Frequenzrelais Die üblichen Frequenzrelais, auch Resonanzrelais .genannt,
bestehen, wie in der Ab-b. r schematisch dargestellt ist, aus einer Stahlzunge Z,
die durch eine Erregerwicklung E zum Schwingen gebracht wird, wenn (die Frequenz
des Erregerstromes der Eigenfrequenz der Zunge entspricht, und aus Federkontakten
K, die durch die Bewegung der schwingenden Zunge geöffnet bzw. geschlossen werden.
Bei den üblichen Arten von Frequenzrelais werden die Federkontakte aus zwei in Reihe
geschalteten Ruhekontakten K gebildet, zwischen denen eine Feder F mit einem Ansatz#A
liegt, der von der schwingenden Zunge Z weggedrückt wird. Dadurch wird die Verbindung
zwischen den Kontakten K unterbrochen, und das Zusatzrelais R, das durch .die Kontakte
K kurzgeschlossen war, zieht seinen Anker an. In ähnlicher Weise kann auch ein Arbeitskontakt
betätigt werden. Damit beim Arbeiten des Relais eine Dauerunterbrechung bzw. eine
Dauerkontaktgabe en'tste'hen kann, muß die Eigenfrequenz der Kontaktgeber sehr niedrig
gemacht werden, damit in der Zeit, in .der die Feder F nicht von der Zunge fortgedrückt
wird, sie sich nicht so weit in ihre Ruhestellung zurückbewegt hat, daß der Kontakt
K sich schließen kann. Zur Erreichung ,dieser Eigenschaft muß die Eigenfrequenz
der beiden Kontaktfedern mindestens zehnmal kleiner als die Eigenfrequenz der Zunge
Z gemacht werden. Dadurch werden diese Federn zwangsläufig sehr empfindlich gegen
mechanische Erschütterungen, wie sie in der Nähe von Maschinen, an Bord von Schiffen
und anderen Fahrzeugen auftreten. Dadurch kann in dem gezeigten Beispiel der Abb.
r das Zusatzrelais betätigt und können somit Fehlsteuerungen ausgelöst werden.Frequency relays The usual frequency relays, also called resonance relays,
exist, as in the ab-b. r is shown schematically, from a steel tongue Z,
which is made to oscillate by an excitation winding E, if (the frequency
of the excitation current corresponds to the natural frequency of the tongue, and from spring contacts
K, which are opened and closed by the movement of the swinging tongue.
In the usual types of frequency relays, the spring contacts are made up of two in series
switched break contacts K formed, between which a spring F with an approach # A
which is pushed away by the swinging tongue Z. This will make the connection
interrupted between the contacts K, and the additional relay R, the through .the contacts
K was short-circuited, attracts its anchor. In a similar way, a working contact can also be used
be operated. So that when the relay is working, a permanent interruption or a
Continuous contact can arise, the natural frequency of the contactor must be very low
be made so that in the time when the spring F is not pushed away from the tongue
it has not moved so far back to its rest position that the contact
K can close. The natural frequency must be used to achieve this property
of the two contact springs at least ten times smaller than the natural frequency of the tongue
Z can be made. This inevitably makes these springs very sensitive to
mechanical vibrations such as those in the vicinity of machines on board ships
and other vehicles occur. As a result, in the example shown in Fig.
r actuates the additional relay and control errors can thus be triggered.
Um :diesen Nachteil zu vermeiden und eine möglichst große Erschütterungssicherheit
zu erzielen,
wird erfindungsgemäß in einer- besonderen, an sich
bekannten Schaltung (Abb. 2), bei der keine Dauerkontaktgabe, sondern nur eine Kontaktgabe
während eines Bruchteils der Schwingungsdauer - der Zunge erforderlich ist, eirieKontaktfederanordnüng
verwendet, bei der die Eigenfrequenz .der Kontaktfeder wesentlich höher ist als
die Eigenfrequenz der Resonanzzunge .und bei ,der die Masse der Kontaktfeder etwa
hundertmal kleiner ist als die Masse der Resonanzfeder.In order to: avoid this disadvantage and the greatest possible vibration resistance
to achieve,
is according to the invention in a special, per se
known circuit (Fig. 2), in which there is no permanent contact, but only one contact
during a fraction of the period of oscillation - the tongue is required to provide a contact spring arrangement
used at which the natural frequency of the contact spring is significantly higher than
the natural frequency of the resonance tongue .und at, which is the mass of the contact spring about
is a hundred times smaller than the mass of the resonance spring.
