DE134995C - - Google Patents

Description

RIWM3

t '

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung betrifft ein polarisirtes Relais für telegraphische Zwecke. Dasselbe besitzt drei Armaturen mit je zwei Contact- oder Anschlagschrauben. Zwei der Armaturen werden durch den einen Pol eines permanenten Magneten gleichartig, die dritte Armatur aber in zu diesen entgegengesetztem Sinne durch den zweiten Pol des permanenten Magneten polarisirt.

Diese drei Armaturen sind in Bezug auf die Eisenkerne zweier Relaisspulen, durch welche der Linienstrom geht, so angeordnet, dafs eine der zwei ersten Armaturen nur durch positive Linienströme beeinflufst wird, die zweite Armatur dagegen nur bei negativen Linienstromstöfsen anspricht. Die dritte Armatur ändert ihre Lage bezüglich der Kerne der Relaisspulen stets, wenn die Richtung der Linienstromstöfse umgekehrt wird.

Auf diese Weise wird ermöglicht, mit einem einzigen Relais dieselben Wirkungen zu erzielen, wie mit zwei Relais von verschiedener Polarität. Mit Hülfe der Lagenänderungen der dritten Armatur kann unter Vermittlung der zugehörigen Contactschrauben jede der beiden gleich polarisirten Armaturen von dem elektrischen. Strom abgetrennt werden, je nachdem die ■ Linienstromstöfse in positivem oder in negativem Sinne erfolgen.

Fig. ι zeigt schematisch die wesentlichen Theile eines Relais nach vorliegender Erfindung.

Fig. 2 zeigt die Verwendung eines solchen Relais für telegraphische Zwecke.

Fig. 3 bis 6 zeigen die verschiedenen Poländerungen, die bei der Umkehr oder dem Unterbrechen des Linienstromes eintreten, sowie die dementsprechenden Stellungen der drei polarisirten Armaturen.

Fig. 7 und 8 sind zwei Ansichten eines nach vorliegender Erfindung hergestellten Relais.

Fig. 9 bis 11 zeigen schematisch die Verwendung eines solchen Relais zur Bewegung eines Hemmungsankers.

In Fig. ι ist von allen mechanischen Einzelheiten abgesehen worden, um die Wirkungsweise klar erkennen zu lassen. Das Relais ist zum Theil im Grundrifs, zum Theil im Aufrifs gezeigt. Der obere, innerhalb des Kreises liegende Theil der Zeichnung ist ein Grundrifs eines Theiles des Relais; der untere ist ein Aufrifs für die übrigen Theile des Relais, welche nicht gut von oben gesehen dargestellt werden können.

Die beiden Weicheisenarmaturen c und c¹ werden dadurch nordpolarisirt, dafs sie ganz nahe dem Nordpole JV des permanenten Magneten m um ihre verticale Achse drehbar gelagert sind. Zwei Weicheisenkerne d und d^l sind, wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, so zu den Armaturen angeordnet, dafs die zwei oberen Enden der Kerne zwischen den Enden der beiden Armaturen c und c¹ sich befinden. Die zwei unteren Enden liegen dagegen genau über den Enden der dritten Weicheisenarmatur e. Letztere wird dadurch südpolarisirt, dafs sie ganz nahe dem Südpole S des permanenten Magneten m um ihre horizontale Achse drehbar gelagert ist. Die Relaiskerne dd^l sind mit Wicklungen α b versehen. Diese sind so

gewickelt, dafs sie entgegengesetzte Pole in den benachbarten Enden der Kerne dd¹ hervorrufen, sobald irgend ein Strom durch diese Wicklungen fliefst. Die sechs einstellbaren Contactschrauben i, 2, 3,4, 5, 6 dienen zu gleicher Zeit zur Regelung der Stellung und Begrenzung der Bewegungen der drei Armaturen c, c¹ und e und auch zur Herstellung elektrischer Contacte mit diesen für später beschriebene Zwecke.

