DE1059093B - Haltemagnet-Schutzrelais - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Haltemagnet-Schutzrelais zur Schnellauslösung durch Ströme sehr geringer Stärke, insbesondere zur Verwendung bei Vielfachmeßgeräten, bei welchem zwei rahmenförmige, lameliierte Joche zur Führung des magnetischen Flusses zwischen Magnet und Anker vorgesehen sind.

Bei elektrischen Schaltgeräten wird ganz'allgemein ein geringer Ausschaltverzug verlangt; d.h., zwischen dem Eintreten des Ereignisses, das die Schaltung verursacht, und der tatsächlichen Durchführung der Schaltung soll eine möglichst kleine Zeitspanne liegen. Gleichzeitig wird aber auch gefordert, daß zur Durchführung dieser Schaltung eine möglichst geringe Energie hinreicht, daß hierbei im Verhältnis zur An-Sprechleistung hohe Schaltleistungen bewältigt werden können und daß das Schaltgerät von der Richtung des Ansprechstromes unabhängig ist.

Die bisher üblichen Relais, bei denen durch Fließen eines Stromes ein mit den Schaltkontakten verbündener Anker angezogen wurde, genügten diesen Anforderungen immer nur zum Teil. Ein geringer Schaltverzug wurde entweder durch sehr geringe Ankermassen oder durch hohe Durchflutung erzielt. Im ersten Falle war die Empfindlichkeit hoch, dieLeistungen, die geschaltet werden konnten, aber sehr gering; im zweiten Falle konnten hohe Leistungen bewältigt werden, jedoch wurden nur geringe Empfindlichkeiten erreicht. Relais mit geringen Ankermassen wurden beispielsweise als polarisierte Relais gebaut und fanden unter anderem auch bei empfindlichen elektrischen Meßinstrumenten Verwendung, um das Gerät vor Überlastung zu schützen. Die Schaltleistung dieser Relais ist natürlich gering, da die geringe Durchflutung nur geringe Kräfte am Anker erzeugt. Die polarisierten Relais haben auch den Nachteil, stromrichtungsabhängig zu sein.

Eine Erhöhung der Schaltleistung im Verhältnis zur Ansprechleistung wurde durch die Anwendung der sogenannten Sperrmagneten erzielt. Bei diesen Sperrmagneten wird ein federbelasteter Anker ohne Luftspalt von den Polschuhen festgehalten; der Ansprechstrom wird dazu verwendet, den Widerstand für den magnetischen Fluß in den Polschuhen durch Feldverdrängung so stark zu vergrößern, daß kein 4-5 nennenswerter Fluß durch den Anker mehr vorhanden ist und dieser abfällt. Da hierbei die Feder, die den Anker belastet, die Nutzkraft liefert, kann eine im Verhältnis zur . Ansprechleistung sehr hohe Leistung geschaltet werden, was auch eine hohe Empfindlichkeit bedeutet.

Die Erfindung hat nun eine Verbesserung der mit Sperrmagneten versehenen Relais zum Gegenstand. Diese waren insofern ungünstig, als es bisher nicht Haltemagnet-Schutzrelais

Anmelder: ■
Optische Anstalt C. P. Goerz
Gesellschaft m.b.H.,
Wien

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Rathmami, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Neue Mainzer Str. 40-42

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 30. Dezember 1955

Ing. Eranz Stöckl, Wien_r
ist als Erfinder genannt worden

gelang, größere Kupfermengen für die Wicklungen aufzubringen. Ferner bestand eine hohe Empfindlichkeit gegen äußere, mechanische Beanspruchung, da die Joche nicht genügend stabil waren und sich leicht Veränderungen des Luftspaltes ergeben konnten, die die Eigenschaften dieser Relais stark verschlechterten.

Bei den bekanntgewordenen' Ausführüngsformen dieser Relais waren die beiden Rahmen, durch die der magnetische Fluß hindurchging, durch einen verhältnismäßig großen Raum voneinander getrennt. Dieser Raum konnte z. B. für die Wicklung nicht ausgenutzt werden, so daß er als verloren betrachtet werden mußte. Der Streüluftspalt "war bei diesen Relais zwischen den Polschtihen vorgesehen und konnte gegebenenfalls in seiner Größe verändert werden. · " '

Zur Behebung der Nachteile, welche den bisher bekannten Relais mit Sperrmagnet anhafteten, wird bei einem Haltemagnet-Schutzrelais der eingangs- "dargelegten Art vorgeschlagen, erfindungsgemäß die beiden Rahmen zu einem' einzigen Joch zusammenzufassen und lediglich durch eine im Verhältnis zur Stärke der Rahmen dünne Schicht aus nichtmagnetischem Material "zur Bildung des Streuluftspaltes 'im Abstand voneinander zu halten.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Rahmen und die Zwi'scKenschicht geteilt, so· daß fertiggewickelte Spulen auf die'Schenkel der Rahmen bzw. des Joches aufgeschoben werden können.