Die Schaltung der neuen Relaisanordnung nach Abb. 2 baut sich aus
der schyvingenden Zunge i, dem Gegenkontakt 2, einem Fernsprechrelais 3, dem Kondensator
4 mit dem Dämpfungswiderstand 5, die nach Art einer. Funkenlöschvorrichtung parallel
zu dem Kontakt 1,:2 geschaltet sind, und einem parallel zur Erregerwicklung des-
Relais 3 geschalteten Kondensator 6, der in Reihe mit dem Dämpfungswiderstand 7
liegt, auf. Wenn die Zunge i während des Bruchteils einer Schwingungsdauer, beispielsweise
im Augenblick ihrer größten Auslenkung, den Gegenkontakt 2 berührt, so wird der
Kondensator 4 über den Widerstand 5, den Kontakt 2 und .die Zunge i entladen.
Zugleich fließt aber noch ein Strom von der Batterie durch das Relais 3 über den
Kontakt 2 und -die Zunge i und baut so im magnetischen Kreis des Relais 3 ein verhältnismäßig
kleines magnetisches Kraftfeld auf. Sowie die Zunge i den Kontakt 2 nicht mehr berührt,
lädt sich der Kondensator 4 über das R-elais 3 und den Dämpfungswiderstand 5 wieder
auf. Dadurch wind das bereits vorhandene magnetische Feld im Relais weiterverstärkt.
Nach einer kurzen Zeit macht die Zunge; i wieder Kontakt 'und vergrößert wieder
das magnetische F'el.d. Auf diese Weise kommt,der Anker des Relais 3 nach wenigen
Perioden zum sicheren Ansprechen.The circuit of the new relay arrangement according to Fig. 2 is made up of the schyvingenden tongue i, the mating contact 2, a telephone relay 3, the capacitor 4 with the damping resistor 5, which is like a. Spark extinguishing device are connected in parallel to the contact 1,: 2, and a capacitor 6 connected in parallel to the excitation winding of the relay 3, which is in series with the damping resistor 7, on. If the tongue i touches the mating contact 2 during a fraction of a period of oscillation, for example at the moment of its greatest deflection, the capacitor 4 is discharged via the resistor 5, the contact 2 and the tongue i. At the same time, however, a current flows from the battery through the relay 3 via the contact 2 and the tongue i and thus builds up a relatively small magnetic force field in the magnetic circuit of the relay 3. As soon as the tongue i no longer touches the contact 2, the capacitor 4 charges up again via the R-relay 3 and the damping resistor 5. As a result, the already existing magnetic field in the relay is further strengthened. After a short time the tongue does; i again contact 'and increases the magnetic field again. In this way, the armature of relay 3 will respond reliably after a few periods.
Der Vorteil der neuen Rel.aisanordnung-besteht nun, wie bereits gesagt;
in der 'Erschütterungssicherheit, welche dadurch -erzielt würde, daß die Zunge i
nicht ein tiefabgestimmtes, sondern-ein hochfrequentes mechanisches System berührt.
Diese Bedingung allein genügt nicht für ein einwandfreies Arbeiten des Relais; denn
wenn der Gegenkontakt 2 mit verhältnismäßig viel Masse behaftet ist, so schlägt
die Zunge beim Arbeiten dagegen und prallt in ganz kurzer Zeit zurück. Diese Zeit
ist zu kurz, als daß sich der Kondensator 4 über den Widerstand 5 genügend entladen
könnte und daß sich .das magnetische Feld im Relais 3 geniigend kräftig ausbilden
kann. Erzwingt man durch starke Überlastung der Erregerwicklung des Resonanzrelais
doch eine genügend -lange Kontaktzeit, so wird die Eigenfrequenz der Zunge so stark
beeinflußt, daß durch Zieherscheinungen die Funktion des Relais in Frage gestellt
wird. Hinzu kommt noch als weiterer Nachteil dieser Maßnahme :die vergrößerte Leistungsaufnahme.
