DE754573C - Zeitrelais - Google Patents
ZeitrelaisInfo
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- DE754573C DE754573C DEI56725D DEI0056725D DE754573C DE 754573 C DE754573 C DE 754573C DE I56725 D DEI56725 D DE I56725D DE I0056725 D DEI0056725 D DE I0056725D DE 754573 C DE754573 C DE 754573C
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
- H04M19/00—Current supply arrangements for telephone systems
- H04M19/02—Current supply arrangements for telephone systems providing ringing current or supervisory tones, e.g. dialling tone or busy tone
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
- H01H47/02—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay
- H01H47/18—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for modifying the operation of the relay for introducing delay in the operation of the relay
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Relay Circuits (AREA)
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
- Keying Circuit Devices (AREA)
Description
-^u Γ υ-
AUSGEGEBEN AÄI 26. OKTOBER 1953
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
KLASSE 21g GRUPPE 4οι
J 56725 VIII c 121 g
Bent Bulow Jacobsen, London
ist als Erfinder genannt worden
Zeitrelais
Die Erfindung bezieht sich auf Zeitschaltvorrichtungen,
die mit Relais und Kondensatoren arbeiten.
Bei derartigen elektrischen Zeitschaltvorrichtungen kann die erzielbare Verzögerungszeit proportional
mit der angelegten Spannung und mit der verfügbaren Kapazität vergrößert werden,
aber im allgemeinen sind diese beiden Größen aus Kosten- und Sicherheitsgründen begrenzt.
Die Erfindung setzt sich zur Aufgabe, die erzielbare Verzögerungszeit ohne Erhöhung der
angelegten Spannung bzw. ohne Erhöhung der Kapazität des Kondensators zu vergrößern und
die Stabilität der Verzögerung zu verbessern.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die Spannung der Kondensatorspannungsquelle
zuerst in der einen und dann zumindest zu einem großen Teil in der anderen Richtung durchlaufen wird, bis das Relais zur
Wirkung kommt. Die erzielte Verzögerung entspricht somit der Summe aus der Lade- und Entladezeit
des Kondensators. Die Verzögerung kann durch eine Kondensatorentladung und eine darauffolgende Kondensatorladung oder umgekehrt durch eine Kondensatorladung und eine
darauffolgende Entladung herbeigeführt werden, wobei die wirksamen Spannungen, bei denen der
Kondensator geladen oder entladen wird, verschieden sein können.
Es ist wohl bekannt, eine Verzögerungswirkung dadurch zu erzielen, daß der Gitterkondensator
einer Elektronenentladungsröhre, der am Anfang des Vorgangs negativ geladen war, während
der Verzögerungszeit positiv geladen wird.
Dabei hat man aber nicht eine Ladebatterie umgepolt,
sondern mit Hilfe zweier Batterien die Spannung am Kondensator und am Gitter in einer einzigen Richtung so lange verschoben,
bis der Anodenstrom einen bestimmten Betrag erreicht hat. Für die Erfindung hingegen ist es
wesentlich, daß mit Hilfe einer Umpolung die Spannung der vorhandenen Batterie zweimal
durchlaufen wird. Dadurch wird die Verzögerungszeit doppelt so groß, als sie sonst wäre.
Ein Positivladen eines Gitterkondensators von einem negativen Zustand ausgehend bedeutet
stets nur eine einseitige Verschiebung des Arbeitspunktes auf der Kennlinie, die es nicht
ermöglicht, das Spannungsintervall einer vorgegebenen Batterie doppelt auszunutzen.
Fig. ι zeigt die beste Schaltung, die man bisher
zur Erzielung langer (in der Größenordnung von Sekunden) liegender Verzögerungen mittels
Relais und Kondensatoren kannte. In dieser Schaltung wird die Verzögerung durch den langsamen
Abfall des Relais erzielt.
