Resonanzrelais. Es ist vielfach vorgeschlagen worden, Resonanzrelais (Frequenzrelais mit abge stimmten mechanischen oder elektrischen Schwingungssystemen) zum Auslösen von Schaltvorgängen zu benutzen. Bei diesen Resonanzrelais wird meist ein schwenkbarer Hebel von der in Schwingungen versetzten Zunge weggeschleudert und schliesst bezw. öffnet einen Kontakt. Um zu verhindern, dass durch Zufälligkeiten der Schaltvorgang ausgelöst wird, wird gemäss .der Erfindung die Anordnung derart getroffen, .dass der Schaltvorgang erst vollendet wird, wenn wenigstens zwei verschieden abgestimmte Schwingungssysteme angeregt worden sind.
Ausführungsformen des Erfindungs gegenstandes sind in der Zeichnung darge stellt.
Die Abb. 1 und 2, 3 und 4, 5 und 6, 8 und 9 zeigen je in zwei verschiedenen An sichten ein Relais; die Abb. 7 zeigt eine weitere Ahsicht des Relais nach Abb. 8 im Schnitt nach der Ebene A-B.
Mit 1 und 2 sind zwei Kontaktsysteme bezeichnet, die geschlossen werden, wenn einer der drehbar gelagerten Hebel 3 .oder 4 auf ihnen ruht. Die Hebel 3 und 4 stehen unter dem Einfluss der abgestimmten Zungen 5 und 6 bezw. 7, 8, je nachdem, auf welcher Seite sie liegen. Die Zungen 5 und 6 sind auf zwei verschiedene Frequenzen, beispiels weise 300, 350 Perioden, abgestimmt, wäh rend die Zungen 7, 8 auf 600 und 700 Pe- rio-den abgestimmt sind. 9 und 10 sind zwei schematisch angedeutete Magnetsysteme, die beim Schaltvorgang mit Wechselstrom ge speist werden, dessen Frequenz den Eigen frequenzen der Zungen entspricht.
Die Zun gen 5 bis 8 können durch besondere Magnete polarisiert sein, man kann sie aber .auch selbst aus magnetisiertem Stahl herstellen. Auch unmagnetisierte Zungen kann man be- nützen, wenn man die Erregerspulen mit des halben Eigenfrequenz der Zungen speist. Die Hebel 3 und 4 sind miteinander derart ge kuppelt, dass sie ausserhalb gewisser Grenzen nur gemeinsam verdreht werden können. Dies kann mit Hilfe eines an einem der He bel angebrachten Zapfens 12 erreicht wer den, .der zwischen zwei an dem andern Hebel angebrachten Anschlägen 11 beweglich ist.
Die Einrichtung wirkt in folgendes Weise: Bei .der in den Abb. 1 und 2 darge stellten Lage der Hebel 3, 4 ist das Kontakt system 1 geschlossen. Wird die Spule mit einer Frequenz von 300 Perioden gespeist; so gerät die Zunge 5 in Eigenschwingung und sucht den Hebel 3 in der Richtung des Uhr zeigersinnes zu bewegen. Durch den An. schlag 11, der bei dieser Bewegung gegen den Anschlag 12 der Zunge 4 stösst, wird je doch der Hebel 3 verhindert, die Bewegung zu vollenden. Dies ist erst möglich, wenn gleichzeitig mit der Zunge 5 auch die Zunge 6' erregt wird. Dazu ist es notwendig, Wech selströme verschiedener Frequenz, nämlich von 300 und 350 Perioden, durch die Wick lung 9 zu senden.
