DE351227C - Elektromagnetisches Relais fuer elektrische Minenzuendung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 5. APRIL 1922

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- M 351227 KLASSE 21 g GRUPPE 4

Schaffler & Co., Fabrik elektrischer Apparate in Wien.

Elektromagnetisches Relais für elektrische Minenzündung. Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. Dezember 1920 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in Österreich vom 21. Februar 1914 beansprucht.

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein für die elektrische Minenzündung· bestimmtes Zündstromrelais, um zu verhindern, daß, sofern die Stromquelle aus irgendwelcher Ursache nicht die erforderliche Leistung liefert,

z. B. die Zündmaschine nicht genügend angetrieben wird oder der äußere Widerstand oder jener der Zündungsanlage im Verhältnis zur Leistung der Stromquelle zu groß ist, ein zu schwacher Zündstrom durch die "Zünder fließt,

der wohl zur Entzündung einer größeren oder kleineren Anzahl der in Reihe geschalteten Zünder hinreichend. sein kann, aber nicht kräftig genug ist, um alle in Reihe geschalteten Zünder ohne Vergaser auf einmal mit Sicherheit zur Entzündung zu bringen. Mit diesem Relais soll vielmehr erreicht werden, daß entweder alle in Reihe geschalteten Zünder zur Entzündung gelangen oder keiner. ίο Bei diesem Relais sind zwei Bewicklungen vorgesehen, von denen die eine als Erregerwicklung des Relais dient, während die andre Bewicklung ein Öffnen des einmal geschlossenen, den eigentlichen Zündstrom überleitenden Relaiskontaktes und ein Zurückfallen des angezogenen Ankers, bevor der Stromkreis durch die Entzündung der Zünder unterbrochen wird, verhindert. Die Windungen der Erregerspulen und deren Widerstand so-

ao wie der Widerstand des Erregerstromkreises überhaupt werden so abgeglichen, daß sie in einem bestimmten Verhältnis zur Spannung und Stromstärke der Stromquelle und gegebenenfalls auch zum äußeren Widerstand stehen, und daß geringe Widerstandsschwankuugen im äußeren Stromkreis (Zündungsanlage) oder geringe Veränderungen in der Stromstärke einen möglichst großen Einfluß auf die Magnetisierung des Relais ausüben, welche Empfindlichkeit entweder mit einer großen Windungszahl der Erregerwicklung oder einer geringen Sättigung des Eisens mit stark ansteigender Magnetisierungskurve erreicht wird. Der vorteilhaft unter Federwirkung stehende Anker des Relais kann erst dann angezogen und der Einschalt- . oder Überleitungskontakt für die Zündleitung hergestellt werden, wenn in den Erregerspulen die nötige Amperewindungszahl erreicht wurde, oder wenn der Zündstrom die nötige Stärke erreicht hat.

Um während der Zeit, in welcher der Strom durch defl Erregerstromkreis fließt, dessen Widerstand ein beträchtlicher ist, die Spannung und Stromstärke namentlich bei dynamoelektrischen Minenzündmaschinen konstant oder auf normaler Höhe zu erhalten, ist ein Belastungswiderstand vorgesehen, der mit der Zündmaschine einen Stromkreis für sich bildet, während der Erregerstromkreis im Nebenschluß zu diesem Belastungsstromkreis geschaltet ist. Beim Ansprechen des Relais wird sowohl der Erregerstromkreis als auch der Belastungsstromkreis in dem Augenblick ausgeschaltet, wenn der Kontakt für den Zündstrom mit der Zündleitung und der Haltewicklung hergestellt ist.

Auch kann die Schaltungsanordnung so getroffen sein, daß das Relais anspricht, wenn die durch die Zündmaschine gelieferte Spannung und Stromstärke ohne Rücksicht auf den äußeren Widerstand die durch die RelaLseinstellung bedingte Höhe erreicht haben. Die Abb. 1 und 2 zeigen eine beispielsweise Ausi'ührungsform eines derartigen Zündstromrelais im Aufriß und Grundriß und die Abb. 3 bis 6 verschiedene Schaltungsanord-■nungen.

Das Zündstromrelais besteht im allgemeinen aus einem Elektromagneten a, zwei Bewicklungen b, c, einem Anker d und aus einem durch diesen zu schließenden Einschalt- oder j Überleitungskontakt e. Der Anker d steht unter der gegebenenfalls regelbaren Wirkung einer Zugfeder g. Die eine Bewicklung h biidet ^ädie Erregerwicklung für den Relaismagneten, die andere Bewicklung c die in nachstehend angegebener Weise wirksame Haltewicklung.

Die Abb. 3 bis 6 zeigen mehrere Schalt'ungsanordnungen des Zündstromrelais. Bei den Schaltungen nach Abb. 3 bis 5 ist das Ansprechen des Relais nicht nur von der Spannung und Stromstärke der - Stromquelle, sondern auch von dem äußeren Widerstand, d. h. von jenem der Zündungsanlage abhängig. Der Zündstrom fließt zuerst durch die ! Erregerspulen b des Relais und durch die j Zünder/ wieder zurück zur Zündmaschine. ; Der Widerstand der etwa aus vielen dünndrahtigen Windungen bestehenden Erregerspulen b wird im Verhältnis zur Spannung der Stromquelle so geregelt, daß nur ein ganz schwacher Strom, etwa ein solcher von höchstens 0,2 Ampere, durch die Zünder fließen kann, der nicht kräftig genug ist, einen der Zünder zur Entzündung zu bringen. Wenn das Relais für verschiedene Spannungen der Stromquelle und für verschieden große äußere - Widerstände regulierbar, brauchbar sein soll, dann wird der Widerstand der Erregerspule möglichst klein gehalten, und! die nötigen Vorschaltwiderstände werden in den Erregerstromkreis des Relais getrennt beigegeben.

Die Windungszahl der Erregerwicklung & wird so geregelt, daß bei der vorerwähnten Stromstärke die nötige Amperewindungszahl erreicht wird, um den Anker d-äes Relais entgegen der Wirkung der Feder g anzuziehen und gleichzeitig den Einschalt- bzw. Überleitungskontakt e für den. eigentlichen Zündstrom zu schließen.

Nach dem Schließen des Kontaktes e wird der eigentliche Zündstrom über die zweite Bewicklung c des Relais geleitet, deren Windungen vorteilhaft einen sehr geringen Widerstand besitzen.

Der eigentliche Zündstrom fließt nunmehr fast ungeschwächt durch diese Bewicklung c direkt in die Zündleitung und durch die Zünder/. In dem Augenblick, in dem der un-

mittelbare Kontakt mit der zweiten Bewicklung c des Relais und der Zündleitung hergestellt ist, wird die Erregerspule praktisch oder auch tatsächlich vom Stromkreis ausgeschaltet. Der Anker des Relais bleibt aber angezogen und der Überleitungskontakte geschlossen gehalten, nachdem jetzt die zweite Bewicklunge die Magnetisierung des Relais übernommen hat.

ίο Es ist naheliegend, daß eine von den beiden Bewicklungen auch auf dem Anker angebracht werden kann, ebenso können beliebige Anzahl Spulen für die beiden Bewicklungen benutzt werden.

Die Schaltungsanordnungen nach den Abb. 3 und 4 eignen sich für konstante Klemmenspannungen der Stromquelle.

Bei Verwendung des Relais bei einer Stromquelle, deren Klemmenspannung nicht

ao konstant, sondern von äußerem Widerstand abhängig ist, eignet sich die Schaltungsanordnung nach Abb. 5. Bei dieser ist nämlich noch ein Belastungswiderstand so vorgesehen, der vor dem Ansprechen des Relais einen Stromkreis für sich bildet, während der Erregerstromkreis im Nebenschluß zu diesem liegt. Der größte Teil des Stromes wird über den Kontakt k zurück in die Zünd'maschine.? geleitet. Beim Ansprechen des Relais wird dieser Belastungsstromkreis durch: Unterbrechung der Kontakte k in dem Augenblick unterbrochen, wenn der Überleitungskontakt e geschlossen und damit die Haltewicklung und die Zündleitung eingeschaltet sowie die Erregerwicklung ausgeschaltet wird.

Da der Widerstand der Erregerwicklung b und gegebenenfalls andere Vorschaltwiderstände nach erfolgter Herstellung des unmittelbaren Kontaktes e für die Zündleitung s aus dem Stromkreise ausgeschaltet werden, wird die Stromstärke, die nach erfolgtem Kontaktschluß durch die Zündleitung und Zünder fließt, in dem Verhältnisse größer sein, als der Widerstand des Stromkreises kleiner geworden ist, vorausgesetzt natürlich, daß die Spannung und Stromquelle konstant ist. Der Belastungsstromkreis kommt hierbei natürlich nicht in Betracht.

Ist z. B. das Relais für eine Widerstandsgrenze der Zünder und Zündleitung von 200 Ohm bestimmt, und soll außer einem· Relaiserregerstrom von maximal 0,2 Ampere keine geringere Stromstärke als 1,2 Ampere durch die Zünder fließen können, so wird der Widerstand der Erregerspule 1 000 Ohm sein müssen. Solange der Kontakt im Relais nicht geschlossen wurde, also der Anker noch nicht angezogen wurde, ist der Widerstand! des' Stromkreises 1 000 + 200 = 1 20Q Ohm. Sobald das Relais anspricht, wird der Widerstand des Stromkreises auf 200 Ohm -f- dem

■ kleineren Widerstand der zweiten starken Wicklung, der etwa 2 Ohm beträgt, reduziert.

ι Um die erforderliche Stromstärke 0,2 Ampere durch das Relais zu schicken, ist eine Spannuug von 240 Volt notwendig. Wenn diese

■ Spannung konstant ist, wird die Stromstärke nach erfolgter Herstellung des Kontaktes und j Ausschaltung des Widerstandes von

ι 000 Ohm 1,2 Ampere betragen, wobei der , Widerstand von 2 Ohm nicht berücksichtigt \ ist. Diese Stromstärke von 1,2 Ampere bil- ; det die Minimalzünd'stromstärke.

Bei der in Abb. 6 dargestellten Schaltungsanordnung wird der Zündstrom bei Erregung des Relais nicht durch die Zündleitung ζ und die Zünder f geleitet, da der Erregerstrom von der Stromquelle (Zündmaschine s) über einen geschlossenen Kontakt m lediglich über die Erregerspule b und zurück zur, Strom- < quelle s geht, während die Zündleitung ζ beim Kontakt e noch unterbrochen ist. Das Relais mit dieser Schaltungsweise spricht demnach, dann an, wenn die Spannung und Stromstärke der Zündmaschine ohne Rücksicht auf den äußeren Widerstand eine bestimmte Höhe, auf die das Relais eingestellt wurde, erreicht hat. Sobald der Einschaltkontakt e nach erfolgter Erregung des Relais geschlossen wird, wird der Kontakt m unter- 9« brochen und_ die Erregerwicklung gleichzei-' tig abgeschaltet.

Der eigentliche Zündstrom geht nun über ; die Haltespule c durch die Zündleitung ζ und die Zünder /, da die Haltespule c jetzt die Magnetisierung der Relaismagneten bewirkt und den Kontakt e geschlossen hält.

Die Wirksamkeit des Relais mit dieser '· Schaltung 'besteht darin, daß der Kontakt mit der Zündleitung nur dann hergestellt werden kann, wenn die Zündmaschine ihre volle Leistung erreicht hat oder genügend kräftig betätigt wurde. Wenn der Widerstand der Zündungsanlage im Verhältnis zur Leistung der Zündmaschine nicht zu hoch ist, dann ist die Wirksamkeit eine gleich günstige wie bei den vorherbeschriebenen Relaisschaltungen.
; Die Widerstände (v, b und w) können regelbar gemacht werden, auch können die ; Windungen der Spulen c und b durch Ab-

oder Zuschalten verringert oder vermehrt '. werden, wodurch ein solches Relais für alle : in der Praxis vorkommenden äußeren Wider- ; stände der Zündungsanlagen sowie auch für ^; beliebige Spannungen und Stromstärken der Stromquellen (Zündmaschinen) einstellbar sind. Auch kann für jede Leistung! der Stromquelle und für bestimmte Widerstände der Zündungsanlagen ein solches Relais ein für allemal angepaßt werden. Diese Relais j können ferner als gesonderte Hilfsapparate für Stromquellen jeder Art dienen, oder sie

können auch in den Stromquellen vereint untergebracht, z. B. in die Zündmaschinengehäuse eingebaut werden.

Claims (6)

1. Patent-An Sprüche:

   i. Elektromagnetisches Relais für elektrische Minenzündung, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Bewirkung der Zündung mittels genügend großer Zündstromstärke derart, daß entweder alle in Reihe geschalteten Zünder zur Entzündung gelangen oder gar keiner, zwei Bewicklungen, gegebenenfalls auf beliebig viele Spulen verteilt bei den Relais vorgesehen sind, von denen die eine als Erregerwicklung zum Ansprechen des Relais und als Vorschalt wider stand dient, während die andere Wicklung zufolge Schließens eines durch das Ansprechen des Relais betätigten Überleitungskontaktes unter gleichzeitigem praktischen Abschalten (Kurzschließen) der Erregerwicklung ein Unterbrechen dieses geschlossenen Kontaktes so lange verhindert, als der Zündstrom nicht unter eine gewisse Mindeststärke sinkt oder der Stromkreis durch die Explosion der Zünder unterbrochen wird, wobei der Widerstand des Erregerstromkreises des Relais mit dem Wider- ■ stand der Zündungsanlage in ein für die , einwandfreie Überwachung der Zünd- ; Stromstärke
   bracht ist.
2. 2. Zündstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Erregerstromkreis noch zusätzliche Widerstände (Vorschaltwiderstände) angeordnet sind.
3. 3. Zündstromrelais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im

   Nebenschluß zum Erregerstromkreis ein Belastungswiderstand vorgesehen ist, der bei Erregung des Relais mit der Erregerwicklung und gegebenenfalls einem Vor- ^Δί> schaltwiderstand eingeschaltet ist, zum Zwecke, die Spannung und Stromstärke

   geeignetes Verhältnis ge- | der Stromquelle, namentlich der Zündmaschine auf normaler Höhe zu erhalten, der hingegen beim Schließen des Überleitungskontaktes abgeschaltet wird. so
4. 4. Zündstromrelais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündstrom bei Erregung des Relais lediglich durch die Erregerspule, also nicht durch die Zündleitung (sr) und die Zünder (/) geleitet wird, so daß das Relais anspricht, wenn Spannung und die Stromstärke der Zündmaschine ohne Rücksicht auf den äußeren Widerstand eine der Einstellung des Relais entsprechende Höhe erreicht haben, wobei die Erregerspule abgeschaltet wird, wenn das Relais anspricht und durch Schließen des Überleitungskontaktes der eigentliche Zündstrom durch die Zündleitung und die Zün- '65 der geleitet wird.
5. 5. Zündstromrelais nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Relaisanker beim Schließen des Überleitungskontaktes (e) gleichzeitig auch den 7·· Anschlußkontakt für den Belastungswiderstand (w) und für die Erregerspule (b) unterbricht.
6. 6. Zündstromrelais nach Anspruch 1 bis S, dladurch gekennzeichnet, daß zum Zwecke, eine große Empfindlichkeit hinsichtlich des Ansprechens schon bei geringen Widerstandsdifferenzen der Zündungsanlage oder bei geringen Differenzen in der Erregerstromstärke zu erzielen, die Erregerbewicklung entweder aus vielen Windungen besteht, um die Amperewindungszahl und damit die Magnetisierung zu beeinflussen, oder daß die Amperewindungszahl der Erregerbewicklung so geregelt wird, daß eine Sättigung der Eisenkerne nicht eintritt und die Empfindlichkeit gegenüber geringen Stromschwankungen des Erregerstromes sich auch in der rasch ansteigenden Magnetisierungskurve der Eisenkerne kundgibt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.