Anordnung zur Vermeidung des Flatterns bei magnetischen Relais Bei
magnetischen Relais wird im allgemeinen von einer Spule, wenn diese von einem Strom
durchflossen wird, ein magnetisches Feld erzeugt, das einen meist mittels einer
Achse geführten Anker anzieht und infolge der Ankerbewegung direkt oder über ein
Zwischenstück-, z. B. einen Hebel, einen oder mehrere Kontakte schließt. Bei dem
Erfindungsgegenstand handelt es sich um ein Relais, bei dem der mittels einer Achse
geführte Anker durch das magnetische Feld in senkrechter Richtung in das Innere
der Spule hineingezogen wird. Bei bekannten Relais dieser Art wirkt der Anker auf
eine Feder, die eine Kontaktbrücke gegen zwei mit den Anschlüssen verbundene Kontaktstellen
drückt. Die Kraft und die Geschwindigkeit, mit der die Kontaktbrücke gegen die Gegenkontakte
geführt wird, hängt von der Geschwindigkeit des Ankers ab, die ihrerseits eine Funktion
der zeitlichen Flußänderung in der Spule ist. Bei einem plötzlichen Anstieg des
Kraftflusses in der Spule auf einen durch die Dimensionen der Spule begrenzten Wert
wird der Anker in die Spule hineingezogen und erhält dabei eine derartige Beschleunigung,
daß die Schwungenergie ausreicht, den Anker aus dem entgegengesetzten Ende der Spule
wieder heraustreten zu lassen. Das magnetische Feld der Spule wirkt nun der Schwungenergie
des Ankers entgegen und zieht ihn in die Spule zurück. Dabei erhält der Anker eine
Beschleunigung in entgegengesetzter Richtung, und er kommt erst dann wieder zum
Stillstand, wenn er seine Ausgangslage fast erreicht hat. Dieses Spiel setzt sich
mehrere Male fort, wobei der Ankerweg immer kleiner wird. Nach einer bestimmten
Anzahl von Schwingungen stellt sich der Anker auf einen Mittelwert ein und steht
still.Arrangement to avoid fluttering with magnetic relays Bei
Magnetic relay is generally powered by a coil when this is powered by a current
is traversed, a magnetic field is generated, which is usually by means of a
Axis guided armature attracts and as a result of the armature movement directly or via a
Intermediate, e.g. B. a lever, one or more contacts closes. In which
The subject of the invention is a relay in which the means of an axis
guided armature through the magnetic field in a vertical direction into the interior
the bobbin is pulled in. In known relays of this type, the armature acts
a spring that has a contact bridge against two contact points connected to the terminals
presses. The force and the speed with which the contact bridge against the mating contacts
depends on the speed of the anchor, which in turn is a function
the change in flux in the coil over time. If the
Force flow in the coil to a value limited by the dimensions of the coil
the armature is pulled into the coil and receives such an acceleration,
that the flywheel energy is sufficient to pull the armature from the opposite end of the coil
to step out again. The magnetic field of the coil now acts on the flywheel energy
of the armature and pulls it back into the coil. The anchor receives a
Acceleration in the opposite direction, and only then does it come back to
Standstill when it has almost reached its starting position. This game continues
several times, the anchor path getting smaller and smaller. After a certain
Number of oscillations, the armature adjusts itself to an average value and stands
quiet.
