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Resonanzrelais, insbesondere für Uberlagerungsfernsteueranlagen Resonanzrelais
in Überlagerungsfernsteueranlagen od. dgl. haben einen elektrisch abgestimmten Stromkreis,
der einen Magneten enthält, und dieser Magnet zieht ,beispielsweise bei Überlagerung
der betreffenden Frequenz einen Anker an und betätigt irgendwelche Schaltgeräte.
Solche Relais sind verhältnismäßig einfach und billig, aber sehr wenig selektiv.
Sie haben eine sehr flach verlaufende Resonanzkurve. Es besteht deshalb die Gefahr,
daß solche Relais auch auf benachbarte Frequenzen, z. B. höhere Harmonische des
Starkstromnetzes, Störimpulse us,w., ansprechen.
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Man kann die Selektivität solcher Relais dadurch erhöhen, .daß man
durch den Magneten ein mechanisches Schwingungssystem, z. B. eine Zunge, betätigen
läßt. Solche Systeme haben wegen der geringen Dämpfung eine sehr stark ausgeprägte
Resonanzkurve, aber nur dann, wenn sie nicht durch Schaltorgane u. dgl. belastet
sind, d. h. wenn sie keine Schaltarbeit zu leisten haben. Die Aufgabe, mit praktisch
unbelasteten Zungen Schaltarbeit zu leisten, wurde dadurch gelöst, duß man in den
Schwingungsweg der Zunge einen Taster streben läßt, der von dieser abgeschleudert
wird, sobald ihre Schwingungsamplitude einen bestimmten Betrag erreicht hat. Dieser
Taster kann dann Kontakte betätigen, Räder fortklinken.
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Ein solcher Taster arbeitet aber verhältnismäßig unregelmäßig, nach
Wahrscheinliehkeitsgesetzen, und er ist infolgedessen denkbar ungeeignet, Kontakte
in bestimmter Weise und jeweils für die bestimmte Dauer beliebig wiederholbar zu
betätigen. Die Erfindung zeigt einen einfachen, vorteilhaften Weg, um trotz dieser
Schwierigkeiten einen Dauerkontakt für bestimmte Zeiten zu erzielen. Sie geht von
einem Resonanzrelais mit mechanischem
Schwingungssystem und einem
in den Schwingungsweg dieses Systems ragenden, von ihm abgeschleuderten Taster aus,
der ein Schaltorgan aus einer Ausgangslage in eine Wirkstellung wirft. Erfindungsgemäß
hat ein solches Relais eine Haltevorrichtung zum Festhalten dieses Organs in der
Wirkstellung und ein von diesem Organ in dieser Stellung eingeschaltetes Laufwerk,
das nach Zurückiegung eines bestimmten Laufweges die Rückkehr dieses Organs in die
bewirkt: Ein solches Relais schließt also schon beim ersten Wegschleudern des Tasters
einen Kontakt, es kann natürlich auch einen Kontakt öffnen, und unterbricht nach
Aufhören des Sendeimpulses und nach einer bestimmten Zeit diesen Kontakt. Man erzielt
also dieselbe Wirkung wie bei dem eingangs geschilderten Relais im Schaltanker,
aber bei wesentlich höherer Selektivität.
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Die Erfindung wird an Hand er Zeichnung näher erläutert: An ein Starkstromnetz
N (Fig. i) ist über einen Kondensator i ein Magnet 2 angeschlossen, der eine Zunge
3 in Schwingungen versetzen kann. Der Magnetkreis 1,:2 und die Zunge 3 sind auf
eine bestimmte Frequenz abgestimmt. In den Schwingungsweg der Zunge 3 ragt ein Taster
4 mit einem Weicheisenteil 5, der nach Bewegung des Tasters in. der Pfeilrichtung
an einem Dauermagneten 6 haftenbleibt und dadurch den Taster in der entsprechenden
Stellung festhalten kann. Der Taster kann einen Schalter 7 in dieser Stellung schließen,
und die Teile 5 und 6 können durch den Schlag eines Stößels 8 wieder voneinander
getrennt werden, .so daß der Taster 4 in die gezeichnete Ausgangslage zurückkehren
kann. Der Stößel 8 kann durch einen Nocken 9 einer Scheibe io betätigt werden, die
eine Feder z i in die gezeichnete Lage zu drängen sucht. Die Scheibe io wird über
einen Leergang zwischen den Teilen i2, 13 von einem Kleinmotor 14 angetrieben, der
über den Schalter 7 an das Netz N angeschlossen werdenkann. Der Schalter 7 :dient
auch noch zum Schalten eines unmittelbar oder mittelbar über Schütze zu betätigenden
Gerätes, das an die Klemmen K angeschlossen ist. Der Motor 14 kann, wie an Hand
der Fig. 2 noch erläutert wird, auch noch andere Geräte antreiben, z. B. einen Wähler.
