DE913562C - Highly sensitive relay circuit - Google Patents

Description

Hochempfindliche Relaisschaltung Relais, die auf verhältnismäßig sehr geringe Ströme ansprechen, sind bereits bekannt, jedoch haben dieselben den Nachteil, daß sie entweder mit einer Kontaktdrehspule oder mit Röhrenverstärkung arbeiten; wodurch das Relais verteuert wird, ganz abgesehen davon, daß bei Verwendung von Verstärkerröhren das Relais einer erhöhten Wartung usw. bedarf. Um diese Nachteile zu beheben, zeigt vorliegende Erfindung eine hochempfindliche Relaisschaltung, welche ohne Verstärkerelemente sowie ohne Kontaktdrehspule arbeitet. Die Relaisschaltung besteht aus zwei elektromagnetischen Relais, die unter Ausnutzung der Remanenz so miteinander in Verbindung gebracht sind, daß bei Durchfließen des Steuerstromes über die Steuer-Wicklung der Anker des Steuerrelais abfällt, durch dessen Kontaktbetätigung die Steuerwicklung kurzgeschlossen und die Haltewicklung des zweiten Relais (Bereitschaltrelais) freigegeben wird, und so lange die Remanenz des zweiten Relais aufrechterhält, bis ein vom Steuerrelais auf das Bereitschaltrelais geschalteter Kompensationsstrom infolge Wegnahme des über die Haltewicklung fließenden Steuerstromes wirksam werden kann, durch welchen die Remanenz des Bereitschaltrelais aufgehoben wird und somit das Abfallen des Relaisankers erfolgt, durch @dessen Kontaktbetätigung die Anker beider Relais von einem Arbeitsstrom wieder angezogen werden und die Anker an den Polschuhen kleben bleiben.Highly sensitive relay switching Relays that operate on relatively very high respond to low currents are already known, but they have the disadvantage that they work either with a contact rotating coil or with tube reinforcement; whereby the relay is more expensive, quite apart from the fact that when using Amplifier tubes, the relay requires increased maintenance, etc. To these disadvantages To resolve, the present invention shows a highly sensitive relay circuit which works without amplifier elements and without a contact moving coil. The relay circuit consists of two electromagnetic relays which, taking advantage of the remanence so are associated with each other that when the control current flows through The armature of the control relay drops through the control winding, by actuating the contact the control winding short-circuited and the holding winding of the second relay (ready relay) is released and the remanence of the second relay is maintained until a compensation current switched from the control relay to the ready relay become effective as a result of the removal of the control current flowing through the holding winding can, through which the remanence of the ready relay is canceled and thus the relay armature falls off and the armature is actuated when the contact is activated both relays are attracted by an operating current and the armature to the Pole pieces stick.

Die Relaiseinrichtung besteht aus zwei elektromagnetischen Relais A und B. Das Relais A (Steuerrelais) ist mit der Steuerwicklung L1 und einer Arbeitswicklung L? versehen, wogegen das. Relais B mit einer Haltewicklung L3; einer Kompensationswicklung L4 und einer Arbeitswicklung L5 ausgerüstet ist. KI, K2, K3, K4, K5, K7 sind Kontaktfedern, die durch Anker Cl und C2 über Schaltstifte d und e gesteuert werden. :f1 und f2 sind Polschuhe. R1 und R2 sind Widerstände, g eine Hilfs.-stromquelle und h z. B. ein Fotoelement, ill ist ein permanenter Magnet.The relay device consists of two electromagnetic relays A and B. The relay A (control relay) is connected to the control winding L1 and a working winding L? provided, whereas the relay B with a holding winding L3; a compensation winding L4 and a working winding L5 is equipped. KI, K2, K3, K4, K5, K7 are contact springs that are controlled by armatures Cl and C2 via switch pins d and e. : f1 and f2 are pole pieces. R1 and R2 are resistors, g an auxiliary power source and h z. B. a photo element, ill is a permanent magnet.