An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben. In dieser i§t in ". ■■-■.":

909 530/318

Claims (1)

1. 3 4

   Fig. 1 das Haltemagnetsystem in schaubildlicher selbst in seine Ruhelage zurück, wenn der Strom auf

   Darstellung ersichtlich, während hört, durch die Wicklungen 7, 8 zu fließen. Es wird

   Fig. 2 die Form der Lamellen zur Bildung des daher eine (nicht dargestellte) Einrichtung vorge-

   Joches zeigt. sehen, welche den Anker mechanisch, elektrisch, pneu-

   Der Jochkörper des Magnetsystems ist mit 1 be- 5 matisch oder hydraulisch in seine Ruhelage zurückzeichnet und besteht aus zwei parallelliegenden -Tei- bringt.

   len 2j 2', deren jeder aus einzelnen Lamellen eines Das Abheben des Ankers erfolgt unabhängig davon, magnetisch weichen, hochpermeablen Werkstoffes auf- in welcher Richtung der Erregerstrom durch die gebaut ist. Die Verwendung eines Werkstoffes mit Wicklungen 7, 8 fließt, da nur der Absolutwert der einem ausgeprägten Sättigungsknick in der Magneti- io magnetischen Induktion zur Erhöhung des magnesierungskennlinie hat sich hierbei als sehr vorteilhaft tischen Widerstandes maßgebend ist und nicht die erwiesen. Im dargestellten Beispiel hat der Jochkörper Richtung des beim Fließen des Stromes durch die die Form eines etwa quadratischen Rahmens. Die Wicklungen 7 und 8 entstehenden Magnetfeldes,
   beiden Teile 2 und 2' sind durch eine Schicht 3 aus Die Größe der magnetischen Haltekraft für den nichtmagnetischem Material getrennt. Die Form der 15 Anker ist abhängig von der magnetischen Induktion Lamellen, aus denen die Teile 2 und 2' des Magnet- an der Polfläche des Ankers und von deren Größe; joches aufgebaut sind, geht aus der Fig. 2 hervor; die durch entsprechende Bemessung von Induktion und einzelnen Lamellen bestehen hier aus zwei einander Polfläche können auch bei geringen äußeren Abgleichen Teilen 4, 4', die nach Art eines Transfer- messungen große Kräfte und damit große Beschleunimatorkernes geschichtet werden. 20 gungen für den Anker bei seinem Abheben und hohe

   An einer Seite des Jochkörpers ist ein U-förmiger Leistungen erzielt werden.

   Dauermagnet 5 angeordnet, der mit je einem Pol an Die Empfindlichkeit des Systems ist durch jenen

   einem der Teile 2, 2' anliegt. Magnetisierungsstrom gegeben, welcher die Teile des

   An der dem Magneten 5 gegenüberliegenden Seite Jochkörpers bis zur Sättigung magnetisiert. Durch des Jochkörpers befindet sich der Anker 6. Dieser ist 25 die Verwendung von magnetisch weichem hochals Halbzylinder ausgebildet, um dem magnetischen permeablem Werkstoff kann der Anker bereits durch Fluß einen möglichst gleichmäßigen Widerstand zu kleinste Ströme durch die Wicklungen 7 und 8 zum bieten. Der Anker ist durch eine nicht gezeichnete Lösen vom Jochkörper gebracht werden. Wie bereits Feder im Sinne des Pfeiles 9 belastet und steht mit angegeben, hat sich die Verwendung eines Materials elektrischen Schaltkontakten oder irgendwelchen elek- 30 mit ausgeprägtem Sättigungsknick in seiner Matrischen oder mechanischen Einrichtungen, die eben- gnetisierungskennlinie hierfür als sehr vorteilhaft erfalls nicht dargestellt sind, zu deren Betätigung in wiesen. Die Nutzleistung ist weitgehend unabhängig Verbindung. von der Größe der durch die Wicklungen fließenden

   Auf den beiden Stegen des Jochkörpers sind die Ströme.

