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Publication number: DE91553C
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Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Relais mit zwei Wickelungen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 22. April 1896 ab.

Der Gegenstand vorliegender Erfindung bezieht sich auf ein neues Relais; in der Zeichnung stellt

Fig. ι eine Draufsicht auf das Relais dar;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht desselben, Iheilweise in Richtung der Linie 2-2 nach Fig. 1 geschnitten;

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf eine etwas modificirte Form des Relais.

Das Relais vorliegender Erfindung besitzt zwei Wickelungen; die eine derselben dient zum Controliren des Ankers und die andere zum Bethätigen desselben. Unter »Controliren« wird dabei die Erregung des Magneten verstanden, sofern es sich darum handelt, die Richtung zu bestimmen, in welcher der Anker bewegt werden soll, während unter dem Worte »bethätigen« die eigentliche Bewegung des Ankers verstanden werden soll. Der Anker kann durch eine der Wickelungen der Inductionsspule magnetisirt werden, oder aber die Magnetisirung kann durch einen besonderen Stromkreis erfolgen; in jedem Falle aber wird, wie bereits erwähnt, die eine Wickelung der Inductionsspule den Anker controliren, während der letztere durch die andere Wickelung bethätigt wird.

In der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform bedeutet α die Inductionsspule, die aus einem Gehäuse α² besteht; letzteres ist aus weichem Eisen angefertigt und mit einem aus weichem Eisen bestehenden Kopfstück oder Endstück versehen. Mit dem geschlossenen Ende dieses Gehäuses ist ein weicher Eisenkern a¹ verbunden. Elektromagnete a^l sind mit dem einen Ende des Kernes α¹ der Inductionsspule verbunden; diese Elektromagnete a⁴ sind, wie gezeichnet, mit Armen a^& versehen, welche von dem Gehäuse α² herausragen, so dafs sie auf diese Weise mit dem einen Ende des Kernes a¹ unter Vermittelung der Gehäusewand in Verbindung stehen. An dem freien Ende genannten Kernes ist mit Hülfe von Schrauben a²⁰, die durch die Ansätze α²¹ des Gehäuses hindurchgehen, der Anker a^s gelagert; das freie Ende dieses Ankers vibrirt zwischen den offenen Polen α⁹ und a¹⁰ der Elektromagnete a^l und schlägt dabei gegen die Schraube a¹ oder a^s. Der Localstromkreis h ist mit dem Anker einerseits und mit der Schraube a¹ andererseits verbunden, so dafs dieser Stromkreis geschlossen wird, sobald der Anker mit genannter Schraube a¹ in Berührung kommt; die Schraube a^s dient nur dazu, den Ausschlag des Ankers reguliren zu können.' Mit dem einen Ende des Ankers ist eine Feder a^Li verbunden, welche andererseits mit einer Stellschraube λ²³ in Verbindung steht, die durch einen Arm a^s getragen wird; diese Feder hat das Bestreben, den Anker so zu bewegen, dafs der Localstromkreis h, sofern kein Strom durch den Apparat hindurchgeht, geöffnet bleibt.

b¹ bedeutet den Streckenstromkreis, welcher seinen Strom von der Elektricitätsquelle b² erhält; mit b ist die Primärwickelung der Inductionsspule bezeichnet, welche Spule direct in den Streckenstromkreis b¹ eingeschaltet sein kann; diese Verbindung geschieht in bekannter Weise vorteilhaft mittels Klemmschrauben d³.

Aufser dieser Primärwickelung besitzt die Inductionsspule noch eine Secundärwickelung/; diese Wickelung ist mit der Wickelung der Elektromagnete α⁴ hinter einander geschaltet, wobei die Wickelungen dieser Elektromagnete derartig angeordnet bezw. verbunden sind, dafs ein durch dieselben hindurchfliefsender Strom die einander gegenüberstehenden Pole α⁹ und a¹⁰ entgegengesetzt magnetisirt. Wenn nun der Hauptstromkreis b\ wie gewöhnlich, mit Hülfe eines Tasters geschlossen wird, so raufs ein Strom durch die Primärwickelung b hindurchgehen; die Richtung des Stromes wird von der Polarität der die Streckenleitung speisenden Elektricitätsquelle abhängen; nimmt man nun an, dafs diese Polarität derartig gewählt sei, dafs der Strom durch die Primärwickelung b und um den Kern a^l so läuft, dafs das Ankerende ein Nordpol und das mit dem Gehäuse a'² verbundene Ende ein Südpol wird, so wird dieser Magnetismus durch das geschlossene Ende des Gehäuses durch das Gehäuse selbst nach dem offenen Ende den Armen a³ und Kernen a^ü der Elektromagnete übertragen und die gegenübergerichteten Enden a⁹ und a¹⁰ genannter Kerne erhalten somit dieselbe Polarität, in dem angenommenen Falle entstehen also zwei Südpole; der Anker α⁵, welcher mit dem Kern α¹ verbunden und eigentlich nur eine Verlängerung dieses Kernes ist, wird gleichfalls magnetisirt, wobei das freie Ende des genannten Ankers im vorliegenden Falle einen Nordpol darstellt.

