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Anordnung zur Schalterbetätigung in Rundfunk-, Fernseh-oder Phonogeräten
In der N achrichtentechnik strebt man. in neuerer Zeit danach, die für die Bedienung
der Rundfunk-, Fernse,h- und Phonogeräte erforderlichen. Handsteuerglieder zentral
zusammenzufassen. Fast durchgängig erfolgt das durch Anordnung eines Drucktastensatzes,
dessen Tasten ähnlich wie Klaviertasten gestalten sind und für die Wellenbereichsumschaltung,
für die Antennenumschaltung (Ferrit-Antenne), für die Klangänderung, für die Zu-
und Abschaltung von Zusatzgeräten, wie Plattenspielern, Tonbandgeräten, Mikrophonen
u. a. m., benutzt werden.
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Es wäre nun wünschenswert, alle Umschaltpunkte mit den dazugehörigen
Schaltteilen, in der Nähe der zentral zusammengefaßten Handsteuerglieder unterzubringen..
Das aber läßt sich aus Platzmangel nicht erreichen, so daß es erforderlich ist,
vom zentralen Steuersatz Schaltleitungen. zu den Umschaltpunkten zu führen. Dadurch
aber wird die Verdrahtung der Geräte schwierig und unübersichtlich, und häufig treten
unerwünschte zusätzliche, durch die meist abgeschirmten: Leitungen. hervorgerufene
Schaltkapazitäten, sowie Induktivitäten auf.
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Um diesen. Schwierigkeiten zu begegnen, hat man bereits in Hochfrequenzgeräten,
insbesondere in Fernsehgeräten, die von außen bedienbaren Schaltmittel für besonders
frequenzempfindliche Hochfrequenzteile mit elektrischen Schaltrelais versehen.,
die von den äußeren Bedienungsmitteln in Betrieb gesetzt werden und in unmittelbarer
Nähe der ein- oder umzuschaltenden Hochfrequenzteile angeordnet sind. Die Schaltrelais
sind bei der bekannten Anordnung elektromagnetischer Art.
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Die üblichen elektromagnetischen Relais und insbesondere die beim
Bekannten vorhandenen Relais sind verhältnismäßig groß und erhöhen infolgedessen
den Raumbedarf in unzulässiger Weise. Außerdem benötigen diese Relais in der Regel
Haltewicklungen, so daß hierdurch die Verdrahtung sehr erschwert wird. Weiterhin
bringen diese Relais wegen ihres großen Strombedarfes und ihres hohen Preises solche
Schwierigkeiten mit sich, daß ihre Verwendung in größerem Umfang und besonders für
alle Umschaltpunkte unmöglich ist.
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Diese Schwierigkeiten zu beseitigen, ist das Ziel der Erfindung. Sie
besteht darin, daß bei Anordnungen zur Schalterbetätigung in Rundfunk-, Fernseh-und
Phonogeräten oder deren Kombinationen mittels zentral, vorzugsweise als Drucktastensatz
zusammengefaßter Handsteuerglieder, welche mit innerhalb der Geräte in der Nähe
der zu schaltenden Stromkreise angeordneten Schaltrelais verbunden sind, diese Schaltrelais
derart gestaltet und mit den Handsteuergliedern zusammengeschaltet sind, daß sie
durch Stromstöße geringer Dauer, vorzugsweise in der Größenordnung von einer oder
wenigen Perioden des Netzwechselstromes auslösbar sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Gestaltung erhalten die Schaltrelais nur
jeweils im Augenblick des Schaltvorganges einen kurzen Stroms.toß, und sie brauchen
nicht mit Haltewicklungen ausgerüstet zu werden. Hieraus ergibt sich eine außerordentlich.
geringe Baugröße, so daß die Relais ohne Schwierigkeiten an. jeder beliebigen Stelle
des Gerätes eingebaut werden können. Außerdem wird ein sehr geringer Schaltstrom
benötigt, der beispielsweise aus den üblichen Heizwicklungen der Netztransformatoren
entnommen werden kann. Die Verschaltung ist denkbar einfach.
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Es bereitet auch keinerlei Schwierigkeit, die Schaltrelais mit bei
den Handsteuergliedern angeordneten, ihr Ansprechen kenntlich machenden Anzeigelämpchen
zu verbinden.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die durch Stromstoß
auslösbaren Schaltrelais in Form von Weicheisen-Kleinstrelais mit in zwei getrennten
Magnetspulen wechselseitig eintauchbaren und in Achsrichtung geradlinig verschiebbaren
Weicheisenkernen, vorzugsweise zylindrischer Form, ausgerüstet, die isolierte Gleitschienen
mit Schiebekontakten tragen.
