DE2506213A1 - Timer control for storage heater - uses multi-stage frequency divider with resistors and capacitor for setting time delay - Google Patents

Abstract

The timer control, for a storage heater, supplies several time functions by switching control elements, e.g. to allow the heater to be connected to the voltage supply during the low tariff rate period. It comprises a clock source (2) provided by a multistage frequency divider, formed as an integrated circuit. The time delay is selected by resistors (RA, RB), a capacitor (C) and the number of frequency divider stages, with the number of outputs corresponding to the number of time functions. The supply is connected via a clock contact (ks) with relays (R2, R3, R4) connected to respective outputs for operation at different times.

Description

"Zeitglied für Aufladesteuereinrichtungen von Wärmespeicheröfen" Die Erfindung betrifft ein Zeitglied für Aufladesteuereinrichtungen von Wärmespeicheröfen zur Erzeugung von der Ein-Aus- und Umschaltung von Steuerelementen dienenden Zeitfunktionen."Timing element for charge control devices of heat storage furnaces" The invention relates to a timing element for charge control devices of heat storage furnaces for the generation of the on-off and switchover of control elements serving time functions.

Bekanntlich werden Wärmespeicheröfen vorrangig während der Nachtstunden, wenn von den Elektrizitätsversorgungs unternehmen verbilligter Strom zur Verfügung gestellt wird, aufgeladen. Die Steuerung der Aufladung erfolgt mit Hilfe eines Zeitgliedes, das einerseits dafür sorgt, daß die Aufladung nicht sofort bei der schaltuhrgesteuerten Freigabe des Niedertarifs beginnt sondern erst später, so daß die für den nächsten Tag erforderliche Ladung gerade dann beendet ist, wenn auch die Niedertarifzeit endet und das andererseits sämtliche mit der Steuerung zusammenhängende Schaltfunktionen ausführt. Ein bekanntes Zeitglied enthält einen Motor, der ein zur Verschiebung des Ladebeginns dienendes Drehpotentiometer und eine mehrere Federkontakte schaltende Nockenwelle antreibt. Der Motor, der bei Beginn der Niedertarifzeit durch eine Schaltuhr oder mit Hilfe eines Rundsteuerbefehls über einen Niedertarifanschluß in Betrieb gesetzt wird, schaltet mit Hilfe des einen von der Nockenwelle gesteuerten Kontaktes, der im Betriebsstromkreis des Motors liegt, noch während der Niedertarifzeit auf einen Hochtarifanschluß um, so daß der Motor nach Beendigung der Niedertarifzeit weiterläuft.It is well known that heat storage stoves are primarily used during the night, if cheaper electricity is available from the electricity supply companies is charged. The charging is controlled with the help of a timer, which on the one hand ensures that charging is not carried out immediately when the timer is controlled Release of the low tariff begins but later, so that for the next one Day required charging is just ended, even if the low tariff period ends and on the other hand all switching functions associated with the control executes. One known timing element includes a motor that is used to shift of Rotary potentiometer that is used to start charging and one of several spring contacts switching camshaft drives. The engine that runs at the start of the low tariff period a time switch or with the help of a ripple control command via a low tariff connection is put into operation, switches with the help of the one controlled by the camshaft Contact that is in the operating circuit of the motor, even during the low tariff period to a high tariff connection so that the motor can run after the low tariff period continues.

