DE2245151A1

DE2245151A1 - ADJUSTABLE RELAY

Info

Publication number: DE2245151A1
Application number: DE19722245151
Authority: DE
Inventors: Horst Zielasko
Original assignee: Felten & Guilleaume Schaltanl
Current assignee: Felten & Guilleaume Schaltanl
Priority date: 1972-09-14
Filing date: 1972-09-14
Publication date: 1974-03-21
Also published as: FR2200606B1; FR2200606A1

Description

Anmelder: Feiten & Guilleaume Schaltanlagen GmbH 415 Krefeld Am NeuerhofApplicant: Feiten & Guilleaume Schaltanlagen GmbH 415 Krefeld At the Neuerhof

Pl 4077 5 Köln-Mülheim, den 6. September 1972 Pl 4077 5 Cologne-Mülheim, September 6, 1972

Einstellbares RelaisAdjustable relay

Gegenstand der Erfindung ist ein einstellbares Relais* bestehend aus einem Permanentmagneten mit durch einen spaltfreien Nebenschluß verbundenen Polen und einer oder zwei stromleitenden Spulen auf den Polenden sowie einem unter Federkraft stehenden anliegenden Anker als schaltende Abhebevorrichtung. The subject of the invention is an adjustable relay * consisting of a permanent magnet with a gap-free one Shunt connected poles and one or two conductive coils on the pole ends as well as one below Spring-loaded adjacent armature as a switching lifting device.

Ein ähnliches Relais ist beispielsweise durch USP 1 5J4 753 bekannt. Es weist als funktionelle Merkmale einen Permanentmagneten, zwei Polstücke,, einen spaltfreien Nebenschluß, einen Anker als schaltende Abhebevorrichtung, sowie eine stromleitende Spule auf«A similar relay is available, for example, from USP 1 5J4 753 known. Its functional features include a permanent magnet, two pole pieces, a gap-free shunt, one Armature as a switching lifting device, as well as a current-conducting one Spool on «

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Die Funktion derartiger Relais ist klar: Zunächst wird der . Anker durch das Magnetfeld des Permanentmagneten in der Auflageposition festgehalten. Fließt durch die einem Polende aufgesetzte Spule ein Strom, derein dem Permanentfeld entgegen- . > gesetztes Magnetfeld erzeugt, so erfolgt kausal eine Schwächung des Magnetfeldes des Permanentmagneten. Bei Überschreiten einer gewissen Schwelle wird der unter Federkraft stehende Anker abheben und damit einen Schaltvorgang auslösen. Es liegt auf der Hand, das Prinzip für Fehlerstromschutzschalter anzuwenden, wobei mit dieser Aufgabenstellung sofort die Problematik eingeführt ist, daß der Schaltvorgang erst bei und von einer*ganz bestimmt zu wählenden Stärke des Fehlerstroms ausgelöst werden soll und darf.The function of such relays is clear: First of all, the. Armature by the magnetic field of the permanent magnet in the contact position held. A current flows through the coil attached to one end of the pole that opposes the permanent field. > If a set magnetic field is generated, a causal weakening of the magnetic field of the permanent magnet takes place. If a At a certain threshold, the armature, which is under spring force, will lift off and thus trigger a switching process. It's on the Hand to apply the principle for residual current circuit breakers, with this task immediately introduced the problem is that the switching process is only complete with and from a * determined to be selected strength of the fault current should and may be triggered.

Daraus folgert, daß die Empfindlichkeit eines solchen Relais einmal von der Feldstärke des Permanentmagneten, andererseits von der Dimensionierung der Spule, bzw. der Spulen, falls man Spulen auf beide Polstücke montiert, abhängt, sowie natürlich von Art und Führung des Nebenschlusses. Drei Faktoren beeinflussen also im Endeffekt die Wirksamkeit und damit den Anwendebereich solcher Relais.It follows from this that the sensitivity of such a relay depends on the field strength of the permanent magnet and on the other on the dimensioning of the coil or the coils, if coils are mounted on both pole pieces, as well as of course of the type and management of the shunt. In the end, three factors influence the effectiveness and thus the area of application such relay.

Es liegt auf der Hand, daß sich damit für die Fertigung eine Vielzahl von Produktionsnotwendigkeiten, damit aber auch von Problemen und Schwierigkeiten ergibt. Jedes der Modelle schaltet natürlich nur in einem ihm ganz speziell vorgegebenen Bereich. Jeder neue gewünschte Bereich erfordert neue Berechnungen und Dimensionierungen und damit neue Fabrikationsschritte.It is obvious that a multitude of production necessities arise for the production, but also of Problems and difficulties. Of course, each of the models only switches in an area specifically specified for it. Each new desired area requires new calculations and dimensions and thus new manufacturing steps.

Die Aufgabe lag daher darin, ein Relais obenbezeichneter Art zu schaffen, das für vielseitige verschiedene Anwendungsbereiche dennoch in einfacher Weise in seiner Ansprechempfindlichkeit eingestellt werden kann, und das daher nicht für jeden Bereich eine gesonderte Fertigung und Montage erfordert.The task was therefore to create a relay of the type described above that could be used in a wide variety of different areas of application its sensitivity can nevertheless be adjusted in a simple manner, and therefore not for everyone Area requires separate production and assembly.

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Es wurde nun gefunden,, daß man ein einstellbares Relais, bestehend aus einem Permanentmagneten mit durch einen spaltfreien Nebenschluß verbundenen Polen und einer oder zwei stromleitenden Spulen auf den Polenden sowie einem unter Federkraft stehenden anliegenden Anker als schaltende Abhebevorrichtung schaffen kann, wenn der Permanentmagnet in seiner Feldstärke auf einen Sollwert zur Erzielung eines bestimmten Ansprechstroaies eingestellt bzw. einstellbar ist.It has now been found, that one consists of an adjustable relay consisting of a permanent magnet with poles connected by a gap-free shunt and one or two current-conducting poles Can create coils on the pole ends as well as a spring-loaded adjacent armature as a switching lifting device, when the field strength of the permanent magnet is set or adjusted to a nominal value to achieve a certain response flow. is adjustable.

In diesem Zusammenhang ist es dann erfindungsgemäß, wenn zur Einstellung der Feldstärke des Permanentmagneten der den Polstücken fest zugeordnete, anfangs maximal magnetisierte Permanentmagnet durch Annäherung an eine stromdurchflossene Entmagnetisierungsspule bis zur gewünschten Feldstärke abmagnetisiert wird, wobei die Entmagnetxsierungsspule durch Gleich- oder Wechselstrom und gegebenenfalls stufenweise erregt wird,,In this context, it is then according to the invention when for adjustment the field strength of the permanent magnet of the permanent magnet permanently assigned to the pole pieces and initially maximally magnetized by approaching a current-carrying degaussing coil is demagnetized to the desired field strength, the demagnetization coil by direct or alternating current and if necessary, is gradually excited,

Ferner ist es erfindungsgemäß, wenn der anfangs maximal magnetisierte Permanentmagnet zwischen den Polstücken beweglich angeordnet und bis zur gewünschten Feldstärke in den Polstücken durch Verdrehen eingestellt und anschließend befestigt wird«,Furthermore, it is according to the invention if the initially maximally magnetized Permanent magnet movably arranged between the pole pieces and up to the desired field strength in the pole pieces is adjusted by turning and then fastened «,

