Grenzstrom-Relais zur Überwachung von elektrischen Stromkreisen. Relais, die den Zweck haben, bei geringer Änderung der Strom- oder Spannungsverhält nisse den zu überwachenden Stromkreis zu unterbrechen oder einen Schaltvorgang inner halb enger Grenzen zu regeln, arbeiten nur dann dauernd genau, wenn das Relaissystem gegen mechanische und elektrische Schwin gungen unempfindlich ist.
Bei Relais für niederperiodigen Wechsel strom sind die letztgenannten Einflüsse be sonders so ausgeprägt, dass im Betätigungs moment der die Kontaktvorrichtung steuernde, unter Federkraft stehende Relaisanker in Vibrationen gerät.
Die Vibrationen treten dann am stärksten auf, wenn der Grenzzustand der mittelst Federkraft voraus bestimmten auf den Re laisanker ausgeübten Anzugs- oder Abfall kraft erreicht ist. Die vom Relaisanker ge steuerte Kontaktvorrichtung schwingt dann unter beständiger Funkenbildung und hebt die Wirkung des Relais auf.
Die Vibrationen, die auch nach vollzoge ner Relaisbetätigung, das heisst bei ganz ge schlossenem oder geöffnetem Anker, noch wirksam sind, beeinflussen die Drehpunkt- Lagerung der Relaisteile im Sinne einer An- fressung der Lagerzapfen und Lagerbüchsen und machen so das Relais in kurzer Zeit un brauchbar.
Vorliegende Erfindung behebt diesen Nachteil dadurch, dass der Relaisanker eine der Hauptwicklung entgegen arbeitende Hilfswicklung einschaltet, sobald die Er regerintensität einen durch die Einstellung der Rückstellfeder des Relaisankers vorge schriebenen Grenzwert überschreitet.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes ist in der beiliegen den Zeichnung veranschaulicht: In Fig. 1 ist ein Relais für Wechselstrom dargestellt, das zwischen zwei engbegrenzten Stromwerten arbeiten muss. Die vom Wech selstrom durchflossene Hauptwicklung H er regt den Magneten M, dieser zieht seinen Anker C bei einer mittelst der Feder B vor aus bestimmten Stromstärke an, und die Kon takte A werden dadurch geschlossen.
In die sem Moment ist der Anker C vollständig an- ,gezogen worden und hat auch den Kontakt druck ohne Schwingungserscheinungen ül)er- wunden. Dies ist aber nur infolge der viel rascher ansteigenden Zugkraft des Ankers C gegenüber derjenigen der Feder 13 möglich. Die Feder B ist also nur für die Anzugskraft bemessen, denn würde die Federcharakteri stik auch für die Abfallgrenze gewählt, dann müssten sich Magnet- und Federcharakteri stik nahezu decken, um die gestellten Forde rungen zu erfüllen, die Folge davon wäre ein Vibrieren des Relaisankers.
Letzteres ist nun dadurch behoben, dass die Abfallgrenze durch eine mit der Hauptwicklung induktiv gekup- pelte Hilfswicklung erreicht wird. Der an gezogene Anker C hat kurz vor der Endlage die Kontakte A und damit den Stromkreis des Hilfsmagnetes M; geschlossen, dessen Anker<I>D</I> -die Kontakte<I>J</I> und E schliesst. Die Kontakte J liegen an dem zu regelnden oder überwachenden Stromkreis; die Kontakte E schliessen den Stromkreis der induzierten Hilfswicklung G, welch letztere der Haupt wicklung H entgegenwirkt.
Durch die Be messung der Hilfswicklung G selbst oder durch Einschaltung eines Widerstandes oder Drosselspule F kann der induzierte Strom in der Hilfswicklung nach Phase und Grösse ge regelt werden, bis die gewünschte Abfall grenze des Ankers C bezw. auch des Ankers D, erreicht ist, ohne dass sich Vibrationen einstellen. Die Verhältnisse für die Hilfswick lung G sind so gewählt, dass der Anker C, wenn einmal angezogen, in dieser Stellung bleibt, aber die Zugkraft derart vermindert, dass bei kleiner 'Stromverminderung in der Hauptwicklung der Anker wieder abfällt.
