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Resonanzschaltrelais Die Erfindung betrifft ein Resonanzschaltrelais
mit mechanischem Resonanzsystem, das sich besonders als Empfangsapparat für solche
Fernsteueranlagen eignet, bei denen zur übertragung tonfrequenter Steuerströme die
Leiter eines Starkstromnetzes verwendet werden.
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Sollen mit derartigen Relais Fernschaltungen ausgeführt werden, die
eine länger andauernde Kontaktschließung oder -öffnung erfordern, so hat man sich
bisher meist so beholfen, daß man zur Betätigung des fernzusteuernden Schalters
zwei verschieden abgestimmte Resonanzsv steme verwendete, von denen z. B. das eine
beim Ansprechen den Schalter schließt, das andere den Schalter wieder öffnet. Zur
Betätigung des Schalters sind also zwei Steuerfrequenzen erforderlich. Da mitunter
der für die Steuerfrequenzen zur Verfügung stehende Frequenzbereich verhältnismäßig
klein ist, aber mit Rücksicht auf hohe Wirtschaftlichkeit der Fernsteueranlage möglichst
vielerlei Fernschaltungen ausführbar sein sollen, ist für die Zahl der Steuerfrequenzen
höchste Sparsamkeit geboten.
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Die Erfindung geht darauf aus, eine länger andauernde COffnung und
Schließung eines Schalters mit nur einer Frequenz zu erzielen.
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Bei einem für ähnliche Zwecke dienenden bekannten Relais steuert eine
vom Relais erregte Zunge eine Bremse für ein Laufwerk, und zwar derart, daß die
Bremse gelüftet wird und das Werk zu laufen beginnt, sobald die Zunge schwingt.
Bei solchen Relais besteht die Gefahr, daß schon ganz. kleine Schwingungsamplituden
ausreichen, um das Laufwerk in Gang zu setzen. Da nun bei 1_Tberlagerungsfernsteueranlagen
sowohl die Starkstromfrequenz selbst wie ihre höheren Harmonischen, auch beim Vorschalten
von Blockkondensatoren oder Sperrkreisen, die Relaiszunge in kleine Schwingungen
versetzen, würde sich bei Anwendung dieser bekannten Relais auf den Fernsteuerbetrieb
ein dauerndes Ablaufen des Laufwerkes nicht vermeiden lassen. Da ferner bei diesem
Relais die Bremskraft der aufeinandergleitenden Teile je nach dem Reinheitsgrad
und der Abnutzung der Reibflächen starken Schwankungen unterworfen ist, wird es
kaum möglich sein, ein derartiges Relais so einzustellen, daß es auch im künftigen
Betrieb dauernd mit Sicherheit nur bei einer bestimmten Schwingungsamplitude anspricht.
Ferner ist durch das Anliegen der schwingenden Zunge an einem mit der Bremsvorrichtung
verbundenen Teil stets eine starke Dämpfung der Zunge bedingt, das Relais wird also
eine nur sehr kleine Selektivität haben.
Bei einem anderen bekannten
Relais schaltet ein mit einer Klinke versehenes Schwingungs= organ einen ersten
Teil einer Kontaktvorrich-
| tung fort, deren zweiter Teil mit einem Wind |
| flügel verbunden ist. Der Windflügel .t |
| elastisch mit dem ersten Teil gekuppelt; |
bald sich der erste und der zweite KontaktteiP relativ zueinander verschieben, wird
irgendein Steuerstromkreis eingeschaltet. Der erste Kontaktteil wird immer nur in
einer Richtung bewegt, er hat keine festliegende Ausgangslage. Auch ist er frei
von Rückzugskräften, die ihn in eine Ausgangslage zu drängen suchen. Die Kupplung
zwischen dem ersten Kontaktteil und dem Windflügel wirkt nicht einseitig, sondern
beiderseitig, und zwar in der einen Richtung starr, in der anderen elastisch. Schon
dadurch, daß das Laufwerk keine bestimmte Ausgangslage hat, wird der Betrieb und
die Überwachung des Relais erschwert.
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Ferner besteht auch bei diesem bekannten Relais die Gefahr, daß es
schon durch kurze Störimpulse zur Kontaktgabe v eranlaßt wird, außerdem ist die
schwingende Zunge, die über einen großen Teil ihres Schwingungsweges mit einem Klinkenrad
in Eingriff steht, derart stark gedämpft, daß sie nur eine geringe Selektivität
ergibt.
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Die Erfindung vermeidet diese Schwierigkeiten. Sie setzt ein Resonanzschaltrelais
mit mechanischem Resonanzsvstem und mit einem die Schwingungen dieses Systems überwachenden
Taster zur Steuerung eines Laufwerkes voraus, das die schwingende Bewegung des Systems
in eine zur länger andauernden (5ffnung oder Schließung eines Kontaktes geeignete
Bewegung umformt und außer einer vom Svstem gesteuerten Antriebskraft noch einer
das Laufwerk jeweils in eine bestimmte Ausgangslage drängenden Rückzugskraft ausgesetzt
ist. Erfindungsgemäß treibt der Taster unmittelbar oder mittelbar über einen durch
einen Schalter von ihm gesteuerten Hilfsmotor ein Laufwerk an, das über eine beim
Aufhören des Antriebs bzw. nur in der dem Antrieb entgegengesetzten Richtung wirksame
Kupplung mit einer Dämpfungsvorrichtung verbunden ist.
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Die Erfindung bietet u. a. folgende Vorteile: Das Relais kann unbedenklich
für Fernsteueranlagen verwendet werden, bei denen die Steuerströme von dem Starkstromnetz
überlagert werden. Es ist unempfindlich gegen kurzzeitige Störimpulse und wird auch
durch dauernde kleine Schwingungen, die unterhalb eines bestimmten Wellenwertes
liegen, nicht zur Kontaktgabe veranlaßt. Das Relais kehrt nach dem Ansprechen stets
in die gleiche, ein für allemal festliegende Ausgangslage zurück, kann also leicht
überwacht werden, auch ergibt sich dadurch eine einfache Betätigung des fernzusteuernden
Schalters o. dgl.
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Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.
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.. @An das Starkstromnetz i (Fig. i) ist über 'den Kondensator 2 der
Erregermagnet 3 eines Empfangsrelais mit der Zunge d. angeschlossen. Der aus den
Teilen 2 und 3 bestehende Schwingungskreis und die Zunge .I sollen beispielsweise
auf 317 Hertz abgestimmt sein.
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Durch den Anschlag 5 wird der Taster 6 in einem bestimmten Abstand
von der Ruhelage der Zunge d. gehalten. Er steuert einen Schalter 7 für einen Kleinmotor
8, der bei 9
an irgendeine Hilfsspannung angeschlossen ist. Der Läufer des
Motors treibt über ein Ritzel das Schaltrad io mit dem Schaltarm i i an, den die
Feder 12 gegen den Anschlag 13
drängt. In einem Abstand a von der Ausgangslage
des Schaltarms i i ist der Schalter 1q. angeordnet, der irgendeinen Apparat, also
beispielsweise ein Schaltschütz o..dgl., steuert. Für ein richtiges Arbeiten dieser
Schaltung sei erforderlich, daß der Schalter 1d. bei der Fernbetätigung z. B. mindestens
: Sekunden geschlossen bleiben muß.
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Die Wirkungsweise der Anordnung soll an Hand der Fig. 2 erläutert
werden.
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Wird einige Zeit lang die Frequenz 317 Hertz gesendet, so schwingt
die Zunge d. an und schleudert nach Erreichung einer bestimmten Amplitude den Taster
6 hoch. Dadurch wird kurzzeitig der Schalter 7 geschlossen, und der Motor 8 dreht
den Schalter i i ein Stück weit im Sinne des eingezeichneten Pfeiles. In Fig. 2
ist diese Bewegung in Abhängigkeit von der Zeit durch die Strecke AB
angedeutet.
Hierauf kehrt der Taster 6 wieder zum Anschlag 5 zurück, dabei werden der Schalter
7 geöffnet und der Motor 8 abgeschaltet. Die Feder 12 sucht nun den Schaltarm i
i wieder zum Anschlag 13 zurückzubringen. Dieser Bewegungsvorgang entspricht
der Strecke BC in Fig. z. Bevor aber der Schaltarm ii den Anschlag 13 erreicht
hat, schleudert die Zunge d., die sich inzwischen zur vollen Amplitude aufgeschaukelt
hat, den Taster 6 wieder hoch, der Motor 8 wird wieder eingeschaltet und der Schaltarm
ein weiteres Stück bis zum Punkt E (Fig. 2) fortbewegt. Bei Punkt D hat der Schaltarm
i i den Abstand a durchlaufen und den Schalter 14 geschlossen. Nach dem Abschalten
des Motors läuft der Schaltarm wieder ein Stück weit bis zum Punkt F zurück, bei
der darauffolgenden Wiedereinschaltung bewegt er sich bis zum Punkt G weiter, der
Vorgang wiederholt sich bis zum Punkt H, an dem die Sendung der Frequenz 317 Hertz
aufhört. Unter der Einwirkung der Feder 12 kehrt der
Schaltarm im
Zeitpunkt ,h: zum Anschlag 13 zurück. Iin Punkt J ist der Schalter 1.L wieder geöffnet
worden.
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Das Diagramm der Fig. :2 zeigt, daß innerhalb der Zeitpunkte D und
J der Schalter 14. dauernd geschlossen bleibt, und zwar deshalb, weil der Schaltann
11 durch den Motor rascher vorwärts bewegt wird, als er :durch die Feder 12 zurückgezogen
wird. Je kürzer die Einschaltimpulse des Schalters 7 sind, um so mehr muß der Motorantrieb
den Federantrieb 12 überwiegen. Dies läßt sich leicht durch entsprechende Einstellung
der Feder 12 erzielen. Es muß die vom Schwingungssystem .I und vom Taster 6 gesteuerte
Antriebskraft und die Rückzugskraft der Feder 12 bzw. die dämpfend wirkenden Bewegungswiderstände
des Laufwerks derart aufeinander abgestimmt sein, daß jeweils während der Ansprechzeit
des Relais die unter der Einwirkung der Antriebskraft zurückgelegten Laufwege größer
sind als die unter der Einwirkung der Rückzugskraft erzielten Rücklaufwege.
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Um auch die Bewegungswiderstände richtig abstimmen zu können, kann
man beispielsweise mit dem Rad 1o über eine nur einseitig wirkende Kupplung eine
Dämpfungsvorrichtung verbinden, derart, daß sich das Rad 1o praktisch widerstandslos
irn Sinne des eingezeichneten Pfeiles vorwärts drehen, aber nur verzögert rückwärts
drehen kann.
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Eine derartige Vorrichtung zeigt beispielsweise die Fig.3. In den
Hutweg des Tasters 6, der in derselben Weise angetrieben wird wie in Fig. 2, ragt
der Stift 15 des Rades 16, auf dessen Welle 17 der Taster 6 lose gelagert ist. Auf
der Welle 17 sitzt ferner fest das Sperrad 18, auf das die Feder 19 einwirkt. In
dein Weg des mit dem Rad 18 verbundenen Steuerfingers 2o ist der Schalter 1-. angeordnet.
In die Zähne des Rades 18 greift die Klinke 21 des Zahnrades 22, das mit einem Windflügel
23 oder einer anderen Dämpfungseinrichtung verbunden ist.
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Das Relais arbeitet folgendermaßen: Beim Ansprechen der Zunge .1.
wird der Taster 6 hochgeschleudert, er nimmt dabei mittels des Stiftes 15 die Teile
16 bis 18 mit. Die Klinke 21 gleitet dabei über die Zähne des Sperrades 18. Während
nun der Taster 6 verhältnismäßig rasch in den Schwingungsbereich der Zunge .:l zurückkehren
kann, ist die Rückkehr der Teile 15 bis 18, die die Feder 19 zurückzudrehen sucht,
durch die Dämpfungseinrichtung 21 bis 23 verzögert. Es ergeben sich also wieder
annähernd dieselben Bewegungsverhältnisse wie bei den Punkten A, D, C der Fig. 2.
Inzwischen wird der Taster 6 erneut hochgeschleudert und dreht die Teile 15 bis
18 entgegen der Einwirkung der Feder 19 wieder um ein Stück weiter usw. Nach kurzer
Zeit ist dabei der Finger 2o auf den Schalter 14 getroffen und hat diesen geschlossen.
Dieser Schalter bleibt so lange geschlossen wie die Zunge .I schwingt. Erst nach
dem Abklingen der Zungenschwingungen können die einzelnen Teile wieder in die Ausgangslage
zurückkehren. Dadurch wird der Schalter 14 geöffnet.
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Die Erfindung bietet den Vorteil, daß, namentlich bei der Ausführungsform
nach Fig. 1, trotz der schwingenden Bewegung des Resonanzorgans bz-,v. des Tasters
ein zuverlässiger Dauerkontakt erzielt werden kann, noch dazu mit einem Kontaktdruck,
der die Kraft des Empfangsrelais wesentlich übersteigt. Jedenfalls wird ein wiederholtes
Ein-und Ausschalten, das leicht zu Zerstörungen der Kontakte führen kann, vermieden.