DE1263189B - Circuit arrangement with a vibrating tongue contact - Google Patents

Circuit arrangement with a vibrating tongue contact

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DE1263189B
DE1263189B DEE30934A DEE0030934A DE1263189B DE 1263189 B DE1263189 B DE 1263189B DE E30934 A DEE30934 A DE E30934A DE E0030934 A DEE0030934 A DE E0030934A DE 1263189 B DE1263189 B DE 1263189B
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Alex Nyfeler
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ELECTROMETRE
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Description

Schaltungsanordnung mit .einem S.chwingzungenkontakt Bekannte Fernwirkeinrichtungen verwenden als Fernwirkkanal Abschnitte eines öffentlichen Versorgungsnetzes für elektrische Energie. Die Fernwirksignale werden der Netzspannung, die hier in der Regel eine Wechselspannung ist, in Form von Tonfrequenzimpulsen überlagert. Die Erzeugung der Tonfrequenzimpulse erfolgt bei einigen bekannten Fernwirkeinrichtungen mit Hilfe eines elektrischen Schwingkreises, der von einem Tastkontakt in einem bestimmten Rhythmus und in einer bestimmten Beziehung zur Phasenlage der Netzwechselspannung an das Energieversorgungsnetz angeschaltet wird. Bei jedem Anschalten entsteht dabei eine gedämpfte Schwingung des elektrischen Schwingkreises, der auf eine geeignete Tonfrequenz abgestimmt ist.Circuit arrangement with a single oscillating tongue contact Known remote control devices use sections of a public supply network as a telecontrol channel electrical power. The telecontrol signals are the mains voltage, which is here in the Usually an alternating voltage is superimposed in the form of audio frequency pulses. the The audio frequency pulses are generated in some known telecontrol devices with the help of an electrical oscillating circuit, which is controlled by a tactile contact in a certain rhythm and in a certain relation to the phase position of the mains alternating voltage is connected to the power supply network. Each time it is switched on, it arises a damped oscillation of the electrical resonant circuit, which is on a suitable Audio frequency is tuned.

Zur Erzielung einer hohen Tonfrequenzenergie je Tonfrequenzimpuls ist es dabei bekanntlich erforderlich, daß der elektrische Schwingkreis zum Zeitpunkt eines Scheitelwertes der Nstzwechselspannung an diese angeschaltet wird und .daß die Abschaltung ebenfalls bei einem Netzspannungs-Scheitelwert erfolgt, der jedoch ein entgegengesetztes Vorzeichen besitzt als der bei der Anschaltung anliegende.. Dadurch erhält der Kondensator des elektrischen Schwingkreises seine größtmögliche Aufladung gegenüber dem zum Anschaltzeitpunkt .herrschenden Momentanwert der Netzwechselspannung.To achieve a high audio frequency energy per audio frequency pulse It is known that it is necessary that the electrical resonant circuit at the time a peak value of the auxiliary AC voltage is connected to this and .that the shutdown also takes place at a mains voltage peak value, which however has an opposite sign than that applied at the time of connection. This gives the capacitor of the electrical oscillating circuit its largest possible Charging compared to the instantaneous value of the mains alternating voltage prevailing at the time of connection.

Um zu einfachen Bauformen zu gelangen, die sich als Massenartikel herstellen lassen, verwendet man als Tastschalter vorzugsweise Kontakteinrichtungen mit einer Schwingzunge, die durch das magnetische Wechselfeld eines an .die mit den Tonfrequenzimpulsen zu überlagernde Netzwechselspannung angem geschlossenen Elektromagneten zu Schwingungen erregt wird, wobei bei jeder Schwingung der Schwingzunge ein Tastkontakt ,geschlossen wird. Derartige Kontakteinrichtungen geben mannigfache Probleme auf, und zwar einmal wegen .der relativ hohen Kontaktbelastung, zum anderen wegen der erheblichen Geräuschbildung, die mit .der Anwendung von Schwingzungenkontakten verbunden ist. .Zudem ,erfordert die Einhaltung .eines bestimmten Einschaltverhältnisses, das ist das Verhältnis der Zeitdauer innerhalb einer Schwingungsperiode der Schwingzunge, während welcher der Tastkontakt ,geschlossen ist, zur Zeitdauer seines geöffneten Zustandes innerhalb .der ,gleichen Schwingungsperiode, besondere mechanische Maßnahmen .an der Kontakteinrichtung, wenn ein hoher Energieinhalt der Tonfrequenzimpulse erreicht werden soll.In order to achieve simple designs that are mass-produced can be produced, contact devices are preferably used as pushbutton switches with a vibrating tongue that is connected to the .the with the AC voltage to be superimposed on the audio frequency pulses appropriately closed Electromagnet is excited to vibrate, with each vibration of the vibrating tongue a push button contact, is closed. Such contact devices are manifold Problems arise, on the one hand because of the relatively high contact load, on the other hand because of the considerable noise generated with the use of vibrating tongue contacts connected is. .In addition, the observance. Of a certain switch-on ratio requires this is the ratio of the time within a period of oscillation of the vibrating tongue, during which the push button contact is closed, for the duration of its open State within the same period of oscillation, special mechanical measures .at the contact device if the audio frequency pulses have a high energy content should be achieved.

