DE634771C - Elektrisches Relais mit Drehanker, insbesondere fuer Wechselstrom - Google Patents

Description

Bei elektrischen Relais werden entweder Klappanker unter dem Einfluß des von einer Erregerspule erzeugten Magnetfeldes an den Eisenkern herangezogen oder Drehanker innerhalb der Polschuhe des Magnetkerns bewegt. Werden die Drehanker in der Weise ausgebildet, daß sie an ihren Enden parallel - zur Fläche der Polschuhe verlaufen, dann besteht ein konstanter Luftspalt zwischen Ankerenden und Polschuhen über einen längeren Bereich des Ankers. Dies hat zur Folge, daß der magnetische Widerstand bei Drehungen des Ankers aus der eigentlichen Nullage heraus sich relativ nur wenig ändert, so daß diese Bewegungen bereits mit geringem Kräfteaufwand hervorgerufen werden können. Unter dem Einfluß der Gegenfeder treten daher bei Schwankungen des magnetischen Flusses leicht Ankervibrationen auf.

Um diese zu vermeiden, hat man bereits die Polschuhe und den Anker derart schneidenförmig ausgebildet und angeordnet, daß bei erregtem Magneten der magnetische Fluß praktisch durch die Schneiden verläuft. Hierdurch wird erreicht, daß das Feld an den einander gegenüberliegenden Schneiden konzentriert wird, so daß es sich schon bei geringen Bewegungen des Ankers durch starke Vergrößerung des wirksamen Luftspaltes sehr bedeutend verändert. Dieser Veränderung setzt das Feld einen hohen Widerstand entgegen. Der Anker wird infolgedessen in der Stellung des kleinsten magnetischen Widerstandes mit großer Kraft festgehalten, so daß Schwingungserscheinungen vermieden werden.

Um diese Festhaltekraft besonders groß zu gestalten, hat man die Enden des Ankers und der Polschuhe möglichst spitz ausgebildet, d. h. man hat die die Schneiden begrenzende Fläche des Ankers einerseits und der Polschuhe andererseits einen stumpfen Winkel miteinander einschließen lassen. Dadurch wird jedoch das Rückgangsverhältnis ungünstig beeinflußt. Hat sich nämlich der Anker aus seiner Nullinie herausbewegt, dann werden die Kraftlinien nicht mehr von Spitze zu Spitze verlaufen, sondern den günstigeren Weg von der Polspitze zu den abgeschrägten Flächen des Ankers nehmen. Dadurch wird jedoch die Kraftwirkung bedeutend vermindert, da sie nicht mehr tangential zur Drehbewegung, sondern in einem relativ großen Winkel hierzu verläuft. Infolgedessen sind die Amperewindungen, die ein Anziehen des Ankers zur Folge haben, viel größer als diejenigen, bei denen der Anker wieder abfällt. Das Verhältnis beider, das sogenannte Rüekgangsverhältnis, wird also von dem Wert 1 sehr weit abweichen, was in den meisten Fällen unerwünscht ist.

Um diese Nachteile zu beseitigen, werden erfindungsgemäß die Enden der Polschuhe und des Ankers derart ausgebildet, daß von den die Schneiden begrenzenden Flächen des Ankers einerseits und der Polschuhe andererseits diejenigen, die der Ankerabfallbewegung abge-

*} Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Karl Böckh in Berlin-Niederschönhausen und Gustav Brechlin in Petershagen, Ostbahn.

kehrt sind, einen spitzen Winkel miteinander einschließen, die beiden anderen einen stampfen Winkel. Hierdurch erhält man auch bei abgefallenem Anker eine nur geringe Abwe.i-; chung der Kraftlinien von der Tangente der" Bewegungsrichtung und damit ein Anziehest* des Ankers bei weit geringeren Amperewin-' düngen als bei den bekannten Einrichtungen. Das Rückgangsverhältnis wird infolgedessen ίο nahe an den Wert ι gebracht.

Das Relais eignet sich insbesondere für Wechselstrom. Auch bei Speisungen sehr kleiner Periodenzahl, etwa mit i6²/₃ Hertz, werden Schwingungserscheinungen unterdrückt und dennoch ein gutes Rückgangsverhältnis erzielt.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Abb. 1 ist mit ι der Drehanker bezeichnet, der zwischen den Polschuhen 2 beweglich angeordnet ist. Wie aus Abb. 2 zu ersehen, sind der Anker 1 und die Polschuhe 2 mit Spitzen 3 versehen, die bei erregtem Magneten einander gegenüberliegen. Die Spitzen sind so ausgebildet, daß sie an den Seiten 4, die bei der Ankerbewegung aus der gezeichneten Lage heraus unter dem Einfluß einer Feder 5 vorn liegen, stärker abgeschrägt sind als an den gegenüberliegenden Seiten, so daß die der Ankerabfallbewegung abgekehrten Flächen a und b von Polschuh und Anker einen spitzen Winkel miteinander einschließen, die anderen Flächen c, d einen stampfen Winkel. Sobald dann der Anker 1 sich dreht, entsteht sehr rasch ein großer Luftspalt zwischen ihm und den Polschuhen. Die Vergrößerung dieses Luftspaltes bedeutet aber einen großen Kraftaufwand, so daß selbst bei Schwankungen der magnetischen Kraft der erregenden Amperewindungen der Anker 1 in seiner Stellung verharrt. Man kann diese Wirkungsweise auch so erklären, daß sich an den Spitzen das gesamte magnetische Feld konzentriert, so daß gerade an dieser Stelle die Anzugskraft besonders groß ist und der Anker festgehalten wird. Bei der Bewegung des Ankers werden irgendwelche Schaltvorgänge ausgelöst oder nicht gezeichnete Kontakte betätigt.

Damit das Relais, das sowohl als Überstrom- als auch als Unterspannungsrelais v6rwendet werden kann, für annähernd gleiches Rückgangsverhältnis einstellbar ist, wird nach der Erfindung nicht die Feder 5 verstellt, sondern ein Luftspalt in den Magnetkreis eingeschaltet. Zu diesem Zweck sind Schenkel 10 des Magneten in dem Zapfen 6 beweglich gelagert. Die Bewegung wird durch einen Hebel 7 ausgeführt, der in der Mitte zwischen beiden Schenkeln mit einer Scheibe 8 verbunden ist. Die Scheibe 8 wirkt als doppelseitiger Hebel und ruft bei einer Drehung eine Schwenkung in gegenläufigem Sinne der bei-,•^rdten Schenkel 10 hervor. Dadurch wird, wie katts Abb. 3 zu ersehen ist, der Luftspalt innerhalb des Magneten verstellt. Es kann dadurch "erreicht werden, daß das magnetische Feld an den Polschuhen konstant bleibt bei verschieden großen Strömen in der Erregerwicklung 9. Infolgedessen herrschen bei verschieden starken Strömen die gleichen Kräfteverhältnisse zwischen den Polschuhen 2. Die Ansprech-Stromstärke kann also verändert werden, ohne daß die auf den Anker 1 ausgeübten Kräfte sich ändern.

Es hat sich gezeigt, daß bei einem derartigen Magneten das Rückgangsverhältnis bei kleinen Strömen 1,07, bei großen Strömen 1,05 beträgt, also praktisch konstant ist und in der Nähe von 1 liegt. Bei den bekannten Magneten ist dagegen das Rückgangsverhältnis bei kleinen Strömen ungefähr 1,1, bei großen Strömen 1,33. Es ändert sich also relativ stark und wird namentlich bei großen Strömen sehr viel schlechter als bei kleinen Strömen, während bei der Erfindung gerade bei großen Strömen noch eine Verbesserung des Rückgangsverhältnisses eintritt.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Elektrisches Relais mit Drehanker, insbesondere für Wechselstrom, bei dem die Polschuhe und der Anker derart schneidenförmig ausgebildet und angeordnet sind, daß bei erregtem Magneten der magnetische Fluß praktisch durch die Schneiden verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß von den die Schneiden begrenzenden Flächen des Ankers einerseits und der Polschuhe andererseits diejenigen, die der Ankerabfallbewegung abgekehrt sind (a, b), einen spitzen Winkel miteinander einschließen, die beiden anderen (c, d) einen stumpfen Winkel.
2. 2. Elektrisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Ansprechstromes in den beiden Magnet-Schenkeln zwangsläufig in gleicher Weise einstellbare Luftspalten vorgesehen sind.
3. 3. Elektrisches Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei feststehenden Polen beide Magnetschenkel drehbar gelagert und über Hebel mit einem in der Mitte zwischen beiden Schenkeln drehbar angeordneten weiteren Hebel derart verbunden sind, daß sie bei dessen Verstellung eine gegenläufige Bewegung ausführen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen