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Elektromagnetisches Relais mit zwei Endschaltlagen des Ankers In elektrischen
Steuer- und Anzeigevorrichtungen, insbesondere auch Fernmeldeanlagen, ergibt sich
häufiger die Aufgabe, ein Relais als Umkehrrelais durch gleichgerichtete Stromstöße
so zu betreiben, daß der Relaisanker abwechselnd in die eine oder andere Endschaltlage
umgelegt wird. Dies kann man beispielsweise durch Vorsehen zweier Relaiswicklungen
erreichen, von denen abwechselnd die eine und die andere, und zwar relativ zueinander
gegensinnig, erregt wird.. Dazu ist aber wieder ein besonderer Umschalter notwendig.
Man hat auch schon vorgeschlagen, zwischen einem durch die gleichgerichteten Stromimpulse
stets in demselben Sinne angezogenen Relaisanker und dem von ihm zu betätigenden
Kontakt bzw. Kontaktfedersatz, ein Umkehrgetriebe vorzusehen, das die stets gleichsinnig
erfolgende Anzugsbewegung des Ankers abwechselnd in zwei einander entgegengesetzten
Richtungen auf die Kontaktanordnung überträgt. Diese mechanischen Umkehrschaltgetriebe
sind verhältnismäßig teuer und störanfällig und erfordern auch eine nicht immer
zur Verfügung stehende größere Relaisleistung.
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Die Erfindung betrifft .ein elektromagnetisches Relais mit zwei Endschaltlagen
des Ankers, bei welchem trotz stets gleichsinnig erfolgender Erregung des Relais
ein jedesmaliges Umschalten des
Ankers erzielt wird, indem erfindungsgemäß
über den Relaisanker ein dem Impulserregerfluß entgegengesetzt gerichteter Dauermagnetfluß
geführt ist, der den Anker in den Schaltpausen entgegen der Federkraft, z. B. der
Kontaktfedern, abwechselnd an einem anderen Pol des magnetischen Kreises festhält
und beim Einschalten des Relais durch den Impulserregerfluß so weit kompensiert
wird, daß die genannte Federkraft den Anker über seine Mittellinie hinwegschältet.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend an zwei in den
Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert; von dem ersteren
zeigt Fig. i das Relais in der Nullstellung, in welcher nur der magnetische Dauerfluß
wirkt, und Eig. a dasselbe Relais in der Umschaltstellung, wenn gleichzeitig der
Impulserregerfluß Wirksamt ist; Fig. i a zeigt eine Einzelheit der Anordnung nach
Fig. i ; Fig. 3 a bis 3 c zeigen als weiteres Ausführungsbeispiel ein ähnlich ausgebildetes
Relais in drei verschiedenen Schaltstellungen als Schaltrelais für Verkehrssignale.
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Beim ersten Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein Kipprelais
mit zweiarmigem Anker A, der um die Achse a beispielsweise mittels einer nicht dargestellten
Torsionsfeder schwingbar gelagert ist. Der Anker trägt eine Kontaktfeder F, die
mit feststehenden Gegenkontakten K1 und K2 zusammenwirkt. An Stelle dieser einfachen
Kontaktanordnung könnte der Anker auch einen Federsatz betätigen, wobei die Kontaktfedern
eine Fesselung des Ankers an seine Mittellage bewirken. Der Anker schwingt. zwischen
den ihn zangenförmig umgreifenden Polschuhen P1 bis P4, . die an die Joche J1 und
J2 des Dauermagneten DM angesetzt sind. Parallel zu -dem Dauermagneten ist
der die Erregerwicklung E tragende Eisenkern K angeordnet. Die Wicklung E ist durch
den Schalter S einschaltbar. Der durch den Magneten DM erzeugte Dauerfluß, welcher
in Fig. i durch die mit Pfeilen versehenen Linien angedeutet ist, hält den Anker
A an den Polen P1 und P4 fest, so däß die Kontaktfederanordnung F, kl, k2 mit entsprechender
h'edervorspannüng betätigt ist. Wird nun. die Taste S kurzzeitig gedrückt, dann
bewirkt die Erregung der Wicklung E den in Fig. 2 mit punktierten Linien angegebenen
Impulserregerfluß, der dem durch den Anker A fließenden Dauermagnetfluß entgegenwirkt
und - bei entsprechender Bemessung - diesen mehr oder minder ganz aufhebt. Infolgedessen
wirkt auf den Anker keine oder nahezu keine magnetische Richtkraft, so daß die vorgespannte
Kontaktfeder F den Anker von den Polschuhen P, und -P4 abhebt. Die in den Federn
aufgespeicherte Energie läßt den Anker über seine Nullage hinwegschwingen, so daß
seine mit den Klebstiften k- versehenen Enden sich den gegenüberliegenden Polschuhen
P2 und P3 nähern, etwa bis in die in Fig.2 angegebene Stellung. Wird durch öffnen
des Kontakts S der Irnpulserregerfluß unterbrochen, dann ist.., nur noch der Dauermagnetfluß,
wirksam, der den Anker an die ihm jetzt nächstliegenden Pole P2 und P3 zieht, in
welcher Schaltstellung der Kontakt k betätigt wird. Bei abermaligem Einschalten
der Wicklung E wird der Dauerfluß wieder mehr oder weniger ganz kompensiert, so
daß die vorgespannte Feder F den Anker A zurückschnellen läßt, und' zwar wiederum
bis über seine Mittellage hinweg. Die Federn sind dann wieder entspannt, und der
Anker liegt mit seinem Ende wieder in der Nähe der Pole P1 und P4.
