-
Schaltungsanordnung zur Anzeige von Widerstandsänderungen mittels
eines Differenzrelais Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Anzeig,- von Widerstandsänderungen
mittels eines Differenzrelais mit zwei Wicklungen, an die je ein auf seinen Widerstandswert
hin zu überwachender "Zweipol angeschaltet wird. Derartige Cberwachungseinrichtungen
werden beispielsweise in Sicher'heits-und Alarmanlagen angewandt, hei denen die
Zweipole durch Sc4hleifenleitungen gebildet werden, in die widerstandsgeschützte
Melder eingeschaltet sind. Wird einer der Melder ausgelöst oder auf irgendeine andere
Art der Widerstand der betreffenden Schleifenleitung geändert, so wird das Gleichgewicht
zwischen den beiden Wicklungen des Differenzrelais gestört, so daß es anspricht
und eine Alarmgabe einleitet. Der am Differenzrelais ' erzielbare Kontaktdruck und
damit die Sicherheit einer Alarmauslösung hängt von dier Größe der Differenz der
die beiden Teilwicklungen durchfließenden Ströme ab. Diese Differenz wiederum ist
al}hängig von der Größe der Widerstandsänderung:n, die an irgendeinem Punkt der
Schleife verursacht wurden. Ist diese Widerstandsänderung nur gering, so kann es
vorkommen, daß der Kontaktdruck am Differenzrelais nicht ausreicht, um ein Folgerelais
einwandfrei und ohne Schädigung des empfindlichen Differenzrelaiskontaktes zu schalten.
-
Eine Verstärkung des geringen Anfangsdrucks des Differenzrelaiskontaktes
auch bei kleinen und unbedeutenden Widerstandsänderungen in einer der Melderschleifen
läßt sich gemäß der Erfindung dadurch erreichen, daß bei einer Erregung des
Differenzrelais
ein über dessen eigenen Kontakt verlaufender Nebensdhlußkreis zu der relativ schwächer
erregten Wicklung gebildet wird. Durch diesen Nebensohlußkreis wird das auf den
Relaisanker einwirkende magnetische Gegenfeld infolge Stromschwächung in der es
verursachenden Wicklung geschwächt, so daß ein starker Kontaktdruck zustande kommt,
der wiederum den Nebenschluß noch vollkommener macht. Der Nehenschlußkreis besteht
aus einem mit einem Einweggleichrichter. in Reihe liegenden, stark stromäbhängigen
Widerstand, der zweckmäßigerweise durch eine Metallfadenglühlampe gebildet wird.
Diese Metallfadenglühlampe hat die Aufgabe, den Strom bei Kurzsdhluß einer Schleife
auf ein dem Kontakt und dem Gleichrichter zuträgliches Maß zu begrenzen. Eine weitere
Schonung dieses empfindlichen Kontaktes läßt sich durch Folgerelais erreichen, die
die eingeleiteten Schaltvorgänge überneihmen und den Differenzrelais'kontaakt stromlos
abschalten. Dadurch kann auch ein einziger kurzer Impuls infolge einer nur kurzzeitigen
Widerstandsänderung der zu überwachenden Schleifen festgehalten und ausgewertet
werden.
-
Inder Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung im Rahmen
einer Sicherheits- und@Alarmanlage dargestellt. Diese besteht aus der Zentrale Z,
den Melderschleifen MI, M II, 31111, M IV,
M V, M VI und den Alarmschleifen
A I, A 1I. Die Melderschleifen I, II und III, die dem linken Leitungszweig zugeteilt
sind, sind untereinander parallel geschaltet, während die Melderschleifen IV, V,
VI, die dem rechten Leitungszweig zugeteilt sind, hintereinandergeschaltet werden.
