DE931835C - Fallklappenrelais - Google Patents

Fallklappenrelais

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Publication number
DE931835C
DE931835C DEA18903A DEA0018903A DE931835C DE 931835 C DE931835 C DE 931835C DE A18903 A DEA18903 A DE A18903A DE A0018903 A DEA0018903 A DE A0018903A DE 931835 C DE931835 C DE 931835C
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DE
Germany
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drop flap
relay
drop
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Expired
Application number
DEA18903A
Other languages
English (en)
Inventor
Erwin Dr Wettstein
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Schweiz AG
Original Assignee
Siemens Albis AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Albis AG filed Critical Siemens Albis AG
Application granted granted Critical
Publication of DE931835C publication Critical patent/DE931835C/de
Expired legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B5/00Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied
    • G08B5/22Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission
    • G08B5/24Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission with indicator element moving about a pivot, e.g. hinged flap or rotating vane
    • G08B5/28Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission with indicator element moving about a pivot, e.g. hinged flap or rotating vane with hinged flap or arm

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

  • Fallklappenrelais Fallklappenrelais werden in vornehmlich handbedienten Fernmeldeanlagen zurr Anzeige eines Anrufes bienntzt. Grundsätzlich wird. eine derart hohe Empfindlichkeit des FaRklappenrelais angestrebt, daß die Reichweite für einen Anruf diejenigei der Sprachübertragung erreicht. Nach dem heutigen Stand der Technik ist für die Sprachübertragung eine Leitungsdämpfung von 4 Neper zugelassen. Bei einer Rufspannung von: beispielsweise 70 Volt am Anfang einer Leitung mit einem Wellenwiderstan@d von 1400 SZ und einer Dämpfung vorn 4 Neper läßt sich: am Ende der Leitung ein Strom von, etwa z mA bei 1,3 Volt Endspannung entnehmen. Beträgt die Windungszah l der Erregerwicklung eines. Fallklappenreilais üblicher Bauairt beispielsweise roooo, so ergibt sich eine Mini:maJerregung von ro AW, bei der das. Fallklappenrelads noch, sicher ansprechen muß. Dieser Wert ist den nachfolgenden Betrachtunigen zugrunde gelegt. Ähnlich sind die Verh:ältnisse, wenn die Erregung des Fallklap-penrelai;s mit Gleichstrom statt mit Wechselstrom erfolgt.
  • Derart empfindliche Fallklappenrelais,, die bereits mit sehr energieairrnen elektrischen. Impulsen ausgelöst werden können, sind naturgemäß auch auf mechanische Stöße sehr empfindlich. In[ handbedienten: Zentralen sind, nun die Fallklappenrelais reilativ starken Erschütterungen ausgesetzt, vor aIMm herrührend, von der Betätigung der Stöpsel oder Taisten. beim Herstellen der Verbindungen. Ferner wirken sich bei Feldzentralen die unvermeidlichen Erschütterungen ganzer Apparategestelle nachteilig aus. Erschütterungen, welche die Empfindlichkeitsgrenze des Fallklappenrelais überschreiten, verursachen die Auslösung der Fallklappe und täuschen damit einen Anruf vor. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist daher neben einer hohen elektrischen Empfindlichkeit eine hohe mechanische Unempfindlichkeit des Fallklappenrelais anzustreben. Dies bedeutet, daß der elektromechanische Wirkungsgrad des Fallklappenrelais, definiert als Verhältnis der mechanischen Energie, welche den Anker des Fallklappenrelais aus der Ausgangslage über seinen Kippunkt zu bringen gestattet, und der minimalen elektrischen Energie, über welche zum Ansprechen des Fallklappenrelais (bei Wechsel-Stromerregung pro Halbwelle) verfügt wird, einen hohen Wert haben muß. Da die zum Ansprechen des Fallklappenrelais verfügbare elektrische Energie am Ende einer Leitung mit beispielsweise 4 Neper Dämpfung vorgegeben ist, läßt sich der Wirkungsgrad nur durch Erhöhung der mechanischen Energie heraufsetzen.