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Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: Beim Senden der Steuerfrequenz
schaukelt sich die Zunge 3 hoch und schleudert früher oder später den Taster 4 in
der Pfeilrichtung ab. Er schließt den Schalter 7 und wird durch den Magnet 6 gehalten.
Dadurch wird der Motor 14 eingeschaltet, und das an die Klemmen K angeschlossene
Gerät erhält längere Zeit Strom. Nach einiger Zeit ist der Leergang zwischen den
Teilen 12- und 13 ausgeglichen und die Scheibe iö durch eine Halbdrehung in die
Labillage gelangt. Sobald diese überschritten wird, :schwingt die Scheibe io im
Pfeilsinn in die gezeichnete Stellung durch, und der Nocken schlägt mittels des
Stößels 8 den Taster 4 in die Ausgangslage zurück. Dadurch wird der Schalter 7 wieder
geöffnet, der Motor 14 bleibt stehen, und die Klemmen K werden wieder stromlos.
Die Anordnung ''kann in verschiedener Weise abgeändert werden. So kann man z. B.
den Taster auch durch Reibung in der Wirkstellung halten, oder man kann zum Halten
ein ausrückbares Gesperre verwenden,, dessen Ausrückvorrichtung der Stößel 8 betätigt.
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Während die Fig. i mehr zur Erläuterung des Prinzips dient, zeigt
Fig.2 eine mehr praktische Ausführungsform eines solchen Relais. Entsprechende Teile
sind -mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. i versehen. Der Hilfsmotor 14 treibt
hier eine Welle 2ö an, auf der eine Nockenscheibe 2 1 mit Nocken 22 und der Antriebsteil
eines durch :23 angedeuteten Getriebes sitzen, das die schleichende Bewegung
der Welle 2o in -eine sprunghafte Bewegung einer Welle 24 umformt und für sich in
zwei verschiedenen Ansichten in Fig. 3 und 4 .dargestellt ist. Auf der Welle 24
sitzt ein Arm 25 eines Wählers 26 mit im Kreis angeordneten Kontakten, von .denen
zwei mit 27 und 28 bezeichnet sind. Auf der Scheibe io sitzen Finger 9, die in derselben
Weise wirken wie der Nocken 9 der Fing. i.
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DieScheibe e21 steuert einen Selbsthalteschalter29 für den Motor 14.
Dieser Sehalter kann den Schalter 7 überbrücken. Die Scheibe i steuert ferner einen
Schalter 3o, der -mit dem Schalter 7 in Reihe liegt. Über den Schalter 7 ist auch
der Wählerarm 25 an das Netz N angeschlossen.
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An dein Wählerkontakt 27 'liegt der eine Schaltmagnet 3i, an dem Kontakt
28 der andere Schaltmagnet 32 eines Wendeschützes 33, über dessen Klemmen K der
fern zu betätigende Apparat, beispielsweise ein Warmwasserspeicher, angeschlossen
ist.
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In Fig. 3 und 4, die das Getriebe 23 der Fig. 2 darstellen, sitzen
auf der Welle 2o eine Kurbel 34, auf der Welle 24 ein Arm 35, der eine Klinke 36
mit Winkelhebel 37 trägt. Die Klinke 36 greift in eine feststehende Sperrverzahnung
38. Eine Feder 39, in Fig. 3 der Deutlichkeit halber weggelassen, sucht einen Anschlag
4o des Armes 35 der Kurbel 34 zu nähern. In den Weg der Kurbel ragt der Hebelarm
37, den eine Feder 41 im Pfeilsinn zu schwenken sucht.
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Zunächst soll die Wirkungsweise dieses Getriebes geschildert werden.
Wird die Welle 2o schleichend im Pfeilsinn gedreht, dann bleibt der Arm 35, der
durch 36 und 38 verriegelt ist, zunächst stehen. Die Kurbel 34 trifft auf den Arm
37, bewegt ihn entgegengesetzt dem Pfeilsinn und rückt schließlich die Klinke 36
aus. Unter teilweiser Entspannung der Feder 39, die vorgespannt ist, führt jetzt
der Arm 35 im Pfeilsinn eine sprunghafte Bewegung aus, bis sein Anschlag 4o auf
die Kurbel 34 trifft. Dadurch wird der Arm 37 wieder aus dem Bereich der Kurbel
34 gebracht, und die Klinke 36 kann nun in der nächsten Zahnlücke rasten. Bei weiterer
Drehung der Welle 20 wiederholt sich fortgesetzt dieser Vorgang, so daß also trotz
, schleichender Bewegung dieser Welle der Arm 35 und damit die Welle 24 nur schritt-
und sprungweise folgen können.
