DE879567C - Elektromagnetisch gesteuertes Stromimpulsrelais - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein von einem Elektromagneten impulsgesteuertes Relais miteinem innerhalb einer an ihren beiden zu Globen erweiterten, mit je einer oder mehreren Kontaktvorric'htungen, beispielsweise Kontaktflüssigkeit, und Elektrodenanschlüssen versehenen Enden verschlossenen, mit einem gasförmigen Medium, vorschlagsweise Wasserstoffgas, gefüllten Röhre aus vorzugsweise anorganischem Glas beweglich angeordneten Kontaktsteuerorgan, welch letzteres die elektrische Verbindung zwischen den beiden vorerwähnten Kontaktvorrichtungen wechselweise herbeiführt oder aufhebt, zwecks Schließen und Unterbrechen eines angeschlossenen Arbeitsstromkreises.

Die Erfindung ist in der Hauptsache dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktsteuerorgan aus einem innerhalb des Röhrenbehälters drehbar beweglich angeordneten Behälter aus einem unmagnetischen, elektrisch leitenden Stoff besteht, welcher Behälter in sich einen innerhalb des letzteren verschiebbar angeordneten, magnetisch beeinflußbaren Führungs- oder Steuerstab, beispielsweise einen Eisendraht od. dgl·., einschließt und welcher Behälter an seinen beiden Enden Kontaktarme trägt, die die Verbindung zwischen den Kontaktvorrichtungen in der Arbeitslage der Relaisvorrichtung vermitteln.

Im folgenden wird mit Arbeitslage die Lage bezeichnet, in welcher der Elektromagnet stromführend ist, mit Ruhelage die Schaltlage, in welcher der Elektromagnet stromlos ist, mit Ivontaktlage die Lage, in welcher zwecks Schließens eines angeschlossenen¹ Stromkreises die Kontaktarme über das Kontaktorgan die Kontaktvorrichtungen mit

der Kontaktflüssigkeit und· den angeschlossenen Elektroden, hier gemeinsam Bodenkontakte benannt, miteinander verbinden, und mit Öffnungsoder Unterbrechungslage wird die entgegengesetzte Lage bezeichnet.

Früher sind u. a. vom Erfinder selbst Vorrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen beispielsweise zwei Magneten, von denen der eine aus einem ortsfesten oder einem ortsvariablen Dauermagneten ίο bestand, einen Kontaktstab aus magnetisierbarem Material beeinflußten, mit dem ein Stromkreis unterbrochen¹ (geöffnet) oder geschlossen werden konnte. " Bei einer anderen ebenfalls vom Erfinder vorgeschlagenen Vorrichtung dieser Art wurde der Kontaktstab von einem Elektromagneten lagegesteuert, wobei der Kontaktstab, dessen beide Endpartien umgebogen waren, bei stromführendem Magneten hauptsächlich mit seinem bezüglich der umgebogenen Endpartien längerem Mittelteil in Richtung von den Bodenkontakten hinweg angezogen wurde und wieder niederfiel·, wenn der Elektromagnet stromlos wurde, beispielsweise mit seinen Endteilen nach unten, so daß diese in die Kontaktflüssigkeit der Bodenkontakte tauchten und einen angeschlossenen Arbeitsstromkreis schlossen; wenn der Elektromagnet darauf wieder stromführend gemacht wurde, zog er wieder den Kontaktstab· an, der dann bei Unterbrechen des Magnetstromkreises (Manöver stromkreises) in umgekehrter Lage herabfiel·, so daß die beiden Endteile jetzt aufwärts • gerichtet waren, d.h. in Richtung von den Bodenkontakten hinweg. Die wechselweise Lageänderung des Kontaktstabes wurde in der Hauptsache dadurch bewirkt, daß er bei der magnetischen Anziehung zwangsweise der runden Innenwand der umschließenden Röhre folgte, wobei er sich um seine Längsachse drehte; bei- dem direkten Fall jedoch führte er eine derartige Drehbewegung nicht aus, da er jetzt nicht gezwungen wurde, der Innenwand zu folgen, sondern ausschließlich der Schwerkraft gehorchte.

Bei diesen und übrigen bisher bekannten Vorrichtungen konnte ein angeschlossener Arbeitsstromkreis erst dann geschlossen werden, wenn die magnetische Kraft aufgehoben wurde, entweder durch örtliches Entfernen eines Dauermagneten oder dadurch, daß der stromführend wirksame Elektromagnet stromlos gemacht wurde, d. h. also in beiden Fällen durch Aufhebung oder Löschung des magnetischen Kraftfeldes. Dies hat sich in der Praxis oftmals als ein Nachteil erwiesen, besonders in solchen Fällen, in denen ein' angeschlossener ■ Arbeitsstromkreis unmittelbar und im selben Moment geschlossen oder unterbrochen werden mußte, in dem ein elektromagnetischer Impuls gegeben wurde. Es ist nun der Zweck der vorliegenden Erfindung, u. a. diesen Übelstand zu überwinden, wobei außerdem noch andere Fortschritte mit derselben errungen wurden; diese Erfindung stützt sich auf die vom Erfinder während seiner Arbeiten mit derartigen Stromstellern und Magnetrelais gemachten Erfahrungen. Die Relaisvorrichtung gemäß der Erfindung ist zuverläßlich und sicher reproduzierbar und mit sehr geringen Steuerimpulskräften (Manöverstrom) lenkbar.

