DE458535C - Wechselstromrelais nach dem Zweielemententyp - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Wechselstromrelais nach dem Zweielemententyp, welche so beschaffen sind, daß sie selektiv auf Strom von einer Frequenz ansprechen, dagegen nicht auf Strom von anderer Frequenz. Derartige Frequenzrelais sind bekannt, bei welchen zwei von einem magnetischen Kraftfluß durchströmte Polpaare vorhanden sind, die durch Induktion entgegengesetzte Drehmomente auf ein bewegliches Element ausüben.

Gemäß der Erfindung wird das verschiebende magnetische Feld für jeden Polsatz durch die vereinte Wirkung zweier Wicklungen erzeugt, von denen die eine beiden Polsätzen gemeinsam ist und die andere unabhängig erregt und in verschiedener Weise mit verschiedenen Teilen jedes Polsatzes verbunden ist.

Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt. In dieser zeigt Abb. 1 eine Draufsicht einer Ausführungsform des Relais nach der Erfindung. Diese Abbildung ist zugleich eine schematische Ansicht einer Aus f uhr ungs form einer Einrichtung, in welcher das Relais verwendet werden kann.

Abb. 2 zeigt das in Abb. 1 abgebildete Relais in Seitenansicht. Abb. 3 ist ein Schnitt nach der Linie III-III der Abb. 1. Abb. 4 ist ein Schnitt nach Linie IV-IV der Abb. 1 und Abb. 5 ist ein Schnitt nach Linie V-V der Abb. i.

Das in der Zeichnung als Ganzes mit dem Bezugszeichen R bezeichnete Relais umfaßt einen magnetisierbaren Kern 2, vorzugsweise aus weichen Eisenlamellen, der zwei Kraftlinienwege besitzt. Einer dieser Wege schließt ein Paar von Polstücken 3 und 3^a ein, die durch einen Luftspalt 4 getrennt sind, während der andere Weg ein Paar Polstücke 5 und 5^a enthält, die durch einen Luftspalt 6 getrennt sind.

Das Relais ist mit zwei Wicklungen 8 und 9 versehen. Die Wicklung 8 liegt auf einem Joch 28, das einen Teil des Hauptkörpers des Kerns 2 des Relais bildet, so daß der durch diese Wicklung geschaffene magnetische Fluß bestrebt ist, auf den zwei vorerwähnten Wegen zu strömen. Die andere Wicklung 9 hat die Form eines Streifens aus elektrisch leitendem Werkstoff und ist an den Polstücken 3» 3^a> S und 5^a, wie in den Abb. 3, 4 und 5 dargestellt, angebfacht. Um diese Wicklung aufzunehmen, ist jedes Polstück mit einem Schlitz versehen, wie bei 25 und 25° in Abb. 5 angedeutet. Die Wicklung 9 ist an den Polstücken 3 und 5 S-förmig gebogen, wie Abb. 3 zeigt, während an jedem der Polstücke 3^s und 5^a diese Wicklung nur durch den Schlitz 25° hindurchgeht. Wie besonders aus Abb. S ersichtlich, schafft die Wicklung 9, wenn sie mit Wechselstrom versorgt wird, einen magnetischen Kraftfluß, der in den Polstücken 5 und 5^a in dem durch Pfeile angedeuteten Weg fließt. Diese Wicklung schafft 6g einen magnetischen Fluß, der in gleicher Weise in den Polstücken 3 und 3⁰ fließt. Wenn die den beiden Wicklungen 8 und 9 zu-

geführten Wechselströme von gleicher Frequenz, aber in der Phase verschoben sind, so wird ein Verschiebendes magnetisches Feld in jedem Luftspalt-4 und 6 geschaffen, wobei die Verschiebungsvorrichtung in den zwei Luftspalten die gleiche ist, d. h. wenn das magnetische Feld in dem einen Luftspalt aufwärts verschiebt, so verschiebt das magnetische Feld in dem andern Luftspalt ebenfalls aufwärts, und umgekehrt.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Querschnitt jedes der Polstücke 3 und 3^a kleiner als der Querschnitt jedes der Polstücke 5 und 5°, so daß, falls nicht andere Mittel vorgesehen wären, das magnetische Feld in dem Luftspalt 6 stärker als das in dem Luftspalt 4 sein würde. Die Polstücke 5 und 5° sind indessen mit geschlossenen Leitern 7 bzw. 7^a (wie in Abb. 1 und 5 dargestellt) versehen, und diese haben die Wirkung, den magnetischen Widerstand, der sich den durch den Luftspalt 6 hindurchströmenden magnetischen Flüssen entgegenstellt, zu erhöhen.