Fig. 2 zeigt, wie die Schaltung nach Abb. 1 gemäß der vorliegenden Erfindung geändert
werden kann, um eine größere Verzögerungszeit zu erhalten, ohne die angelegte Spannung oder
die Kapazität des Kondensators ändern zu müssen.
Der Widerstand Ra und der kleine Kondensator SQ von 2 nF dienen dazu, um Relais^
geräusche in der 130-Volt-Batterie zu verhindern.
Fig. 3 zeigt eine andere bekannte elektrische
Zeitschalteinrichtung, bei der die Verzögerung durch das langsame Ansprechen des Relais gegeben
ist.
Fig. 4 zeigt eine Abänderung der in Abb. 3 dargestellten Schaltung, durch die sich eine
Erhöhung der Verzögerung und der Stabilität erreichen läßt.
Fig. 5 zeigt eine Abänderung der in Abb. 4 dargestellten Schaltung.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Schaltung wird Relais B erregt und erregt gehalten, wenn die
Kontakte α geschlossen werden; das ist der
Ruhezustand der Schaltung. Werden die Kontakte α wieder geöffnet, so wird der Kondensator
CR, der bis dahin kurzgeschlossen war, auf das Potential der Batterie V aufgeladen,
und das Relais B bleibt während der Ladezeit des Kondensators im angesprochenen Zustand.
Der Widerstand R 3 hat die Aufgabe, den über a fließenden Strom bei der Entladung des Kondensators
zu begrenzen. Die Verzögerungszeit kann
proportional mit der angelegten Spannung P und der Kapazität c des Kondensators vergrößert
worden, aber für gewöhnlich sind diese beiden Größen aus Kosten- und Sicherheitsgründen
begrenzt.
Die größte mit dieser Schaltung erzielbare Verzögerung ist c · R, worin c die Kapazität des
Kondensators und R der gesamte Kreiswiderstand ist, und diese Verzögerung wird erreicht,
wenn R einen solchen Wert hat, daß der anfängliche Ladestrom e-mal so· groß ist wie der
Abfallstrom (worin e die Basis der natürlichen Logarithmen ist),
Fig. 2 ist eine Signalempfangsschaltung, in der das Signal auf eine lange Schließung der Kontakte
x, die langer als 5 Sekunden dauert, eingeschaltet und auf eine Öffnung der Kontakte x,
die langer als 3 Sekunden dauert, wieder ausgeschaltet wird. Für gewöhnlich ist das Relais B
auf folgendem Wege erregt:
Erde, b x, B, as, Widerstand Ra von 6000 Ohm,
130-Volt-Batterie.
Parallel zu Relais B wird der Kondensator CR geladen, und zwar auf folgendem Wege:
Erde, α 2, CR, Widerstand Rc von 4000 Ohm,
«3, Ra, 130-Volt-Batterie.
Wenn die Kontakte χ geschlossen werden, spricht Relais A über die 24-Volt-Batterie an
und betätigt seine Kontakte. Das Öffnen der Kontakte «3 unterbricht den Haltestromkreis
von Relais B, das Öffnen der Kontakte «2 unterbricht den Ladestromkreis des Kondensators Ci?
von 32/iF.
Der Kondensator CR, der auf eine Spannung von 130 Volt aufgeladen worden ist, ist nun mit
der 130-Volt-Batterie in Reihe geschaltet:
130-Volt-Batterie, Rb, CR, Rc, B, bx, Erde, und der Kondensator CR, der in beiden Richtungen
polarisiert werden kann, entlädt sich jetzt über das Relais B und lädt sich dann in
entgegengesetzter Richtung auf. Der Stromkreis, durch den die Verzögerung erzielt wird,
hat also ursprünglich eine EMK von 260 Volt, d. h. das Doppelte der Spannung der Batterie
oder einer anderen Stromquelle. Relais B wird gehalten, bis der Ladestrom für den Kondensator
CR unter die Haltestromstärke des Re- 10c lais B gesunken ist.