In der Zeichnung ist in Fig. 1 der Einschwingvorgang eines
derartigen Relais in einem Schaubild dargestellt. Der Weg, den der Anker beschreibt,
ist als Ordinate aufgetragen, während die Abszisse die Zeit darstellt. Der Punkt
1 bedeutet die Lage des Ankers, wenn die Spule nicht erregt ist, also kein
magnetisches Feld vorhanden ist, das den Anker anzieht. Bei plötzlicher Erregung
der Relaisspule beschreibt der Anker einen Weg, der durch den Verlauf der Kurve
2 dargestellt ist. Dabei handelt es sich um eine gedämpfte Schwingung, die durch
die Kurven 3 und 4 begrenzt ist. Die Kurven 3 und 4 sind e-Funktionen,
deren Zeitkonstante durch die äußeren Abmessungen und durch die Beschaffenheit des
Ankers sowie Luft-und Lagerreibung gegeben sind. Bei einem derartigen Einschwingvorgang
wird infolge der großen Ankerwege der Relaiskontakt des öfteren geschlossen und
geöffnet, und er bleibt schließlich in der Endstellung geschlossen, Um dieses Flattern
des Relais bei plötzlicher Erregung der Relaisspule zu vermeiden, hat man bereits
versucht, die zwischen dem Anker und der Kontaktbrücke befindliche Feder zu verstärken,
jedoch wird durch eine stärkere Feder die Schwungenergie des Ankers lediglich gespeichert
und bei der Umkehr in die andere Richtung wieder an den Anker abgegeben. Man kann
damit zwar eine unwesentliche Verkürzung des Ankerweges bewirken, jedoch läßt sich
durch diese Maßnahme das Flattern des Relais bei plötzlicher Erregung nicht unterbinden.In the drawing, the transient process of such a relay is shown in a diagram in FIG. 1. The path that the anchor describes is plotted as the ordinate, while the abscissa represents time. Point 1 means the position of the armature when the coil is not energized, i.e. there is no magnetic field that attracts the armature. If the relay coil is suddenly excited, the armature describes a path that is represented by the course of curve 2. This is a damped oscillation that is limited by curves 3 and 4. Curves 3 and 4 are e-functions, the time constants of which are given by the external dimensions and the nature of the armature as well as air and bearing friction. With such a transient process, the relay contact is often closed and opened due to the large armature travel, and it ultimately remains closed in the end position To reinforce the spring located in the contact bridge, however, the flywheel energy of the armature is only stored by a stronger spring and given back to the armature when reversing in the other direction. Although this can cause an insignificant shortening of the armature travel, this measure cannot prevent the relay from fluttering in the event of sudden excitation.
Zur Venneidung des Flatterns bei magnetischen Relais mit Tauchankerspule,
bei denen der Anker eine Kontaktbrücke betätigt, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
daß Anker und Kontaktbrücke unter Zwischenfügung einer Schraubenfeder auf einem
gemeinsamen Führungsbolzen angeordnet sind und sich zwischen Anker und Kontaktbrücke
eine Bewegungshemmung in Form eines Hartpapierplättchens und/ oder eines aus Dämmstoff
bestehenden Hohlzylinders befindet.To avoid fluttering in magnetic relays with plunger coils,
in which the armature actuates a contact bridge, the invention provides
that anchor and contact bridge with the interposition of a helical spring on one
common guide pins are arranged and located between the armature and contact bridge
a movement inhibitor in the form of a hard paper plate and / or one made of insulating material
existing hollow cylinder is located.
Es sind zwar Tauchankerspulen bekannt, bei denen zur Schlagdämpfung
des Ankers Hemmittel in Form von Filzscheiben vorgesehen sind, jedoch kann durch
die Anwendung dieser bekannten Mittel das Flattern eines Relais nicht vermieden
werden, denn die bei Wechselstrom auftretenden Bewegungsänderungen lassen sich durch
die erwähnten Mittel nicht ausgleichen.It is true that plunger coils are known in which they are used for shock absorption
The anchor's inhibiting means are provided in the form of felt washers, however, by
the use of these known means does not avoid the flutter of a relay
because the changes in motion that occur with alternating current can be passed through
do not balance the funds mentioned.
An Hand der Zeichnungen, die in Fig. 2 den Aufbau des Relais und in
Fig. 3 und 4 den Einschwingvorgang des Ankers in einem Schaubild darstellen,
ist im folgenden die Erfindung erläutert.
Gemäß Fig. 2 sind in einer
Schaltkammer 10 die Kontaktstellen 11, 12 sowie die Ankerführungsachse
13 fest angeordnet. An der Schaltkammer 10 ist außerdem der Ankerführungskanal
14, in den die Ankerführungsachse 13 hineinragt, befestigt. Der Ankerführungskanal
14 dient gleichzeitig als Träger für die Relaisspule 15. Auf der Ankerführungsachse
13 ist der Relaisanker 16 beweglich angeordnet. Der Anker
16 steht über eine Feder 17 mit der innerhalb der Schaltkammer
10 liegenden Kontaktbrücke 18 in Verbindung. Wird die Spule
15 von einem Strom durchflossen, so bildet sich innerhalb der Spule ein magnetisches
Kraftfeld, das den Anker 16 in Richtung des Pfeiles 19 anzieht. Dabei