Das Relais ist mit einem beweglichen Glied versehen, welches durch die verschiebenden magnetischen Felder in den Luftspalten 5 und 6 angetrieben wird. Bei der hier dargestellten Ausführungsform ist dieses Glied eine Scheibe oder ein Flügel 10 aus nicht magnetisierbarem, elektrisch leitendem Werkstoff, wie Aluminium, und auf einer Achse π gelagert. Die Scheibe 10 ist so angeordnet, daß sie an gegenüberliegenden Stellen von den verschiedenen Feldern in den zwei Luftspalten beeinflußt wird, und da diese Felder beide nach der gleichen Richtung verschieben, ist die Scheibe mit ihrem Drehpunkt zwischen den beiden Polpaaren gelagert. Hieraus folgt, daß das verschiebende Feld in dem Luftspalt 4 bestrebt ist, die Scheibe nach der einen Richtung zu bewegen, z. B. entgegengesetzt dem Sinne des Uhrzeigers, während das verschiebende Feld im Luftspalt 6 bestrebt ist, die Scheibe nach der andern Richtung, z. B. im Sinne des Uhrzeigers, zu bewegen. Die Scheibe 10 ist durch geeignete Mittel, z. B. ein Gegengewicht 14, nach einer Lage hin mit einem Überhang versehen, und die Scheibe steuert einen Kontakt 13 in solcher Weise, daß, wenn die Scheibe die Lage einnimmt, nach welcher sie infolge des Gegengewichts hinstrebt, dieser Kontakt offen ist, während, wenn die Scheibe in entgegengesetztem Sinne des Uhrzeigers aus der Überhanglage verschoben wird, der Kontakt geschlossen wird. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Kontakt 13 zwangläufig mit einem Arm 12 verbunden, der an der Spindel 11, auf welcher die Scheibe 10 gelagert ist, befestigt ist. Die Teile des Relais sind so bemessen -und eingestellt, daß, wenn die Wicklungen 8 und 9 mit Wechselstrom "von einer gegebenen Frequenz versorgt werden, die verschiebenden magnetischen Felder in den Luftspalten 4 und 6 gleiche Drehmomente auf die Scheibe 10 ausüben, so daß Kontakt 13 offen bleibt. Wenn der den Wicklungen des Relais zugeführte Strom indes eine abweichende Frequenz hat, z. B. eine höhere Frequenz, so verringern die geschlossenen Leiter 7 und 7^a die Größe des Kraftfmsses in den Polstücken 5 und 5^ö verhältnismäßig und verstärken in demselben Verhältnis die Größe des Kraftflusses in den Polstücken 3 und 3^a, so daß das auf die Scheibe 10 durch das verschiebende magnetische Feld im Luftspalt 4 ausgeübte Drehmoment größer ist als das auf diese Scheibe durch das verschiebende magnetische Feld im Luftspalt 6 ausgeübte Drehmoment. Die Scheibe 10 bewegt sich dann in der Ansieht Abb. 2 entgegen der Richtung des Uhrzeigers, so daß sie den Kontakt 13 schließt. Relais nach der Erfindung sind besonders geeignet für die Verwendung bei Eisenbahnsignalsystemen, wie z. B. dem schematisch in Abb. ι dargestellten System. In der Darstellung nach dieser Abbildung sind die mit 15, I5^a bezeichneten Geleiseschienen einer Eisenbahn durch isolierte Stöße 16 Unterteilt, so daß ein isolierter Schienenabschnitt A-B gebildet wird. Diese Schienen werden mit Fahrwechselstrom aus einem Generator G^p versorgt, dessen Klemmen mit den Schienen durch ausbalancierte Bünde 27 verbunden sind. Die Schienen sind wie gewöhnlich mit Bünden 26 versehen, um den Fahrstrom um die isolierten Stöße 16 herumzuleiten. Der Schienenabschnitt A-B ist mit einem Schienenstromkreis versehen, der dauernd mit Signalwechselstrom aus einem Generator- G^s durch Leitungsdrähte 19 und 19° versorgt wird, ■ die an die Schienen des Abschnitts durch Drähte 20 und 20° angeschlossen sind. Die Wicklung 8 des Relais R ist ferner an die Schienen des Abschnitts A-B durch Drähte 17 und 18 angeschlossen, und die Wicklung 9 wird dauernd mit Wechselstrom aus dem Generator G^s durch einen Transformator T gespeist, dessen Sekundärwicklung mit der Wicklung 9 verbunden ist, während die Primärwicklung durch Drähte 21 und 21⁰ mit den Leitungen 19 und 19° verbunden ist. Der Abschnitt A-B ist mit einem Signal 6" versehen, welches durch einen Stromkreis überwacht wird, der von dem Draht 19 durch Draht 22,- die Stelleinrichtung des Signals S, den Draht 23, Kontakt 13 des Relais R und Draht 24 nach dem Leitungsdraht xg^a führt. Der/von dem Generator G^p zugeleitete Fahrstrom und der Signalisierungsstroni, der vom Generator G^s zugeführt wird, sind von verschiedener Frequenz, z. B. kann die Fahr-