Jedem Hube des Magnetankers C folgt der Anker D, und da der Hilfsmagnet i112> ent weder erregt oder stromlos ist, kann derselbe mit verhältnismässig grossem Arbeitsvermögen ausgeführt werden.
Es ist deshalb auch zweckmässig, die Kon takte J zur Steuerung des zu überwachenden Stromkreises am Hilfsmagneten M2 anzubrin gen.
In Fig. 2 ist ein Relais dargestellt, wel ches für Gleich- oder Wechselstrom verwen det werden kann. Die Funktion entspricht genau dem Relais nach Fig. 1, nur dass hier der Strom in der Hilfswicklung G nicht von der Hauptwicklung induziert, sondern von einer Stromquelle geliefert wird. Ist das Relais für Gleichstrom bestimmt, dann wird zweckmässig auch die Hilfswicklung G mit Gleichstrom derart erregt, dass sie der Haupt wicklung H entgegenarbeitet, sobald der Kontakt A geschlossen ist.
Das Relais nach Fig. 1 bis 2 arbeitet nur richtig, wenn,der anziehende Anker C vorerst vollständig an seinem Pol anliegt, bevor die Hilfswicklung G erregt wird. Dies ist in den nach Fig. 1 bis 2 gezeigten Lösungen damit erreicht, -dass die Kontakte A erst kurz vor der Endlage des Ankers C geschlossen wer den, und der Anker D erst noch seinen Weg zurücklegen muss.
In Fig. 3 ist nun eine Ausführungsform gezeigt, nach welcher nur ein einziges Mag netsystem nötig ist. Der Stromkreis der Hilfswicklung G wird hier durch einen Kon taktgeber K geschlossen bezw. geöffnet, des sen Bewegung gegenüber derjenigen des An kers C nacheilt.
In dem Augenblick, wo der Anker C die in Fig. 3 dargestellte Endlage erreicht hat, wird der Kontaktgeber K über seine Tot punktlage heraus gedreht, worauf der Kon taktgeber mit kleiner Verzögerung die Kon takte E und somit den Stromkreis der Hilfs wicklung G schliesst. Dasselbe passiert bei abfallendem Anker C. Bevor der Anker<B>C</B> seine durch den Anschlag L begrenzte An fangsstellung erreicht hat, schlägt der Mit- nehmer M .an die Nase N des Kontaktgebers und dreht letzteren wieder über seine Tot punktlage zurück, woraus wiederum die Öff nung der Kontakte E mit kleiner Verzöge rung gegenüber der Ankerbewegung erfolgt.
Alle mit denselben Buchstaben gel@ennzeich- neten Teile in Fig. 3 sind identisch mit den jenigen der Fig. 1 bis 2 und dienen auch dem selben Zweck. Damit der auf kleine Variatio nen der Erregerintensität entsprechende Re laisanker C ,auch. unter Beeinflussung der Er schütterungen, wie sie beispielsweise auf Fahrzeugen vorkommen, dauernd genau ar- beitet, ist wenigstens das Drehpunktlager 0 als Kugellager ausgebildet.
Limit current relay for monitoring electrical circuits. Relays, which have the purpose of interrupting the circuit to be monitored in the event of a slight change in the current or voltage ratios or to regulate a switching process within narrow limits, only work continuously and precisely if the relay system is insensitive to mechanical and electrical vibrations.
In the case of relays for low-period alternating currents, the latter influences are particularly pronounced so that the spring-loaded relay armature controlling the contact device starts to vibrate at the moment of actuation.
The vibrations occur most strongly when the limit state of the tightening or dropping force exerted on the relay armature by means of spring force is reached. The contact device controlled by the relay armature then oscillates with constant spark formation and cancels the effect of the relay.
