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Gepoltes elektromagnetisdies Relais Bei hochempfindlichen polarisierten
Relais, wie sie beispielsweise in der Telegrafentechnik vorwendet werden, tritt
ein über den Anker geführter magnetischer Dauerfluß mit einem über die Ankerluftspalte
geführten, von einer feststehenden Erregerwicklung ausgehenden magnetischen Steuerfluß
so in Wechselwirkung, daß letzterer die Auslenkung-,des Relaisankers bestimmt. Dabei
sind die Steuerempfindlichkeit des Relais und die aufzubringende Erregerleistang
weitgehend davon abhängig, wie weit es gelingt, die genannten m ag gnetischen Flüsse
außerhalb des Bere-,ichs des Ankerluftspalts, über welche sie notwendig beide gehen
müssen, voneinander getrennt zu führen. Insbesondere solltedabei der in der Rela;iiswicklung
erzeugte Steuerfluß in seinem Kreis möglichst nur Weicheisen aufweisen, also nicht
über die den Dauerfluß erzeugende Magnete geführt sein, weil diese für den Steuerfluß
einen unerwünscht großen Widerstand bedeuten. Ferner ist anzustreben, den Dauerfluß
nicht völlig über den Spulenkern zu führen, da die erforderiliche elektrische Erregerleis(tung
um so geringer ist, je weniger der Spulenkerndurch einen Dauerfluß vorbelastet
ist. Dies ist insbesondere bei Spulenkernen aus hochpermeablen Werkstoffen mit entsprechend
geringer Remanenz wichtig, da diese eine sehr niedrige Sättigungsgrenze haben.
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Das den Gegenstand der Erfindung bildende Relais entspricht den vorgenannten
Forderungen weitgehendst. Erfindungsgemäß ragt zu diesem Zweck der Anker mit zwei
verschieden polarisierten Zungen in die beiden Luftspalte eines dreipoligen Weicheisensystems,
bei welchem dem einen Pol,
z. B. Nordpol, des Weichaisenkernes zwei
gleichnamige andere, z. B. Südpole, gegenübersi -
Weitere Einzelheitender
Erfindung, ergeben sich aus der nachsitehenden Beschreibung von fünf in der ZeichnungdargestelltenAusführungsbeispielen.
Dabei zeigen die Fig. 1, 2, 4, 5, 6 je eine Draufsicht auf ein Relais und
Fig. 3 einen Schnitt durch Fig. 2 längs der - Linie A-B. In Fig.
7 ist -das Ein' schachteln eines lamellierten Weicheisenkernes dargestellt.
Bei allen Ausführungen istder Weich' eisenkern i manteilförmig ausgebüdet. Der Mittelsteg
ja trägt dabei die Wicklung 2. Zeischen dem freien Ende ödes Mittelsteges
ja. welcher den Spulenker,n bildet, und jeden der äußeren Jochschenkelenden
ib, je ist ein Luftspalt vorgesehen. In jeden dieser Luftspalte ragt eine Zunge
eines Ankers. Bei der Anordnung nach Fig. i bestehen diese Zungen 3, 4 aus
Weicheisen. Sie verlaufen piaralleil und.sindam einen Ende inder Nähe der Drehachse
des Ankers zusammen mit dem -tinmagnetischen Kontaktteil 5 so auf einem unmagnetischen
Zwischenstück 6 befestigt, daß sie durch dieses Zwischensttück voneinander
magnetisch isoliert sind. Den eingespannten 7-jungenenden, benachbart ist
je
ein Pol eines etwa hufeisenförmigen Dauermagnets 7 angeordnet. Der
Kontakt 5 ist zwischen. zwei ortsfesten Gegenkontakten 8 und
9, beweglich.
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Die Wirkungsweise des Relais ist folgende: Der Maginetfluß des Dauermagnets
ver-läuft in der gezeichneten Mittelstellung des Ankers vom Nordpol Über die Zunge
3 und von hier zu einem Tüil über ,den Luftspalit io zu dem Polschuh des
Jochschenkels ib und von hier aus über die äußeren Jochschenkel und dien Polsehuh
i0 Gowie den LuftsPaft 13 und die ZUnge 4 zum Südpol zurück. Ein anderer Teil des
Dauerflusses verläuft von der Zunge 3 ajus über den Luf tspalt i i, das freie
Ende des Mittelsteges ill und den Luftspalt 12 zur Zunge 4 zurück. Wird die Spule
2 in einem so-Ichen Sinne erregt, daß das freie Ende des Mittelsteges ja in einen
Nordpol verwandelt wird und die Jochschenkelenden ib und ic einen Südpol bilden,
so wird der Anker im Uhrzeigersinn verschwenkt, bis der Kontakt 5 am Gegenkontakt
9 anliegt. Der Dauermagnetfluß verläuft nunmehr imwesentlichen von der 7unge
3 aus über den Luftspalt io, das Jochs,chenkelende ib, den Spulenkern ja,
den Luftspalt 12 und die Zunge 4. Das freie Ende -des Mittelsteges# ja stößt gleichzeitig
die Ankerzunge 3
ab, und das Jochschenkelende ic wirkt in der gleichen Welse
aufdie Ankerzunge4, bezogen auf den durch die Erregerspule 2 hervor-gerufenen Fluß.