Eine genügend lange Kontaktzeit bei verhältnismäßig geringer Beeinflussung der Eigenfrequenz
läßt sich aber dadurch erreichen, wenn, wie oben bereits erwähnt wurde, die Kontaktfeder
neben der bereits' geforderten hohen Eigenfrequenz eine Masse hat, die etwa hundertmal
kleiner ist als die Masse .der Resonanzzunge: Die Rückwirkung der Kontaktfeder auf
'die Zunge ist dann so klein, daß sich ihre Eigenfrequenz nur um etwa i °/o gegenüber
der ungestörten der Resonanzfrequenz erhöht. Bei der Abstimmung der Zunge muß also
darauf geachtet werden, daß die Frequenz des erregenden Wechselstromes :bis etwa
i,5 % höher liegen muß als die Eigenfrequenz der Zunge.The advantage of the new relay arrangement now exists, as already said;
in the 'shock resistance, which would be achieved in that the tongue i
not a deeply tuned, but rather a high-frequency mechanical system.
This condition alone is not sufficient for the relay to work properly; because
if the mating contact 2 has a relatively large amount of mass, it strikes
the tongue, on the other hand, when working and bounces back in a very short time. This time
is too short for the capacitor 4 to discharge sufficiently through the resistor 5
could and that .das magnetic field in relay 3 develop sufficiently strong
can. This is enforced by heavy overloading of the excitation winding of the resonance relay
but a sufficiently long contact time, the natural frequency of the tongue becomes so strong
affects that the function of the relay is called into question by pulling phenomena
will. There is also another disadvantage of this measure: the increased power consumption.
A sufficiently long contact time with relatively little influence on the natural frequency
but can be achieved if, as already mentioned above, the contact spring
in addition to the already required high natural frequency has a mass that is about a hundred times
is smaller than the mass of the resonance reed: The reaction of the contact spring on
The tongue is then so small that its natural frequency is only about i% opposite
the undisturbed the resonance frequency increases. So when tuning the tongue must
care must be taken that the frequency of the exciting alternating current: up to approx
1.5% higher than the natural frequency of the tongue.
Durch das Anstoßen der Zunge wird die Kontaktfeder zu Eigenschwingungen
erregt. Es könnte dabei vorkommen, daß die Kontaktfeder noch schwingt, wenn. sie
durch die Zunge bereits zum zweitenmal berührt wird. Schlägt dann die Zunge in einem-Zeitpunkt
gegen die Kontaktfeder, indem sie sich auf die Zunge zu bewegt, so werden sich starke
Prellungen der Zunge ergeben, die die Kontaktgabe verschlechtern. Um diese Nachteile
zu vermeiden, muß die Kontaktfeder stark gedämpft werden. Die Dämpfung muß so kräftig
sein, daß die Kontaktfeder völlig zur Ruhe gekommen ist, wenn .die Zunge den Gegenkontakt
wieder erreicht. Zu diesem Zweck wird, wie in der Abb. 3 an einem Ausführungsbeispiel
gezeigt ist, der Gegenkontakt 2 durch mechanische Vorspannung gegen ein Dämpfungsstück
9 gepreßt, das durch den Bügel io gehalten wird. ,Als Material für das Dämpfungsstück
haben sich organische Substanzen mit innerer Reibung, wie z. B. synthetischer Gummi
oder Kork, sehr gut bewährt.When the tongue hits, the contact spring becomes self-oscillating
excited. It could happen that the contact spring still oscillates when. she
is touched by the tongue for the second time. Then strikes the tongue at a time
against the contact spring, by moving towards the tongue, they become strong
Bruises of the tongue that make contact worse. To these disadvantages
To avoid this, the contact spring must be strongly damped. The cushioning must be so strong
be that the contact spring has come to rest completely when .the tongue makes the mating contact
reached again. For this purpose, as in Fig. 3 in an embodiment
is shown, the mating contact 2 by mechanical preload against a damping piece
9 pressed, which is held by the bracket io. , As the material for the damping piece
have organic substances with internal friction such. B. synthetic rubber
or cork, very well proven.
Bei der praktischen Ausführung des Relais muß weiterhin zur -raschen
und sicheren Kontaktgabe darauf geachtet werden, daß die Kontakte, insbesondere
der Gegenkontakt 2, aus einem nicht oxydierbaren Metall hergestellt werden.In the practical implementation of the relay must continue to be quick
and secure contact care should be taken that the contacts, in particular
the mating contact 2 can be made of a non-oxidizable metal.