The vibrations, which are still effective after the relay has been actuated, that is, with the armature fully closed or open, influence the pivot point bearing of the relay parts in the sense of corroding the bearing journals and bearing bushes and thus ruin the relay in a short time useful.
The present invention overcomes this disadvantage in that the relay armature switches on an auxiliary winding that works against the main winding as soon as the excitation intensity exceeds a limit value prescribed by the setting of the return spring of the relay armature.
An example embodiment of the subject matter of the invention is illustrated in the accompanying drawings: In Fig. 1, a relay for alternating current is shown, which must work between two narrowly limited current values. The main winding H, through which the alternating current flows, stimulates the magnet M, which attracts its armature C at a certain current strength by means of the spring B, and the contacts A are thereby closed.
At this moment, the armature C is fully tightened, pulled and has also overcome the contact pressure without any vibration phenomena. However, this is only possible as a result of the tensile force of the armature C increasing much more rapidly than that of the spring 13. The spring B is therefore only dimensioned for the tightening force, because if the Federcharakteri stik were also chosen for the drop limit, then the magnetic and Federcharakteri stik would have to almost match in order to meet the requirements, the consequence of which would be a vibration of the relay armature.
The latter has now been remedied in that the dropout limit is reached by an auxiliary winding that is inductively coupled to the main winding. The pulled armature C has the contacts A shortly before the end position and thus the circuit of the auxiliary magnet M; closed, whose armature <I> D </I> - the contacts <I> J </I> and E closes. Contacts J are connected to the circuit to be controlled or monitored; the contacts E close the circuit of the induced auxiliary winding G, which the latter counteracts the main winding H.
By measuring the auxiliary winding G itself or by switching on a resistor or inductor F, the induced current in the auxiliary winding according to phase and size can be regulated until the desired drop limit of the armature C respectively. also of the armature D is reached without vibrations occurring. The conditions for the auxiliary winding G are chosen so that the armature C, once tightened, remains in this position, but the tensile force is reduced in such a way that the armature drops again when the current in the main winding is less
The armature D follows each stroke of the magnet armature C, and since the auxiliary magnet i112> ent is neither energized nor de-energized, it can be carried out with a relatively high work capacity.
It is therefore also useful to attach contacts J to control the circuit to be monitored on the auxiliary magnet M2.
In Fig. 2, a relay is shown, wel Ches can be used for direct or alternating current. The function corresponds exactly to the relay according to FIG. 1, except that here the current in the auxiliary winding G is not induced by the main winding, but is supplied by a current source. If the relay is intended for direct current, then the auxiliary winding G is expediently excited with direct current in such a way that it works against the main winding H as soon as contact A is closed.
The relay according to FIGS. 1 to 2 only works correctly if the attracting armature C is initially fully applied to its pole before the auxiliary winding G is excited. In the solutions shown in FIGS. 1 to 2, this is achieved by the fact that the contacts A only closed shortly before the end position of the armature C, and the armature D first has to travel its way.
In Fig. 3, an embodiment is now shown, according to which only a single Mag net system is necessary. The circuit of the auxiliary winding G is closed or closed by a Kon clock generator K here. opened, whose movement lags behind that of the armature C.
At the moment when the armature C has reached the end position shown in Fig. 3, the contactor K is rotated beyond its dead point position, whereupon the Kon clock generator with a small delay the contacts E and thus the circuit of the auxiliary winding G closes. The same thing happens with a falling armature C. Before the armature <B> C </B> has reached its starting position limited by the stop L, the driver M strikes the nose N of the contactor and rotates the latter again beyond its dead point position back, which in turn opens the contacts E with a small delay compared to the armature movement.
All parts marked with the same letters in FIG. 3 are identical to those in FIGS. 1 to 2 and also serve the same purpose. So that the relay anchor C, which corresponds to small variations in the excitation intensity, too. under the influence of the vibrations, as they occur, for example, on vehicles, continuously and precisely works, at least the pivot point bearing 0 is designed as a ball bearing.