Die Nockenscheibe ist so ausgebildet, daß der erwähnte Kontakt nach 22 Stunden, also 2 Stunden vor erneuter Freigabe des Niedertarifs, wieder in die ursprüngliche Schaltstellung zurückkehrt. Der Motor setzt sich wegen fehlender Spannung am Niedertarifanschluß still und ist für die nächste Laufperiode betriebsbereit. Die weiteren von der Nockenwelle betätigten Kontakte dienen der tberbrückung des Drehpotentiometers für eine bestimmte Zeit, dem Zuschalten einer konstanten Zusatzspannung für Dagnachladung, dem zeitverzögerten Einschalten des Ladeschützes sowie der verzögerten Einschaltung des dem Zeit glied zugeordneten Steuergliedes. Die gewünschten Zeitfunktionen werden also mit dem bekannten Zeitglied auf rein mechanische Weise erzeugt, d. h. die Teile sind einem erheblichen Verschleiß unterworfen und bedürfen einer ständigen Wartung, um Störungen oder Ausfälle zu vermeiden.The cam disk is designed so that the mentioned contact after 22 hours, i.e. 2 hours before the low tariff is released again, back into the original switch position returns. The motor stops due to a lack of voltage on the low tariff connection and is ready for the next running period. The other contacts actuated by the camshaft are used to bypass the Rotary potentiometer for a certain time, the connection of a constant additional voltage for subsequent charging, the delayed switching on of the charging contactor and the delayed Activation of the control element assigned to the time element. The desired time functions are thus generated with the known timing element in a purely mechanical manner, i. H. the parts are subject to considerable wear and tear and require constant Maintenance to avoid malfunctions or failures.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, das eingangs erwähnte Zeitglied so weit zu verbessern, daß es wartungsfrei arbeitet und in seinem Aufbau einfacher ist. Erfindungsgemäß ist es gekennzeichnet durch einen an sich bekannten als integrierten Schaltkreis aufgebauten Zeitgeber in Form eines mehrstufigen Frequenzteilers, in Serie geschaltet, dessen Zeitverzögerung durch einen Widerstand, einen Kondensator und die Stufenzahl bestimmt wird und dessen Ausgänge der Anzahl der gewünschten Zeitfunktionen entsprechend belegt sind. Zur Einschaltung der Betriebsspannung ist ein über einen Schaltuhrkontakt oder durch Rundsteuerbefehl erregbares Einschaltrelais vorgesehen. Weitere an verschiedenen zu unterschiedlichen Zeiten aktivierten Ausgängen liegende Relais dienen zur Selbsthaltung der Betriebsspannung zur Umschaltung freier, den Aufladevorgang beeinflussender Kontakte und zur Rückstellung.It is the object of the invention to provide the timing element mentioned at the beginning to be improved to such an extent that it is maintenance-free and has a simpler structure is. According to the invention, it is characterized by what is known per se as integrated Circuit built timer in the form of a multi-stage frequency divider, in Connected in series, its time delay by a resistor, a capacitor and the number of stages is determined and its outputs the number of desired time functions are occupied accordingly. To switch on the operating voltage, a Timer contact or switch-on relay that can be excited by a ripple control command is provided. Others are at different outputs activated at different times Relays are used to self-hold the operating voltage for switching between more freely, the Charging process influencing contacts and for resetting.

An Hand der Zeichnung sei die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is based on an exemplary embodiment with reference to the drawing explained in more detail.

Fig. 1 zeigt die Schaltung des Zeitgliedes, während in Fig. 2 in einem Zeitdiagramm unterschiedliche Zeitfunktionen wiedergegeben sind.Fig. 1 shows the circuit of the timer, while in Fig. 2 in a Time diagram different time functions are shown.

Das Zeitglied nach Fig. 1 besteht aus einem Zeitgeber Z, der über eine RC-Eombination RA, RB, C angesteuert wird.The timer of Fig. 1 consists of a timer Z, the over an RC combination RA, RB, C is controlled.

Die Betriebsspannung UB wird von einem an die Sekundärwicklung eines Netztransformators T angeschlossenen Gleichrichter, dem ein Glättungskondensator K parallelgeschaltet ist, abgegriffen. Parallel zum Kondensator K liegt eine Pufferbatterie B in Reihe mit der Parallelschaltung von einem Widerstand R und einer Diode D. Die Betriebsspannung für den Zeitgeber wird über einen Kontakt r1 eines Relais R1 eingeschaltet. Parallel zum Kontakt r1 liegen Kontakte r2 und r4 in Reihenschaltung, die zu Relais R2, R4 gehören. Die Relais R2, R4 sind an verschiedene Ausgänge des Zeitgeber Z angeschlossen. Ein weiteres Relais liegt an einem anderen Ausgang des Zeitgebers und steuert einen Kontakt r3, der beispielsweise ein freier Schalter zur Kennlinienumschaltung ist. Die Erregerspule des Relais R1 liegt in Reihe mit einem Kontakt K5 an Netzspannung. Der Kontakt K5 wird von einer Schaltuhr Sch gesteuert.The operating voltage UB is connected to the secondary winding of a Mains transformer T connected rectifier, which has a smoothing capacitor K is connected in parallel, tapped. A buffer battery is located parallel to the capacitor K. B in series with the parallel connection of a resistor R and a diode D. The Operating voltage for the timer is switched on via a contact r1 of a relay R1. Parallel to contact r1, contacts r2 and r4 are connected in series and form relays R2, R4 belong. The relays R2, R4 are connected to different outputs of the timer Z connected. Another relay is connected to another output of the timer and controls a contact r3, which is for example a free switch to the Characteristic switching is. The excitation coil of relay R1 is in series with one Contact K5 on mains voltage. The contact K5 is controlled by a timer Sch.

