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Polarisiertes Relais In der Fernschreibtechnik werden als empfindliche
Sende- und Empfangsrelais polarisierte-Relais verwendet. Nebenher werden in den
sonstigen Vermittlungsschaltungen auch noch einfache neutrale Relais verwendet,
die im allgemeinen weitaus weniger empfindlich sind als die bereits erwähnten polarisierten
Sende- und Empfangsrelais. Die polarisierten hochempfindlichen Telegraphenrelais
sind besonders für- Doppelstrombetrieb geeignet, da sie stromrichtungsempfindlich
sind. Sie lassen sich aber auch in Einfachstromschaltungen verwenden. In diesen
Schaltungen wird der Anker der Relais beim Empfang von K einstromschritten durch
eine. Feder in die Ruhelage zurückgezogen. Man bezeichnet derartige Relais als mechanisch
vorgepolte Relais. Die bekannten polarisierten, stromrichtungsempfindlichenTelegraphenrelais
können jedoch auch dadurch in Einfachstromschaltungen verwendbar gemacht werden,
daß man bei diesen Relais eine zweite Wicklung vorsieht, die das Bestreben hat,
den Anker in eine dem Keinstromschritt entsprechende Lage (Ruhelage) zu steuern,
sobald durch sie ein Dauerhaltestrom geeigneter Stärke fließt. Kommt dann über die
Leitung ein Stromimpuls an, so muß dieser Strom in der anderen Wicklung des Relais
so stark sein, daß er gegenüber dem Haltestrom überwiegt, wodurch der Anker des
Relais in die Gegenlage (Arbeitslage) umgesteuert wird.
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Sowohl das elektrisch als auch das mechanisch (durch Federkraft) vorgepolte
Relais hat den Nachteil, daß die Vorpolung durch zusätzliche äußere Maßnahmen, wie
z. B. Anbringung einer Feder bzw. Aufbringung einer zweiten Wicklung, erzwungen
werden muß. Man wäre zwar durchaus in der Lage, auf neutrale Relais zurückzugreifen,
man möchte aber die besonders hohe Empfindlichkeit dieser polarisierten Relais ausnutzen.
In diesem Falle ist man also gezwungen, für die verschiedenen Schaltungsarten mindestens
zwei, im allgemeinen aber drei verschiedene Typen von polarisierten Relais auf Lager
zu halten, nämlich zunächst eine Type, bei der der Anker durch eine Feder in die
Ruhelage zurückgestellt wird, zweitens eine Type mit einer elektrischen Vorpolwicklung
und drittens
die normale Type ohne Vorpolmaßnahmen.
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Die Erfindung vermeidet den Nachteil der mehrfachen Typenhaltung und
bezieht sich auf ein polarisiertes Relais, das sich dureji eine verhältnismäßig
einfache Änderung in den Verhältnissen der magnetischen Kreise wahlweise in ein
symmetrisches und in ein asymmetrisches Relais verändern läßt, ohne daß die Empfindlichkeit
dabei wesentlich leidet.
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Erfindungsgemäß ist zur einseitigen (asymmetrischen) Einstellung des
Relais bei symmetrisch in bezug auf die Arbeitsluftspalte eingestellter Anker- und
Kontaktanordnung die Kraftliniendichte in dem einen der beiden Gleichflußkreise
größer als in dein anderen, und außerdem ist in dem Wechselflußkreis außer dein
Arbeitsluftspalt mindes s tens noch ein weiterer, vorzugsweise einstellbarer Luftspalt
vorgesehen.
