DE149821C

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Publication number: DE149821C
Application number: DENDAT149821D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Verfahren, mittels der an sich bekannten Resonanzwirkung pulsierender Kräfte auf schwingende Systeme Relais in Tätigkeit zu setzen, welche aus mindestens -zwei zusammengehörigen , abgestimmten, oszilierenden, mechanischen Systemen bestehen, die geeignet sind, bei einer bestimmten Erregungsfrequenz einen beabsichtigten Vorgang einzuleiten und

ίο bei einer anderen Frequenz den gleichen Vorgang wieder rückgängig zu machen oder einen anderen beabsichtigten Vorgang zu bewirken. In erster Linie kommt die Fernwirkung dieser Resonanzrelais in Betracht, welche sowohl durch Anschluß des die Resonanzschwingungen erregenden Magneten an eine vorhandene, von wellenförmigem Strom durchfiossene Leitung ermöglicht werden kann, als auch durch irgendwelche bekannte Übertragungsart pulsierender Kräfte an den Standort des Relais, z. B. durch elektrische Wellen, durch oszillierende Luftstöße, durch oszillierende Belichtung einer Selenzelle u. dgl., geschehen kann.

Ein Hauptverwendungsgebiet steht diesem Verfahren offen bei Wechselstromanlagen, weil die Resonanzrelais alsdann direkt an irgend eine Stelle des Stromnetzes eingeschaltet werden können. Spezielle Fälle sind nachfolgende:

Es werde beabsichtigt, zu einer bestimmten Zeit, etwa für die Dauer des Tagesbetriebes, den Leerlauf der Transformatoren, welche an verschiedenen, weit auseinander gelegenen Punkten des Netzes der Wechselstromzentrale eingeschaltet liegen, auszuschalten. Zu diesem Zwecke mußte bisher das Ausschalten an Ort und Stelle des Transformators vorgenommen werden, oder es wurden gewöhnliche Relais mit dieser Verrichtung betraut, welche eine gesonderte Stromleitung notwendig machen. Die hohen Kosten für diese gesonderte Stromzuführung waren in vielen Fällen ein Hinderungsgrund. Hier soll nun das Resonanzrelais eine, billige und bequeme Einrichtung liefern, um das Ausschalten und Wiedereinschalten der Transformatoren zu ermöglichen.

Eine geeignete Ausführungsform des Resonanzrelais ist folgende: Das· Relais besteht aus einem Wechselstrommagneten m (Fig. 1), der mindestens zwei Klangkörper, z.B.zungenförmige Federbänder J_x und f₂, in Resonanzschwingungen versetzt; in der Fig. 1 sind diese senkrecht von oben gesehen. Die normale Polwechselzahl der Zentrale sei 100 pro Sekunde, die größte beobachtete, unbeabsichtigte Schwankung 1,5 Prozent. Dann wird eine Feder auf 98, eine zweite auf 102 Polwechsel abgestimmt. Beim absichtlichen Steigern der Frequenz auf 102 Polwechsel gerät die höhere Zunge f₂ in starke Resonanzschwingungen und schließt direkt oder indirekt einen Stromkontakt k z. B. durch einen Hebel /?, welcher zwischen zwei festen Auflagestellen im labilen Gleichgewicht beweglich ist. An das freie Hebelende soll die Zunge anschlagen und den Hebel in die entgegengesetzte Ruhelage schleudern. In dieser neu eingenommenen Lage stellt der Hebel leitende Verbindung her mit einem Stromkreis, dessen Wirkungen in bekannter Weise zu neuen Ver-

richtungen herangezogen werden können, etwa um den Anker eines Ausschalters s anzuziehen und festzuhalten. Dieser neue Zustand hält nun so lange an, bis die erregende Stromfrequenz auf 98 Polwechsel eingestellt wird. Alsdann kommt die tiefere Feder J₁ in starke Resonanzschwingungen und wirft den Hebel wieder in die punktiert eingezeichnete Stellung zurück, so daß er seinerseits die herbeigeführte Funktion rückgängig macht.

Die gleichen Gesichtspunkte gelten für das

Umschalten der Elektrizitätszähler auf einen anderen Tarif, oder beim Einschalten von Bogenlampen für Straßenbeleuchtung, zum Absperren irgend einer Kraftzufuhr o. dgl. mehr.

Unter Umständen ist ein weiteres, gewöhnliches Relais entbehrlich, und es genügt häufig die Kraft, mit welcher der Hebel durch den mit maximaler Resonanzamplitude schwingenden Körper fortgeschleudert wird, bezw. der Druck, welchen der Hebel in der neugewonnenen Stellung auf seine Unterlage ausübt, um bereits die Aufgabe zu verrichten, welche dem Resonanzrelais zugedacht ist, also etwa um eine Umschaltung vorzunehmen oder einen Stromweg zu eröffnen.

Sollen die Resonanzrelais auch dann noch unabhängigvoneinander arbeiten, wenn mehrere Frequenzen zu gesonderten Zwecken eingestellt werden müssen, wobei, um zur höchsten oder tiefsten Frequenz zu gelangen, die auf Zwischenfrequenzen abgestimmten Relais imgewünschterWeise ausgelöst werden könnten, so hilft nachstehende Maßnahme:

Der bewegliche Hebel — welcher hier allgemein als Beispiel für eine auf die Resonanzamplituden des schwingenden Systems reagierende Vorrichtung anzusehen ist — steht in seiner Ruhelage von dem schwingenden Körper so weit entfernt, daß er von der maximalen Resonanzamplitude noch nicht berührt wird. In der Fig. 2 ist nur diese Ruhelage α angedeutet. Dagegen wird ein gesonderter Stromkontakt c bereits geschlossen, wenn die Schwingungsamplitude nahezu die maximale ist. Dieser Zwischenkontakt kann auf beliebige Weise, etwa durch Quecksilber, herbeigeführt werden; er erlischt, sowie die Frequenz das ausgeprägte Resonanzbereich verläßt, er wird aber fast während der ganzen Dauer der merklichen Resonanz geschlossen. Der Zweck dieses Zwischenkontaktes c besteht darin, den Strom — gleichgültig ob Gleich- oder Wechselstrom — in eine Vorrichtung \ zu leiten, welche nicht augenblicklich, sondern mit einer Verzögerung von einigen Sekunden in Wirkung tritt, und zwar derart, daß sie entweder durch Kurzschluß eines Wider-Standes r die Resonanzamplitude vergrößert, oder daß sie die Ruhelage ' des Hebels dem schwingenden System nähert. Es. eignet sich zu dem Verzögerungsrelais besonders die Ver- , wendung der erwärmenden Wirkung des elektrischen Stromes, welche erfahrungsgemäß leicht derart reguliert werden kann, daß der Gleichgewichtszustand zwischen aufgenommener und abgeleiteter Wärme erst nach einigen Sekunden eintritt.

Der Sinn dieses Verzögerungsrelais ist ausschließlich der, daß das Resonanzrelais nicht sofort, sondern erst später anspricht. Daher ist es möglich, durch verhältnismäßig schnelle Änderung der Frequenz durch das Resonanzbereich desjenigen schwingenden Körpers, dessen Resonanzamplituden nicht wirksam sein sollen, hindurch zu gehen, ohne daß ein ungewünschtes Ansprechen dieses Resonanzrelais eintritt. Dagegen spricht nur dasjenige Resonanzrelais an, welches von der betreffenden, konstant gehaltenen Frequenz einige Sekunden lang erregt wird.

Ferner, kann man den Umstand ausnutzen, daß die maximale Amplitude erst nach Verlauf einiger Zeit, bei schwach gedämpften Resonanzkörpern erst nach 1 bis 3 Sekunden konstant wirkender, genau auf die Konsonanzstelle einregulierter Erregerfrequenz erreicht wird. Wenn die Einstellung des Hebels ti. dgl. nur auf maximale Resonanzamplitude vorgenommen wird, reagiert das Relais nicht auf schnell ausgeführte Frequenzschwankungen, welche das Resonanzbereich passieren, wohl aber auf sehr langsame.

Da andererseits die Resonanz bei erzwungen en Schwingungen schwach gedämpfter Systeme in nächster Nähe der Konsonanzstelle sehr stark auftrifft und im Abstand von Y₂ Prozent schon fast erloschen ist, so kann man leicht. im Intervall von ¹J₂ Prozent skalenartig abgestimmte Resonanzkörper anordnen, welche paarweise eine gesonderte Funktion übernehmen, wie nachstehendes Schema zeigt:

Normale Frequenz 100 Polwechsel.

Einschalten bei Ausschalten bei

Polwechsel Polwechsel

102 Transformatoren 97

102,5 Bogenlampen 97,5 _no

103 Tarifzähler · 98.

Wenngleich der Vorteil, diese Resonanzrelais direkt an das vorhandene Stromnetz anschließen zu können, sehr nennenswert ist, so soll ihre Verwendbarkeit nicht daran gebunden sein, vielmehr sollen diese Relais an beliebige Stromleiter, sowie an irgendwelche Generatoren für wellenförmige Ströme angeschlossen werden können. Ferner soll der Vorteil der Fernwirkung nicht ausschließen, daß die Resonanzrelais auch in unmittelbarer Nähe der Maschinen, deren Frequenz mini-

male und maximale Tourenzahl -oder Unterbrechungszahl die Relaiseinrichtung in Tätigkeit setzt, verwendet werden. Zur Erregung von Resonanzschwingungen können in bekannter Weise verschiedene periodische Kräfte benutzt werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

I. Resonanzrelais für zwei oder mehr ίο . verschiedene Frequenzen periodisch wirkender Kräfte, dadurch gekennzeichnet, daß ein abgestimmter Resonanzkörper bei Konsonanz mit der niederen Frequenz einen neuen Vorgang einleitet, während ein zweiter, auf eine andere Frequenz abgestimmter Resonanzkörper bei Konsonanz mit dieser den Vorgang wieder rückgängig macht oder einen anderen Vorgang einleitet.
2. λ^erfahren, mehrere am nämlichen Leitungsnetze angeschlossene, auf unter sich ungleiche Frequenz reagierende Resonanzrelais nach Anspruch 1 unabhängig voneinander zur Wirkung zu bringen, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzrelais auf relativ schnellen Frequenzdurchgang durch das Resonanzbereich nicht ansprechen, sondern infolge eines verzögernden Umstandes erst bei hinreichend langer Erregung mit konstant gehaltener Erregerfrequenz zur Wirkung kommen.
3. Eine Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktgebung eines Verzögerungsrelais durch Expansion eines Körpers infolge der erwärmenden Wirkung des Stromes zustande kommt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.