DE438121C - Relais mit einem in einem magnetischen Kreis liegenden und bei Erwaermung durch den Strom seinen Magnetismus ganz oder teilweise verlierenden Koerper - Google Patents

Description

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Die Zeitrelais nach dem Thermoprinzip, bei denen also die von dem hindurchfließenden Strom in einem Wärmekörper erzeugte Wärme aufgespeichert wird und, nachdem sie die Temperatur des Speichers bis an eine gewisse Grenze gesteigert hat, eine Auflösebewegung in irgendeiner Weise herbeiführt, werden oft besonders als Schutz für kleinere Belastungsgegenstände, wie einzelne Motoren und Heizelement, für zweckmäßig erachtet. Es eignen sich nämlich solche Relais dazu, die Temperaturschwankungen der Belastungsgegenstände mehr oder weniger genau nachzuahmen. Sie können deshalb leicht so eingestellt werden, daß sie eben im Augenblicke einer wirklichen Gefahr auslösen. Für die Auslösung wird gewöhnlich entweder das Schmelzen des Wärmekörpers selbst oder eines benachbarten Teiles benutzt, was nicht sehr zweckmäßig ist, da hierdurch die Ein-

ao führung von Ersatzteilen notwendig wird. Auch durch die Erwärmung erzeugte Formveränderungen werden benutzt, die jedoch ziemlich klein werden und langsam erfolgen, so daß sie im allgemeinen durch einen besonderen Mechanismus mit Federn oder Elektromagneten in eine schnellere Auslösebewegung umgesetzt werden müssen. Man erhält so ein ziemlich verwickeltes System von beweglichen Teilen, das leicht in Unordnung geraten kann.

Das Zeitrelais mit Wärmekörper und Elektromagneten nach der Erfindung hat nur eine Mindestzahl von beweglichen Teilen und ist deshalb äußerst einfach und betriebssicher. Zu diesem Zweck geht die Erfindung von der an

sich bekannten Bauart aus, bei der ein im magnetischen Kreis liegender Körper durch den Strom erwärmt wird und dabei seinen Magnetismus mehr oder weniger verliert. Bei den bekannten Relais dieser Bauart bildet der Wärmekörper einen Teil des beweglichen Ankers, wobei seine Erwärmung bzw. die Stromzuführung ziemlich umständliche Mittel erfordert, die das Gerät wenig betriebssicher machen. Nach der Erfindung dagegen bildet der unter der Erwärmung magnetisch geschwächte Körper einen Teil der festen Magnetkreisanlage, wodurch es möglich wird, als einzig beweglichen Teil des Relais einen gewöhnlichen Magnetanker nebst einem Kontakt zu verwenden.

Der übrige magnetische Kreis besteht zweckmäßig größtenteils aus Eisen, und der Wärmekörper kann in unmittelbarer Nähe am Luftspalt beim Anker liegen, was gewöhnlich zu empfehlen ist, oder an anderer Stelle.

Eisen und Legierungen größeren Eisengehalts verlieren im allgemeinen ihre ferromagnetischen Eigenschaften erst bei verhältnismäßig hoher Temperatur (Rotglut) und sind deshalb weniger für den vorliegenden Zweck geeignet, obgleich Fälle eintreten können, wo auch sie verwendbar sind. Dagegen ist Nickel sehr geeignet, sei es allein oder in gewissen Legierungen. Reines Nickel verliert vollständig seine ferromagnetischen Eigenschaften bei etwa 300 ° C und seine natürliche Legierung mit Kupfer, das sogenannte Monelmetall (enthaltend ungefähr ²/₃ Ni und ¹Z₃ Cu), bereits bei etwa .90° bis 100 ° C. Durch Legierungen von Nickel mit Kupfer in anderen

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Verhältnissen kann man beinahe jeden Wert der j kritischen Temperatur unter 300 ° erreichen. In j gewissen Fällen verläuft die Beziehung zwischen I Permeabilität und Temperatur mehr nach einer j 5 Geraden; in anderen sinkt die erstere bei einem j gewissen kritischen Wert des letzteren schneller. ' Beide Formen sind verwendbar, die letztere ist jedoch im allgemeinen besser geeignet.

Eine andere Art von Legierungen, die.bei ge-10 wohnlicher Temperatur ferromagnetische Eigenschaften haben, diese aber bei verhältnismäßig niedriger Übertemperatur verlieren, sind die sogenannten Heuslerschen Legierungen, die aus Aluminium und Mangan mit oder ohne Zusatz 15 von Kupfer bestehen.

Eine geeignete Ausführungsforrn der Erfindung ist in der Zeichnung in Abb. 1 in Seitenansicht und in Abb. 2 im Grundriß unter Entfernung gewisser Teile dargestellt. 20 ι ist ein Elektromagnet mit dreischenkligem Kern, in dessen Mittelschenkel der Anker 2drehbar gelagert ist, so daß er verschiedene Lage einnehmen kann, je nachdem die Anziehung des einen oder anderen Außenschenkels stärker ist. 25 Im Ruhezustand wird vorausgesetzt, daß der Anker stärker vom linken Schenkel angezogen wird, so daß er die gezeichnete Lage einrammt. Zwischen dem eigentlichen Eisenkern dieses Schenkels und dem Anker ist jedoch ein Stück 3 30 aus einer Nickel-Kupfer Legierung 0. dgl. eingelegt, das unter dem Einfluß des Stromes erwärmt wird. In der dargestellten Ausführungsform geschieht dies dadurch, daß das im Zickzack aufgeschnittene Stück 3 vom Sekundär-55 strom eines Stromtransformators durchflossen wird, dessen Kern aus dem Magnetkern und ! dessen Primärwicklung aus einer Spule 4 besteht. j Die Sekundärwicklung ist eine auf demselben ■ Kern angebrachte Spule mit wenigen Win-(to düngen.

j Wenn der Strom in der Spule 4; d. h. auch im i Widerstandsstück 3, über einen gewissen Wert I wächst, steigt die Temperatur im genannten Stück so viel, daß seine Permeabilität beträcht-45 lieh unter den Normalwert sinkt. Die magne- : tische Induktion wird deshalb in den anderen ι Außenschenkel des Magneten hinübergezwungen, und schließlich überwiegt die Anziehung dieses Schenkels, so daß der Anker umschlägt Bo und einen beweglichen Kontakt 6 gegen einen ^: festen, 7, drückt oder irgendeine andere Auslöse-, bewegung ausführt. Die Anordnung kann so sein, daß die Auslösebewegung nicht eintritt, 1 bevor das Stück 3 praktisch seine ferromagnei> 5 tischen Eigenschaften verloren hat, oder auch I so, daß die Auslösung bereits erfolgt, sobald : seine Permeabilität wesentlich vermindert ist.

Die Einstellung des Relais für verschiedene Stromstärken bzw. Auslösezeiten kann in bekannter Weise teils durch die Einschaltung eines größeren oder kleineren Teiles der primären Magnetspule 4 mittels einer Reihe von Klemmen 8, teils durch eine Schraube 9 erfolgen, die den Normalwert der Luftspalte an beiden Enden des Ankers regelt. Eine Feder 10 hält den Anker in Normalstellung, wenn das Relais stromlos ist. Wie schon angedeutet, können verschiedene Abänderungen der beschriebenen Anordnung im Rahmen der Erfindung vorgenommen werden. So braucht z. B. das der Erwärmung ausgesetzte magnetische Stück 3 nicht selbst strömführend zu sein, sondern kann von einer benachbarten Widerstandwicklung erwärmt werden. Dies kann z. B. bei Gleichstrom zweckmäßig sein, der nicht transformiert werden kann. Das genannte Stück braucht nicht nahe am Luftspalte zwischen Magnetkern und Anker zu liegen, sondern kann auch innerhalb des ersteren angebracht sein. Der Elektromagnet kann von anderer. Art als der gezeigte sein, beispielsweise, wie gewöhnlieh, zweischenklig oder solenoidartig, wobei der Anziehung durch eine Feder entgegengewirkt wird. Anstatt eines gewöhnlichen Magnetankers kann man bei Wechselstrom eine Ferrarisscheibe verwenden usw.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Relais mit einem in einem magnetischen Kreis liegenden und bei Erwärmung durch den Strom seinen Magnetismus ganz oder teilweise verlierenden Körper, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Wärmekörper ein Bestandteil der festen Magnetkreisanlage ist.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmekörper im Luftspalt zwischen dem festen Elektromagnetteil und dem Anker liegt.

3. Relais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmekörper selbst vom Strom durchflossen wird.

4. Relais nach Anspruch 1 bis 3, bei dem der Wärmekörper als Hauptbestandteil Nikkei enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Nickel mit Kupfer legiert ist.

5. Relais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmekörper aus einer sogenannten Heuslerschen Legierung besteht.

6. Relais nach Anspruch 1 his 5, bei dem der Mittelschenkel eines dreischenkligen Magneten den beweglichen Anker trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmekörper in einem der Außenschenkel liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.