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Magnetisches Relais . Die bekannten Relaisanordnungen bestehen aus
einem Anzeigegerät, z. B. einem Drehspulmeßinstrument, dessen Zeiger beim Erreichen
eines bestimmten Meßwertes einen Kontakt betätigt, welcher einen Stromkreis schließt;
so daß die beabsichtigte Wirkung in bekannter Weise elektrisch herbeigeführt wird.,
Andere Anordnungen arbeiten rein mechanisch, -indem der Zeiger des Meßgerätes beim
Erreichen eines bestimmten Meßwertes etwa die, Sperrung eines Uhrwerkes aufhebt,
so daß dieses ablaufen und dabei den gewünschten Arbeitsvorgang vollziehen kann.
Solche Relaisanordnungen benötigen eine große Auslösearbeit, wenn sie rein mechanisch
arbeiten und .gegen Stöße und Erschütterungen unempfindlich sein sollen. Anordnungen,
die nur einen elektrischen Kontakt schließen, können mit einer großen Ansprechempfindlichkeit
und doch unempfindlich gegen mechanische Erschütterungen gebaut werden, haben aber
den Nachteil, daß sie eine Stromquelle benötigen. Sie werden deshalb nur dort angewandt
wo der beim Schließen des Kontaktes fließende Strom einer Batterie oder dem Lichtnetz
entnommen werden kann.
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Die Erfindung betrifft ein ansprechempfindliches Gerät; welches keiner
fremden Stromquelle bedarf und deshalb in allen Fällen angewandt werden kann, in
denen eine solche nicht zur Verfügung steht. Sie ist gekennzeichnet durch einen
permanenten Magneten, der einen Anker gegen eine mechanische Kraft festhält, ihn
aber freigibt, wenn er durch einen zweiten Anker kurzgeschlossen wird. Wenn der
Magnet den Anker losläßt, setzt dieser sich unter der Wirkung der mechanischen Kraft
in Bewegung und kann mittelbar.oder unmittelbar den Ablauf des gewünschten Arbeitsvorganges
auslösen. Die
Sperrvorrichtung, deren Betätigung durch den Anker
den Arbeitsvorgang auslöst, kann nun sehr kräftig und widerstandsfähig gebaut sein,
denn die kinetische Energie, die der Anker unter der Wirkung der mechanischen Kraft
erhält, ist eine beträchtliche. Andererseits ist die Ansprechempfindlichkeit des
Relais sehr groß, denn die Betätigung der Kurzschlußvorrichtung erfordert sehr wenig
Arbeit, wird doch der Kurzschlußanker von dem permanenten Magneten schon in einem
gewissen Abstand angezogen, so daß nur die Arbeit zur Bewegung des Ankers von seiner
Ausgangsstellung bis zu diesem kritischen Abstand zu leisten ist. Diese zur Betätigung
des Relais erforderliche Arbeit kann beliebig klein sein. Ihre Größe wird nur durch
die im Einzelfall vorgeschriebene Sicherheit der Nulleinstellung des Relais bestimmt,
die ihrerseits von der mechanischen Beanspruchung der ganzen Anordnung, etwa durch
Erschütterungen, abhängt.
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Eine schematische Ausführung des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung
dargestellt.
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Der permanente Magnet besteht aus einem zylindrischen Eisenrohr i
und'einem Eisenkern a zwischen denen die hochkoerzitive Magnetmasse 3 eingepreßt
ist; er ist in der angegebenen Weise magnetisiert, nämlich so; daß der Kern den
einen Pol bildet und das Außenrohr den anderen. An der einen Seite des Magneten
liegt der Abreißanker 4#an, der um den Zapfen 5 drehbar gelagert ist und mit einer
Kraft festgehalten wird, die größer ist; als diejenige der Zugfeder 6. Auf der anderen
Seite des Haltemagneten befindet sich der Kurzschlußanker 7, der aus einer dünnen
VUeicheisenscheibe besteht. Er ist am Zeiger 8 eines Drehspulmeßinstrumentes 9 befestigt.
Die Nullstellung des Zeigers 8 ist so gewählt, däß die Kraftlinien, die von dem
offenen Ende des Haltemagneten ausgehen, die Kurzschlußscheibe 7 nicht erreichen.
Erfolgt ein Ausschlag des Instrumentes 9, so bewegt sich die Kurzschlußscheibe zu
dem Haltemagneten hin. Erreicht sie den kritischen Abstand, so gerät sie in den
Anziehungsbereich des Magneten. und bewegt sich gegen die Federkraft des Instrumentes
bis zur Auflage auf den Magneten. Damit bildet sie einen Kurzschluß für die Kraftlinien
des Magneten, die nun nicht mehr alle durch den Anker 4 sich schließen, sondern
teilweise durch die Kurzschlußscheibe 7 verlaufen. Bei kleinerer Kraftlinienzahl
im Anker 4 wird dieser aber nicht mehr vom Magneten gehalten, sondern die Federkraft
6 überwiegt, reißt den Anker ab und erteilt ihm eine große Beschleunigung. Nun schlägt
der Anker gegen den Auslösehebel io der Arbeitsmaschine i i, etwa eines , Federuhrwerkes,
der auf Aus stand und schaltet diesen auf die Stellung Ein um, womit der gewünschte
Vorgang nämlich der Ablauf der Maschine i i, bewirkt wird.
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Zum ordnungsgemäßen Ablauf des Relaisvorganges ist die Größe der Federkraft
6 wichtig. Diese muß so bemessen sein, daß sie kleiner ist, als die zum Abreißen
des Ankers bei geöffneter Kurzschlußvorrichtung erforderliche Kraft, aber größer
als diejenige bei kurzgeschlossenem Magneten.
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Eine vorteilhafte Ausführung des Erfindungsgedankens besteht darin,
statt des drehbar gelagerten und unter Federkraft stehenden Ankers 4 eine Blattfeder
zu verwenlen, die fest eingespannt ist und gleichzeitig den Anker 4 und die Feder
6, also einen federnden Anker, bildet, so daß die Konstruktion durch den Fortfall
eines Bauelementes wesentlich vereinfacht ist.
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Reicht die dem Anker 4 von der Feder 6 mitgeteilte Energie nicht aus,
um den gewünschten Arbeitsvorgang auszulösen, so können sinnentsprechend ein oder
mehrere Haltemagnete so hintereinander angeordnet sein, daß jeweils der Abreißanker
des einen zugleich Kurzschlußanker des nächsten Magneten ist. Da der Abreißanker
(z. B. 4) jeweils viel größer ist als der Kurzachlußanker (z. B, 7), so kann auch
der folgende Haltemagnet 6 größer als der jeweils vorhergehende ausgebildet sein,
so daß am Ende ein schwerer Anker durch -eine stärke Feder abgerissen wird und eine
entsprechend große Energie mitgeteilt bekommt.
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Der erste Kurzschlußanker wird zweckmäßigerweise am Zeiger eines normalen
Drehspul- oder Weicheisenmeßgerätes angebracht, wenn die das Relais zurr Ansprechen
bringende Kraft eine elektrische ist. Bei anderen Kräften wird ein anderes Meßgerät
am Platze sein, dessen Auswahl im Einzelfall zweckentsprechend getroffen werden
muß.
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Der durch das Relais auszulösende Arbeitsvorgang kann in manchen Fällen
unmittelbar durch den abreißenden Anker bewirkt werden, wenn die ihm von der Spannfeder
mitgeteilte Energie dazu groß genug ist. Ist dieses nicht der Fall so kann, wie
es in dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung dargetan ist, der
Anker mittelbar den Ablauf einer Arbeitsmaschine bewirken, die nun ihrerseits den
gewünschten Arbeitsvorgang vollzieht.
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Bei manchen Anwendungsgebieten des magnetischen Relais kann es vorkommen,
daß das Relais mehrere Male hintereinander ansprechen soll. Zu diesem Zwecke kann
der Energiespeicher der Arbeitsmaschine i i so ;roß bemessen sein, daß er sämtliche
Kurzsehluß- und Abreißanker `nieder in ihre Ausäangslage
wie vor
dem Ansprechen des Relais - zurückstellt -und die Arbeitsmaschine dann selbsttätig
abschaltet, so daß die Anördnung nun 'wieder zu einem neuen Ansprechen in Bereitschaft
steht.