DE1942103B2 - Statisches relais - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein statisches Relais, das auf Erregungshöhe- und oder Zeit eines vorgegebenen elektrischen Signals anspricht, bestehend aus ersten und zweiten mit Anschlußklemmen verbundenen Schaltmitteln, wobei die ersten Schaltmiuel Impedanzen mit einer Vielzahl von Widerstandswerten aufweisen und wobei die zweiten Schaltmiuel auf die Erregungshöhe ansprechende Mittel aufweisen, die

erDinc

mit den ersten Schaltmitieln in WirkveAindung stehen, um derci Widerstandswerte in Abhängigkeit MHi einer vorbestimmten Erregung hin zu ändern.

I-Ur bestimmte AnwendungsfäMe ist es wünschenswert, ein statisches Relais zur Verfügung zu haben. das aiii die Frequenz oder die Erregungshöhe in Abhängigkeit von der Zeit anspricht. Beispielsweise kann es in einem automatischen Fern-Meßgeräte (Zahler)-Ablesesystem unter Verwendung einer TeIefoiianlage wünschenswert sein, ein Relais zur Kopp- !■in.: eines Antwortsenders, d.h. eines Senderi Miplängers. der nach Empfang des zugehörigen Abi !-!'.!cbefehls automatisch idenlifizierbare Signale aussendet, an Telefonleitungen auf den Empfang einer Μ·!bestimmten Erregung hin, zur Verfugung ^u haben. wobei das Relais jedoch nicht auf Klingel- und Wühlsignale, die von verhältnismäßig höherer -•'.inniing aber kürzerer Zeitdauer sind, ansprechen ■ ■ -ι Hierbei kann es weiterhin wünschenswert sein.

;:sche Relais vorzusehen, die auf vo'izeizebene I-re-■ L-nzhereiche oder die iibertraguiiti »erineer Ener-. mengen ansprechen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein sta-

>;hes Relais zu schaffen, das auf Größe und oder '■.it einer Erregung anspricht, welches Speichere'!- . .-nschal'ten aufweist, das einen verhältnismäßig ho-¹ .-η Wechsel- und Gleichspannungswiderstand im . .',sgeschaltelen und relativ niedrigen Wechsel- und . i'ieichspannungswiderstand im eingeschaltetem Zui.ind aufweist und das zweiseitig gerichtet ist. und i.rner einen statischen Schaltkreis anzugeben, der Irequenzabhängig ist. sowie einen frequenzabhängi- ·...·!! statischen Schaltkreis, der durch Übertragung •verhältnismäßig tzeringer Energie aktiviert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem statischen Relais vier eingangs erläuterten Art erfindungsgemäß dadurch splöst, daß dritte, Energiespeicherelemente und Widerstandselemente enthaltende Schaltmittel \orueschcn sind, die bei Auftreten eines vorbestimmten elektrischen Signals an den Anschlußklemmen mit den zweiten Schaltmitteln und den Anschlußklemmen zur Betätigung der zweiten Schaltmittel verbunden sind.

Weitere Vorteile der Erfindung werden an Hand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen nach der Zeichnung nachstehend erläutert. Dabei zeigt

F i g. 1 in schcmatischer Darstellung eine Fern-Zähler-Ableseanlage mit einem statischen Relais tzernäß der Erfindung.

F i g. 2 einen auf Band-Frequenzen ansprechender, v-Schaltkreis und

Fig.? einen auf hohe Frequenzen ansprechenden Schaltkreis.

In Fig. 1 ist schematisch eine automatische Fern-Meßgeräte-(Zähler)-Ableseanlage dargestellt. in der ein statisches Relais 10 gemäß der Erfindung verwendbar ist und die einen Kodicrer 11 aufweist, der einerseits mechanisch mit dem abzulesenden Zählgerät 12 und andererseits mit Telefonleitungen 13 eines Benutzers oder Verbrauchers über das statisehe Relais 10 gekoppelt ist. Zusätzlich ist ein Abfragesender 15 in einer Telefonzentrale 16 mit der TeIefonlcitung 13 über einen Leitungswähler 17 und einen Fernauslöser 18 sowie verschiedenen nicht dargestellten, an sich bekannten Tclefonausrüstungsgegenständen verbunden.

