DE688827C

DE688827C - Relay whose armature is actuated when the supply current is interrupted

Info

Publication number: DE688827C
Application number: DE1937A0082781
Authority: DE
Inventors: Merton Robert Miller
Original assignee: Associated Electric Laboratories Inc
Current assignee: Associated Electric Laboratories Inc
Priority date: 1936-05-06
Filing date: 1937-04-29
Publication date: 1940-03-02
Also published as: US2152524A; BE421449A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Relais, dessen Anker bei Unterbrechung des Speisestromes betätigt wird.The invention relates to a relay whose armature when the supply current is interrupted is operated.

Bei den bisher diesbezüglich bekanntgewordenen Relais handelt es sich um solche, die wie die bekannten Verzögerungsrelais mit einem besonderen Kupferklotz versehen sind. Dieser Kupferklotz nimmt etwa den halben Wickelraum der Relais in Anspruch. DerThe relays known so far in this regard are those which, like the well-known delay relays, are provided with a special copper block. This copper block takes up about half the winding space of the relay. Of the

ίο Raum für die Wicklung -der Relais ist daher stark beschränkt, so daß zur Unterbringung der erforderlichen Windungen unter Umständen die Abmessungen der Relais größer gewählt werden müssen. Außerdem tritt bei diesen Relais noch der Fall ein, daß sie auch bei Überstrom zum Ansprechen kommen. Denn sie sind mit einem besonderen Eisenkreis ausgerüstet, der gewissermaßen einen magnetischen Kurzschluß für die sonst durch den Luftspalt zwischen Anker und Kern verlaufenden Kraftlinien bildet, so daß, wenn der Strom so stark ansteigt, daß das den magnetischen Kurzschluß bildende Eisen mit Kraftlinien gesättigt ist, die durch den Überstrom erzeugten zusätzlichen Kraftlinien der Wicklung durch den Luftspalt zum Anker gedrückt werden und denselben anziehen.ίο Space for the winding - the relay is therefore severely limited, so that to accommodate the necessary turns under certain circumstances the dimensions of the relays must be chosen larger. In addition, the case occurs with these relays that they too respond in the event of overcurrent. Because they are with a special iron circle equipped, which to a certain extent a magnetic short circuit for the otherwise through the air gap between the armature and core forming lines of force, so that if the current rises so strongly that the iron forming the magnetic short-circuit is with it Lines of force is saturated, the additional lines of force generated by the overcurrent Winding are pressed through the air gap to the armature and tighten the same.

Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß das Relais mit zwei oder mehreren Wicklungen ausgerüstet ist, die bezüglich ihres Wicklungssinns und ihrer Streuverhältnisse so angeordnet sind, daß die beim Schließen des Speisestromkreises zustande kommenden, den Anker durchsetzenden Magnetfelder sich nahezu oder vollständig aufheben, während bei Auftrennen* des Speisestromkreises Magnetfelder entstehen, die sich gegenseitig unterstützen, so daß eine Ankerbeeinflussung erfolgt.The present invention avoids these disadvantages in that the relay with two or several windings is equipped, which with regard to their winding sense and their Scatter ratios are arranged so that when the supply circuit is closed Coming magnetic fields penetrating the armature almost or completely cancel each other out, while when the supply circuit is disconnected * Magnetic fields arise that support each other, so that an anchor influence he follows.

Zur Erläuterung des Lösungsgedankens sollen die beiliegenden Fig. 1 und 2 dienen. In der Fig. 1 ist der konstruktive Aufbau desThe attached FIGS. 1 and 2 are intended to explain the solution. In Fig. 1, the structural design of the

Relais wiedergegeben, während in der Fig. 2 ein Anwendungsbeispiel dieses Relais in einer Relaiskette gezeigt ist.Relay reproduced, while in Fig. 2 an application example of this relay in a Relay chain is shown.

Wie aus der Fig. ι zu ersehen ist, besteht das Relais aus einem Kern 2, einem Joch 3 und einem Ankers, der an einem Ansatz4 am Joch drehbar gelagert ist. Diese Konstruktionsteile sind dieselben wie bei den üblichen Fernsprechrelais. Die Kontaktfedern können in bekannter Weise auf dem Joch 3 des Relais befestigt werden; sie sind in der Fig. ι nicht gezeigt.As can be seen from the Fig. Ι, consists The relay consists of a core 2, a yoke 3 and an armature, which is attached to an approach 4 is rotatably mounted on the yoke. These structural parts are the same as the usual ones Telephone relay. The contact springs can be mounted on the yoke 3 in a known manner of the relay to be attached; they are not shown in FIG.