Wenn die Kontakte χ nicht 5 Sekunden lang geschlossen gehalten werden, so schließen die
Kontakte a 3.und a 2 wieder, bevor B zum Abfall
gekommen ist, so daß Relais B gehalten 10=
bleibt.
Bleiben jedoch die Kontakte χ langer als
5 Sekunden geschlossen, so kommt Relais B zum Abfall, und am Ende des Signals fällt auch
Relais A ab. Die erzielte Verzögerung entspricht nc der Summe aus der Lade- und Entladezeit des
Kondensators. Zur Erregung des Relais C wird jetzt folgender Stromkreis hergestellt:
Erde, dx, C, 62, «3, Ra, 130-Volt-Batterie.
Die Schließung der Kontakte «2 bringt den Kondensator CR über Relais b zur Entladung
und danach zur Wiederaufladung in der ursprünglichen Richtung über Ra, «3. Über die
abgefallenen Kontakte b 1 und die geschlossenen Kontakte C3 spricht das im Ansprechen vorzögerte
Relais D mit Hilfe der 24-Volt-Batterie an und hält sich überd2, bx. Die Kontakte dx
werden umgelegt, aber Relais C wird über die Kontakte c 2 gehalten. Relais A wird jetzt über
seine untere Wicklung ei und dz erregt. Die
Kontakte a 2 öffnen den Stromkreis für die Ladung des Kondensators CR, der infolge des
langsamen Anzugs des Relais D genug Zeit hatte, sich voll aufzuladen, z. B. 50 ms.
Der Erregerstromkreis für Relais C wird jetzt geöffnet und dafür ein Stromkreis für seinen
langsamen Abfall geschlossen:
130-Volt-Batterie, Rb, Kondensator Ci?, Rc,
Ö2, C, C2, Erde.
An diesem Stromkreis liegt ursprünglich eine Spannungsdifferenz von 260 Volt infolge der
Batterie und des Kondensators CR; Kondensator CR entlädt sich über diesen Stromkreis
und lädt sich dann, wie beschrieben, in der entgegengesetzten
Richtung auf eine Spannung von 130 Volt wieder auf. Relais C fällt erst ab, wenn
der Ladestrom des Kondensators CR unter die Haltestromstärke des Relais C sinkt.
Werden die Kontakte χ von neuem geschlossen,
bevor Relais C abgefallen ist, so wird Relais A über seine beiden in entgegengesetztem
Sinne gewickelten Wicklungen erregt, und das Relais kommt daher zum Abfall; dabei stellt es
den ursprünglichen Ansprechstromkreis für Relais C und den ursprünglichen Ladestromkreis
für Kondensator CR wieder her. Die Lampe 5 wird über al, ei, dz zum Brennen gebracht.
Durch abwechselndes Schließen und Öffnen kann die Lampe zum Flackern gebracht werden,
vorausgesetzt, daß die Kontakte χ jeweils nicht langer als 3 Sekunden geöffnet sind.
Wenn schließlich die Kontakte χ langer als
3 Sekunden offen bleiben, fällt das Relais C ab und danach das Relais A, da beide Wicklungen
des Relais A jetzt stromlos sind. Jetzt wird Relais B erregt:
Erde, dz, ei, B1 «3, Ra, 130-Volt-Batterie.
Relais B hält sich über die Kontakte b z, durch
welche Relais D zum Abfall gebracht Wird, und
die Schaltung ist wieder in ihrem ursprünglichen Zustand.
Fig. 3 zeigt die Schaltung, die man gewöhnlich
benutzt, um eine Verzögerung durch das langsame Ansprechen eines Relais zu erzielen. Wenn
der Kontakt geschlossen wird, lädt sich der Kondensator CR auf, bis die Anzugsspannung
für Relais B erreicht wird, welches danach zum Ansprechen kommt. Die Zeitkonstante für die
Ladung des Kondensators CR ist
worin c die Kapazität des Kondensators CR, R1
ein Widerstand, der in Reihe liegt, und R2 der Widerstand des Relais B ist. Zur Erzielung der
größtmöglichen Verzögerung wird Rz gleich Rz
gemacht, so daß die Zeitkonstante c wird.
