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Relais zum Steuern selbsttätiger Lade- und Notstromzentralen Für selbsttätige
elektrische: Anlagen zum Laden von Sammlerbatterien werden Organe gebraucht, die
in Abhängigkeit von der Spannung der Sammlerbatterien elektrische Schaltreize. auslösen.
Ein solches Relais muß nun meistens zwei getrennte Schaltreize auslösen, und zwar
einen sobald eine Höchstspannung erreicht ist und einen zweiten sobald die Spannung
der Sammlerbatterien auf ihren Mindestwert (beispielsweise z,8 V pro Zelle bei Bleisammlern)
abgesunken ist. Es wird außerdem verlangt, daß die Spannungen für die Auslösung
der beiden Schaltreize je nach den bestehenden Erfordernissen eingestellt werden
können. Diesem Zweck dienen üblicherweise Relais mit Drehankern, die auf teils elektrischem,
teils mechanischem Wege erreichen, daß ein elektrischer Kontakt bei den beiden Grenzspannungen
geöffnet bzw. geschlossen wird, durch den das eigentliche ZTmschaltrelais gesteuert
wird.
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Diese Drehankerrelais sind ebenso wie andere für den Zweck bekannte
Relais oder Kontaktvoltmeter teuer und wenig widerstandsfähig gegen Erschütterungen
und rauhe Behandlung; ihre Einstellung ist sehr mühevoll und kritisch. Vor allen
Dingen müssen alle bekannten Konstruktionen für die benötigten Höchst- und Mindestspannungen
ausgelegt werden und besitzen keine einfache und dauerhafte Justiermöglichkeit in
weiteren Grenzen.
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Es sind nun weiterhin Relais bekanntgeworden, bei denen die Anziehungsspannung
durch Verschieben des Magnetkernes in gewissen Grenzen veränderlich ist. Derartige
Relais finden Anwendung als Spannungsregler bei elektrischen Lichtmaschinen für
Kraftfahrzeuge.
Jedoch weisen derartige Relais gegenüber den vorher erwähnten Drehänkerrelais den
Mangel auf, daß lediglich die Ansprech- oder die Loslaßspannung, jedoch nicht beide
unabhängig voneinander eingestellt werden können.
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Sie genügen also nicht der eingangs erläuterten Forderung, wonach
dem Zweck der Relais als Schaltelemente für selbsttätige Batterieladeeinrichtungen
entsprechend die Ansprechspannung auf einen bestimmten Wert einstellbar sein muß
und die Loslaßspannung auf einen anderen, oft wenig davon verschiedenen Wert.
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Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein sehr einfaches und widerstandsfähiges
Kläppankerrelais, welches den Hilfskontakt zum Steuern, der selbsttätigen Batterieladevorrichtung
betätigt und welches sich leicht und genau sowohl auf einen beliebigen Ansprechwert
als auch in sehr weiten, für die Praxis völlig ausreichenden Grenzen auf eine .gewünschte
Differenz zwischen dem Ansprech- und Loslaßwert, also zwischen Ein- und Ausschaltspannung
einstellen läßt.
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Die Differenz zwischen Anziehungs- und Lösungsspannung an einem Klappankerrelais
ist bekanntlich durch das Zunehmen der elektromagnetischen Zugkraft des Relais infolge
der Verminderung des Luftspaltes zwischen Elektromagnet,-und Anker bedingt, denn
bekanntlich nimmt die Zugkraft mit wachsendem Luftspalt sehr rasch ab.
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Wenn man nun den Luftspalt veränderlich gestaltet, so kann man damit
die Zugkraft des Elektromagnets auf den Anker beliebig verändern. Durch die Betätigung
bestimmter Schaltkontakte ist man aber an einen ganz bestimmten Schaltweg des Ankers
ge-' bunden, der- unveränderlich bestehen bleiben soll, so daß man es nicht in der
Hand hat, den Luftspalt zwischen Elektromagnet und Anker bei geöffnetem und geschlossenem
Kontaktpaar willkürlich etwa durch Verschieben dieser Kontakte einzustellen. - Es
muß vielmehr ein Weg gefunden werden, bei welchem der Schaltweg des Ankers unveränderlich
bleibt, bei dem aber trotzdem der Luftspalt beim Ansprechen und der Luftspalt beim
Loslassen des Klappankers in ein bestimmtes Verhältnis gebracht werden kann.