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Eine einseitige Einstellung bekannter polarisierter Relais finit geteiltem
Gleichfluß (s. die Fig. i und 2) wäre an sich bereits dadurch möglich, daß die Kraftliniendichte
in dem einen Gleichfußkreis größer gemacht wird als in dein anderen (z. B. durch
Anbringen eines zweiten Permanentmagneten in diesem Kreis). Eine Betrachtung der
Fig. i und 2 läßt aber ohne weiteres erkennen, daß eine Verstärkung des Gleichflusses
auf der einen Luftspaltseite des symmetrisch zu den Arbeitsluftspalten eingestellten
Ankers erst nach Sättigung des Spulenkernes (Weicheisenkreises) möglich ist, da
der magnetische Widerstand des Weicheisenkreises über den Spulenkern vernachlässigbar
klein ist gegenüber dem Widerstand der beiden symmetrischen Arbeitsluftwege. Ist
der Spulenkern gesättigt, dann steigt bei weiterer einseitiger Erhöhung des Gleichflusses
die Induktion im Arbeitsluftspalt und gibt dem Anker die gewünschte einseitige magnetische
Vorspannung. Soll nun der Anker durch die Erregung der Spulenwicklung wieder nach
der anderen Seite umgelegt werden, d.li. in die Arbeitslage gesteuert werden, so
ist dies nicht mehr möglich, da der Spulenkern dann bereits in Richtung des Erregerstromfeldes
gesättigt ist. Unabhängig davon müßte auch bei syminetrisch eingestelltem Anker
zur Erzielung eines einseitigenAnkeranzuges ein sehrgroßer Dauerfluß und somit ein
Magnet erforderlich sein, der wegen seiner Größe nur schlecht in das Relais eingebaut
werden könnte. Um nun bei einseitiger Flußv erstärkung bzw. einseitigem Ankeranzug
mit verhältnismäßig kleiner Flußerhöhung auszukommen und die Spulenkernsättigung
zu vermeiden, müssen gemäß der Erfindung entweder in der Mitte des Rückschlußschenkels
oder zu beider. Seiten des Spulenkerns (in den Flußleitstücken des Wechselflußkreises)
Luftspalte vorgesehen werden.
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'-. Durch diese Widerstandserhöhung im Weicheisenkreis wird erreicht,
daß bei sym-@@nietrischen Arbeitsluftspalten und unsymnietrischer Einstellung der
Gleichflüsse ein definiert einstellbares, einseitig gepoltes Relais mit stets konstant
bleibender Ruhekontaktkraft für Einfachstrombetrieb erzielt wird. Dieses gemäß der
Erfindung einseitig eingestellte Relais hat nicht mehr die Nachteile der ungleichen
Ankerbeschleunigung eines ungepolten Relais mit mechanischer Rückzi>gfeder. Es braucht
auch keine elektrische Hilfserregung wie bei (feil elektrisch vorgepolten Relais
Verwendung zu. finden und hat trotzdem wie beim symmetrisch gepoltem Relais einen
symmetrisch in den Arbeitsluftspalten eingestellten Anker. Das gemäß der Erfindung
einseitig eingestellte Relais hat die gleiche prellarme Kontaktgabe wie ein symmetrisch
gepoltes Relais. Die Luftspalten im Spulenkern können zwar den magnetischen Streufluß
der Wicklung ein wenig erhöhen, die Ansprechempfindlichkeit ist bei diesem Relais
aber immer noch sehr groß. Es sei darauf hingewiesen, daß eine Schwächung der beiden
Gleichflußkreise in den Arbeitsluftspalten infolge des Luftspaltes im Wechselflußkreis
nicht eintreten kann, da der Wechselfluß und der Gleichfluß nur über die Polschuhe
gemeinsam verlaufen, der Gleichfluß also von dem Weicheisenkreis völlig ferngehalten
wird; hieraus erklärt sich auch, daß die Ansprecherregung des Relais nur unwesentlich
geringer ist als bei den bekannten symmetrisch gepolten Relais. Im übrigen kann
die Ansprechempfindlichkeit des Relais geändert werden, wenn man dafür sorgt, daß
der Luftspalt in dem Wechselflußkreis vergrößert oder verkleinert werden kann. Man
hat es auf diese Weise in der Hand, die Ansprechempfindlichkeit derRelais denBetriebsverhältnissen
weitgehendst anzupassen. Von besonderer Wichtigkeit ist es aber, daß durch Veränderung
des Luftspalts im Wechselflußkreis das Verhältnis Anzug zu Abfall des Ankers vom
Ruhe- oder Arbeitskontakt kleiner und gleich eins gemacht werden kann. Man hat also
auch hier die Möglichkeit, das Verhältnis Anzug zu Abfall beliebig bis i zu i einzustellen,
so daß dieses Relais sowohl als Telegraphen-, Wahl- und Signalrelais für Einfachstrom
als auch als Schalt- und Fernsteuerrelais für beliebige Anzug- und Abfallverhältnisse
verwendet werden kann.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen an Hand von drei weiteren
Figuren näher erläutert werden.
Die Fig. 3 und a, zeigen Relaisanordnungen
gemäß der Fig. i und 2, jedoch mit den Merkmalen der Erfindung. Die Fig. 3 zeigt
die Dauermagnete i und 2, von denen der Dauermagnet 2 stärker ist als der Dauermagnet
r, was durch eine Schraffur angezeigt wird. Der Gleichfluß des Magneten i schließt
sich vom Nordpol des Dauermagneten i über den Ankerlagerbock 3, den Anker 4, den
ArbeitsluftsPalt 5, den Polschuh 6 zum Südpol des Dauermagneten 1. Entsprechend
verläuft der Gleichfluß des Dauermagneten 2 von dessen 1Tordpol über den Ankerlagebock
3, den Anker 4, Arbeitsluftspalt 7, Polschuh 8 und tritt in den Südpol des Dauermagneten
2 zurück. Der Wechselfluß wird durch die Spule .Sp erzeugt, die auf dem Rückschlußschenkel
9 des Wechselflußkreises angeordnet ist. Der Wedhselfluß selbst verläuft z. B. vom
Rückschlußschenkel 9 über das Flußleitstück ioa, den Luftspalt i i, das Flußleitstück
Tob, den Polschuh 6, Arbeitsluftspalt 5, Anker 4, Arbeitsluftspalt 7, Polschuh 8,
Flußleitstück 12" Luftspält 13, Flußleitstück i2b zurück zum Rückschluß.schenkei
9. Die Luftspalte i i und 13 in dem Wechselflußkreis dienen. zur Erhöhung des magnetischen
Widerstandes dieses Kreises. Die Luftspalten i i und 13 sind veränderbar, und zwar
dadurch, daß der Rückschlußschenkel 9 samt Spule 8 und den Flußleitstücken lo" und
12b gegenüber den Flußl.eitstückenTob bzw. 12, bzw. gegenüber den Polschuhen 6 und
8 in der angegebenen Pfeilrichtung durch Stellschrauben 14 verschoben werden kann.
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Um zu einer einseitigen Einstellung des Relais zu gelangen, braucht
man in der Fig. 3 die Flußdichte z. B. im Gleichflußkreis 2 nicht zu verstärken,
sondern man kann die einseitige Einstellung auch dadurch erzielen, daß man in einem
der beiden Gleichflußkreise den magnetischen Widerstand erhöht. Das kann beispielsweise
dadurch geschehen, daß man zwischen dem Südpol des Dauermagneten i und .dem Polschuh
6 einen Luftspalt vorsieht, der vorzugsweise so ausgeführt ist, daß er verstellt
werden kann.
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Die Fig. 4 zeigt ein Relais mit einem einzigen Dauermagneten und den
sonstigen Merkmalen der Erfindung. Der Fluß des Dauermagneten 15 teilt sich über
zwei Flußleitstücke 16 und .17. Eine Unsymmetrie der beiden Gleichfluß.kreise läßt
sich dadurch erzielen, daß man entweder den Ouerschnitt des Flußleitstückes 16 kleiner
wählt als den des Flußleitstüekes 17 (ausgezogene Linie), oder aber dadurch, daß
man den Ouerschnitt der Flußleitstücke 16, 17 zwar gleich groß wählt, dafür aber
den Luftspalt 18 größer macht (gestrichelte Linie) als den entsprechenden Luftspalt
i9 zwischen dem Flußleitstück _ 16 bzw. 17 und den Polschuhen. 6 bzw. B. Der Wechselflußkreis
des Relais gemäß Fig. 4 ist in der gleichen Weise gestaltet, wie in dem zuvor betrachteten
Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3. Auch die Bezugszeichen sind entsprechend gewählt.
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Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem lediglich
der Wechselflußkreis gezeichnet ist; hier befindet sich der Luftspalt i i des Wechselflußkreises
in der Mitte des Rückschlußschenkels g. Auch dieser Luftspalt ist in seiner Größe
dadurch veränderbar, daß .die beiden Teilstücke 9" und 9b des Rückschlußschenkels
9 durch Stellschrauben 14 zueinander verschoben werden können.
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Um den Grad der Unsymmetrie genau einstellen zu können, ist es zweckmäßig,
den Luftspalt mindestens in dem einen der beiden Gleichflußkreise zwischen Dauermagnet
bzw. Gleichflußleitstück und dem Polschuh ebenfalls in seinerGröße veränderbar zu
gestalten.