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Gegenüber den üblichen Schaltrelais bringt die erfindungsgemäße Ausrüstung
der StromstoBrelais mit Schiebeschaltern den Vorteil mit sich, daß auf engem Raum
eine große Zahl von Schaltkontakten untergebracht werden können. Weiterhin ergeben
sich hierbei besonders kleine Schaltkapazitäten von weniger als 1 pF, so daß selbst
Höchstfrequenzen anstandslos geschaltet werden können. Bei punktförmiger Kontaktauflagt
sind
sehr geringe Übergangswiderstände von weniger als 0,01 Ohm vorhanden. Infolgedessen
sind selbst Schwingkreise in Hochfrequenzverstärkerstufen schaltbar.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann durch geeignete Bemessung
der Relais, insbesondere der bewegten Massen der verschiebbaren Teile eine so rasche
Bewegung dieser Teile erreicht werden, daß sich der gesamte Schaltvorgang in einem
Zeitraum von der Größenordnung einer Wechselstromnetzperiode, also in etwa 1/5o
Sekunde, abspielt. Zur baulichen Vereinfachung der Relais können dabei die Schiebekontakte
einen derartigen Kontaktdruck besitzen., daß sie den beweglichen Relaiskern nach
dem Umschalten allein durch Reibung, d. h. ohne zusätzliche Hilfsmittel, in seiner
jeweiligen Endlage festhalten. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der
nachstehenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele, die in der Zeichnung dargestellt
sind.
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Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Rundfunkgerätes mit
Mittelwellen- und UKW-Empfangsbereich läßt sehr deutlich erkennen., wie im fortlaufenden
Leitungszuge der Gerätschaltung die vom zentralen Drucktastensatz gesteuerten Weicheisen-Kleinstrelais
an schaltungsgünstigster Stelle eingesetzt werden und einen bedeutend übersichtlicheren
und dabei raumsparenderen Aufbau als bisher ergeben.
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Die Drucktasten 1, 2, 3, 4 und 5, die vorzugsweise, wie üblich, an
der Vorderseite des Gerätes zentral unter der Einstellskala in Form eines Klaviertastensatzes
angebracht sind, schalten durch einfache Kontaktbetätigung zu ihnen gehörige, mit
zwei abwechselnd einschaltbaren Magnetspulen ausgerüstete Weicheisen-Kleinstrelais
I, II, III, IV und V. Dabei dient die Drucktaste 1 der Einschaltung des UKW-Empfangsbereichs..
Das zu ihr gehörige Weicheisen-Kleinstrelais I mit seinen Schaltkontakten I m bis
I c ist in unmittelbarer Nähe der UKW-Eingangsstufe 6 und der Verstärkerstufe 7
angeordnet. Der Schaltkontakt I a dient der Einschaltung der Anodenspannung für
die Stufen 6 und 7, der Schaltkontakt I b der Anschaltung der ersten UKW-ZF-Röhre
8 an die Vorstufen 6 und 7 und der Schaltkontakt I c der Erdung des Mittelwellen-Oszillatorgitters,
also der Außerbetriebsetzung des Triodenteils der Röhre 8, welche im UKW-Bereich
als erste ZF-Röhre und im Mittelwellenbereich als :Mischröhre arbeitet.
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Schaltet man nach der UKW-Drucktaste 1 nun die Mittelwellentas.te
2, so wird zunächst durch die zweite Magnetspule des Relais I sein Anker in die
Ausgangsstellung (Ruhestellung) zurückgeführt und dabei werden die Kontakte I ra,
I b und I c geöffnet. Dafür wird nun das Relais II in Arbeitsstellung übergeführt,
und es betätigt seine für Mittelwellenempfang erforderlichen Schaltkontakte II a,
II b und Il c. Dabei wird durch den Schaltkontakt II d der Antenneneingang für die
Mittelwelle angeschaltet, d. h. die Hochfre@quenzverbindung der nur als Sch-,vingkreis
9 dargestellten Mittelwellen-Vorstufe mit der ersten ZF-Röhre 8 hergestellt. Der
zweite Schaltkontakt II b dient dazu., die Abstimmkapazität 10 für den Mittelwellenbereich
einzuschalten, während der Schaltkontakt Il c dem Triodenteil (Oszillator)
der Mittelwellen-Mischröhre 8 die Anodenspannung zuführt. Man erkennt deutlich,
daß die bei Einschaltung des Mittelwellenbereiches vorzunehmenden Schaltmaßnahmen
durch das Kleinstrelais II unmittelbar in den entsprechenden Röhrenstufen vorgenommen
werden, ohne daß für jeden Kontakt eine besondere Doppelleitung bis zur entsprechenden,
zentralen Drucktaste 2 geführt werden muß. Der gleiche große Vorteil ist in: ganz
besonderem Maße bei den nachfolgend beschriebenen Schaltmaßnahmen vorhanden.