Zur Lösung der mit den dargelegten Problemen gestellten Aufgabe ist im .folgenden eine Verknüpfung mechanischer und .elektrischer Mittel vorgesehen, wobei von der an sich bekannten Möglichkeit Gebrauch gemacht ist, die freie Federlänge einer Kontaktfeder mit zunehmender Auslenkung derselben durch progressives Andrücken der Kontaktfeder an einem eine bestimmte Kurvenform aufweisenden Kontaktarm zu verkürzen, um .der Prellneigung von Schaltkontakten entgegenzuwirken.To solve the problem posed by the problems presented is in the following a combination of mechanical and electrical means is provided, whereby use is made of the known possibility, the free spring length a contact spring with increasing deflection of the same due to progressive pressure to shorten the contact spring on a contact arm with a certain curve shape, to counteract the tendency of switching contacts to bounce.

Eine Schaltungsanordnung mit einem Schwingzungenkontakt, der in Reihe mit einem elektrischen Schwingkreis an ein Wechselspannungsnetz angeschlossen ist, .das gleichzeitig als Spannungsquelle zur -Speisung eines eine Schwingzunge mit einem Kontaktelement des Schwingzungenkontaktes zu Schwingungen anregenden Elektromagneten dient, ist .demnach gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die in an sich bekannter Weise eine permanent magnetisierte Schwingmasse tragende Schwingzunge an einem feststehenden kurvenförmigen Anschlag im Ruhezustand unter leichter Vorspannung anliegt und dabei :die Anschlagkurve als Tangente wenigstens annähernd am Befestigungsort des Kontaktelementes berührt, und daß dem Schwingzungenkontakt eine Diode elektrisch parallel geschaltet ist.A circuit arrangement with a vibrating tongue contact, which is in series is connected to an AC voltage network with an electrical oscillating circuit, .that at the same time as a voltage source for -feeding a vibrating tongue with a contact element of the vibrating tongue contact to form vibrations-stimulating electromagnets serves, is .dem according to the invention characterized in that the in itself known way a permanently magnetized oscillating mass carrying oscillating tongue on a fixed, curved stop in the resting state under slight pretension and at the same time: the stop curve as a tangent at least approximately at the attachment point of the contact element touches, and that the vibrating tongue contact is a diode electrically is connected in parallel.

Einzelheiten der hier definierten Schaltungsanoydnung .ergeben sieh aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Band derZeichnung, ,die eine Kontakteinrichtung mit Sehwingzungenkontakt in einer Schaltungsanordnung zeigst. In der Zeichnungsfigur bedeuten 1 und 2 Anschlußklemmen, die an ein Wechselspannungsnetz, beispielsweise an einen Phasen- und den Nulleiter desselben, angeschlossen sind. In einem Hauptstrompfad 3 liegt die elektrische Reihenschaltung eines aus einem Kondensator 4 und einer Drosselspule 5 bestehenden elektrischen Schwingkreises 6 mit einem Schwingzungenkontakt 7. Der Schwingzungenkontakt 7 ist durch eine Diode 8 elektrisch überbrückt. Ein unmittelbar nach den Anschlußklemmen 1 und 2 abgezweigter Nebenstrompfad 9 enthält die Erregerwicklung 10 eines Elektromagneten 11 mit einem Kern 12. Ein Schalter 13 dient zur Einschaltung des Nebenstrompfades 9.For details of the circuit configuration defined here, see from the following description of an exemplary embodiment on tape of the drawing, that have a contact device with vibratory tongue contact in a circuit arrangement show. In the drawing figure 1 and 2 denote terminals, to an alternating voltage network, for example to a phase conductor and the neutral conductor of the same, are connected. The electrical series circuit is located in a main current path 3 one consisting of a capacitor 4 and a choke coil 5 electrical Resonant circuit 6 with a vibrating tongue contact 7. The vibrating tongue contact 7 is electrically bridged by a diode 8. One immediately after the terminals The secondary current path 9 branched off 1 and 2 contains the excitation winding 10 of an electromagnet 11 with a core 12. A switch 13 is used to switch on the auxiliary current path 9.

Der Kern 12 des Elektromagneten 11 ist auf einem Tragrahmen 14 befestigt, der außerdem über isolierende Zwischenstücke 15 und 16 eine Schwingzunge 17 sowie einen kurvenförmigen Anschlag 18 trägt. Der Anschlag 18 ist über Befestigungselemente 19 und 20 mit dem Tragrahmen 14 und der Schwingzunge 17 an einer Einspannstelle 20 starr verbunden.The core 12 of the electromagnet 11 is attached to a support frame 14, which also has an oscillating tongue 17 as well as insulating spacers 15 and 16 a curved stop 18 carries. The stop 18 is via fasteners 19 and 20 with the support frame 14 and the oscillating tongue 17 at a clamping point 20 rigidly connected.