   Ansprechwicklungen 7, 8 angebracht, die im dar- 35 Außer- der hohen Empfindlichkeit, großen Nutzgestellten Ausführungsbeispiel hintereinandergeschal- leistung und Unabhängigkeit von der Richtung des tet sind und gegenläufigen Wicklungssinn haben. Erregerstromes ergibt sich auch noch der Vorteil,

   Die Wirkungsweise des Haltemagneten ist fol- daß trotz kleiner äußerer Abmessungen ein großer

   gende: Im Ruhezustand, wenn also kein Strom durch Raum zur Unterbringung· der Wicklungen zur Ver-

   die Wicklungen 7 und 8 fließt, wird der Anker 6 40 fügung steht und daß diese leicht auf den Jochkörper

   durch den vom Permanentmagneten 5 hervorgerufe- aufgebracht werden können.

   nen magnetischen Fluß, der durch die Pfeile 10 ver- Durch die Anordnung der Zwischenlage aus nichtsinnbildlicht wird, festgehalten. Die Kraft, mit der magnetischem Werkstoff zwischen den beiden Teilen 2 der Anker gehalten wird, ist verhältnismäßig groß, und 2' des Jochkörpers wird auch eine hohe mechada kein oder nur ein sehr kleiner Luftspalt zwischen 45 nische Stabilität des Magnetsystems, die mit einer Anker und Jochkörper vorhanden ist. großen. Unempfindlichkeit gegen Erschütterungen usw.

   Fließt ein Strom durch die Wicklungen 7 und 8, so einhergeht, erzielt.

   wird durch diesen in den beiden magnetisch wirk- An Stelle der in der Zeichnung ersichtlichen Aussamen Teilen 2, 2' des Jochkörpers ein durch die führungsform mit zwei in Serie geschalteten Wick-Pf eile 11 ersichtlich gemachter magnetischer Fluß 50 hingen ist es auch;möglich, nur eine einzige Wicklung srzeugt, der bis zur Sättigung des magnetisch weichen vorzusehen, wie auch die Möglichkeit besteht, mehrere Materials dieser Teile duch Erhöhen des Stromes ge- voneinander unabhängige Wicklungen, die in versteigert werden kann. Der magnetische Fluß gemäß schiedenen Stromkreisen liegen können, vorzusehen, den Pfeilen 11 hat, da er in sich geschlossen ist, Hierdurch wird-es beispielsweise möglich, das Abkeinen unmittelbaren Einfluß auf die den Anker fest- 55 fallen des Ankers· vom gleichzeitigen Auftreten veraaltende Kraft. Die Magnetisierung des Jochkörpers schiedener Ursachen in Form verschiedener, untereindurch den Erregerstrom erhöht aber den magnetischen ander sonst in keinem Zusammenhang stehender Widerstand des Jochkörpers infolge eintretender Ströme abhängig zu machen.

   Sättigung und verkleinert daher den vom Magneten 5 Durch den geringen Schaltverzug, die hohe An-

   irzeugten und durch den Anker gehenden magne- 60 Sprechempfindlichkeit und die mechanische Robustheit

   tischen Fluß nach den Pfeilen 10, wodurch die ma- ist das erfmdungsgemäße Haltemagnetsystem hervor-

   jnetische Haltekraft des Ankers ebenfalls verkleinert ragend zum Einbau in· elektrische Meßinstrumente

   wird und dieser durch die Feder, die ihn dauernd be- und in Verbindung mit Meßschaltungen zum Schutz

   [astet, abgehoben wird. gegen Überlastung der Meß werke geeignet.

   Die durch den abfallenden Anker geleistete mecha- 65 . . .

   lische Arbeit kann beispielsweise unmittelbar zur Patentansprüche:
   Betätigung eines oder mehrerer elektrischer Kontakte

   >der anderer, mit dem Anker verbundener Einrich- 1. Haltemagnet-Schutzrelais zur Schnellaus-

   :ungen verwendet werden. lösung· durch Ströme sehr geringer Stärke, ins-

   Der Anker kehrt nach dieser Bewegung nicht von 70 besondere zur Verwendung bei Vielfachmeß-