Im Weicheisenkern sind die Luftspalte io und i i und die Luftsp ailte 1:2 und 13
jeweils hintereinanderund die Luftspalte io, i i im Vergleich zu den Luftspalten
12, 13 parallel geschaltet. Für den Dauerfluß liegen die Luftspalte io und 13 in
Reihe und parallel dazu die Reihenschaltung der Luftspalte ii und 12. Gegenüber
der in der Beschreihungseinleitung erläuterten bekannten Anordhung mit einer feststehenden
Erregerspule kann auf diese Weise die Polfläche bei einem gleichwertigen Relaiis
gemäß der Erfindung halb so groß ausgeführt sein. Lediglich die magnetmotorische
Kraft muß Joppelt iso groß sein als dort. Diese Forderung ist aber mit heute üblichen
Dauermagneten leicht erfüllbar.
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Die beschriebene Anordnung vereinnigt in sich also folgende Vorteile:
Sie besitzt eine einzige-Spule, in. der Mittellage des Ankers wird der Spulenkiern
vom Dauerfluß nicht durchdrungen. DerSpulenkern ist fest angeordnet; die Spule kann
deswegen verhältnismäßig klein gehalten sein. Dabei i6.t der von der Erregerspule
hervorgerufene Flub des Relais insbesondere gegen Störfelder, welche senkrecht zur
Polfläöhe gerIchtet sind, unempfindlich.
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Das Relais gemäß Fiig.:2 und' 3 unterscheidet sich von dem
nach Fig. i dadurch, daß die Polschuhe ibund je des lamellierten Weicheisenkerns
durch -,eine insbesondere aus FinG. 3 er-sichtliche Weicheisenbrücke 14 verbunden
sind. Hiferdurch wird erreicht, daß der von den Ankerzungen ausgehende Gleichdauerfluß
zum größten Teil nur durch das Polstück des Mittelsteges i a bzw. durch die Polstücke
der äußeren Schenkel und die Brücke 14 verläuft, während die anderen Teile dier
Jochschenkel in der Miittelsttellung des Ankers vom D:auerfluß nur in gerfingem
Maße durchsetzt werden.
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Bei -dien Relais nach Eilg. 4 enthält der Anker selbst den Dauermagnet.
Dabei ist dieser durch zwei, Magnete 17 und U' gebildet, zwischen die einne Stahlfeder
16 eingefügt ist, welche an dhrem anderen Ende in einem aus nichtmagnetischem Baugtoff
bestehenden Fortsatz 18 des Mittelsteges ja eingesparmt ist und als Lagerfeder dient.
Dadurch werden die bei den Anordnungen nach Fig. i bIs 3
notwendigen Luftspalte
zwischen den Polen des Dauermagnets und dien Ankerzungen eingespart. Der Magnet
kann,dadurch wesentlich kleiner ausgebd,1.det werden. Bei der oben beschriebenen
Anordhungist der Dauermagnet nahe der gedachten Drehachs,e des Ankers angeordnet,
und zwar so, daß er einen Gewichtsausgleich, für die Ankerzungen lyilld.'et. Hierdurch
kommien dlie sonst bei Relais dieser Art mm Auswuchten des Ankers erforderlichen
Massen in Fortfgll, so daß dieser Anker dann, trotz-dem er iden Dauermagnet enthält,
kein größeres Gewicht bzw. Trägheitsmomenterhält und dafier auch füT schnell arbe#itende
Relais in gleichier Weise geeignet ist.
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An Stelle von Ankerzungen aus Weicheisen können gemäß Fig.
5 ungleichnanlige Pole zweier Dauermagnete 2o, :21 selbstin die durch,den
Weicheisenkern gebildeten Luftspalte ragen.
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Eine Ankerausbilduntg, welche s,i-ch baulich nur wenig von der nach
Fig. 5 unterscheidet, ist in Eig. 6 dargestellt. Die beiden Dauermagnete22
und 23 slind, d-albei lediglich etwas anders geformt als jene gemäß Fig.
5.
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Das Relajis kann #im Rghmen der Erfindung auch noch anderls ausgebildet
sein, beispielsweise kann der Anker sich im wesentli-ch,#n senkrecht zur Zeichenebene
erstrecken. Bei eiiner Anordnung nach Eig. i oder 2 kann der Danerinaigne-#t:daibei
in einer zur Zeichenehene parallelen Ebene liegen.
Statt der im
Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 erwähnten Stahlfeder 16 kann auch eine nichtmagnebische
Laggerfeder verwendiet sein. Die dadurch oder durch andere auswechselbare unmagnetische
Beilagen zwischen der Feder und den Magneten gebildeten magnetischen Widerstände
im Dauerfluß dienen zur Regelung der magnetischen Kräftedes Relais.
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Der Rückschluß des Weicheisenkerns kann gegebenenfalls auch in Wanderer
Weise erfolgen, etwa über einen einzigen, am Ende gegabelten Schenkel oder mehr
oder weniger Über den Dauermagnet. Der lamellierte Weicheisenkern kann gegebenenfalls
in eine fertige Spule einigeschachtelt werden. Sind dabei wie beim Beispiel gemäß
Eig. 6,die Lamellen in der Richtung des Mignetflussies ungeteilt, so müssenderen,seitliche
Schenkel, wie in Fig. 7 dargestellt, beim Einschachteln hochgebogen werden.
Die Anordnung gemäß der Erfindung, beeitzt den weiteren Vorteil, daß durch eiinfaches
Verbiegen der Ankerzungen diese im wesentlichen in die Mitte der Luftspalte zu liegen
kommen. Eine geringfügige, trotzdem etwa noch vorhandene La,--enungenauiigkeit kann
durch seitliche Verschiebung des Ankers ausgeglichen werden. Es Iiegt dann zwar
jede,der beiden Ankerzungen etwas einseitig im Luftspalt. Da jedoch dann die Luftsp
alte j o und 13 einerseits iund i i und 12 andererseits untereinander gleichgehalten
werden können, heben sich,die Ungleichheiten auf.