Die Schwingzunge 17 weist an ihrem der Einspannstelle 20 gegenüberliegenden Enden eine vorzugsweise permanentmagnetisch polarisierte, d. h. als Dauermagnet ausgebildete Schwingmasse 21 auf. Außerdem ist an der Schwingzunge 17 ein Kontaktelement 22 des Schwingzungenkontaktes 7 befestigt, während ein Kontaktstück 23 des Schwingzungenkontaktes 7 von einem Bügel 24 gehalten wird, der seinerseits mit dem Tragrahmen 14 in fester Verbindung steht. Der Kontaktabstand des Schwingzungenkontaktes 7, das ist der Abstand des Kontaktelementes 22 vom Kontaktstück 23 im Ruhezustand der Schwingzunge 17, beträgt nur wenige Zehntel Millimeter, vorzugsweise 0;2 bis 0,3 mm.The oscillating tongue 17 has at its opposite the clamping point 20 Ends a preferably permanently magnetically polarized, d. H. as a permanent magnet trained oscillating mass 21. In addition, there is a contact element on the oscillating tongue 17 22 of the vibrating tongue contact 7 attached, while a contact piece 23 of the vibrating tongue contact 7 is held by a bracket 24, which in turn with the support frame 14 in solid Connection. The contact distance of the vibrating tongue contact 7, that is the distance of the contact element 22 from the contact piece 23 when the oscillating tongue 17 is at rest, is only a few tenths of a millimeter, preferably 0.2 to 0.3 mm.

Durch geeignete Befestigung und Formgebung des Anschlages 18 und . der Schwingzunge 17 wird erreicht, daß die Schwingzunge 17 im Ruhezustand unter leichter Vorspannung an einer Anschlagkurve 25 des Anschlages 18 derart anliegt, daß sie mit einem Berührungspunkt nahe dem Befestigungsort des Kontaktelementes 22 eine Tangente an die Anschlagkurve 25 bildet: Eine richtige Wahl des Kontaktabstandes sowie der Lage des Berührungspunktes, oder besser der Berührungslinie, zwischen der ruhenden Schwingzunge 17 und der Anschlagkurve 18 ist für das Schaltverhalten des' Schwingzungenkontaktes von größter Wichtigkeit.By suitable fastening and shaping of the stop 18 and. the oscillating tongue 17 is achieved that the oscillating tongue 17 is below in the rest state slight bias is applied to a stop curve 25 of the stop 18 in such a way that that they have a point of contact near the attachment point of the contact element 22 forms a tangent to the stop curve 25: A correct choice of the contact distance as well as the position of the point of contact, or rather the line of contact, between the resting oscillating tongue 17 and the stop curve 18 is for the switching behavior the 'vibrating tongue contact is of the utmost importance.

Die Anschlagkurve 25 besitzt wenigstens vom Berührungspunkt mit der ruhenden Schwingzunge 17 ab gegen ihr freies Ende hin Kreisbogenform. Diese Kurvenform ist nicht nur leicht herstellbar sondern hat sich auch als günstig für die Arbeitsweise des Schwingungssystems erwiesen. Damit ist jedoch nicht gesagt, daß nicht auch andere geometrische Formen der Anschlagkurve 25 zu günstigen Ergebnissen führen.The stop curve 25 has at least the point of contact with the resting oscillating tongue 17 from towards its free end towards a circular arc shape. This curve shape is not only easy to manufacture but has also proven to be beneficial for the way it works of the vibration system. That does not mean, however, that not others too geometric shapes of the stop curve 25 lead to favorable results.

In der Regel weist das Kontaktelement 22 auf der Gegenseite der Zungenfeder 17 ein Befestigungselement auf, z. B. einen Nietkopf od. dgl. Es ist nun zweckmäßig, im Anschlag 18 eine Vertiefung vorzusehen, in welcher dieser Nietkopf Platz findet, so daß die Zungenfeder 17 tatsächlich am Befestigungsort des Kontaktelementes 22 an der Anschlagkurve 25 glatt anliegen kann.As a rule, the contact element 22 has on the opposite side of the tongue spring 17 a fastener, e.g. B. a rivet head or the like. It is now appropriate to provide a recess in the stop 18 in which this rivet head can be accommodated, so that the tongue spring 17 actually at the attachment location of the contact element 22 can rest smoothly on the stop curve 25.

Die Schwingmasse 21 der Schwingzunge 17 ist vorzugsweise derart magnetisch polarisiert, daß die ma= gnetische Hauptachse in die Schwingungsrichtung der Schwingzunge 17 weist, d. h. also, daß bei der in der Zeichnungsfigur gewählten Darstellungsweise der Nordpol oben und der Südpol unten bzw. umgekehrt liegen. Mit dieser magnetischen Orientierung der Schwingmasse 21 korrespondiert die aus der Zeichnung ersichtliche Polanordnung des Elektromagneten 11.The oscillating mass 21 of the oscillating tongue 17 is preferably magnetic in this way polarized that the magnetic main axis in the direction of oscillation of the vibrating tongue 17 shows, d. H. So that in the representation chosen in the drawing figure the north pole is on top and the south pole is on the bottom or vice versa. With this magnetic The orientation of the oscillating mass 21 corresponds to that shown in the drawing Pole arrangement of the electromagnet 11.