Entsprechend dieser Anordnung wird durch Betätigung eines Melderkontaktes in einer
der Schleifen I, 1I, III der gesamte Widerstand des diese Schleifen enthaltenden
Leitungszweiges kurzgeschlossen. Wird dagegen ein Melder der Schleifen IV, V, VI
betätigt, so wird durch den Melder- oder Sicherheitskontakt dieser Leitungszweig
völlig unterbrochen. Auf diese Weise entstAt eine größtmögliche Ungleichheit bei
Betätigung irgendeines Melders zwischen den die beiden Leitungszweige durchfließenden
Strömen. Jedem Melderkontakt ist ein parallel geschalteter bzw. in Reihe geschalteter
Widerstand beigegeben, so daß eine Überbrückung eines Melders entweder vor oder
nach der zwangsläufigen Betätigung des Melderkontaktes zu einer einen Alarm auslösenden
Widerstandsänderung führt. Punkte gleichen Potentials, die überbrückt werden könnten,
um einen Teil der Melderschleifen außer Betrieb zu setzen, liegen sieh bei dieser
Anordnung nicht gegenüber. Auch Punkte, die noch vor den eigentlichen Schleifen
liegen, weisen bereits einen Potentialunterschied auf, da in einem der Leitungszweige
in der Zentrale ein Widerstand PWi gelegt ist, der an den Ausgangsklemmen eine Potentialverschiebung
bewirkt. Eine Überbrückung der Ausgangsklemmen, um die gesamte Anlage außer Betrieb
zu setzen, würde daher einen Alarm auslösen.
-
Mit in die die Melderschleifen enthaltenden Leitungszweige sind auch
die Alarmschleifen All-II gelegt, die ruhestromüberwachte Signal geräte enthalten.
Ein Ausfall eines dieser Alarm geräte löst damit ebenfalls einen Alarm aus. Di die
in diesen Schleifen enthaltenen Alarmgeräte verhältnismäßig niederohmig sind, sind
sie in beider Leitungszweigen mit den übrigen Melderschleifer in Reihe geschaltet.
Das Auffinden zweier potentialgleicher Punkte innerhalb der Alarmschleifen wird
dadurch unmöglich gemacht, daß in beiden Leitungszweigen eine gegeneinander versetzte
Anordnung der Alarmschleifen getroffen wurde, Irgendwelche Widerstandsänderungen
in den einzelnen Meldern oder Alarmschleifen werden durch das Differenzrelais D
in der Zentrale ausgewertet. Dieses Relais, das bereits auf einen ganz geringen
Differenzstrom anspricht, besitzt zwei windungs-und nahezu widerstandssymmetrische
Wicklungen. Die die einzelnen Melderschleifen enthaltenden Leitungszweige sind den
Wicklungen dieses Relais vorgeschaltet. Im abgeglichenen Zustand sind die beiden
je eine Wicklung des Relais durchfließenden Teilströme gleich groß, so daß sie sich
gegenseitig aufheben und auf den Anker des Relais kein auslenkendes Magnetfeld wirksam
werden kann. Spricht das Relais auf Grund einer Widerstandsänderung in einer der
Schleifen an, so wird dadurch unter Zwischenschaltung der Relais A, B und
Ha eine Meldung nach dem Hauptmelder H durchgegeben.
-
Die Zahl und Art der zu überwachenden Objekte ist je nach der Tageszeit
verschieden. Während des Tages sind bestimmte Räume, beispielsweise Tresore usw.,
zu überwachen, während bei Nacht das gesamte Gebäude überwacht werden muß. Es ist
deshalb in der Zentrale ein Wahlschalter T-N vorgesehen, der die Anlage auf Tag-
und Nachtschaltung umsteuern kann. Die gewünschten Schleifen werden durch die Schalter
SI, SII, SIII und SIV in Betrieb genommen. Damit bei Außerbetriebsetzen einer Schleife
durch Betätigung des entsprechenden Schleifenschalters S der Abgleich zwischen den
Leitungszweigen nicht gestört wird, wird durch den betreffenden Schleifenschalter
an Stelle dieser Schleife ein äquivalenter Widerstand in den Leitungszweig eingeschaltet.
Bei Inbetriebnahme einer oder mehrerer der Schleifen werden umgekehrt die Ersatzwiderstände
durch die Schleifenleitungen selbst ersetzt. Um Unbefugten das Betreten der Zentrale
zu erschweren, weist die Zentralentür einen Türkontakt TK und eine Schloßsicherung
SK auf, die nur durch einen ganz bestimmten Schlüssel entsperrt werden kann.
