DE1104080B

DE1104080B - Schaltvorrichtung zur periodischen Kontaktgabe mit sehr hoher Frequenz

Info

Publication number: DE1104080B
Application number: DET14827A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Manfred Boerner
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1958-03-03
Filing date: 1958-03-03
Publication date: 1961-04-06

Description

Es sind Schaltvorrichtungen zur periodischen Kontaktgabe bekannt, die unter der Bezeichnung Zerhacker z. B. als Wechselrichter bei der Stromversorgung von elektrischen Geräten benutzt werden. Ähnliche Vorrichtungen werden auch für stabilisierte Gleichstrom-Meßverstärker, wie sie z. B. in Analogrechnern Verwendung finden, gebraucht. Derartige Zerhacker besitzen einen beweglichen Kontakt, der periodisch gegen einen festen Kontakt bewegt wird und auf diese Weise einen Gleichstrom in eine Rechteckspannung verwandelt, welche anschließend in einem gewöhnlichen Wechselstromverstärker verstärkt werden kann. Es ist häufig erwünscht, derartige Schaltvorrichtungen mit möglichst hohen Frequenzen zu betreiben, da man dann unter anderem in den Ver-Stärkungsstufen mit Schaltelementen auskommt, die weniger Platz und Gewicht beanspruchen als entsprechende Schaltelemente, z. B. Transformatoren, für niedrige Frequenzen.

Bei sehr hohen Frequenzen etwa in der Größen-Ordnung von 100 kHz ist es jedoch mit diesen bekannten Schaltvorrichtungen unmöglich, nennenswerte Amplituden an schwingenden Systemen, z. B. Schwingquarzen oder anderen elektromechanischen Wandlern, zu erzeugen. Die erreichbare Größenordnung der Schwingamplituden liegt etwa bei 1 μ.

Diese Nachteile werden bei einer weiteren bekannten Schaltvorrichtung vermieden, bei welcher zur periodischen Kontaktgabe mit sehr hoher Frequenz ein an der schwingenden Oberfläche eines elektromechanisehen Wandlers befestigter bewegter Kontakt und ein durch Federkraft gegen den bewegten Kontakt gedrückter ruhender Kontakt vorgesehen ist. Bei dieser bekannten Schaltvorrichtung ist die Masse des ruhenden Kontaktes zusammen mit der sie gegen den bewegten Kontakt drückenden Federkraft so bemessen, daß die Eigenfrequenz des so definierten schwingfähigen Gebildes wesentlich niedriger ist als die Antriebsfrequenz des elektromechanischen Wandlers, an dem der bewegte Kontakt befestigt ist. Auch Eigenfrequenzen der ausgedehnten Masse allein sollen nicht mit der Antriebsfrequenz zusammenfallen. Dadurch bleibt der ruhende Kontakt trotz der auf ihn wirkenden Federkraft durch seine eigene Trägheit in einer definierten Lage gegenüber dem bewegten Kontakt und ermöglicht damit eine exakte Kontaktgabe und Kontaktunterbrechung ohne zusätzliche Justierung.

Zum wirtschaftlichen und sicheren Betrieb werden Schaltvorrichtungen der betrachteten Art gewöhnlich in einer Resonanzfrequenz des elektromechanischen Wandlers betrieben. Diese bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, daß infolge der hohen elektrischen Güte dieser Wandler die Frequenz des erregenden äußeren Oszillators mit der Eigenfrequenz des Wandlers mit Schaltvorrichtung zur periodischen
Kontaktgabe mit sehr hoher Frequenz

Anmelder:

Telefunken G.m.b.H.,

Berlin-Charlottenburg 1,

Ernst-Reuter-Platz

Dipl.-Phys. Manfred Börner, Ulm/Donau,
ist als Erfinder genannt worden

einer Toleranz von größenordnungsmäßig +5% in Übereinstimmung gehalten werden, andernfalls eine sichere Kontaktgabe erheblich in Frage gestellt ist. Die Eigenfrequenz des Wandlers ändert sich infolge Temperaturschwankungen und Alterung laufend, ganz abgesehen von der erwünschten Auswechselbarkeit der steckbaren Schaltvorrichtungen mit den dadurch gegebenen Exemplarstreuungen, so daß auch eine zudem aufwendige Frequenzstabilisierung des Generators wenig Sinn hat.

