DE738323C - Wechselstromrelais mit einem dreischenkligen Kern - Google Patents

Wechselstromrelais mit einem dreischenkligen Kern

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DE738323C
DE738323C DES131901D DES0131901D DE738323C DE 738323 C DE738323 C DE 738323C DE S131901 D DES131901 D DE S131901D DE S0131901 D DES0131901 D DE S0131901D DE 738323 C DE738323 C DE 738323C
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Germany
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armature
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relay
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Expired
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DES131901D
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English (en)
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Guenther Boettcher
Benno Seitz
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00Electromagnetic relays
    • H01H51/30Electromagnetic relays specially adapted for actuation by ac

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Electromagnets (AREA)

Description

  • 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.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Wechselstromrelais mit einem dreischenkUgen, etiva E-förmigen, z. B. aus Transformatorenblech geschichteten Kern, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Schenkel des Kerns einen eine Phasenverschiebung bewirkenden, vorzugsweise aus Kupfer bestehenden Mantel trägt und der Relaisanker so gelagert ist, daß die Ankerlagerung vom Hauptkraftfluß nicht durchflossen wird.
  2. 2. Wechselstromrelais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß- der Kupfermantel (5) nur einen Teil des Querschnitts des mittleren Schenkels (3) des E-förmigen Kernes (i) umschließt. 3. Wechselstromrelais nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Schenkel (3) kürzer ist als die äußeren Schenkel (2, 4). 4. Wechselstromrelais nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerlagerung mittels einer oder mehrerer Blattfedern (7, 8), erfolgt, vorzugsweise derart, daß die an dem Anker (6) angebrachten Blattfedern auf einen Auflag bock (9) angeschraubt werden, und daß die Blattfedern (7, 8) eine gewisse Vorspannun,- zur Zurückholung des Ankers (6) in seine Ruhelage besitzen. 5. Wechselstromrelais nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflagerbock (9) an dem E-förmigen Kern (i) z. B. unter Benutzung der beiden äußeren Schenkel (2, 4) derart angebracht ist, daß diejeiüg-en Teüe des Auflagerbo#ckeg (9), die mit den äußeren Schenkeln (2, 4) des E-förmigen Kernes in Verbindung gebracht werden, etwa die gleiche Länge wie die Schenkel (:2, 4) haben und z. B. durch Nietung mit den Schenkeln (2, 4) verbunden sind. 6. Wechselstromrelais nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (6) vorzugsweise in seiner Mitte eine Zunge (13) besitzt, die zwecks Betätigung der Kontaktsätze (15) mit einem Isolierstück (14) versehen ist, das zweckmäßig einen annähernd elliptischen Querschnitt aufweist. 7. Wechselstromrelals nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beeinflussung der Kontakte (15) durch das Isolierstück (14) senkrecht zur Bewegung des Ankers (6) stattfindet. 8. Weebselstromr-elais nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedern (15) nahezu die ganze Höhe des Relais einnehmen. g. Wechselstromrelais nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Anker (6) unmittelbar beeinflußten Betätigungsfedern mit Kontakten versehen sind. io. Wechselstroinrelais nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die unmittelbar vom Anker (6) beeinflußten Betätigungsfedern Erhöhungen aufweisen, und zwar dort, wo das Isolierstück (14) der Ankerzunge (13) angreift. i i. Wechselstromrelais nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die c)ntaktfedern (15) und die Anschlußklemmen (16) ungefähr in einer Ebene liegen. 1:2. Wechselstromrelais nach Anspruch i bis i i, gekennzeichnet durch einen z. B. aus Isolierpreßstoff bestehenden Rahmen (17), der die Kontaktfedern (15) urnschließt, gleichzeitig so ausgebildet ist, daß er die Spule (18) gegen Beschädigungen schützt und vorteilhaft im Querschnitt annähernd eine Doppel-T-Form darstellt. 13. Wechselstromrelais nach Anspruch i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktsätze (15) durch eine z. B. aus Zelluloid o. dgl. bestehende Scheibe abgedeckt sind, zu deren Aufnahme der Rahnien (17) entsprechende Einfrästingen o. dgl. besitzt. - 14- Wechselstromrelais nach Anspruch i bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (17) eine Versteifungsrippe (21) besitzt, die gleichzeitig zweckmäßig zur Befestigung der Kontaktfedern (15) dient.
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DE (1) DE738323C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE923607C (de) * 1949-10-21 1955-02-17 Siemens Ag Relais fuer Eisenbahn-Sicherungseinrichtungen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE923607C (de) * 1949-10-21 1955-02-17 Siemens Ag Relais fuer Eisenbahn-Sicherungseinrichtungen

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