Das in Fig.3 und 4 dargestellte Getriebe
hat je Umlauf eine verhältnismäßig große Schrittzahl, wie es der Praxis entspricht,
die einen Wähler mit vielen Kontakten verlangt, um unabhängig voneinander eine Vielzahl
verschiedener Fernsteuerakte ausführen zu können. In Fig. 2 ist der Deutlichkeit
halber die Kontaktzahl wesentlich herabgesetzt.
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Was nun die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 2 betrifft, so arbeiten
die Teile i bis io genau so wie bei Fig. i, d. h. 'bei jedem Überlagerungsimpuls
wird der Schalter 7 für eine bestimmte Zeit geschlossen und dann durch den Stößel
8 wieder geöffnet. Man muß sich vorstellen, daß an das Netz N zahlreiche Relais
gemäß Fig. 2 angeschlossen sind. Verschiedenartig fern zu steuernde Geräte werden
an verschiedene Wählerkontakte 26 angeschlossen, so d-aß also diese Geräte bei verschiedenen
Stellungen der Welle 24 betätigt werden. Im Ausführungsbeispiel liegt das fern zu
steuernde Gerät an den Kontakten 27, 28.
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Soll das Wendeschütz 33 seinen Schalter schließen, .dann wird ein
erster Impuls, Startimpuls, von der Frequenz der Zuge 3 überlagert, der Schalter
7 wird für eine !bestimmte Zeit geschlossen. Dadurch wird über den Schalter 30 der
Motor 14 eingeschaltet. Er dreht die Welle 2o im Pfeilsinn. Kurz darauf öffnet der
Nocken 22 den Schalter 30 und stellt durch Schließen des Schalters 29 eine Selbsthaltung
für den Motor 14 her. Dieser läuft nun so lange weiter, bis die Welle 21 eine volle
Umdrehung gemacht hat und am Ende des Fernsteueraktes den Schalter 29 wieder öffnet
und dafür den Schalter 30 geschlossen hat. Mit der Drehung der Welle 2o wird
über das Getriebe 23 schrittweise die Welle 24 fortgeschaltet. Dabei springt jeweils
der Wählerarm 25 um einen Kontakt weiter. Beim ersten Schritt schlägt ein Finger
9 mittels des Stößels 8 den Schalter 7 wieder auf, nachdem zuvor der Sendeimpuls
aufgehört hat. Die Öffnung des Schalters 7 ist wirkungslos, da der Schalter 30 offen
ist und der Motor über den Schalter 29 am Netz liegt.
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Schließlich gelangt der Arm 25 auf den Kontakt 26. In diesem Zeitpunkt,
der in der Zentrale durch ein dem Relais entsprechendes Laufwerk überwacht wird,
wird ein zweiter Impuls, Vollzugsimpuls, gesendet und dadurch für einige Zeit der
Schalter 7 erneut geschlossen. Für den Motor 14 ist dies wirkungslos, jedoch erhält
die Einschaltspule 32 des Schützes 33 jetzt über 25 und 28 Strom und' schaltet das
an K angeschlossene Gerät ein. Durch weitere Drehung ,gelangen schließlich die Wellen
20 und 24 wieder in die Ausgangslage, in der der Motor 14 durch den Nocken 22 wieder
abgeschaltet wird. Regelmäßig bei jedem Schaltschritt wird auch der Stößel 8 betätigt,
so daß der Schalter 7 immer nur für die Dauer einer Schaltschrittpause geschlossen
bleibt.
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Soll das an K angeschlossene Gerät wieder abgeschaltet werden, dann
wird durch einen Startimpuls wie vorher der Motor 14 in Gang gesetzt, bis der Wählerarm
25 den Kontakt 27 erreicht hat. Hierauf wird durch Sendung des Vollzugsimpulses
die Wicklung 31 eingescha:ltet, die das Schütz 33 wieder öffnet. In derselben
Weise arbeiten alle anderen Empfangsrelais, auch die, bei denen andere Wählerkontakte
angeschlossen sind. Die Auswahl der einzelnen Fernsteuerakte geschieht also durch
entsprechende Änderung des Zeitabstandes zwischen Start- und Vollzugsimpuls.
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Solche Empfangsrelais zeichnen sich durch große Einfachheit und Betriebssicherheit
und insbesondere durch hohe Selektivität aus.