DE427424C - Induktionsrelais - Google Patents

Description

Es sind Induktionsrelais bekannt, bei welchen die Antriebsvorrichtung (eine Induktionsscheibe o. dgl.) in einem beweglichen Rahmenteil gelagert ist, dessen Stellkräfte derart bemessen sind, daß der Rahmenteil beim Überschreiten einer gewissen Stromstärke unter Einwirkung der auf die Scheibe öder einen entsprechenden Teil wirksamen Induktionskräfte geschwenkt wird. Erst dann gelangt daher die Antriebsvorrichtung mit dem Auslösemechanismus des Relais in Eingriff, und es wird die eigentliche Auslösebewegung eingeleitet. Hierbei ist vorausgesetzt, daß die auf den Induktionskörper in tangentialer Richtung wirkende Kraft des

Ij antreibenden Elektromagneten die die Antriebsvorrichtung in wirksame Lage überführende Kraft darstellt.

Man kann jedoch das angestrebte Ergebnis, die Überführung des Induktionskörpers in die für die Einleitung der Auslösebewegung wirksame Lage, auch dadurch erzielen, daß man den genannten Körper unter Einwirkung einer dem betreffenden Strom entsprechenden, aber in anderer Richtung als der tangentialen wirksamen Kraft stellt. Diese Kraft kann beispielsweise aus einer Komponente derselben Kraft bestehen, deren tangentiale Komponente den Induktionskörper in Umdrehung versetzt. In den meisten Fällen ist es aber besser, sie durch ein besonderes magnetisches Feld zu erzeugen, sei es durch die Anordnung eines magnetischen Nebenschlusses zum Antriebselektromagneten oder durch die Verwendung einer besonderen, von demselben Strom oder einem dazu proportionalen durchflossenen Spule. Unter dem Einfluß der genannten Kraft wird also der Induktionskörper beim Einrücken in wirksame Lage in einer anderen Richtung als der tangentialen verschoben. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß der Induktionskörper bequem derart ausgebildet bzw. zum wirksamen Feld angeordnet werden kann, daß die Tangentialkraft durch die Verschiebung verstärkt und durch eine entgegengesetzte Verschiebung wieder verschwächt werden kann. Hierdurch kann das »Kriechen« vollständig vermieden und die Rückführung erleichtert werden, ohne daß die Kupplung zwischen Induktionskörper und Auslösemechanismus lösbar zu sein braucht. Anstatt einer Ein- bzw. Auskupplung an dieser Stelle tritt in solchem Falle sozusagen eine Ein- bzw. Auskupplung des Induktionskörpers im Verhältnis zum Antriebsfelde.

Einige Ausführungsformen der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Abb. ι zeigt in Seitenansicht ein Relais mit einem gemeinsamen Magnetfeld, dessen auf den Induktionskörper wirkende Kraft sich in

zwei Komponenten teilt, eine tangentiale »Antriebskraft« und eine dazu senkrechte »Stellkraft«, die den Induktionskörper verstellt. Abb. 2 zeigt Seitenansicht und Abb. 3 Endansicht einer Ausführungsform, bei der die Stellkraft durch ein besonderes Magnetfeld erzeugt wird, das einen magnetischen Nebenschluß zum Antriebsfeld bildet. Abb. 4 endlich zeigt eine Ausführung, bei der das auch in einem magnetischen Nebenschluß eingehende Stellfeld nicht unmittelbar auf den eigentlichen Induktionskörper, sondern auf einen besonderen, damit mechanisch verbundenen Teil wirkt.

In sämtlichen dargestellten Ausführungsformen besteht der Induktionskörper aus einer Scheibe i, die sich zwischen den Polen eines Elektromagneten 2 bewegt. Die Spule des letzteren wird vom Strom durchflossen, für den das Relais wirksam sein soll. Der Induktionskörper kann jedoch ebensowohl anderer, z. B. zylindrischer Gestalt sein. Er ist in sämtlichen Ausführungsformen in einen Rahmen 4 aufgehängt, dessen Schwingbarkeit um eine Achse 5 durch zwei Anschläge 6 begrenzt ist, zwischen denen sich ein gewissermaßen als Gegengewicht dienender Teil 7 des Rahmens bewegt. Der Induktionskörper kann jedoch auch in anderer. Weise im Verhältnis zum Magneten 2 beweglich sein.

Die Pole des Magneten sollen derart eingerichtet sein, daß sie eine tangentiale Antriebskraft auf den Induktionskörper ausüben. Zu diesem Zwecke sind sie in bekannter Weise mit einer Hilfswicklung versehen, die einen Teil der Pole umfaßt und darin ein Feld anderer Phase als in dem übrigen Teil erzeugt. Die Hilfswicklung 8 ist in Abb. 1 derart schräg angebracht, daß die auf die Scheibe 1 wirkende Kraft einen gewissen Winkel mit der tangentialen Richtung bildet. Außerdem befindet sich die Scheibe in ihrer Anfangslage mit ihrem Außenrand den Polen gerade gegenüber, so daß die Wirkung auf sie bei einem gewissen Strom in der Spule 3 schwächer wird, als wenn die ganzen Polflächen von der Scheibe bedeckt sind. Durch eine geeignete, auf die Scheibe wirkende Gegenkraft, die beispielsweise in der im folgenden näher zu beschreibenden Weise erzeugt wird, kann man bewirken, daß das Feld bei dieser Lage im Verhältnis zur Scheibe diese nicht in Bewegung versetzen oder erhalten kann, selbst wenn die Stromstärke den zur Auslösung bestimmten Wert erreicht. Dagegen wird bei dieser Stromstärke die radiale Komponente der vom Felde auf die Scheibe wirksamen Kraft stark genug, die Scheibe nebst Aufhängevorrichtung zu heben, so daß sie die ganzen Polflächen bedeckt. Durch die Verstärkung, welche die Tangentialkraft dadurch erfährt, wird sie imstande, die Scheibe in Umdrehung zu versetzen.

Die obengenannte Gegenkraft, die die Drehung der Scheibe anfangs hindert, wird gemäß Abb. ι dadurch erzeugt, daß ein auf der Welle der Scheibe sitzendes Zahnrad 9 in ständigem Eingriff mit einem Zahnbogen 10 steht, der um eine Achse 11 im Rahmen 4 drehbar ist und ein gewisses unausgeglichenes Gewicht hat, das überwunden werden muß, bevor die Drehung anfangen kann. Dieser Zahnbogen hat eine Nase 12, die nach Zurücklegung eines bestimmten Weges aufwärts auf die Kontakte des Relais oder entsprechende Organe wirkt und die Auslösung herbeiführt. In dieser Ausführungsform ist die Kupplung zwischen dem antreibenden Induktionskörper und dem Auslösemechanismus also stetig, sie kann jedoch auch lösbar ausgeführt sein, falls man durch irgendeine andere Gegenkraft die Drehung der Scheibe 1 in der Normallage des Rahmens 4 verhindert. Die Abwärtsbewegung des Zahnbogens 10 wird durch einen Anschlag 13 am Rahmen 4 begrenzt.

Der stetige Eingriff zwischen den beiden Hauptteilen des Relais hat den Vorteil gegenüber einem nur zeitweisen Eingriff, daß der vom Auslösemechanismus zurückgelegte Weg genauer einstellbar wird, da er nicht von der Teilung der Eingriffsorgane abhängig wird. Hierdurch kann auch die Zeiteinstellung des Relais genauer gemacht werden. Dem Kriechen wird trotz des stetigen Eingriffs dadurch vorgebeugt, daß die die Umdrehung der Induktionsscheibe herbeiführenden Kräfte normal bedeutend verschwächt sind. Die Verschiebung der Induktionsscheibe in eine wirksamere Lage entspricht also hier ihrer Verschiebung in Eingriff mit dem Auslösemechanismus nach den obenerwähnten bekannten Einrichtungen.

In den Abb. 2 und 3 ist der Elektromagnet 2 mit zwei Paar Polen versehen, deren Kraftflüsse zueinander parallel liegen. Das eine Polpaar 14 hat eine Kurzschlußwicklung 15 derart angebracht, daß sie eine tangentiale Kraft auf die Scheibe 1 ausübt, während das andere Polpaar 16 mit seiner Wicklung 17 die Scheibe in radialer Richtung so verschiebt, daß sie unter stärkere Einwirkung des Polpaares 14 gelangt. Letzteres ist, wie das einzige Polpaar in Abb. 1, nahe dem Rande der Scheibe angebracht, während das Polpaar 16 bei einem Kranz von Löchern 18 in der Scheibe liegt, wodurch dasselbe Ziel erreicht wird, daß die Verschiebung die Induktionswirkung verstärkt. Statt einer derartigen Durchlöcherung kann man auch eine dünnere Stelle in. der Scheibe verwenden. Derartige Verschwächungen können auch dort angebracht sein, wo das antreibende Polpaar vor der Verschiebung wirkt. Im übrigen entspricht diese in den Abb. 2 und 3 gezeigte Ausführungsform in allem wesentlichen derjenigen nach Abb. 1.