-
Während am Tage die Scharfschaltung der Anlage durch Abschließen der
Zentralentür geschieht, kann bei Nacht je nach den Erfordernissen die Scharfschaltung
ebenfalls bereits nach Schließen der Zentralentür oder erst nach der Betätigung
eines Blockschlosses BS erfolgen; das an der beim Verlassen des zu überwachenden
Gebäudes zuletzt zu verschließenden Ausgangstür angebracht ist. Im ersten Fall wird
durch Schließen dieser Tür lediglich ein an ihr angebrachter widerstandsgeschützter
Melder noch zusätzlich eingeschleift, während im
zweiten Fall außer
der Anschaltung des Türkontaktes auch noch die in der Zentrale nur vorbereitete
Umschaltung vom Tages- auf den Nachtzustand vollendet wird. Kennzeichnend für den
Tagzustand ist die Erregung des Relais Q, das bei der Nachtschaltung abgefallen
ist. Die Steuerung dieses Relais erfolgt dabei lediglich durch das Öffnen oder Schließen
des Blockschlosses.
-
Die einzelnen Schaltvorgänge bei den verschiedenen Betriebszuständen
sind folgende: t. Einschalten der Anlage. Es sei angenommen, daß durch Öffnen der
Blockschloßtür das Relais Q in einer noch später zu beschreibenden Weise angezogen
bat. Beien Öffnen der Zentralentür werden die Schloßsicherungskontakte SK und die
Türkontakte TK umgelegt. Die letzteren gehen dabei in ihre ausgezogen gezeichnete
Stellung über. Durch Druck auf die Taste An wird das Kontrollrelais K angeworfen.
-
+, SK i, N2 T i, AH 3, K, -
Mit (lern Kontakt
k 3 hält sich dieses Relais selbst und legt das Pluspotential unmittelbar an die
Differenzschaltung. Sind beide Leitungszweige in ordnungsgem'ißetn Zustand, so werden
beide Teilwicklungen des Differenzrelais D von gleichen Strömen durchflossen, so
daß es zu keiner Kontaktgabe durch den Kontakt d kommen kann. Die Melderzweige sind
alarmbereit. Bis zur Betätigung des Wahlschalters N-T und Schärfung der Anlage durch
Schließen der Zentralentür und Betätigung des Schaltschlosses SK bei Tag und der
eventuellen zusätzlichen Betätigung des Blockschlosses BS bei Nacht wird jedoch
noch eine Alarmgabe und eine Auslösung des Hauptmelders H verhindert.
-
2. Prüfen. In dieser Stellung des Wahlschalters, d. 'h. bei nicht
umgelegtem T- und _V-Schalter, können die einzelnen Melder auf Alarmgabe geprüft
werden. Bei einer Widerstandsänderung in den Schleifen und der dadurch bedingten
Störung des Gleichgewiohtes zwischen den beiden Wicklungen des Relais D wird über
den umgelegten Kontakt d das Relais A zum Ansprechen gebracht. Gleichzeitig entsteht
über den Gleichrichter GI und den Lampenwiderstand BWi i bzw. BWi2
ein Nebenschluß zu der schwächer durchflossenen Wicklung des Differenzrelais D.
Dadurch wird das auf den gemeinsamen Anker einwirkende Gegenfeld weiter geschwächt,
was wiederum einen stärkeren Kontakt mit sich bringt, der den Nebenschluß noch vollkommener
macht und zu einem zum Durchziehen des Relais A ausreichenden Kontaktdruck führt.
Das ansprechende Relais A übernimmt mit den Kontakten a 2 und a 6
unter gleichzeitiger Selbsthaltung die Stromzuführung zu den Schleifen, so daß sofort
nach dem Ansprechen der empfindliche Kontakt des Differenzrelais D entlastet wird
und funkenfrei abgeschaltet werden kann. Die Abschaltung des Kontaktes übernehmen
die Kontakte b 2 und 1,6 des Relais B, das mit dem Kontakt a4 angeworfen
wurde und sich über den Kontakt b,9 selbst hält. Das Relais A wird durch
Kurzschluß infolge Umlegung der Kontakte b 2 und b 6 aberregt. Der Kontakt b 3 schließt
das Relais K kurz, welches abfällt und über den Kontakt k 6 die einen Probealarm
anzeigende Kontrollampe KL zum Aufleuchten bringt.
-
3. Scharfschalten bei Tag. Nach einer Prüfung der Alarmbereitschaft
der einzelnen Schleifen muß j durch Druck der Taste An das Relais
K wieder angeworfen werden. Es spielen sich dabei dieselben Schaltvorgänge
ab, wie sie bei der Beschreibung der Einschaltung der Anlage dargestellt wurden.
Durch den Kontakt An 2 wird das Relais B kurzgeschlossen und damit
abgeworfen. Nach der Anschaltung der bei Tage zu überwachenden Schleifen mit Hilfe
der entsprechenden Schleifenschalter SI, SH, SIII und SIV muß der
Wahlschalter auf Tag gestellt werden. Dabei kommt die Kontrollampe KL zum Aufleuchten.
-
+, SK i, N2, T 2, TK i, KL, -.
-
Die rote Störungslampe STL darf dabei jedoch nicht aufleuchten, da
andernfalls eine Störung in der Blockschloßleitung vorliegt. In diesem Fall ist
nämlich das-Relais Q abgefallen und hat mit q4
die Störungslampe eingeschaltet.
Nach Schließen der Zentralentür ertönt bis zur Betätigung des Schaltschlosses der
Kontrollwecker KH'.
-
+, Sk i, N2, T2, TK i, KW,-.
-
%Iit dem ."£hschließen der Zentralentür und der damit verbundenen
Verriegelung des Schaltschlosses SK ist die Anlage scharf.
-
4. Alarmauslösung. Bei der Betätigung eines Melders in einer -der
Schleifen im scharfen Zustand der Anlage ändert sich die unter Prüfienbeschriebene
Schaltfolge derart ab, daß durch den Kontakt b,4 das l'elais Ha eingeschaltet
wird.
-
+, SK i, N 4, T,4, T K 4, b 4, k 4, Ha, -.
-
Das Relais Ha wirft mit seinem Kontakt ha4 das Relais K durch Kurzschluß
ab. Durch Umlegung des Kontaktes k 4 wird das Relais Ha seinerseits
wieder abgeschaltet. Das kurze Ansprechen des Relais Ha genügt, um mit den
Kontakten ha 2 und hab durch eine kurze UmpolungdenHauptmelder H auszulösen.
Über den Kontakt b4 werden noch zusätzliche, nicht ruhestromkontrollierte Alarmwecker
W angeschaltet. Die Alarmschleifen Al I
und .,111I werden über
den Schaltschloßkontakt SK2, den Türkontakt TK2 und den Tagkontakt T3 oder bei Nacht
über den Kontakt q2 und den Nachtkontakt A' 5 und den Kontakten k i, k 2
und k 5 an
volle Spannung gelegt.
-
5. Scharfschalten für die Nacht. Die Scharfschaltung für die Nacht
erfolgt sinngemäß wie für den Tagzustand, jedoch ist nach Öffnen der Zentralentür
.der Wahlschalter auf Nacht umzustellen. Soll die Anlage bereits beim Schließen
der Zentralentür scharfgeschaltet werden, so sind die Kontakte q i und
q 2 durch die gestrichelt gezeichneten Verbindungen zu überbrücken. Werden
diese Verbindungen weggelassen, so wird die Umschaltung vom Tageszustand auf den
Nachtzustand nicht schon beim Verlassen der Zentrale und der Verriegelung des Schaltschlosses
SK beendet, sondern erst nach Schließung der letzten, das Blockschloß BS enthaltenden
Tür. Diese Blockschloßtür ist widerstandsgeschützt, d. h. der durch sie betätigte
Kontakt
ATK (Melderschleife IV) ist mit einem Widerstand in Reihe geschaltet, so daß ein
einfaches Überbrücken dieses Widerstandes, um das Blockschloß unwirksam zu machen,
nicht zum Ziel führt und einen Alarm verursacht. Im Tageszustand ist der Einlaßkontakt
in der Blockschloßtür umgangen und der Leitungszweig über einen gleich großen Ersatzwiderstand
RWT und den nicht betätigten Nachtschalter N 3 direkt an die Schleife IV angelegt.
Nach der Umlegung des Nachtschalters und der Verriegelung des SchaltscMosses SK
ertönt der Kontrollwecker weiter, da er über den Kontakt N 4 und den umgelegten
Kontakt q i weiterhin Pluspotential erhält. Mit ihm leuchtet an der Blockschloßtür
eine Lampe TL auf, die über den Kontakt N 7 angeschaltet wurde. Wird die
Blockschloßtür geschlossen, so gehen die durch sie betätigten Kontakte R i, R 2
und R 3 in die gezeichnete Stellung über. Die Kontakte R i, R2 und R3 sind Folgekontakte,
so daß der Kontakt R i erst öffnet, wenn die Kontakte R2 und R3 betätigt sind. Über
den Kontakt R3 spricht zunächst das Relais P über seine Wicklung i an -, R 3, P
I, q5, Q I, Hall, -@- .
-
Mit dem Kontakt p 5 wird die zweite Wicklung des Relais Q eingeschaltet,
-. R3, QII, p5, N7, q i, N4, SK i, -@. Diese Wicklung ist der Wicklung
i des Relais Q entgegengewickelt, so daß dieses Relais abfällt. Die Kontakte
q 5 und q 6 schalten das Relais P ab, das nun auch über seine zweite
Wicklung II infolge .des bereits geöffneten Kontaktes R i nicht mehr ansprechen
'kann. Der Kontakt q i unterbricht den Strom für den Kontrollwerker KW und
vollendet die Umschaltung von Tag auf Nacht. Durch das kurzzeitige Ansprechen des
Relais P wird mit dem Kontakt p 6 für die Dauer der Umschaltung des Relais Q :die
Differenzschaltung neutralisiert, damit die durch den Kontakt q 3 erfolgende Einschaltung
des widerstandsgeschützten Einlaßkontaktes zu keinem Fehlalarm führen kann. Die
Einrichtungen des Blockschlosses befinden sich nun in der in der Zeichnung dargestellten
Stellung. Eine Störung im Blockschloß, wie sie durch Überbrückung der Anschlußklemmen
hervorgerufen werden kann, bringt eine Dauererregung des Relais P mit sich. In diesem
Fall schaltet der Kontakt p4 das Thermorelais Th an, das mit seinem Kontakt th Pluspotential
an das Relais B anlegt. Wie bei einer Alarmauslösung beschrieben, wird dadurch das
Relais Ha zum Ansprechen gebracht und ein Alarm ausgesendet. Die mit der
ersten Wicklung des Relais Q in Reihe liegende zweite Wicklung des Relais
Ha spricht auf durch Überbrücken der Blockschloßleitung verursachte Stromverstärkung
an.
-
6. Umschaltung von Nacht- auf Tagesschaltung. Soll die Anlage wieder
in ihren Tagzustand zurückgeführt werden, so wird zunächst das $lockschloß geöffnet.
Dabei werden die Folgekontakte R i, R2 und R 3 in dieser Reihenfolge betätigt. Mit
dem Schließen des Kontaktes R i spricht das Relais P über seine zweite Wicklung
an. Der Kontakt p i bringt zusammen mit dem Kontakt p 2 und dem umgelegten Kontakt
R 3 .das Relais Q über seine erste Wicklung zum Ansprechen, wodurch der Tagzustand
gekennzeichnet wird. Das Relais Q legt seine Kontakte q 5 und q 6 um,
so daß das Relais P abfällt, während sich das Relais Q über diese Kontakte selbst
hält. Für die Dauer der Umschaltung wird wieder durch das Relais P über den Kontakt
p3 die Differenzschaltung neutralisiert. Die weiteren Schaltvorgänge sind nun dieselben,
wie sie einleitend bei der Beschreibung der Einschaltung der Anlage dargestellt
wurden.
-
Damit die Blodkschloßtür nur geschlossen werden kann, wenn eine oder
mehrere der Schleifen eingeschaltet wurden, die Nachtschaltung durch Umlegen des
Wablschalters durchgeführt ist und, die Zentralentür unter Verriegelung des Schaltschlosses
SK .geschlossen ist, ist im Blockschloß ein Sperrmagnet Sp vorgesehen, der nach
Einstecken des Schlüssels dann zum Ansprechen kommt, wenn eine dieser Maßnahmen
unterlassen wurde. Er verhindert dann ein Abschließen der Blockscbloßtür und damit
eine Aberregung der Türlampe und des noch alarmgebenden Kontrollweckers.