Wenn das Relais bei Vo Volt anspricht und V Volt angelegt werden, so beträgt die Verzögerungszeit
V .
• R1 2 1 = C— ■ 2·3 " 10^tO -γ
SeC ·
Vo
In Fig. 4 ist in Reihe zu dem Relais B ein Gleichrichter RC geschaltet, und Relais und'
Gleichrichter sind zusammen parallel zu einem Kondensator CR gelegt. Ferner sind Kontakte
αϊ, «2 vorgesehen, welche die Richtung der an die Schaltung angelegten Potentiale zu ändern
gestatten. Für gewöhnlich sind die Potentiale so gerichtet, daß der Gleichrichter RC sich dem
Strom durch Relais B entgegenstellt und Kondensator Ci? geladen wird. Wenn die Kontakte
az, a2 umgelegt werden, wird der Stromkreis, durch den die Zeitverzögerung erzielt wird, hergestellt,
und dieser Stromkreis besitzt bei seiner ursprünglichen Schließung eine EMK von 2 V,
■worin V das Potential der Stromquelle ist. Auf die Schließung dieses Stromkreises hin wird Kondensator
CR über die Batterie entladen und in der entgegengesetzten Richtung aufgeladen. Die
Ansprechverzögerung für Relais B besteht daher
1. in der Zeit, die erforderlich ist, um CR in einen
Stromkreis von V Volt äußerer Spannung von dem Wert V auf den Wert 0 zu entladen, plus
2. der Zeit, die erforderlich ist, um CR in der entgegengesetzten Richtung von 0 auf Vo, der
Ansprechspannung von Relais B, aufzuladen. Die gesamte Zeitverzögerung entspricht daher
der Summe aus der Lade- und Entladezeit des Kondensators. Die neue Schaltung ergibt mehr
als die doppelte Verzögerung gegenüber der bekannten Schaltung, und gleichzeitig wird die
geringe Stabilität der Verzögerung, die durch Änderungen in der Spannungshöhe und der
Relaisjustierung entsteht, entsprechend verbessert. Wird von dem in Fig. 4 gezeigten
Gebilde eine besonders hohe Stabilität verlangt, so kann die Ansprechspannung des Relais B
verkleinert werden,. so daß die gesamte Verzögerungszeit hauptsächlich durch die unter r.
genannte Verzögerungszeit bestimmt wird. Das kann z. B. dadurch erreicht werden, daß man
durch Verringerung des Widerstandes des Relais B dieses Relais spannungsempfindlicher
macht. Die Grenze ist durch die Tatsache gegeben, daß der Gleichrichter kein idealer Gleichrichter
ist, der in der einen Richtung den Widerstand 0 und in der anderen Richtung die Leitfähigkeit
0 hat.
Ist hohe Stabilität nicht erforderlich, so ermöglicht die neue Schaltung Ersparnisse in der
Größe des Kondensators oder in der Größe der äußeren Spannung. .120
Eine für die Praxis wertvolle Abänderung der Schaltung nach Fig. 4 ist in Fig. 5 dargestellt.
Bei dieser Schaltung ist die äußere Spannung über den hohen Widerstand Rx dauernd angeschaltet,
wobei dieser Widerstand in zwei gleiche Teile aufgeteilt ist, während eine umgekehrte
Spannung normalerweise über einen kleinen Widerstand R4 und Ruhekontakte α ι, α 2 zugeführt
wird. Das Potential an den Kontakten α ι, az lädt den Kondensator CR auf, doch kann
über den Gleichrichter RC kein Strom fließen.
Wenn die Kontakte «1,(12 geöffnet werden,
entlädt sich der Kondensator CR und lädt sich dann in der entgegengesetzten Richtung auf.
Die Erfindung ist in Verbindung mit elektromagnetischen Schwachstromrelais mit Kontakten
beschrieben worden, aber sie kann ebensogut auf jede andere Art von Relais mit und ohne
Kontakte angewendet werden.
