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Anordnung zum Empfang von Wechselstromstößen in Fernmeldeanlagen,
insbesondere Fernsprechanlagen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum
Empfang von Wechselstromstößen in Fernmeldeanlagen, insbesondere Fernsprechanlagen,
mittels eines polarisierten Empfangsrelais, dessen Anker im Rhythmus der Frequenz
der ankommenden Wechselstromstöße schwingt.
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Die Erfindung will die üblichen polarisierten Relais als Wechselstromempfangsrelais
vermeiden, da diese Relais in ihrer Herstellung teuer sind. Es wird daher gemäß
Erfindung als polarisiertes Wechselstromempfangs, relais ein Wechselstromwecker
verwendet, welcher gegenüber den üblichen, polarisierten Relais den Vorzug der Billigkeit
hat.
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Es sind bereits Anordnungen -bekanntgeworden, bei welchen Wechselstromwecker
als polarisierte Empfangsrelais ausgebildet sind. Bei diesen Anordnungen erfolgt
die Betätigung der Kontakte durch zusätzliche Schwungkörper, welche vom Weckeranker
oder vom Klöppel in *einer bestimmten Endlage angestoßen werden. Dabei tritt eine
einseitige Betätigung der Kontakte auf, welche den Nachteil hat, daß der Weckeranker
unsymmetrisch belastet und so die Empfindlichkeit des Weckers herabgesetzt wird.
Ferner können infolge der unbestimmten Ruhelage des Ankers bei solchen Anordnungen
die Relaiskontakte auch nach Beendigung des Wechselstromstoßes dauernd geschlossen
bleiben, wodurch falsche Schaltvorgänge herbeigeführt werden. Die Erfindung vermeidet
diese Nachteile dadurch, daß als Einrichtung zurr Empfang der Wechselstromstöße
das Magnetsystem eines üblichen Wechselstro@mweckers verwendet wird, an dessen Magnet
zusätzlich symmetrisch zu dessen Ankerachse Kontaktfedern angeordnet sind, deren
Kontakte beim Betätigen des Weckers abwechselnd mit Hilfe des Weckerankers geschlossen
werden.
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Die beiliegende Fig. 3 zeigt in einem Au sführungasbeispiel die konstruktive-Ausbildung
eines Wechselstromweckers als Wechselstromrelais. Die Fig. r, a, q. bis 7 zeigen
Beispiele für die schaltungsmäßige Anwendung des Wechselstromweckers als Wechselstromempfangsrelais,
und zwar zeigen die Fig. z, 4
bis 7 eine Lösung, bei welcher das
durch das Empfangsrelais gesteuerte Übertragungsrelais mittels Gleichstromes erregt
wird, während nach Fig. a das Übertragungsrelais durch Wechselstrom betätigt wird.
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Wie Fig. 3 zeigt, ist die konstruktive Ausbildung des Wechselstromweckers
die gleiche wie bei den bekannten Wechselstromweckern. Die beiden jeweils auf einem
Kern angeordneten Spulen Sp des Weckers sind durch ein Joch G miteinander verbunden.
An dem Joch G ist in der Mitte zwischen den beiden Spulen ein permanenter Stahlmagnet
M durch eine Schraube befestigt. Am oberen Ende des Magneten M ist ein Anker A im
Punkte c drehbar gelagert. Durch den Magneten M erhält der Anker A eine bestimmte
Polarität: In den Kernen der Spule Sp bildet sich der entgegengesetzte Pol aus.
Die beiden Spulen Sp sind so miteinander verbunden, daß sie in Reihe von Strom durchflossen
werden. Bei dieser Schaltung der Spulen wird durch einen die Spulen durchfließenden
Wechselstrom in bekannter Weise abwechselnd der Pol in der einen Spule geschwächt
und in der anderen Spule verstärkt. Die Folge davon ist, daß der Anker A bei jeder
Periode des Wechselstromes abwechselnd von der einen Spule angezogen und von der
anderen abgestoßen wird.