Die Einzelheiten des Kodierers 11. des Zählers 12. des Abfragesenders 15. des Leitungswählers 17 und des, Fernauslösesenders 18 bilden keinen Teil der vorliegenden Erfindung und sind demzufolge nicht im ein/einen beschrieben und dargestellt. Es reicht zum Verständnis der Erfindung aus, festzustellen, daß dann, wenn der Zähler 12 abgelesen werden soll, der Abfragesender 15 betätigt wird, der seinersei's den Leitungswähler 17 und den Fernauslösesender IH betätigt. Der Fernauslösesender 18 sendet dann ein Signal durch die Teleionleitung 13, welches das statische Relais 10 betätigt, wodurch der Kodierer 11 betätigt und an die Telefonleitung 13 gekoppelt wird. Der Kodierer 11 liefert kodierte Information bezüglich der Registrierung des Zählgerätes 12 zum Abfragesender 15. Beispielsweise kann der Kodierer einen (nicht dargestellten) Oszillator aufweisen, dessen Parameter in Abhängigkeit vom Zählstand des Zählers gelindert werden, wodurch in Übereinstimmung mit der Ablesung des Zählgerätes 12 unterschiedliche Tonsiüiiale aul die TeIeIo. leitung 13 »e-jehen werden.

Das statische Relais 10 weist eine Fotozelle l'( und eine Glimmlampe /V aul, die zwischen Anschlußklemmen 20 und 21 einer de: Telelonleilungen 13 und des Kodicrer 11 in Reihe geschaltet sind. Das statische Relais 10 weist weiterhin einen Widerstand R 1 und einen Kondensator ( auf. die miteinander in Reihe geschaltet sind, wobei diese Reihenschaltung ebenfalls zwischen die Anschlußklemmen 20 und 21 geschaltet ist. Ein zweiter Widerstand K 2 \erbindet die Verbindungspunkte zwischen dem Widerstand R 1 und der Kapazität C einerseits und zwischen der Fotozelle PC und der Glimmlampe Λ' andererseits.

Die Fotozelle PC kann beispielsweise aus Selen oder !Cadmiumsulfid bestehen, das unbeleuchtet einen verhältnismäßig hohen Widerstand aufweist und einen verhältnismäßig niedrige'ii Widerstand, wenn es beleuchtet wird.

Die normale, an den Telefonleitungen 13 anliegende Telefon-Zcnlralamts-Batteriespannung. die in der Größenordnung von 48 Volt Gleichspannung liegt, reicht nicht aus. die Glimmlampe .Y zu zünden, so daß das statische Relais 10 ausgeschaltet ist. so daß die Anschlußklemmen 20 und 21 einen geöffneten Schalter bilden.

Hohe 'Telefon-Wähl- und oder Klingel-Impulsspannungcn. die im Bereich von 4(K) Volt heizen können, sind li'chl von genügend langer Dauer, um ilen Kondensator 10 auf die für die Inbetriebsetzung des Relais 10 erforderliche Höhe aufzuladen.

Wenn der Fernauslösesender 18 betätigt wird, liegt eine Spannung von ungefähr 200 Volt an den Leitungen 13. Dadurch wird die Kapazität C in ausreichendem Maße aufgeladen, um die Glimmlampe .Y zu zünden, wodurch letztere die Fotozelle PC anleuchtet. Dies f^:;hrt wiederum dazu, daß die Fotozelle PC von dem Zustand hohen Widerstands auf einen Zustand niedrigen Widerstands übergeht, wodurch die Anschlußklemmen 20 und 21 miteinander verbunden werden. Solange das Eingangs-Spannungssignal größer als die Löschspannung der Glimmlampe Λ^; ist. leuchtet diese, so daß das Relais 10 in seinem leitenden, d. h. eingeschalteten Zustand verriegelt bleibt.

