CH442480A - Verfahren und Einrichtung zum Empfang von Fernsteuersignalen, insbesondere in Überlagerungsfernsteueranlagen mit dem Starkstrom überlagerten Steuerimpulsen - Google Patents

Description

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 Verfahren und Einrichtung    zum   Empfang von    Fernsteuersignalen,   insbesondere in    Überlagerungsfernsteueranlagen   mit dem Starkstrom überlagerten    Steuerimpulsen   Gemäss dem Hauptpatent besteht das    Verfahren   zum Empfang von    Fernsteuersignalen,   insbesondere in    Rundfernsteueranlagen   mit dem Starkstrom überlagerten    Steuerimpulsen   darin, dass die steuerfrequenten Impulse in einem elektromechanischen Wandler mit mindestens einem auf die    Steuerfrequenz   abgestimmten schwingungsfähigen Gebilde vorerst in mechanische Schwingungen umgewandelt werden,

   wobei mindestens ein schwingendes mechanisches Teil nur beim Vorhandensein eines    Steuersignales   einen Stromkreis mindestens    einmal   schliesst bzw. unterbricht, wobei durch diese Schliessung bzw. Unterbrechung eine Spannung bereitgestellt wird, durch welche ein Speicherkondensator aufgeladen wird und wobei die derart im Speicherkondensator aufgespeicherte Energie zur Betätigung der    Rundsteuerempfänger   ausgenützt wird. Die entsprechende    Einrichtung   zur    Durchführung   des Verfahrens sieht einen elektromechanischen    Wandler   mit mindestens einem auf die Steuerfrequenz abgestimmten schwingungsfähigen Gebilde und mindestens einen, durch dieses schwingende Gebilde betätigten Kontakt im Ladepfad eines Speicherkondensators vor. 



  Dieses Verfahren und die entsprechenden Vorrichtungen arbeiten so lange zufriedenstellend, als der Kontakt einwandfrei ist. Da jedoch    Rundsteuerempfänger   der beschriebenen Art den verschiedensten klimatischen Bedingungen ausgesetzt sind und über Jahre ohne besondere Wartung betriebssicher arbeiten sollen, werden an die Ausbildung des Kontaktes sehr hohe Anforderungen    gestellt.   



  Der Lösungsweg, den Kontakt den atmosphärischen Einflüssen zu entziehen und ihn in einem hermetisch abgeschlossenen, mit einem    inerten   Gas gefüllten Gehäuse unterzubringen, befriedigt nicht restlos, weil die Übertragung der mechanischen    Schwingungen   des schwingfähigen Gebildes auf die    eigentlichen   kontaktgebenden Organe im genannten Gehäuse Schwierigkeiten bereitet. In neuester Zeit sind nun unter der Bezeichnung Glimmrelais elektrische Schaltelemente erhältlich geworden, bei denen durch äussere elektrostatische Felder Glimmentladungen gezündet und damit Stromkreise ohne mechanische Kontakte - geschlossen werden können. Das    Öffnen   der genannten Stromkreise erfolgt in bekannter Art beispielsweise durch vorübergehende Absenkung der    Spannung.   



  Die vorliegende Erfindung macht sich die vorteilhaften Eigenschaften dieser    Glimmrelais   zunutze und bezieht sich auf ein Verfahren zum Empfang von Fernsteuersignalen, insbesondere in    überlagerungsfern-      steueranlagen   mit dem Starkstrom überlagerten Steuerimpulsen, gemäss dem Patentanspruch 1 des Hauptpatentes, welches sich dadurch auszeichnet, dass der im Rhythmus der Steuerfrequenz zu schliessende Stromkreis ein Glimmrelais enthält, welches Glimmrelais beim Auftreten von Steuersignalen durch    kapazitive   Beeinflussung gezündet wird, wobei die genannte    kapazitive      Beeinflussung   durch eine Vorrichtung erfolgt, die das genannte schwingende mechanische Teil des elektromechanischen Wandlers umfasst, welches zu mechanischen Schwingungen angeregt wird.