Weitere Kennzeichen der Vorrichtung gemäß der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einiger in der Zeichnung als Beispiele gezeigten Ausführungsformen hervor.

Die Fig. 1, 2, 3 und¹ 4 zeigen eine Relaisvorrichtung gemäß der Erfindung in einer Ausführungsform im Querschnitt und in vier verschiedenen Operationslagen.

Fig. ι und 3 zeigen die Relaisvorrichtung in Arbeitslage; Fig. 2' und 4 zeigen sie in Ruhelage; Fig. ι zeigt die Relaisvorrichtung in Ausgangsoder Unterbrechungslage;

Fig. 2 zeigt sie in- Kontaktmomentlage; Fig. 3 zeigt sie in geriegelter Kontaktlage, und Fig. 4 zeigt sie in Unterbrechungsmomentlage; Fig. 5 zeigt die -Relaisvorrichtung im Schnitt mit einer seriegeschalteten· Hilfsvorrichtung für die Magnetisierung des Kontaktstabes;

Fig. 6 zeigt in zwei Schnitten das Kontaktsteuerorgan selbst mit Kontaktstab und' Kontaktarmen;

Fig. 7 und 8 zeigen im Schnitt eine Relaisvorrichtung mit verzögerter Kontaktschließung bzw. -unterbrechung, ein Wec'hselrelais darstellend.

In einem röhrenförmigen Behälter 1 aus beispiels- gn weise anorganischem Glas, dessen beide verschlossene Enden beispielsweise ringförmig erweitert und mit von durchgeführten Elektroden S, 9 gebildeten, mit einer Kontaktflüssigkeit, beispielsweise Quecksilber, bedeckten Bodenkontakten 6, 7 versehen sind, ist ein drehbar beweglicher Behälter 2 aus einem unmagnetischen, elektrisch leitenden Material angeordnet, welch· Behälter 2 einen innerhalb desselben verschiebbar beweglichen, einen Magnetkern oder Magnetanker bildenden Steuerstab 3 aus magnetisierbarem Material, beispielsweise einem Eisendräht od. dgl., einschließt, an welchem Behälter 2 an dessen beiden Enden auf einer Seite Kontaktarme 5 angebracht sind; die Details 2, 3 und 5 bilden ein Kontaktsteuerorgan als eine Einheit. Außerhalb des Behälters 1 ist ein Elektromagnet 4 angeordnet, dessen Kern auf beiden Polseiten in zwei Felder aufgeteilt ist.

Die Wirkungsweise der Relaisvorrichtung ist in den Hauptzügen folgende: In der in Fig. 1 gezeigten Ruhe- und Ausschaltlage ist der Elektromagnet 4 stromlos, und der Steuerstab 3 liegt an dem unteren Ende seines beweglichen Behälters 2; die an der höher gelegenen Gegenseite des Behälters 2 befindlichen Kontaktarme 5 sind vom Quecksilber in den Bodenkontakten 6 bzw. 7 abgehoben. Wird nun der Elektromagnet stromführend, bildet sich ein magnetisches Kraftfeld aus, zu dem der Steuerstab 3 momentan angezogen wird¹, wobei er seinen Behälter 2> beispielsweise zu etwa einer haiben Umdrehung zwingt oder so weit, bis der Steuerstab 3 so nahe an den Magneten 4 heran- bzw. in dessen Magnetkraftfeld hineingerückt worden ist, wie dies der Behälter 2 und der Röhrenbehälter 1 zulassen, und ferner die Kontaktarme 5 mit dem Quecksilber in den Bodenkontakten· 6, 7 in Ver-

bindung kommen und über den Behälter 2 eine leitende Verbindung zwischen den Elektroden 8, 9 vermitteln und dabei einen angeschlossenen Arbeitsstromkreis momentan schließen (Fig. 2). Wird der Elektromagnet nach abgegebenem Impuls wieder stromlos gemacht, erlischt die auf den Steuerstab 3 ausgeübte magnetische Anziehungskraft, und der sofort entmagnetisierte Steuerstab 3 gleitet zufolge seines Eigengewichtes im seine eingenommene Lage aus Friktionsgründen beibehaltenden Behälter 2 zu dessen niederem, entgegengesetztem Ende, an dem sich die Kontaktarme 5 befinden und demzufolge die Relaisvorrichtung in Arbeitslage festschließt (Fig. 3).