Die zwei Armaturen cc¹, die Kerne d d^l und die Armaturen e dienen dazu, den magnetischen Kreis des permanenten Magneten ni zu schliefsen. Die Kraftlinien werden von dem Nordpole ausgehend durch die Armaturen cc¹, die Kerne dd¹ und die Armatur e zurück zum Südpole des permanenten Magneten geführt. Daher ziehen sich die Armaturen c, c¹ und e und die Enden der Kerne dd¹ gegenseitig an. Vorausgesetzt, dafs die Enden der Kerne dd¹ gleich weit von den Enden der Armaturen entfernt wären, so würde auch die magnetische Anziehung zwischen , den Enden genannter Armaturen und Kerne gleich stark sein. Bei vorliegender Erfindung werden die Contactschrauben 1,2,3,4 jedoch so eingestellt, dafs die Armaturen cc¹ schräg liegen. Die durch einen schwarzen Punkt gekennzeichneten Enden liegen stets näher an den Kernen d^l und d, als die beiden anderen Enden. Da die magnetischen Kraftlinien natürlich denjenigen Weg einschlagen werden, der den geringsten magnetischen Widerstand bietet, so werden dieselben in gröfserer Anzahl von den Theilen des Nordpols des permanenten Magneten bezw. von den beiden Armaturen c und c\ die einen Theil dieses Poles bilden, auf die den magnetischen Kreis schliefsenden Eisenkerne dd¹ übergehen, die diesen am nächsten liegen; d. h. zwischen den mit einem Punkt versehenen Enden der Armaturen c und c¹ und den entsprechenden Enden der Kerne d d^l treten mehr Kraftlinien auf und ist daher eine gröfsere anziehende Kraftwirkung vorhanden, als zwischen den beiden anderen Enden der Armaturen und den entsprechenden Enden der Kerne d und d^l. Es wird daher, falls durch die Wicklungen der Kerne d und d¹ ein Strom nicht fliefst, stets die in Fig. 1 dargestellte Stellung der Armaturen c und c^l in. Bezug auf die Contactschrauben 1, 2, 3, 4 eingenommen werden. Diese.Stellung der Armaturen c und c¹ soll ihre Ruhestellung genannt werden.

■ Da die gekennzeichneten Enden der nordpolarisirten Armaturen c c¹ stärker von den südpolarisirten Kernen d¹ bezw. d angezogen werden, so werden die nicht gekennzeichneten Enden der Armaturen c und c^l bei Stromlosigkeit der Wicklungen ά und b mit den Contactschrauben 1 und 4, wie in Fig. .1 dargestellt ist, stets .in Contact sein.

Die Contactschrauben 5 und 6 sind nich derart eingestellt, dafs die Armatur e nach dem einen Kerne mehr hingezogen würde als nach dem anderen; es wird die Armatur e daher bei Nichtvorhandensein von Strom in den Wicklungen α und b nicht eine ganz bestimmte Lage in Bezug auf die Kerne d und d^l und die Schrauben 5 und 6 einnehmen, sondern diese ihre Stellung bei Stromlosigkeit der Wicklungen α und b hängt ganz von der Richtung des Stromes ab, der soeben durch diese Wicklungen geflossen war. Die Armatur wird mit der Schraube 5 oder der Schraube 6 in Contact bleiben, je nachdem der letzte Strom von α nach b oder von b nach α flofs.

Die Gründe hierfür und für die Art der Bewegungen der Armaturen c und c¹ unter j dem Einflufs der Stromumkehrungen in den Wicklungen α und b sind die folgenden:

