DE973372C

DE973372C - Relay with response delay through a capacitor, especially for signal systems

Info

Publication number: DE973372C
Application number: DEB4544D
Authority: DE
Inventors: Gerhard Schindler; Ernst Wilckens
Original assignee: Pintsch Bamag AG
Current assignee: Pintsch Bamag AG
Priority date: 1937-07-24
Filing date: 1937-07-25
Publication date: 1960-02-04

Description

INTERNAT. KLASSE H 01 hINTERNAT. CLASS H 01 h

In der Technik, insbesondere der Signaltechnik, tritt häufig die Aufgabe auf, Relais zu verwenden, welche erst nach einer bestimmten Verzögerungszeit ihren Anker loslassen oder anziehen. Es ist bekannt, daß man diese Verzögerungszeit auch mit rein elektrischen Mitteln, und zwar durch die Verwendung eines parallel geschalteten Kondensators, erzielen kann. Während der Einschaltung des Relais liegt auch der Kondensator an Spannung und lädt nach einer ^-Funktion sich auf. Nach der Abschaltung beider entlädt sich der Kondensator nach derselben ^-Funktion über die Relaisspule und hält dadurch das Relais so lange erregt, bis der Entladestrom unter den Haltestrom des Relais abgeklungen ist. Zur Erzielung einer Anzugsverzögerung wird der aus Kondensator und Spule bestehenden Stromverzweigung ein Widerstand vorgeschaltet, so daß bei Schließung des Stromkreises der Ladestrom des Kondensators im vorgeschalteten Widerstand einen Spannungsabfall hervorruft und dadurch die Spannung an der Spule so klein hält, daß der Anzug des Relais zunächst verhindert ist. Erst wenn der Ladestrom des Kondensators und damit der Spannungsabfall im Widerstand klein genug' geworden ist, erhält die Relaisspule genügend Spannung, um den Relaisanker anziehen zu können.In technology, in particular in signaling technology, the task often occurs of using relays, which only release or tighten their anchor after a certain delay time. It is known, that this delay time can also be achieved with purely electrical means, namely by using a capacitor connected in parallel. While the relay is switched on the capacitor is also connected to voltage and charges itself according to a ^ function. After the shutdown in both cases the capacitor discharges via the relay coil according to the same ^ function and holds as a result, the relay is energized until the discharge current has decayed below the holding current of the relay is. To achieve a pull-in delay, the one consisting of a capacitor and a coil is used Current branch a resistor connected upstream, so that when the circuit is closed, the Charging current of the capacitor in the upstream resistor causes a voltage drop and this keeps the voltage at the coil so low that the relay is initially prevented from picking up. Only when the charging current of the capacitor and thus the voltage drop in the resistor is small has become enough ', the relay coil receives enough voltage to attract the relay armature can.

Das Arbeitsvermögen A eines Kondensators mitThe working capacity A of a capacitor with

der Kapazität C istthe capacitance C is

, darin ist E die zur Verfügung stehende Betriebsspannung und somit begrenzt. Ebenso ist C begrenzt, wenn der Kondensator nicht zu groß und zu teuer werden soll. Dadurch sind zunächst auch die erzielbaren Verzögerungszeiten begrenzt. Für einen Kondensator bestimmten Arbeitsvermögens ist nun die Größe der, where E is the available operating voltage and is therefore limited. Likewise, C is limited if the capacitor is not to become too large and too expensive. As a result, the delay times that can be achieved are initially limited. For a capacitor a certain working capacity is now the size of the

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mit ihm erzielbaren Verzögerungszeiten abhängig von der Höhe des Stromes bei Ladung oder Entladung. Delay times that can be achieved with it depend on the level of the current during charging or discharging.

Die Leistungsaufnahme einer Relaisspule istThe power consumption of a relay coil is

E²
L = -==-. Darin ist E wiederum die zur Verfügung E ²
L = - == -. In this E is again the one available

stehende Spannung und W der Widerstand der Spule. Ganz allgemein hat man bisher die Spulen so ausgelegt, daß sie schon bei einer möglichst kleinen Spannung E anziehen. Entsprechend dieser kleineren Spannung E ist auch der Spulenwiderstand W bei gleichem Wickelraum kleiner und daher der Strom größer. Die bisherige Spulenausführung ergab mithin einen verhältnismäßig großen Strombedarf. Der bei Anzugsverzögerung der Stromverzweigung vorgeschaltete Widerstand darf daher ein gewisses Maß nicht überschreiten, darrtit nicht der Spannungsabfall in ihm so groß wird, daß das Relais gar nicht anziehen kann. Diese Begrenzung des Vorschaltwiderstandes setzt gleichzeitig der wünschenswerten Verminderung des Kondensatorladestromes eine schnelle Grenze, so daß sich nur geringe Anzugsverzögerungen erzielen lassen.standing voltage and W is the resistance of the coil. In general, the coils have hitherto been designed in such a way that they attract even when the voltage E is as low as possible. Corresponding to this smaller voltage E , the coil resistance W is also smaller with the same winding space and therefore the current is larger. The previous coil design resulted in a relatively large power requirement. The resistance connected upstream of the current branch when the switch-on delay occurs must therefore not exceed a certain level, so that the voltage drop in it does not become so great that the relay cannot pick up at all. This limitation of the ballast resistance simultaneously sets a rapid limit to the desirable reduction in the capacitor charging current, so that only slight pull-in delays can be achieved.

Es sind, an sich auch Relais bekannt, bei denen die Wicklung unterteilt ist. .Bei einer bekannten Anordnung (britische Patentschrift 462 773) ist ein Teil der Spule mit einem Kondensator verbunden, hat aber trotz geringfügig höherer Windungszahl nur etwa ein Drittel des Ohmschen Widerstandes der Anzugsspule. Ferner liegt dabei im Kondensatorkreis ein Ohmscher Widerstand, der die im Kondensator aufgespeicherte Energie unnötig vernichtet. Die für einen periodischen Selbstunterbrecher vorgesehene Anordnung kann auch niemals die vom Erfindurtgsgegenstand erreichten Verzögerungszeiten auch nur annähernd erreichen. Eine weitere bekannte Anordnung mit einem Zweiwicklungsrelais (deutsche Patentschrift 582 103) weist überhaupt keine Ansprechverzögerung auf. Eine weitere bekannte Anordnung (deutsche Patentschrift 653 709) beschreibt ebenfalls einen Selbstunterbrecher, bei dem die beiden Teilwicklungen des. Relais praktisch gleich gewählt sind.Relays are also known per se in which the winding is subdivided. .At a well-known Arrangement (British Patent 462 773) is part of the coil connected to a capacitor, but has only about a third of the ohmic resistance despite a slightly higher number of turns the pull-in coil. Furthermore, there is an ohmic resistance in the capacitor circuit, the unnecessarily destroys the energy stored in the capacitor. The for a periodic The arrangement provided for in a self-interrupting manner can also never be achieved by the subject matter of the invention Delay times can only be approximated. Another known arrangement with a two-winding relay (German patent specification 582 103) has no response delay at all on. Another known arrangement (German patent specification 653 709) is also described a self-interrupter in which the two partial windings of the relay are chosen to be practically the same are.