Es muß hinzugefügt werden, daß dann, wenn das Relais 10 ursprünglich ausgeschaltet ist. der hohe Widerstand der Fotozelle PC das Verhältnis der dem Kondensator C zufließenden Energie begrenzt. Wenn die Erregung genügend hoch angestiegen ist, so daß die Kondensatorspannung die Zündspannung der

Glimmlampe/V erreicht, liefert der Entladungsstrom cig. Weil der Widerstand des Kondensators C umgedes Kondensators C die Energie, mit der die Lampe kehrt proportional zur Frequenz des Signals an den anfänglich die Fotozelle PC anleuchtet. Dies senkt Anschlüssen 20 und 21 ist, ändert sich sein prozenwiederum den Widerstand der Fotozelle PC, so daß lualer Anteil an der gesamten Eingangsspannung reder Erregerstrom ausreicht, die Fotozellen-Lampen- 5 ziprok mit der Frequenz. Aus diesem Grunde spricht Schaltunc in ihrem leitenden, d. h. eingeschalteten das Relais 10 auf Frequenzen unterhalb einer be-Zustand^u halten. stimmten Höhe an.

Wenn die Quellen-Erregerspannung unterbrochen In F i g. 2 ist ein abgeändertes Ausführungsbeispiel wird, reicht die Spannung nicht aus, die Glimmlam- de Gegenstandes der Erfindung dargestellt, das auf pe N in gezündetem Zustand zu halten, so daß sie io Frequenzen oberhalb einer vorbestimmten Höhe anaufhört zu leiten, wodurch die auf die Fotozelle PC spricht. Hierbei sind ein Widerstand R 3, eine lndukgerichtete Strahlung unterbrochen wird. Dies wie- tivität L 1 und eine Kapazität C 2 in Reihe zwischen derum bringt die Fotozelle PC von ihrem Zustand die Eingangs-Anschlußklemmen 20 und 21 geschalniedrigen Widerstands in ihren Zustand hohen tet. Zusätzlich sind ein zweiter Kondensator C 3 und Widerstands, wodurch die Anschlußklemmen 20 und »5 ein Widerstand Λ 4 in Reihe zwischen dem Verbin-21 in den Zustand eines offenen Schalters versetzt dungspunkt 31 des Kondensators C 2 und der Indukwerden. tivität L 1 einerseits und dem Verbindungspunkt 32

Da der Widerstand R 1 keinen Laststrom führt, der Glimmlampe N und der Fotozelle PC andererkann er verhältnismäßig groß ausgebildet sein, so seits geschaltet. Ein Entladungswiderstand R 5 ist daß der Kondensator C verhältnismäßig klein und *o parallel zum Kondensator C 3 geschaltet, und ein damit kostengünstig sein kann. Der Kondensator C vierter Widerstand R 6 und eine Diode D 1 sind zwimuß lediglich groß genug sein, d.h. seine Ladung sehen dem Verbindungspunkt 33 des Widerstandes ausreichend, um die Lampe N in leitendem Zustand R 3 und der Induktivität L 1 und dem Verbindungszu halten und zwischen deren Zünd- und Löschspan- punkt 34 zwischen dem Kondensator C 3 und des nung genügend lang speichern zu können, damit die »5 Widerstandes R 4 geschaltet. Es muß hinzugefügt Fotozelle PC von ihrem Zustand hohen Widerstands werden, daß die Spitzenspannung an der Induktivität in. ihren Zustand niedrigen Widerstands umschalten L 1 direkt von der Frequenz abhängt, und diese kann. Sobald dies erfolgt ist, hält der Ruhestrom zwi- Spannung liegt auch an dem Kondensator C 3 an. sehen den Anschlußklemmen 20 und 21 die Neon- Wenn die Eingangssignalfrequenz hoch genug lampe N leitend. 3o ist, reicht die in den Kondensatoren Cl und C 3 ge-

Es muß hinzugefügt werden, daß das Relais 10 speicherte Energie aus, die Lampe N zu zünden und

nicht nur mit Gleichspannung, wie bisher beschrie- in ihrem leitenden Zustand zu halten, wodurch die

ben wurde, sondern ebensogut auch mit Wechsel- Fotozelle PC geschaltet wird.

spannung betrieben werden kann. Es muß ferner hin- In F i g. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der zugefügt werden, daß das Relais 10 bistabil ist, da es 35 Erfindung dargestellt, das auf Frequenzen innerhalb einen hohen Wechselstrom- und Gleichstromwider- eines vorbestimmten Bandes anspricht. Diese Schalstand aufweist, wenn es ausgeschaltet ist und einen Uing ist ähnlich der in F i g. 2 dargestellten, mit der niedrigeren Wechselstrom- und Gleichstromwider- Ausnahme, daß die Induktivität L 1 und der Widerstand, wenn es eingeschaltet ist. stand R 3 gemäß F i g. 2 in F i g. 3 durch einen