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Für die Umschaltung auf Tonabnehmerbetrieb ist die Drucktaste 3 vorgesehen.,
welche das Relais III auslöst. Bei ihrer Betätigung wird der vorhergehende Schaltzustand,
beispielsweise die Einschaltung des Mittelwellenbereiches rückgängig gemacht, und
das entsprechende Relais wird aus der Arbeitsstellung in die Ruhestellung zurückgeführt.
Gleichzeitig werden infolge des Ansprechens des Relais III durch Öffnen des Kontaktes
IIIa die jetzt nicht benötigten Zwischenfrequen.zvers:tärkerstufen 11 und die Deinodulatorstufe
12 abgeschaltet und durch die Kontakte III b der Tonabnehmer einer Schallplatte
oder einer sonstigen Schallkonserve an den Niederfrequenzverstärker 13 des Radiogerätes
angeschaltet.
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Schließlich dienen die Drucktasten 4 und 5 der Erzeugung besonderer,
jeweils gewünschter Klangeffekte, ohne daß sie die erstgenannten Tasten 1, 2 und
3 beeinflussen und ihre Relais I, II und III in ihre Ruhestellung zurückführen müssen.
Dabei hat Taste 4 die Aufgabe, zur besonderen Klangfärbung die Gegenkopplung, die
dem Lautstärkeregler 14 in üblicher Weise im Fußpunkt zugeführt wird, durch Betätigung
ihres Relais IV und das Schließen der Schaltkontakte IV a und IV b dieses Relais
zu ändern. Die Drucktaste 5, die auf das Relais V einwirkt, dient dazu, eine besondere
Lautsprecherkombination 15 durch Betätigen der Kontakte Va . und V b einzuschalten.
Zur Anzeige des jeweiligen SchaItzustandes sind die Drucktasten 1 bis 5 mit Lämpchen
16 versehen, welche von den Relais I bis V gesteuert werden und deren Betriebszustand
sichtbar machen.
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Aus Fig. 2 geht das Zusammenwirken von vier zu einem Drucktastensatz
zusammengefa.Bten Einzeltasten 1, 2, 3 und 4 mit den dazugehörenden Kleinstrelais
I bis IV hervor. Die Relais I bis IV besitzen je zwei abwechselnd einschaltbare
Magnetspulen, z. B. 30 und 31 bzw. 32 und 33, je einen axial beweglichen Kern, z.
B. 35 und 39, und je drei Schiebekontakte, z. B. 34, 36; 37, 38 und 40. Den Kleinstrelais
I, II, III und IV wird aus einem Netztrafo 17 über einen Stremzeitbegrenzer 18 in
Form eines Thermoschalters mit den Kontakten 19 eine Niederspannung von beispielsweise
24 Volt zugeführt. Zur Fernbedienung ist ein Schaltaggregat 20 mit den Drucktasten
21 und 22 vorgesehen, welche parallel zu den Tasten 1 und 2 an die Kleinstrelais
I und II angeschlossen. sind. Das Schaltaggregat 20 kann gegebenenfalls mit einer
Reihe weiterer Tasten. zur Betätigung der übrigen Klei-nstrelais ausgerüstet werden.