   



  Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zur Durchführung des    Verfahrens,   und umfasst ein    Glimm-      relais   mit    kapazitiv      auslösbarem   Zündeinsatz, einen elektromechanischen Wandler mit einem auf die Steuerfrequenz abgestimmten schwingungsfähigen mechanischen Teil, welches beim    Eintreffen   von Steuerimpulsen selektiv angeregt wird, so dass nur beim Auftreten von Schwingungen der Steuerfrequenz der Zündeinsatz des    Glimmrelais   so stark    kapazitiv      beeinflusst   wird, dass das Letztere zündet. 



     Anhand   der Beschreibung und der Figuren werden Ausführungsbeispiele erläutert. Dabei zeigt:    Fig.   1 bis 3 ein Glimmrelais mit zugeordneten    git-      terförmigen   Schalt- und    Abschirmplatten   in perspektivischer-, Seiten- und Frontansicht; 

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    Fig.4   ein Schaltungsschema, in welchem das Glimmrelais als Kontakt eingesetzt ist;    Fig.   5 bis 7 ein Glimmrelais mit scheibenförmigen Schalt- und    Abschirmplatten   in perspektivischer-, Seiten- und Frontansicht;    Fig.   8 ein Schaltungsschema für die Verwendung scheibenförmiger Schalt- und    Abschirmplatten.   



  Im Ausführungsbeispiel gemäss den    Fig.   1 bis 3 und im Schema    Fig.   4 stellt 100 das an sich    bekannte   Glimmrelais mit seinen Klemmen 101, 102 und einer    Aussensteuerelektrode   103 dar. Das Glimmrelais 100 ist mit einem    Abschirmgitter   91 versehen, in welchem eine Anzahl Fenster 95 und Stege 96 vorgesehen sind. In möglichst geringem Abstand vor dem    Abschirmgitter   91 befindet sich eine Schaltplatte 81, die    ebenfalls   mit Fenster 85 und Stegen 86 ausgebildet ist und deren    Öffnungen   im    Ruhezustand   über denjenigen des Abschirmgitters 91 liegen. Die Schaltplatte 81 ist auf einer federnden Stütze 90 befestigt, welche in ihrem unteren Ende in einen Sockel 83 eingespannt ist.

   Stütze 90 und Schaltplatte 81 sind Bestandteile eines auf die Frequenz von tonfrequenten Steuersignalen abgestimmten elektromechanischen Filters. Die Schaltplatte 81 kann durch Steuerimpulse entweder direkt magnetisch oder über einen Kopplungssteg 7 von einer weiteren    Schwingzunge   6 mechanisch in Schwingungen    versetzt   werden. Sobald die Schaltplatte 81 aus ihrer Ruhelage    ausgelenkt   wird, gelangen deren Stege 86 vor die Fenster 95 des    Abschirmgitters   91, so dass das elektrostatische Feld von der Schaltplatte 81 durch die Fenster 95 des Abschirmgitters auf die    Aussensteuerelektrode   103 des Glimmrelais 100    hindurchgreifen   kann.

   In der Ruhelage der Schaltplatte 81 - in welcher sich die Stege beider Platten gegenüberstehen - wird das elektrostatische Feld der Schaltplatte 81 praktisch vollständig auf das    Abschirmgitter   91 gelenkt. Damit in der Ruhelage der Schaltplatte 81 die Elektrode 103 des    Glimmrelais   100    kapazitiv   von der Schaltplatte 81 bestmöglich abgeschirmt wird, ist es vorteilhaft, die Fenster 85 der Schaltplatte 81 etwas grösser als die Fenster 95 des    Ab-      sehirmgitters   91 zu gestalten.

   Je schmäler die Fenster und Stege - bei gleichzeitiger zahlenmässiger Vermehrung derselben - gewählt werden, um so kleiner ist die notwendige Schwingamplitude der Schaltplatte 81, um einen    kapazitiven   Durchgriff auf die    Aussensteuerelek-      trode   103 und damit eine Zündung des Glimmrelais 100 zu erhalten. 