Bei Beginn der Niedertarifzeit schaltet die Schaltuhr Sch über den Kontakt K5 das Relais R1 ein, so daß der Kontakt r1 geschlossen wird. Das Einschalten des Kontaktes r1 erfolgt zum Zeitpunkt t0 (siehe Fig. 2). Damit wird die Betriebsspannung UB eingeschaltet und gleichzeitig das Relais R4 erregt, das seinen Kontakt r4 schließt. Der Zeitgeber Z beginnt zu arbeiten. Die Taktimpulse, deren Periodendauer durch das RC-Glied festgelegt ist, werden den im Zeitgeber vorgesehenen Zählstufen mit festem Teilerverhältnis, die in diesem Falle als Zeitvervielfacher arbeiten, zugeführt. Steuer-Flip-Flops- im Zeitgeber bedienen die Ausgangsrelais R2, R3, R4 anzugs- oder abfallverzögert. Die eingestellten Zeiten lassen sich bei Verwendung von handelsüblichen Kondensatoren mit hohen Zeitkonstanten im Zeitgeber genügend genau reproduzieren.At the start of the low tariff period, the timer Sch switches over the Contact K5 switches on relay R1 so that contact r1 is closed. Switching on of contact r1 takes place at time t0 (see FIG. 2). This is the operating voltage UB switched on and at the same time energized relay R4, which closes its contact r4. The timer Z starts to work. The clock pulses whose period duration is through the RC element is fixed, the counting stages provided in the timer are included fixed division ratio, which in this case work as a time multiplier. Control flip-flops in the timer operate the output relays R2, R3, R4 pull-in or delayed release. The set times can be changed using standard Reproduce capacitors with high time constants in the timer with sufficient accuracy.

Zur Zeit t1, was einer Betriebszeit von 6 Stunden im Ausführungsbeispiel entspricht, wird vom Zeitgeber Z das Relais R2 erregt, das seinen Kontakt r2 schließt und damit einen Selbsthaltekreis parallel zu r1 herstellt. Der Schaltuhrkontakt K5 wird im allgemeinen 8 Stunden nach-Einschaltung wieder ausgeschaltet, so daß der Kontakt r1 öffnet, was aber auf den Betrieb des Zeitgliedes keinen Einfluß hat, da die Kontakte der Selbsthaltung r2, r4 geschlossen sind. Nach 10stündiger Betriebszeit zum Zeitpunkt t2 wird Relais R3 erregt, das seinen Kontakt r3 umschaltet. Dadurch wird eine nicht näher dargestellte Funktion für die Aufladesteuerung ausgelöst. Das Zeitglied kehrt in den Ursprungszustand nach 22 Stunden zum Zeitpunkt t3 zurück, wenn vom Zeitgeber Z das Relais R4 zum Abfallen gebracht wird, so daß der Kontakt r4 öffnet, wodurch die Betriebs spannung UB abgeschaltet ist und somit die anderen Relais R2 und R3 in die ursprüngliche Lage zurückkehren, d. h. der Kontakt r2 öffnet und der Kontakt r3 wieder zurückschaltet.At time t1, which corresponds to an operating time of 6 hours in the exemplary embodiment corresponds, the relay R2 is energized by the timer Z, which closes its contact r2 and thus creates a self-holding circuit parallel to r1. The timer contact K5 is generally switched off again 8 hours after switching on, so that the contact r1 opens, but this has no effect on the operation of the timer, since the contacts of the self-holding r2, r4 are closed. After 10 hours of operation at time t2 relay R3 is energized, which switches over its contact r3. Through this becomes a not shown Function for charge control triggered. The timer returns to its original state after 22 hours at the time t3 back when the relay R4 is made to drop by the timer Z, so that the contact r4 opens, whereby the operating voltage UB is switched off and thus the other relays R2 and R3 return to their original position, d. H. the contact r2 opens and contact r3 switches back again.