Die Wirkungs-,veise der Relaisschaltung ist wie folgt: Wird z. B das Fotoelement h belichtet, so fließt der in dem Fotoelement h erzeugte Strom (EhIK)- über die Kontakte K2, K3 zur Wicklung L1. In der ersichtlichen Schaltstellung ist die Wicklung L3 über die Kontakte K2, K3 kurzgeschlossen. Infolge des über die Wicklung L1 fließenden Fotostromes h, wird die Remanenz des Relais A aufgehoben und infolge der durch die Kontaktfeder K2 auf den Anker einwirkenden Federspannung der Anker cl vom Polschuh f2 getrennt. Nach dem Abfallen des Ankers c werden die Kontakte K1, K2 geschlossen und K2, K3 geöffnet, wodurch der Steuerstrom h nicht mehr über L@, sondern über die Haltewicklung L3 fließt. Der über die Haltewicklung fließende Strom h erfolgt in der die Remanenz des Relais B unterstützenden Richtung, so daß der Anker auf die Dauer des über die Wicklung L3 fließenden Stromes nicht abfallen kann. Nach Abfallen des Ankers cl vom Relais A werden gleichzeitig die über den Schaltstift e gesteuerten Kontakte K4, K5 geschlossen und über dieselben sowie über den Widerstand R2 ein schwacher Kompensationsstrom auf die Wicklung L4 geschaltet. Der Strom ist durch R2 so bemessen, daß derselbe gerade ausreicht, die Remanenz des Relais B aufzuheben. Da der Steuerstrom nach dem Abfallen des Relaisankers cl über die Wicklung L3 fließt, so bleibt die Aufhebung der Remanenz in dem Relais B so langte unwirksam, bis der Steuerstrom h nicht mehr über die Haltewicklung fließt, welcher gleichzeitig dem.Kompens.atio!nsstrom L4 entgegenwirkt. Wird der Steuerstrom h (Fotostrom) abgeschaltet oder auf einen bestimmten Betrag herabgesetzt, so kommt der über L4 fließende Kompensationsstrom, welcher aus der Batterie g entnommen wird, zur Wirkung, Die Folge hiernach ist, daß die Remanenz des Relais B aufgehoben wird und der Anker C abfällt, was das Schließen der Kontaktfedern K6, K7 und somit die Einschaltung der Hilfsstromquelle g auf die beispielsweise hintereinandergeschalteten Arbeits-bzw. Anzügsw icklungen L2 und L5 bewirkt. Infolge des über die Wicklungen L2 und L5 fließenden Stromes g werden die Anker cl und c2 angezogen, die infolge der erzeugten Remanenz an den Polschuhen f1, f2 wieder kleben bleiben. Nach erfolgter Ankerbewegung c2 werden die Kontakte Ks, K7 wieder unterbrochen, so daß der Hilfsstrom g nicht mehr über die Arbeitswicklungen L2, L5 fließen kann.The mode of operation of the relay circuit is as follows: If z. B exposes the photo element h, the current (EhIK) generated in the photo element h flows through the contacts K2, K3 to the winding L1. In the switching position shown, the winding L3 is short-circuited via the contacts K2, K3. As a result of the photocurrent h flowing through the winding L1, the remanence of the relay A is canceled and, as a result of the spring tension acting on the armature through the contact spring K2, the armature cl is separated from the pole piece f2. After the armature c has dropped, the contacts K1, K2 are closed and K2, K3 opened, so that the control current h no longer flows through L @, but through the holding winding L3. The current h flowing through the holding winding takes place in the direction supporting the remanence of the relay B, so that the armature cannot drop for the duration of the current flowing through the winding L3. After the armature cl has dropped from the relay A, the contacts K4, K5 controlled via the switching pin e are closed at the same time and a weak compensation current is switched to the winding L4 via the same and via the resistor R2. The current through R2 is dimensioned in such a way that it is just sufficient to cancel the remanence of relay B. Since the control current flows through the winding L3 after the relay armature cl has dropped out, the cancellation of the remanence in the relay B remains ineffective until the control current h no longer flows through the holding winding, which at the same time corresponds to the compensation current L4 counteracts. If the control current h (photocurrent) is switched off or reduced to a certain amount, the compensation current flowing through L4, which is taken from the battery g, comes into effect. The result is that the remanence of relay B is canceled and the armature C drops, which causes the closing of the contact springs K6, K7 and thus the switching on of the auxiliary power source g to the working or Induction windings L2 and L5. As a result of the current g flowing through the windings L2 and L5, the armatures cl and c2 are attracted, which, as a result of the remanence generated, remain stuck to the pole pieces f1, f2. After the armature movement c2 has taken place, the contacts Ks, K7 are interrupted again, so that the auxiliary current g can no longer flow through the working windings L2, L5.

In der angezogenen Stellung des Ankers cl wird durch die Kontakttrennung K2 von K1 und dieVerbindung K2, K3 die Wicklung L3 wieder kurzgeschlossen, wogegen die Wicklung L1 (Steuerwicklung) wieder direkt auf das Steuerelement, z. B. Fotoelement, geschaltet wird, so daß sich hiernach der beschriebene Vorgang wiederholen kann.In the attracted position of the armature cl, the contact separation K2 of K1 and the connection K2, K3, the winding L3 short-circuited again, whereas the winding L1 (control winding) again directly on the control element, z. B. Photo element, is switched so that the process described can then be repeated.

Um den die Kontakte steuernden Relaisanker cl mit Sicherheit anzuziehen, ist das Relais B durch Parallelschaltung des Widerstandes R1 zur Arbeitswicklung L5 in seiner Ansprechzeit um einige Millisekunden verzögert. An Stelle des Widerstandes R1 kann auch eine Kapazität verwendet werden. Die Dämpfung kann aber auch durch eine zusätzliche Kurzschlußwicklung am Relais B usw. bewirkt «erden. Die Ein- und Abschaltung eines Stromverbrauchers erfolgt vermittels weiterer durch den Anker cl gesteuerter Kontakte, die der Übersicht halber nicht eingezeichnet sind. An Stelle der Kontaktfedern können auch Quecksilberschaltröhren verwendet werden, insofern das Relais für größere Schaltleistungen Verwendung finden soll. Zur Erhöhung der Schaltleistung kann z. B. in den Kompensationskreis der Wicklung L4 ein weiteres Relais geschaltet werden, z. B. ein Schaltschütz, dessen Stromaufnahme entsprechend der durch L4 zu erreichenden remanenzaufhebenden Wirkung berechnet ist.In order to attract the relay armature cl controlling the contacts with certainty, is the relay B by connecting the resistor R1 in parallel to the working winding L5 delayed by a few milliseconds in its response time. Instead of resistance R1 can also use a capacitance. The attenuation can also through an additional short-circuit winding on relay B etc. causes «earth. The in and A power consumer is switched off by means of another through the armature cl controlled contacts, which are not shown for the sake of clarity. Instead of mercury interrupter tubes can also be used for the contact springs the relay is to be used for larger switching capacities. To increase the Switching capacity can z. B. in the compensation circuit of the winding L4 another Relays are switched, e.g. B. a contactor whose power consumption accordingly the remanence-canceling effect to be achieved by L4 is calculated.

Zur Steigerung derAnsprechempfindlichkeit kann am Relais A noch eine dritte Wicklung vorgesehen werden, die in der ersichtlichen Schaltstellung so an die Hilfsspannung angeschlossen wird, daß die Remanenz des Relais A um einen bestimmten Prozentsatz bereits nach jedem Schaltvorgang aufgehoben wird. Der Steuerstrom als auch die Hilfsspa,nnung kann sowohl Gleich- als auch Wechselstrom sein. Die Hilfsspannung g kann auch über einen Gleichrichter beliebiger Art aus dem Netz entnommen werden. In diesem Fall wird keine Siebung bzw. Glättung des über einen Gleichrichter dem Relais zugeführten Gleichstromes benötigt. Infolge der Ausnutzung der Rem,anenz kann der Gleichstrom ein pulsierender Gleichstrom sein.To increase the sensitivity, relay A can also be equipped with a third winding are provided, which in the switching position shown so on the auxiliary voltage is connected that the remanence of the relay A by a certain Percentage is canceled after each switching process. The control current as the auxiliary voltage can also be direct or alternating current. The auxiliary voltage g can also be taken from the network via a rectifier of any kind. In this case there is no screening or smoothing of the via a rectifier Relay supplied direct current required. As a result of the utilization of the remanence the direct current can be a pulsating direct current.

Die Steigerung derAnsprechempfindlichkeit kann auch durch einen am oder in der Nähe des Polschuhes f2 vorgesehenen permanenten Magnet so erfolgen, daß die Remanenz um einen bestimmten Betrag aufgehoben wird.The increase in responsiveness can also be achieved by an am or the permanent magnet provided in the vicinity of the pole piece f2 in such a way that that the remanence is canceled by a certain amount.

An Stelle des Fotoelementes lc. kann selbstverständlich auch sonst irgendeine schwache Steuerstromquelle verwendet werden. Die Relaiseinrichtung selbst kann beispielsweise für Lichtschranken, Registriereinrichtungen sowie für Signalzwecke, Raumschutzanlagen, Telegrafiezwecke sowie als Verzögerungsrelais in Verbindung mit Kondensatorenaufladung Verwendung finden. Des weiteren kann das Relais in Verbindung mit Wasserstandsmeldeeinrichtungen sowie in Verbindung mit Elektronenröhren, indem die Steuerwicklung des Relais in den Elektronenstromkreis einer Röhre geschaltet wird, Verwendung finden. Das Relais kann fernerhin als Steuerrelais in Verbindung mit statischen Strömen, beispielsweise über Funkenstrecken ü. dgl. verwendet werden. Auch kann das Relais in Verbindung mit Mikrophonströmen für Signal- und Registrierzwecke aller Arteingesetzt werden. Eine weitere Verwendungsmöglichkeit dieses Relais ist, die Steuerwicklung desselben über eine Kapazität mit dem Telefonrufstrom zur Einschaltung von Signalen aller Art in Verbindung zu bringen.Instead of the photo element lc. can of course also otherwise any weak control power source can be used. The relay device itself can be used, for example, for light barriers, registration devices and signaling purposes, Room protection systems, telegraphy purposes and as delay relays in connection with Find capacitor charging use. Furthermore, the relay can be connected with water level alarm devices as well as in connection with electron tubes by the control winding of the relay is connected to the electronic circuit of a tube will find use. The relay can also be used as a control relay with static currents, for example over spark gaps ü. Like. Be used. The relay can also be used in conjunction with microphone currents for signaling and recording purposes of all types. Another use of this relay is the Control winding of the same via a capacity with the telephone call current for switching on of signals of all kinds.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE: i. Hochempfindliche Relaisschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspule (L1) eines elektromagnetischen Relais (A) mit der Halte-und Kompensationswicklung' (L3) eines zweiten Relais (B) so verbunden ist, daß in der angezogenen Stellung (Ruhestellung) des Steuerrelais (A) die Haltewicklung (L3) kurzgeschlossen und die Steuerwicklung (L1) freigegeben ist, so daß der Steuerstrom nur in der Steuerwicklung (L1) remanenzaufhebend wirkt und das Abfallen des Ankers (cl) bewirkt und daß nach dem Abfallen des Ankers (cl) die Steuerwicklung (L1) über Kontakte kurzgeschlossen und der Steuerstrom hiernach über die freigegebene Haltewicklung (L3) fließt, und daß gleichzeitig auf eine weitere am Relais (B) vorgesehene Wicklung vermittels Kontakten ein die Remanenz aufhebender Kompensationsstrom geschaltet wird, welcher wirksam wird, sobald der Steuerstrom in der Haltewicklung (L3) auf einen bestimmten Betrag absinkt, was das Abfallen des Ankers (c2) bewirkt und dadurch die beiden Arbeitswicklungen durch am Relais angebrachte Kontakte auf die Hilfsstromquelle (g) schaltet, durch deren Einwirkung die beiden Anker wieder in die Ausgangsstellung zurückbewegt werden und an den Polschuhen kleben bleiben. z. Hochempfindliche Relaisschaltung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwicklung (L1) des Relais (A) einerseits mit der Steuerstromquelle, z. B. dem Fotoelement (h) sowie mit dem Kontakt (K1), und andrerseits mit dem Kontakt (K2) über die Haltewicklung (L3), die Steuerstromquelle und den Kontakt (K3) Verbindung hat. 3. Hochempfindliche Relaisschaltung nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Aufhebung der Remanenz dienende Kompensationswicklung (L4) über einen Widerstand (R2) und die durch das Relais (A) betätigten Kontakte nach Abfallen des Relaisankers (cl) auf die Hilfsstromquelle (g) geschaltet wird. q.. Hochempfindliche Relaisschaltung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anziehen der Relaisanker (cl, c2) über die beiden hintereinandergeschalteten Wicklungen (L2, L5) erfolgt, die im Stromkreis der vom Relais (B) gesteuerten Kontakte (K8, K7) und der Hilfsspannung (g) liegen. 5. Hochempfindliche Relaisschaltung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung eines sicheren Ansprechens des Relais (A) das Relais (B) durch Parallelschaltung einer Impedanz, z. B. eines Widerstandes (R1); zur Wicklung (L5) eine Ansprechverrzögerung erhält. 6. Hochempfindliche Relaisschaltung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit des Steuerrelais (A) ein z. B. den Polschuh beeinflussender Magnet (M) vorgesehen ist, durch welchen der Restmagnetismus nach jedem Schaltvorgang sofort um einen bestimmten Betrag aufgehoben wird, so daß nur noch eine geringe Remanenz zum Festhalten des Ankers vorhanden ist. 7. Hochempfindliche Relaisschaltung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit am Relais (A) eine dritte Wicklung vorgesehen ist, die konstant an der Hilfsspannung liegt und die Remanenz nach jedem Schaltvorgang um einen bestimmten Betrag aufhebt. B. Hochempfindliche Relaisschaltung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ein- und Ausschaltung bzw. zur Betätigung eines Stromverbrauchers am Relais (A) weitere Kontakte vorgesehen sind, die durch den Anker (cl) gesteuert werden. 9. Hochempfindliche Relaisschaltung nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zurDurchführung einer größeren Schaltleistung in den Kompensationsstromkreis eine Schützspule od. dgl. geschaltet ist, durch die eine Quecksilberschaltröhre betätigt wird.PATENT CLAIMS: i. Highly sensitive relay circuit, characterized in that the control coil (L1) of an electromagnetic relay (A) is connected to the holding and compensation winding (L3) of a second relay (B) in such a way that the control relay (A ) the holding winding (L3) is short-circuited and the control winding (L1) is released, so that the control current only has a retentive effect in the control winding (L1) and causes the armature (cl) to drop and that after the armature (cl) has dropped, the control winding (L1) short-circuited via contacts and the control current then flows through the released holding winding (L3), and that at the same time a remanence-canceling compensation current is switched to another winding provided on the relay (B) by means of contacts, which becomes effective as soon as the control current in the holding winding (L3) drops to a certain amount, which causes the armature (c2) to fall off and thereby the two working windings en is switched to the auxiliary power source (g) through contacts attached to the relay, the action of which moves the two armatures back into their original position and sticks to the pole pieces. z. Highly sensitive relay circuit according to claim i, characterized in that the control winding (L1) of the relay (A) is connected on the one hand to the control current source, e.g. B. the photo element (h) and with the contact (K1), and on the other hand with the contact (K2) via the holding winding (L3), the control current source and the contact (K3) connection. 3. Highly sensitive relay circuit according to claim i and a, characterized in that the compensation winding (L4) serving to cancel the remanence via a resistor (R2) and the contacts actuated by the relay (A) after the relay armature (cl) has dropped to the auxiliary power source (g) is switched. q .. Highly sensitive relay circuit according to claim i to 3, characterized in that the tightening of the relay armature (cl, c2) via the two series-connected windings (L2, L5) in the circuit of the controlled by the relay (B) contacts (K8, K7) and the auxiliary voltage (g). 5. Highly sensitive relay circuit according to claim i to q., Characterized in that to achieve a reliable response of the relay (A) the relay (B) by parallel connection of an impedance, for. B. a resistor (R1); to the winding (L5) receives a response delay. 6. Highly sensitive relay circuit according to claim i to 3, characterized in that to increase the sensitivity of the control relay (A) a z. B. the pole shoe influencing magnet (M) is provided, through which the residual magnetism is immediately canceled by a certain amount after each switching process, so that only a small remanence is available to hold the armature. 7. Highly sensitive relay circuit according to claim i to 5, characterized in that a third winding is provided to increase the sensitivity of the relay (A), which is constantly connected to the auxiliary voltage and cancels the remanence after each switching process by a certain amount. B. Highly sensitive relay circuit according to claim i to 7, characterized in that further contacts are provided which are controlled by the armature (cl) for switching on and off or for actuating a power consumer on the relay (A). 9. Highly sensitive relay circuit according to Claims i to 8, characterized in that a contactor coil or the like is connected in order to carry out a greater switching capacity in the compensation circuit, through which a mercury interrupter is actuated.