Angenommen, ein Strom fliefst durch die Wicklungen von b nach a, wie in Fig. 4 angedeutet, so wird an dem oberen Ende des Kernes d, welches zwischen die Armaturen c und c·¹ hineinragt, ein Südpol, an dem oberen Ende des Kernes d¹ dagegen ein Nordpol entstehen. Infolge dessen entsteht ein Südpol an dem unteren Ende von d^l und ein Nordpol an dem unteren Ende von d. Wenn der Strom in umgekehrter Richtung, wie in Fig. .5 angedeutet ist, durch die Wicklungen α und. b fliefst, so würde auch die Polarität der Kerne die entgegengesetzte sein. Da nun die Kernet und d¹ beständig magnetisirt sind, wenn auch kein Strom durch die Wicklungen um die Kerne d und d¹ fliefst (Fig. 1, 3 und 6), und zwar infolge der von dem Nordpol des permanenten Magneten nach seinem Südpol hin verlaufenden Kraftlinien, wie bereits klargelegt wurde, und infolge dessen an den oberen Enden der Kerne d und d¹ zwei Südpole und an den unteren Enden zwei Nordpole entstehen, so folgt daraus, dafs,. wenn ein Strom durch die Wicklungen von b nach α fliefst (Fig. 4), der Kern d' in seinem permanenten Magnetismus geschwächt oder sein Magnetismus umgekehrt wird, während der permanente Magnetismus des Kernes d unterstützt, und dieser Kern stärker magnetisch wird. Wenn dagegen, wie in Fig. 5 angedeutet ist, ein Strom von α nach b fliefst, so wird der Kern d in seinem permanenten Magnetismus geschwächt oder ummagnetisirt. während der Kern d^l in seinem Magnetismus verstärkt wird. Dies hat zur Folge, dafs in dem ersten Falle, d. i. wenn der Strom von b nach α fliefst (Fig. 4), .die nordpolarisirte Armatur c. von dem an dem anstofsenden Ende des Kernes d^l erzeugten Nordpol abgestofsen und das andere Ende nach dem verstärkten Südpol . des Kernes d stärker angezogen wird, so dafs dieses Ende von c nach dem Kern d hinbewegt wird, bis es von

der Schraube 2 angehalten wird, mit welcher es so lange in Berührung bleibt, bis der von b nach α fliefsende Strom unterbrochen wird (Fig. 3). , Alsdann nimmt es bei Wiederherstellung des ursprünglichen magnetischen Verhältnisses sogleich wieder seine frühere Stellung ein, d. i. diejenige, bei der die Armatur c in Contact mit der Schraube 1 ist. Mittlerweile hat der Durchgang von Strom von b nach α (Fig. 4) keinen Einflufs auf die Armatur c^x gehabt. Der an dem angrenzenden Ende des Kernes d^l erzeugte Nordpol wirkt auf das nicht gekennzeichnete Ende der Armatur c¹ abstofsend, und die Anziehungskraft zwischen dem durch einen Punkt gekennzeichneten Ende von c¹ und dem verstärkten Südpol von d wird erhöht. Die Armatur c^l bleibt daher in der Lage, welche sie einnimmt, wenn kein Strom durch die Wicklungen α und b fliefst, d. h. in Berührung mit der Schraube 4. Wenn also der von b nach α durch die Wicklungen fliefsende Strom schnell . unterbrochen und wieder eingeschaltet wird, so spricht nur die Armatur c auf diese Stromstöfse an. Wenn die Armatur c¹ in Ruhe bleibt, so wird zu gleicher Zeit der Durchgang von Strom durch die Relaiswicklungen in der Richtung von b nach α (Fig. 4) bewirken, dafs das Ende der südpolarisirten Armatur e, welches dem unteren Ende des Kernes d¹ zunächst Hegt, durch den in diesem Ende durch den Strom erzeugten Südpol abgestofsen werden, während das andere, dem Kern d gegenüberliegende Ende der Armatur e zu gleicher Zeit durch die Verstärkung der ursprünglichen permanenten Nordpolarität des unteren Endes von d stärker angezogen wird, so dafs dieses Ende der Armatur e nach dem Kerne d hin bewegt wird, bis es an seiner Weiterbewegung durch die Schraube 6 verhindert .wird. Mit dieser bleibt die Armatur e bei Unterbrechung des durch b und α fliefsenden Stromes (Fig. 3) in Contact, da die magnetische, Anziehung zwischen e und d wegen der geringeren Entfernung stärker ist als zwischen e und d^L.