Man kann aber auch zwei Wicklungen benützen, und zwar zweckmässig für jede Zunge eine besondere. Werden die Zungen gleichzeitig zu Schwingungen ange regt, so werden die Hebel 3 und 4 von den Zungen weggeschleudert und hemmen sich nicht mehr gegenseitig in ihrer Bewegung. Es empfiehlt sich, die gegenseitige Bewe- lichkeit der Hebel nicht zu stark zu be schränken, weil die Hebel wegen der vonein ander abweichenden Eigenschwingungszah len der Zungen 5 und 6 nicht vollständig gleichzeitig fortgeschleudert werden. Sind die Hebel 3 und 4 nach rechts geschleudert worden, so muss man die Spule 10 gleich zeitig mit zwei Wechselströmen von der Fre quenz 600 und 700 Perioden speisen, wenn man sie wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückführen will.
Zur Erzeugung des Erregerstromes für die Relais werden zweckmässig starr mitein ander gekuppelte Generatoren verwendet. In diesem Falle empfiehlt es sich, die Zungen der Schwingungssystemgruppen (5, 6), (7, 8) so abzustimmen, dass die Eigenschwingungs zahlen der Zungen jeder Gruppe zueinander im gleichen Verhältnis stehen, denn .dann kann man durch einfache Drehzahlerhöhung bezw. proportionale Frequenzsteigerung die jeweils gewünschten Systemgruppen zu Schwingungen anregen.
In vielen Fällen genügt es, wenn zwei Zungen, statt gleichzeitig, nacheinander ange regt werden müssen, .damit der Schaltvorgang vollendet wird. Eine solche Einrichtung er hält man, wenn man beispielsweise bei der in Abb. 1 dargestellten Einrichtung die An schläge an den Hebeln weglässt und die Fe dern -der Kontaktsysteme 1 und 2 derart be- misst, dass- sie nur geschlossen werden, wenn die Hebel 3 und 4 gemeinsam auf ihnen ruhen. Die Reihenfolge, in welcher die Zun. gen erregt werden, ist in diesem Falle gleich gültig.
Will man eine bestimmte Reihenfolge vorschreiben, so kann man dies erreichen, wenn man geeignete Anschläge anbringt. Verwendet man bei .der in Abb. 1 dargestell ten Einrichtung nur die mit Überweisung versehenen Anschläge 11 und 12 und bildet die Federn der Systeme 1 und 2 derart aus, dass sie nur geschlossen sind, wenn die He bel 3 und 4 gemeinsam auf ihnen ruhen, so kann man das Kontaktsystem 1 nur dann öffnen und das Kontaktsystem 2 schliessen, wenn zuerst die Zunge 6 und dann die Zunge 5 erregt wird. Um den umgekehrten Schaltvorgang auszuführen, muss zuerst die Zunge 7 und dann die Zunge 8 erregt wer den, weil sich sonst die Hebel 3 und 4 gegen seitig an ihrer Bewegung hindern.
In den zuletzt angeführten Fällen genügt, zur Erregung der Zungen ein einziger Gene rator, dessen Frequenz geändert werden kann.
Es kann unter Umständen vorteilhaft sein, an Stelle von zwei Zungen, die gleich zeitig, nacheinander oder in bestimmter Rei henfolge erregt werden müssen, auch drei oder mehr Zungen zu benutzen.
Bei .dem Relais der Abb. 1 und 2 sind die Massen der Zungen und des 'Schaltkör- pers derartig gegeneinander abgeglichen, dass zur Herbeiführung der Schaltbewegung die Stosskraft der einen Zunge durch die Stosskraft der andern unterstützt werden muss, oder mit andern Worten, die 13Zasse des Schaltkörpers ist so gross gehalten, dass die Stosskraft einer Feder nicht für den Antrieb des Schaltkörpers ausreicht.
In den Abb. 3 und 4 sind .die Zungen 5 und 7 je -durch eine Klinke 13, 14 gesperrt. Die Klinken werden .durch die Feder 15 in der Sperrstellung festgehalten, die durch di--# Anschläge 16, 17 bestimmt ist. Die Klinken ragen mit .den Tastern 18, 19 in den An griffsbereich der Zungen 6, 8 und werden beim Ausschwingen dieser Zungen aus gerückt.
