DE609254C

DE609254C - Verfahren zur Erhoehung der Trennschaerfe von mit Modulationsfrequenzen in Fernsteueranlagen betriebenen Resonanzrelais

Info

Publication number: DE609254C
Application number: DES110913D
Authority: DE
Inventors: Otto Ortner
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1933-09-08
Filing date: 1933-09-08
Publication date: 1935-02-11

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 11. FEBRUAR 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21c GRUPPE 45 oe

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. September 1933 ab

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum, Betrieb von Resonanzrelais für modulierte Steuerströme in Fernsteueranlagen. Die Relais haben ein elektrisches Schwingungssystem, das auf die Trägerfrequenz abgestimmt ist, und ein mechanisches Schwingungssystem, das auf die Modulationsfrequenz abgestimmt ist. Die Erfindung betrifft vorzugsweise Relais, die mit Trägerfrequenzen von etwa 500 bis 2000 Hertz

xo und mit Modulationsfrequenzen von etwa 30 bis 600 Hertz arbeiten. Ein solches Relais ist schematisch in der Fig. 1 dargestellt. Auf dem aus Lamellen bestehenden Eisenkern 1 sitzt die Erregerspule 2 mit dem Vorschaltkondensator 3, ferner die Zunge 4, die beim Ausschwingen einen Hammer 5 fortschleudert, der in irgendeiner bekannten Weise, z. B. mittels eines Klinkwerks, einen Schalter betätigt.

Der elektrische Kreis 2, 3 ist auf die Trägerfrequenz, also beispielsweise auf 1000 Hertz, abgestimmt, das mechanische" Schwingungssystem, die Zunge 4, auf eine Modulationsfrequenz von beispielsweise 90 Hertz. Die Zunge besteht aus magnetisch weichem Material geringer Remanenz und Koerzitivkraft, so daß sie sich leicht im Takte der Trägerfrequenz ummagnetisieren läßt.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß sich die Eigenschwingungszahl des elektrischen Teils ändert, wenn sich die Zunge 4 bewegt.

In Fig. 2 ist schematisch in Abhängigkeit vom Abstand zwischen der Zunge 4 und dem Erregerpol 6 und abhängig von der Frequenz für drei Zungenstellungen die Lage der Resonanzkurve des elektrischen Teils angedeutet. In der Mittellage der Zunge liegt der Scheitel der Resonanzkurve bei 7. Wenn sich die Zunge vom Pol 6 entfernt, rückt der Scheitel nach 8 in das Gebiet höherer Frequenzen, da dann die Selbstinduktion des aus der Spule 2, dem Kern 1 und der Zunge 4 bestehenden Gebildes kleiner wird; wenn sich dagegen die Zunge dem Pol 6 nähert, wandert der Scheitelpunkt der Resonanzkurve nach 9 in das Gebiet kleinerer Frequenzen.

Würde man den elektrischen Teil genau auf die Trägerfrequenz abstimmen, würde man also mit der dem Scheitelpunkt 7 entsprechenden Frequenz arbeiten, so würden derartige Relais zum Selbstschwingen neigen, d. h. die Zunge auch dann schwingen, wenn die Modulationsfrequenz erheblich von der Eigenschwingungszahl der Zunge 4 abweicht bzw. wenn die Trägerwelle überhaupt nicht moduliert ist, da sich die einmal angeschwungene Zunge selbst in eine periodische Magnetzugkraft einsteuert.

