DE816280C - Elektrische Kontaktanordnung - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 8. OKTOBER 1951

C 522 VIIIc _; 21 g

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung und Anordnung von elektrischen Kontakten und insbesondere, wenn auch nicht ausschließlich, von solchen Kontakten, die mit Stimmgabeln oder sonstigen schwingenden Zungen in Verbindung stehen.

In der Elektrotechnik finden bekanntlich Stimmgabeln oder andere schwingende Zungen Verwendung, die beispielsweise dazu dienen, Gleichstrom in Wechselstrom umzuformen, Wechselströme von ganz bestimmten Frequenzen zu erzeugen, Wechselströme gleichzurichten oder ähnliche Aufgaben zu erfüllen.

In Fig. ι der Zeichnung ist ein Beispiel eines elektrischen Kreises schematisch dargestellt, der in einem solchen Falle zusammen mit einer Stimmgabel benutzt werden kann.

ι und 2 sind die Schenkel der aus einem magnetischen Metall hergestellten Stimmgabel. Nahe dem Schenkel 2 ist eine Wicklung 3 angeordnet, die den Schenkel 2 magnetisch beeinflußt. Außerdem trägt der Schenkel 2 den Stift 4 eines elektrischen Kontaktes 10, dessen anderer fester Stift mit 5 bezeichnet ist.

Ein zur Aufrechterhaltung der Schwingungen der Stimmgabel dienender elektrischer Kreis enthält den von den Stiften 4 und 5 gebildeten Kontakt 10, den Schenkel 2 der Stimmgabel, den Rückleiter 6, in welchen die Wicklung 3 eingeschaltet ist, die Spannungsquelle 7 (in dem gewählten Beispiel eine Batterie) und den zu dem Stift 5 führenden Leiter 8.

Die Arbeitsweise einer derartigen Anordnung ist bekannt. Die Schwingungen der Stimmgabel verursachen Unterbrechungen des Stromes und damit der magnetischen Wirkungen der Wicklung 3, wodurch die Schwingungen der Stimmgabel aufrechterhalten

werdein. Bei anderen Ausführungsformen ist die Wicklung 3 nicht in den den Kontakt 10 enthaltenden Stromkreis eingeschaltet, sondern Teil eines anderen Kreises.

Bei den Anordnungen dieser Art, wie sie üblicherweise ausgeführt werden, ist einer der Stifte 4 bzw. 5 des Kontaktes io, wie in der Zeichnung dargestellt,-auf dem beweglichen Schenkel 2 der Stimmgabel angebracht, während der andere sich auf einem festen Teil befindet, der auf dem Gestell des Apparates befestigt ist.

Eine derartige Anordnung hat den Nachteil, daß die Schwingungsfrequenz der Stimmgabel von der Einstellung der Stifte 4 und 5 des Kontaktes 10 abhängig ist. Bekanntlich ist es nämlich erforderlich, die Entfernung zwischen den Kontaktstiften einzustellen, und zwar erfolgt diese Einstellung im allgemeinen mit Hilfe einer den festen Stift 5 tragenden Schraube mit geringer Steigung, durch deren Drehung

ao der Abstand zwischen den Kontaktstiften 4 und 5 verkleinert oder vergrößert wird.

Die Erfahrung hat nun gezeigt, daß die Schwingungsfrequenz einer Stimmgabel, die mit einem gemäß Fig. ι angeordneten Kontakt 10 versehen ist, je nach der Einstellung der gegenseitigen Entfernung der Stifte 4 und 5, sich um einen Wert ändern kann, der 1% dieser Frequenz erreicht.

Dieser Umstand kann durch Änderungen der mechanischen Reaktion erklärt werden, die zwischen dem den Stift 5 tragenden Teil 3 und dem beweglichen Schenkel 2 auftritt, wenn letzterer schwingt und die Kontaktstifte miteinander in Berührung treten. Die dadurch hervorgerufene Störung bewirkt eine Änderung der Resonanzfrequenz der Stimmgabel, und zwar unabhängig von der Güte ihrer Ausführung und auch dann, wenn die übrigen Versuchswerte, insbesondere die Temperatur, sorgfältig konstant gehalten werden. Die Erfindung hat nun eine andere Ausführungsform des Kontaktes 10 zum Gegenstand, wodurch der j

geschilderte Mangel beseitigt wird und weitere Vorteile erzielt werden, wie sich dies aus der nachfolgenden Beschreibung ergibt.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß das zweite Kontaktelement 5 des Kontaktes 10 die Form eines um eine Achse beweglichen Teiles erhält, wobei d ie Achse ihrerseits auf dem Schenkel der Stimmgabel befestigt ist. Bei der Schwingung des Stimmgabelschenkels schwingt der bewegliche Teil infolge seiner Trägheit innerhalb der ihm auferlegten Grenzen und bildet die gewünschten Kontakte.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des Kontaktes gemäß der Erfindung.

9 ist der Kopf eines senkrechten Stimmgabelschenkels, während der andere Schenkel bei 20 angedeutet ist. Der Schenkel 9 führt somit im wesentlichen eine Bewegung parallel zur Papierebene aus, indem er abwechselnd einmal in Richtung des ausgezogenen Pfeiles und dann wieder in Richtung des gestrichelten Pfeiles schwingt.

Am Ende des Schenkels 9 ist ein zusätzlicher Teil 12 mit einer senkrecht zur Zeichenebene verlaufenden Achse 18 befestigt. Um diese Achse kann ein beweglicher Teil 11 aus Leitermetall schwingen. Die gelenkige Aufhängung erfolgt beispielsweise mit Hilfe von aus Steinen bestehenden Lagern, so daß zwischen dem am Ende des Schenkels 9 befestigten Teil 12 und dem Teil 11 eine elektrische Isolierung besteht.

Der Teil 12 ist mittels eines biegsamen Drahtes an einen auf dem Stimmgabelschenkel befestigten Leiter angeschlossen, der nahe des Stimmgabelfußes mit einem äußeren Leiter in Verbindung steht.

Der in Form etwa eines Rahmens dargestellte Teil 12 trägt die Kontaktelemente oder -stifte 13 und 14, denen auf dem Teil 11 befestigte entsprechende Kontaktelemente oder -stifte 15 und 16 gegenüberliegen. Die Kontaktelemente 13 und 14 sind gegenüber dem Teil 12 elektrisch isoliert, und sie stehen durch auf dem Schenkel 9 befestigte Leiter mit äußeren Stromkreisen in Verbindung. Wie ohne weiteres ersichtlich, bewirkt der Teil 11 bei seinem Hinundherschwingen nacheinander einen elektrischen Kontakt zwischen den Kontaktelementen 13 und 15 und alsdann zwischen den Kontaktelementen 14 und 16.

Der Teil 11 besitzt keine Rückzugsfeder für seine Rückführung in die Neutralstellung, und die Wirkung der Schwerkraft ist unbedeutend. Daraus ergibt sich, daß die Eigenfrequenz der Dreh- oder Pendelbewegung des Teiles 11 gegenüber dem Teil 12 praktisch gleich Null, in jedem Falle aber unendlich viel schwächer ist als die Eigenfrequenz der Stimmgabel.

Schließlich ist die mögliche Bewegung des unteren Endes des Teiles 11 gegenüber dem Teil 12, d. h. also die Summe der Spiele zwischen 13 und 15 einerseits und zwischen 14 und 16 andererseits gegenüber der Schwingungsamplitude des Endes des Stimmgabelschenkeis 9 sehr gering gehalten.

Wie leicht ersichtlich, schlägt der Teil 11 infolgedessen unter der Wirkung der Schwingungen des Schenkels 9 infolge seiner eigenen Trägheit zuerst gegen das Kontaktelement 13, wenn der Stimmgabelschenkel in der Richtung des voll ausgezogenen Pfeiles schwingt und dann gegen das Kontaktelement 14, wenn die Schwingungsbeweguijg in umgekehrter Richtung verläuft. Da der Teil 11 nur eine sehr kleine Bewegung ausführen kann, so folgt daraus, daß sich der Übergang von einer Arbeitsstellung zur anderen im Hinblick auf die Schwingungsperiode der Stimmgabel in einer sehr kurzen Zeit vollzieht. Infolgedessen verlaufen diese Wechsel der Arbeitsstellung praktisch stoßlos. Schließlich wird eine Erhöhung des Kontaktdruckes erreicht, da dieser Druck durch die Trägheit des Teiles 11 hervorgerufen wird.

Die Kontaktelemente 13 und 14, welche die Aufgabe des Kontaktelementes 5 gemäß Fig. 1 erfüllen, können auch hier auf Schrauben angeordnet sein, die in den Teil 12 eingeschraubt sind. Dadurch ist es möglich, das Spiel zwischen 13 und 15 einerseits und 14 und 16 andererseits einzustellen. Bemerkt sei, daß die Praxis ergeben hat, daß eine solche Einstellung hier in keiner Weise die Frequenz der Stimmgabelschwingungen beeinflußt.

Weiterhin haben Versuche gezeigt, daß ein Kontakt gemäß der Erfindung auf das Arbeiten der Stimmgabel eine weit geringere Dämpfung ausübt als z. B. der feste Kontakt 5 der Anordnung nach Fig. 1. Der Beweis hierfür ergab sich bei den Versuchen aus der

Tatsache, daß eine Stimmgabel mit einer Kontaktanordnung gemäß der Erfindung nach Abschaltung des Stromes ihre Schwingungen noch während mehrerer ioo Perioden fortsetzte, während die Schwingungen im Falle der Anordnung nach Fig. ι um das Mehrfache schneller abgedämpft wurden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 sind zwei von den Kolltaktelementen 13 und 15 einerseits und 14 und 16 andererseits gebildete Kontaktstellen vorhanden. Man könnte selbstverständlich auch nur eine dieser Kontaktstellen verwenden, wie beispielsweise im Falle des Stromkreises der Fig. 1, oder man kann symmetrische Schaltungen vorsehen. Die Abwesenheit von durch ein oder mehrere feste Kontakte hervorgerufenen mechanischen Störungen ist jedenfalls darauf zurückzuführen, daß die Trägheit des Teiles 11 gegenüber derjenigen des Schenkels 2 gering ist. Um die Symmetrie wiederherzustellen, kann man den Kopf des zweiten Schenkels 20 der Stimmgabel mit einer symmetrischen Atiordnung versehen oder mit einer entsprechenden Ausgleichsmasse belasten.

Versuche haben gezeigt, daß die Anordnung nach Fig. 2 ebenso gut arbeitet, wenn man sie in die waagerechte Lage bringt. Daraus ergibt sich, daß die Schworkraft praktisch keine Rolle spielt.

Wenn die Stimmgabel jedoch normalerweise in waagerechter Stellung arbeiten soll, so ist es zweckmäßig, die Ausführungsform nach Fig. 3 zu benutzen, wo die Stimmgabel mit ihrem waagerechten Schenkel9 dargestellt ist. Dieser Schenkel 9 ist an der Unterseite seines Endes mit dem Teil 12 versehen, und die Schwingachse 18 verläuft in diesem Falle in einer Richtung parallel zur Achse des Schenkels 9.

Fig. 3a ist eine Seitenansicht dieser abgeänderten Ausführungsform, während Fig. 3 b einen Schnitt in einer Ebene senkrecht zur Achse 18 darstellt. Die Teile 11 bis 18 der abgeänderten Ausführungsform entsprechen im übrigen genau denjenigen der Fig. 2.

Kontaktanordnungen gemäß der Erfindung können für alle möglichen Verwendungszwecke benutzt werden, beispielsweise, wie oben angegeben, zur Erzeugung von Wechselstrom von ganz bestimmter Frequenz, zur Gleichrichtung von Wechselstrom usw.

Die Ausführungsbeispiele können im einzelnen Abänderungen erfahren, ohne daß damit der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Beispielsweise braucht der Teil 11 gegenüber dem Schenkel 9 nicht elektrisch isoliert zu sein.

Wenn auch die Erfindung an Hand einer Stimmgabel erläutert wurde, so kann die Erfindung trotzdem auch in Verbindung mit schwingenden Zungen anderer Ausbildung Verwendung finden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektrische Kontaktanordnung in Verbindung mit schwingenden Teilen, z. B. schwingenden Zungen für Selbststeuerung, gekennzeichnet durch wenigstens zwei zusammenarbeitende Kontaktelemente, von denen das eine auf dem schwingenden Teil befestigt und das andere auf diesem lose gelagert ist, so daß es Eigenbewegungen ausführen kann.

2. Elektrische Kontaktanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das eigenbewegliche Kontaktelement um eine auf dem schwingenden Teil befestigte Achse schwingen und daß das eigenbewegliche auf dem schwingenden Teil Bewegungen in dessen Schwingungsrichtung ausführen kann.

3. Elektrische Kontaktanordnung nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente an der Stelle des schwingenden Teiles angeordnet sind, wo dessen Schwingungsamplitude am größten ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

171S 9.51