Temperaturabhängige Schalt-Anordnung mit Schutzrohrankerkontakten
Die Erfindung betrifft eine temperaturabhängige Anordnung mit Schutzrohrankerkontakten,
die durch das Streufeld eines Dauermagnetes betätigbar sind, zwischen dessen Polschuhen
ein Kurzschlußweg von möglichst kurzer Länge für sein Magnetfeld über ein Teil verläuft,
dessen Permeabilität mit ansteigender Temperatur abnimmt, und das eine (induktive)
Heizwicklung trägt, die zur Beeinflussung der magnetischen Leitfähigkeit des Teiles
in Abhängigkeit von der Temperatur dient.Temperature-dependent switching arrangement with protection tube armature contacts
The invention relates to a temperature-dependent arrangement with protective tube armature contacts,
which can be actuated by the stray field of a permanent magnet, between its pole pieces
a short-circuit path of the shortest possible length for its magnetic field runs over a part,
whose permeability decreases with increasing temperature, and one (inductive)
Heating coil contributes to influencing the magnetic conductivity of the part
is used depending on the temperature.
Elektromagnetische Relais mit thermischer Wirkung sind bekannt. Die
deutsche Patentschrift 826 774 betrifft ein solches Relais, bei dem zwischen den
Polen des Relaismagneten eine Brücke aus temperaturabhängigem Material mit niedrigem
magnetischem Umwandlungspunkt (Curiepunkt) angeordnet ist. Dieses thermische Relais
enthält ferner zur genauen Bestimmung des Schaltzeitpunktes der Relaiskontakte zwischen
den Schenkeln des Elektromagnetes einen magnetischen Nebenschluß mit einstellbarem
Luftspalt. Das Relais nach der deutschen Patentschrift 826 774 weist jedoch den
Nachteil auf, daß keine Einrichtungen zur Kompensation des Einflusses der Außentemperatur
auf die Intensität des Streufeldes vorgesehen sind.Electromagnetic relays with thermal effects are known. the
German Patent 826 774 relates to such a relay in which between the
Poles of the relay magnet a bridge made of temperature-dependent material with low
magnetic transition point (Curie point) is arranged. This thermal relay
also contains for the exact determination of the switching time of the relay contacts between
the legs of the electromagnet have a magnetic shunt with adjustable
Air gap. However, the relay according to German patent specification 826 774 has the
The disadvantage is that there are no devices to compensate for the influence of the outside temperature
on the intensity of the stray field are provided.
Weiterhin ist durch die deutsche Patentschrift 761731 ein thermisches
Relais mit Wärmelegierung bekannt, dessen Magnetkreis außer einer zwecks Steuerung
beheizten Wärmelegierung noch eine Wärmelegierung zum Ausgleich des Einflusses von
Raumtemperaturschwankungen enthält, wobei die Wärmelegierungen in magnetischer Differentialschaltung
auf den Anker einwirken und verschiedene, vorzugsweise parallel verlaufende Temperaturkennlinien
der magnetischen Leitfähigkeit haben. Die bei diesem Relais verwendeten konformen
Wärmelegierungen weisen beide eine mit ansteigender Temperatur abnehmende Permeabilität
auf. Die in der deutschen Patentschrift 761731 angegebenen unterschiedlichen Wirkungen
der beiden Wärmelegierungen auf den Dauermagnetanker sind jedoch zweifelhaft, da
der Eisenkreis über beide Wärmelegierungen geschlossen ist.Furthermore, through the German patent specification 761731, a thermal
Relay with heat alloy known, whose magnetic circuit except one for the purpose of control
heated heat alloy still a heat alloy to compensate for the influence of
Contains room temperature fluctuations, the thermal alloys in magnetic differential circuit
act on the armature and various, preferably parallel temperature characteristics
of magnetic conductivity. The compliant ones used in this relay
Thermal alloys both have a permeability that decreases with increasing temperature
on. The different effects specified in German patent specification 761731
However, the two heat alloys on the permanent magnet armature are dubious because
the iron circle is closed over both heat alloys.