Demgegenüber besteht der Erfindungsgedanke darin, bei einem Relais, bei dem nur ein Teil der Relaisspule als Ansprechspule wirkt, der andere Teil dagegen im Kondensatorkreis liegt und als ansprechverzögernde Gegenspule wirkt, den Ohmschen Widerstand im Kondensatorkreis, wesentlich größer als den der Anzugspule zu machen, so daß das Verhältnis, von Gegenspule zu Anzugspule beispielsweise 6: ι beträgt. Ferner wird nach der Erfindung zunächst auf Ohmsche Widerstände verzichtet, und diese werden durch aktive Wicklung ersetzt, d. h. also, es wird erfindungsgemäß die Wicklung, und zwar die im Kondensatorkreis liegende Gegenwicklung, so hochohmig wie möglich ausgeführt; nur wenn im zur Verfügung stehenden Wicklungsraume · nicht aller Widerstand untergebracht werden kann, wird der nicht unterzubringende Teil als Ohmscher Widerstand angeordnet. Zur Erhöhung der erfindungsgemäßen Wirkung bleibt dabei der an sich bekannte Vorwiderstand der Strom verzweigung auch weiterhin vorgeschaltet. In contrast, the idea of the invention consists in a relay in which only part of the Relay coil acts as a response coil, the other part, however, lies in the capacitor circuit and as The response-delaying counter coil has a significant effect on the ohmic resistance in the capacitor circuit larger than that of the pull-in coil, so that the ratio of counter coil to pull-in coil, for example 6: ι is. Furthermore, according to the invention, ohmic resistances are initially dispensed with, and these are replaced by active winding, i.e. H. So, according to the invention it is the Winding, namely the opposite winding in the capacitor circuit, as high-resistance as possible executed; only if not all of the resistance is accommodated in the available winding space the part not to be accommodated is arranged as an ohmic resistor. In order to increase the effect according to the invention, the series resistor known per se remains the current branch continues to be connected upstream.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird nun die Verzögerungszeit um so größer, je größer der Widerstand im Kondensatorkreis gegenüber dem Widerstand der Anzugspule ist, d. h. also, je mehr Windungen der Gesamtwicklung auf den Kondensatorkreis entfallen. Ausgeführte Relaisspulen weisen ein Verhältnis von Relaisspule zu Gegenspule von ι : 6 und mehr auf, jedoch ergeben auch kleinere Verhältnisse schon erhebliche Vergrößerungen der bisher erzielbaren Verzögerungszeiten. Voraussetzung für diese erfindungsgemäße Anordnung ist, daß die Relaisspule, zumindest jedoch die Gegenwicklung, so hochohmig wie möglich ausgeführt ist. Dadurch wird nicht nur der über den Kondensator fließende Strom begrenzt und dadurch die Verzögerungszeit erhöht, sondern es wird gleichzeitig erreicht, daß nutzlose Verluste in Ohmschen Widerständen vermieden werden und der fließende Strom in vollem Umfange nützliche Arbeit in den Spulen leistet. Es kann dabei vorkommen, daß der zur Verfügung stehende Wicklungsraum, insbesondere bei niedrigen Spannungen,· nicht ausreicht, um den insgesamt notwendigen Widerstand unterzubringen. In diesem Falle kann dieser noch in Form von zusätzlichen Ohmschen Widerständen im erforderlichen Umfang vorgesehen werden.In the arrangement according to the invention, the greater the delay time, the greater the delay time Resistance in the capacitor circuit to the resistance of the pull-in coil, d. H. so, the more There are no turns of the overall winding on the capacitor circuit. Have executed relay coils a ratio of relay coil to counter coil of ι: 6 and more, but also result in smaller ones Ratios already considerable increases in the previously achievable delay times. pre-condition for this arrangement according to the invention is that the relay coil, but at least the counter-winding, is designed as high resistance as possible. This not only gets over the capacitor flowing current is limited and thereby the delay time increases, but it is simultaneously achieved that useless losses in ohmic resistances are avoided and the flowing Current does its full useful work in the coils. It can happen that the the winding space available, especially at low voltages, is insufficient, to accommodate the overall necessary resistance. In this case it can still be in Form of additional ohmic resistances are provided to the required extent.

Die Gegenwicklung hat demnach also dreifache Wirkung, und zwar begrenzt sie zunächst einmal den durch den Kondensator fließenden Ladestrom, wirkt also in dieser Beziehung als Ohmscher Widerstand, zweitens erzeugt sie nutzbare Amperewindungen auf dem Magneten des Relais im Gegensatz zu den bisher verwendeten Ohmschen Widerständen, die lediglich Verluste hervorriefen, und außerdem erzeugt die Gegenwicklung ein Gegenfeld und wirkt daher weiterhin die Verzögerungszeit erhöhend. The counter-winding therefore has a threefold effect, namely it first of all limits it the charging current flowing through the capacitor, thus acts in this respect as an ohmic resistance, second, it creates usable ampere-turns on the relay's magnet as opposed to it to the ohmic resistances used up to now, which only caused losses, and also the reverse winding generates an opposing field and therefore continues to increase the delay time.