!5 Sobald der Elektromagnet 4 wieder stromführend wird und seinen nächsten Magnetimpuls abgibt, wird der Steuerstab 3 wiederum angezogen und dreht dabei seinen Behälter 2 (in Pfeilrichtung der Fig. 3) zur ersten Ausgangslage zurück, wobei das mit den Kontaktarmen 5 versehene Ende des Behälters 2 durch die Hebebewegung des Steuerstabes 3 emporgehoben und die Verbindung der Kontaktarme 5 mit dem Quecksilber in den Bodenkontakten 6, 7 aufgehoben und demzufolge der über die Elektroden 8, 9 geschlossene Arbeitsstromkreis momentan wieder unterbrochen wird. Der Steuerstab 3 gleitet wieder herab zum niederen Ende seines Behälters 2, sobald· der Elektromagnet 4 wieder stromlos wird, und riegelt damit die Relaisvorrichtung in Ausschaltlage. Der Steuerstab 3 ist es also, der bei einem ihn beeinflussenden Magnetimpuls momentan das Ende des Behälters 2 emporhebt, an welchem er sich im Impulsmoment gerade befindet, und dabei seinen Behälter 2 zwingt, sich in entsprechendem Grade zu drehen, weil der Behälter 2 sich innerhalb des Röhrenbehälters 1 nicht fortbewegen, sondern ausschließlich drehweise um seine eigene (gedachte) Längsachse seine Lage begrenzt ändern kann.

Wenn es in gewissen Fällen wünschenswert sein sollte, daß das Ein- oder Ausschalten des Arbeitsstromkreises über die Elektroden 8, 9 verzögert werden kann, bis der Elektromagnet 4 wieder stromlos geworden ist, werden Steuerstab 3 und Kontaktarme 5 als ein einheitliches Kontaktorgan (3 in Fig. 7 und 8) ausgebildet, welchenfalls die Vor-¹ richtung ein Wechselrelais bildet.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen und in der Zeichnung dargelegten Ausführungsformen beschränkt, sondern diese können in verschiedener Weise hinsichtlich ihrer Details modifiziert werden, ohne daß der Grundgedanke der Erfindung aufgegeben oder deren Rahmen überschritten wird. Der Behälter 2 kann an seinen beiden Enden gelagert sein in zwei in der geometrischen Achse des Behälters 1 angeordneten Achszapfen, wobei

dann die Lagerung mit genügender Reibung auszuführen wäre, so daß diese die Schwerkraft des Steuerarmes 3 überwiegen könnte; zwei Magnetspulen· können vorgesehen sein zur Erzielung von 60 zwei den·Steuerstab3 in dessen zweiLagen wechselweise beeinflussenden Magnetfeldern; die Kontaktflüssigkeit kann beispielsweise durch feste Kontakte ersetzt werden.

Claims (6)

1. 65 PatenTANSPBöcHE:

   i. Elektromagnetisch gesteuertes Stromimpulsrelais mit einem innerhalb einer an ihren beiden Enden verschlossenen! Röhre mit Elektrodenanschlüssen und einem elektromagnetischen Impulsgeber angeordneten Kontaktorgan, dadurch gekennzeichnet, daß in dem an seinen beiden Enden zu Globen erweiterten Röhrenbehälter (1) ein drehbar beweglicher Behalter (2) aus unmagnetischem, elektrisch leitendem Material angeordnet ist, dessen beide Enden mit je einem Kontaktarm (5) versehen sind und der in sich verschiebbar beweglich einen magnetisch beeinflußbaren Steuerstab (3) einschließt, der bei vom Elektromagneten (4) empfangenen magnetischen Impulsen seinen Behälter (2) drehend innerhalb des Röhrenbehälters (1) in die die Verbindung zwischen den Elektrodenanschlüssen (8, 9) vermittelnde, einen angeschlossenen Arbeitsstromkreis schließende bzw. die genannte Verbindung und den Arbeitsstromkreis unterbrechende Lage wechselweise steuert.
2. 2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanschlüsse (8,9) mit in den erweiterten Enden des Röhrenbehälters (1) gelagerten Quecksilbermengen (6, 7) bedeckt sind.
3. 3. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanschlüsse (8, 9) mit festen, nichtflüssigen Kontaktorganen versehen sind.
4. 4. Abänderung des Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktarme (5) mit dem magnetisch beeinflußbaren Steuerstab (3) zu einer Einheit ausgebildet sind.
5. 5. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (2) mit seinen beiden Enden in zwei in der geometrischen Achse des Behälters (1) angeordneten Achszapfen gelagert ist.
6. 6. Relais nach einem der vorhergehendeni Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei den Steuerstab (3) in dessen zwei Endlagen beeinflussende Magnetfelder angeordnet sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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