Der durch die Primärwickelung b hindurchgehende Strom wird in dem Moment des Magnetisirens aufserdem noch einen Strom in der Secundärwickelung/ induciren, und dieser Strom geht durch die Wickelung der Elektromagnete «⁴, wie vorher beschrieben, in einer bestimmten Richtung, im vorliegenden Falle derartig, dafs das Ende a⁹ genannter Elektromagnete <z⁴ einen Nordpol erzeugt, der den durch die Primärwickelung, wie vorher beschrieben, erzeugten Magnetismus momentan abschwächt; weiter hat der Secundä'rstrom das Bestreben, das Ende a¹⁰ der Elektromagnete a⁴ in einen Südpol zu verwandeln, welcher den daselbst schon vorhandenen bezw. durch die Primärwickelung erzeugten Südpol verstärkt.

Da der Anker a^& ein Nordpol ist, so wird er gegen den Pol α¹⁰ gezogen, wobei Contact mit der Schraube a¹ entsteht und somit der Localstrom geschlossen wird; wenn der durch den Secundärstrom hervorgebrachte Impuls vorüber ist, so nehmen die Enden α⁹ und a¹⁰ der Elektromagnete α⁴ den durch die Primärwickelung bestimmten Magnetismus von gleicher Stärke, im vorliegenden Falle Südpole, an; da der Anker jedoch dem Pol a^w näher ist, so wird er an dieser Seite gehalten, wo er verbleibt und den Stromschlufs des Localstromes aufrecht erhält. Wenn nun der Hauptström·; kreis wieder geöffnet wird, so wird der durch die Primärwickelung fliefsende Strom unterbrochen und inducirt dabei in der Secundärwickelung / einen dem vorigen entgegen-. gerichteten Inductionsstrom; dieser Strom kehrt bei seinem Umkreisen der Elektromagnete <z⁴ in umgekehrter Richtung die Wirkung des ersten Stromes um und vermehrt jetzt die Stärke des Südpoles a? und vermindert diejenige des Poles α¹⁰; da der Anker noch nicht genügend Zeit gehabt hat, seinen Magnetismus zu verlieren, so wird er von der Contactschraube a¹ abgezogen, wobei der Localstrom h geöffnet wird. Die Feder a^u besitzt nur eine so geringe Stärke, dafs sie, sofern in den Kernen α⁶ kein Magnetismus vorhanden ist, den Anker gegen den Anschlag a^& hält und somit den Localstromkreis h so lange offen hält, bis der Streckenstromkreis von neuem geschlossen wird.

Wenn nun der Streckenstromkreis in umgekehrter Richtung, wie eben angenommen, durch die Primärwickelung b des Relais fliefst und dabei das Ankerende des Kernes a¹ zu einem Südpol und die Enden a⁹ und α¹⁰ der Elektromagnete a^l zu Nordpolen macht, . so wird der im Moment des Stromschlusses erzeugte Inductionsstrom in der umgekehrten Richtung fliefsen und somit auf die Kerne der Elektromagnete λ* die entgegengesetzte Wirkung ausüben; es wird also der Magnetismus des Poles a¹⁰ momentan verstärkt und der primäre Magnetismus des Poles a° geschwächt; infolge dessen wird der Anker gegen den Pol a^w gezogen und mufs einen Contact mit der Schraube a¹ herstellen, wobei der Localstromkreis h genau wie vorher geschlossen wird. Oeffnet man nun den Stromkreis der Hauptleitung, so wird wieder ein umgekehrter Inductionsstrom erzeugt, welcher die Wirkung auf die Pole a^% . und a^w umkehrt; der Anker wird zu dem Anschlage a⁸ gezogen und daselbst durch die Feder a^u oder den remanenten Magnetismus des Ankers oder Kernes <z^e gehalten.