- Entsprechend dem Verlaufe des Ladestromes des Kondensators nach einer ^-Funktion verläuft auch das Feld der Gegenspule. Zu dieser Wirkung addiert sich die Anzugsverzögerung, die sich durch den der Parallelschaltung, bestehend aus Anzugspule- According to the course of the charging current of the capacitor according to a ^ function also runs the field of the counter coil. The pull-in delay, which is caused by the the parallel connection, consisting of a pull-in coil

inerseits und Gegenspule mit in Reihe liegendem Kondensator anderseits auch im vorliegenden Fall bekannterweise vorgeschalteten Widerstand ergibt. Durch den Spannungsabfall in diesem wird der Aufbau des Feldes in der Anzugspule genau so verzögert, wie die Stromhöhe in dem Kondensatorzweig und in der Gegenspule vermindert wird. Durch das Zusammenwirken beider Einrichtungen wird daher die Verzögerungszeit noch erheblich verlängert.on the one hand and counter coil with a capacitor in series on the other hand, also in the present case known upstream resistance results. Due to the voltage drop in this, the structure of the field in the pull-in coil is just as delayed as the current level in the capacitor branch and is reduced in the counter coil. The cooperation of the two institutions will therefore the delay time is extended considerably.

Es ist auch möglich, die Relaisspule durch den Anschluß der einen Netzklemme an einen Teilabgriff in zwei Spulenteile aufzuteilen. Die Abbildung zeigt diese Ausführungsform. R₁ ist die Anzugspule, R₂ die mit dem Kondensator C in Reihe liegende Gegenspule. Die durch eine solche Aufteilung der Relaisspule erzielbare Wirkung addiert sich beim Einschalten zu der Wirkung des auch hier wiederumIt is also possible to divide the relay coil into two coil parts by connecting one mains terminal to a partial tap. The figure shows this embodiment. R ₁ is the pull-in coil, R ₂ the counter coil in series with capacitor C. The effect that can be achieved by dividing the relay coil in this way adds up to the effect of the again when the relay is switched on

Claims

provided, with W ₁ designated ballast resistor when closing the circuit. Namely, the coil part R ₂ is traversed by the charging current of the capacitor C in such a direction that it generates a field opposite to the field of the coil part R _1. This opposing field can initially be larger than the field of the coil part R ₁ , but not so large that it could lift the armature. This condition sets the limit for the dimensioning of the coil parts R ₁ and R ₂ . It is assumed that not enough resistance can be accommodated in the available winding space, so that a residual resistance is still arranged in the form of an ohmic resistance W ₂ . However, as far as the winding space is sufficient, according to the invention the necessary resistance is to be accommodated in the form of an active winding on the magnet.

PATENT CLAIMS: ■

i. Relay with response delay through ■ a capacitor, especially for signal systems, in which only part of the relay coil acts as a pull-in coil, while the other part is in the capacitor circuit and acts as a counter coil, characterized in that the ohmic resistance in the capacitor circuit is significantly greater than the ohmic resistance of the pull-in winding, so that the ratio of the opposing coil to the pull-in coil is 6: 1, for example.

2. Relay according to claim 1, characterized in that the winding, at least the winding in the capacitor circuit is designed to be as high-resistance as possible and only the resistance that cannot be accommodated in the available winding space is still arranged as an ohmic additional resistor.

3. Relay according to de.i claims 1 and 2, characterized characterized in that the current branch is connected upstream of the series resistor, which is known per se, despite the arrangement of the counter coil is.

Considered publications:
British Patent No. 462,773;
German patent specifications No. 653 709, 509 628, 103.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings