DE1299067B - Wechselstrom-Relais - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Wechselstrom-Relais, das mit einer Spannung höherer Frequenz, vorzugsweise im Tonfrequenzbereich, gespeist wird.
• Ein Relais weist üblicherweise zu seiner Betätigung einen Elektromagneten auf, dessen Eisenweg aufgetrennt ist. Ein Teil des Eisenwegs wird durch den beweglichen Anker gebildet. Verwendet man zur Speisung eines solchen Relais Wechselstrom, so wird der den Eisenweg bildende Magnetkern zur Vermeidung von Wirbelstromverlusten in bekannter Weise aus dünnen Blechschnitten aufgebaut. Hinsichtlich der Wirbelstromverluste im Kern ist die Grenzfrequenz =.f (voE; iuA-l . d w # # E zu berücksichtigen, wobei 2E der Widerstand des hochpermeablen Kernmaterials, [t.A seine Permeabilität und dE die Blechdicke ist. Unterhalb dieser Grenzfrequenz c)" ist die Wirkung der Wirbelströme relativ schwach, oberhalb relativ stark. Da die Blechdicke dL, negativ quadratisch in die Funktion eingeht und somit ihr funktioneller Einfluß groß ist, werden wirbelstromverlustarme Kerne für mit Wechselstrom höherer Frequenzen betriebene Relais aus besonders dünnen Blechschnitten aufgebaut. Dabei tritt aber folgende Schwierigkeit auf: Blechschnitte, deren Dicke in der Größenordnung von 50 . liegt und die aus empfindlichem, hochpermeablem Material bestehen, sind schwer bearbeitbar. Nicht geschlossene Kerne lassen sich nur unter aufwendigen mechansichen Vorkehrungen herstellen und in Form halten, da die Schnittenden aufblättern. Es werden daher hauptsächlich geschlossene Kerne dieser Art verwendet.
• Um den Vorteil des geschlossenen Kerns beizubehalten und dennoch eine für die Ankerbetätigung bei einem Relais notwendige Polbildung zu erreichen, wird deshalb ein Wechselstromrelais mit aus dünnen Blechschnitten aufgebautem Erregermagnetkern vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Eisenweg des Magnetkerns vollständig geschlossen ist und däß in einem außenliegenden Teilabschnitt des Kerns die Permeabilität in den Umriß des Kerns nicht beeinflussender Weise verringert ist und daß diesem Teilstück gegenüber der Relaisanker angeordnet ist. Die Verringerung der Permeabilität in einem außenliegenden Teilabschnitt des Kerns, beispielsweise einem Joch, kann einmal auf mechanische Weise dadurch geschehen, daß in dem außenliegenden Teilabschnitt der Kernquerschnitt durch Anbringen von vorzugsweise zylindrischen Aussparungen quer zur Schichtebene verringert ist. Dabei werden die Aussparungen bereits beim Ausstanzen der einzelnen Blechschnitte angebracht. Bei Kernen mit sehr kleinen Abmessungen stößt jedoch auch diese Art der Permeabilitätsverringerung auf Schwierigkeiten.
• Die Verringerung der Permeabilität kann jedoch auch auf physikalische Weise dadurch erreicht werden, daß in die Kernbleche im Bereich des außenliegenden Teilabschnitts Metall oder Metalloxyd in die Permeabilität verringender Menge eindiffundiert wird. Die Permeabilität kann beispielsweise durch Eindiffundieren von Nickel im Verhältnis 5 :1 herabgesetzt werden, an den Grenzflächen der Diffusionszone tritt eine Polbildung auf; ein Teil des magnetischen Flusses geht, wie auch bei dem Kern mit verkleinertem Querschnitt, über den gegenüber dem behandelten Teilstück angeordneten,. beweglichen Anker und betätigt diesen. Ein weiteref Vorteil dieser Anordnungen ist darin zu sehen, daß die Blechschnitte als Komplettschnitt hergestellt und sehr genau zu dem Kern zusammengefügt werden können, so daß eine sehr glatte Anlagefläche für den Anker entsteht, was wiederum die Möglichkeit in sich schließt, mit sehr geringen Luftspalten - in der Größenordnung von einigen Mikron - zwischen Kern und Anker arbeiten zu können. Zur Erhöhung des Polbildungseffekts wird in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, in dem außenliegenden Teilabschnitt des Kerns mit durch Eindiffundieren von Metall verringerter Permeabilität Aussparungen oder Durchbrüche quer zur Schichtebene des Kerns vorzunehmen und so die beiden Maßnahmen zu kombinieren.
• Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt und im folgenden beschrieben. Auf einem geschlossenen, aus dünnen Blechschnitten geschichteten Mantelkern 1 ist die Erregerwicklung 2. angebracht, die mit einem Wechselstrom höherer Frequenz gespeist wird. In die zum Aufbau des Kerns verwendeten Blechschnitte ist in einem Teilabschnitt 3 des Joches Nickel eindiffundiert, so daß beim Zusammenbau des Ankers eine sich über den ganzen Kernquerschnitt erstreckende Zone geringerer Permeabilität entsteht. Neben dieser physikalischen Verringerung der Permeabilität tritt noch eine weitere, auf mechanische Weise dadurch vorgenommene, daß in dem Teilabschnitt 3 der Kern eine sich durch den ganzen Querschnitt erstreckende Aussparung 4 aufweist, welche den Kernquerschnitt in der Zone 3 verringert. Durch diese Maßnahmen tritt an den Grenzflächen a und d eine Polbildung auf, die einen Teil des magnetischen Flusses über den Luftspalt 5 in den Eisenweg des um den Drehpunkt 7 beweglich gelagerten Anker 6 fließen läßt. Da infolge der glatten Oberfläche des Joches und der ihr gegenüberliegenden Seite des Ankers 6 ein relativ genau definierbarer Luftspalt sehr geringer Weite eingehalten werden kann, ist es möglich, mit geringer Erregerleistung große Schaltkräfte auszuüben.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Weehselstromrelais, dessen Speisespannungsfrequenz vorzugsweise im Tonfrequenzbereich liegt, mit einem aus dünnen Blechschnitten aufgebautem Erregermagnetkern; d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Eisenweg des Magnetkerns (1) vollständig geschlossen ist und daß in einem außenliegenden Teilabschnitt (3) des Kerns (1) die Permeabilität in den Umriß des Kerns nicht beeinflussender Weise verringert ist und daß diesem Teilstück gegenüber der Relaisanker (6) angeordnet ist.
2. 2. Wechselstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kernbleche im Bereich des außenliegenden Teilabschnitts Metall oder Metalloxyd in die Permeabilität verringernder Menge eindiffundiert ist.
3. 3. Wechselstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem außenliegenden Teilabschnitt der Kernquerschnitt durch Anbringen von quer zur Schichtebene des Kerns verlaufenden, vorzugsweise zylindrischen Aussparungen verringert ist.
4. 4. Wechselstromrelais nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kernbleche im Bereich des außenliegenden Teilabschnitts Metall oder Metalloxyd in die Permeabilität verringernder Menge eindiffundiert ist und daß in dem außenliegenden Teilabschnitt der Kernquerschnitt durch Anbringen von quer zur Schichtebene des Kerns verlaufenden, vorzugsweise zylindrischen Aussparungen verringert ist.