DE973372C - Relais mit Ansprechverzoegerung durch einen Kondensator, insbesondere fuer Signalanlagen - Google Patents

Description

INTERNAT. KLASSE 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.

Das Arbeitsvermögen A eines Kondensators mit

der Kapazität C ist

, 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

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mit ihm erzielbaren Verzögerungszeiten abhängig von der Höhe des Stromes bei Ladung oder Entladung.

Die Leistungsaufnahme einer Relaisspule ist

E²
L = -==-. Darin ist E wiederum die zur Verfügung

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.

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.

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.

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.

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.

- 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

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.

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 wiederum

Claims (3)

1. vorgesehenen, mit W₁ bezeichneten Vorschaltwiderstandes beim Schließen des Stromkreises. Es wird nämlich der Spulenteil R₂ von dem Ladestrom des Kondensators C in solcher Richtung durchflossen, daß er ein dem Feld des Spulenteiles R₁ entgegengerichtetes Feld erzeugt. Dieses Gegenfeld kann dabei zunächst durchaus größer sein als das Feld des Spulenteiles R₁, jedoch nicht so groß, daß er den Anker anheben könnte. Durch diese Bedingung ist die Grenze für die Bemessung der Spulenteile R₁ und R₂ gegeben. Es ist dabei vorausgesetzt, daß in dem zur Verfügung stehenden Wickelraum nicht genügend Widerstand untergebracht werden kann, so daß ein Restwiderstand noch in der Form eines Ohmschen Widerstandes W₂ angeordnet wird. Soweit aber der Wickelraum ausreicht, ist erfindungsgemäß der notwendige Widerstand in Form aktiver Wicklung auf dem Magneten unterzubringen.

   PATENiANSPRÜCHE: ■

   i. Relais mit Ansprechverzögerung durch ■ einen Kondensator, insbesondere für Signalanlagen, bei dem nur ein Teil der Relaisspule als Anzugspule wirkt, der andere Teil dagegen im Kondensatorkreis liegt und als Gegenspule wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Ohmsche Widerstand im Kondensatorkreis wesentlich größer als der Ohmsche Widerstand der Anzugswicklung ist, so daß das Verhältnis'von Gegen- spule zu Anzugspule beispielsweise 6:1 beträgt.
2. 2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung, und zwar zumindest die im Kondensatorkreis liegende Wicklung so hochohmig wie möglich ausgeführt ist und nur der im zur Verfügung stehenden Wicklungsraume nicht unterzubringende Widerstand noch als Ohmscher Zusatzwiderstand angeordnet ist.
3. 3. Relais nach de.i Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromverzweigung trotz der Anordnung der Gegenspule der an sich bekannte Vorwiderstand vorgeschaltet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Britische Patentschrift Nr. 462 773;
   deutsche Patentschriften Nr. 653 709, 509 628, 103.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 609 548/395 6. 56 (909704/9 1.60)