Aus diesen Ausführungen ist zu erkennen, dafs ein stofsweiser Stromdurchgang durch die Relaiswicklungen in der Richtung von b nach a (Fig. 4) bewirkt, dafs die Armatur c, je nachdem genannter Strom, hergestellt oder unterbrochen wird, abwechselnd mit den Schrauben 2 und ι in Berührung gelangt, während die Armatur c¹ ruhig in Berührung mit Schraube 4 verharrt und dafs die Armatur e, nachdem sie bei einem der genannten Stromstöfse in Contact mit Schraube 6 gebracht ist, in dieser Stellung bleiben wird, bis sie noch einmal durch einen' in entgegengesetzter Richtung, d. h. von α nach b (Fig. 5) durch die Relaiswicklungen fliefsenden Strom bewegt worden ist. In diesem Falle wird der Kern d\ in seiner ursprünglichen permanenten Polarität verstärkt und der Magnetismus des Kernes d wird umgekehrt. Die nordpolarisirte Armatur c^l wird dann mit ihrem durch einen Punkt gekennzeichneten Ende von dem Kerne d abgestofsen, das andere Ende wird von dem verstärkten Südpol des Kernes d^l stärker angezogen, infolge dessen wird die Armatur c¹ die Contactschraube 4 verlassen und mit der Schraube 3 in Berührung treten. Wenn der von α nach b fliefsende Strom unterbrochen wird (Fig. 6), so wird die Armatur c¹ wieder in Berührung mit Schraube 4 treten. Der erste Stromstofs, der von α nach b (Fig. 5) durch die Relaiswicklung geht, wird bewirken, dafs die südpolarisirte Armatur e die Contactschraube 6 verläfst und mit Schraube 4 in Verbindung tritt, da sie durch den Südpol, der durch den von α nach b fliefsenden Strom in dem unteren Ende des Kernes d erzeugt ist, zurückgestofsen wird und auch durch die Verstärkung der Nordpolarität des unteren Endes des Kernes d¹ stark angezogen wird. Bei Stromunterbrechung wird die Armatur e in Berührung mit der Schraube 5 bleiben (Fig. 6). Hieraus ist zu erkennen, dafs nur die Armatur c¹ sich bewegen wird, wenn ein Strom stofsweise von α nach b durch die Relaiswicklungen fliefst, während die Armatur c in Ruhe bleibt, da sie von dem Kerne d abgestofsen und dem Kern d^l angezogen wird, so dafs sich diese beiden Einwirkungen unterstützen und die Armatur fest in ihrer ursprünglichen, bei Stromlosigkeit der Relaiswicklungen bestehenden Stellung halten.

Fig. 2 zeigt die Art der Verwendung vorliegenden Relais für telegraphische Zwecke. Jede der beiden Stationen A und B ist mit einer Batterie und einer Erdverbindung E, einem Morsetaster und einem gewöhnlichen Relais ausgestattet, welch letzteres, da das Princip desselben allgemein bekannt ist, nur durch die Spulen P¹ bezw. P² dargestellt ist. Zwischen den beiden Stationen A und B befindet sich die Zwischenstation C. Letztere ist mit einer Batterie, einer Erdverbindung E und zwei Relais oder Klopfern P³ und P* versehen und hat den Zweck, die von A für B oder von B für A ankommenden Zeichen zu wiederholen. Hierfür wird das Relais vorliegender Erfindung in der in Fig. 2 dargestellten Weise benutzt. Die von A kommende Linienleitung ist mit der Armatur c und die von B kommende Linienleitung mit der Armatur c^l verbunden. Die Relaiswicklungen sind in zwei Theile getheilt; der obere Theil wird für den yon A kommenden Linienstrom benutzt, der untere Theil dagegen für den von B kommenden. Beide Theile sind so gewickelt, dafs sie entgegengesetzte ,Pole in den benachbarten Enden der Kerne d und d^l hervorbringen, so-

