DE145225C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet ein Relais, welches einesteils auf verschiedene beliebige Stromstärken sich einstellen läßt, dessen Anker andernteils jedoch bei der eingestellten Stromstärke sich im indifferenten Gleichgewicht befindet, so daß bei der geringsten Überschreitung dieser Stromstärke eine Bewegung des Ankers nach einer Richtung lind bei der geringsten Unterschrei-

to tung derselben eine Bewegung nach der entgegengesetzten Richtung erfolgt.

Elektromagnetische Relais der bisherigen Konstruktionen erfüllen die oben erläuterten Bedingungen nicht oder nur annähernd. Dies rührt daher, daß bei der Bewegung des Ankers sich der magnetische Widerstand der Konstruktion verringert, so daß zum Loslassen des Ankers der Strom bedeutend kleiner werden muß, als er erforderlich war, um den Anker anzuziehen.

Es ist die Zugkraft, welche zwei magnetische Polflächen aufeinander ausüben, geringe Eisensättigung vorausgesetzt, umgekehrt proportional dem Quadrat der Entfernung, während die gegenwirkende Zugkraft eines Gewichtes konstant und diejenige einer Feder eine lineare ■ Funktion des Weges ist.

Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, die Bewegung des Ankers so anzuordnen, daß die die Zugkraft oder das Drehmoment darstellende Kurve des Relais in der für das Relais benutzten Wegstrecke des. Ankers mit der die Gegenwirkung der Feder darstellenden Kurve zusatnmenfällt,

45

5°

In der Zeichnung ist die Erfindung in Fig. ι und 2 in zwei verschiedenen Ausführungsformen dargestellt. Fig. 3 gibt eine graphische Darstellung des Drehmoments.

In Fig. 3 stellen die Abszissen die Winkel dar, um welche der Anker verdreht wird, gegenüber der Lage o, bei welcher die Längsrichtung des Ankers mit der Verbindungslinie der Pole zusammenfällt.

Bei Betrachtung der Kurve findet man, daß das Drehmoment des Ankers Null ist, wenn er den beiden Polen gegenübersteht. Dasselbe nimmt dann rasch zu bis zu einem Maximum und wird dann allmählich kleiner, bis es wieder Null ist, wenn der Anker um 90⁰ sich' gegen die Pole verdreht hat.

Wie man sieht, besitzt die Kurve kurz hinter dem Maximum einen Wendepunkt w. Bekanntlich kann man das in der Nähe eines Wendepunktes einer Kurve liegende Stück als gerade ansehen, und das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, dieses Stück der Drehmomentskurve für ein Relais zu verwerten.

In Fig. 3 stellt a_y die Kurve für einen beliebigen Strom dar; a., ist die Kurve für einen z. B. doppelt so großen Strom.

Es sind bei diesen Kurven die Ordinaten proportional den Strömen, während die Abszissen dieselbe Größe haben; infolgedessen schneiden sich die Wendetangenten ^₁ Z>₂ in demselben Punkte c der Abszissenachse.

Läßt man nun dem Drehmoment des Ankers, welches bestrebt ist, den Anker in die Lage ο zu drehen, eine Feder entgegen-

wirken, welche bestrebt ist, den Anker in die Lage c zu drehen, so wird bei einem beliebigen Strom der Anker eine Lage zwischen den Punkten ο und c einnehmen. Bemißt man nun' den Strom derart, daß die Kraft des Ankers (p JP₁) gleich der Kraft der Feder (p W_x) ist, so wird sich der Anker in die Lage ρ einstellen. Diese Einstellung ist jedoch keine stabile, da sowohl rechts als

ίο auch links vom Punkte ρ die Zugkraftskurve der Feder mit der Zugkraftskurve des Ankers zusammenfallen, d. h. auf der Wegstrecke zwischen den Punkten q und r befindet sich in jeder Stellung der Anker mit der Feder im Gleichgewicht. Wird nun der Weg des Ankers durch Anschläge, z. B. die~ beiden Stellschrauben Ir₁ h.₂ (Fig. 1 und 2), so begrenzt, daß er sich nur zwischen den Punkten q und r bewegen kann, so folgt, daß bei der

geringsten Überschreitung der eingestellten Stromstärke der Anker sich· nach q und bei der geringsten Unterschreitung der Stromstärke sich nach r bewegen wird.

Um nun das Relais für verschiedene Stromstärken gleich gut brauchbar zu gestalten, ist es erforderlich, daß die Feder derart verstellbar ist, daß sie einesteils stets bestrebt ist, den Anker in die Stellung c zu drehen, andernteils, daß aber die Kraft, mit welcher sie dies be\virkt, in weiten Grenzen veränderlich ist. In den Fig. 1 und 2 sind zwei verschiedene Ausführungsformen einer derartigen Federanordnung dargestellt.

e ist das Magnetgestell, welches vom Strom in den Windungen f umflossen wird, g ist der Anker, welcher sich zwischen den beiden Polen dreht. Ij₁ h₂ sind die schon oben erwähnten Wegbegrenzungsschrauben.

In Fig. ι ist i eine gerade Blattfeder, welche am Anker befestigt ist und im entspannten Zustande genau auf die Drehachse des Ankers gerichtet ist. Die Feder i legt sich gegen eine Schraube s, deren die Feder i berührende Kante ebenfalls durch die Drehachse des Ankers geht. Die Feder bestrebt sich infolgedessen, stets den Anker so zu verdrehen, daß die Richtung der Feder i mit der Richtung der Schraube s zusammenfällt. Es entspricht also der Winkel α zwischen Richtung der entspannten Feder und Längsachse des Ankers dem Winkel ο c im Diagramm. Durch Verstellen der Schraube 5 wird einesteils der Angriffshebelarm der Feder /, andernteils ihre Länge geändert, so daß durch Verstellen der Schraube die Feder sich mit den verschiedensten Stromstärken ins Gleichgewicht bringen läßt. In Fig. 2 ist i ebenfalls eine gerade Blattfeder, welche am Magnetgestell befestigt ist. Dieselbe geht im entspannten Zustande ebenfalls durch die Drehachse des Ankers und legt sich gegen einen Stift k am Anker, welcher um den Winkel α außerhalb der Längsachse des Ankers sitzt. Infolgedessen bestrebt sich die Feder i, den Anker um den Winkel a = oc im Diagramm aus seiner Nullage zu drehen. Die Verstellung der Federkraft geschieht hier durch ein Gleitstück /, welches die Feder gewissermaßen einspannt und dadurch die wirksame Länge, demgemäß auch die Kraft der Feder zu verändern gestattet.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Elektromagnetisches Relais mit drehbar angeordnetem Anker, dadurch gekennzeichnet, daß dem magnetischen Drehmoment eine Blattfeder entgegenwirkt, deren Kraft nur durch Verstellung" ihrer wirksamen Länge und ihres Angriffshebels sich verändern läßt, zum Zweck, ein für beliebig einstellbare Stromstärken stets astatisches Relais zu erzielen, indem der Weg des Ankers so begrenzt wird, daß innerhalb dieser Begrenzung die Zugkraftskurven des Ankers und der Feder zusammenfallen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.