DE403734C - Induktionsrelais fuer Wechselstroeme mit regelbarer Verzoegerung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 4. OKTOBER 1924

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JVe 403734 ~ KLASSE 21 g GRUPPE 4

Compagnie pour Ia Fabrication des Compteurs et Materiel d'Usines ä Gaz

in Montrouge, Seine.

Induktionsrelais für Wechselströme mit regelbarer Verzögerung. Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. April 1923 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in Frankreich vom 29. April 1922 beansprucht.

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Induktionsrelais mit veränderlicher Verzögerung, in dem eine Scheibe oder eine Metallglocke, die sich auf ihrer Achse dreht, unmittelbar, also ohne Vermittlung einer Verbindung, der Einwirkung von zwei Kräftepaaren unterliegt, eines antreibenden und eines entgegenwirkenden. Für eine bestimmte Stromstärke ändert sich das antreibende Kräftepaar als Funktion des Drehungswinkels

des beweglichen Ankers tind folgt demselben Gesetz wie das entgegenwirkende Kräftepaar. Eine derartige Bauart setzt die Reibungen der beweglichen Teile auf ein Minimum herab und sichert zugleich die ständige Genauigkeit der Anzeigen.

Die Gegenkraft kann am basten von einer Feder geliefert werden, die mit Spannung arbeitet und unmittelbar auf die Achse der ίο Scheibe gesetzt ist, die unter der Wirkung einer besonderen Anfangsspannung steht. Die Gegenkraft kann als Funktion des Ausschlagwinkels des beweglichen Ankers nach einem linearen Gesetz sich ändern. Demgemäß wird auch das antreibende Kräftepaar so gewählt, daß es gleichfalls als lineare Funktion desselben Winkels sich ändert.

Man erhält dieses Ergebnis durch eins der folgenden Mittel:

i. Durch die Gestaltung der Scheibe nach einer Form, die so gewählt ist, daß sich die leitende Metalloberfläche, auf welche das Drehfeld wirkt, gleichförmig vergrößert;

2. durch Anordnung einer Scheibe von sich verändernder Dicke;

3. durch Anbringung von Löchern in der Scheibe, deren Abstand, Gestalt oder, wenn sie kreisförmig sind, deren Durchmesser man in beliebiger Weise ändert;

4. indem man die Scheibe aus mehreren Metallen von verschiedener Leitfähigkeit herstellt, und zwar in solcher gegenseitigen Anordnung, daß der Widerstand sich nach einem bestimmten Gesetz ändert.

In den Abbildungen ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert, und zwar in einer Ausführungsform, bei der das unter 1 genannte Hilfsmittel verwendet ist, d. h. eine am Rande entsprechend geschnittene Scheibe.

Es wird ohne weiteres klar werden, daß j ebensogut wie dieses unter 1 genannte Mittel j auch die unter 2, 3, und 4 erwähnten an- ■

wendbar sind. :

Abb. ι zeigt schematisch die Ansicht eines j Relais nach der Erfindung, Abb. 2 einen senkrechten Schnitt durch die Drehungsachse der Scheibe; Abb. 3 stellt eine Oberansicht der Kontakte dar; Abb. 4 zeigt die Oberansicht der Scheibe, und Abb. 5 und 6 erläutern den Unterbrechungsmagneten und die Schaltungsweise.

