DE322699C - Resonanzrelais - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Resonanzrelais, das einen auf eine bestimmte Frequenz abgestimmten schwingenden Körper geringer Dämpfung enthält, z. B. eine Zunge nach Art der Zungenfrequenzmesser oder eine auf Torsion beanspruchte Welle. Die Zunge, liegt dabei in einem magnetischen Feld (Hufeisenmagnet), dem ein Wechselfeld übergelagert wird. Man kann aber auch statt des Dauermagneten einen Wechselstromelektromagneten nehmen und ihn mit Wechselstrom erregen, dessen Frequenz halb so groß ist wie die Zungenfrequenz. Wenn die Frequenz des übergelagerten Wechselfeldes mit der Frequenz der Eigenschwingung des Körpers übereinstimmt, schwingt der Körper so, daß die Schwingungen dazu benutzt - werden können, in einem anderen -Stromkreis Empfangsapparate zu beeinflussen.

Gemäß der Erfindung ist der schwingende Körper mit Kapazität behaftet, und er schwingt zwischen Kontakten; dabei sendet er aus einer beliebigen Stromquelle eine gleichstromartige Entladung- in der Weise durch einen Empfängerstromkreis, daß die Kapazität abwechselnd aus der Stromquelle geladen und wieder entladen wird.

Auf der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen der Erfindung schematisch

jo dargestellt. In Fig. 1 ist 1. ein Hufeisenmagnet, an dessen Polen zwei Spulen 2 und 3 mit einem Kern aus geblättertem Eisen befestigt sind. Diese Spulen werden durch einen Wechselstrom bestimmter Periodenzahl

!5 erregt. An dem Magneten ist ferner eine Zunge 4 befestigt, die zwischen den Kontakten 5 und 6 schwingen kann. Die Zunge ist an ihrer Befestigungsstelle über einen Widerstand 7 und eine Kapazität 8 an Erde gelegt. An den * Kontakt 5 ist eine Stromquelle 9 angeschlossen und an den Kontakt 6 der Empfangsapparat 10.

Wird durch die Spulen 2 und 3 ein Wechselstrom geschickt, dessen Frequenz der Frequenz der Eigenschwingungen der Zunge entspricht, und werden die Spulen derart geschaltet, daß die Erregung in der einen Spule verstärkt und in der anderen gleichzeitig geschwächt wird, so wird die Zunge zwischen den Kontakten 5 und 6 hin und her schwingen. Beim Berühren des Kontaktes 5 wird die Kapazität 8 aufgeladen und beim Berühren des Kontaktes 6 über den Empfangsapparat entladen. Da in den Leitungen im allgemeinen Selbstinduktionen liegen, so hat während der kurzen Kontaktdauer die Kapazität 8 nicht genügend Zeit, sich aufzuladen und sich zu entladen. Man schaltet deshalb erfindungsgemäß parallel zu dem Lade- und Entladestromkreis möglichst in die Nähe der ersten Kapazität weitere Kapazitäten 11 und 12. Die Kapazität 11 hat also Zeit, auch während der Öffnung des Kontaktes 5 sich aufzuladen und kann beim Schließen des Kontaktes S von ihrer Ladung an die Kapazität 8 abgeben, die dann beim Schließen des Kontaktes 6 ihre Ladung auf die Kapazität 12 übertragen kann. Der Empfangsapparat 10 erhält also nicht nur während des kurzen Kontaktschlusses bei 6 Strom aus der Kapazität 8, sondern auch solange der Kontakt 6 geöffnet ist, aus der Kapazität 12. Es wird

also der Strom zur Erregung des Relais über die Kapazitäten von der Stromquelle zum Stromaufnehmer befördert, und es ist ausgeschlossen, daß beim Stillstand der Zunge, selbst wenn sie einen Kontakt berührt, ein Stromübergang stattfindet.

Es kann vorteilhaft sein, durch Abstimmung der Kapazitäten auf Resonanz mit den Schwingungen der Zunge und Einfügung von ίο Dämpfungswiderständen für den elektrischen Schwingungskreis Funkenbildung an den Kontakten zu verhüten, um die Lebensdauer der Kontakte zu erhöhen.

Damit keine. Änderung in der Schwingungsphase der Zunge eintritt, wodurch die Resonanz gestört würde, werden die Kontakte nachgiebig gemacht, z. B. in der Weise, daß man ausgespannte feine Drähte (Silberdrähte) als Kontakte verwendet. Diese Drähte geraten dabei selbst in Schwingungen, die man zweckmäßigerweise durch Anschläge in der Weise begrenzt, daß die Drähte nach außen frei schwingen können, nach innen aber über die Anschläge nicht hinausschwingen können. Dadurch werden Störungen der Zungenschwingungen vermieden.

In Fig. 2 dient die Zunge 4 nur mittelbar zum Schließen der Kontakte 5 und 6. ' Es werden auf jeder Seite der Zunge zwei nachgiebjge Kontaktfedern 13, 14 und 15, 16 verwendet. Durch diese Anordnung wird zunächst die Funkenbildung an der Zunge und infolgedessen Abnutzung vermieden, wodurch die Frequenz der Zunge sich ändern 'würde. Zweckmäßig ist es ferner, den Kontaktfedern eine etwas höhere Frequenz zu geben, als diejenige der Zunge ist, damit - sie beim nächsten Auftreffen der Zunge im wesentlichen wieder in ihrer Ruhelage angekommen sind.

In den dargestellten Ausführungsbeispielen schwingt die Zunge stets parallel zur Achsrichtung der Spulen. Sie kann aber auch senkrecht dazu schwingen, was verschiedene Vorteile hat. Es wird verhindert, daß die Zunge an eine der Magnetspulen anschlägt, und die Zunge schwingt in der Richtung ihrer Schmalseite, so daß die Luftdämpfung klein wird. Man bringt zu diesem Zweck zu beiden Seiten der Zunge je zwei Primärspulen an und schaltet sie so, daß die Erregung der beiden vorn liegenden 2 und 3 verstärkt und die Erregung der beiden hinten liegenden 2' und 3' geschwächt wird und um- -55 gekehrt, wie Fig. 3 zeigt. Dabei muß der permanente Magnet so eingerichtet sein, daß an den Enden gleichnamige Pole liegen und die Zunge entgegengesetzte Polarität hat. Man erreicht dies dadurch, . daß man nach Fig. 4 zwei Dauermagnete 1 beispielsweise mit ihren gebogenen Südpolen einander zukehrt, während die freistehenden Enden Nordpole sind.· Die Zunge 4 hat dann auch einen Südpol. Wird der Wechselstrom eingeschaltet, dann suchen die an den Nordpolen der beispielsweise vorn liegenden Spulen 2 und 3 austretenden Kraftlinien den Rückweg durch die Zunge und ziehen sie nach dieser Richtung; beim folgenden Wechsel des Stromes !. wird die Zunge von den Spulen 2' und 3' an-'. gezogen.

^; Eine andere Anordnung zeigt Fig. S und 6. Die Zunge besteht aus zwei Weicheisen- ; ankern 19 aus unterteiltem Eisen, die starr miteinander verbunden und z. B. in Hartgummi eingebettet sind. Die äußeren Enden der Anker reichen etwa bis zur Mitte der ; Spulen. JV und S sind die Pole des Dauermagneten und JV' und S' die Wechselstrompole. Wird die Erregung der beiden linksliegenden Spulen verstärkt, so entstehen die eingezeichneten Pole, und die Zunge bewegt sich nach links.

Fig. 7 unterscheidet sich dadurch, daß ■ die inneren Enden der Anker bis zur Mitte der Spulen reichen. Statt eine besondere Stromquelle (9) zum Laden der Kapazitäten zu verwenden, kann man auch den zum Bewegen der Zungen dienenden Wechselstrom dafür verwenden.

Die eigenartige Wirkungsweise des Relais besteht darin, daß das Relais bei Resonanz mit einer bestimmten Stromart (Wechselstrom) einen praktisch als Gleichstromkreis anzusehenden sekundären Stromkreis schließt. Die schwingende Zunge dient dabei gewissermaßen als Beförderungsmittel, um den Strom aus der Batterie 9 zum Empfänger 10 zu befördern. Die Stärke dieses Stromes ändert sich zwar infolge der Kondensatorentladungen, nicht aber seine Richtung, und infolgedessen führt der Empfänger 10 beim Ansprechen stets dieselbe Bewegung aus. Durch die Anordnung der Polkapazitäten il und 12 wird der Gleichstromcharakter der Entladungen noch erhöht insofern, als auch nach Öffnung des Kontaktes 6 und wahrend der Ladung der mit Kapazität behafteten Zunge 4 dauernd eine Entladung der Polkapazität 12 stattfinden kann.

Das Relais ist anwendbar für die verschiedensten Zwecke, bei denen eine genaue Ab-=. Stimmung verlangt wird und bei denen unzulässige Beeinflussungen des Relais vermieden werden sollen. Es kann z. B. dazu benutzt n₅ werden, in elektrischen Anlagen mit Doppeltarifzählern das Zählwerk zu einer bestimmten Zeit über die Verbrauchsleitung umzuschalten, was bei Gleichstrom ohne weiteres möglich ist und bei Wechselstrom durch die 12c Wahl einer von der Frequenz des Verbrauchsstroms hinreichend sich unterschei-

denden Frequenz. Das Relais ist außerdem verwendbar im Eisenbahnsicherungswesen und für Einrichtungen zum Übertragen von Zeichen auf fahrende Züge, besonders bei elektrischen Bahnen.

Claims (4)

1. . Patent-Ansprüche:

   i. Resonanzrelais mit einem auf eine ίο bestimmte Frequenz abgestimmten schwingenden Körper (z. B. einer Zunge nach Art der Zungenfrequenzmesser), dadurch gekennzeichnet, · daß dieser Körper mit Kapazität behaftet ist und zwischen Kontakten schwingt, wobei er aus einer beliebigen Stromquelle eine gleichstromartige Entladung durch einen Empfängerstromkreis sendet und abwechselnd aus der Stromquelle geladen und dann wieder entladen wird.
2. 2. Resonanzrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Stromkreis für das Laden und Entladen der Kapazität noch je eine weitere Kapazität liegt. '
3. 3. Resonanzrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte nachgiebig sind (ausgespannte Drähte) zu dem Zwecke, eine unzulässige Dämpfung des schwingenden Körpers zu vermeiden.
4. 4. Resonanzrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe Wechselstrom, der den schwingenden Körper bewegt, zum Aufladen der Kapazitäten verwendet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.