Darüber hinaus spricht das Relais 10 auf Größe 4° Transformator T und einen aus einer Induktivität L 2 und Zeitdauer der Erregerspannung an, so daß weder und einer Kapazität 4 bestehenden Schwingkreis erhohe kurzzeitige Spannungen, noch geringe aber an- setzt sind. Die Primärwicklung P des Transformadauernde Erregung das Relais 10 einschalten. Die tors T ist in Reihe mit dem Kondensator C 2 geschal-Zeitunterscheidungs-Charakteristik des Relais 10 tet. und der Serien-Schwingkreis L 2 und C 4 ist mit läßt es zu, daß die Zündspannung der Glimmlam- 45 der Sekundärwicklung S verbunden. Wen die Frepe N niedriger sein kann als die Spitzen von quenz des Eingangssignals innerhalb eines vorgege-Wechselspannungseinschwing- oder Gleichstrom-Im- benen Frequenzbereiches liegt, ist die an dem pulsen, die zwischen den Anschlußklemmen 20 und Schwingkreis L 2 und C 4 anliegende Spannung, die 21 auftreten können, ohne daß das Relais 10 einge- auch an dem Kondensator C 3 anliegt, wenn sie zu schaltet wird. Es muß ferner noch hinzugefügt wer- 50 der des Kondensators C 2 hinzuaddiert wird, genüden. daß das Relais 10 zweiseitig gerichtet ist, so daß gend hoch, um die Lampe N zu zünden,
zwischen den Anschlußklemmen 20 und 21 Signale Es wurde festgestellt, daß mit der Schaltung ge in jeder Richtung übertragen werden können. maß Fig. 3 die Lampe N und die Fotozelle PC mi

Das Relais 10 weist auch insofern Speichereigen- der geringen Energiemenge von 1 Milliwatt pro Se

schäften auf. als es nach einem Ausschalten in kürze- 55 künde geschaltet werden können, vorausgesetzt, dal

rer Zeit als seine ursprüngliche Einschaltzeit wieder die Kondensatoren C 2 und C 3 anfangs nur in einen

eingeschaltet wird, und zwar wegen der im Konden- solchen Maß aufgeladen sind, daß sie die Schaltung

sator C gespeicherten Ladung und der begrenzten nicht auslösen können. Dies ist deshalb wichtig, wei

Leitfähigkeits-Abfallzeit der Fotozelle PC. in vielen Anwendungsfallen, wie z, B. in Telefonanla

Wenn das ReI nis 10 von einer Wechselstromquelle 60 gen. die zulässige Energieübertragung auf solch

mit Energie versorgt wird, ist es auch frequenzabhän- Werte begrenzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Statisches Relais, bestehend aus ersten und zweiten mit Anschlußklemmen verbundenen Schaltmitteln, wobei die ersten Schaltmittel Impedanzelemente mit einer Vielzahl von Widerstandswerten aufweisen und wobei die zweiten Schaltmittel auf die Erregungshöhe ansprechende Mittel aufweisen, die mit den ersten SchHtmitteln in Wirkverbindung stehen, um deren Widerstandswerte in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Erregung hin zu ändern, dadurch gekennzeichnet, daß dritte. Energiespeicherelemente und Widerstandselemente enthaltende Schaltmittel vorgesehen sind, die bei Auftreten eines vorbestimmten elektrischen Signals an de" Anschlußklemmen mit den zweiten Schaltmittclii und den Anschlußklemmen zur Betätigung der zweiten Schaltniiuel verbunden sind.

2. Statisches Relais nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Schaltmittel Mittel zur Verzögerung der Tätigkeit der zweiten Schallmitiel enthalten.

3. Statisches Relais nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet.daß die dritten Schaltmittel Blindwiderstandselemente zur Betätigung der /.weiten Schaltmittel beim Auftreten eines innerhalb eines vorbestimmten Größenbereiches liegenden elektrischen Signals an c'en Ar chlußklemmcn aufweisen.