Bei der Anwendung, dieses Prinzips auf Magnetkreise, die zur Steuerung
von Ankerkontakten in Schutzrohren verwendet werden, ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten
dadurch, daß es nicht gelingt, den zur Betätigung der Kontakte ausreichenden Streumagnetfluß
unter die Ansprechgrenze herabzudrücken, wenn ein dem Magnetfluß parallelgeschaltetes
Leitstück eine hohe Permeabilität aufweist, andererseits aber, bei ausreichender
Schwächung des Feldes und niedriger Pemeabilität des kurzschließenden Leitstückes
eine zur sicheren Betätigung der Kontakte ausreichende Feldstärke zu erreichen.When applying this principle to magnetic circuits that are used for control
are used by armature contacts in protective tubes, considerable difficulties arise
in that it does not succeed in the stray magnetic flux sufficient to actuate the contacts
below the threshold when a magnetic flux is connected in parallel
Conductor has a high permeability, but on the other hand, with sufficient
Weakening of the field and lower permeability of the short-circuiting conductive piece
to achieve a field strength sufficient for safe actuation of the contacts.
Auch die Anordnung der Leitstücke im Magnetkreis, der zur Betätigung
der Kontakte dienen soll, bringt keine Lösung der gestellten Aufgabe, weil der Magnetfluß
dann, wenn er stark genug ist, die sichere Betätigung der Kontakte zu gewährleisten,
durch die niedrige Permeabilität des Leitstückes nicht so stark geschwächt werden
kann, das auch das übrigbleibende Streufeld sicher nicht zur Betätigung der Kontakte
ausreicht. Wenn es aber gelingt, eine derartige Schwächung des verbleibenden Streufeldes
zu erreichen, dann ist die Stärke des ungeschwächten Feldes wieder nicht zur sicheren
Betätigung der Kontakte ausreichend.Also the arrangement of the conductive pieces in the magnetic circuit that is used for actuation
the contacts should serve, brings no solution to the task, because the magnetic flux
when it is strong enough to ensure the safe actuation of the contacts,
are not weakened as much by the low permeability of the guide piece
can, the remaining stray field certainly not to actuate the contacts
sufficient. But if it succeeds, such a weakening of the remaining stray field
to achieve, then the strength of the unweakened field is again not safe
Actuation of the contacts sufficient.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Mängel der bekannten Konstruktionen
zu beseitigen und eine temperaturabhängige Anordnung mit Schutzrohrkontakten anzugeben,
die durch das Streufeld eines Dauermagnetes betätigbar sind und auch bei schwankender
Umgebungstemperatur eine sichere Funktion einwandfrei gewährleisten. Sie erreicht
dies dadurch, daß dem Dauermagnet ein an sich bekannter Nebenschlußweg für sein
Magnetfeld beigegeben ist, in dem zwecks Kompensation des Einflusses der Außentemperatur
auf die Intensität des Streufeldes ein kompensierend wirkender Teil aus einem Werkstoff
angeordnet ist, dessen Permeabilität bei Anstieg der Umgebungstemperatur zunimmt,
und daß dieser Teil so bemessen ist, daß es entgegen dem eine Intensitätsänderung
des Streu-Magnetfeldes bewirkenden Einfluß einer Temperaturänderung eine solche
Gegenwirkung auf das Magnetfeld ausübt, daß die Intensität des Streufeldes über
einen praktisch ausnützbaren Temperaturbereich (d t, F i g. 2) annähernd konstant
bleibt. Dadurch ist in einfacher Weise eine Kompensation
des Einflusses
der variablen Umgebungstemperatur auf die Permeabilität des temperaturabhängigen
Werkstoffes des das Magnetfeld kurzschließenden Teiles erreicht und damit auch annähernde
Konstanz der Intensität des wirksamen Streufeldes bei sinkender Umgebungstemperatur
und sichere Wirkungslosigkeit des Reststreufeldes bei steigender Umgebungstemperatur.The object of the invention is to overcome these shortcomings of the known constructions
to be eliminated and a temperature-dependent arrangement with protective tube contacts to be specified,
which can be actuated by the stray field of a permanent magnet and also when it fluctuates
Ambient temperature guarantee safe functioning. You achieved
this is because the permanent magnet is a known shunt path for its
Magnetic field is added in which to compensate for the influence of the outside temperature
a compensating part made of a material on the intensity of the stray field
is arranged, the permeability of which increases as the ambient temperature rises,
and that this part is dimensioned in such a way that, contrary to this, there is a change in intensity
of the stray magnetic field effect a change in temperature such
Counteraction to the magnetic field exerts that the intensity of the stray field over
a practically usable temperature range (d t, FIG. 2) approximately constant
remain. This is a simple way of compensating
of influence
the variable ambient temperature on the permeability of the temperature-dependent
Material of the part short-circuiting the magnetic field reached and thus also approximate
Constancy of the intensity of the effective stray field with falling ambient temperature
and certain ineffectiveness of the residual stray field when the ambient temperature rises.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die aus den
beiden Teilen gebildeten Nebenwege für das Feld des Dauermagnetes durch möglichst
kurz bemessene Polschuhe möglichst feldstreuungsfrei ausgebildet sind, daß ferner
die magnetisierende Wirkung der Heizwicklung im Sinne einer weiteren Kompensationswirkung
entweder gleichsinnig mit dem Richtungssinn des Dauermagnetfeldes zur Steigerung
der Intensität dessen Streufeldes oder in entgegengesetztem Sinne zur Schwächung
des Streufeldes ausgenützt wird, und daß schließlich der Kurzschlußteil und der
Kompensationsteil bezüglich der magnetischen Achse des Dauermagnetes auf dessen
beiden Seiten angeordnet sind. Die Zeichnung zeigt F i g. 1 eine prinzipielle Ausführungsform
der Erfindung, F i g. 2 ist der wesentliche Verlauf der funktionalen Abhängigkeit
der Permeabilität der Werkstoffe der beiden Teile aus Werkstoff mit temperaturabhängiger
Permeabilität in Abhängigkeit von der Temperatur gezeigt.Another embodiment of the invention provides that the from the
two parts formed bypasses for the field of the permanent magnet through as possible
short pole pieces are designed as free of field scattering as possible, that furthermore
the magnetizing effect of the heating winding in the sense of a further compensation effect
either in the same direction as the direction of the permanent magnetic field to increase
the intensity of its stray field or, in the opposite sense, to the weakening
of the stray field is exploited, and that finally the short-circuit part and the
Compensation part with respect to the magnetic axis of the permanent magnet on its
are arranged on both sides. The drawing shows F i g. 1 shows a basic embodiment
of the invention, FIG. 2 is the main course of the functional dependency
the permeability of the materials of the two parts made of material with temperature-dependent
Permeability shown as a function of temperature.
In F i g.1 ist der Dauermagnet 1, der zur Betätigung beispielsweise
eines Ankerkontaktes 7 im Schutzrohr dient, mit zwei Polschuhen 5, 6 aus ferromagnetisch
weichem Werkstoff versehen. Diese sind möglichst kurz bemessen, um einen satten
Kurzschluß des Magnetfeldes über den Teil t aus Werkstoff mit temperaturabhängiger
Permeabilität herzustellen. Dieser trägt eine Heizwicklung 3, die auch eine induktive
Wirkung haben und in solchem Sinne von Gleichstrom durchflossen sein kann, daß ihr
Magnetfeld je nach Bedarf dem Magnetfeld des Dauermagnetes 1 entweder gleichsinnig
oder gegensinnig überlagert ist. Im erstgenannten Falle tritt eine Verringerung
der Streufeldintensität, im zweitgenannten eine Verstärkung derselben auf. Mit steigender
Temperatur des Teiles 2 wirkt dessen Permeabilität, bis sie im Curiepunkt den Wert
Null erreicht. Infolgedessen steigt die Intensität des Streufeldes mehr oder weniger
langsam an, und wenn sie einen zur Betätigung des Kontaktes 7 genügenden Wert erreicht
hat, wird dieser betätigt; die ganze Vorrichtung wirkt als Relais mit Ansprechverzögerung.In F i g.1 the permanent magnet 1 is used for actuation, for example
an armature contact 7 in the protective tube is used, with two pole pieces 5, 6 made of ferromagnetic
provided with soft material. These are kept as short as possible in order to ensure a full
Short circuit of the magnetic field over the part t made of material with temperature-dependent
Establish permeability. This carries a heating coil 3, which is also an inductive
Have an effect and can be flowed through by direct current in such a sense that you
Magnetic field either in the same direction as the magnetic field of the permanent magnet 1 as required
or is superimposed in opposite directions. In the former case, there is a reduction
the stray field intensity, in the latter an amplification of the same. With increasing
The temperature of the part 2 affects its permeability until it reaches the value at the Curie point
Reached zero. As a result, the intensity of the stray field increases more or less
slowly, and when it reaches a value sufficient to actuate contact 7
has, this is actuated; the entire device acts as a relay with a response delay.
Um dem schädlichen Einfluß einer Änderung der Umgebungstemperatur
zu begegnen, ist eine Kompensationseinrichtung in Form des Teiles 4 vorgesehen.
Dieser besteht aus einem Werkstoff, dessen Permeabilität mit steigender Temperatur
zunimmt. Die Teile 2 und 4 sind nun so bemessen, daß die bei einer Temperaturänderung
sich ergebende Änderung des Streuffusses durch die Wirkung der Änderung der Permeabilität
des Teiles 4 gerade kompensiert wird, das Streufeld also in einem praktisch ausnützbaren
Bereich nahezu konstante Intensität aufweist, indem der Nebenweg über den Teil 4
bei Anstieg der Umgebungstemperatur jenen Teil des Flusses aufnimmt bzw: bei Sinken
der Umgebungstemperatur nicht mehr aufnimmt, der durch diese Temperaturänderung
nicht den Kurzschlußweg über Teil t nimmt bzw. bei Sinken der Umgebungstemperatur
zuviel diesen Weg nimmt und dadurch das Streufeld schwächt. Selbstverständlich ist
es auch möglich, die Heizwicklung auf dem Teil 2 auch mit Wechselstrom aufzuheizen,
dessen Wechselfeld in diesem Falle keine Verzö= gerungs- oder Beschleunigungswirkung
auf das Betätigen des Kontaktes ausübt.To avoid the harmful influence of a change in the ambient temperature
To counter this, a compensation device in the form of part 4 is provided.
This consists of a material whose permeability increases with increasing temperature
increases. The parts 2 and 4 are now dimensioned so that when the temperature changes
resulting change in litter flux due to the effect of the change in permeability
of part 4 is being compensated, so the stray field is practically usable
Area has almost constant intensity by the bypass over part 4
absorbs that part of the river when the ambient temperature rises or: when it falls
the ambient temperature no longer absorbs due to this temperature change
does not take the short-circuit path over part t or when the ambient temperature drops
too much takes this path and thereby weakens the stray field. It goes without saying
it is also possible to heat the heating coil on part 2 with alternating current,
whose alternating field in this case has no deceleration or acceleration effect
exercises on the actuation of the contact.
Es ist auch möglich, statt nur eines einzigen Kontaktes mehrere Kontakte
um den Dauermagneten herum anzuordnen und diese durch ihn gleichzeitig betätigen
zu lassen, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.It is also possible to have several contacts instead of just one single contact
to arrange the permanent magnet around and operate them through him at the same time
to leave without going beyond the scope of the invention.