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Elektromagneten c mit Drehfeld, der das treibende Drehmoment liefert. Dieser wirkt auf eine Metallscheibe a, die unter seinen Polen sich drehen kann. Ein Eisen- j bügel d schließt den Magnetstromkreis unter- j halb der Scheibe, unter Belassung eines Luft- j spaltes, der durch eine Schraube e eingestellt ; werden kann. Durch diese Schraube kann die Stärke des Drehfeldes und damit die' Stromstärke geregelt werden, bei der die Scheibe in Drehung versetzt wird. Auf die Scheibe wirkt ferner die konstante Magnetif sierung zweier Magnete /, die die Bremskraft abgeben. Die Scheibe α sitzt auf einer Achse g, die sich senkrecht in geeigneten Lagern dreht. Um diese Achse ist eine Schraubenfeder h gewickelt, die die Gegenkraft bildet. Ein Anschlag k auf der Achse g liegt in der Ruhestellung auf einem Gegenanschlag ρ auf, dessen Stellung durch einen Antrieb m, η mittels eines Knopfes / geändert werden kann. Am oberen Ende der Achse ist ein anderer Arm i befestigt, der gegen das Ende des Ausschlagswinkels der Scheibe hin auf eine Gegenfeder / sich auflegt und hierbei einen elektrischen Kontakt schließt, der die Unterbrechung veranlaßt. j Die Wirkungsweise des Relais ist die folj gende: Der Feder h ist eine gegebene Anfangsspannung zu erteilen, die, wenn das Re- ! lais stromlos ist, den Anschlag k auf den : Gegenanschlag/; zieht. Die Stromstärke, die das Drehfeld des Magneten erregt, muß also j einen gewissen Wert erreichen, der von der Stellung des im Magnetkreis liegenden Bügels d abhängt, bevor die auf die Scheibe) wirkende Antriebskraft die von der Feder ausgeübte Gegenwirkung überwiegt. Das von der go Feder ausgeübte Drehmoment wächst in dem Maße, wie die Scheibe ausschwingt. Damit nun stets das Gleichgewicht zwischen beiden aufrechterhalten wird, ist es erforderlich, daß das von dem Drehfeld ausgehende antreibende Drehmoment sich in gleicher Weise vergrößert. Zu diesem Zweck ist die Scheibe, anstatt wie sonst kreisförmig gestaltet zu sein, am Rande nach einer Spirale ausgeschnitten in der Weise, daß die unter den Polstücken b und ο liegende Fläche der Scheibe bei deren Drehung nach demselben Gesetz wächst wie die Spannung der Feder h. Demgemäß bleibt während der ganzen Winkeldrehung der Scheibe, die ²/₃ oder höchstens ^s/₅ einer vollen Umdrehung beträgt, eine konstante Differenz zwischen den beiden auf sie wirkenden Drehmomenten bestehen. Die Bremsmagnete /, / setzen die Drehungsgeschwindigkeit der Scheibe auf eine geeignete Größe herab. Wenn unter diesen Bedingungen die Stromstärke die Größe hat, die zur Herbeiführung der Drehung der Scheibe ausreicht, so nimmt die Scheibe, wenn die Stromstärke gleichbleibt, eine konstante Geschwindigkeit an und dreht sich so weit, bis am Ende der Winkeldrehung der Anschlag i auf den Kontakt / auftritt.

Zum Ausgleich der Schwerpunktsverschiebung der Scheibe kann man an einem geeigneten Punkt dieser ein Gegengewicht anbringen, oder man kann am Rande der Scheibe ein Metallstück von solcher Gestalt ansetzen,

daß die Scheibe wieder kreisförmig wird. Dieses Metallstück muß dann einen sehr hohen Leitwiderstand und ungefähr dasselbe spezifische Gewicht haben wie das Metall der Scheibe. Oder man kann endlich die Scheibe an der Seite des Übergewichts mit Löchern versehen, die aber nicht in den Bereich -der Polstücke treten dürfen.

Es ist häufig erforderlich," die Kontaktfeder / so schwach zu wählen, daß zu ihrer Bewegung keine merkbare Vergrößerung des antreibenden Drehmomentes erforderlich ist. Dann werden aber die Abmessungen der Kontaktfeder zu klein, als daß man den Strom, durch den der Ausschalter erregt werden soll, durch die Feder leiten könnte. In diesem Fall wird die Kontaktfeder / nur zur Leitung eines Zweigstromes des Elektromagneten verwendet, und dieser schwache Strom erregt dann erst einen besonderen Magneten, der seinerseits wieder den Unterbrecherstrom steuert.