Das Prinzip des Magnetsystems ist bekannt. Es basiert auf einem Permanentmagneten mit spaltfreiem magnetischen Nebenschluß, Dieser Permanentmagnet hat die Aufgabe, in der Ruhestellung des Relais einen Haltekraftfluß zum Anziehen des Ankers zu liefern. Die dem Permanentmagneten zugeordneten Polstücke tragen Spulen, die von einem zu kontrollierenden elektrischen Strom durchflossen werden können. Durch einen solchen Strom, falls er fließt, wird bei richtiger Polung in den Spulen ein Magnetfluß erzeugt, der den durch den Permanentmagneten auf einen an den Polen anliegenden Anker ausgeübten Haltekraftfluß vermindert. Das Ansprechen des Relais erfolgt dann so, daß infolge des durch die Spulen fließenden Stromes nach Überschreiten eines bestimm-The principle of the magnet system is known. It's based on one Permanent magnets with gap-free magnetic shunt, this permanent magnet has the task in the rest position of the relay to provide a holding force flow to attract the armature. Wear the pole pieces associated with the permanent magnet Coils through which an electrical current to be controlled can flow. By such a stream, if it flows, if the polarity is correct, a magnetic flux is generated in the coils, which is triggered by the permanent magnet on one the holding force flow exerted on the armature adjacent to the poles is reduced. The response of the relay then takes place in such a way that as a result of the current flowing through the coils after exceeding a certain

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ten Schwellwertes die vom Permanentmagneten ausgehende Haltekraft so geschwächt wird, daß der unter Vorspannung einer Feder stehende Anker des Relais abfällt. Dabei wird potentielle Energie der Feder frei, die zur Betätigung eines Schaltgeräts dient.'th threshold value the holding force emanating from the permanent magnet is weakened so that the under tension of a spring standing armature of the relay drops. This releases potential energy from the spring, which is used to operate a switching device. '

In diesem System obliegt der magnetische Nebenschluß nach Lage und Dimensionierung der Funktion, die Empfindlichkeit des Relais zu steigern, d.h. seine Ansprechbarkeit in einen erwünscht niedrigen Bereich zu bringen. Damit ist ein solches Magnetsystem befähigt, eine Erregerleistung von 10" VA in eine mechanische Arbeit von mehreren Pond pro Zentimeter freizugeben. *In this system, the magnetic shunt is responsible for the position and dimensioning of the function, the sensitivity of the relay to increase, i.e. to bring its responsiveness into a desired low range. This is such a magnet system capable of releasing an excitation power of 10 "VA into mechanical work of several ponds per centimeter. *

Bei der Herstellung derartiger magnetischer Systeme ist natürlich zu beachten, daß alle weichmagnetischen Teile - also Polstücke, magnetischer Nebenschluß, nicht aber der Anker - in an sich bekannter V/eise aus weichmagnetischem Material wie durch Glühen unter Schutzgas entspannten Fe-Ni-Legierungen zur Erzielung einer niedrigen Koerzitivkraft und einer hohen Permeabilität hergestellt werden.When manufacturing such magnetic systems, it is of course important to ensure that all soft magnetic parts - i.e. pole pieces, magnetic shunt, but not the armature - in a known manner made of soft magnetic material such as through Annealing under protective gas to achieve expanded Fe-Ni alloys a low coercive force and a high permeability can be established.

Die Figur zeigt als ein Beispiel ein solches Relais im Querschnitt. Dabei bedeutenAs an example, the figure shows such a relay in cross section. Mean

1 den Permanentmagneten,1 the permanent magnet,

2 die beiden Polstücke,2 the two pole pieces,

3 den Nebenschluß,3 the shunt,

4 den Anker,4 the anchor,

5 die befestigte Halteachse für den Anker 4,5 the attached holding shaft for the anchor 4,

6 die auf der Halteachse 5 aufsitzende Schraubenfeder für den Anker 4,6 the helical spring for the armature 4, which is seated on the holding shaft 5,

7 die auf den Polstücken 2 aufsitzenden, gegebenenfalls stromdurchflossenen Spulen.7, which are seated on the pole pieces 2 and optionally with current flowing through them Wash.

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Pl 4077 6. September 1972 -"ff- _ _ 1_ -> ο ι r λ γ; «ιPl 4077 September 6, 1972 - "ff- _ _ 1_ -> ο ι r λ γ;« ι

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In Ausgangsstellung liegt durch die Kraft des Permanentmagneten 1 der Anker 4 auf den beiden Polstücken 2 auf. Fließt nunmehr ein Strom durch eine oder beide Spulen 7$ so erfolgt eine Schwächung des Magnetfeldes des Permanentmagneten, so daß unter der Einwirkung der Kraft der auf der Halteachse 5 aufsitzenden Schraubenfeder der Anker 4 abhebt und damit - nicht dargestellt - die Schaltbewegung des Relais ausführt.In the starting position, the armature 4 rests on the two pole pieces 2 due to the force of the permanent magnet 1. If a current now flows through one or both coils 7 $ , the magnetic field of the permanent magnet is weakened so that the armature 4 lifts off under the action of the force of the helical spring seated on the holding shaft 5 and thus - not shown - executes the switching movement of the relay.