4. Statisches Relais nach A Spruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Schaltmittel einen Zustand hohen Widerstands und einen Zustand niedrigen Widerstands einnehmen können und daß die /weiten Schaltniiuel in Abhängigkeit von der Erregung mit vorbestimmbare Höhe ansprechend betätigbar sind, um die ersten Schaltmittel von ihrem Zustand hohen Widerstands in ihren Zustand niedrigen Widerstands zu überführen.

5. Statisches Relais nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Schaltniiuel den ersten Schaltmitteln benachbart angeordnet sind.

(1. Statisches Relais nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Schaltmittel als Strahler und die ersten Schaltmittel als auf Strahlung ansprechende Widerstandselemente ausgebildet sind.

7. Statisches Relais nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei den zweiten Schaltmitteiii um eine lichtaussendende, auf Spannung ansprechende Entladungseinrichtung und bei den ersten Schaltmitteln um eine fotoelektrische Einrichtung handelt, deren Widerstand eine Funktion der einfallenden Strahlung darstellt.

8. Statisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Schaltmittcl in Reihe geschaltet sind und daß die Encrgiespeicherelemente parallel lediglich zu den zweiten Schaitmitleln geschaltet sind

9. Statisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Schaltmiuel fotoelektrische Mittel mit hohem Widerstand im unbelichteten Zustand und niedrigem Widerstand im belichteten Zustand enthalten und daß die zweiten Schaltmiuel eine Entladungslampe aufweisen.

10. Statisches Relais nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die futoelektrischen Mittel und die Entladungslampe in Reihe geschaltet sind und daß die Energiespeicherelemente lediglich /u der Entladungslampe parallel geschaltet sind.

! I. Statisches Relais nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Schaltmiuel Kapazitäten und Widerstände enthalten, wöbe; die Widerstände zwischen die Kapazitäten und eine Anschlußklemme und ebenfalls zwischen die Kapazitäten und die zweiten Schaltmiuel geschaltet sind.

12. Statisches Relais nach Anspruch 11. dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Schaltmittel foirelektrische Mittel mit hohem Widerstand im unbelichteten! Zustand und niedrigem Widerstand im belichteten Zustand aufweisen und daß die zweiten Schaltmiuel eine Entladungslampe enthalten.

13. Statisches Relais nach Anspruch 3. daduu: gekennzeichnet, daß die Blindwiderstand>ele mente Kapazitäten aufweisen, zur Betätigung d.i zweiten Schaltmiuel. wenn der Frequenzbereich unterhalb einer \orbestimmten Frequenz liegt.

14. Statisches Relais nach Anspruch ?. dadurc!' gekennzeichnet, daß es mit einer Telefonleituiu und einem Antwortender zur Urzeugung kodierter Informationen verbunden ist. wobei das statische Relais zwischen die Telefonleitung und den Antwortsemler geschaltet ist. wodurch die k>> diente Information zur Telelonleiumg gelangt, wenn die zweiten Schaltmiuel betätigt werden, und wobei die Blindwiderstandselemente Induktivitäten zur Betätigung der zweiten Schaltmittel aufweisen, wenn der Frequenzbereich oberhalb einer vorgegebenen Frequenz liegt.

15. Statisches Relais nach Anspruch 3. dadurch, gekennzeichnet, daß es mil einer Telefonleitung und einem Antwortsender zur Erzeugung kodierter informationen verbunden ist. wobei das statische Relais zwischen die Telefonleitung und den Antwortsender geschaltet ist. wodurch die kodierte Information zur Telefonleitung gelangt, wenn die zweiten Schaltmittcl betätigt werden, und wobei die dritten Schaltmiuel Kapazitäten und Induktivitäten zur Betätigung der zweiten Schaltmiuel aufweisen, wenn der Frequenzbereich innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbandes ist.

16. Statisches Relais nach Anspruch Moder 15. dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Schaltmittel Strahlung 'lussenden und die ersten Schaltmiuel auf Strahlung ansprechende Widerstandselemente sind.

1 7. Statisches Relais nach Anspruch 1 2. dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Schaltmiuel in Reihe und die Kapazitäten parallel zu den ersten Schaltmitteln geschaltet sind.