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Nach der Erfindung sind nun auf dem Magneten M durch Isolierscheiben
S gegen den Magneten als auch gegeneinander isolierte Kontaktfedern f, und f2 angeordnet.
Die Federn werden durch eine Schraube R auf dem Magneten eingespannt gehalten; sie
liegen symmetrisch zur Achse des Weckerankers über dem Anker und sind so vorgespannt,
daß in der einen Lage des Ankers dieeine Feder, z. B. f1, mit dem einen abgestoßenen
Ankerarm Kontakt macht, während der Kontakt der anderen Feder außer Berührung mit
dem anderen angezogenen Ankerarm bleibt. In der dargestellten Lage ist der Kontakt
w1 der Feder f1 mit dem linken Arm des Weckerankers in Berührung, während der Kontakt
w2 der Feder f2 außer Berührung mit dem rechten Weckerarm ist. Wenn der Weckeranker
umlegt; so wird Kontakt w1 geöffnet und Kontakt w2 geschlossen. Durch diese Anordnung
wird, ohne die unbestimmte Ruhelage des Weckeränkers aufzugeben, d. h. ohne Beeinträchtigung
der Empfindlichkeit des Relais, eine symmetrische Belastung des Weckerankers erreicht.
Es findet keineVorbelastung eines der beiden Ankerarme: statt, da die Kontakte w1
und w2 stets erst in der Endstellung der Weckerarme geschlossen werden, wodurch
der auftretende Kontaktdruck, gleichgültig; in welcher Lage der Anker sich befindet,
sich in abstoßendem, d. h. günstigem Sinn auswirkt. Ferner ermöglicht diese Anordnung
einen erheblich höheren Kontaktdruck als bei den üblichen Wechselstromrelais. Der
Kontaktdruck kann so groß gemacht werden wie der eines normalen Gleichstromrelais.
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Wie Fig. i zeigt, liegt am ankommenden Ende einer durch einen Übertrager
abgeriegelten Leitung FL als polarisiertes Empfangsrelais in Brücke zwischen den
Leitungsadern ein Wechselstromwecker gemäß Fig. 3, dessen Anker keine bestimmte
Ruhelage besitzt. Es sei z. B. in der Ruhelage der Kontakt w1 geschlossen. Dadurch
ist folgender Ladestromkreis für den Kondensator Co gebildet: Erde, Kondensator
Co, Kontakt w1, Wicklung I des Relais H, Batterie Bt, Erde. Das Relais H ist während
dieses Zustandes nicht erregt. Wenn der Wecker W durch Wechselstrom öder durch induktive
Stromstöße wechselnder Richtung erregt wird, legt er abwechselnd seinen Anker um.
Wird der Kontakt w2 geschlossen, so- entlädt sich der Kondensator Co über die Wicklung
II des Relais H. Das Relais H spricht auf den Entladestoß hin an.
Sobald der Kontakt w2 öffnet und Kontakt w1 wieder schließt; wird durch den nunmehr
auftretenden Ladestoß des Kondensators Co die Wicklung I des Relais H erregt. Die
beiden Wicklungen des Relais H sind gegensinnig geschaltet, damit sowohl der Entladestoß
als auch der Ladestoß des Kondensators, welche entgegengesetzte Richtung haben,
in dem Relais stets ein Magnetfeld gleicher Richtung erzeiigen; durch die abwechselnde
Erregung der beiden Wicklungen bleibt das Relais H so. lange erregt, wie der über
die Leitung FL ankommende Wechselstrom auf den Wecker W einwirkt.