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In der Darstellung sei die Taste 1 gedrückt, so da.ß sich das Kleinstrelais
I in Arbeitsstellung befindet. Bei Betätigung einer anderen Taste, beispielsweise
der Taste 2, gleitet ihre Kontaktbrücke 23 aus der gezeichneten Ruhestellung und
verbindet zunächst ihre Kontaktschiene 24 mit einem Kontakt 25, danach mit einem
Kontakt 26 und schaltet in der Endstellung 27 ab. Dasselbe geschieht bei Betätigung
der Fernschalttaste 22 mit ihren Kontakten 28 und 29. Beim Loslassen kehren alle
Tasten sofort in ihre Ausgangslage (Ruhestellung) zurück. Durch das Drücken der
Taste 2 und die kurzzeitige Verbindung der Kontakte 24 und 25 werden die übrigen.
in. Ruhestellung befindlichen Tasten kurzzeitig mit einem Pol der mit ihrem anderen
Pol an Erde liegenden Sekundärwicklung des Trafos 17 verbunden. Da in der Ruhestellung
alle diese Tasten mit der Ruhewicklung ihres zugehörigen Relais verbunden sind,
fließt nur ein Strom durch die
Ruhewicklungen, sofern diese Relais
sich noch nicht in Ruhestellung befinden. Das würde entsprechend dem gezeichneten.
Beispiel nach Fig. 2 für die Ruhewicklung 32 des Relais I zutreffen, welches. sich
noch in Arbeitsstellung befindet und durch den Schiebekontakt 34 den Stromkreis
für die Ruhewicklung 32 vorbereitet hat. Sobald also durch Betätigung der Drucktaste
2 die Kontakte 24 und 25 kurzzeitig verbunden werden; erhält die Spule 32 einen
Stromstoß, bewegt dadurch den Weicheisenanker 35 mit seinen Schiebekontakten 34,
36, 37, 38 usw., und öffnet so ihren: Betäti.gungs.stromkreis nach Erde am Kontakt
34 selbsttätig. Die Betätigung der Drucktaste 2 führt also durch die Verbindung
der Kontakte 24 und 25 zunächst alle Weicheisen-Kleinstrelais in die Ruhestellung
zurück. Dann werden durch die rechte Seite der Kontaktbrücke 23 kurzzeitig die Kontakte
25 und 26 verbunden, so daß die Arbeitsspule 31 kurzzeitig Strom erhält. Diese verschiebt
den Anker 39, damit die Kontaktbrücke 40 und trennt dabei sofort die Erdverbindung
auf. Beim Loslassen der Taste 2 läuft die Kontaktbrücke 23 durch alle Kontaktstellungen
zurück. Sie löst jedoch keine weiteren Stromstöße mehr aus, da bereits alle Umschaltungen
erfolgt sind. Erst durch Betätigung einer anderen. Drucktaste, beispielsweise der
Taste 1, treten die gleichen Vorgänge auf wie die zuvor beim Drücken der Tastet
beschriebenen.
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Jedes einzelne Kleins.trelais unterbricht somit seinen Betätigungsstromkreis
beim Ansprechen selbsttätig, so daß stets. nur ein kurzer Stromstoß durch die jeweils
eingeschaltete Relaisspule fließen kann. Infolgedessen können die Spulen sehr klein
gehalten und von einem Vielfachen des für sie zulässigen Dauerstromes durchflossen
werden.
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Um zu vermeiden, daß bei eventuellen Kontaktstörungen, beispielsweise
an den Kontaktbrücken 34 oder 40, die Spulen 32, 33 oder 30, 31 zu lange Geit von
dem Vielfachen des zulässigen Dauerstromes durchflossen werden, sind die Kontakte
25 und 26 der Taste 2 und die entsprechenden Kontakte der übrigen Tasten so ausgebildet,
daß nur während der Bewegung der jeweiligen Taste, z. B. der Taste 2, die Kontakte,
z. B. die Kontakte 25 und 26, mit der Kontaktbrücke für einen kurzen Augenblick
verbunden, bis zum Erreichen der Endstellung der Taste jedoch bereits wieder abgeschaltet
werden. Außerdem ist in dem Gesamtstromkreis ein bereits erwähnter zeitabhängiger
Überstrombegrenzer in Form eines. Thermoschalters 18 vorgesehen, der in Ruhestellung
die Kontakte 19 geschlossen hält. Sollte nun trotz der vorerwähnten Sicherungsmaßnahmen,
der Selbstunterbrechung der Betätigungsstromkreise der Kleinstrelais und der kurzen
Kontaktgabe bei Betätigung der Tasten., ein längerer Überstrom auftreten, so spricht
innerhalb von wenigen Sekunden die Thermowicklung 41 an. Diese öffnet den Kontakt
19 und schaltet in den Sekundärstromkreis des Trafos 17 eine weitere Wicklung 42
ein. Diese setzt den Gesamtstrom auf einen für die Relaisspulen zulässigen Dauerstrom
herab, läßt aber gleichzeitig den Thermeschalter 18 in Betriebstellung eingeschaltet.