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frequenz 25 Perioden in der Sekunde und die Signalisierungsfrequenz 60 Perioden in der Sekunde sein. Das Relais J? ist so berechnet und bemessen, daß, wenn ein Strom von 60 Perioden beiden Windungen 8 und 9 zugeführt wird, auf die Scheibe 10 ein Drehmoment ausgeübt wird, das bestrebt ist, diese Scheibe entgegen dem Sinnendes Uhrzeigers bei der Ansicht nach Abb. 2 zu drehen, wodurch Kontakt 13 geschlossen und das Signal 5* auf »Fahrt« gestellt wird. Wenn indes Strom von Fahrfrequenz beiden Wicklungen 8 und 9 infolge eines Fehlers an dem Apparat zugeführt werden sollte, so würde die Wirkung dieses Stromes sein, daß die auf die Scheibe 10 durch die verschiebenden magnetischen Felder in den Luftspalten 4 und 6 ausgeübten Drehmomente ausgeglichen werden, so daß die Scheibe sich in ihre Ubergewichtslage, bei welcher der Kontakt 13 offen ist, und das Signal^ die Haltanzeige gibt, bewegen oder in dieser Lage verbleiben würde.

Wie in Abb. 1 dargestellt, ist der Abschnitt A-B von einem Zug C besetzt, dessen Räder und Achsen den Signalstrom von der Wicklung 8 nebenschließen, und diese Wicklung wird somit energielos, so daß keine verschiebenden magnetischen Felder in den Luftspal-

■30 ten 4 und 6 sind und die Scheibe 10 in ihrer Übergewichtsstellung ist, bei welcher der Kontakt 13 offen und das Signal 6" auf »Halt« gestellt ist. Wenn der Zug C aus dem Abschnitt A-B herausfährt, wird Signalstrom der Wicklung 8 zugeführt und das Relais somit betätigt, so daß es Kontakt 13 schließt, worauf das Signal 6" sich in die Fahrtstellung bewegt. '

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   ι. Wechselstromrelais nach dem Zweielementen typ, welches selektiv auf Strom von einer Frequenz anspricht, dagegen nicht auf Strom von anderer Frequenz, und zwei Polsätze umfaßt, welche durch Induktion entgegengesetzte Drehmomente auf einen Flügel oder ein anderes bewegliches Element ausüben, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebende magnetische Feld für jeden Polsatz (3, y ^un(i 5, S^a) durch die vereinte Wirkung zweier Wicklungen (8 und 9) erzeugt wird, von denen die eine (8) beiden Polsätzen gemeinsam und die andere (9) unabhängig erregt ist.
2. 2. Wechselstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die unabhängig erregte Wicklung (9) aufnehmenden Polsatzschlitze (25, 25°) die Polsätze (3, 3« und 5, s°) in zwei Teile teilen und die Wicklung (9) um die zwei Teile der Polstücke (3,5) in entgegengesetzter Richtung läuft als um die der Teile der Polstücke (3«, s^a).
3. 3. Wechselstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole (S' S^a) des einen Satzes von größerem Querschnitt als die (3, 3^a) des andern Satzes und durch einen kleineren Luftspalt getrennt sind, und die erstgenannten Pole (5, 5°) mit kurzgeschlossenen Leitern (7> 7^a) versehen sind, um die die beiden Polsätze (3, 3^a und 5, 5") durchströmenden Kraftflüsse gleichzumachen, wenn Strom einer besonderen Frequenz den Relaiswicklungen (8, 9) zugeleitet wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.