Die Erfindung geht von dieser bekannten Anordnung aus, sie betrifft eine Schaltvorrichtung zur periodischen Kontaktgabe mit sehr hoher Frequenz, bestehend aus einem an der schwingenden Oberfläche eines elektromechanischen Wandlers befestigten bewegten Kontakt und einem durch Federkraft gegen den bewegten Kontakt gedrückten ruhenden Kontakt, und beseitigt ihre Nachteile dadurch, daß der elektromechanische Wandler, insbesondere ein magnetostriktiver Wandler, selbst als frequenzbestimmendes Element des antreibenden Oszillators geschaltet ist.

An Hand der Abbildung soll ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung näher erläutert werden. Fig. 1 zeigt eine Schaltvorrichtung gemäß der Erfindung, bei der ein beweglicher Kontakt 1 vorgesehen ist, der an der Endfläche eines magnetostriktiven Schwingkörpers 2, z. B. eines Ferritschwingers, befestigt ist. Der Ferritschwinger 2 ist mit einer Wicklung 3 versehen, die über einen Kondensator 4 mit einem Hochfrequenzgenerator 5 verbunden ist, der eine Frequenz von z.B. 100kHz erzeugt. Erfindungsgemäß ist der Ferritschwinger 2 als frequenzbestimmendes Element des Hochfrequenzgenerators 5 geschaltet. Zur Vormagnetisierung ist der Ferritschwinger in an sich bekannter Weise mit einem Vormagnetisierungsmagneten 6 ausgestattet. Dem beweglichen Kontakt 1 gegen-

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über steht ein fester Kontakt 7, der gegebenenfalls mit einer Zusatzmasse 8 zur Erhöhung seiner Trägheit versehen ist. Durch eine Feder 9 wird der Kontakt 7 gegen den Kontakt 1 gedruckt, so daß bei ausgeschaltetem Sender 5 ein dauernder Kontakt zwischen den mit den Kontakten 1 und 7 verbundenen Klemmen 10 bzw. 11 besteht. Bei Einschaltung des Senders 5 gerät der magnetostrictive Körper 2 in Schwingungen, so daß die Berührung zwischen den Kontakten 1 und 7 periodisch aufgehoben und wiederhergestellt wird. Durch die Trägheit des Systems 7, S, 9 vermag dieses nämlich den schnellen Schwingungen des Kontaktes 1 nicht zu folgen und bleibt in einer mittleren Ruhelage fest stehen.

In Fig. 2 ist durch die Sinuslinie 21 der Weg der Kontaktspitze 1 während einer Schwingungsperiode dargestellt. Die gerade Linie 22 gibt die Lage des Kontaktes 7 an, in welche dieser sich durch die dauernden Stöße des Kontaktes einstellt; während der Zeit t_t ist demgemäß der Schalter geschlossen und während der Zeit t₂ geöffnet. Das Schaltverhältnis t_t: t₂ läßt sich, wie bereits erwähnt, durch Änderung der Andruckkraft der Feder 9 in gewissen Grenzen einstellen. An den Klemmen 10^ 11 kann eine Gleichstromquelle in Reihe mit einem Verbraucher eingeschaltet werden. Im Verbraucher fließt dann ein Impulsstrom, der in einem Wechselstromverstärker leicht verstärkt oder durch einen Transformator hochtransformiert werden kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Schaltvorrichtung zur periodischen Kontaktgabe mit sehr hoher Frequenz, bestehend aus einem an der schwingenden Oberfläche eines elektromechanischen Wandlers befestigten bewegten Kontakt und einem durch Federkraft gegen den bewegten Kontakt gedrückten ruhenden Kontakt, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromechanische Wandler, insbesondere ein magnetostriktiver Wandler, selbst als frequenzbestimmendes Element des antreibenden Oszillators geschaltet ist.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkraft zwecks Veränderung des Schaltverhältnisses einstellbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 954 182;
schweizerische Patentschrift Nr. 245 525.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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