DE339840C - Elektrisches Regelungsrelais - Google Patents

Description

Zur Überwachung von elektrischen oder mechanischen Zuständen bedient man sich vielfach elektrischer Regelungsrelais, die bei Eintritt anormaler Zustände in Wirkung treten und entsprechende Regelorgane auslösen.. Derartige Relais sind entweder als Strom- oder Spannungsrelais gebaut oder in Form von Differentialrelais oder Wattmetern von Strom und Spannung abhängig, wobei noch nach Bedarf weitere Faktoren, wie Zeit, Temperatur o. dgl., hinzutreten können. Bei derartigen elektrischen Relais zeigt sich der Übelstand, daß die Zugkraft, die den Anker oder sonstwie geartete Bewegungsteile bewegt,« sich mit der Stellung des Ankers verändert. Denkt man sich beispielsweise ein einfaches Spannungsrelais, das seinen Anker bei ioo Volt Spannung anzieht, so wird der Anker erst wieder losgelassen, wenn die Spannung erheblich geringer geworden ist. In-

ao folgedessen arbeiten diese Relais in der einfachen Form sehr ungenau. Man hat sich dadurch geholfen, daß man beim Ansprechen des Ankers durch den Anker selbst einen Teil der Magnetwindungen unwirksam gemacht und so die Zugkraft in der Schlußstellung des Ankers derart vermindert hat, daß bei einem geringen Nachlassen der Spannung der Anker wieder durch seine Richtkraft (Feder, Gewicht o. dgl.) in die offene Stellung zurückgeführt wird. Derartige Relais haben indessen den Nachteil, daß sie nur mit geringem Kontaktdruck arbeiten und infolgedessen große Kräfte nicht unmittelbar schalten können. Sie benötigen, ähnlich wie die meisten Differentialrelais, zur eigentlichen Schaltung besondere Schaltrelais, die nur geringe Kräfte brauchen und infolgedessen von ihnen gesteuert werden können. Ein anderer Weg, die, Abhängigkeit der Zugkräfte von der Ankerstellung aufzuheben, bestand darin, das Relais als Selbstunterbrecher auszubilden, so daß der Anker nach jedem Anziehen infolge Unterbrechung der Zugkraft in die Anfangslage zurückschnellte, aus der er wieder angezogen wurde, wenn die Zugkraft noch groß genug war. Derartige Relais sind jedoch insofern ungenau, als eine Resonanzwirkung der schwingenden Teile ihr Ansprechen beeinflußt. Auch sind sie wegen der dauernden Funkenbildung zur Schaltung großer Kräfte nicht imstande.

Nach der Erfindung wird nun ein einfaches elektrisches Regelungsrelais dadurch geschaffen, daß der Anker, ähnlich wie bei einem Selbstunterbrecher, wieder in seine Anfangslage zurückgeführt wird. Indessen erfolgt diese Rückführung nicht sofort, sondern erst nach Ablauf einer gewissen Zeit, vom Übergang in die neue Stellung an gerechnet. Die Rückführung erfolgt durch eine Kraft, die zeitlich nur kurz zur Geltung kommt und die durch ein Laufwerk, beispielsweise ein Uhrwerk, einen Elektromotor oder sonst eine mit der Zeit ablaufende Einrichtung gesteuert wird. Nach Rückführung des Ankers in seine Anfangsstellung hört di£ Wirkung dieser Kraft auf, so daß der Anker wieder frei unter dem Einfluß seiner beiden Richtkräfte, magnetischer Zug nach der einen Seite und Feder-, Gewichts- oder sonstiger Kraft nach der anderen Seite, steht. Er wird dann von neuem ansprechen, wenn diejenige Kraft, die ihn aus seiner Stellung entfernen will, überwiegt.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des neuen Relais schematisch dargestellt.

In Fig. ι diene das Relais zur Steuerung eines Motors ii, der mit seiner Achse 12 irgendwelche hier nicht gezeichnete Regelungsteile bewegt. Bei normalem Zustand möge der Motor eine Geschwindigkeit haben, die mit Hilfe des Vorschaltwiderstandes 13 eingestellt ist. Das Relais soll die Aufgabe haben, die Drehzahl des Motors bei Eintritt anormaler Zustände in dem zu überwachenden Teil durch Kurzschließen des Wider-Standes 13 vorübergehend zu erhöhen. Bei normalen Verhältnissen stehe der Anker 14 unter der Wirkung der Feder 15 in der gezeichneten Stellung, bei der der Widerstand 13 eingeschaltet ist. Beim Eintritt anormaler Zustände in dem zu überwachenden Teil wird die Zugkraft des Elektromagneten 16 so stark, daß der Anker 14 entgegen der Kraft der Feder 15 angezogen wird und dabei durch die Kontakte 17 den Widerstand 13 überbrückt. Der Motor läuft nun mit erhöhter Drehzahl, wodurch der anormale Zustand allmählich beseitigt wird. Da das Relais aber, wie oben ausgeführt wurde, seinen Anker erst bei einer Stromstärke in seiner Magnetspule losläßt, die erheblich geringer ist als die Stromstärke, bei der die Anziehung erfolgte, so wird erfindungsgemäß der Anker nach Ablauf einer gewissen Zeit durch eine besondere. Vorrichtung wieder in die Anfangslage gebracht. Diese Vorrichtung besteht in dem gezeichneten Beispiel aus dem vom Motor über die Welle 18 angetriebenen Schneckengetriebe 19, 20. An dem Rad 20 befindet sich ein Stift 21, der bei Drehung in der Pfeilrichtung gegen den Fortsatz 22 des Relaisankers trifft, diesen wieder in die Anfangslage zurückführt und dann freigibt. Hat nun,die Stromstärke in der Magnetspule wieder ihren normalen Wert erreicht, so wird der Anker in der neuen Stellung verharren, wenn nicht, so wird er sogleich wieder angezogen und dadurch der Motor, der für einen Moment mit geringer Drehzahl lief, wieder beschleunigt.

Das Relais, das als einfaches oder Differentialrelais ausgebildet sein kann, findet überall Verwendung, wo irgendwelche Zustände überwacht werden sollen. Besonders praktisch erweist es sich als Regelungsrelais für elektrische Bogenlampen und insbesondere für Lampen hoher Stromstärke, wie sie bei Scheinwerfern, Projektionsapparaten o. dgl. Verwendung finden. Bei solchen Lampen handelt es sich darum, den Kohlenabstand in Abhängigkeit von den elektrischen Größen des Lichtbogens zu überwachen. In Fig. 2 ist das Relais in Verbindung mit einer Scheinwerferbogenlampe nach dem Patent 307095 schematisch dargestellt.

Es bedeutet 23 den Regelwerksmotor, der über die Zahnräder 24, 25 und .über das Schnekkengetriebe 26, 27 der Spindel 28 und damit dem Kohlenhalter 29 eine dauernde gleichmäßige Vorschubbewegung entsprechend der kleinsten normalen Abbrandgeschwindigkeit gebe. Das Relais 30, das von der Spannung des Lichtbogens beeinflußt wird, erhält seinen Erregerstrom über die Kontaktfeder 31, die sich gegen einen Kontaktstift 32 legt. Da die Kohlen der Lampe etwas langsamer vorgeschoben werden als dem normalen Abbrand entspricht, so wird die Lampenspannung allmählich steigen und schließlich das Relais zum Ansprechen bringen. Es zieht seinen Anker 33 an und löst damit die Verbindung zwischen den Zahnrädern 24 und 25. Es bringt das Zahnrad 25 nunmehr über die Räder 34 bis 37 mit dem Antriebsmotor 23 in Verbindung. Die Übersetzung ist jetzt so gewählt, daß der Kohlenhalter 29 einen Vorschub erhält, der etwas größer ist als dem normalen Abbrand entsprechen würde, infolgedessen wird sich der Kohlenabstand allmählich wieder der normalen Größe nähern.

Die Kontaktvorrichtung 31, 32 wird nun durch das von der Spindel 28 gedrehte Schnekkengetriebe 38, 39 mit dem Stift 40 dadurch von Zeit zu Zeit unterbrochen, daß der Stift 40 die Feder 31 für eine kurze Zeit von dem Kontaktstift 32 abhebt. Das Relais wird dadurch strom- 8g los, so daß der Anker, dem Zug der Feder 41 folgend in seine Anfangsstellung zurückgeführt wird. Aus dieser wird er nur dann wieder in die zweite Stellung gebracht, wenn die Bogenspannung noch nicht wieder bis auf den Normalwert gesunken ist.

An Stelle, der hier beschriebenen Kontaktvorrichtung kann auch ein Uhrwerk o. dgl. treten; für den Relaisanker kann sowohl die gezeichnete, als auch die Anzugsstellung als Ausgangsstellung angesehen werden. Beispielsweise könnte man sich denken, daß der Anker bei normalem Zustande angezogen ist und beim Nachlassen der Zugkraft durch eine Feder in die andere Stellung gebracht wird, aus der er von Zeit zu Zeit durch die kurz wirkende Kraft wieder in die Anzugsstellung gebracht wird. Hat das Relais jetzt die Kraft, den Anker festzuhalten, so wird der Normalzustand erreicht, wenn nicht, so schnellt der Anker wieder zurück und bewirkt dadurch den-Eingriff des Regel-' Werkes. Die Rückführung des Ankers in die Anfangsstellung, die bei dem Beispiel nach Fig. 1 auf mechanischem Wege erfolgte, wird bei Bogenlampen zweckmäßig, wie das Beispiel der Fig. 2 zeigt, elektrisch durch Öffnen oder Schließen eines Stromkreises bewirkt.

Claims (4)

1. Patent- Ansprüche:

   i. Elektrisches Regelungsrelais, dessen Anker o.dgl. beiEintritt anormaler Zustände in dem zu überwachenden Teil von einer Stellung A in eine Stellung B übergeht, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker nach Ablauf einer gewissen Zeit nach dem Übergang in die Stellung B durch eine durch ein Laufwerk (Uhrwerk, Motor o. dgl.) gesteu-

   erte, zeitlich kurz zur Geltung kommende Kraft (Feder, Magnet, Gewicht o. dgl.) in die Stellung A übergeführt wird, in der er bei normalem Zustande in dem zu überwachenden Teil durch eine Richtkraft gehalten wird und aus der er bei anormalem Zustande durch das Überwiegen einer zweiten Richtkraft wieder in die Stellung B zurückgeführt wird.
2. 2. Nachschubvorrichtung für Kohlen elektrischer Bogenlampen, insbesondere für Scheinwerfer, Projektionsapparate o. dgl., dadadurch gekennzeichnet, daß die Nachschubbewegung durch ein Relais nach Anspruch ι überwacht wird.
3. 3. Nachschubvorrichtung für Kohlen elekirischer Bogenlampen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitlich kurz wirkende Kraft vom Lauf- oder Regelwerk der Lampe gesteuert wird.
4. 4. Nachschubvorrichtung für Kohlen elektrischer Bogenlampen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der zeitlich kurz wirkenden Kraft auf elektrischem Wege erfolgt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.