Claims (5)
1. Zeitrelais, das anspricht, sobald ein Kondensator durch Ladung oder Entladung
über einen Widerstand einen bestimmten Ladungszustand erreicht hat, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erreichung dieses Ladungszustandes die Spannung der Kondensatorspannungsquelle
zuerst in der einen Richtung und dann zumindest zu einem, großen Teil in der anderen Richtung durchlaufen
wird.
2. Zeitrelais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Relaiswicklung mit
' dem Kondensator in Serie geschaltet ist und die Abfallsverzögerung durch Umpolen der
Kondensatorspannung verlängert wird.
3. Zeitrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator parallel
mit der Relaiswicklung liegt und die Anzugsverzögerung durch Umpolen der Kondensatorspannung
verlängert wird.
4. Zeitrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator parallel
zu der Serienschaltung der Relaiswicklung mit einem Gleichrichter liegt (Fig. 4 und 5)
und die Polarität der die Relaiswicklung beeinflussenden Spannungsquelle vor der
Auslösung des zu verzögernden Signals so gewählt wird, daß zwar der Kondensator geladen wird, aber das Relais bei dieser
Polarität nicht anspricht, sa daß beim Umpolen der Spannung der Kondensator erst
entladen und dann durch die gleiche Spannungsquelle umgekehrt geladen wird, bevor
das Relais anspricht (Fig. 4 und 5).
5. Zeitrelais nach Anspruch 1, bei dem die Schaltung so ausgebildet ist, daß sie zunächst
auf ein Signal (Schließen der Kontakte x, Fig. 2) anspricht, dessen Länge größer ist als
eine bestimmte Verzögerungszeit und daraufhin auf ein zweites Signal (Öffnen der Kontakte
x) anspricht, dessen Länge ebenfalls größer ist als eine bestimmte Verzögerungszeit.
Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren
folgende Drackschriften in Betracht gezogen worden:
Deutsche Patentschrift Nr. 410790;
britische Patentschrift Nr. 227 887.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
O 5515 10.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB3606635A GB468222A (en) | 1935-12-31 | 1935-12-31 | Improvements in or relating to electromagnetic-relay time-delay circuits |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE754573C true DE754573C (de) | 1953-10-26 |
Family
ID=10384568
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEI56725D Expired DE754573C (de) | 1935-12-31 | 1936-12-25 | Zeitrelais |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE754573C (de) |
GB (1) | GB468222A (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3043218A (en) * | 1957-07-10 | 1962-07-10 | Agfa Ag Fa | Electro-magnetically operated imprinting device |
DE1169566B (de) * | 1960-10-22 | 1964-05-06 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Anordnung fuer Zeitschaltungen mit Relais |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB227887A (en) * | 1923-09-18 | 1925-01-19 | Automatic Telephone Mfg Co Ltd | Improvements in or relating to arrangements for operating electrical apparatus |
DE410790C (de) * | 1921-01-29 | 1925-03-21 | Norman Lea | Einrichtung zur Beeinflussung eines Ortsstromkreises vermittels einer Kondensatorentladung durch Spannungsaenderung des Kondensators von einem empfangenen Zeichenstrom aus |
-
1935
- 1935-12-31 GB GB3606635A patent/GB468222A/en not_active Expired
-
1936
- 1936-12-25 DE DEI56725D patent/DE754573C/de not_active Expired
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE410790C (de) * | 1921-01-29 | 1925-03-21 | Norman Lea | Einrichtung zur Beeinflussung eines Ortsstromkreises vermittels einer Kondensatorentladung durch Spannungsaenderung des Kondensators von einem empfangenen Zeichenstrom aus |
GB227887A (en) * | 1923-09-18 | 1925-01-19 | Automatic Telephone Mfg Co Ltd | Improvements in or relating to arrangements for operating electrical apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB468222A (en) | 1937-06-30 |
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