. Die Dauer der einzelnen Fortschaltimpulse ist somit maßgebend für die Dauer, die >ein Schrittschaltwerk auf den einzelnen Schaltstufen verbleibt. Wegen einer angestrebten großen Schrittgeschwindigkeit haben die Erregerspulen der Antriebsmagneten dieser Schrittschaltwerke (Wähler) eine hohe Leistungsaufnahme nötig. Aus Gründen einer räumlich gedrängten Bauweise der gesamten Anordnung wird jedoch verlangt, daß der Wickelraum für diese Erregerspulen klein gehalten werden soll. Daraus folgt, daß die Erregerspule nicht für Dauerbetrieb ausgelegt ist.

Da die Erregerspulen während der gesamten Dauer eines Impulses Stromdurchflossen sind, ist die thermische Belastung der Erregerspule wegen der hohen Leistungsaufnahme besonders bei Anlagen mit häufig aufeinanderfolgenden Wählerdurchläufen groß. Es kommt in vielen Fällen noch erschwerend hinzu, daß die Sehrittschaltwerke und sonstige Teile der Anordnung meist aus Batterien gespeist werden, deren Spannunig entsprechend dem Ladungszustand die Nennspannung nicht nur um etwa 10% unterschreiten, sondern auch bis um 3CWo überschreiten kann. Da aber der Widerstand der Erregerspule so ausgelegt sein muß, daß der elektromagnetische Antrieb auch bei Unterspannung die erforderliche Leistung erhält, ist die tatsächliche Leistungsaufnahme und damit die thermische Belastung der Erregerspule noch erheblich größer.

Zur Vermeidung dieser Nachteile dient die An-Ordnung nach der Erfindung. Die Losung besteht darin, daß zur Herabsetzung der thermischen Beanspruchung der Erregerspute des Antriebsmagneten die Erregerspule in Schaltabhängigkeit von einem in ihrem Stromkreis angeordneten Schaltkontakt gebracht ist und daß vom Antriebsmagneten während eines Scha'tschrittes betätigte Schaltmittel vorgesehen sind, die 02η Stromkreis des Antriebsmagneten nach einem erfr igten Schaltschritt des Schrittschaltwerkes Anordnung

zum Betrieb von Schrittschaltwerken
mit elektromagnetischem Antrieb

Anmelder:

Siemens-Sdmckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dipl.-Ing. Adolf von Frankenberg, (Erlangen,
ist als Erfinder genannt worden

zwangläufig bis zur nachfolgenden Betätigung des Schallikontaktes, d. h. bis zum nächsten Wiederschließen, unterbrechen. Es wird also die Erregungszeit und damit die thermische Belastung auf das für das sichere Fortschalten des Schrittschaltwerkes notwendige Maß verringert.

Während also bei den bekannten Schalteinrichtungen das Schrittschaltwerk das Impulsbild zeitgetreu bezüglich seiner Erregung mitmacht, d. h. je nach der zeitlichen Dauer der einzelnen Impulse und Kennzeichen verschieden lang erregt ist, wird durch die neue Schaltungsanordnung erreicht, daß der Antriebsmagnet des Schmttschaltwerkes unabhängig von der Zeitdauer des Fortschaltimpulses immer nur eine bestimmte konstante Zeit erregt ist und daß diese Erregungszeit auf das für ein sicheres Arbeiten erforderliche Mindestmaß herabgesetzt ist. Die Verminderung der thermischen Belastung der Erregerspule ist dabei mehr als proportional der Verkürzung der Erregerzeit, da zusätzlich noch eine Vergrößerung der Abkühlpausen eintritt und somit das an sich schon langsame Ansteigen der Temperatur noch mehr verlangsamt wird.

Die -neue Anordnung für Schrittschaltwerke kann sowohl zur Erzeugung von Fortschaltimpulsreihen als auch für die Auswahl bestimmter Verbraucher vorgesehen werden.

An Hand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der neuen Schaltungsanordnung näher erläutert.

Gemäß Fig. 1 ist ein Schrittschaltwerk SW mit zwei Kontaktbänken sw I und sw II in Schaltabhängigkeit von zwei Hilfsrelais IS und IU gebracht. Die

709 959019

Einschaltung der Anordnung erfolgt durch Schließen eines Kontaktes btxl einer einem bestimmten Schaltschritt χ der Kontaktbank sw I zugeordneten Befehlstaste BTX, wobei jedem Schaltschritt 1 bis κ ein derartiger Befehlstaster'zugeordnet ist. Jeder dieser in der Fig. 1 nicht näher dargestellten Befehlstaster hat noch einen zweiten Kontakt btx2 bzw. bty2. Diese parallel geschalteten Kontakte liegen in Reine mit einem Ruhekontakt in4 des. Hilfsrelais JU und dienen zur Einschaltung des - Hilfsrelais JS. Nach Ansprechen des Hilfsrelais JS hält sich dieses über seinen Selbsthaltekontaikt is 1 und legt mittels seines Arbeitskontaktes iy 2 und einen'in der Stellung α befindlichen Umschaltkontakt in2 des zweiten Hilfsrelais JU den Airtriebsmagneten des Schrittschaltwerkes SW an Spannung. Das Schrittschaltwerk spricht an und bewegt seine Kontakte auf den einzelnen Kontaktbänken um einen Schritt weiter. Beim Weiterschalten wird durch einen vorübergehend geschlossenen Kopfkontakt dsw des Schrittschaltwerkes das Hilfrelais JU eingeschaltet. Dieses hält sich nach Schließen seines Selbsthaltekontaktes iul selbst und trennt durch Umlegen seines Umschaltkontaktes, iu2 von Stellung α in Stellung b die Erregerspule des Antriebsmagneten für das Schrittschaltwerk SW vom speisenden Netz. Gleichzeitig wird das Hilfsrelais JS und der diesem vorgeschaltete Widerstand Rl durch einen Arbeitskontakt iu3 des Hilfsrelais JU überbrückt und außerdem durch einen Ruhekontakt iu 4 des Hilfsrelais JU der Stromkreis des Hilfsrelais JS unterbrochen. Nach einer bestimmten Abfallzeit, die von der Größe des Widerstandes R1 abhängig ist, fällt das Relais JS ab und öffnet seinen Kontakt is2 im Stromkreis der Erregerspule des Antriebsmagneten des Schrittschaltwerkes SW. Gleichzeitige wird durch einen Ruhekontakt is3 nunmehr das Hilfsrelais JU samt einem vorgeschalteten Widerstand R2 überbrückt, so daß auch dieses nach einer vom Widerstand R2 abhängigen Abfallzeit abfällt und die Überbrückung des Hilfsrelais JS und die Unterbrechung des Stromkreises dieses Hilfsrelais aufhebt. Kurz darauf wird der Antriebsmagnet des Schrittschaltwerkes wiederum an Spannung gelegt, da wegen des geschlossenen Kontaktes btxl beim Schließen des Kontaktes iu4 das Hilfsrelais JS wieder anspricht. Das Spiel mit gleich langen· Impulsen und Pausen wiederholt sich so lange, bis das Schrittschaltwerk 'den Kontakt seiner Kontaktbahn sw I auf die Schaltstufe χ bringt, die über den geschlossenen' Kontakt btxl einen weiteren Widerstand R1' parallel zu dem bereits erwähnten Widerstand R1 legt. Durch die Parallelschaltung dieser beiden Widerstände wird die Abfallzeit des Relais JS bei Schließen des Kontaktes iu3 entsprechend vergrößert, so daß in der Impulsreühe ein langer Impuls erscheint. Die Erregung des Antriebsmagneten wird jedoch davon unabhängig sofort nach Weiterschalten des Schrittschaltwerkes SW wieder wie vorher unterbrochen. Der Vorgang des Wechselspieles der beiden Hilfsrelais wiederholt sich entsprechend bis zum Ende der Schaltstufen. Die Zahl der eingefügten, langen Impulse entspricht dabei der Zahl der durch eine Taste belegten Wählerschritte.