Zunächst wird erfindungsgemäß der Permanentmagnet in bekannter Weise auf 6000 bis 8000 Gauss maximal magnetisiert. Von diesem Wert ausgehend wird nun entsprechend der Ansprechempfindlichkeit mit Hilfe einer Entmagnetisierungsspule durch deren Erregerstrom auf jede gewünschte und erforderliche Feldstärke abmagnetisiert. In der Regel wird die Abmagne"tisierung bis zu einem Bereich von 3000 bis 5000 Gauss erfolgen. Dabei hängt die Wahl des Erregerstroms natürlich stark von Form, Windungszahl und Eisenanordnung ab, was sich jedoch im Einzelfall leicht empirisch feststellen läßt. Als Zeitraum für die Abmagnetisierung genügen wenige Millisekunden.First, according to the invention, the permanent magnet is magnetized to a maximum of 6000 to 8000 Gauss in a known manner. Of this The starting value will now correspond to the response sensitivity with the help of a degaussing coil through its excitation current to any desired and required field strength demagnetized. As a rule, the magnetization is carried out up to a range of 3000 to 5000 Gauss The choice of the excitation current depends, of course, on the shape, number of turns and arrangement of the iron, but this is easy in individual cases can be determined empirically. A few milliseconds are sufficient for the demagnetization.

Ist der Permanentmagnet nicht, wie vorstehend angenommen, fest mit den Polstücken verbunden, sondern drehbar beweglich montiert^ so kann er zur Abschwächung der magnetischen Feldstärke in den Polstücken erfindungsgemäß bis zur Einstellung der gewünschten Feldstärke durch Verdrehen eingestellt und anschließend befestigt werden. Dies bedingt allerdings ein kompliziertes und aufwendigeres Fertigungsverfahren, mag aber unter Umständen auch eine wenn auch umständlichere Lösung des Problems liefern,,If the permanent magnet is not, as assumed above, firmly connected to the pole pieces, but mounted so that it can rotate and move ^ so he can for weakening the magnetic field strength in the pole pieces according to the invention up to the setting of the desired Field strength can be adjusted by twisting and then attached. However, this requires a complicated and more elaborate manufacturing process, but may also provide an albeit more complicated solution to the problem under certain circumstances,

Das erfindungsgemäß einstellbare Relais erreicht im gewünschten Empfindlichkeitsbereich eine hohe Präzision und gestattet auch bei individuellen Wünschen ein einfaches, einheitliches Fertigungsverfahren. The adjustable relay according to the invention achieves the desired Sensitivity range a high precision and allows a simple, uniform manufacturing process even with individual requirements.

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CWKWNAL INSPECTEDCWKWNAL INSPECTED

Claims

Pl 4077 September 6, 1972 Claims:

1./Adjustable relay, consisting of a permanent magnet J

with poles connected by a gap-free shunt and one or two conductive coils on the pole ends as well as a spring-loaded adjacent armature as a switching lifting device, characterized in that, that the field strength of the permanent magnet (1) is adjusted to a nominal value to achieve a certain response current is set or adjustable.

2. Adjustable relay according to claim 1, characterized in that that for setting the field strength of the permanent magnet (1) the pole pieces (2) permanently assigned, Initially maximally magnetized permanent magnet (1) by approaching a current-carrying demagnetizing coil demagnetized to the desired field strength is, the degaussing coil is excited by direct or alternating current and optionally in stages.

3. Adjustable relay according to claim 1, characterized in that that the initially maximally magnetized permanent magnet (1) is movable between the pole pieces (2) arranged and adjusted to the required field strength in the pole pieces (2) by turning and then send is attached.

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