  Die Schaltung, mit der das Glimmrelais 100 als mit der Schwingfrequenz der Schaltplatte 81 sich    schliessen-      der   Kontakt arbeitet, und gleichzeitig eine Speicherschaltung sukzessive auflädt, zeigt    Fig.   4. 1 und 2 stellen Klemmen dar, mit welchen die Schaltung an das Starkstromnetz mit beispielsweise 220 V Spannung gelegt wird. An den Klemmen 1, 2 liegt zunächst ein elektrischer Siebkreis mit der    Induktivität   5' und der Kapazität 4. Dieser Siebkreis ist auf die Frequenz der dem Starkstrom überlagerten tonfrequenten Steuerimpulse abgestimmt.

   Im Wirkungsbereich der    Induktivität   5', welche gleichzeitig den elektromagnetischen Antriebskreis eines elektromechanischen Wandlers bildet, liegen schwingungsfähige Gebilde, die ebenfalls auf die Frequenz der Steuersignale abgestimmt sind. In der beispielsweisen    Ausführung   der    Fig.   4 sind diese schwingungsfähigen Gebilde als federnde Schwingzungen 61, 90 ausgebildet, die einseitig in einer Konsole 83 eingespannt sind. Ein Anker 6 der ersten Schwingzunge 61 wird durch das Wechselfeld der    Induktivität   5' zu Schwingungen angeregt, sobald Steuerströme    vorgebener   Frequenz den Siebkreis 5, 4 passieren. Die Schwingzunge 90 ist über einen Kopplungssteg 7 mit der Schwingzunge 61 verbunden.

   Die Anordnung stellt somit ein    zweikreisiges   mechanisches Filter dar. Es können aber auch irgendwelche anders aufgebaute elektromechanische Wandler verwendet werden, die ein schwingungsfähiges Gebilde mit der Frequenz der Steuerimpulse    auszulenken   vermögen. Die Schwingzunge 90 trägt die eingangs erwähnte Schaltplatte 81, welche im Falle einer    Auslenkung   aus ihrer Ruhelage durch    kapazitiven   Durchgriff auf die    Aussensteuerelektrode   103 das Glimmrelais 100 zündet. 



  Das Glimmrelais 100    liegt   mit seiner Kathode 101 an der Klemme 1, also an der Netzspannung 220 Volt. Parallel zur Kathode ist das    Abschirmgitter   91 angeschlossen. 



  Die Schaltplatte 81    liegt   spannungsmässig am Ende einer Wicklung 5", die zusammen mit der    Induktivität   5' des elektromechanischen Wandlers einen Autotransformator 5 bildet. Dadurch erhält die Schaltplatte 81 eine gegenüber der Kathode 101 für das Arbeiten des Glimmrelais 100 genügend grosse 50    Hz-Spannung      U2-,   die notwendigerweise in Gegenphase zur KathodenAnodenspannung 101-102 liegt. Der    kapazitive      Durchgriff   der schwingenden Schaltplatte 81 vermag also das Glimmrelais 100 durch die Fenster 95 der Abschirmung 91 hindurch    zu   zünden und damit einen Ladestromkreis einer    kapazitiven   Speicherschaltung zu schliessen.

   Diese Speicherschaltung besteht aus einem    Ladestrombegrenzungswiderstand   11, einem Ventil 12 und einem Speicherkondensator 13, dem ein Widerstand 14 parallel geschaltet ist. Dem Speicherkondensator 13 ist ferner ein    Entladepfad   mit einer Glimmröhre 15 und der Wicklung eines Relais 16 parallel geschaltet. Die Anode 102 des Glimmrelais ist nur während jeder positiven Halbwelle der 50    Hz-Netzspannung      Ur-      positiv,   so dass das Glimmrelais 100 nur während dieser positiven Halbwellen zündbereit ist. Die Zündung erfolgt effektiv beim Vorhandensein von Steuerimpulsen genügender Amplitude, welche den geschilderten    kapa-      zitiven   Durchgriff der Schaltplatte 81 auf die Aussensteuerelektrode 103 bewirken.