Die Zungen 5 und 7 treiben abwechselnd den 20 an, dessen Endstellungen 20, 20a durch den Anschlag 21 bestimmt wer den. Der Kipphebel 20 kann mit einem .Schal ter oder dergleichen gekuppelt sein. Das Re lais arbeitet auf folgende Weise: Solange nur eine -der Zungen 5 bis 8, oder nur ein Zun aenpaar mit nur geraden oder nur ungeraden Ordnungszahlen zu Schwingungen angeregt wird, erfolgt keine Umschaltung des Hebels 20; anders dagegen, wenn gleichzeitig die Zungen 5 und 6 in Schwingungen versetz werden; dann stösst die Zunge 6 den Riegel 13 aus dem Bereich der Zunge 5, diese Zunge kann ausschwingen und wirft den Schalt hebel 20 in die strichliert gezeichnete Stel lung 20a.
Um den Hebel in die Ausgangsstellung 20 zurückzubringen, müssen die Zungen 7 und 8 erregt werden. Die Zunge 8 stösst dann gei: Riegel 14 zur Seite, die Zunge 7 kann aus schwingen und den Schalthebel 20a in die Stellung 20 zurückwerfen.
Dieselben Schaltvorgänge, die bei dem Relais .der Abb. 3 und 4 durch vier Zungen ausgeführt werden, werden bei dem durch die Abb. 5 und 6 dargestellten Relais mit nur drei Zungen 5, 68 und 7 ausgeführt. Die Zungen sind in einer Ebene angeordnet. Der bügelförmige Schaltkörper 22 greift in der gezeichneten Stellung mit dem Taster 23 in .den Angriffsbereich der Feder 7; er ruht hier auf dem Anschlag 24 auf. An dem Bü gel 22 ist ein weiterer Taster 25 vorgesehen, der in :den Angriffsbereich der Feder 5 ragt, wenn der Bügel in der andern Schaltstellung auf dem Anschlag 26 .aufliegt.
Die Zungen 5 und 7 werden durch die Klinken 1;3 und 14 verriegelt, die durch die Federn 27, 28 in der 'Sperrstellung gehalten werden. Zum Entriegeln der Zungen 5 und 7 dient die Zunge 68. In den Angriffs bereich dieser Zunge ragen die Taster 29, 30 der Klinken 13, 14.
Zwecks Umschaltung .des Bügels 22 wer den die Zungen 68 und 7 gleichzeitig erregt. Die Zunge 68 rückt die Klinke 14 aus dem Bereich der Zunge 7, mit :der Folge, dass .die Zunge 7 -ausschwingt, auf den Taster 23 schlägt und den Bügel 22 kippt.
In den Abb. 7 bis 9 ist eine weitere Aus führungsform des Relais dargestellt. An .dem Arm 31, der um die Achse 32 drehbar ist, ist der doppelarmige Hebel 33 drehbar um die Längsrichtung dieses Armes gelagert; er hat zwei hammerartige Köpfe 34, 35, von denen der eine, 34, auf der Zunge 5 aufliegt, während sich der andere über .der Zunge 6, normalerweise ausserhalb des Angriffsberei ches dieser Zunge, befindet. Der Arm 31. wird durch den Anschlag 36 in einer be stimmten Entfernung von der Zunge ge halten.
Beim Schaltvorgang wird der Arm 31 um <B>180'</B> bis zum Aufliegen auf dem Anschlag 37 geschwenkt. Die Köpfe 34, 35 liegen dann über .den Federn 7, 8 auf der andern Seite der Kippachse 32.
Das Relais :arbeitet folgendermassen: So lange von den Zungen 5 und 6 nur eine schwingt, führt der doppelarmige Hebel 33 Schwingungen um die Achse des Armes 31 aus. Ungünstigenfalls wird der Arm 31 etwas gelüftet; wenn jedoch beide Federn gleichzeitig zu Schwingungen angeregt wer den, bringt beispielsweise die ausschwin gende Zunge 5 den Kopf 35 in .den Angriffs Bereich der Zunge 6. Die Zunge 5 selbst bildet ein Widerlager für den Hebel 33, so dass bei einem Stoss auf den Kopf 35 der Arm 31 über die Kippstellung hinausge schleudert wird.
Resonance relay. It has been proposed many times to use resonance relays (frequency relays with agreed mechanical or electrical vibration systems) to trigger switching operations. In these resonance relays, a pivotable lever is usually thrown away by the vibrating tongue and closes or. opens a contact. In order to prevent the switching process from being triggered by chance, according to the invention the arrangement is made such that the switching process is only completed when at least two differently tuned vibration systems have been excited.
Embodiments of the subject invention are shown in the drawing Darge provides.
Figs. 1 and 2, 3 and 4, 5 and 6, 8 and 9 each show a relay in two different views; Fig. 7 shows a further view of the relay according to Fig. 8 in section along the plane A-B.
With 1 and 2 two contact systems are referred to, which are closed when one of the rotatably mounted levers 3 .Or 4 rests on them. The levers 3 and 4 are under the influence of the coordinated tongues 5 and 6 respectively. 7, 8, depending on which side they are on. The reeds 5 and 6 are tuned to two different frequencies, for example 300, 350 periods, while the reeds 7, 8 are tuned to 600 and 700 periods. 9 and 10 are two schematically indicated magnet systems that are fed with alternating current during the switching process, the frequency of which corresponds to the natural frequencies of the tongues.
The tongues 5 to 8 can be polarized by special magnets, but you can also make them yourself from magnetized steel. Unmagnetized tongues can also be used if the excitation coils are fed with half the natural frequency of the tongues. The levers 3 and 4 are coupled to one another in such a way that they can only be rotated together outside certain limits. This can be achieved with the help of a pin 12 attached to one of the levers, which is movable between two stops 11 attached to the other lever.
The device works in the following way: In .der in Figs. 1 and 2 Darge presented position of the levers 3, 4, the contact system 1 is closed. If the coil is fed with a frequency of 300 periods; so the tongue 5 starts to oscillate and seeks to move the lever 3 in the clockwise direction. Through the An. impact 11, which hits against the stop 12 of the tongue 4 during this movement, the lever 3 is prevented from completing the movement. This is only possible if the tongue 6 'is excited at the same time as the tongue 5. For this it is necessary to send alternating currents of different frequencies, namely of 300 and 350 periods, through the winding 9.
But you can also use two windings, a special one for each tongue. If the tongues are excited to vibrate at the same time, the levers 3 and 4 are flung away by the tongues and no longer inhibit each other's movement. It is advisable not to restrict the mutual mobility of the levers too much, because the levers are not completely flung away at the same time because of the different natural frequencies of the tongues 5 and 6. If the levers 3 and 4 have been thrown to the right, the coil 10 must be fed at the same time with two alternating currents of the Fre quency 600 and 700 periods if you want to return them to their original position.
To generate the excitation current for the relay, generators that are rigidly coupled to each other are expediently used. In this case, it is advisable to coordinate the tongues of the vibration system groups (5, 6), (7, 8) so that the natural vibration numbers of the tongues in each group are in the same ratio, because then you can or by simply increasing the speed. proportional increase in frequency stimulate the respectively desired system groups to vibrate.
In many cases it is sufficient if two tongues have to be excited one after the other instead of simultaneously, so that the switching process is completed. Such a device is obtained if, for example, in the device shown in Fig. 1, the stops on the levers are omitted and the springs of the contact systems 1 and 2 are dimensioned in such a way that they are only closed when the levers 3 and 4 rest on them together. The order in which the Zun. gen are excited, is equally valid in this case.
If you want to prescribe a certain order, you can achieve this if you add suitable notices. If only the stops 11 and 12 provided with transfer are used in the device shown in Fig. 1 and the springs of systems 1 and 2 are formed in such a way that they are only closed when the levers 3 and 4 rest on them together , so you can only open the contact system 1 and close the contact system 2 if first the tongue 6 and then the tongue 5 is excited. In order to perform the reverse switching process, the tongue 7 and then the tongue 8 must first be energized, because otherwise the levers 3 and 4 prevent each other from moving.
