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Frequenzrelais, insbesondere zum Fernsteuern von Tarifapparaten Bei
bekannten Frequenzrelais wird eine auf eine gewisse Frequenz abgestimmte Zunge durch
einen mit einem Strom dieser Frequenz gespeisten Elektromagneten in Schwingungen
versetzt. Diese Zunge betätigt unmittelbar oder mittels eines besonderen Getriebes
einen Schalter, der beispielsweise das Doppelzählwerk .eines Tarifapparats steuert.
Bildet die Zunge selbst einen Teildes Schalters, so wird dieser fortgesetzt geöffnet
und geschlossen, mit der Folge, daß die Kontakte rasch verschleißen. Ist andererseits
aber zwischen der Zunge und dem Schalter noch ein besonderes Getriebe angebracht,
so verschwinden bei jedem Angriff auf das Getriebe rasch die Ausschläge der Zunge,
und es dauert eine gewisse Zeit, bis sich in der Zunge wieder so viel Energie aufgespeichert
hat, daß sie von neuem Arbeit leisten kann. Das Umschalten erfordert deshalb viel
Zeit.
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Die Erfindung hat die Aufgabe, die Zunge weitgehend zu entlasten.
Erfindungsgemäß wird zunächst die Zunge von der Schaltarbeit entlastet.. Es wird
zu diesem Zweck für den Antrieb des Schaltwerkes ein besonderer Hilfsmotor vorgesehen,
der normalerweise durch ein Gesperre an der Drehung gehindert ist. Die Zunge hat
lediglich dieses Gesperre zu überwachen.
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Eine weitere Entlastung wird noch dadurch erzielt, daß man dem Hilfsmotor
ein verhältnismäßig kleines Drehmoment gibt. Sein Anker legt sich deshalb nur mit
kleiner Kraft gegen das Gesperre, so daß bei der Öffnung des Gesperres nur ein kleiner
Widerstand zu überwinden ist., Um trotz der kleinen Kraft des Hilfsmotors die zur
Betätigung des Schaltwerks notwendige Energie zu erhalten, greift erfindungsgemäß
dieser Schaltmotor erst nach einer oder mehreren Umdrehungen das Schaltwerk an.
Auf diese Weise wird die während der Umdrehungen in dem umlaufenden Teil aufgespeicherte
Energie für den Antrieb des Schaltwerks ausgenutzt.
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Am besten verwendet man als Hilfsmotor einen von der Netzspannung
gespeisten Kleinzähler, einen soggenannten EZ-Zähler, in dessen Gehäuse .gleich
.das Relais mit dem Gesperre eingebaut werden kann. Das Relais besteht im einfachsten
Fall aus einer Klinke, gegen die sich normalerweise der Zähleranker mittels eines
Anschlags legt. Die Klinke befindet sich in dem- Schwingungsbereich der Relaiszunge,
wird beim Ausschlagen der Relaiszunge in die Ausrückstellung .geschleudert, kann
dort durch ein mechanisches oder magnetisches Gesperre festgehalten und vor Beendigung
des Schaltvorganges durch den Hilfsmotor wieder in die Sperrstellung zurückgebracht
werden.
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Ausführungsformen des Erfin.dungsgegenstandes
sind
in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.
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Abb. i und 2 zeigen schematisch eine besonders einfache Ausführungsform
des Relais. Auf der Zählerscheibe i, die durch das Triebsystem 2 angetrieben wird,
ist der Anschlag 3 angebracht. Er legt sich normalerweise gegen die Nase 4 der Klinke
5. Die Klinke liegt in dem Schwingungsbereich der Zunge 6, die durch dien Elektromagneten
7 in an sich bekannter Weise in Schwingungen versetzt werden kann. Sie ruht mit
dem L?hergewicht8 auf dem Anschlag 9, sobald sie jedoch beim Ausschlagen der Zunge
6 über ihre labile Stellung hinausgeschleudert wird, schlägt sie nach oben in .die
strichliert angedeutete Stellung 5a um, wo sie an dem Anschlag io anliegt. Der Anker
i kann dann unter der Einwirkung des Triebsystems :2 eine Umdrehung ausführen. Kurz
bevor am Ende der Umdrehung .der Anschlag 3 wieder in die Ausgangsstellung zurückkehrt,
wirft der an der Ankerachse befestigte Arm ii die Klinke aus der Stellung 5a wieder
in die Sperrstellung 5 zurück: Beim Auftreffen des Anschlags 3 auf die Klinke 4
kommt der Anker wieder zum Stillstand.