Durch die zweite Kontäktbahn sw II kann eine Verlängerung der Impulspausen nach Erreichen eines bestimmten Schaltschrittes durch Schließen eines diesem Schaltschritt zugeordneten Schalters BTY mit seinen Kontakten btyl und bty2 auf ähnliche Art und Weise erreicht werden wie im Fall der Verlängerung des Impulses, indem nach Erreichen des betreffenden Sdhaltschrittes ein Widerstand R 2' dem Widerstand R2 parallel geschaltet wird und dadurch die Abfallzeit des Hilfsrelais JU vergrößert wird. Auch in diesem Fall tritt keine Veränderung der Erregungszeit der Erregerspule des Antriebsmagneten des Schrittschaltwerkes SW ein. Es ist noch nachzuholen, daß jeder Schaltstufe ein derartiger Schalter zugeordnet ist, die jedoch wegen besserer Übersichtlichkeit bis auf den gezeichneten Schalter BTY weggelassen wurden.

Die Übertragung der durch den Geberteil G gebildeten Fortschaltimpulsreihe kann mittels eines Arbeitskontaktes is4 des Hilfsrelais JS vorgenommen werden, indem der Arbeitskontäkt is 4 einen nachstehend beschriebenen Empfangsteil steuert (z. B. über Fernleitung) .

Der Stromkreis des Empfängers (nach Fig. 2) enthält wiederum außer dem Erregermagneten zwei Hilfsrelais; und zwar JE, dessen Arbeitskontakt seinerseits in Reihe mit dem Umschaltkontakt des zweiten Hilfsrelais JH im Stromkreis der Erregerspule für den Antriebsmagneten des Empf ängerschrittsehaltwerkes EW liegt, dessen zur Steuerung und Auswahl nicht gezeigter Kreise dienende Kontaktbänke hier nicht näher dargestellt sind. Beim Schließen des Kontaktes is4 spricht das. Hilfsrelais JE, z. B. über die Fernleitung, an und schaltet durch Schließen seines Arbeitskantaktes ie den Antriebsmagneten ein. Das Schrittschaltwerk schaltet die nicht näher dargestellten Kontaktbänke jeweils um einen Schritt weiter. Beim Weiterschalten auf den nächsten Schritt wird, wie bereits für den Geberteil erwähnt, das Hilfsrelais JH durch einen Kopfkontakt dew des Schrittsohaltwerkes EW eingeschaltet. Es bringt den. Umschaltkontakt ih in die Stellung b und hält sich, solange das Hilfsrelais JE angesprochen ist, d. h. für die Dauer eines Impulses, selbst. Die Erregerspule des Schrittschailtwerkes EW wird ebenfalls, wie beim Geberteil G besprochein, unabhängig von der Dauer der Impulse und Pausen jeweils nur für die bestimmte Zeit der Weiterschaltung erregt. Nach Beendigung eines Impulses wird der Kontakt isA geöffnet, dlas Relais JE wird stromlos und öffnet seinen Kontakt ie, so daß der Stromkreis für das Hilfsrelais JH unterbrochen wird, das ebenfalls abfällt und dein Umschaltkontakt ih in die Stellung α zurückbringt. Somit ist der Empfangsteil E für den nächsten Impuls empfangsbereit.