Es geht aus der Natur der Inductionswickelung hervor, dafs es nicht nothwendig ist, den Primärstrom zu öffnen oder zu schliefsen, sondern dafs ein Verstärken oder Schwächen des Stromes denselben Effect hervorbringt; wenn das neue· Relais einmal für ein Minimum eingestellt ist, so wird es durch jeden stärkeren Strom bethätigt, welchen die Drähte, mit denen die Spulen umwunden sind, aufnehmen können. Die stärkeren Ströme sind fähig, dieselben Functionen auzuüben wie die schwächeren dadurch, dafs sie einen secundären Strom beim Stromschlufs oder beim Vergröfsern der Stromstärke in der einen Richtung induciren und in der anderen Richtung, wenn der Strom geschlossen oder geschwächt wird, wobei der

Anker von der einen Seite nach der anderen in derselben Weise gezogen wird, wie bei der Verwendung des geringeren Stromes.

In der in Fig. 3 dargestellten Abänderung ist der Anker cP nicht in dem Kern der Inductionsspule drehbar gelagert, sondern in dem Kern η des Elektromagneten n¹, auf welchen eine Spule gewunden ist, die mit der Secundärwickelung/ der InductionsroUe hinter einander geschaltet ist; der Localstromkreis h ist mit dem Ende des Ankers und mit der Schraube a¹ wie bei der eingangs erwähnten Ausführungsform verbunden; das Ende des Kernesa¹ der Inductionsspule ist gebogen und bildet einen Pol a⁹, während der Pol a¹⁰ durch eine Verlängerung des Gehäuses a? der Inductionsspule gebildet wird und der Anker zwischen den Polen a⁹ und a^w wie vorher vibriren kann. Diese in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform des Relais arbeitet in folgender Weise:

Die Primärwickelung der Inductionsspule, welche in den Hauptstromkreis eingeschaltet ist, magnetisirt den Kern und polarisirt die gegenüberstehenden Enden in entgegengesetztem Sinne; hierzu kommt noch der in der Secundärwickelung erzeugte Strom, welcher zur momentanen Erregung des Elektromagneten η dient; hierbei wird auch der Anker a⁵ momentan magnetisirt und erhält dabei das gleiche Magnetzeichen wie der eine Pol der Inductionsspule und das entgegengesetzte Zeichen wie der andere Pol; der Anker wird infolge dessen zu letzterem gezogen und öffnet und schliefst den Localstrom wie vorher. Diese Construction ist somit eine einfache Umkehrung in dem Sinne, dafs die Theile, welche durch die inducirten Ströme bethätigt werden, vertauscht sind; in dem zuerst beschriebenen Instrument bleibt die Polarität des Ankers constant und »bethätigt«, während die »controlirenden« Pole der Elektromagnete von dem einen Zeichen zu dem anderen Zeichen gewechselt werden; in dem letzteren Falle bleibt die Polarität der »betätigenden« Pole bestehen, während der »controlirende« Anker von der einen Polarität zur anderen umgekehrt wird.

Claims

Pate nt-An sprüche:

1. Ein Relais mit zwei Wickelungen (b und f) in derartiger Anordnung (Fig. 1), dafs, während die Wickelung b in' dem Batteriestromkreis liegt und den Polen a⁹ und a^w der Elektromagnete α⁴ gleiche Polarität ertheilt, die Wickelung / über die Kerne a⁶ der Magnete a⁴ geführt ist, so dafs der in ihr beim Oeffnen und Schliefsen des Batteriestromes unter dem Einflüsse der Wickelung b inducirte Strom den einen Pol α⁹ in demselben und den anderen Pol a¹⁰ in einem fa⁹) entgegengesetzten Sinne . erregt.

2. Ein Relais nach Anspruch 1, bei welchem das Controliren des Ankers (a?) durch die Inductionswickelung ffJ dadurch geschieht, dafs er in dem Pol eines Elektromagneten (n) (Fig. 3) gelagert ist, welcher durch den (\vl .f) inducirten Strom umflossen wird, wobei er selbst zwischen den Polen des durch die Wickelung (b) beeinflufsten Magneten schwingen inufs.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.