wird über die Feder 17 die Kontaktbrücke 18 gegen die Kontaktstellen
11 und 12 gedrückt. Damit nun bei einer plötzlichen Erregung der Relaisspule
der Anker 16 infolge der Schwungenergie nicht zu weit aus der Spule wieder
heraustritt, ist in dem Ankerführungskanal ein Hartpapierplättchen 20 angeordnet,
das einen Teil der Schwungenergie des Ankers auffängt. Dadurch stellt sich der Anker
schnell auf seinen Endwert ein, und die Kontaktbrücke bleibt an den Kontaktstellen
11
und 12 liegen, d. h., das Relais flattert nicht. Statt des Hartpapierplättchens
20 kann zum selben Zweck ein Hohlzylinder 21 vorgesehen sein, der sich gegen den
Boden der Schaltkammer 10 abstützt und in gleicher Weise wie das Hartpapierplättchen
bei plötzlicher Erregung der Relaisspule einen Teil der Bewegungsenergie des Ankers
auffängt.The invention is explained below with reference to the drawings, which show the structure of the relay in FIG. 2 and the transient process of the armature in FIGS. 3 and 4. According to FIG. 2, the contact points 11, 12 and the armature guide axis 13 are fixedly arranged in a switching chamber 10. The armature guide channel 14 into which the armature guide axis 13 protrudes is also attached to the switching chamber 10. The armature guide channel 14 simultaneously serves as a carrier for the relay coil 15. The relay armature 16 is movably arranged on the armature guide axis 13. The armature 16 is connected via a spring 17 to the contact bridge 18 located within the switching chamber 10 . If a current flows through the coil 15 , a magnetic force field is formed within the coil, which attracts the armature 16 in the direction of the arrow 19. The contact bridge 18 is pressed against the contact points 11 and 12 via the spring 17. So that the armature 16 does not come out too far from the coil due to the flywheel energy in the event of a sudden excitation of the relay coil, a hard paper plate 20 is arranged in the armature guide channel, which absorbs part of the flywheel energy of the armature. As a result, the armature quickly adjusts to its final value and the contact bridge remains at the contact points 11 and 12, i. i.e., the relay does not flutter. Instead of the hard paper plate 20, a hollow cylinder 21 can be provided for the same purpose, which is supported against the bottom of the switching chamber 10 and in the same way as the hard paper plate absorbs part of the kinetic energy of the armature when the relay coil is suddenly excited.
Bei dem Schaubild in Fig. 3 ist in gleicher Weise wie bei Fig.
1 in senkrechter Richtung der Weg des Ankers und in waagerechter Richtung
die Zeit aufgetragen. Die Ausgangslage des Ankers ist auch hier mit 1 bezeichnet.
Bei plötzlicher Erregung der Relaisspule beschreibt der Anker einen Weg entsprechend
der Kurve 2. Im Punkt 5 schlägt der Anker gegen das Hartpapierplättchen oder
den Hohlzylinder aus Dämmstoff an und gibt einen Teil seiner Bewegungsenergie ab.
Der Anker pendelt dann sehr wenig um einen Mittelwert und stellt sich bedeutend
schneller auf einen Endwert ein. Auch hier stellt die Kurve 2 eine gedämpfte Schwingung
dar, die von den e-Funktionen 3 und 4 eingeschlossen wird. Die Bewegungen
um den Mittelpunkt sind jedoch nur so geringfügig, daß sich dabei die Kontaktbrücke
nicht von den Kontaktstellen entfernt. Die Ankerbewegung ist also von der Feder
aufgefangen worden. Ein Flattem tritt daher bei einem derartigen Relais nicht auf.In the diagram in FIG. 3 , in the same way as in FIG. 1, the path of the armature is plotted in the vertical direction and the time is plotted in the horizontal direction. The starting position of the armature is also denoted by 1 here. When the relay coil is suddenly excited, the armature describes a path according to curve 2. At point 5 , the armature strikes against the hard paper plate or the hollow cylinder made of insulating material and emits part of its kinetic energy. The anchor then oscillates very little around a mean value and adjusts itself to a final value much more quickly. Here, too, curve 2 represents a damped oscillation that is enclosed by e-functions 3 and 4. However, the movements around the center point are only so slight that the contact bridge does not move away from the contact points. The armature movement has been absorbed by the spring. Flutter does not therefore occur with such a relay.
Der Anschlag läßt sich auch so in den Weg des Ankers einbauen, daß
dieser eine Mittellage, wie bei obigem Beispiel, überhaupt nicht mehr erreicht.
Die Bewegung des Ankers verläuft dann so, wie in Fig.4 dargestellt. Von dem Ausgangspunkt
1 bewegt sich der Anker entlang der Kurve 2, erreicht jedoch den Anschlag5
bereits unterhalb der Nullinie und steht nach sehr kurzer Zeit still.The stop can also be built into the path of the armature in such a way that it no longer reaches a central position at all, as in the above example. The armature then moves as shown in Figure 4. From the starting point 1 the armature moves along the curve 2, but reaches the stop 5 already below the zero line and comes to a standstill after a very short time.