bald Strom durch diese Theile fliefst. Das eine Ende des oberen Theiles der Spulen α und b ist an den Contact ι angeschlossen, und das andere Ende ist geerdet. In ähnlicher Weise ist ein Ende des unteren Theiles der Spulen a und b mit dem Contact 4 verbunden, während das andere Ende geerdet ist. Die Armatur e ist mit dem positiven Pole der Batterie auf der Zwischenstation verbunden. Die Contactschraube 2 ist mit der Contactschraube 5 und die Contactschraube 3 mit der Contactschraube 6 verbunden. Die Contactschrauben 5 und 6 stehen auch durch die Klopferspulen P³ und P⁴ mit dem positiven Pol der Batterie in Verbindung; der negative Pol der Batterie ist geerdet. Durch diese Anordnung wird erreicht, dafs beim Niederdrücken des Schlüssels in der Station A ein Strom in der durch einen einfachen Pfeil angedeuteten Weise in die Linie fliefst, dieser gelangt zur Armatur c, geht über die Contactschraube 1 und durch die Wicklungen α und b zur Erde. Der von α nach b fliefsende Strom bringt die Armatur c^l aus seiner Ruhestellung, in welcher sie an Contact 4 anliegt, in Berührung mit der Contactschraube 3, wie bereits erläutert worden ist (Fig. 5). Zu gleicher Zeit gelangt die Armatur e in Berührung mit der Contactschraube 5. Nunmehr wird, wie durch Doppelpfeile angedeutet ist, ein Strom durch die Relais- oder Klopferspule P⁴ nach der Contactschraube 3, von da über die Armatur c^l hinaus zur Linienleitung nach Station B fiiefsen, wo er über den hinteren Contact des Schlüssels und die Relaisspule P'¹ zur Erde gelangt. In ähnlicher Weise wird, wenn, der Schlüssel bei B niedergedrückt wird, ein Strom von der Batterie der Station B aus nach der Station C und durch die Armatur c^l und den unteren Theil der Relaiswicklung fiiefsen, jedoch jetzt in entgegengesetzter Richtung, d. h. von b nach a, so dafs also hierdurch, wie bereits erläutert wurde, nunmehr die Armatur c bewegt wird und dann ein Strom von der Batterie der Station C nach A fliefsen wird. Da die Armatur e auch an die Contactschraube 6 bewegt wird, so wird die Klopferspule P³ an Stelle derjenigen P⁴ in den Stromkreis eingeschaltet. Die Klopfer P³ und P⁴ geben einen verschiedenen Laut, so dafs der Beamte der Station C ohne Weiteres die von A nach B gehenden Zeichen von denen von B nach A gehenden unterscheiden kann.

In den Fig. 7 und 8 ist ein nach dem Princip vorliegender Erfindung ausgeführtes Relais dargestellt. In Fig. 7 ist der Kern d mit der Wicklung α nicht gezeigt, um die Anordnung der Armaturen c und c¹ besser veranschaulichen zu können.

Die Fig. 9, 10 und 1 1 zeigen die Verwendung vorliegender Relais zum Antriebe eines mit einem eisernen Arm f versehenen Hemmungsankers, dessen Bewegungen durch Umkehren des in den Wicklungen α und b fliefsenden Stromes geregelt werden können. Zu diesem Zwecke wird eine Ortsbatterie h /?' be-^ nutzt, deren Strom einen Elektromagneten erregt. Von letzterem sind nur die Windungen g und g^l in den Fig. 9 bis 11 angedeutet. Der Arm f wird dadurch polarisirt, dafs er möglichst nahe an dem Nordpol N eines perma-i nenten Magneten drehbar gelagert ist. Der Einfachheit wegen ist dieser Magnet nur theilweise gezeichnet. Die Wicklungen sind derart ausgeführt, dafs entgegengesetzte Pole in denjenigen Enden ihrer Eisenkerne .erzeugt werden, welche dem polarisirten eisernen Arm f gegenüberliegen. Das Relais ist schematisch wie in Fig. 1 dargestellt. Die Contactschraube 2 des Relais ist mit dem negativen Pol der Ortsbatterie h h^l verbunden, die Contactschraube 3 dagegen mit dem positiven Pol derselben. Die Armatur e steht durch die Wicklungen g und g^l mit der Mitte der Ortsbatterie, die Armatur c mit der Schraube 6 und die Armatur c¹ mit der Schraube 5 in Verbindung.