   Wenn dieser    kapazitive   Durchgriff - z. B. nach dem Ende eines Steuerimpulses -    aufhört,   löscht das Glimmrelais nicht sofort, sondern erst beim nächsten Nulldurchgang der Netzspannung und bleibt dann gelöscht. 



  Im Gegensatz zur mechanischen Kontaktgabe    ge-      mäss   dem Ausführungsbeispiel im Hauptpatent    fliesst   in einer Schaltung gemäss der    vorliegenden      Fig.   4 nach einmal erfolgter Zündung während einer positiven Halbwelle der Netzspannung dauernd ein Ladestrom in die Speicheranordnung 11-16, auch wenn im Ablauf dieser Zeit die Ursache der erfolgten Zündung, nämlich der Steuerimpuls und der dadurch bewirkte    kapazitive   Durchgriff    aufhören   sollte. Die vom Glimmrelais 100 gesteuerten Stromstösse laden den Speicherkondensator 13 sukzessive auf.

   Sobald dieser eine bestimmte Ladespannung, d. h. die    Zündspannung   der Glimmröhre 5 erreicht hat, zündet diese und entlädt die Energie des Speicherkondensators 13 über die Wicklung des Relais 

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 16. Das Relais 16 übt seinerseits die Empfängerfunktionen aus, wie sie beispielsweise aus der    schweiz.   Patentschrift 325 984 bekannt sind. 



  Eine andere    mögliche   Art der    kapazitiven   Beeinflussung des Glimmrelais 100 durch ein schwingendes Organ ist in    Fig.   5-7 gezeigt. Der auf Annäherung oder Berührung empfindlichen    Aussensteuerelektrode   103 des    Glimmrelais   100 ist eine feststehende Schaltscheibe 82 im Abstand d vorgesetzt. Gemäss der    Fig.   5-7 wird diese Scheibe 82 beispielsweise durch einen Arm 87 gehalten, der seinerseits an einer das    Glimmre-      lais   100 umfassenden Klemmfeder 84 befestigt ist. Es kann aber auch jede andere Art einer gegenüber dem Glimmrelais    starren   Befestigung vorgesehen sein. 



  Zwischen der Schaltscheibe 82 und dem    Glimm-      relais   100 ist nun eine    Abschirmscheibe   92 auf der Schwingzunge 90 angeordnet und kann aus der Ruhelage nach beiden Seiten ausschwingen. Die Zunge 90 ist wieder über den Kopplungssteg 7 mit dem Schwingarm 61 verbunden. Beide zusammen bilden wieder ein    schmalbandiges      mechanisches      Zweikreis-Bandfilter.   



  Wie bei dem Ausführungsbeispiel der    Fig.   1-3 weisen diese Scheiben Fenster 85, 95 und Stege 86, 96 auf, durch die im Falle von    Auslenkungen   der    Abschirm-      scheibe   92 ein    kapazitiver   Durchgriff der Schaltscheibe 82 auf die    Aussensteuerelektrode   103 eintritt. 



  Elektrisch sind diese Scheiben gemäss    Fig.   8 wie folgt verbunden: Die feststehende Schaltscheibe 82 liegt am Ende der Wicklung 5" des Autotransformators 5. Die schwingende    Abschirmscheibe   92 ist mit der Kathode 101 und mit der Klemme 1 verbunden. Die Funktionen der beiden Scheiben sind die gleichen wie die der Platten in der Schaltung gemäss    Fig.   4: Die hoch vorgespannte, jedoch feststehende Schaltscheibe 82 entspricht der Schaltplatte 81, und die schwingende Abschirmscheibe 92 übernimmt die Wirkung der Abschirmplatte 91. In der Ruhestellung der Zunge 90 schirmt Scheibe 92 das Glimmrelais 100 gegenüber der Schaltscheibe 82 ab, so dass keine Zündung des    Glimm-      relais   stattfindet.

