-
Motor- oder Scheibenrelais für Eisenbahnsicherungseinrichtungen An
die im Eisenbahnsicherungswesen benötigten Relais werden in vielen Fällen hohe Anforderungen
bezüglich der Empfindlichkeit gestellt. Z. B. müssen die Relais, die an Gleisstromkreise
angeschlossen sind, schon bei ganz geringen Stromänderungen zum Abfallen bzw. Anziehen
kommen. Hierfür verwendet man vielfach Relais mit gleichbleibendem Direhmornent,
also Motor- oder Scheibenrelais. Der die Kontaktvorrichtung b@edienende Hebel eines
solchen Relais übt nun ein Lastmoment auf die Rotorwelle aus, das nicht gleich,
sondern veränderlich ist. Ohne Berücksichtigung der durch den Hebel :durchgebogenen
Kontaktfedern würde lediglich durch das Gewicht des Hebels ein annähernd sinusförmig
verlaufendes Drehmoment auf die Welle ausgeübt werden. Diesem Drehmoment würde an
sich sehr einfach mit bekannten Mitteln entgegenzuwirken sein, z. B. durch ein Gegengewicht,
das im anderen Sinne um die Rotorwelle dreht als der Hebel. Derartige Gegengewichte
sind für viele Zwecke bekannt, z. B. für Signalflügel: Dadurch nun, daß der Hebel
in der abgefallenen Lage eine oder mehrere Kontaktfedern durchbiegt, -wird ein Teil
des von dem Hebel ausgeübten Drehmoments aufgehoben, während anderseits die in der
oberen Lage durchgebogenen Kontaktfedern das Lastmoment erhöhen. Hierdurch kommt
eine Verzerrung der erwähnten Sinuslinie und damit also eine Veränderung des Lastmoments
zustande, der man bisher kein ausgleichendes Moment entgegenzusetzen wußte. Es ist
lediglich bekannt, daß man das Kraftmoment dem Lastmoment im letzten Teil des Rotorwegs
angepaßt hat, indem man das wirksame Wechselfeld durch Zwischenstücke aus. unterteiltem
Eisen entsprechend beeinflußt hat.
-
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es trotz der unsymmetrischen
Verschiebung des Lastmoments durch Hinzukommen der Durchbiegung der Kontaktfedern,
-die einmal belastend, einmal entlastend wirken, möglich ist, mit einer Zusatzkraft,
also z. B. einem Gewicht, einen Ausgleich des Lastmoments zu schaffen, derart, daß
dieses annähernd gleichbleibt, wenn man die Zusatzkraft so anordnet, daß sie im
Verlaufe jeder Ankerbewegung von der positiven nach der negativen Richtung wechselt
und die Summe der von dem Hebel und den Kon; taktfedern zusammen mit der Zusatzkraft
ausgeübten Momente annähernd gleich dem Drehmoment des Rotors ist. Diese Art des
Ausgleichs des Lastmoments ohne Veränderung des gleichen Drehmoments ist einfacher
und
billiger als beispielsweise die obenerwähnte Einfügung von Zwischenstücken, durch
welche das Drehmoment zum Schlu:sse der Ankerbewegung erhöht werden soll, ganz abgesehen
davon, daß dieses Mittel nur für einseitig angeordnete Federn brauchbar ist. Anderseits
wird mit den an sich bekannten Abfallgewichten bei Relais o. dgl: etwas Derartiges
nicht erreicht und ist auch nie beabsichtigt gewesen. Für derbe Antriebe, wie für
Signalflügel, hat man bereits vorgeschlagen, eine Angleichung des Lastmoments an
das Drehmoment durch Zuhilfenahme einer Kurvenführung zu erreichen. Ein derartiges
mittel wäre für ein Relais schon deshalb nicht brauchbar, weil eine zusätzliche
nicht prüfbare Reibung innerhalb der Kurvenführung hervorgerufen wird, die dem Zweck,
das Relais so empfindlich wie möglich zu machen, gerade entgegenwirken würde. Als
Zusatzkraft, die nun gemäß der Erfindung im Verlaufe jeder Ankerbewegung von der
positiven Richtung nach der negativen Richtung wechselt, ward zweckmäßig ein Gewicht
verwendet. Das Gewicht kann jedoch auch ersetzt werden durch gleichwirkende Mittel,
wie eine Feder oder einen auf der Rotorwell:e sitzenden Anker, der durch einen permanenten
Magneten beeinflußt wird. Wichtig ist nur, daß in jedem Falle die Zusatzkraft von
der positiven Richtung in die negative Richtung übers.chwenkt und so gelagert ist,
daß in jedem Augenblick die Summe der Lastmomente von Hebel und Zusatzkraft annähernd
gleich dem Drehmoment des Rotors ist.