In the last-mentioned cases, a single generator, the frequency of which can be changed, is sufficient to excite the tongues.
Under certain circumstances, it may be advantageous to use three or more tongues instead of two tongues that have to be excited simultaneously, one after the other or in a certain order.
In the relay of Figs. 1 and 2, the masses of the tongues and the switch body are balanced against each other in such a way that the thrust of one tongue has to be supported by the thrust of the other in order to bring about the switching movement, or in other words, the 13Zasse of the switch body is kept so large that the impact force of a spring is not sufficient to drive the switch body.
In Figs. 3 and 4, the tongues 5 and 7 are each locked by a pawl 13, 14. The pawls are held in the locking position by the spring 15, which is determined by the stops 16, 17. The pawls protrude with the buttons 18, 19 in the grip area of the tongues 6, 8 and are moved out when these tongues swing out.
The tongues 5 and 7 alternately drive the 20, whose end positions 20, 20a determined by the stop 21 who the. The rocker arm 20 can be coupled to a .Schal ter or the like. The relay works in the following way: As long as only one of the tongues 5 to 8, or only one pair of tongues with only even or only odd ordinal numbers, is excited to vibrate, the lever 20 is not switched; otherwise, however, if the tongues 5 and 6 are set in vibration at the same time; then the tongue 6 pushes the latch 13 out of the area of the tongue 5, this tongue can swing out and throws the switching lever 20 in the position shown by dashed lines 20a.
To return the lever to the starting position 20, the tongues 7 and 8 must be energized. The tongue 8 then pushes the latch 14 to the side, the tongue 7 can swing out and throw the switching lever 20a back into position 20.
The same switching operations that are carried out in the relay of Figs. 3 and 4 by four reeds are carried out in the relay shown in Figs. 5 and 6 with only three reeds 5, 68 and 7. The tongues are arranged in one plane. The bow-shaped switch body 22 engages in the position shown with the button 23 in .the area of application of the spring 7; it rests on the stop 24 here. A further button 25 is provided on the Bü gel 22, which protrudes into: the area of application of the spring 5 when the bracket rests on the stop 26 in the other switching position.
The tongues 5 and 7 are locked by the pawls 1, 3 and 14, which are held in the locking position by the springs 27, 28. The tongue 68 is used to unlock the tongues 5 and 7. The buttons 29, 30 of the pawls 13, 14 protrude into the area where this tongue engages.
For the purpose of switching .des bracket 22 who the tongues 68 and 7 energized simultaneously. The tongue 68 moves the pawl 14 out of the area of the tongue 7, with the result that the tongue 7 swings out, hits the button 23 and tilts the bracket 22.
In Figs. 7 to 9, another embodiment of the relay is shown. At .dem arm 31, which is rotatable about axis 32, the double-armed lever 33 is rotatably mounted about the longitudinal direction of this arm; it has two hammer-like heads 34, 35, one of which, 34, rests on the tongue 5, while the other is above the tongue 6, usually outside the attack area of this tongue. The arm 31. is held by the stop 36 at a certain distance from the tongue.
During the switching process, the arm 31 is pivoted through <B> 180 '</B> until it rests on the stop 37. The heads 34, 35 then lie over the springs 7, 8 on the other side of the tilting axis 32.
The relay: works as follows: As long as only one of the tongues 5 and 6 vibrates, the double-armed lever 33 vibrates around the axis of the arm 31. In the worst case, the arm 31 is slightly lifted; However, if both springs are stimulated to vibrate at the same time, for example, the swinging tongue 5 brings the head 35 into the attack area of the tongue 6. The tongue 5 itself forms an abutment for the lever 33, so that in the event of an impact on the head 35 of the arm 31 is thrown beyond the tilted position.