Infolge der Herabsetzung des Überstromes würdet an sich die Wicklung 41 nicht in
der Lage sein, den Thermoschalter 18 wieder in der Ausschaltstellung zu belassen
und die Kontakte 19 offenzuhalten, und dieser Schalter würde in einem bestimmten
Rhythmus dauernd ein- und ausschalten. Das, wird durch die gleichzeitig als Haltewicklung
dienende Wicklung 42 verhindert. Ist eine eventuelle Störung an den Kontakte<
b'@ab,.an , d---.x. ,wird der Dauerstrom sofort unterbrochen, der Thermoschalter
18 kehrt nach wenigen, Sekunden in seine Ruhestellung zurück, und die Anlage ist
ohne weitere Maßnahmen wieder betriebsbereit. Man erkennt, daß bei dieser Anordnung
die Wicklungen, der Kleinstrelais nur für kürze Überstromstöße dimensioniert zu
sein brauchen, so daß sich eine besonders kleine Aufbauform und eine hohe Ansprechtendenz
für die Relais ergibt.
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Nach Fig. 3 ist das Kleinstrelais beispielsweise in Einzelbausteine
a, b, c, d aufgeteilt. Ein Pertinaxplättchen (Stanzteil) 43 besitzt Aussparungen
44 und 45 für die beiden Relaisspulen 46 und 47 sowie Schlitze 48 und 49 zur Aufnahme
der Befestigungslappen 50 der Relaishaube 51. In den Spulen 46 und 47 kann sich
ein Weicheisenkern 52 mit einem Tragteil 53 in Richtung des Doppelpfeiles 54 hin-
und herbewegen, je nachdem welche der beiden Spulen 46 oder 47 abwechselnd einen
Stromstoß erhält. Der Tragteil 53 greift in einen Schlitz 55 einer Tragplatte 56
ein, die daher bei Bewegungen, des Ankers 52 von,. dem Tragteil 53 ebenfalls hin-
und herbewegt wird. Dabei werden. an ihr befestigte Kontaktbrücken 57, 58, 59 usw.
auf Kontakten 60, 61, 62 der Platte 43 hin- und hergeschoben. Dabei kann beispielsweise
die Kontaktbrücke 58 die in Fig. 2 an den Kontakten 34 bzw. 40 vorgesehene Selbstunterbrechung
übernehmen, indem sie den mittleren Kontakt der Kontaktgruppe 61 abwechselnd mit
dem linken oder dem rechten Kontakt verbindet. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen ermöglichen
es-, eine preislich günstige und wenig Raum benötigende Kontaktanordnung mit einfachen
Bauteilen herzustellen. Das. aus den Bausteinen a, b, c
und d bestehende Weicheisen-Kleinstrelais
an allen Umschaltstellen einer Geräteschaltung anzubringen, bereitet keine Schwierigkeiten.
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Die erfindungsgemäß angeordneten Schaltrelais gemäß vorstehender Beschreibung
bieten noch weitere erhebliche Vorteile. Die zwischen benachbarten Kontaktfedern
vorhandene Kupplung ist äußerst gering und kann bei Bedarf durch Abschirmung weiter
verringert werden. Infolge, der Schiebebewegung reinigen sich die Kontaktstellen
der Relais ständig selbst. Hierdurch und da die Kontaktmesser jeden Kontakt von
beiden Seiten berühren, wird ein völlig störungsfreies Arbeiten auch auf lange Sicht
erzielt. Der zur Kontaktbetätigung erforderliche Schiebedruck stellt nur einen Bruchteil
des Druckes der Kontaktmesser auf die Kontaktstücke dar, im Gegensatz zu den üblichen
Relaiskontakten, bei deren Ausschaltbewegungen der gesamte, den Kontaktdruck erzeugende
Federdruck überwunden werden muß.
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Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht in besonders einfacher Weise
die Einrichtung der Fernbedienung, die heute bei Rundfunk- und Fernsehgeräten sehr
häufig verlangt wird. Die für die Stromstoßrelais nach vorliegender Erfindung notwendigen
Steuerspannungen sind: derart niedrig, daß besondere Sicherheitsmaßnahmen zum Schutz
geigen. Berührung entbehrlich sind.