  • Die bisher verwendeten Fallklappenrelais haben im praktischen Betrieb hinsichtlich Unempfindlichkeit gegen Erschütterungen nicht befriedigt, da sie bei elektrisch empfindlicher Einstellung oft zu mechanisch bedingten Fehlanzeigen Anlaß gaben. Nähere Untersuchungen an gebräuchlichen Fallklappenrelais. haben gezeigt, daß deren elektromechanischer Wirkungsgrad sehr gering, oft kleiner als i °/o ist. Die Ursache dieses schlechten Wirkungsgrades wird an Hand der Fig. i der beigefügten Zeichnung erklärt, in welcher der magnetische Fluß 0 in Funktion der im Erregermagnetkreis des Fallklappenrelais wirksamen Durchflutung 0 graphisch dargestellt ist. Im Ausgangszustand ist im Erregermagnetkreis bei verschwindender Erregung ein Restfluß (PR vorhanden, bedingt durch die Koerzitivfeldstärke des Erregermagnetkreismaterials und den gegebenenfalls vorhandenen Permanentmagneten. Steigt bei einem Anruf die Erregung 0 an, so bleibt der Fluß 0 zunächst praktisch konstant, bis die Erregung den Wert erreicht. Während dieser Zeit bleibt somit auch die vom magnetischen Fluß abhängige, auf den Anker des Fallklappenrelais wirkende Kraft praktisch konstant. Die Erregung 0, dient dazu, vom absteigenden zum aufsteigenden Ast der Hystereseschleife zu gelangen; sie ist gleich dem doppelten Umlaufsintegral der Koerzitivfeldstärke des für den Erregermagnetkreis verwendeten Materials, d. h. ungefähr gleich dem doppelten Produkt von Eisenweglänge und Koerzitivfeldstärke. Erst eine über den Wert 0, ansteigende Erregung des Fallkläppenrelais hat eine wesentliche Flußerhöhung und damit eine Erhöhung der auf den Anker wirkenden Kraft zur Folge. Man erkennt aus diesen Überlegungen bereits, daß im Interesse eines guten elektromechanischen Wirkungsgrades des Fallklappenrelais eine kleine Koerzitivfeldstärke des für den Erregermagnetkreis verwendeten ferromagnetischen Materials anzustreben ist. Die erwähnte Untersuchung bisheriger Fallklappenrelais hat jedoch ergeben, daß bei den schwächsten Impulsen, bei denen das Relais noch auslösen muß, die gesamte Erregung O. nur wenig größer ist als die praktisch unwirksame Durchflutung 0, Das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Fallklappenrelais mit geringer Ansprechdurchflutung; insbesondere weniger als 15 AW; zeichnet sich nun dadurch aus, daß zwecks Verminderung der Erschütterungsempfindlichkeit das Umlaufsintegral der Koerzitivfeldstärke im Erregermagnetkreis kleiner ist als etwa 1/4 der Ansprechdurchflutung. Diese Bedingung läßt sich bei allen Fallklappenrelais gebräuchlicher Bauart erreichen, wenn für den Erregermagnetkreis ferromagnetisches Material verwendet wird, dessen Koerzitivfeldstärke höchstens o,2 A/cm beträgt.
  • Um die Verhältnisse quantitativ zu überblicken, wird nachstehend noch die Abhängigkeit des elektromechanischen Wirkungsgrades von der Koerzitivfeldstärke angegeben. Wie bereits erwähnt, wurde unter dem Wert 0, das doppelte Umlaufsintegral der Koerzitivfeldstärke verstanden: (9, 2 IE H,. In dieser Gleichung bedeutet IE die Eisenweglänge im Erregermagnetkreis des Fallklappenrelais und HC die Koerzitivfeldstärke des für denselben verwendeten ferromagnetischen Materials. Die mechanische Energie W", welche den Anker des Fallklappenrelais aus der Ausgangslage über seinen Kippunkt zu bringen gestattet, ist gegeben durch das halbe Produkt aus der resultierenden Klebkraft F" in der Ausgangsstellung und dem Weg x, des Ankers bis zum Kippunkt W" - 1/z F" - x, Die auf den Anker wirkende Kraft ist bei polarisierten Magnetsystemen direkt proportional der wirksamen Erregung 0"- 0, bei unpolarisierten Magnetsystemen proportional der ersten bis zweiten Potenz dieser Erregung, je nach Remanenz oder Vormagnetisierung. Man erkennt, daß die in der Ausgangsstellung auf den Fallklappenanker wirkende Klebkraft sowohl bei polarisierten wie bei nilcht polarisierten Magnetsystemen um so höher gewählt werden kann, je kleiner der Wert 0, d. h. insbesondere je kleiner die Koerzitivfeldstärke H, gemacht wird. Vorteilhaft ist auch eine kleine Eisenweglänge; praktisch läßt sie sich jedoch bei der notwendigen hohen Windungszahl gegenüber bisherigen Ausführungen nicht wesentlich verkleinern.
  • Die Abhängigkeit der auf den Anker eines polarisierten Fallklappenrelais ausgeübten Kraft F vom Wert der Durchflutung 0 geht aus Fig. 2 hervor. Die Gerade A gibt beispielsweise die Verhältnisse bei einem Fallklappenrelais bisheriger Ausführung wieder, bei dem für den Erregermagnetkreis Holzkohleeisen mit einer Koerzitivfeldstärke von o,5 A/cm verwendet wurde. Der Wert 0,1 ergibt sich bei einer Eisenweglänge von 8 cm zu 8 AW. Die Steilheit der Geraden ist durch die Größe des Permanentflusses und die Luftspaltverhältnisse gegeben. Die auf den Anker wirkende Kraft FZ beträgt bei einer Erregung 0" z von io AW i g. Die Gerade B stellt den mit dem gleichen Fallklappenrelais erzielten Kraftverlauf dar, wobei an Stelle des Holzkohleeisens ferromagnetisches Material mit einer Koerzitivfeldstärke von o, i A/cm verwendet wurde. Die Durchflutung 0, 2 hat in diesem Fall den Wert 1,6 A/cm. Die auf den Anker wirkende Kraft Fa beträgt nunmehr bei der Erregung 0," = io AW 4,2 g. Durch Verwendung eines ferromagnetischen Materials mit kleinerer Koerzitivkraft ist somit die Kraft um einen Faktor 4,2 angestiegen.
  • Bei einer gegebenen Steilheit des Verlaufes der magnetischen Kraft längs des Luftspaltes ist der Abstand x" zwischen der Ausgangsstellung des Ankers und seinem Kippunkt proportional zur llebkraft F.. Die zum Ansprechen des Fallklappenrealis erforderliche mechanische Energie W" ist, wie bereits erwähnt, proportional dem Produkt F" - xa. Das gilt auch vom Wirkungsgrad; er ist somit bei polarisierten Relais proportional dem Quadrat der wirksamen Erregung 0,"-0, Bei dem der Fig. z zugrunde liegenden polarisierten Fallklappenrelais steigt somit der Wirkungsgrad um etwa einen Faktor iS an. Tatsächlich haben Versuche gezeigt, daß bei Verwendung von ferromagnetischen Materialien mit entsprechend kleiner Koerzitivfeldstärke der Wirkungsgrad gegenüber bisherigen Fallklappenrelais um einen Faktor 2o bis 5o verbessert werden konnte. Ähnliche Vorteile sind nicht nur bei polarisierten, sondern auch bei unpolarisierten, insbesondere vormagnetisierten Magnetsystemen erreichbar.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Fallklappenrelais mit geringer Ansprechdurchflutung, insbesondere weniger als 15 AW, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Verminderung der Erschütterungsempfindlichkeit das Umlaufsintegral der Koerzitivfeldstärke im Erregermagnetkreis kleiner ist als etwa 1/4 der Ansprechdurchflutung.
  2. 2. Fallklappenrelais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für den Erregermagnetkreis ferromagnetisches Material verwendet ist, dessen Koerzitivfeldstärke höchstens o,2 A/cm beträgt.
DEA18903A 1952-10-21 1953-10-04 Fallklappenrelais Expired DE931835C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH931835X 1952-10-21

Publications (1)

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DE931835C true DE931835C (de) 1955-08-18

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ID=4548833

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DEA18903A Expired DE931835C (de) 1952-10-21 1953-10-04 Fallklappenrelais

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DE (1) DE931835C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1008359B (de) * 1955-04-23 1957-05-16 Deutsche Telephonwerk Kabel Elektromagnetisches Fallklappen- oder Fallschauzeichen-Relais

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1008359B (de) * 1955-04-23 1957-05-16 Deutsche Telephonwerk Kabel Elektromagnetisches Fallklappen- oder Fallschauzeichen-Relais

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