DE902409C - Elektrisches Relais - Google Patents

Description

• Elektrisches Relais Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein auch durch sehr schwache Ströme auslösbares empfindliches elektrisches Relais zu schaffen, welches sich durch einen einfachen Aufbau kennzeichnet, ein einwandfreies Ansprechen auch bei pulsierenden Auslöseströmen ohne besondere Glättungseinrichtungen gewährleistet sowie offene Kontaktstellen vermeidet. Darüber hinaus soll das Relais so ausgebildet sein, daß eine Kontaktgabe schon bei einem geringen Änderungsbetrag des Auslösestromes erfolgen kann, und zwar innerhalb eines möglichst großen Auslösestrombereichs, wobei gleichzeitig eine einfache Einstellmöglichkeit für die jeweils gewünschten Kontaktgaben bei ganz bestimmten Auslöseströmen gegeben sein soll.
• Diese Forderung erfüllt im Gegensatz zu den bisher bekanntgewordenen Relais ein solches, welches sich erfindungsgemäß kennzeichnet durch die Kombination eines vom Auslösestrom gespeisten Tauchspulensystems mit einer (bzw. mehreren) magnetisch auslösbaren geschlossenen Quecksilberschaltröhre(n), derenAuslösemagnet(en) durch die Tauchspule unmittelbar bzw. mittelbar mechanisch verstellt wird (bzw. werden).
• In Abb. i der Zeichnung ist in schematisierter Darstellung das Prinzip des neuen Relais wiedergegeben..
• Mit i, 2 ist ein Tauchspulensystem angedeutet, das aus dem permanenten Topfmagneten i und der vom Auslösestrom gespeisten Tauchspule 2 besteht, die in dem Ringspalt des Topfmagneten angeordnet ist. An der' Tauchspule ist der linke Arm 3 eines bei d. drehbar gelagerten doppelarmigen Hebels angelenkt. An -dem Ende des rechten Hebelarms 5 greift eine Zugfeder 6 an, welche die Drosselungsfedern der Tauchspule darstellt. Der Hebel ist gleichzeitig Träger eines Auslösemagneten 7, welcher mit einer geschlossenen Quecksilberschaltröhre 8 zusammenwirkt, welche in einem Arbeitsstromkreis A liegt. Diese bekannte Quecksilberschaltröhre besteht im wesentlichen aus einer evakuierten Glasröhre, in welche eine Schneckenfeder 9 eingeschmolzen ist, an deren einem gestreckten Ende eine dünne Blechfahne io aus weichem, magnetischem Werkstoff angebracht ist. Hinter dieser Fahne ist ein relativ kräftiger, abgewinkelter Schaltstift i i angeschweißt. Am Boden. des Gefäßes befindet sich ein Quecksilbertropfen: Von dem aufgerollten Schneckenende und dem Quecksilbertropfen sind Kontaktdrähte durch die Gefäßwand geschmolzen. Bei Annäherung des Steuermagneten 7 gegen die Kontaktfahne 1ö wird letztere bei einer ganz bestimmten Entfernung plötzlich angezogen, wobei der abgewinkelte Schaltstift i i mit großer Geschwindigkeit in den Quecksilbertropfen eintaucht und eine Kontaktgabe, d. h. ein Schließen des Arbeitsstromkreises, bewirkt. Bei Entfernung des Steuermagneten von der Glasröhre schnellt die Blechfahne 1o wieder zurück, wobei der Kontakt sehr rasch geöffnet wird. Mit 1.2 und 13 sind die Bewegung des -Waagebalkens begrenzende einstellbare Anschläge bezeichnet. ' In der rechten Hälfte der Abb. z ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des neuen elektrischen Relais wiedergegeben. Der linke Teil stellt eine sogenannte elektrisch-pneumatische Stromwaage dar, die der Durchflußmessung von beispielsweise Wasser dient. Mittels dieser Stromwaage wird der an einem Staurand in der Wasserspeiseleitung abgenommene Wirkdruck in einen der Strömungsmenge proportionalen elektrischen Stromwert verwandelt, der durch einen Zähler 1q. fließt und einen Schieber 15 betätigt. Gleichzeitig speist er die Tauchspule 2. Der von dieser Tauchspule gesteuerte Auslösemagnet 7 arbeitet hier mit zwei Quecksilberschaltröhren 8 und 16 zusammen; ferner unterscheidet sich die Anordnung von der in Abb. i dargestellten dadurch, daß an dem Drehpunkt q. des Waagebalkens ein weiterer unabhängiger Hebelarm 17 angelenkt ist, der einen geringen, durch den Anschlag 18 einstellbaren Abstand vom Waagebalken 5 hat und von einer Feder r9 gegen diesen Anschlag 18 gezogen wird. Die an die Stromwaage angeschlossene Relaisanordnung hat die Aufgabe, bei Erreichen eines maximalen bzw. minimalen Wasserstandes, der von der Förderleistung in der Wasserspeiseleitung abhängt, ein Maximalsignal bzw. ein Minimalsignal irgendwelcher Art auszulösen. Im Betrieb kommt es nämlich bisweilen vor, daß einmal eine automatische Regelung außer Betrieb ist und andererseits eine Warnung gegeben werden muß, falls in der automatischen Regelung des Wasserstandes etwas nicht in Ordnung ist. Die Regelung möge beispielsweise für o bis 2 m Wassersäule eingerichtet sein. Für diese Wasserstandsdifferenz schwankt der Meßstrom in der Stromwaage zwischen 12o und o mA, und zwar derart, daß im Meßkreis dem Wasserstand o der Meßstrom 12o m A zugeordnet ist. Es sei angenommen, daß der Sollwert der Regelung bei 5o '/o des genannten Regelbereichs liegen möge, also bei 6 m Wassersäule entsprechend 6o mA Meßstrom. Das Hochwasserstandssignal soll bei 8 m (entspricht q.o mA) und das Niedrigwasserstandssignal bei 4m Wasserstand (entspricht 8o mA) gegeben werden. Eine weitere Forderung ist, daß die vom Relais betätigten Kontakte als Ruhekontakte arbeiten. Die beiden Quecksilberschaltröhren 8 und 16 werden bei einem Meßstrom von 6o mA so justiert, daß die Schaltstifte in das Quecksilber eintauchen und die Kontakte' schließen. In dieser Stellung des Magneten 7 fließt somit in beiden Signalkreisen A und B Strom. Steigt nun der Wasserstand an, d. h. wird der Meßstrom kleiner, so zieht die Feder 6 den Waagebalken 5 nach unten. Der Steuermagnet 7 entfernt sich von der rechten Quecksilberschaltröhre 8 (Maximumkontakt), und bei einer bestimmten Stromstärke, die durch die Federspannung 6 eingestellt werden kann, beispielsweise bei 40 mA, öffnet die Schaltröhre den Stromkreis A. Sinkt der Wasserstand unter 6 m, d. h. steigt der Meßstrom über 6o mA an, dann spannt sich die Feder 1g, und der Waagebalken 5 berührt mit der Schneide2ö den Hebel 17. Die Stromstärke muß also so weit ansteigen, bis die gesamte Zugkraft der Federn 6 und 1g ausgewogen ist und der Steuermagnet 7 sich so weit von der Quecksilberschaltröhre 16 entfernt hat (Minimumkontakt), daß der Schaltstift aus dem Quecksilbertropfen herausschlägt. Durch entsprechendes Justieren der Federn 6 und z9 lassen sich innerhalb weiter Grenzen beliebig viele Niveauunterschiede des Wasserstandes signalisieren. Die Verwendung eines permanenten Magneten aus hochwertigem Werkstoff im Tauchspulensystem gewährleistet eine völlige Unabhängigkeit der Funktion von Netzspannungsschwankungen. Die Vermeidung offener Kontakte bietet eine außerordentliche Betriebssicherheit gerade in rauhen Betrieben.