Als Dauermagnetwerkstoff für die Schwingmasse 21 wird mit Vorteil keramischer Magnetwerkstoff oder kunstharzgebundenes Dauermagnetpulver verwendet. Aus fertigungstechnischen Gründen kann es vorteilhaft sein, die Schwingmasse 21 in der aus der Zeichnungsfigur ersichtlichen Weise einseitig an der Schwingzunge 17 zu befestigen, beispielsweise durch abgewinkelte Teile der Schwingzunge, durch Klebemittel od. dgl. Bei Verwendung von kunstharzgebundenen Pulvermagnetwerkstoffen ist es jedoch auch möglich, die Schwingmasse 21 unmittelbar an die Schwingzunge 17 anzugießen, wobei jene selbstverständlich auch symmetrisch zur Schwingzunge 17 angeordnet sein kann.As a permanent magnet material for the oscillating mass 21, it is advantageous ceramic magnetic material or synthetic resin-bonded permanent magnet powder is used. For manufacturing reasons, it can be advantageous to use the oscillating mass 21 in the manner evident from the drawing figure on one side of the oscillating tongue 17 to be attached, for example by angled parts of the swing tongue Adhesive or the like when using synthetic resin-bonded powder magnet materials however, it is also possible to attach the oscillating mass 21 directly to the oscillating tongue 17 to be cast on, which of course is also symmetrical to the oscillating tongue 17 can be arranged.

Schließlich ist es möglich, die Schwingmasse 21 bei der Herstellung der Schwingzunge 17 an diese aus dem für die Schwingzunge verwendeten Werkstoff anzuformen, sofern der Werkstoff permanentmagnetisch polarisierbar ist.Finally, it is possible to use the oscillating mass 21 during manufacture the vibrating tongue 17 to this from the material used for the vibrating tongue to be formed, provided that the material can be polarized with permanent magnets.

Um das Anschwingen der Schwingzunge 17 im Kraftfeld des Elektromagneten 11 zu begünstigen, kann die neutrale Zone zwischen den Polen des Elektromagneten 11 gegenüber der magnetisch neutralen Zone der Schwingmasse 21 in Schwingungsrichtung der Schwingzunge 17 allenfalls asymmetrisch versetzt angeordnet werden, vorzugsweise in der Schwingungsrichtung gegen den Anschlag 18 zu, in der Figur also nach oben.To the oscillation of the vibrating tongue 17 in the force field of the electromagnet 11 can favor the neutral zone between the poles of the electromagnet 11 opposite the magnetically neutral zone of the oscillating mass 21 in the direction of oscillation of the oscillating tongue 17 are at most arranged asymmetrically offset, preferably in the direction of oscillation against the stop 18, ie upwards in the figure.

Bei einseitiger Befestigung der Schwingmasse 21 an der Schwingzunge 17 entsteht bei der aus der Figur ersichtlichen Anordnung infolge der magnetischen Anziehungskräfte ohnedies eine leichte Verformung der ruhenden Schwingzunge 17, derart, daß sich der von der Schwingzunge 17 weiter entfernte Pol der Schwingmasse 21 an den ihm gegenüberliegenden Polschenkel des Elektromagneten 11 etwas annähert. Auf diese Weise entsteht ebenfalls eine Unsymmetrie des Permanentmagnetfeldes, die das Anschwingen begünstigt.With one-sided attachment of the oscillating mass 21 to the oscillating tongue 17 arises in the arrangement shown in the figure as a result of the magnetic Attraction forces anyway a slight deformation of the oscillating tongue 17 at rest, in such a way that the pole of the oscillating mass which is further away from the oscillating tongue 17 21 approximates somewhat to the opposite pole leg of the electromagnet 11. In this way, there is also an asymmetry of the permanent magnetic field, which favors the oscillation.

Zur Vereinfachung der nachfolgenden Beschreibung der Wirkungsweise der Schaltungsanordnung wird davon ausgegangen, daß die Frequenz der an den Anschlußklemmen 1 und 2 anliegenden Netzwechselspannung 50 Hz beträgt. Die gleichen überlegungen wie für 50 Hz gelten sinngemäß natürlich auch für 60 Hz und für jede beliebige andere Netzfrequenz.To simplify the following description of the mode of operation the circuit arrangement is based on the assumption that the frequency of the terminals 1 and 2 applied mains AC voltage is 50 Hz. The same considerations as for 50 Hz, of course, also apply accordingly to 60 Hz and to any other Grid frequency.