Fliefst ein Strom von b nach α durch die Relaiswicklungen (Fig. 10), so verläfst die Armature die Contactschraube 1, welche nur als Anschlag dient, und stellt Contact mit Schraube 2 her. Zu gleicher Zeit bleibt die Armatur e mit Schraube 6 in Berührung. Ein Stromkreis ist nunmehr zwischen den zwei Polen der einen Hälfte h¹ der Ortsbatterie hergestellt. Es fliefst daher ein Strom in der Richtung des Doppelpfeiles durch g¹ und g nach e, von der Contactschraube 6 nach der Armatur c und von der Contactschraube 2 zurück nach dem nega^: tiven Pol der Batteriehälfte h\ Dieser Ortsstrom erzeugt einen Südpol an dem Ende, des Eisenkernes der Spule g¹, welches dem Arm f gegenübersteht, und einen Nordpol in dem ähnlich gelegenen Ende des Kernes der Spule g. Der nordpolarisirte Arm f wird daher von g abgestofsen und von g^l angezogen. Wenn der in der Relaiswicklung fliefsende Strom umgekehrt wird und von α nach b fliefst (Fig.i 1), so kehrt die Armatur c nach ihrer Ruhestellung auf den Contact 1 zurück und die Armatur c^l tritt in Verbindung mit Schraube 3 analog der Fig. 5. Die Armatur e tritt auch mit dem Contact 5 in Verbindung. Ein Ortsstrom fliefst jetzt von der zweiten Hälfte h der Batterie aus, und zwar durch die Elektromagnetwicklungen g g¹ in Richtung der Doppelpfeile (Fig. 11). Diese Umkehrung des Stromes in den Spulen g und g^l bewirkt, dafs der polarisirte Arm f von g^l abgestofsen und nach g hingezogen wird und sich infolge dessen in die dargestellte Lage bewegt. . .

Die Vortheile vorliegenden Relais für obigen Zweck sind, die folgenden:

Claims (1)

1. Wenn kein Strom in den Wicklungen a und b (Fig. 9) fliefst, so ist der Ortsstrom von der Batterie h h¹ gänzlich abgeschnitten. Zugleich wird die Gefahr eines Kurzschlusses der ganzen Batterie h h¹ dadurch, dafs die Armaturen cc¹ (vorausgesetzt, dafs sie mit einander in Verbindung gelangen sollten) gleichzeitig die Contactschrauben 2 bezw. 3 berühren, vermieden , indem immer nur eine der Armaturen c und c¹ mit der Batterie zu einer bestimmten Zeit in Verbindung steht, während die andere Armatur vollständig durch die Bewegungen der Armatur e ausgeschaltet ist.

   Patent-A ν spruch:
   Polarisirtes Relais, gekennzeichnet durch drei Armaturen, deren Bewegungen durch je zwei Contact- oder Anschlagschrauben begrenzt werden, von welchen Armaturen zwei durch den einen Pol eines permanenten Magneten gleichartig magnetisirt werden, während die dritte von dem anderen Pol dieses Magneten in zu den zwei ersten Armaturen entgegengesetztem Sinne magnetisirt wird, welche Armaturen zusammen mit den Eisenkernen zweier Spulen, durch welche der Linienstrom geht, zur Vervollständigung des magnetischen Kreises genannten permanenten Magneten dienen, wobei die Anordnung des Relais derart getroffen ist, dafs bei Durchgang von Linienstrom durch die Spulen die eine der gleichpolarisirten Armaturen nur bei positiven Stromstöfsen, die andere dagegen nur bei negativen Stromstöfsen anspricht oder hin- und herbewegt wird, die dritte entgegengesetzt polarisirte Armatur aber ihre Stellung in Bezug auf genannte Kerne nur dann ändert, wenn die Richtung der Linienstromstöfse umgekehrt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.