• Für den Erfindungsgedanken ist es unerheblich, in welcher Weise der mit der (bzw. den) Quecksilberschaltröhre(n) zusammenwirkende Auslösemagnet mechanisch gesteuert wird. Dies kann, wie gesagt, beispielsweise auch unmittelbar in der Weise erfolgen, daß der Auslösemagnet direkt an dem Tauchspulenträger sitzt. Der Auslösemagnet kann selbstverständlich auch wechselweise gleichzeitig oder nacheinander zusammenwirken. Andererseits können auch durch die Tauchspule gleichzeitig mehrere Auslösemagneten betätigt werden. Ob die Quecksilberschaltröhren als Ruhestrom-oder Arbeitskontakte arbeiten, richtet sich nach den jeweils gegebenen Verhältnissen. Der Magnet in der Tauchspule kann auch als Elektromagnet ausgebildet sein, wenn das Relais beispielsweise durch Meßströme ausgelöst wird, welche dem Quadrat von Meßgrößen proportional sind.
• Es liegt auch grundsätzlich im Rahmen vorliegender Erfindung, den von der Tauchspule gesteuerten Auslösemagneten durch eine Abschirmfahne aus weichem, magnetisierbarem Material zu ersetzen; in diesem Fall wird der Auslösemagnet ortsfest angeordnet, wobei die Abschirmfahne zwischen diesem und der Quecksilberschaltröhre spielt. Was über die Zahl und Anordnung der Auslösemagneten und Quecksilberschaltröhre gesagt ist, gilt natürlich sinngemäß auch für den letzteren Fall.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrisches Relais, insbesondere solches, welches durch sehr schwache Ströme auslösbar ist, gekennzeichnet durch die Kombination eines vom Auslösestrom gespeisten Tauchspulensystems (i, 2) mit einer (oder mehreren) magnetisch auslösbaren, geschlossenen Quecksilberschaltröhre(n) (8, i6), deren Auslösemagnet(en) (7) von der Tauchspule (2) unmittelbar oder mittelbar mechanisch verstellt wird (bzw. werden).
2. 2. Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der (bzw. die) den Quecksilberschaltröhren zugeordnete(n) Auslösemagnet(en) unmittelbar an dem Tauchspulenträger sitzt (bzw. sitzen).
3. 3. Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der (bzw. die) den Quecksilberschaltröhren (8, 16) zugeordnete(n) Auslösemagnet(en) (7) über ein Hebelsystem (3, 5) an der Tauchspule (2) angelenkt ist (bzw. sind). q. Relais nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein von der Tauchspule (2) betätigter Auslösemagnet (7) mit zwei oder mehreren Quecksilberschaltröhren (8, 16) wechselweise gleichzeitig oder nacheinander zusammenwirkt. 5. Durch Meßströme auslösbares Relais nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Hubbewegung der Tauchspule begrenzende, bestimmten Meßströmen zugeordnete einstellbare Anschläge (i2, 13, 18) vorgesehen sind. 6. Relais nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugkraft der Fesselungsfeder (6, i9) der Tauchspule (2) einstellbar ist. 7. Relais nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Quecksilberschaltröhren wahlweise als Ruhestrom- oder Arbeitskontakte verwendet werden. B. Relais nach Anspruch 3 mit einem über einen Hebel an der Tauchspule angelenkten Auslösemagneten, welcher zwei Quecksilberschaltröhren wechselweise bei zwei bestimmten Meßströmen betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ansprechen der ersten Quecksilbei*chaltröhre am Hebel (5) eine zusätzliche Fesselungskraft (i9) wirksam wird, die eine Änderung (steileren Anstieg des Meßstromes) für den gleichen Tauchspulenhub hervorruft. 9. Relais nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (i) des Tauchspulensystems (i, 2) ein permanenter ist. io. Relais nach Anspruch i bis 8, insbesondere solches, welches durch Meßströme auslösbar ist, welche dem Quadrat von Meßgrößen proportional sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet des Tauchspulensystems als Elektromagnet ausgebildet ist. i i. Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Tauchspule mechanisch verstellte Auslösemagnetdurch eine Abschirmfahne ersetzt und der Auslösemagnet ortsfest angeordnet ist, wobei die den magnetischen Fluß abschirmende Fahne zwischen QuecksilberschaltFöhre und Auslösemagneten spielt. Angezogene Druckschriften: ETZ, 59. Jg. 1938, Heft 9, S.225 ff.