   Sobald die    Abschirmscheibe   92 schwingt, entfällt zeitweise ihre Schirmwirkung bei hinreichend grosser Schwingamplitude und die Zündung des Glimmrelais wird durch den    kapazitiven      Durchgriff   der an der Schaltscheibe 82 liegenden Wechselspannung ausgelöst. Bei jedem Durchgang der    Abschirmscheibe   92 durch die Ruhelage wird die Zündbereitschaft unterbrochen. Die    Aufladung   des Speicherkondensators 13 erfolgt also in der gleichen, bereits im Zusammenhang mit der    Fig.   4 erläuterten Weise. 



  Um einerseits einen grösstmöglichen    kapazitiven   Durchgriff    zwischen   Schaltscheibe 81    bezw.   Schaltplatte 82 und    Aussensteuerelektrode   103 zu erzielen, und andererseits im Falle einer unbeabsichtigten gegenseitigen    Berührung   zwischen Schaltplatte 81    resp.   Schaltscheibe 82 und der    Abschirmplatte   91    resp.   Abschirmscheibe 92 einen Kurzschluss zu vermeiden, werden mit Vorteil mindestens eine der einander zugekehrten Seiten der Schalt- bzw.    Abschirmscheibe   mit einer isolierenden    Oberflächenbelegung   mit hoher relativer    Dielektrizitätskonstante   versehen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zum Empfang von Fernsteuersignalen, insbesondere in überlagerungsfernsteueranlagen mit dem Starkstrom überlagerten Steuerimpulsen, nach Patentanspruch I des Hauptpatentes, dadurch gekennzeichnet, dass der im Rhythmus der Steuerfrequenz zu schliessende Stromkreis ein Glimmrelais (100) enthält, welches Glimmrelais beim Auftreten von Steuersignalen durch kapazitive Beeinflussung gezündet wird, wobei die genannte kapazitive Beeinflussung durch eine Vorrichtung (81, 91; 82, 92) erfolgt, die das genannte schwingende mechanische Teil (81, 90; 92, 90) des elektromechanischen Wandlers (5, 6) umfasst, welches zu mechanischen Schwingungen angeregt wird.

   PATENTANSPRUCH II Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I hiervor, gekennzeichnet durch ein Glimmrelais (100) mit kapazitiv auslösbarem Zündein- satz, durch einen elektromechanischen Wandler (5, 6, 7, 61, 90) mit einem auf die Steuerfrequenz abgestimmten schwingungsfähigen mechanischen Teil (81, 90; 92, 90), welches beim Eintreffen von Steuerimpulsen selektiv angeregt wird, so dass nur beim Auftreten von Schwingungen der Steuerfrequenz der Zündeinsatz (103) des Glimmrelais (100) so stark kapazitiv beeinflusst wird, dass das Letztere zündet. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Beeinflussung des Glimm- relais (100) vermittels einer zu mechanischen Schwingungen anregbaren Schaltplatte (81) durch eine feststehende, dem Glimmrelais (100) zugeordnete Abschirmplatte (91) verhindert wird, solange sich die Schaltplatte (81) in Ruhe befindet. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitive Beeinflussung des Glimmrelais (100) vermittels einer dem genannten Glimmrelais zugeordneten feststehenden Schaltplatte (82) durch eine zu mechanischen Schwingungen anreg- bare Abschirmplatte (92) verhindert wird, solange sich diese in Ruhe befindet. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregung des schwingungsfähigen mechanischen Teiles durch das magnetische Feld einer Induktivität (5') hervorgerufen wird, die Bestandteil eines auf die Frequenz der Steuersignale abgestimmten Seriekreises (4, 5') ist. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die feststehende Abschirmplatte (91) und die Schaltplatte (81) gitter- förmig ausgeführt sind und zwar derart, dass in der Ruhelage der Schaltplatte (81) deren Stege (86) und Fenster (85) vor den entsprechenden Stegen (96) und Fenstern (95) der Abschirmplatte (91) liegen, während beim Schwingen der Schaltplatte (81) die Stege (86) derselben mindestens zeitweise vor die Fenster (95) der Abschirmplatte (91) zu liegen kommen. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die feststehende Schaltplatte (82) und die Abschirmplatte (92) <Desc/Clms Page number 4> gitterförmig ausgeführt sind, und zwar derart, dass in der Ruhelage der Abschirmplatte (92), deren Stege (96) und Fenster (95) hinter den entsprechenden Stegen (86) und Fenster (85) der Schaltplatte (82) liegen, während beim Schwingen der Abschirmplatte (92) die Stege (96) derselben mindestens zeitweise hinter die Fenster (85) der Schaltplatte (82) zu liegen kommen. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Glimmrelais (100) nur bei jeder positiven Halbwelle der Netzspannung gezündet werden kann und bei jedem Nulldurchgang der Netzspannung gelöscht wird. 7. Einrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine den schwingungsfähigen mechanischen Teil bildende Schaltplatte (81), die mit Fenstern (85) und Stegen (86) versehen ist, sowie durch eine Abschirmplatte (91) mit Fenstern (95) und Stegen (96), die den Fenstern (85) und Stegen (86) entsprechen, so dass die Schaltplatte (81) in ihrer Ruhelage durch die Abschirmplatte (91) von einer Aussensteuerelektrode (103) des Glimmrelais (100)