Dies kann man sich folgendermaßen erklären: Bei Vorhandensein der Trägerwelle mit oder

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Otto Ortner in Nürnberg.

ohne Modulation wirkt auf die Zunge 4 in der MitteUage eine Magnetkraft ein, die etwa der Ordinate des Schaltpunktes 7 entspricht. Unter der Einwirkung dieser Magnetkraft nähert sich die Zunge 4 dem Pol 6, dadurch verschiebt sich die Abstimmung des elektrischen Teils nach dem Punkt 9 zu, während die Trägerfrequenz bei dem Punkt 7 bleibt. Infolge dieser Verstimmung des elektrischen Teils nimmt der Erregerstrom etwa bis zum Punkt 10 der durch den Scheitel 9 gehenden Resonanzkurve ab, die Magnetzugkraft läßt nach, die Zunge sucht wieder in die Gleichgewichtslage zurückzukommen. Wenn nun die Zunge nach der anderen Seite ausschwingt, also sich vom Pol 6 entfernt, wandert die Resonanzkurve des elektrischen Teils nach dem Punkt 8, mit der Folge, daß sich auch jetzt wieder der Erregerstrom verringert, die Magnetzugkraft also verkleinert und damit die Zunge ungehindert ausschwingen kann. Bei der darauffolgenden Rückkehr in die Mittellage steuert sie sich wieder in eine erhöhte Magnetzugkraft ein. Solche Relais sind deshalb für Fernsteueranlagen, bei denen mit verschiedenen Modulationsfrequenzen verschiedene Relais zum Ansprechen gebracht werden sollen, wenig geeignet, da sie bei jedem geringfügigen Impuls zum Selbstschwingen neigen, auch wenn die Modulationsfrequenz nicht gleich der Eigenschwingungszahl der Zunge ist.

Die Erfindung hat die Aufgabe, diesen Mangel zu beseitigen, die Trennschärfe zu erhöhen und die Ausnutzung der ins Relais geschickten Steuerenergie zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird die Trägerfrequenz gleich oder kleiner gemacht als die tiefste bei der Bewegung des mechanischen Schwingungssystems auftretende Eigenschwingungszahl des elektrischen Schwingungssystems. Es ist also beispielsweise eine Trägerfrequenz verwendet, die der Abszisse des Punktes g, Fig. 2, entspricht. Dann ergibt sich folgende Wirkung;

An der Mittellage der Zunge 4, die der Resonanzkurve 7 entspricht, ist die Magnetzugkraft etwa gleich der Ordinate des Punktes 11. Wenn sich nun die Zunge 4 dem Pol 6 nähert, verschiebt sich, die Resonanzkurve nach 9, die Magnetzugkraft steigt bis zum Wert der Ordinate des Punktes 9 an. Sie nimjnt also bei Näherung der Zunge an den Pol erheblich zu. Beim Zurückschwingen in die MitteUage nimmt die Magnetkraft wieder bis zum Punkt 11 ab, und beim Ausschwingen nach der anderen Seite, bei dem die Resonanzkurve nach 8 wandert, sinkt sie weiter bis zum Punkt 12. Die gleichen Verhältnisse ergeben sich, wenn die Trägerfrequenz etwa kleiner ist als die Abszisse des Punktes 9.

Der Versuch zeigt, daß sich bei einer derartigen Wahl der Trägerfrequenz eine hohe Ausbeute der Steuerenergie ergibt. Bei Schwingungen der Zunge wird der Modulationsgrad des Erregerstroms infolge der durch die Zungenschwingungen erzeugten Gegen-EMK in der Spule 2 stark verringert, ein Beweis dafür, daß tatsächlich eine erhebliche Energieumsetzung stattfindet. Ferner wird ein Selbstschwingen der Zunge bei fehlender Modulation oder bei von der Zungenfrequenz abweichender Modulationsfrequenz vermieden,

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Erhöhung der Trennschärfe von mit Modulationsfrequenzen in Fernsteueranlagen betriebenen Resonanzrelais, 75 ■-die mit einem elektrischen, auf die Trägerfrequenz abgestimmten und mit einem mechanischen, auf die Modulationsfrequenz abgestimmten Schwingungssystem, bei dessen Bewegung sich die Abstimmung des elektrischen Schwingungssystems ändert, ausgerüstet sind, dadurch gekennzeichnet, daß für das elektrische Schwingungssystem eine Trägerfrequenz verwendet wird, die annähernd gleich oder kleiner der bei Bewegung des mechanischen Schwingungssystems geänderten tiefsten Eigenschwingungszahl des elektrischen Schwingungssystems ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen