DE1088142B - Impulsgesteuertes Relais - Google Patents

Description

Bei fernsteuerbaren Relais, deren Schaltteil von einem mechanischen Resonanzsystem, z. B. Resonanzzungen, ausgelöst wird, wie es häufig für Tonfrequenz-Überlagerungsanlagen angewendet wird, macht eine definierte, insbesondere längere Kontaktgabe Schwierigkeiten. Mit Rücksicht auf hohe Resonanzschärfe müssen die Zungen möglichst wenig gedämpft sein, sie dürfen also nicht zur. Arbeitsleistung herangezogen werden. Man hat sich meist so geholfen, daß man in den Schwingungsweg der Zunge einen Taster ragen ließ, der durch einen Anschlag in einem bestimmten Abstand von der Ruhelage der Zunge gehalten wird. Dieser Taster wird, sobald sich die Zunge aufgeschaukelt hat, hochgeschleudert, gegebenenfalls wiederholt hochgeschleudert und betätigt dann einen Schaltkontakt. Da die Amplitude und die Häufigkeit der Tasterbewegung bei jedem Fernsteuerakt wechselt, läßt sich mit einem solchen Taster keine definierte, also keine sichere Kontaktgabe erzielen; noch viel weniger hat man die Gewähr, daß diese. Kontaktgabe stets eine ganz bestimmte, ein für allemal festliegende Dauer hat und dann wieder aufhört.

.Man kann zwar den Taster ein auf einer Schaltwelle sitzendes Rad fortklinken lassen und dieses nur über 180° verzahnen, so daß es bei genügend langern Sendeimpuls eine Halbdrehung macht, durch die beispielsweise ein Schalter geschlossen wird. Man erzielt aber hiermit nur einen Dauerkontakt. Soll dieser wieder aufgehoben werden, dann benötigt man eine weitere Zunge, einen weiteren Taster .mit Klinke und ein weiteres Klinkenrad, das über die andere Hälfte verzahnt ist, und es muß dann eine zweite Frequenz gesendet werden, um. die Schaltwelle wieder in die Ausgangslage zu bringen und den Schalter zu öffnen. Da aber, wie erwähnt, die Taster nicht regelmäßig arbeiten, schwankt auch hier die ΖείίαΕμεΓ der Kontäktgabe, ganz abgesehen davon, daß zur Erzielung dieses vorübergehenden Kpntaktschlusses ein erhöhter Aufwand erforderlich ist.

Bekannt ist, insbesondere für Uberlagerungs-Fern-. Steueranlagen, ein Resonanzrelais, das hinsichtlich der definierten Kontaktgabe einen wesentlichen Fortschritt darstellt. Auch dieses Resonanzrelais ist mit einem mechanischen Schwingungssystem, und einem voii diesem abgeschleuderten Taster ausgestattet, der ein Schaltorgan aus einer Ausgangslage in seine Wirkstellung wirft. Das Schaltorgan wird dabei beispielsweise von einem Paar federnd gehalterter Kontakte gebildet, die in der Ruhestellung geöffnet sind. Zusätzlich ist aber bei diesem Relais eine Haltevorrichtung, z. B, ejn Magnet, zum Festhalten des von dem Resonanzsystem aufgeschaukelten Tasters in seiner Wirkstellung vorgesehen, der somit auch das Schaltorgan in seiner Wirkstellung festhält. Außerdem ist bei die-Imptilsgesteuertes Relais

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Friedrich Schmidt, Nürnberg,

und Hermann Ebert, Schwaig bei Nürnberg,

sind als Erfinder genannt worden

sem Relais ein Antrieb vorgesehen, der, beim Kontaktschließen des Schaltorgans in Tätigkeit gesetzt, nach einer Zeitspanne den Kontaktschluß wieder auf-•hebt. Mit diesem bekannten Relais kann bei genauem Einstellen des Tasterabstandes vom Schaltorgan einerseits und vom Magnet andererseits erreicht werden, daß der Taster bei einer bestimmten Ausschlagweite ruckartig von dem Magnet angezogen wird und somit auch ruckartig das Schaltorgan zum Kontaktschluß bringt. Dieses Einstellen ist aber nicht einfach und erfordert große Sorgfalt und geübtes Personal; denn der Anziehungskraft des Magneten wirkt die in dem hin- und herschwingenden Taster aufgespeicherte Schwingungsenergie entgegen, und man muß beim Einstellen unbedingt vermeiden, daß nicht etwa der Magnet den Taster nur kurzzeitig anzieht und dabei bereits eine Kontaktgabe herbeiführt, dann aber den Taster wieder losläßt, um ihn erst bei der nächsten oder einer weiteren Schwingung endgültig festzuhalten. Diese Einstellschwierigkeiten treten bei dem bekannten Relais auch bei Verwendung anderer Haltevorrichtungen an Stelle eines Magneten auf.

Die Erfindung bezieht sich auf ein impulsgesteuertes Relais, das, wie das vorgenannte bekannte Relais, mit einer bestimmbaren, von der Dauer des Steuerimpulses unabhängigen Schließzeit seines Arbeitskontaktes arbeitet und mit einem vom Relais gesteuerten Antrieb zum öffnen des geschlossenen Arbeitskontaktes versehen ist. Erfindungsgemäß ist jedoch ein solches Relais dadurch gekennzeichnet, daß ein bewegliches erstes Kontaktstück des Arbeitskontaktes von einer Klinke gegen eine Speicherkraft in der Offenstellung gehalten wird, nach Entklinken durch den Steuerimpuls auf sein Gegenkontaktstück auftrifft und hierdurch einen

ch einen I

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Antrieb auslöst, der das erste Kontaktstück in seine verklinkte Stellung zurückbringt.

Im Gegensatz zu dem vorgenannten bekannten Relais dient also als Schließmittel nicht ein während des Empfanges arbeitender Antrieb, sondern ein Kraftspeicher. Ein ebenso wesentliches Unterscheidungsmerkmal des Erfindungsgegenstandes gegenüber dem genannten bekannten Relais ist ferner, daß seine das auslösende, erste. Kontaktstück gegen eine Speicherkraft haltende Klinke nicht die Schließstellung des Arbeitskontaktes sichert, sondern die Offenstellung; daß sie also die Kontaktgabe nur auslöst, aber nicht herbeiführt, und daß sie somit keinen fehlerhaften Einfluß auf die'Kontaktgabe ausüben kann. Weitere Vorteile des Relais nach der Erfindung zeigen sich bei der folgenden näheren Erläuterung der Erfindung und der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung.

Fig. 1 zeigt zur Erläuterung des Erfindungsgedankens die Wirkungsweise eines einfachen Prinzipbeispieles in den Bewegungsphasen α bis /;

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem magnetischen Antrieb zur Aufhebung der Kontaktgabe;

Fig. 3 bis 6 zeigen ein anderes Ausführungsbeispiel in verschiedenen Bewegungsphasen, das mit einem thermischen Antrieb, hier mit Bimetall, arbeitet.

In Fig. 1 besteht das Schaltorgan jeweils aus den beiden Schaltgliedern 1 und 2 und den von diesen gehalterten Kontakten 5 und 6. Das erste Schaltglied 1, das den Kontakt 5 trägt, ist in der Ruhelage des Relais (Phase a) durch eine Klinke 3 gesperrt und steht in dieser Stellung unter Wirkung eines hier durch eine Feder 4 angedeuteten Kraftspeichers. Die Klinke 3 hält sich von selbst· in ihrer Sperrlage und kann durch Fernsteuerung in die gestrichelte Ausklinklage gebracht werden. Das zweite Schaltglied 2, das den Kontakt 6 trägt, ruht an einem Anschlag 7, der jedoch auch weggelassen werden kann, wenn diese Ruhestellung in anderer Weise festgelegt ist. In seinem Weg ist ein Anschlag 8 angebracht. Das Glied 2 ist mit einem umkehrbaren Antrieb verbunden. Die ganze Anordnung ist so abgestimmt, daß das Glied 1 eine relativ größere Trägheit hat als das Glied 2, bezogen auf das Verhältnis von Masse zur Antriebskraft.

Wird beim Eintreffen eines Fernsteuerimpulses die Klinke 3 vorübergehend ausgerückt, dann bewegt die sich entspannende Feder 4 das Schaltglied 1 nach dem Glied 2 zu bis zum Berühren, also Kontaktschluß, der beiden Kontakte 5 und 6. Hierdurch wird ein Stromkreis geschlossen, der einerseits für das Glied 2 einen Vortrieb einschaltet, der in der Richtung des Pfeiles P wirkt. Die Einschaltdauer des Vortriebes ist durch das schraffierte Rechteck 9 angedeutet. Die Kontakte 5 und 6 oder damit parallel arbeitende Kontakte geben andererseits gleichzeitig einen Stromschluß für das fernzubetätigende Gerät. Dieser Stromschluß dauert genau so lange wie die Einschaltzeit des Vortriebs und entspricht demnach ebenfalls dem Rechteck 9. Der Beginn des Stromschlusses ist durch die Phase b festgelegt.