In den beiden bisher beschriebenen Ausführungsformen kann der Magnet 2, da er im einen Falle ein Feld, im anderen eine Kraftkomponente besitzt, die auf die Scheibe nicht drehend einwirkt, gleichzeitig als Bremsmagnet dienen.

In Abb. 4 ist endlich eine Ausführungsform gezeigt, bei der das Feld, das zum Überführen der Induktionsscheibe in wirksame Lage zur tangential wirkenden Induktionskraft dient, nicht unmittelbar auf die Scheibe selbst wirkt, sondern auf ein besonderes Metallstück 19, das in dem die Scheibe tragenden Rahmen befestigt ist. Das auf diese Scheibe wirkende Feld 20 bildet einen magnetischen Nebenschluß zum eigentlichen Antriebselektromagneten 2. In dieser Ausführungsform ist auch ein besonderer Bremsmagnet 21 angeordnet, da das Antriebsfeld hier keine bremsende Komponente besitzt.

Für den Fall, daß der Eingriff zwischen Induktionskörper und Auslösemechanismus lösbar ausgeführt wird, ist es nicht notwendig, daß die tangential wirkende Induktionskraft am Rande oder an einer geschwächten Stelle des Induktionskörpers angreift, wie die Abbildungen zeigen, denn die Überführung in wirksame Lage bedeutet dann, daß der genannte Eingriff zustande kommt, und die auf den Induktionskörper wirkende Antriebskraft kann dann konstant sein.

Claims (11)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Induktionsrelais, bei welchem der zur Antriebsvorrichtung gehörende Induktionskörper von einer durch Zusammenwirkung eines magnetischen Wechselfeldes mit den im Induktionskörper induzierten Strömen erzeugten, dem wirksamen Strom entsprechenden Induktionskraft (Antriebskraft) in Umdrehung versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktionskörper der gleichzeitigen Einwirkung einer demselben Strom entsprechenden und in gleichartiger Weise erzeugten, jedoch in anderer Richtung als die Antriebskraft wirkenden Induktionskraft (Stellkraft) unterliegt, welche ihn in eine in bezug auf die Erzeugung der Drehbewegung wirksamere Lage zu bewegen sucht.
2. 2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Induktionskörper magnetisch wirkenden Teile derart angeordnet sind, daß sie insgesamt eine Kraft erzeugen, deren tangential wirkende Komponente die Antriebskraft und deren hierzu senkrechte Komponente die Stellkraft liefert.
3. 3. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktionskörper der gleichzeitigen Einwirkung von zwei getrennten magnetischen Feldern unterliegt, von denen das eine die Antriebskraft, das andere die Stellkraft liefert.
4. 4. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Stellkraft liefernde magnetische Feld einen magnetischen Nebenschluß zu dem die Antriebskraft liefernden bildet.
5. 5. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme der die Stellkraft erzeugenden Induktion nicht der eigentliche Induktionskörper, sondern eine mit ihm oder seiner Lagerungsvorrichtung verbundene besondere Einrichtung dient.
6. 6. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Feld und der damit zusammenwirkende Teil des Induktionskörpers derart zueinander angeordnet sind, daß die Verstellung des Induktionskörpers unter Einwirkung der Stellkraft eine Ver-Stärkung der Antriebskraft bewirkt.
7. 7. Relais nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine derartige gegenseitige Anordnung von magnetischem Feld und Induktionskörper, daß ohne Betätigung der Stellkraft 8g ein Teil des magnetischen Feldes außerhalb des Induktionskörpers veiläuft, nach der durch die Stellkraft bewirkten Verstellung jedoch das Feld den Induktionskörper als Ganzes durchsetzt.
8. 8. Relais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktionskörper an der Stelle, an welcher die Antriebskraft vor erfolgter Verstellung angreift, im Verhältnis zu der Stelle, wo diese Kraft nach der Verstellung zur Wirkung gelangt, durch Löcher oder durch Verminderung der Materialstärke geschwächt ist.
9. 9. Relais nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Induktionskörper auch an der Stelle geschwächt ist, an welcher die Stellkraft vor erfolgter Verstellung angreift.
10. 10. Relais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung mit dem Auslösemechanismus in der Weise stetig gekuppelt ist, daß sie ihn nicht vor der Verstärkung der Antriebskraft durch die Verstellung mitzunehmen vermag.
11. 11. Relais nach Anspruch 2 oder 3, da- no durch gekennzeichnet, daß das die Stellkraft liefernde magnetische Feld gleichzeitig als Bremsfeld für den Induktionskörper dient.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.