In Fig. 3 ist eine Fortschaltimpulsreihe mit den Impulsen/1 bis /5 und den Pausen Pl bis P 4 dargestellt. In Fig. 4 sind die Erregerimpulse i für das Ansprechen der Schrittschaltwerke in Beziehung zu der Fortschaltimpulsreihe gezeigt. Aus dem Vergleich beider Impulsreihen geht hervor, daß die Erregerzeit der Erregerspule jedes Schrittschaltwerkes unabhängig von der Dauer der Impulse der Fortschaltimpulsreihe einem bestimmten Wert entspricht. Wie daraus _ ersichtlich ist, wird die Abkühlzeit der Erregerspulen der Schrittschaltwerke bedeutend vergrößert, wodurch die thermische Belastung weiter verringert wird, so daß die Erregerspulen kleiner dimensioniert werden können.

Da einerseits der Grundverbrauch der Schaltungsanordnungen, in denen die Wähler eingesetzt werden, nur gering ist und somit der Leistungsverbrauoh der arbeitenden Schrittschaltwerke demgegenüber einen großen Anteil ausmacht, andererseits die zur Speisung der Geräte verwendeten Sammelbatterien vorzugsweise mit Ladegeräten arbeiten und aus diesem Grunde nur schwach dimensioniert sind, ergibt sich durch die neue Betriebsart der Schrittschaltwerke

auch eine zusätzliche Schonung der Batterien. Ferner wird durch die vorgenannte Schonung der Batterie bei der impulsweisen Belastung der Batterie ein impulsweises Absinken der Batteriespannung, welches auch eine Rückwirkung auf die zeitlidhen Kennzeichen wegen deren Spannungsabhängigkeit zur Folge hat und demzufolge unerwünscht ist, auf diese Weise weitgehend vermieden.

Außerdem bewirkt die Herabsetzung der thermischen Beanspruchung der Erregerspulen der Schritt-Schaltwerke eine entsprechende Herabsetzung der thermischen Beanspruchung der der Schaltungsanordnung vorgeschalteten Sicherungen, so daß diese empfindlicher ausgelegt werden können, wodurch ein wirksamerer Schutz der Anordnung bei Unregelmäßigkeiten in der Fortschaltung, beispielsweise infolge mechanischer Hemmungen usw., erreicht wird. Durch die neue Schaltungsanordnung von Sehrittschaltwerken ergibt sich somit eine Reihe von Vorteilen gegenüber den bisher bekanntgewordenen Anordnungen dieser Art, die für den Betrieb' derartiger Anordnungen in vielen Fällen von ausschlaggebender Bedeutung sind.

Claims (3)

Patentansprüche: a-

1. Schaltungsanordnung zum Betrieb von Schrittschaltwerken mit elektromagnetischem Antrieb für Fernwirkanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herabsetzung der thermischen Beanspruchung die Erregerspule in Schaltabhängigkeit von einem in ihrem Stromkreis angeordneten Schaltkontakt gebracht ist und daß vom Antriebsmagneten während eines Schaltschrittes betätigte Schaltmittel vorgesehen sind, die den Stromkreis des Antriebsmagneten nach einem erfolgten Scfaaltschritt des Schrittschaltwerkes zwangläufig bis zur nachfolgenden Betätigung des Schalrkontaktes, d. h. bis zum nächsten Wiedereinschließen, unterbrechen.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit dem Schaltkontakt ein Umschaltkontakt eines Hilfsrelais liegt, über den sich' das durch einen vom Schrittschaltwerk während des Schaltschrittes betätigten Kopfkontakt eingeschaltete Hilfsrelais — bei gleichzeitiger Ausschaltung des Antriebsmagneten — für die Schließdauer des Schaltkontaktes selbst hält.

3. Schaltungsanordnung nach den vorhergehenden Ansprüchen in Anwendung auf durch Fortschaltimpulsreihen betätigte Schrittschaltwerke (Empfangsteil), dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltkontakt der Kontakt eines im Rhythmus der fortschaltenden Impulsreihe betätigten zweiten Hilfsrelais vorgesehen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 224111;
österreichische Patentschrift Nr. 177 455.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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