   kapazitiv abgeschirmt ist. B. Einrichtung nach Patentanspruch 1I und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirm- platte (91) gegenüber dem Glimmrelais (100) feststehend und zwischen der Aussensteuerelektrode (103) und der Schaltplatte (81) angeordnet ist. 9. Einrichtung nach Patentanspruch 1I und Unteransprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatte (81) mit dem auf die Frequenz der Steuersignale abgestimmten schwingungsfähigen Gebilde (6, 61, 90) in Verbindung steht. 10.

   Einrichtung nach Patentanspruch II, gekennzeichnet durch eine den schwingungsfähigen mechanischen Teil bildende Abschirmplatte (92), die mit Fenstern (95) und Stegen (96) versehen ist, sowie durch eine Schaltplatte (82) mit Fenstern (85) und Stegen (86), die den Fenstern (95) und Stegen (96) entsprechen, so dass die Schaltplatte (82) durch die Abschirmplatte (92) in deren Ruhelage von einer Aussensteuerelektrode (103) des Glimmrelais (100) abgeschirmt ist. 11.

   Einrichtung nach Patentanspruch 1I und Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmplatte (92) in einem Luftspalt (d) zwischen Schaltplatte (82) und Aussensteuerelektrode (103) des Glimmrelais (100) schwingt. 12. Einrichtung nach Patentanspruch 1I und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatte (81) mindestens auf der der Abschirmplatte (91) zugewandten Seite mit einer isolierenden Oberflächenbelegung versehen ist. 13.

   Einrichtung nach Patentanspruch 1I und Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatte (82) mindestens auf der der Abschirmplatte (92) zugewandten Seite mit einer isolierenden Oberflächenbelegung versehen ist. 14. Einrichtung nach Patentanspruch 1I und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirm- platte (91) mindestens auf der der Schaltplatte (81) zugewandten Seite mit einer isolierenden Oberflächenbelegung versehen ist. 15.

   Einrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmplatte (92) mindestens auf der der Schaltplatte (82) zugewandten Seite mit einer isolierenden Oberflächenbelegung versehen ist. 16. Einrichtung nach Patentanspruch 1I, gekennzeichnet durch einen Transformator (5), von welchem ein Teil der Wicklung (5') mit einem Kondensator (4) einen auf die Frequenz der Steuersignale abgestimmten Seriekreis bildet, und zusammen mit dem Teil (5") der Wicklung eine Schaltspannung für die Schaltplatte (81, 82) erzeugt. 17. Einrichtung nach Patentanspruch 1I und Unteranspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator (5) als Autotransformator ausgebildet ist. 18.

   Einrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass das auf die Frequenz der Steuersignale abgestimmte schwingungsfähige Gebilde (6, 7, 90) ein mindestens einkreisiges mechanisches Bandfilter bildet.