Nun schiebt das Glied 2 das Glied 1 in der Pfeilrichtung weiter, unter ständiger Aufrechterhaltung des Kontaktschlusses, bis es schließlich (Phase c) auf den Anschlag 8 trifft. Der Anschlag 8 ist so angeordnet, daß das Glied 1 mit Sicherheit bis hinter die Klinke 3 gelangt. Während nun das Glied 2 am Anschlag 8 verharrt, bewegt sich das Glied 1 (Phase d) infolge seiner Trägheit vorübergehend noch in der Pfeilrichtung weiter, wodurch die Kontakte 5 und 6 getrennt werden und das Glied 2 auf Rücktrieb umgeschaltet wird, dessen Zeitdauer durch das gestrichelte Rechteck 10 angedeutet ist. Gleichzeitig wird die Kontaktgabe für das fernzusteuernde Gerät unterbrochen (Ende des Rechteckes 9). Das Glied 2 kehrt nun verhältnismäßig rasch (Phasen e und f) in seine Ausgangslage amAnschlag 7 zurück, während das Glied 1 wegen seiner größeren Trägheit erst seine Bewegung umkehrt und dann wieder zur Klinke 3 gelangt, wo es wieder verklinkt wird (Phase e und f). Es findet also nach der Bewegungsumkehr des Gliedes 1 keine erneute Kontaktgabe statt, weil inzwischen das weniger träge Glied 2 abgewandert ist. In der Phase /, die mit der Phase α übereinstimmt, befindet sich das Relais in der Ausgangslage. Es hat nach Empfang eines Fernsteuerimpulses einen vorübergehenden Kontakt genau festliegender Dauer, Rechteck 9, gegeben.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 sind entsprechende Teile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen wie in der Fig. 1. Als Speicherkraft für das Glied 1 dient hier die Schwerkraft; das Glied 1 ist als Pendel ausgeführt. Die größere Trägheit ist durch eine entsprechend größere Masse 11 angedeutet. Den Vortrieb liefert ein Elektromagnet 12 mit Z-Ankerl3, den Rücktrieb eine Feder 14, Zur Wicklung des Magneten 12 ist das fernzubetätigende Gerät 15 parallel geschaltet. Das Gerät kann z. B. die eine Wicklung eines Kippschalters sein, die die Einschaltung eines Warmwasserspeichers bewirkt, eine zweite Wicklung des Kippschalters dient zur Ausschaltung desselben.

Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Durch einen Fernsteuerimpuls wird wieder die Klinke 3 ausgerückt, das Pendel 1 legt sich unter Kontaktschluß gegen das Glied 2, dadurch werden der Magnet 12 und das Gerät 15 eingeschaltet, der Magnet bewegt das Glied 2 unter Aufrechterhaltung des Kontaktschlusses in der Richtung des Pfeiles P, bis dieses auf den Anschlag 8 trifft. Unter der Einwirkung der Trägheit schwingt das Glied 1 aber noch in der Richtung des Pfeiles P weiter und öffnet dadurch den Kontakt. Dadurch werden der Magnet 12 und das Gerät 15 wieder stromlos. Das Glied 2 wird von der Feder 14 in die Ausgangslage zurückgebracht, das Glied 1 wird durch die inzwischen wieder eingefallene Klinke 3 in der gezeichneten Stellung verklinkt.

Auch in den Fig. 3 bis 6 sind entsprechende Teile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen wie in den Fig. 1 und 2. An Stelle einer magnetischen Antriebskraft ist hier eine thermische Kraft verwendet. Die Glieder 1 und 2 bestehen aus Bimetallfedern, die sich bei Erwärmung in der Pfeilrichtung biegen und im kalten Zustand mit einer gewissen Vorspannung an dem Anschlag 7 bzw. an der Klinke 3 anliegen. Beide Bimetallfedern haben eine gemeinsame Heizwicklung 120, die über die Kontakte 5 und 6 eingeschaltet werden kann. Parallel zur Heizwicklung 120 liegt das fernzubetätigende Gerät 15. Die Klinke 3 bildet hier die rückwärtige Verlängerung eines Tasters 30., der durch einen Anschlag 31 in einem bestimmten Abstand von der Ruhelage einer Resonanzzunge 32 gehalten wird. Die Zunge wird von durch einen Kondensator 33 zu einem elektrischen Schwingungskreis ergänzten Magneten 34 erregt. Die Feder 1 hat eine größere thermische Trägheit als die Feder 2.

Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Beim Eintreffen eines Fernsteuerimpulses, der die Resonanzfrequenz der Zunge 32 hat — diese Frequenz liegt im Resonanzbereich des Schwingungskreises 33,34 —, wird der Taster 30 hochgeschleudert. Dadurch wird die Feder 1 entklinkt und legt sich unter der Einwirkung ihrer Vorspannung und unter Kontaktschluß, hier

Einschalten der Heizwicklung 120, gegen die Feder 2 (Fig. 4). Gleichzeitig hält sie den Taster 30 in der angegebenen Stellung fest.

Nun werden die Zungen aufgeheizt und bewegen sich unter Beibehaltung des Kontaktschlusses in der Pfeilrichtung, bis die Feder 2 auf den Anschlag 8 trifft. Die Feder 1, die eine größere thermische Trägheit hat als die Feder 2, bewegt sich aber noch weiter und hebt dadurch den Kontaktschluß auf (Fig. 5 und 6). Sie hat inzwischen die Klinke 3 verlassen, so daß der Taster 30 wieder zum Anschlag 31 zurückkehren kann. Inzwischen hat aber der Fernsteuerimpuls aufgehört. ^ Infolge der Kontaktunterbrechung wurde die Wick-' lung 120 abgeschaltet, und die Federn 1 und 2 bewegen sich unter Abkühlung in einer dem Pfeil entgegengesetzten Richtung, die Feder 1 wegen ihrer größeren thermischen Trägheit langsamer als die Feder 2. Schließlich wird die Feder 1 wieder verklinkt und die Feder 2 ruht wieder am Anschlag 7 (Fig. 3).

Je nach Abstimmung der Trägheit der Bimetallfedern, der Stärke der Heizung und der Größe der zurückgelegten Wege kann man hier längere oder kürzere Kontaktdauern erhalten.

Claims (13)

Patentansprüche: a5

1. Impulsgesteuertes Relais mit einer bestimmbaren, von der Dauer des Steuerimpulses unabhängigen Schließzeit seines Arbeitskontaktes, mit einem vom Relais gesteuerten Antrieb zum öffnen des geschlossenen Arbeitskontaktes, dadurch gekennzeichnet, daß ein bewegliches erstes Kontaktstück (5) des Arbeitskontaktes von einer Klinke (3) gegen eine Speicherkraft (4 in Fig. 1) in der Offenstellung gehalten wird, nach Entklinken durch den Steuerimpuls auf sein Gegenkontaktstück (6, zweites Kontaktstück) auftrifft und hierdurch einen Antrieb auslöst, der das erste Kontaktstück (5) in seine verklinkte Stellung zurückbringt.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb beim Zurückbringen des ersten Kontaktstückes (5) das zweite Kontaktstück (6) einen Teil Ses Rückbringeweges in Schließstellung mitbewegt, worauf das zweite Kontaktstück (6) wieder in seine Offenstellung zurückkehrt.

3. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb auch die Rückkehr des zweiten Kontaktstückes (6) in seine Offenstellung bewirkt.

4. Relais nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Mitlauf-Wegstrecke des zweiten Kontaktstückes ein fester Anschlag (8) vorgesehen ist.

5. Relais nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb am zweiten Kontaktstück angreift und das erste Kontaktstück mittels des zweiten bewegt.

6. Relais nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Federhalterung des ersten Kontaktstückes (Fig. 1).

7. Relais nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Pendelhalterung des ersten Kontaktstückes (Fig. 2).

8. Relais nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine wärmespeichernde Halterung des ersten Kontaktstückes (Fig. 3 bis 6).

9. Relais nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen elektromotorischen Antrieb (Fig. 2).

10. Relais nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet durch einen thermischen Antrieb (Fig. 3 bis 6).

11. Relais nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung beider Kontaktstücke (5, 6) aus Bimetallfedern (1 und 2 in Fig. 3 bis 6) besteht, daß die Bimetallfeder (1) des ersten Kontaktstückes (5) eine größere thermische Trägheit hat als die des zweiten Kontaktstückes (6) und daß eine Heizvorrichtung (120) für beide Federn vorgesehen ist, die sich, in Abhängigkeit von der Relativbewegung der beiden Kontakte, beim Kontaktschluß einschaltet und beim Kontaktöffnen ausschaltet.

12. Relais nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Klinke zum Festhalten des ersten Kontaktstückes ein Taster (30 in Fig. 3 bis 6) vorgesehen ist, der in an sich bekannter Weise von einem durch Fernerregung in Schwingung kommenden Resonanzorgan (32) ausgeklinkt wird.

13. Relais nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung und Anordnung des Tasters, daß dieser von dem entklinkten ersten Kontaktstück (5) bzw. von dessen Halterung in der Ausklinklage gehalten wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 921 815.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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