-
Der Erfindungsgegenstand ist in den Abbildungen beispielsweise näher
erläutert.
-
In Abb. i ist i der Kontakthebel, der mit Hilfe der Blattfedern 2,
3 in der oberen Lage den Kontakt q., in - der unteren Lage den Kontakt 5 schließt.
6 ist der Motor, der mittels einer Verbindungsstange 7 den Hebel i auf und ab bewegen
kann. Gemäß der Erfindung ist nun ein Gewichtshebel 8 vorgesehen, der auf der Motorwelle
sitzt und bei der Drehung der Motorwelle mit gedreht wird. Je mehr sich das Gewicht
8 der obersten Lage nähert, um so kleiner -wird auch das durch es erzeugte Drehmoment.
Anderseits ist das zum Anheben des Hebels i und der Stange 7 erforderliche Drehmoment
bei Beginn der .Bewegung am geringsten, da der am Kontakt 5 auftretende Kontaktdruck
den Hebel und das Gestänge trägt. Sobald der Hebel sich hebt, tritt sein Gewicht
mehr und mehr in Erscheinung und @muß durch ein ent; sprechendes Motordrehmoment
ausgeglichen werden. Außerdem tritt in der oberen Endlage des Hebels der zunehmende
Druck .an dem Kontakt 4 als Sonderlast hinzu. Der Gewichtshebel 8 muß nun so bemessen
und so angeordnet werden, daß ein möglichst gleiches, dem Motordrehmoment angepaßtes
Lastdrehmoment entsteht.
-
In Abb.2 sind die Kurven für die einzeln auftretenden Momente gezeichnet,
wobei der Einfachheit halber angenommen ist, daß ein stets: gleichbleibendes Motordrehmoment
vorgesehen ist, dem das Lastdrehmoment angepaßt werden soll, und daß außerdem der
Kontakthebel in dem Augenblick, wo er sich vollständig von dem Kontakt 5 abhebt,
bereits am Kontakt q. zum Anliegen kommt. Die Kurve g stellt die Veränderung des
Drehmoments dar, das erforderlich wird zum Anheben des Kontakthebels i und des Gestänges
7.Däe Kurve io zeigt demgegenüber die Veränderung des durch Anheben und Fallen des
Gewichts 8 erforderlichen Drehmoments. Man sieht, daß beide Kurven derart verlaufen,
da.ß ihre Summe praktisch nahezu eine gerade Linie ergibt, die z. B. durch die Linie
i i dargestellt ist. Das Drehmoment des Motors sei durch die Linie 12 dargestellt.
Hieraus ist also zu ersehen, daß infolge der Angleichung des Lastdrehmoments an
das Motordrehmoment eine ganz geringe Stromveränderung ausreicht, um den Hebel zu
senken. Dies, ist besonders dann von Wichtigkeit, wenn das Relais durch Kurzschließen
zum Abfallen gebracht werden soll, da ein solcher Kurzschluß sehr verschieden ausfallen
kann und also auch bei mangelhaftem Kurzschluß das Relais noch zum Abfallen gebracht
wird. Dies ist z. B. der Fall bei an die Gleise angeschlossenen Streckenrelais im
Eisenbahnsicherungswesen.
-
Man sieht aus der Abb. i, daß sich, aus den festgestellten Momenten
eine unsymmetrische Lagerung des Zusatzgewichts 8 in der einen Lage wie in der anderen
Lage ergibt, die in der Zeichnung gestrichelt angedeutet ist.
-
Dieser Grundgedanke kann auch bei dreistelligen Relais zur Anwendung
gebracht werden durch einfache Verdopplung der ganzen Anordnung, d. h. man braucht
ein zweites Gewicht 8, einen zweiten Kontakthebel i und eine zweite Verbindungsstange
7, -wobei nun der Motor einen oder mehrere Mitnehrner hat, die bei der einen 1)mehrichtung
des Motors die eine Kombination, bei der anderen Drehrichtung die andere Kombination
in Bewegung setzen. Ist der Motor stromlos, so sind beide Teile der Kombination
in der Ruhelage.