Das Relais hat zwei Wicklungen 7 und 8, die in entgegengesetztem Wickelsinn auf dem Kern aufgebracht sind. Das Relais ist also ein Differenzrelais. Die Windungszahlen beider Wicklungen sind gleich. In Reihe mit der Wicklung 7 des Relais Hegt ein induktionsfreier Widerstand 9.The relay has two windings 7 and 8, which are wound in opposite directions on the Core are applied. The relay is therefore a differential relay. The number of turns of both Windings are the same. In series with the winding 7 of the relay there is an induction-free one Resistance 9.

Außerdem mag noch, aber das ist nicht unbedingt notwendig, ein Hilfspol 6 vorgesehen sein. Dieser Hilfspol sitzt auf dem Kerns, und zwar in der Mitte desselben; er erstreckt sich gegen das Joch 3 hin. Zwischen dem Hilfspol 6 und dem Joch 3 liegt ein beträchtlicher Luftspalt.In addition, an auxiliary pole 6 may still be provided, but this is not absolutely necessary be. This auxiliary pole sits on the core, in the middle of it; he extends against the yoke 3. Between the auxiliary pole 6 and the yoke 3 there is a considerable one Air gap.

Wenn nun der Speisestromkreis des Relais am Schalter iC geschlossen wird, fließt ein Strom durch die parallel geschalteten Wicklungen 7 und 8 in entgegengesetztem Sinne. Der Widerstand 9 mag nun einen solchen Wert haben, daß die Amperewindungen der Wicklung 7 derart herabgesetzt sind, daß diese Wicklung nahezu, aber nicht vollständig ausreichend ist, die magnetische Wirkung der Wicklung 8 in dem magnetischen Kreis über Kern 2, Anker 5 und Joch 3 in Reihe aufzuheben. Der Anker des Relais wird daher, wenn der Speisestromkreis geschlossen wird, schon ein wenig untee der Wirkung des Magnetflusses, der durch die Wicklung 8 erzeugt ist, stehen.If the supply circuit of the relay is now closed at switch iC, flows in Current through the parallel-connected windings 7 and 8 in opposite directions. The resistor 9 may now have such a value that the ampere turns of the winding 7 are so reduced that this winding is almost, but not completely sufficient, the magnetic effect of the To cancel winding 8 in the magnetic circuit via core 2, armature 5 and yoke 3 in series. The armature of the relay is therefore already a little under the effect of the magnetic flux when the supply circuit is closed, which is generated by the winding 8, stand.

Zur gleichen Zeit wird nun durch die Wicklung 8 in dem magnetischen Kreis über die untere Hälfte des Kernes 2, den Hilfspol 6 und den unteren Teil des Joches 3 ein beträchtlicher Streufluß erzeugt. Dieser Streuflttß ist sehr viel größer als der durch den Anker verlaufende Fluß, welcher als Ansprechfluß bezeichnet werden soll. Bs kann also bei Schließen des Speisestromkreises die Wicklung 7 so betrachtet werden, als ob durch sie kein Fluß erzeugt und infolgedessen auch keine Energie aufgespeichert wird, während die Wicklung 8 einen geringen Ansprechfluß und einen beträchtlichen Streufluß erzeugt, der die Aufspeicherung einer beträchtlichen Energie darstellt.At the same time is now through the winding 8 in the magnetic circuit across the lower half of the core 2, the auxiliary pole 6 and the lower part of the yoke 3 generates considerable leakage flux. This stray leak is much larger than the flow through the anchor, which is used as the response flow should be designated. When the supply circuit is closed, the winding 7 can therefore be viewed as if through it generates no flow and consequently no energy is accumulated while the winding 8 generates a low response flux and a considerable leakage flux, which represents the storage of a considerable amount of energy.

