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Elektrodynamisches Frequenzrelais Die bekannten Frequenzrelais bestehen
grundsätzlich aus einer schwingenden Zunge, die elektromagnetisch erregt wird. Bei
einer entsprechend starken Auslenkung der Zunge wird ein Kontakt betätigt. Die Zunge
ist auf eine bestimmte Frequenz abgestimmt, so daß sie nur dann ihren maximalen
Ausschlag erreicht, wenn die Erregerfrequenz mit der Zungenfrequenz übereinstimmt.
Durch die Zunge wird dabei ein Federkontakt abgehoben oder angedrückt, wodurch dann
ein an diesem Kontakt angeschlossener Stromkreis geschaltet wird. Die Resonanzfrequenz
der Metallzunge hängt nicht nur von ihrer Masse und ihren Abmessungen ab, sondern
sie ist auch mitbestimmt durch den Kontaktdruck der zu schaltenden Kontakte und
der Art der Befestigung des Relais. In den meisten Fällen muß das Frequenzrelais
auf eine ganz bestimmte Frequenz abgestimmt werden, was infolge der erwähnten Abhängigkeiten
der Eigenfrequenz der Zunge umständlich ist. Da die Kontaktfeder durch die Zunge
bewegt wird, wird deren Resonanzschwingung in hohem Maße durch den Kontakt beeinflußt.
Aus diesem Grunde können die Kontakte nur für eine äußerst geringe Schaltleistung
ausgelegt werden.
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Die Erfindung empfiehlt demgegenüber ein nach dem elektrodynamischen
Prinzip arbeitendes Frequenzrelais, bei welchem die Nachteile der bekannten
elektromagnetischen
Frequenzrelais vermieden sind und welches auch für größere Schaltleistungen anwendbar
ist. Die Besonderheit des elektrodynamischen Frequenzrelais besteht darin, daß in
dem Ringspalt eines gleichstromerregten oder permanenten Magneten eine an eine Steuerwechselspannung
anschließbare Tauchspule angeordnet ist, die mittels einer Haltefeder zentriert
ist und mit der Haltefeder und dem beweglichen Schaltglied einer Schleifkontaktanordnung
ein schwingungsfähiges Gebilde von der gewünschten Eigenfrequenz bildet.
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Bei dieser Anordnung ändert sich der Kontaktdruck über den gesamten
Kontaktweg nicht, so daß die Dämpfung konstant bleibt. Die im Gegensatz zu den bekannten
Frequenzrelais, bei welchen zwei Kontakte aufeinanderstoßen, vorgesehenen Schleifkontakte
üben keine störende Rückwirkung auf die Eigenschwingung der Feder aus und können
daher die Schaltleistung nicht beeinträchtigen. Es ist daher ein sicheres Schalten
der Kontakte gewährleistet.
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Ein weiterer Vorteil des elektrodynamischen Frequenzrelais besteht
darin, daß die Kraft-,v irkung der Tauchspule ein Vielfaches der Anzugskraft bei
den bekannten elektromagnetischen Frequenzrelais beträgt. Es ist daher ohne weiteres
möglich, Frequenzrelais nach der Erfindung für Industriesteuerungen, bei welchen
größere Schaltleistungen verlangt werden, anzuwenden. Im übrigen ist es auch möglich,
das Frequenzrelais auch für höhere Frequenzbereiche auszulegen, so daß damit die
Möglichkeit gegeben ist, neuartige Frequenzsteuerengen für Fertigungsmaschinen zu
verwirklichen, insbesondere solche, bei welchen die von Hand einmalig ausgeführten
Bedienungsvorgänge in Frequenzimpulse zerlegt, mittels Tonband aufgezeichnet, und
dadurch beliebig oft reproduziert werden können.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung
in Verbindung mit der Zeichnung, welche ein Ausführungsbeispiel eines elektrodynamischen
Frequenzrelais veranschaulicht.
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Das gezeigte Frequenzrelais besteht aus einem mit Gleichstrom erregten
oder permanenten Ringspaltmagneten i, in dessen Ringspalt eine Tauchspule :2 derart
aufgehängt ist, daß sie longitudinale Bewegungen ausführen kann. An die Tauchspule
2 wird die Steuerfrequenz gelegt.
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Die Tauchspule erreicht ihre größte Auslenkung dann, wenn die aufgedrückte
Frequenz im wesentlichen mit der Resonanzfrequenz des aus der Tauchspule 2 und der
Zunge 3 bestehenden schwingungsfähigen Gebildes übereinstimmt. Zu der Tauchspule
gehört noch ein Kontaktträger .4., der einen Schleifkontakt 5 (Kohlebürste) trägt.
Dieser Schleifkontakt gleitet auf einem Isolierkörper 6, der mit zwei Kontakten
7 und 8 versehen ist. Diese Kontakte sind so angeordnet, daß erst bei einer gewissen
Auslenkung der Tauchspule der Schleifkontakt 5 auf denselben zum Aufliegen kommt.
Durch die rasche Schaltfolge der Kontakte sowie die Ausnutzung der Schwingungsamplituden
in beiden Richtungen aus der Ruhelage kann über die beiden Kontakte 7 und 8 der
Stromverbraucher sicher geschaltet werden. Bei den marktüblichen Frequenzrelais
hingeben wird durch die Eigenfrequenz der Zunge eine Kontaktfeder von anderer Eigenfrequenz
derart mitgenommen, daß diese einen Kontakt so lange offen hält, solange die Zunge
des Frequenzrelais eine genügend hohe Arnplitude-besitzt. Sobald also die Amplitude
durch die Kontaktfeder oder sonstige Einflüsse stärker g a -edämpft wird,
findet keine einwandfreie Kontakt unterbrechung oder Kontaktgabe mehr statt. Infolge
dieser Betätigungsart konnten bei den elektrodynamischen Frequenzrelais auch nur
sehr kleine Kontaktwege und mithin nur kleine Schaltleistungen bewältigt werden.
Bei dem elektrodynamischen Frequenzrelais nach der Erfindung ist hingegen die zur
Verfügung stehende Kraft für die Auslenkung der Zunge und der Kontakte sehr groß
eine Prellung der Kontakte kann nicht auftreten, da die Kontakte als Schleifkontakte
ausgebildet sind und außerdem die Dämpfung wesentlich kleiner ist und stets konstant
bleibt.
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Die Zeichnung zeigt nur ein grundsätzliches Ausführungsbeispiel des
elektrodynamischen Frequenzrelais. Das Relais kann auch noch anders ausgebildet
werden. So ist es z. B. möglich, zwei Zungen vorzusehen, welche um einen bestimmten
Betrag voneinander abweichende Eigenfrequenzen aufweisen. Beide Zungen sind an der
Tauchspule befestigt und fest miteinander gekoppelt, so daß die an sich bei Zungen
vorhandene schmale Bandbreite des Resonanzbereichs vermieden wird. Dieses Frequenzrelais
besitzt bei hoher Flankensteilheit eine große Bandbreite, wie es für bestimmte Zwecke
erforderlich ist. Es kann auch eine Vorrichtung vorgesehen werden, durch welche
die Eigenfrequenz der Zunge einstellbar ist. So ist es z. B. möglich, die Blattfeder
durch zwei verschiebbare, in der Längsrichtung der Zunge angeordnete Rollen im Betrieb
einzustellen.