Bei dieser Anordnung schließt die Kontaktfeder / den Strom eines kleinen Elektromagneten q (Abb. S), dessen Anker r in der Ruhelage durch eine Feder s zurückgezogen ' wird. Die Verlängerung des Ankers, die unter dem Zug der Feder 5 Kontakt mit einem Stück t herstellt, breitet sich dann sehr schnell . aus, und der Kurzschluß des Unterbrechers, der durch diesen Kontakt hergestellt war, wird sofort unterbrochen, wobei der Unterbrechungsfunke durch das magnetische Feld eines Eisenstückes u gelöscht wird. Die Spule ν des Elektromagneten wird vom Relaisstrom erregt.

Diese verschiedenen Organe sind so miteinander verbunden, daß der denkbar geringste Stromverbrauch stattfindet. Im Fall eines dreipoligen Relais kann die Schaltungsweise angewendet werden, die in Abb. 6 beispielsweise dargestellt ist und in der amperemetrische Relais angenommen sind.

Die drei Stromtransformatoren 1, 2 und 3 senden ihre verschiedenen Ströme in drei Elektromotoren 4, 5 und 6, deren Scheiben im Fall der eingestellten Steigerung der Stromstärke die Kontakte 7, 8 und 9 schließen. Obgleich nun jeder dieser Kontakte seinen eigenen Unterbrechungsmagneten steuern kann, ist es in vielen Fällen weit einfacher, nur einen einzigen Unterbrechungsmagneten für alle drei Phasen anzuwenden, und das ist in der Schaltungsweise der Abb. 6 angenommen: Der Strom des Unterbrechers 10 ist zwischen zwei Phasen geschaltet und enthält den Unterbrechungskontakt 11, dessen Wicklung ständig im Stromkreis eines der drei Elektromotoren liegt. Die Wicklung des Unterbrechermagneten 13 ist von den Klemmen des Elektromagneten 12 abgezweigt, in diesem Stromkreis liegen die Kontakte 7, 8 und 9, die so geschaltet sind, daß die Schließung eines dieser Kontakte, gleichviel welches, den Elektromagneten 13 erregt. Es ist leicht ersichtlich, daß ähnliche Schaltungsweisen bei jedem besonderen Fall in entsprechender Anpassung angewendet werden können, gleichgültig ob für die Schließung; oder für die Unterbrechung eines Stromkreises.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Induktionsrelais für Wechselströme mit regelbarer Verzögerung, dadurch gekennzeichnet, daß das treibende Drehmoment als Funktion des Ausschlagwinkels des Ankers sich ändert, und zwar nach demselben Gesetz wie das von der Gegenkraft ausgeübte Drehmoment, so daß der Unterschied zwischen beiden Drehmomenten für den Betriebsbereich praktisch gleichbleibt.

2. Relais nach Anspruch τ, dadurch gekennzeichnet, daß das treibende Drehmoment durch Verwendung einer Kurzschlußscheibe oder -glocke gewonnen wird, die in einem Drehfeld angeordnet ist und einen mit dem Ausschlagwinkel veränderlichen Teil des Magnetkraftflusses auf- go nimmt, indem die Scheibe oder die Glocke entsprechend, z. B. nach einer Spirale, gestaltet ist, während die Gegenkraft durch eine vorgespannte Feder geliefert wird.

3. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das veränderliche, treibende Drehmoment durch eine im Magnetfeld .liegende Scheibe hergestellt ist, die an ihren verschiedenen Stellen von verschiedener Dicke ist oder deren Querschnitt durch Löcher beeinflußt ist, deren Größe und Stellung entsprechend gewählt werden.

4. Relais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Stromstärke, bei der das Relais ansprechen soll, gegenüber den Polen ein mit diesen einen den Anker aufnehmenden Luftspalt bildendes magnetisches Kurzschlußstück benutzt ist, dessen Stellung durch eine Regelungsschraube geändert werden kann, während auch die Schwingungsweite des Ankers einstellbar gemacht ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.