Wenn nun der Speisestromkreis am Schalter K unterbrochen wird, sinkt der Stromfluß in der Wicklung 7 unmittelbar auf Null, da die Wicklung· keinen magnetischen Fluß erzeugt hat. Wicklung 8 jedoch hatte hauptsächlich in dem Streufluß, der durch den Hilfspol ging, ein beträchtliches Feld erzeugt, . dessen Abbau nun dazu dient, den Stromfluß in der Wicklung 8 in derselben Richtung aufrechtzuerhalten. Es kommt daher ein Stromfluß in einem Ortsstromkreis zustande, der über die Wicklungen 8 und 7 sowie den Widerstand 9 in Reihe verläuft. Da dieser Strom jetzt die Wicklung 7 in umgekehrter Richtung wie der ursprüngliche Speisestrom durch-'fließt, unterstützen sich die Wicklungen 7 und 8 nunmehr gegenseitig. Der Lokalstromkreis stellt daher ein Mittel dar, in welchem die in dem Streufluß gespeicherte Energie in Strom verwandelt wird, so daß dieser induzierte Strom in dem Kern über den Anker und das Joch einen magnetischen Fluß erzeugt, der den Anker betätigt.If the feed circuit at the switch K is interrupted, the current flow in the winding 7 drops immediately to zero, since the winding has not generated any magnetic flux. However, winding 8 had created a significant field mainly in the leakage flux passing through the auxiliary pole,. whose reduction now serves to maintain the flow of current in the winding 8 in the same direction. There is therefore a current flow in a local circuit which runs in series via the windings 8 and 7 and the resistor 9. Since this current now flows through the winding 7 in the opposite direction as the original feed current, the windings 7 and 8 now support one another. The local circuit therefore provides a means in which the energy stored in the leakage flux is converted into current, so that this induced current creates a magnetic flux in the core via the armature and the yoke which actuates the armature.

Die Betätigung des Relais findet nun, wie üblich, statt. Seine Justierung und die Regulierung des Widerstandes ist nicht besonders kritisch. Sobald der Wert des Widerstandes 9 genügend hoch gewählt wird, entsteht ein beträchtlicher Ansprechfluß, der das Ansprechen des Relais bei Unterbrechung des Speisestromes unterstützt. Da aber andererseits der Widerstand 9 auch in dem Ortsstromkreis liegt, bleibt der induzierte Strom geringer. Wird der Widerstand 9 aber kleiner gewählt, so daß die Wicklung 8 einen geringen oder gar keinen Ansprechfluß erzeugt, so läßt der kleinere Widerstand 9 dafür einen größeren induzierten Strom fließen. Der Widerstand 9 kann daher innerhalb eines großen Bereiches verändert werden, ohne daß dabei die Arbeitsweise des Relais wesentlich beeinflußt wird. Der Widerstand muß nur so gewählt werden, daß die Wicklung 7 keinen Ansprechfluß umgekehrter Richtung erzeugt, d.h. wenn bei geschlossenem Speisestromkreis irgendein Fluß 'durch den Anker 5 verläuft, darf dieser nur durch das Überwiegen der Wicklung 8, aber nicht durch den Einfluß der Wicklung 7 fließen. ■The relay is now operated as usual. Its adjustment and regulation of resistance is not particularly critical. As soon as the value of the resistor 9 is chosen to be sufficiently high, there is a considerable flow of response, the response of the relay when the supply current is interrupted. But on the other hand the Resistance 9 is also in the local circuit, the induced current remains lower. If the resistor 9 is selected but smaller, so that the winding 8 has a low or generates no response flow at all, the smaller resistor 9 leaves a larger one induced current flow. The resistor 9 can therefore be within a wide range can be changed without significantly affecting the operation of the relay. The resistance only has to be chosen so that the winding 7 does not reverse any response flux Direction generated, i.e. if any River 'runs through the anchor 5, this may only by the predominance of the winding 8, but not by the influence of the winding 7 flow. ■