Die Abstimmung des aus der Schwingzunge 17 und der Schwingmasse 21 gebildeten schwingungsfähigen Systems ist beispielsweise derart gewählt, daß die Schwingungsdauer einer Periode der Schwingzungenschwingung doppelt so lang ist wie die Schwingungsdauer einer Periode der bei geschlossenem Schalter 13 an der Erregerwicklung 10 des Elektromagneten 11 anliegenden Netzwechselspannung. Die Schwingungsdauer der Schwingzunge 17 beträgt in diesem Beispiel also 40 Millisekunden, ihre Eigenschwingungszahl mithin 25 Hz; sie befindet sich also in subharmonischer Resonanz zur Netzfrequenz. Selbstverständlich sind auch andere Abstimmungen des schwingungsfähigen Systems denkbar, beispielsweise derart, daß dessen Eigenschwingungszahl eine Harmonische zur Frequenz der den Elektromagneten 11 erregenden Netzwechselspannung ist.The coordination of the oscillating tongue 17 and oscillating mass 21 formed vibratory system is selected, for example, such that the Oscillation duration of a period of the oscillating tongue oscillation is twice as long as the oscillation period of a period when the switch 13 is closed on the excitation winding 10 of the electromagnet 11 applied mains AC voltage. The period of oscillation the vibrating tongue 17 is in this example 40 milliseconds, its natural frequency hence 25 Hz; it is therefore in subharmonic resonance to the network frequency. Of course, other votes of the vibratory System conceivable, for example in such a way that its natural frequency is a harmonic to the frequency of the AC line voltage exciting the electromagnet 11.

In derjenigen Halbschwingung des schwingungsfähigen Systems, in welcher sich die Schwingzunge 17 an die Anschlagkurve 25 annähert, wird die wirksame Federlänge der Schwingzunge 17 in Abhängigkeit von der Amplitude ihrer Schwingung stetig verkürzt und damit die Federkonstante der Schwingzunge 17 progressiv vergrößert, was sich in einer Verkürzung der Schwingungsdauer während dieser Halbschwingung auswirkt. Bei der entgegengesetzten Halbschwingung wird der Schwingzungenkontakt 7 wegen seines sehr kleinen Kontaktabstandes schon nach einem relativ kleinen Schwingungsweg der Schwingzunge 17 geschlossen und dann nahezu während der vollen Dauer der freien Halbschwingung der Schwingzunge 17 in geschlossenem Zustand gehalten.In that half oscillation of the oscillatory system in which when the oscillating tongue 17 approaches the stop curve 25, the effective spring length becomes the vibrating tongue 17 is continuously shortened as a function of the amplitude of its oscillation and thus the spring constant of the oscillating tongue 17 progressively increases, which is in a shortening of the period of oscillation during this half oscillation. In the opposite half oscillation of the vibrating tongue contact 7 is because of its very small contact distance after a relatively small oscillation path of the Swing tongue 17 closed and then almost for the full duration of the free Half oscillation of the vibrating tongue 17 held in the closed state.

Weil nun beide Halbschwingungen einer Periode des schwingungsfähigen Systems ungleich lang sind, läßt sich durch geeignete mechanische Abstimmung ohne Schwierigkeit erreichen, daß der Schwingzungen-Kontakt 7 genaufirdieZeitdauer einer halben Periode der Schwingzungenschwingung oder höchstens weniger als eine Viertelperiode derselben länger geschlossen ist, im Beispiel also vorzugsweise während 20 Millisekunden, was der Dauer einer Periode der 50-Hz-Netzwechselspannung entspricht. Durch @ einfachen, in bekannter Weise erfolgenden mechanischen oder elektrischen Phasenabgleich wird nun eine zeitliche Koinzidenz der Zeitpunkte des Schließens und öffnens des Schwingzungenkontaktes 7 mit dem Auftreten von gleichnamigen Scheitelwerten der Netzwechselspannung eingestellt. Somit schließt und öffnet sich der Schwingzungenkontakt 7 abwechselnd bei aufeinanderfolgenden Netzspannungsmaxima gleicher Polarität, beispielsweise also bei den Scheitelwerten der positiven Netzspannungshalbwellen, solange der Schalter 13 geschlossen ist.Because now both half-oscillations of a period of the oscillatable Systems are of unequal length, can be done without using suitable mechanical coordination Difficulty achieve that the vibrating tongue contact 7 is exactly one time half a period of the vibrating tongue or at most less than a quarter period the same is closed longer, in the example preferably for 20 milliseconds, which corresponds to the duration of one period of the 50 Hz AC mains voltage. By @ simple, mechanical or electrical phase alignment taking place in a known manner now a temporal coincidence of the times of closing and opening of the vibrating tongue contact 7 is set with the occurrence of peak values of the AC mains voltage of the same name. Thus, the vibrating tongue contact 7 closes and opens alternately with successive Mains voltage maxima of the same polarity, for example at the peak values of the positive mains voltage half-waves as long as the switch 13 is closed.

Die Diode 8 soll so gepolt sein, daß sie bei allen jenen Halbwellen der Spannung des Wechselspannungsnetzes leitend wird, welche eine entgegengesetzte Polarität aufweisen wie die Netzspannungshalbwellen, bei denen ein Öffnen oder Schließen des Schwingzungenkontaktes erfolgt, also z. B. während des Auftretens der negativen Netzspannungshalbwellen. Die Diode 8 bewirkt damit einmal eine Stromentlastung des Schwingzungenkontaktes 7 innerhalb der Zeitdauer, während welcher der Schwingzungenkontakt 7 geschlossen und die Diode 8 leitend ist, zum anderen eine Aufladung des Kondensators 4 auf den negativen Scheitelwert der Netzwechselspannung in dem Zeitraum, in welchem der Schwingzungenkontakt 7 geöffnet ist.The diode 8 should be polarized so that they are half-waves at all of those the voltage of the alternating voltage network is conductive, which is an opposite Have polarity like the mains voltage half-waves, in which an opening or closing the vibrating tongue contact takes place, so z. B. during the appearance of the negative Mains voltage half-waves. The diode 8 thus once causes a current discharge of the Vibrating tongue contact 7 within the period during which the vibrating tongue contact 7 is closed and the diode 8 is conductive, on the other hand a charging of the capacitor 4 to the negative peak value of the mains AC voltage in the period in which the vibrating tongue contact 7 is open.

Auf Grund der beschriebenen Ausbildung und Abstimmung der Teile der Schaltungsanordnung ergibt sich bei jedem Schließen des Schwingzungenkontaktes 7 am Kondensator 4 ein Umladestromstoß mit einer in dieser Schaltungsanordnung größtmöglichen Amplitude. Durch diesen Umladestromstoß wird der Schwingkreis 6 zu gedämpften Schwingungen in seiner Eigenfrequenz angeregt, die vorzugsweise im Tonfrequenzbereich, z. B. zwischen 400 und 600 Hz liegt. Diese Tonfrequenzschwingungen laufen nun bestimmungsgemäß als Fernwirksignale über die Anschlußklemmen 1, 2 in das Energieversorgungsnetz ein. Weiter oben wurde erwähnt, daß die Schwingzunge 17 in ihrem Ruhezustand mit leichter Vorspannung am Anschlag 18 anliegen soll. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß ungewollt auf die Schwingzunge 17 einwirkende Erschütterungen oder magnetische Fremdfelder diese nicht ohne weiteres zu Schwingungen anzuregen vermögen, welche zu einem Schließen des Schwingzungenkontaktes 7 führen.Due to the described training and coordination of the parts of the The circuit arrangement results each time the vibrating tongue contact 7 is closed at the capacitor 4 a charge reversal surge with the largest possible in this circuit arrangement Amplitude. The oscillating circuit 6 becomes damped oscillations as a result of this recharging current surge excited in its natural frequency, which is preferably in the audio frequency range, z. B. is between 400 and 600 Hz. These audio frequency oscillations now run as intended as remote control signals via the terminals 1, 2 in the power supply network a. Above it was mentioned that the oscillating tongue 17 in its rest state with A slight pretension should be applied to the stop 18. This has the advantage of that inadvertently acting on the vibrating tongue 17 vibrations or magnetic External fields cannot easily excite them to vibrations, which lead to a closing of the vibrating tongue contact 7.

Durch die Anwendung des kurvenförmigen Anschlages 1.8 wird eine für die zeitliche Bemessung der Lage der Ein- und Ausschaltpunkte des Schwingzungenkontaktes 7 relativ zum Zeitverlauf der Netzwechselspannung erforderliche Unsymmetrie der beiden Halbwellen der Schwingzungenschwingung erreicht, ohne daß dies eine erhebliche Vermehrung der Geräuschbildung zur Folge hätte, weil sich die Schwingzunge 17 stetig und daher »weich«an die Anschlagkurve 25 anlegt. Außerdem bewirkt der kurvenförmige Anschlag 18 eine wesentliche Abflachung der Biegespannungen in der Schwingzunge 17 in der passiven Halbwelle, also während ihrer Annäherung an die Anschlagkurve 25, insbesondere im Bereich des Befestigungsortes des Kontaktelementes 22.By using the curved stop 1.8 is a for the timing of the position of the switch-on and switch-off points of the vibrating tongue contact 7 required asymmetry of the required relative to the time curve of the AC mains voltage reached two half-waves of the vibrating tongue without this being a significant The result would be an increase in the generation of noise, because the oscillating tongue 17 moves steadily and therefore “softly” applied to the stop curve 25. It also causes the curvilinear Stop 18 significantly flattens the bending stresses in the vibrating tongue 17 in the passive half-wave, i.e. as it approaches the stop curve 25, in particular in the area of the attachment location of the contact element 22.

Die gewählte Schwingzungenanordnung bringt außerdem den Vorteil mit sich, daß die Eigenschwingungszahl der Schwingzunge 17 allein bei der Herstellung derselben nicht sehr genau eingehalten werden muß, weil sich die Schwingungsdauer der Schwingzunge 17 außerdem durch die Geometrie der Anschlagkurve 25 beeinflussen läßt, wodurch sich eine sehr bequeme Justiermöglichkeit ergibt, indem der Anschlag 18 durch bekannte Justiermittel leicht nachgebogen wird, falls die Fabrikationstoleranzen eine geringfügige Nachjustierung notwendig machen. Besteht die Schwingmasse 21 zudem aus kunstharzgebundenem Magnetwerkstoff, so ergibt sich wegen dessen leichter Bearbeitbarkeit eine weitere sehr einfache Abstimmöglichkeit durch Substanzabtragung an der Schwingmasse 21, beispielsweise durch Schaben oder Feilen.The chosen arrangement of the vibrating tongues also has the advantage that the natural frequency of oscillation of the oscillating tongue 17 is only used during manufacture the same need not be adhered to very precisely because the period of oscillation the oscillating tongue 17 can also influence the geometry of the stop curve 25 can, which results in a very convenient adjustment by the stop 18 is slightly bent by known adjusting means, if the manufacturing tolerances make a slight readjustment necessary. The oscillating mass 21 also exists made of synthetic resin-bonded magnetic material, because of its ease of processing Another very simple adjustment option by removing substance from the oscillating mass 21, for example by scraping or filing.