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Der Anker ist, wie die Abb. 3, 4 in zwei verschiedenen Ansichten zeigen,
durch das Ritzel 12 mit der Schaltscheibe 13 verbunden. Auf der Schaltscheibe sitzen
die Nocken 14, von denen j e einer jeweils nach zwei Umdrehungen des Ankers i unter
den in die Offenstellung strebenden Schalter 15 gelangt, die untere Schaltfeder
nach oben drückt und dadurch die Schließung des Schalters bewirkt. Der Schalter
ist mit einem Tarifapparat o. d'gl. verbunden. Die Einrichtung ist derart getroffen,
daß die Schaltnocken 14 erst jeweils am Ende einer Ankerumdrehung auf den Schalter
15 treffen, zum Zwecke die im Anker während der Umdrehungen aufgespeicherte kinetische
Energie für die Betätigung des Schalters auszunutzen.
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Es gelangt erst, wie erwähnt, nach jeder zweiten Ankerumdrehung ein
Nocken unter den Schalter. Führt der Anker nur eine Umdrehung aus, so gelangt ein
von Schaltnocken freier Teil der Schaltscheibe 13 unter den Schalter; der Schalter
bleibt also offen. Auf diese Weise kann durch Einleiten von Strom in den Elektromagneten
7 der Schalter 15 abwechselnd geöffnet und geschlossen werden.
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Die Abb. 5 zeigt im wesentlichen dieselbe Relaisform, nur ist hier
statt der Nase 4 der Bremsklotz 17 an der Klinke 5 angebracht und statt des Anschlags
3 ein geraubter oder gezahnter Teil 18. Der Anker i wird hier somit im wesentlichen
durch Reibung festgehalten. Eine andere Form des Relais zeigen die Abb. 6 und 7
in zwei verschiedenen Ansichten. Hier wird der Anker i des Hilfsmotors normalerweise
mittels der - Hemmfahne i9 in an sich bekannter Weise festgehalten. An dem Triebmagneten
2 ist zu diesem Zweck die Bremszunge 2o angebracht. In dem Kraftl'inienpfad zwischen
Hemmfahne und Bremszunge liegt das Eisenstückchen 21, das auf der Zunge 6 des Relais
befestigt ist. Zwecks Verbesserung der Rückleitung des vom Triebmagneten 2 abgezweigten
Halteflusses kann an der Hemmfahne noch der nach abwärts gerichtete magnetische
Leiter 22 angebracht werden.
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Sobald beim Ansprechen des Relais das Eisenstückchen 21 in Schwingungen
versetzt wird, werden die Luftspalten des Halteflusses im Takte dieser Schwingungen
vergrößert. Der zeitliche Mittelwert des magnetischen Widerstandes im Haltefluß
wird dadurch erhöht, die Haltekraft so stark geschwächt, daß der Triebmagnet 2 -die
Hemmfahne i9 von dem Eisenstück 21 wegziehen kann. Der Anker führt dann eine Umdrehung
aus. Erst wenn die Hemmfahne i9 zu dem unterdessen wieder zur Ruhe gelangten Eisenstück
21 zurückkehrt, wird der Anker i wieder festgehalten.
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Den zeitlichen Verlauf des Halteflusses zeigt die Abb. B. Als Abszisse
ist die Zeit, als Ordinate die Kraftlinienzahl aufgetragen. Die strichlierte Kurve
23 entspricht dem Verlauf des Halteflusses bei ruhendem Relais während einer halben
Periode des das Triebeisen 2 speisenden Wechselstromes. Die ausgezogene Kurve 24
zeigt den Verlauf des Halteflusses beim Ansprechen des Relais unter der Voraussetzung,
daß die Frequenz in ,dem Elektromagneten 7 ein Vielfaches der Frequenz in dem Triebmagneten
2 ist.
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Statt das Eisenstückchen 21 unmittelbar auf der Zunge 6 zu befestigen,
kann man es auch auf einer Klinke 5 anbringen, wie die Abb. 9 bis i i in drei verschiedenen
Ansichten zeigen. Hier wird beim Ausschlagen der Zunge 6 die Klinke 5 hochgeschlagen,
bis sie sich gegen den Anschlag io legt, dadurch wird das Eisenstückchen 21 aus
dem Kraftlinienpfad zwischen der Hemmfahne i9 und der Bremszunge 2o entfernt, der
Anker kann eine Drehung ausführen. Vor Beendigung der Drehung wird die Klinke 5
wieder durch den Stift i i in die Sperrstellung zurückgeworfen.