Auch ein gewöhnliches, mit zwei Wicklungen versehenes Relais ohne einen besonderen Polschuh, wie er in der Fig. 1 mit 6 bezeichnet ist, kann mit gleichem Erfolg verwendet werden. Es kommt nur darauf an, daß der Teil des Joches, der parallel zum Kern verläuft, dicht an den äußeren Windungen der Wicklungen und auch nahe genug an dem Kern liegt, so daß ein beträchtlicher Streufluß entstehen kann. Der Zweck des Polschuhes besteht darin, einen noch größeren Streufluß zu erzeugen und darüber hinaus den größten Teil dieses Magnetflusses stärker _lzo η einen magnetischen Kreis zusammenzufassen, der alle Windungen der Wicklung SAn ordinary relay provided with two windings without a special pole piece, as indicated by 6 in FIG. 1, can be used with equal success. All that matters is that the portion of the yoke that is parallel to the core is close to the outer turns of the windings and also close enough to the core that significant leakage flux can occur. The purpose of the pole piece is to generate an even greater leakage flux and, moreover, to _combine most of this magnetic flux more strongly lzo η a magnetic circuit that includes all turns of the winding S

einschließt, wobei die höchste Induktionsspannung in dem Ortsstromkreis dann entsteht, wenn das Feld abgebaut wird.includes, whereby the highest induction voltage in the local circuit then arises, when the field is dismantled.

Anstatt den Wicklungen 7 und 8 gleiche Windungszahlen zu geben und die magnetische Wirkung der Wicklung 7 mittels eines außenliegenden Widerstandes herabzusetzen, kann man auch den Widerstand weglassen und die Wicklungen so bemessen, daß jede Wicklung die entsprechende Zahl von Amperewindungen erhält, um einen Gleichgewichtszustand oder einen schwachen Einfluß der Wicklung 8 zu erzielen, wenn der Speisestromkreis geschlossen wird.Instead of giving the windings 7 and 8 the same number of turns and the magnetic one Reduce the effect of the winding 7 by means of an external resistor you can also omit the resistor and size the windings so that each winding the corresponding number of ampere-turns is given to a state of equilibrium or to achieve a weak influence of the winding 8 when the supply circuit is closed will.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich ist, wird das Relais betätigt, sobald sein Speisestromkreis unterbrochen wird, worauf es dann seinen Anker wieder abfallen läßt; d. h. es spricht nur vorübergehend an. Oft genügt ein solches vorübergehend ansprechendes Relais. Es gibt jedoch viele Gelegenheiten, in welchen Relais ihre Anker angezogen halten sollen. Es ist dann ein besonderer Haltestromkreis erforderlich, so daß diese Relais erregt gehalten werden können.As can be seen from FIG. 1, the relay is actuated as soon as its feed circuit is interrupted, whereupon it then drops its anchor again; d. H. it speaks only temporarily. Such a temporarily responding relay is often sufficient. There is however many occasions in which relays are to keep their armatures attracted. It is then a special holding circuit is required so that these relays are kept energized can be.

Fig. 2 zeigt nun ein Anwendungsbeispiel, bei dem aus mehreren der oben beschriebenen Relais eine Relaiskette gebildet ist. Die Relais sind hier so angeordnet, daß sie in Abhängigkeit von einer Stromstoßreihe nacheinander erregt werden, wobei jedes Relais sich weiterhin selbst erregt hält.Fig. 2 now shows an application example in which of several of the above-described Relay a relay chain is formed. The relays are arranged here so that they are dependent are energized sequentially by a series of impulses, with each relay continuing to keep itself energized.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 wird nach Schließen des Schalters K¹ das Linienrelais 19 erregt, welches mittels seines Kontaktes 25 einen Stromkreis für das verzögert abfallende Relais 20 schließt. Bei seiner Erregung bereitet das Relais 20 durch Schließen des Kontaktes 26 einen Stromstoßkreis für die Abzählrelais 21 bis 24 und durch Schließen seines Kontaktes 28 einen Halte-In the exemplary embodiment of FIG. 2, after the switch K ^{1 has been closed,} the line relay 19 is energized, which by means of its contact 25 closes a circuit for the relay 20, which releases with a delay. When it is excited, the relay 20 prepares a surge circuit for the counting relays 21 to 24 by closing the contact 26 and a holding circuit by closing its contact 28.

. Stromkreis für die Abzählrelais 21 bis 24 vor.. Circuit for the counting relays 21 to 24.

Die Einrichtung CD, die in Reihe mit dem Stromstoßrelais 19 liegt, ist ein selbsttätiger Stromstoßsender bekannter Bauart.The device CD, which is in series with the rush relay 19, is an automatic rush transmitter of known type.