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Nach Fig. a wird das Relais H nicht durch Gleichstrom, sondern
durch Wechselstrom betätigt. Die Anordnung ist in der Ruhelage gezeigt, in welcher
beispielsweise wieder Kontakt w1 geschlossen sein möge. Ein Wechselstromfluß aus
der Wechselstromquelle WQ über die Wicklung I des Relais H ist dadurch verhindert,
daß in dem Stromkreis außer dem Kondensator Co in Reihe mit der Wicklung I des Relais
H ein Gleichrichter GLl liegt. Der Gleichrichter sperrt die eine Halbwelle des Wechselstromes,
sä daß nur gleichgerichteter Strom in dem. Stromkreis über Wechselstromquelle
W Q, Kondensator Co, Kontakt w1, Gleichrichter GLl, 'Wicklung I des
Relais H; Wechselstromquelle W Q fließen kann. Dieser Gleichstromfluß wird aber
durch den Kondensator Co gesperrt. Jedoch ist der Kondensator durch den gleichgerichteten
Strom mit Strom bestimmter Richtung geladen.
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Wenn beim Eintreffen von Wechselstrom über die Leitung FL der
Wecker W anspricht und seinen Ankee umlegt und dabei Kontakt
w2
schließt, so wird nunmehr, da der in Reihe mit der Wicklung II des Relais H liegende
Gleichrichter GL2 die.entgegengesetzte I-IaJbwelle des - Wechselstromes sperrt,
der Kondensator Co zunächst eritläden und dann in entgegengesetztem Sinne geladen.
Durch diesen Stromstoß wird die Wicklung II des Relais H erregt. Sobald der Kontakt
w2 öffnet und Kontakt w1 schließt, wird der geladene Kondensator Co über den Gleichrichter
GLi und die Wicklung I des Relais H entladen und wieder in.,entgegengesetztem
S,ilnne geladen. Dieser Stromstoß hat die entgegengesetzte Richtung, wie der über
Kontakt w2 verlaufende Stromstoß. Da die Wicklung I aber entgegengesetzt geschaltet
ist wie- die Wicklung II des Relais H, so wird durch die abwechselnde Erregung der
beiden Wicklungen stets ein gleiches Magnetfeld in dem.Relais H erzeugt. Das Relais
bleibt daher erregt, solange der eintreffende Wechselstrom auf das Empfangsrelais
P einwirkt.
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Eine . weitere Schaltung,- in welcher . der Wecker erfindungsgemäß
Verwendung finden kann, zeigt Fig. q.. Der Wecker W liegt hier ebenfalls als Wechselstromemp£angsrelais
am ankommenden Ende einer abgeriegelten Leitung FL in Brücke zu den Leitungsadern.
Wird der Wecker durch über die Leitung gesandte Wechselströme erregt; so wird durch
die beiden Weckerkontakte w1 und w2 abw echselnd eine Wicklung des Relais H erregt.
Der Kondensator Co - ist im Ruhezustand . in folgendem Stromkreis geladen: Erde,
-Kondensator Co, Punkt c, Kontakt w1, Punkt a, Wicklung I des Relais
H,' Batterie, Erde. Wird durch den ankommenden Wechselstrom der Kontakt w2 geschlossen,
so entlädt sich der Kondensator Co über die Wicklung II des Relais H. Die Wicklung
II des Relais H ist in entgegengesetztem Sinne gewickelt wie die Wicklung I, damit
der Entladestoß des Kondensators, der entgegengesetzte Richtung hat wie der Ladestoß,
ein Magnetfeld gleicher Richtung erzeugt wie der Ladestoß. Das Relais spricht auf
den.Entladestoß an. Sobald beim Umlegen des- Weckerankers Kontakt w2 öffnet und
-Kontakt w1 schließt, wird das Relais H durch den Ladestoß über die Wicklung I weiter
erregt gehalten. Dieses Spiel wiederholt- sich so lange, wie der Wecker durch den
ankommenden Wechselstrom erregt wird. Das Relais H bleibt während dieser Zeit dauernd
erregt.