Die Pufferbatterie B wird bei normalem Betriebszustand über den Widerstand R ständig aufgeladen. Sie tritt bei Netzspannungsausfall in Tätigkeit md liefert über Diode D die Versorgungsspannung.The backup battery B is in normal operating condition via the resistor R constantly charged. It comes into operation in the event of a power failure and supplies the supply voltage via diode D.

Das erfindungsgemäße Zeitglied ist besonders vorteilhaft, weil es, wenn die Schaltglieder ebenfalls in Halbleiterbauelementen wie z. B. Thyristoren ausgeführt werden, keinem Verschleiß unterliegt. Durch entsprechende Wahl des ansteuernden RC-Gliedes oder durch Wahl beliebig vieler Zählstufen und Ausgänge sind die Zeiten beliebig variierbar. Es ist auch die Verwirklichung repetierender Vorgänge, die sich in bestimmten Intervallen automatisch wiederholen, möglich.The timing element according to the invention is particularly advantageous because it if the switching elements are also used in semiconductor components such. B. Thyristors are not subject to wear and tear. By appropriate choice of the controlling RC element or by selecting any number of counting levels and outputs are the times freely variable. It is also the accomplishment of repetitive processes that repeat themselves automatically at certain intervals, possible.

5 Seiten Beschreibung 5 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnung mit 2 Fig.5 pages description 5 claims 1 sheet of drawing with 2 fig.

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1.)Zeitglied für Aufladesteuereinrichtungen von Wärmesp zu speicheröfen zur Erzeugung von der Ein-Aus- und Umschaltung von Steuerelementen dienenden Zeitfunktionen, gekennzeichnet durch einen an sich bekannten als integrierter Schaltkreis aufgebauten Zeitgeber (Z) in Form eines mehrstufigen Frequenzteilers in Serie geschaltet, dessen Zeitverzögerung durch einen Widerstand CRA, R), einen Kondensator (C) und seiner Stufenzahl bestimmt ist und dessen Ausgänge der Anzahl der gewünschten Zeitfunktionen entsprechend belegt sind. 1.) Timing element for charging control devices from heat storage to storage ovens for the generation of the on-off and switchover of control elements serving time functions, characterized by an integrated circuit known per se Timer (Z) in the form of a multi-stage frequency divider connected in series, its Time delay through a resistor CRA, R), a capacitor (C) and its The number of stages is determined and its outputs the number of desired time functions are occupied accordingly. 2. Zeitglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einschaltung der Betriebsspannung (UB) ein über einen Schaltuhrkontakt (ems) oder durch Rundsteuerbefehl erregbares Einschaltrelais vorgesehen ist und weitere an verschiedenen zu unterschiedlichen Zeiten aktivierten Ausgängen liegende Relais (R2, R3, R4) zur Selbsthaltung der Betriebsspannung zur Umschaltung freier, den Aufladevorgang beeinflussender Kontakte und zur Rückstellung angeordnet sind. 2. Timing element according to claim 1, characterized in that for switching on the operating voltage (UB) on via a timer contact (ems) or by means of a ripple control command Excitable switch-on relay is provided and more at different to different The relays (R2, R3, R4) that are located when the outputs are activated Self-holding the operating voltage for switching more freely, influencing the charging process Contacts and are arranged to reset. 3. Zeitglied nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem die Betriebsspannung (UB) schaltenden Kontakt (r1) des Einschaltrelais (R1) zwei in Reihe liegende Kontakte (r2, r4) eines Selbsthalte- und Ausschaltrelais (R2, R4) parallelgeschaltet sind.3. Timing element according to claim 1 and 2, characterized in that the the operating voltage (UB) switching contact (r1) of the switch-on relay (R1) two Contacts in series (r2, r4) of a latching and disconnecting relay (R2, R4) are connected in parallel. 4. Zeitglied nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Netz entnommene gleichgerichtete Betriebsspannung (UB) durch eine Zusatzbatterie (B) gepuffert ist.4. timing element according to claim 1 to 3, characterized in that the Rectified operating voltage (UB) taken from the network by an additional battery (B) is buffered. 5. Zeitglied nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Relais mit Halbleiterbauelementen (Thyristoren o. ä.) ausgeführt sind.5. timing element according to claim 1 to 4, characterized in that the Relays with semiconductor components (thyristors, etc.) are designed. L e e r s e i t eL e r s e i t e