Es soll angenommen werden, daß die Wählscheibe CD durch Wahl der Ziffer 3 betätigt wird. Demgemäß werden drei Unterbrechungen im Stromkreis des Linienrelais 19 erzeugt, so daß der Anker dieses Relais dreimal abfällt. Das Relais 20 hingegen bleibt während der kurzzeitigen Aberregungen des Linienrelais 19 betätigt. Fällt der Anker des Relais 19 zum erstenmal ab, so wird ein Stromstoß zum ersten Abzählrelais 21 über einen Stromkreis gesandt, der verläuft über Erde, Kontakte 25,26, 27, die beiden parallel geschalteten Wicklungen des Relais 21, Batterie. In dem Stromkreis der oberen Wicklung des Relais 21 liegt noch der Widerstand 31. Wie oben bereits ausgeführt, spricht das Relais 21 in diesem Augenblick, in dem sein Speisestromkreis geschlossen wird, nicht an, sondern erst am Ende des Stromstoßes, also dann, wenn der Speisestromkreis am Kontakt 25 wieder unterbrochen wird, da dann das Relais durch einen induzierten Strom in einem Ortsstromkieis, der die beiden in Reihe liegenden Wicklungen des Relais 21 und den Widerstand 31 enthält, erregt wird. Der Kontakt 29/30 ist nun derart justiert, daß er zuerst schließt, so daß ein Haltestromkreis von Erde über die Kontakte 28, 29/30, die obere und untere Wicklung des Relais 21 zur Batterie zustande kommt. Zur gleichen Zeit wird der Ortsstromkrei's am Kontakt 30 unterbrochen. Es ist zu bemerken, daß sich die beiden Wicklungen im Haltestromkreis in ihrer Wirkungsweise ebenso wie im Ortsstronikreis gegenseitig unterstützen. Im Haltekreis wird dann die Erregiung des Relais 21 vollendet, so daß der Kontaktsatz mit stärkerem Federdruck betätigt wird.It is assumed that the dial CD is operated by dialing the number 3. Accordingly, three interruptions are generated in the circuit of the line relay 19, so that the armature of this relay drops out three times. The relay 20, on the other hand, remains actuated during the brief de-excitation of the line relay 19. If the armature of the relay 19 drops for the first time, a current surge is sent to the first counting relay 21 via a circuit which runs via earth, contacts 25, 26, 27, the two parallel-connected windings of the relay 21, battery. In the circuit of the upper winding of the relay 21 there is still the resistor 31. As already stated above, the relay 21 does not respond at this moment in which its supply circuit is closed, but only at the end of the current surge, i.e. when the The feed circuit at the contact 25 is interrupted again, since the relay is then excited by an induced current in a local current circuit which contains the two series-connected windings of the relay 21 and the resistor 31. The contact 29/30 is now adjusted in such a way that it closes first, so that a holding circuit from earth via the contacts 28, 29/30, the upper and lower winding of the relay 21 to the battery comes about. At the same time, the local circuit at contact 30 is interrupted. It should be noted that the two windings in the holding circuit support each other in their mode of operation as well as in the local electronics circuit. In the hold circuit, the excitation of the relay 21 is then completed, so that the contact set is actuated with stronger spring pressure.

Am Kontakt 27 des ersten Abzählrelais 21 wird jetzt der Stromstoßkreis auf das zweite Abzählrelais 22 durchgeschaltet, so daß bei der zweiten Aberregung des Linienrelais 19 ein Stromstoß auf Relais 22 übertragen wird. Das Relais 22 spricht dann ebenso wie vorher das Relais 21 am Ende des Stromstoßes an und hält sich selbst über seinen Kontakt 32. Es schaltet daraufhin den Stromstoßkreis über seihen Kontakt 33 durch. Bei der letzten Aberregung des Linienrelais 19 wird "ein Stromstoß auf das Abzählrelais 23 übertragen, welches sich dann selbst über seinen Kontakt 34 hält. Das Relais 23 schaltet den Stromstoßkreis am Kontakt 35 durch. Da nunmehr keine weiteren Stromstöße aufgenommen werden, bleibt die Kette der drei Relais 21, 22, 23 im Arbeitsz,ustand, ebenso wie die Relais 19 und 20. Entsprechend würden, wenn vier Stromstöße ausgesandt werden, nacheinander vier Abzählrelais erregt werden. Obgleich nur vier Abzählrelais gezeigt sind, kann die Kette auch zehn oder irgendeine andere erforderliche Zahl von Relais besitzen.At contact 27 of the first counting relay 21, the surge circuit is now on the second Counting relay 22 switched through, so that when the line relay 19 a power surge is transmitted to relay 22. The relay 22 then speaks as before the relay 21 at the end of the current surge and holds itself through its contact 32. It then switches the surge circuit through its contact 33. The last one De-excitation of the line relay 19 is "on Current surge transmitted to the counting relay 23, which then turns itself over his Contact 34 holds. The relay 23 switches through the surge circuit at contact 35. There now no further current impulses are received, the chain of the three relays 21, 22, 23 remains in the working state, as well like relays 19 and 20. Correspondingly, if four current pulses were sent out, four counting relays are energized one after the other. Although only four counting relays are shown the chain may have ten or any other required number of relays.