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Bezeichnet man den Luftspalt bei offenem Anker mit dl und bei angezogenem
Anker mit dz und die Zugkraft bei offenem Anker mit P1 und bei geschlossenem Anker
mit P2, so ist unter Vernachlässigung des magnetischen Widerstandes des Eisens -
Der Schaltweg L des Klappankers ist = dl - d2 und muß mit Rücksicht auf den
Kontaktapparat konstant bleiben. Wenn man also d, groß macht, muß auch d2 größer
werden, damit di - d2 konstant bleibt, aber bei großem d, wird dann der Quotient
klein. . Es wird also auch der Unterschied zwischen
P1 und P2 klein. Wenn nun P1 und P2 eine Kraft (beispielsweise eine Feder) entgegenwirkt,
die möglichst konstant ist, so ist zum Anziehen des Klappankers eine höhere Spannung
an die Wicklung des Relais zu legen als zum Festhalten. Das bedeutet, daß die Anziehungsspannung
höher ist als die Loslaßspannung und daß die Differenz zwischen beiden willkürlich
eingestellt werden kann durch eine entsprechende Veränderung des Luftspaltes bei
gleichbleibendem Schaltweg.
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Benutzt man nun ein solches Relais mit veränderlichem Luftspalt aber
konstanter Differenz der Luftspalte d, und d2 als Fühler für Strom- bzw. Spannungsintervalle
in der Weise, daB ein Minimal- und ein Maximalstrom bzw. eine Minimal- oder Maximalspannung
durch das Relais in zwei elektrische Schaltreize umgewandelt werden, so kann man
die Differenz zwischen den die Schaltreize auslösenden Spannungen hzw. Stromstärken
durch den veränderlichen Luftspalt beliebig einstellen.
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Auf dieser Überlegung beruht die Erfindung: Dabei wird das Relais
aus zwei Teilen zusammengesetzt, einem Magnetsystem mit dem Kern i, dem Joch 2 und
der Wicklung 3 sowie einem Anker- und Kontaktsystem, bestehend aus einem Joch 4
aus nichtmagnetischem Material, dem daran mit Scharnier 5 befestigten Anker 6 mit
einer Gegenkraft, vorzugsweise einer Feder 7, beispielsweise in der gezeichneten
Anordnung, wo die Feder 7 an einen Hebelarm 8 angreift und mittels der Schraube
g auf eine bestimmte Gegenkraft eingestellt werden kann. Der Anker 6 trägt weiterhin
einen oder mehrere bewegliche Kontakte io, die über die. Gegenkontakte ii beim Anziehen
des Ankers einen Stromkreis schließen bzw. über einen Kontakt iza beim Öffnen des
Ankers.
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Das Magnetsystem ist nun verschiebbar in dem Ankerj och 4 .angeordnet;
es wird durch eine Feder 12 in der Richtung auf den Anker 6 hin gedrückt, jedoch
wird die Bewegung in dieser Richtung durch eine Schraubenmutter 13- begrenzt, so
daß durch' Drehen der Schraubenmutter 13 der Luftspalt 14 sehr genau eingestellt
werden kann. Da ja nun mit vergrößertem Luftspalt die Zugkraft abnimmt bzw. die
für die Überwindung einer Gegenkraft aufzuwendende Stromstärke vergrößert werden
muB, wird durch Verändern von Reihen- oder Parallelwiderständen der Magnetisierungsstrom
entsprechend eingestellt, oder es wird die Gegenkraft mittels der Schraube g verändert.
Damit ist gleichzeitig ein Mittel gegeben, um den Ansprechstrom einzustellen.
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Mit diesem Relais ist es also möglich, einmal durch Einstellung des
Mägnetisierungsstromes mittels Vorschalt- oder Parallelwiderständen zur Relaiswicldung
oder durch Einstellung der Gegenkraft gegen die Anziehungskraft des Relais auf den
Anker den für die Anziehung des Ankers erforderlichen Strom auf einen beliebigen
Wert einzustellen, und ferner ist es möglich, die Differenz der Strom- bzw. Spannungswerte
zwischen Anziehung und Loslassen des Ankers durch Verschieben des Magnetsystems
gegenüber dem in einem nichtmagnetischen Joch gelagerten Anker ebenfalls beliebig
einzustellen. -