-
Wechselstromrelais mit einem dreischenkligen Kern Die vorliegende
Erfindung betrifft ein Wechselstromrelais mit einem dreischenkeligen, etwa E-förrnigen,
z.B. aus Transformatorenblecli geschichteten Kern und bezweckt, daß die Nachteile
bei den bisher bekannten Relais vermieden werden. Die Nachteile der bekanntenAusführungsformen
liegen insbesondere darin, daß dann, wenn der Anker von zwei verschiedenphasigen
Flüssen durchsetzt wird, Unsymmetrien des Flußverlaufs und damit erhöhte Brummn#eigungen
auftreten.
-
Gemäß der Erfindung trägt der mittlere Schenkel des Kerns einen eine
Phasenverschiebun- bewirkenden, vorzugsweise aus Kupfer bestehenden Mantel, und
der Relaisanker ist so gelagert, daß die Ankerlagerung vom Hauptkraftfluß nicht
durchflossen wird.
-
Es ist nämlich, gerade dann, wenn der Anker von zwei verschiedenphasigen
Flüssen durchsetzt wird, besonders wichtig, den Hauptmagnetfluß nicht über die Ankerlagerung
zu führen; anderenfalls wären, wie bereits erwähnt, Unsymmetrien des Flußverlaufs
und damit erhöhte-Brummneigung möglich.
-
Bezüglich des Kupfermantels auf dem mittleren, die Erregerwicklung
tragenden Pol ist es ein besonderes Merkmal der Erfindung, daß der Kupfermantel
den Kernquerschnitt nicht ganz umschließt, sondern nur einen Teil, der vorzugsweise
im, Verhältnis zu dem nicht umschlossenen Teil sich wie 3:2 #erhält. q Weiterhin
bezweckt die Erfindung, ein Wechselstromrelais zu schaffen, das absolut geräuschfrei
arbeitet, auch bei Wechselstrom mit einer verhältnismäßig geringen Periodenzahl,
wobei von dein Relais mehrere voneinander elektrisch getrennte Kontakte mit verhältnismäßig
hohem Kontaktdruck betätigt werden können. Bei dem Erfindungsgegen - stand
ist außerdem dafür Sorge getragen, daß die Herstellung des Wechselstromrelais außerordentlich
vereinfacht ist und sich somit ein sehr niedriger Herstellungspreis ergibt, wobei
die sonst bei Wechselstrom übliche justie-
-rungsarbeit der Relaiskontakte
und der Lagerung des Ankers weitestgehend vereinfacht ist.
-
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der Beschreibung des in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels hervor.
-
Fig. i zeigt eine Ansicht des E-förmigen Kernes mit Kupfermantel und
Anker.
-
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das Relais mit abgenommenem Anker.
-
Fig. 3 zeigt den Anker des Relais.
-
Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht des vollständigen Relais, während
Fig. 5 dieselbe Ansicht, jedoch im Schnitt darstellt.
-
Fig. 6 läßt die Anordnung der Kontaktsätze und Anschlußklemmenerkennen.
-
Mit i ist der E-förmige Kern bezeichnet, der die drei Schenkel 2,
3 und 4 besitzt. Auf dein mittleren Schenkel 3 befindet sich der Kupfermantel
5. Wie aus den Fig. i und 2 deutlich zu erkennen ist, umschließt der Kupfermantel
5 nicht den ganzen Querschnitt des Kerns 3, sondern ist durch einen
Schlitz geführt, so daß er lediglich den in der Zeichnung dargestellte'n linken
Teil des mittleren Schenkels 3 umschließt. Hierdurch wird erreicht, daß beim
Durchgang des Stromes durch Null ein Streufluße entsteht, dereinemetxaigen Abfall
des Relaisankers entgegenwirkt. Wie man durch Versuche schon festgestellt hatte,
liegt das optimale Verhältnis zwischen umschlossenem und nicht umschlossenem Teil
des Kernquerschnittes bei etwa 3 :-2-Es ist vorteilhaft, das Niveau des mittleren
Schenkels 3 niedriger zu halten als die Niveaus der Schenkel 2 und 4. Hierdurch
erreicht man, daß beim Ausschalten des Stromes der Anker ohne Verwendung eines Klebbleches
schnell und sicher abfällt, da in diesem Falle dieser Luftspalt, der sich durch
die Höhendifferenz ergibt, als iüchtmagnetische Schicht, sozusagen als Klebblech
selbst dient-Ein weiterer Vorteil der Anordnung dieses Luftspaltes besteht auch
darin, daß derAnker nur an zwei Stellen, nämlich auf den Sehenkeln 2 und 4, aufliegt,
was gegeiiüber einer Dreipunktauflage eine ungewünschte Verkantung verhindert.
-
Was die Lagerung des Ankers 6 betrifft, so findet diese gemäß
der Erfindung außerhalb des E-förmigen Kerns i statt, und zwar vorzugsweise mittels
zweier an dem Anker befindlicher Blattfedern 7 und 8 und einem
1
Auflagerbockg. DerAuflagerbockgistvorteilhafterweise an dem E-fürnügen Kerni
unter Benutzung der beiden äußeren Schenkel 2 und 4 angebracht. Für die Anbringung
des Ankers 6 und des Auflagerbockes 9 dienen Schrauben io, i i und
12.
-
Aus fabrikatorischen Gründen ist es zweckmäßig, daß die mit den äußeren
Schenkeln 2 und 4 in Verbindung zu bringenden Teile des Auflagerbockes
9 etwa die gleiche Länge wie die Schenkel 2, 4 haben, so daß sie gleichzeitig
als Stütze für die einzelnen Ankerbleche dienen. Eine Befestigung des Auflagerbockes
mit, den Blechen des Ankers 6
kann hierbei auch durch Nietung o. dgl. erfolgen;
durch diese Nietung werden auch gleichzeitig die einzelnen Bleche des Ankers 6 in
einfacher Weise zusammengehalten.
-
Besonders deutlich sieht man ans den Fig. 4 und g, daß der
magnetische Fluß nicht durch die Ankerlagerung geht. Dies ist, wie eincrangs dargetan,
von Bedeutung, weil beim Gegenstand der Erfindung der Anker von t' 25 zwei verschiedenphasigen
Flüssen durchsetzt wird, hat aber noch den bekannten weiteren Vorteil, daß die Verluste,
%velclie bei der Lagerung des Ankers durch einen zusätzlichen Luftspalt entstehen,
vermieden werden. Außerdem ist es auch nicht notwendig, die Ankerlagerung besonders
sorgfältig vorzunehmen, da ja der Luftspalt seinen Einfluß auf den Kraftfluß verloren
hat. Durch die Befestigung des Ankers 6 mittels Blattfedern 7, 8 ist
nicht nur eine stabile Aufhängung des Ankers gewährleistet, sondern es besteht darüber
hinaus noch der Vorteil, daß eine verlustbringencle Reibung in der Lagerung des
Ankers 6 vermieden wird.
-
Der Anker6 besitzt in seiner -Mitte eine Zunge 13, die mit einem Isolierstück
14 versehen ist und einen annähernd elliptischen Querschnitt aufweist. Die mit dem
Isolierstück 14 ausgerüstete Zunge 13 dient zur Betätigung der Relaiskohtakte
15. Die Kontakte 15 sind in der Fig. 6 in Vorderansicht und in Fig.
5 in Seitenansicht dargestellt. Beim Ansprechen des Relais drückt das Isolierstück
14 der Ankerzunge 13 die in Fig. 6
besonders deutlich zu erkennenden langfederigen
Kontakte seitlich auseinander. Die Kontakte15 werden alsosenkrechtzurAnkerbewegung
betätigt. An sich ist es bereits bei einigen Relaistypen bekanntgeworden,
die Kontakte in dieser Art zu betätigen. In diesen Fällen jedoch ist die Anordnung
melir aus konstruktiven Gründen vorgenommen worden. Bei dem Gegenstand der Erfindung
hat diese Anordnung darüber hinaus noch den großen Vorteil, daß die Kontaktfedern
15 nicht das Bestreben haben, den Anker 6 vom Kern i abzudrücken.
Der Druck der Kontaktfedern 15 wird nur seitlich auf den Anker
6 ausgeübt, und zwar derart, daß sich die seitlichen Drücke im wesentlichengegenseitigaufheben.
Es ist hierdurch möglich, einen sehr hohen Kontaktdruck zu erzielen, ohne daß dadurch
dieBrummanfälligkeitdesRelais erhöhtwird.
-
Falls durch etwas verschiedene Justierung der links- und rechtsseitig
angebrachten Konk5
t#I,[tfedern dennoch ein seitlicher Druck 'auf
den Anker atisgeübt wird, ist dieser ohne Einfluß, da ja, diese Kraft in- der- Mitte
des Ankers 6 angreift und somit nicht in der Lage ist, den Anker
6 zu*verkanten. Es ist zweckmäßig, die Federn, wie bereits bei Elektroschaltmagneten
vorgeschlagen wurde, go lang auszugestalten, daß sie etwa die ganze Höhe des Relais
einnehmen. Das* hat den bekannten Vorteil, daß die notwendige Kraft, die zur Betätigung
der Federn aufgebracht werden muß, infolge des verhältnismäßig langen Hebelarms
außerordentlich gering ist, -wobei der Kontaktdruck selbst genügend groß bleibt.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, gleichzeitig die von dem Anker
6 unmittelbar beeinflußten Betätigungsfedern mit Kontakten selbst zu versehen,
wie aus Fig. 6 ohne Schwierigkeit zu erkennen ist. Eine solche Anordnung
ist zwar allgemein bei elektrischen Relais bekanntgeworden, jedoch wirddieseAnordnung
ebenfalls vorteilhaft bei dem Gegenstand der Erfindung angewendet.
-
Die Zurückholung des Ankers in seine Ruhelage geschielit einzig und
allein durch die Vorspannung der Blattfedern;7 und 8.
-
Damit die Auflagefläche zwischen dem Isolierstück 17 und der Betätigungsfeder
zwecks Vermeidung unnötiggr Reibung möglichst klein ist, empfiehlt es §ich, die
Betätigungsfedern dort, wo sie vom Anker angegriffen werden, mit kleinen Erhöhungen
zu versehen.
-
Ternerhin ist es beim Gegenstand der Erfindung von besonderem Vorteil,
wenn die Kontaktfedern 15 und die Anschlußklemmen 16 ungefähr in einer Ebene liegen.
Dies ist besonders in solchen Fällen wichtig, in denen die Wechselstromrelais in
Unterputzdosen, z. B.- bei Lichtsignalanlagen für Krankenhäuser, Hotels o. dgl.,
untergebracht werden. Es ist hier dem Monteur ein leichter Zugang zu den Kontakten
und den Anschlußklemmen gegeben. Die Anschlußklemmen 16 sind vorzugsweise untergebracht
in einem aus Isolierpreßstoff bestehenden Rahmen 17, der die. Kontaktfedern
r5 umschließt und gleichzeitig die Spule 18 gegen Beschädigung schützt. Der
Otierschnitt des Rahmens 17 stellt annähernd eine Doppel-T-Form dar. Die Zuführung
der Anschlußdrähte zu den Anschlußklemmen 16 erfolgt durch in den Rahmen 17 eingelassene,
Metallstücke ig, die Öffnungen 2o zum- Einführen der Anschlußdrähte besitzen.
-
Der aus. einem Stück aus Isolierpreßstoff hergestellte Rahmen
17 besitzt noch eine Verstei fungsrippe 2 1, die gleichzeitig dazu dient,
die Befestigung der Kontaktfedern 5 in einfacher Weise zu ermöglichen. Die
Befestigung selbst erfolgt, wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, durch Isolierzwischenlagen
und Schraubverbindungen. Aus der Fig. 5 -ersieht man, daß die Kontaktfedern
15 einen Lötschwanz 22 besitzen. Die elektrische Verbindung zwischen diesem Lötschwanz
und dem zugehörigen Metallstück ig erfolgt gemäß der Erfindung dadurch, daß diese
elektrische Verbindung in den Rahmen 17 mit eingepreßt ist oder daß die Verbindungsdrähte
unterhalb des Rahmens 17 verlegt sind.
-
Zur Abdeckung der Kontaktsätze empfiehlt es sich, eine aus durchsichtigem
Material, wie Zelluloid o. dgl., bestehende Scheibe in den Rahmen 17 mit einzufügen.
Dadurch sind die Kontakte insbesondere vor Beschädigung beim Arbeiten an den Anschlußklemmen
geschützt. Die Anbringung der Scheibe erfolgt zweckmäßig in Einfräsungen, die in
dem Rahmen 1;7 vorgesehen sind.
-
Der Rahmen 17 ist an den E-förmigen Kern i angeschraubt, vorzugsweise
unter Zuhilfenahme der gleichen Schrauben, die den Auflagerbock 9 an dem
E-förnügen Kern i befestigen (vgl. Fig. 4).
-
Außerdem besitzt der Mittelsteg 23 des Rahmens 17 eine
Aussparung:24, in der sich die Zunge 13 des Ankers 6 bewegt. Dies
hat den Vorteil, - daß der Rahmen 17 in einer solchen Lage zum Relaiskörper'angebracht
werden kann, daß er, das-Relais von vorn betrachtet, den Anker vollkommen überdeckt.
-
Durch die gesamte Anordnung des Relais, wie vorstehend beschrieben,
ist es möglich, die elektrischen Eigenschaften beim Wechselstrombettieb so zu verbessern,
daß das Relais bei Wechselstrom'betrieb annähernd die gleichen Anzugs- und Abfalldaten
besitzt- wie bei Gleichstrombetrieb. Dieses hat den großen Vorteil, daß das Relais
in Gleich- und Wechselstromanlagen gleich gut verwendet werden kann.
-
Es sei erwähnt, daß zwar ein Relais -mit E-förmi.gem Kern und deiner
Ank-erlagerung, welche vom Hauptkraftfluß frei ist, bekanntgeworden istJedoch fehlt
diesem bekannten Relais die zur Phasenverschielbung dienende Kupferumhüllung des
mittelsten Poles. Bei einem anderen bekannten Wechselstrommagneten ist wiederum
ein Kurzschlußring vorgesehen, jedoch fehlt hierbei andererseits der E-förmige Kern.
Eine weitere bekannte AusfühTungsform zeigt einen E-förinigen Kern,-bei welchem
sich eine besondere Wicklung auf dem mittel-Sten Kern befindet, wobei diese Wicklung
zwecks Erzeugung einer Phasenverschiebung mit einem Kondensator zusammengeschaltet
ist. Es handelt sich also bei der vorliegenden Erfindung um eine Kornbinationserfindung,
durch die gegenü-ber den eben erwähnten bekannten Anordnungen ein sehr leistungsfähiges
Relais von denkbar geringsten Dimensionen erzielt wird.