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Um Schwingungen des Ankers durch die aufgespeicherte Federenergie
zu verhindern und jeweils ein eindeutiges Überschwingen der Mittellage des Ankers
zu erzielen, ist für die Kontaktfeder F eine Dämpfungsvorrichtung D vorzusehen.
Diese kann beispielsweise in der aus Fig. i a ersichtlichen Weise als rechteckiges
Rähmchen ausgebildet sein, durch dessen Schlitz das Ende der Feder F ,greift und
dessen Schmalseiten die Gegenkontakte k1 und k2 bilden.. Eine der beiden Längsseiten
des Rahmens weist einen höckerförmigen Nocken auf, über - welchen die Feder F beim
Umschalten des Ankers gleitet und der das Zurückschwingen des Ankers verhindert
bzw. überhaupt mechanische Schwingungen der Kontaktfedern F dämpft.
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Das Relais des zweiten Ausführungsbeispiels gemäß Fig.3 stimmt mit
jenen des ersten Ausführungsbeispiels im wesentlichen überein, jedoch ist an jedes
Joch J1 und 1, nur ein Polschuh Pi bzw. P3 eingesetzt. Die Kontaktfeder F betätigt
zwei Kontaktfedersätze F1 und F2, welche j e nach der Stellung des Ankers A eine
der drei Lampen Gr, Ge, R (gelb, grün, rot) einer Verkehrssignalsäule oder -ampel
schalten. Die Steuerung des Relais erfolgt in der bei Verkehrssignalanlagen üblichen
Weise durch ein Thermorelais, dessen Kontakt th nur für die Dauer der Übergangsperiode,
in welcher die gelbe Lampe aufleuchten soll, geschlossen ist. In Fig. 3 a ist der
Kontakt th offen, und der Anker A wird durch den dann allein wirk-"sauren magnetischen
Dauerfuß an den linken Polschuh P1 gezogen. Die Kontaktfeder drückt auf den rechten
Kontaktfedersatz, und zwar auf den mit der Mittelfeder verbundenen Pimpel f2 so,
daß der rechte Kontakt geschlossen und somit die rote Lampe R eingeschaltet ist.
Für die Dauer der Schließung des Thermokontaktes th (Fig. 3 b) wirkt auf den Anker
A praktisch keine magnetische Richtkraft. Der vorgespannte KQntaktfedersatz hat
sich entspannt und den Anker A vom Pol P1 abgezogen und so über die Mittellage verschwenkt,
daß das rechte Ankerende sich dem Pol P3 genähert hat. Die Kontaktfedersätze F1
und F2 sind entspannt; in dieser Nullstellung ist über die innenliegenden Ruhekontakte
der Stromkreis für die gelbe Lampe Ge geschlossen. Sobald nach einer der Übergangsperiode
angepaßten Zeit der Thermokontakt th öffnet; zieht der dann allein wirksame magnetische
Fluß den Anker A in die in Fig. 3 c
angegebene Stellung, in welcher
der linke Kontaktfedersatz F1 vorgespannt und betätigt wird. Über den Ruhekontakt
des Vedersatzes F2 und den Arbeitskontakt des Federsatzes F1 ist dann die grüne
Lampe Gr eingeschaltet. Sobald nach einer gewissen Zeit der Thermokontakt th wieder
geschlossen wird, schaltet das Relais für die Dauer der Erregung der Wicklung E
in die in Fig. 3 b gezeigte Stellung und anschließend (bei Wiederöffnung des Kontaktes
th) in die in Fig. 3 a gezeichnete Stellung zurück. Der. Anker des Relais nimmt
also trotz stets gleichsinniger Erregung des Relais nacheinander drei verschiedene
Schaltstellungen an.