Durch die Anordnung der Diode 8 elektrisch parallel zum Schwingzungenkontakt 7 wird ohne mechanische Komplikation der Schwingzungeneinrichtung erreicht, daß die Zuschaltung des Schwingkreises 6 stets mit der größtmöglichen Spannungsdifferenz am Kondensator 4 erfolgt. Daher ist der Energieinhalt der mit der beschriebenen Schaltungsanordnung erzeugten Tonfrequenzimpulse besonders groß.The arrangement of the diode 8 electrically parallel to the vibrating tongue contact 7 is achieved without mechanical complication of the vibrating tongue device that the connection of the resonant circuit 6 always with the greatest possible voltage difference takes place at the capacitor 4. Therefore the energy content is that described with the Circuit arrangement generated audio frequency pulses particularly large.

Aus der in der Zeichnungsfigur dargestellten Schaltungsanordnung ist zu erkennen, daß eine Folge von Tonfrequenzimpulsen erzeugt wird, solange der Schalter 13 geschlossen ist. In ihrer Gesamtheit stellt die beschriebene Schaltungsanordnung mit Schwingzungenkontakt eine besonders einfache Sendeeinrichtung dar, wie sie beispielsweise an zahlreichen Verbrauchsmeßsorten in einem Energieversorgungsnetz angeordnet werden kann, um Energieverbrauchsinformationen an eine zentrale Kontrollstelle zu übermitteln. Innerhalb eines Abfragesystems für Verbrauchsmesser zur Erfassung des Einzelverbrauches von öffentlichen Verbrauchsgütern werden beispielsweise die Schalter 13 der Schaltungsanordnungen durch Fernsteuerbefehle in einer bestimmten zeitlichen Aufeinanderfolge geschlossen und so die Sendeeinrichtungen zur Abgabe von Tonfrequenzimpulsen veranlaßt. Die Art und Weise der Informationsverschlüsselung bei derartigen Sendeeinrichtungen und die Art ihrer Auswertung sind bekannt.From the circuit arrangement shown in the drawing figure to recognize that a sequence of audio frequency pulses is generated as long as the switch 13 is closed. The circuit arrangement described represents in its entirety with vibrating tongue contact is a particularly simple transmission device, as it is for example be arranged at numerous consumption measuring locations in a power supply network can to transmit energy consumption information to a central control point. Within a query system for consumption meters to record individual consumption For example, the switches 13 of the circuit arrangements are used for public consumer goods closed by remote control commands in a specific time sequence and thus causing the transmitting devices to emit audio frequency pulses. the The manner in which information is encrypted in such broadcasting devices and how they are evaluated are known.

Claims (7)

Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung mit einem Schwingzungenkontakt, der in Reihe mit einem elektrischen Schwingkreis an ein Wechselspannungsnetz angeschlossen ist, das gleichzeitig als Spannungsquelle zur Speisung eines eine Schwingzunge mit einem Kontaktelement des Schwingzungenkontaktes zu Schwingungen anregenden Elektromagneten dient, dadurch g e k e n nz e i c h n e t, daß die in an sich bekannter Weise eine permanent magnetisierte Schwingmasse (21) tragende Schwingzunge (17) an einem feststehenden kurvenförmigen Anschlag (18) im Ruhezustand unter leichter Vorspannung anliegt und dabei eine Anschlagkurve (25) als Tangente wenigstens annähernd am Befestigungsort des Kontaktelementes (22) berührt, und daß dem Schwingzungenkontakt (7) eine Diode (8) elektrisch parallel geschaltet ist. Claims: 1. Circuit arrangement with a vibrating tongue contact, which is connected in series with an electrical oscillating circuit to an AC voltage network is that at the same time as a voltage source for supplying a vibrating tongue with a contact element of the vibrating tongue contact to form vibrations-stimulating electromagnets serves, thereby g e k e n nz e i c h n e t that the in a known manner a permanently magnetized oscillating mass (21) carrying oscillating tongue (17) on a stationary one curved stop (18) is applied in the rest state under slight bias and a stop curve (25) as a tangent at least approximately at the attachment point of the contact element (22) touches, and that the vibrating tongue contact (7) a diode (8) is electrically connected in parallel. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (18) mit der :Schwingzunge (17) an einer Einspannstelle (20) starr verbunden ist. 2. A circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the stop (18) which: is rigidly connected oscillating tongue (17) at a clamping point (20). 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kontaktelement (22) ein von einem Bügel (24) gehaltenes Kontaktstück (23) in einem Kontaktabstand von 0,2 bis 0,3 mm gegenüberliegt und der Bügel (24) mit einem Tragrahmen (14) starr verbunden ist. 3. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the contact element (22) is opposite a contact piece (23) held by a bracket (24 ) at a contact distance of 0.2 to 0.3 mm and the bracket (24) with a support frame (14) is rigidly connected. 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagkurve (25) eine grcisbogenform aufweist. 4. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the stop curve (25) has a green arch shape. 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Anschlag (18) eine Vertiefung vorgesehen ist, in weicher ein Befestigungselement des Kontaktelementes (22) Platz findet. 5. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that a recess is provided in the stop (18) in softer there is space for a fastening element of the contact element (22). 6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingmasse (21) aus keramischem Dauermagnetwerkstoff besteht. 6. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the oscillating mass (21) is made of ceramic Permanent magnet material. 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch :gekennzeichnet, daß die Schwingmasse (21) aus kunsthaxzgebundenem Dauermagnetpulver besteht. $_ .Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, .daß die Schwingmasse (21) einseitig .an der Schwingzunge (1-7) durch abgewinkelte Teile derselben befestigt ist. 9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingmasse (21) an die Schwingzunge (17) angegossen ist. 10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingmasse (21) aus dem Werkstoff der Schwingzunge (17) an diese aasgeformt ist. 11. Schaltungsanordnung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingzunge (17) auf subharmonische Resonanz zur Frequenz des Wechselspannungsnetzes abgestimmt ist. 12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenschwingungszahl der Schwingzunge (17) halb so groß ist wie die Frequenz des Wechselspannungsnetzes. 13, Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1,11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingzungenkontakt (7) während einer Periode der Schwingzungenschwingung genau für die halbe Zeitdauer dieser Periode geschlossen ist. 14. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 3,11,12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitpunkte des öffnens und Schließens des .Schwingzungenkontaktes (7) mit dem Auftreten von gleichnamigen Scheitelwerten der Spannung des Wechselspannungsnetzes koinzident sind. 15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Diode(8) so gepolt ist, da ß sie bei allen jenen Halbwellender Spannung des Wechselspannungsnetzes leitend wird, welche eine entgegengesetzte Polarität aufweisen wie die Netzspannungshalbwellen, bei denen ein Öffnen oder Schließen .des Schwingzungenkontaktes (7) erfolgt. 16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenschwingungszahl eine Harmonische zur Frequenz des Wechseispannungsnetzes ist. 17. Schaltungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 16, gekennzeichnet durch ihre Verwendung als Sendeeinrichtung zur Erzeugung von Tonfrequenzimpulsen in Fernwirkeinrichtungen, insbesondere in Abfragesystemen für Verbrauchsmesser zur Erfassung des Einzelverbrauches von öffentlichen Verbrauchsgütern. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 e14188.7. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the oscillating mass (21) consists of Kunsthaxzgebundenem permanent magnet powder. Circuit arrangement according to Claims 1, 6 and 7, characterized in that the oscillating mass (21) is attached to one side of the oscillating tongue (1-7) by angled parts thereof. 9. Circuit arrangement according to claim 7, characterized in that the oscillating mass (21) is cast onto the oscillating tongue (17). 10. Circuit arrangement according to claim 1; characterized in that the oscillating mass (21) is molded onto the oscillating tongue (17) from the material of the oscillating tongue. 11. Circuit arrangement according spoke 1, characterized in that the oscillating tongue (17) is tuned to subharmonic resonance to the frequency of the AC voltage network. 12. Circuit arrangement according to claim 11, characterized in that the natural frequency of the oscillating tongue (17) is half as large as the frequency of the AC voltage network. 13, circuit arrangement according to claims 1, 11 and 12, characterized in that the vibrating tongue contact (7) is closed during a period of the vibrating tongue oscillation for exactly half the duration of this period. 14. Circuit arrangement according to claims 3, 11, 12 and 13, characterized in that the times of opening and closing of the .Schwingzungenkontaktes (7) are coincident with the occurrence of peaks of the same name of the voltage of the AC network. 15. Circuit arrangement according to claim 14, characterized in that the diode (8) is polarized so that ß it is conductive at all those half-waves of the voltage of the AC voltage network, which have an opposite polarity than the mains voltage half-waves in which opening or closing .des Vibratory tongue contact (7) takes place. 16. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the natural frequency is a harmonic to the frequency of the AC voltage network. 17. Circuit arrangement according to claims 1 to 16, characterized by its use as a transmitting device for generating audio frequency pulses in telecontrol devices, in particular in query systems for consumption meters for recording the individual consumption of public consumer goods. References Considered: U.S. Patent No. 2 e14188.
DEE30934A 1966-01-13 1966-01-27 Circuit arrangement with a vibrating tongue contact Pending DE1263189B (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2614188A (en) * 1947-01-31 1952-10-14 Leeds & Northrup Co Vibratory type of synchronous converter

Patent Citations (1)

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