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Wechselstrom-Zeitrelais. Bei einer Reihe bekannter Bauarten von Wechselstrom-Zeitrelais
pflegt man in den Eisenkreis, welcher den Arbeitsanker des Relais enthält, außerdem
noch das ebenfalls elektromagnetisch bewegte Zeitwerk einzufügen, das meist als
Ferrarisscheibe oder -trommel ausgebildet war. Nun ist aber die Genauigkeit sowohl
dieser Zeitrelais als derjenigen mit rein mechanischem Zeitwerk nicht groß und läßt
sich kaum über 11. Sekunde steigern. Da man nun zum Schutz elektrischer Starkstromanlagen
vielfach Zeitrelais mit gestaffelter Zeiteinstellung benutzt, so wird für die zuletzt
ansprechenden Relais die Auslösezeit oft länger, als es für den Betrieb der Anlage
erwünscht ist.
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Bei dem Zeitrelais nach der Erfindung wird nun dieEinstellgenauigkeit
erheblich vergrößert, indem das erreichbare Staffelungsintervall nur eine Wechselstromperiode,
d. h. bei z. B. a5 Perioden"/" Sekunde, beträgt. Das wird durch Verwendung eines
bei elektrischen Uhren bereits zu anderen Zwecken bekannten Schwingankers zum Antrieb
des Zeitwerkes erreicht, dessen Eigenschwingungszahl gleich oder größer ist als
die Periodenzahl des das Relais erregenden Wechselstromes. Wesentlich ist dabei,
daß der Schwinganker abgestimmt ist und unmittelbar von den Höchstwerten der Wechselstromwellen
periodisch angetrieben wird.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel für die Erfindung ein
Relais dargestellt, das bei Überstrom durch eine Teilanziehung des Hauptankers in
Betrieb gesetzt wird, ein Mechanismus, der ausführlich in der Patent-
Schrift
28'7 411 beschrieben ist. Das Relais ist in der geschlossenen Stellung, also nachdem
es angesprochen hat, veranschaulicht, und zwar sind die Teile des Zeitwerks vor,
diejenigen des Auslösemechanismus hinter der Lagerplatte m liegend angenommen, erstere
daher ausgezogen, letztere gestrichelt gezeichnet.
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Wodurch sich das neue Relais von den bisherigen Bauarten unterscheidet,
ist der mit einem Schaltwerk verbundene Schwinganker d, der im Eisenkreis des Relaismagneten
a liegt und um die Achse a im Takte der Wechselzahl des die Spule c erregenden
Wechselstroms schwingt, innerhalb des strichpunktiert und ausgezogen gezeichneten
Bereiches. Die Feder f wirkt im Sinne der Luftspaltvergrößerung, die Magnetanziehung
dagegen. Die beiden Stellschrauben g begrenzen den freien Ausschlag des Ankers d.
An denselben ist die Stoßstange k des Schaltwerks angelenkt, die in die Sperrzähne
des Rades h eingreift und von der Feder n angedrückt wird. Durch die
Feder i wird die Rückdrehung des Sperrades lt verhindert.
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Der Anker d, die Feder f und die Stange k
bilden
ein schwingendes System, dessen Eigenperiode gleich oder höher liegen muß als die
Periodenzahl des erregenden Wechselstromes. Da der Anker bei jeder Halbperiode des
Wechselstromes einmal angezogen wird, schwingt er beispielsweise bei 25periodischem
Strom 5omal hin und her. Mit jedem Stoß wird das Sperrad h um einen gewissen Betrag
weitergedreht, dessen Größe vom Hub der Stange k abhängt und durch Einstellung der
Stellschrauben g verändert werden kann. Werden diese Schrauben so eng gestellt,
daß sich die Stoßstange nur um eine Zahnteilung verschieben kann,. so werden in
der Sekunde 50 Zähne gefördert; hat das Rad 50 Zähne, so macht es
in einer Sekunde eine volle Umdrehung. Wird der Hub von k auf mehrere Zahnteilungen
eingestellt, so steigt die Drehzahl des Rades h entsprechend auf das Mehrfache.
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Auf der Welle des Sperrades h sitzt dann in bekannter Weise das Ritzel
o, das nach erfolgter Teilanziehung des Auslöseankers b gegen die Feder r in das
mit Anschlagstift q versehene Zahnsegment p eingerückt wird. Am Schluß der Drehbewegung
des Segmentes p hebt der Anschlagstift q die am freien Ende des Hebels u sitzende
Sperrklinke t von der Nase des Hebels s, worauf die völlige Anziehung des Ankers
b erfolgen kann und die Teile des Relais die in der Zeichnung dargestellte Lage
einnehmen.
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Unter Umständen ist es vorteilhaft, das Ankerspiel etwas größer zu
machen als den notwendigen Stoßstangenhub; dies wird in einfacher Weise dadurch
erreicht, daß die Stoßstange mit einem Schlitz v versehen ist.
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Die Auslösezeit des Relais ist, wie man erkennt, lediglich von der
Periodenzahl des Wechselstromes, nicht aber von der Stromstärke abhängig. Wird jedoch
Stromabhängigkeit gewünscht, so kann man diese dadurch erreichen, daß man die Begrenzungsanschläge
g des Schwingankers d gemäß Abb.2 nicht starr macht, sondern mit Federn w ausrüstet.
Je stärker dann der Strom ist, um so größer wird die Amplitude der Ankerschwingung
und desto mehr Zähne des Sperrades h Nverden von der Stoßstange
k
pro Hub erfaßt, wodurch die Ablaufzeit sinkt.
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Andere Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind möglich,
z. B. mit Schwingankerformen nach Abb. 3 oder 4.