Sobald in der Fig. 2 der Schalter K¹ wieder in seine Ruhelage gebracht wird, wird das Linienrelais 19 aberregt, worauf nach Ablauf einer bestimmten Zeit auch das Verzögerungsrelais 20 abfällt. Bei der Aberregung des Linienrelais 19 kommt selbstverständlich ein Stromstoß zustande, der auf das vierte Abzählrelais 24 übertragen wird. Dieses Relais wird bei Unterbrechung des Stromstoßkreises am Kontakt 26 des Verzögerungsrelais 20 erregt; da aber auch der Kontakt 28 geöffnet ist, kann es sich nicht in einen Haltekreis legen. Ebenso wird durch die Aberregung des Relais .20 an dem gleichen Kontakt 28 derAs soon as the switch K ¹ in FIG. 2 is brought back into its rest position, the line relay 19 is de-energized, whereupon the delay relay 20 also drops out after a certain time has elapsed. When the line relay 19 is de-energized, a current surge occurs, of course, which is transmitted to the fourth counting relay 24. This relay is energized when the surge circuit at contact 26 of the delay relay 20 is interrupted; but since the contact 28 is also open, it cannot be placed in a holding circle. Likewise, by de-energizing the relay .20 at the same contact 28 of the

Haltestromkreis für die übrigen Relais der Relaiskette unterbrochen, so daß auch diese in die Ruhelage zurückkehren.Holding circuit for the other relays of the relay chain interrupted, so that this too return to the rest position.

Claims

Patent claims:

ι. Relay whose armature is actuated when the supply current is interrupted, characterized in that the relay

ίο with two or more windings (7,8) is equipped that with regard to their winding sense and their scattering ratios so are arranged so that the .statuse when closing the supply circuit. The magnetic fields penetrating the armature (5) almost or completely cancel each other out, while when the supply circuit is disconnected, magnetic fields arise that support each other so that an anchor influence occurs.

2. Relay according to claim 1, characterized in that a winding (7) of the Relay when the supply circuit is closed generates a magnetic field in which the relay armature (5) lies while another winding (8) besides one that also runs over the relay armature Magnetic field still generates a stray field.

3. Relay according to claim 2, characterized in that the relay armature running magnetic fields are directed opposite each other, but as a result of a stronger, from the winding Do not cancel out the magnetic field generated by the stray field, so that the armature is influenced is prepared by a magnetic field directed in accordance with the predominant magnetic field.

4. Relay according to claim 2, characterized in that one in the stray field such magnetic energy is stored that when the supply current is interrupted as a result, a current flow is induced in both windings (7, 8) rectified magnetic field influencing the armature is generated.

5. Relay according to claim 2, characterized in that both windings of the Relays have the same number of turns, but the winding has no leakage flux by connecting a resistor (9) upstream, only such a magnetic field is generated which, in its effect on the relay armature almost or completely opposite to that generated by the winding with stray field Corresponds to the magnetic field.

6. Relay according to claim 1 or the following, characterized in that the stray field generated by one winding (8) by the arrangement of an auxiliary pole (6) on the relay core (2) is reinforced.

7. Circuit arrangement using a relay according to claim 1 or following, characterized in that the interruption of the feed circuit Occurring armature influence by switching on the relay windings is maintained in a holding circle.

1 sheet of drawings