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In Fig: q. ist das Relais H im Gegensatz zu Fig. r als Verzögerungsrelais
dargestellt. Diese Anordnung hat hier jedoch nicht den Zweck, die Strompausen während
des Umlegens des Weckerankers zu überbrücken und dadurch den Abfall des Relais zu
verhindern, sondern es soll durch den aufgebrachten ' Kupferring-die Indüktivität
des Relais herabgesetzt werden, damit nicht Relaiswicklung und Kondensator einen
abgestimmten Schwingungskreis ,bilden, der bei Wechsel der Frequenz unter . Umständen
geändert .werden muß. Die Anordnung nach Fig. q. ist dadurch bis zu .einem - gewissen
Grade frequenzunabhängig.- -Läßt' man diesen Gesichtspunkt-außer Be= tracht, so
genügt-auch ein gewöhnliches-Relais, wie in Fig. r dargestellt. Auch ein solches
Relais bleibt selbst noch bei einer Frequenz von 2o Hertz während der Aufnahme des
Wechselstromes dauernd erregt, voraus= gesetzt, daß der Wicklungssinn der beiden
Wicklungen I und II entgegengesetzt ist; denn auch die Abfallzeiten eines gewöhnlichen
Relais überbrücken. die kurzen Pausen.-während des Durchganges des Wechselstromes
durch den Nullpunkt.
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Fig. 5 zeigt eine weitere schaltungsmäßige Anwendung der Erfindung.
Das Relais H liegt nur mit einer einzigen Wicklung im Ladekreis des Kondensators
über Kontakt w1 des Weckers W; im Entladekreis des Kondensators über Kontakt w2
liegt lediglich ein Widerstand Wi. Durch irgendeine 'bekannte Anordnung, wie z.
B. Kupferring oder Kurzschlußwicklung, wird der Abfall des. Relais H verzögert.
, Das Relais H wird durch den Ladestoß des Kondensators -über Kontakt w1 erregt.
über Kontakt w2 wird der Kondensator Co entladen. - Sobald w2 öffnet und w1 wieder
'schließt, wird Relais H durch den Ladestoß neuerdings erregt. Infolge der Abfallverzögerung,
die das Relais besitzt, werden die während des öffnens des Kontaktes w1 auftretenden
Stromunterbrechungen überbrückt.
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Fig: 6 zeigt die Ahwendung der Erfindung zur Einstellung von Sc hrittschaltwerken
im Takte der von dem Wecker aufgenommenen Frequenz. Wie die Figur zeigt, wird der
Kondensator Co über den Kontakt w2 und den Widerstand Lhi entladen. Sobald der Kontakt
w2 öffnet und Kontakt w1 schließt, spricht der Drehmagnet DM durch den Ladestoß
des Kondensators an. Beim Öffnen des Kontaktes w1 wird der Drehmagnet
DM stromlos. Der 'Kondensator Co entlädt sich wieder über Kontakt w2 und
Widerstand 'Wi. Das Spielwiederhol t sich so lange, bis der übei die Leitung eintreffende
Wechselstrom zu Ende ist. Der. Drehmagnet spricht dabei im Takte des aufgenommenen
Frequenz an.
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Endlich- zeigt' die Eig. 7 eine Anwendung der Erfindung, bei welcher
das über die Kontakte w1 und w2 betätigte Relais H im Tafte der doppelten Frequenz
des aufgenommenen Wechselstromes anspricht. Das Relais H liegt zwischen dem Anschlußpunkt
c und dem Kondensator
Co. Sobald der Kontaktw, geschlossen wird,
spricht das Relais H durch den Entlädestoß des Kondensators Co an. Wird der Kontakt
w2 geöffnet und Kontakt w1 geschlossen, so wird zunächst durch den entgegengesetzt
gerichteten Ladestoß des Kondensators das Relais H abgeworfen, spricht aber sofort
durch den Ladestoß wieder an. Wird nunmehr umgekehrt w1 geöffnet und w2 geschlossen,
so wird durch den entgegengesetzt gerichteten Entladestoß das: Relais wieder zunächst
abgeworfen und dann von neuem erregt. Diese Anordnung läßt sich in irgendeiner Weise
für die Frequenzverdoppelung ausnutzen: