DE1281034B - Schutzrohrrelais - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES S/MWQS& PATENTAMT Int. Cl.:

HOIh

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 21g-4/01

Nummer: 1281034

Aktenzeichen: P 12 81 034.3-33 (N 25251)

Anmeldetag: 14. Juli 1964

Auslegetag: 24. Oktober 1968

Die Erfindung betrifft ein Schutzrohrrelais, bei dem auf einer Seite der Kontaktfedern ein Dauermagnet und auf der gegenüberliegenden Seite ein Kern mit einer Arbeitswicklung und Jochschenkeln angeordnet sind.

Damit ein Schutzrohrrelais auch für Ruhekontakte brauchbar ist, ist es bekannt, einen Dauermagneten vorzusehen, der zusammen mit der Arbeitswicklung die Kontaktfedern beaufschlagt. Wenn das Magnetfeld des durch die Arbeitswicklung fließenden Stromes im Bereich der Kontaktfedern das Magnetfeld des Dauermagneten gerade aufhebt, fallen die Kontaktfedern ab. Ändert sich die Stromstärke in der Arbeitswicklung infolge von Spannungsschwankungen, so entsteht von neuem ein die Kon- taktfedern beeinflussendes Magnetfeld, wodurch die Kontaktfedern zurückgeschaltet werden.

Zur Ausschaltung dieser fehlerhaften Rückschaltung ist es bereits bekannt, einen magnetischen Nebenschlußkreis vorzusehen, der im Sättigungsgebiet arbeitet. Allerdings ist es bei dieser Anordnung schwierig, die im Bereich der Kontaktfedern vorherrschende Feldstärke genau festzulegen, so daß die Schaltschwelle und die Schaltsicherheit gegenüber Überströmen unsicher sind. Dies beruht insbesondere darauf, daß die Kontaktfedern Bestandteile des magnetischen Sättigungskreises bilden.

Weiterhin ist es bekannt, daß Jochschenkel eines Elektromagneten über das Schutzrohr greifen und als Halterung für einen Dauermagneten dienen. Diese Jochschenkel verzweigen die Magnetflüsse des Dauermagneten und des Elektromagneten, so daß die Jochschenkel einen magnetischen Nebenschluß zu den Kontaktfedern darstellen. Dies erschwert eine sichere Einstellung des Schaltpunktes. Denn insgesamt muß die magnetomotorische Kraft sowohl des Dauermagneten als auch des Elektromagneten größer sein, als für die Betätigung der Kontaktfedern an sich notwendig ist, da ein Teil dieser Kraft infolge des genannten Nebenschlußweges zur Betätigung der Kontaktfedern nicht zur Verfügung steht.

Das Verzweigungsverhältnis des Nebenschlußweges kann Änderungen unterliegen.

Aufgabe der Erfindung ist eine Herabsetzung der für die Betätigung des Schutzrohrrelais erforderlichen Kraft.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Jochschenkel des sättigbaren Kerns ebenfalls auf der dem Dauermagneten gegenüberliegenden Seite der Kontaktfedern liegen.

Dadurch erreicht man eine weitgehende Trennung Schutzrohrrelais

Anmelder:

Nippon Electric Company Limited, Tokio

Vertreter:

Dipl.-Ing. M. Bunke, Patentanwalt,

7000 Stuttgart W, Schloßstr. 73 B

Als Erfinder benannt:
Yoshitoshi Hosokawa,
Hisaei Kikuchi, Tokio

Beanspruchte Priorität:

Japan vom 26. August 1963 (45 610)

der beiden Magnetkreise. Der Dauermagnet kann genau auf die erforderliche Haltekraft für die Kontaktfedern eingestellt und bemessen werden. Ebenso muß der Elektromagnet, insbesondere der Sättigungskern, nur so stark bemessen werden, daß das Haltefeld im Bereich der Kontaktflächen der Kontaktfedern aufgehoben wird. Ein Nebenschluß oder eine Verzweigung für diese Felder ist praktisch nicht vorhanden.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung erläutert.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein bekanntes Schutzrohrrelais mit Ruhekontakt;

F i g. 2 a und 2 b zeigen einen Längsschnitt bzw. eine Frontansicht einer Ausführungsform des Schutzrohrrelais nach der Erfindung, und

F i g. 3 zeigt die Kennlinie des resultierenden Magnetfeldes in Abhängigkeit von den Amperewindungen der Arbeitswicklung bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Relais.

Das bekannte Schutzrohrrelais nach Fig. 1 hat einen stabförmigen Dauermagneten 4 und in Glasröhren eingeschlossene Kontaktfedern 1 und 2. Die beiden Glasröhren sind von der Arbeitswicklung 3 umgeben. Der Dauermagnet 4 liegt zwischen der untersten Glasröhre und dem Innenumfang der Arbeitswicklung nahe der Kontaktfeder 1, auf die er hauptsächlich einwirkt, während seine Wirkung auf die Kontaktfeder 2 nur gering ist. Wenn in der Arbeitswicklung 3 kein Strom fließt, ist die Kontaktfeder 1 geschlossen und die Kontaktfeder 2 offen.

809 628/1545

Sobald der in der Arbeitswicklung 3 fließende Strom eine gewisse Stärke erreicht hat, wird die vom Dauermagneten 4 ausgehende magnetische Wirkung auf die Kontaktfeder 1 aufgehoben, so daß dieselbe geöffnet wird, während die Kontaktfeder 2 schließt. Wenn der Strom in der Arbeitswicklung über diesen Wert hinaus weiter ansteigt, so daß das von dieser ausgehende magnetische Feld dasjenige des Dauermagneten erheblich übersteigt, wird die Kontaktfeder 1, die vorher geschlossen wurde, wieder ge- ίο öffnet. Es findet also eine Rückbewegung statt. Das Verhältnis der von der Arbeitswicklung ausgehenden Feldstärke für die Rückbewegung der Kontaktfeder zu derjenigen für deren vorausgehende Schließbewegung, das im folgenden als Fehlschaltungsgrenzwert bezeichnet werden soll, beträgt etwa 2 bis 3.

Die Ausführungsform des Schutzrohrrelais gemäß der Erfindung nach den Fig. 2a und 2b besitzt mehrere in Glasröhren eingeschlossene Kontaktfedern 9,10 und 11, an deren Stelle auch nur eine ao einzige Kontaktfeder vorgesehen sein kann. Der Dauermagnet 16, der bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel rechteckigen Querschnitt hat, damit er die nebeneinander angeordneten Kontaktfedern beeinflussen kann, liegt an den Glasröhren an und kann an diesen in irgendeiner zweckmäßigen Art, z. B. durch Aufkleben, befestigt sein. Auf der gegenüberliegenden Seite berühren die Glasröhren die Jochschenkel eines rahmenförmig ausgebildeten Kerns 14, die in der Mitte durch einen Luftspalt 15 getrennt sind. Über dem Luftspalt befinden sich innerhalb der Glasröhren die Kontaktstücke der Kontaktfedern 9,10 und 11. Auf den den Glasröhren abgewendeten Schenkel des Kerns 14 ist die Arbeitswicklung 13 des Relais aufgebracht.

Wenn die Arbeitswicklung 13 stromlos ist, werden die Kontaktfedern ausschließlich durch das Magnetfeld des Dauermagneten 16 beeinflußt und geschlossen gehalten. Sobald in der Arbeitswicklung ein Strom zu fließen beginnt, wirkt dessen Magnetfeld demjenigen des Dauermagneten 16 entgegen, und die Stärke des resultierenden Magnetfeldes, das die Kontaktfedern beeinflußt, nimmt ab. Beim Anwachsen des Stromes in der Arbeitswicklung auf den Sollwert wird das Magnetfeld des Dauermagneten durch das von der Wicklung ausgehende Magnetfeld kompensiert, so daß auf die Kontaktfedern keine Kraft mehr wirkt, die ausreicht, um sie in Schließstellung zu halten, und sie sich öffnen. Der Kern und die Arbeitswicklung sind so ausgelegt, daß die Sättigung des Kerns gleichzeitig mit dem Ansteigen des Stromes auf den Sollwert erreicht ist. Eine weitere Verstärkung des Stromes kann dann nicht mehr dazu führen, daß das von der Arbeitswicklung erzeugte Magnetfeld das Übergewicht über dasjenige des Dauermagneten erhält und daß von neuem eine Kraft auf die Kontaktfedern wirkt, die sie schließt. Eine Rückschaltung ist daher ausgeschlossen. Der Rückschaltungsgrenzwert ist — theoretisch — unendlich groß und im praktischen Fall selbst dann, wenn infolge von Herstellungstoleranzen die elektrischen und magnetischen Kennwerte über einen größeren Bereich streuen, größer als 10.

Der Kern 14 kann aus Lamellen zusammengesetzt werden. Dadurch wird der Bildung von Wirbelströmen entgegengewirkt, was den Vorteil hat, daß die Ansprechzeit des Schutzrohrrelais verkürzt wird.

Die Fig. 3 veranschaulicht das Prinzip der Erfindung an Hand einer Kennlinie, die das an den Kontaktfedern herrschende magnetische Potential (Abszissenwerte P) in Abhängigkeit von den Amperewindungen (Ordinatenwerte\<4iP) zeigt. Nähert sich der Wert für die Amperewindungen dem Nullpunkt, so erhält das vom Dauermagneten erzeugte Feld das Übergewicht über das von der Arbeitswicklung ausgehende Feld, so daß das an den Kontaktfedern herrschende magnetische Potential anwächst. Im Punkt b werden die Kontakte geschlossen. Nach erfolgtem Schließen der Kontakte steigt das an diesen wirkende magnetische Potential noch weiter an (Punkt M), wenn die Arbeitswicklung stromlos wird. Sobald die Arbeitswicklung wieder Strom erhält, vermindert sich das die Kontaktfedern beeinflussende magnetische Potential bis auf den Punkt a, da das von der Arbeitswicklung erzeugte Feld dem Feld des Dauermagneten entgegenwirkt. An diesem Punkt öffnen sich die Kontaktfedern wieder. Wegen der Sättigung des Kerns kann die von der Arbeitswicklung ausgehende Feldstärke bei weiterer Erhöhung des Wertes für die Amperewindungen nicht weiter anwachsen, so daß das resultierende Magnetfeld, welches durch die Kurve veranschaulicht wird, trotz Verstärkung des durch die Arbeitswicklung fließenden Stromes praktisch konstant bleibt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schutzrohrrelais, bei dem auf einer Seite der Kontaktfedern ein Dauermagnet und auf der gegenüberliegenden Seite ein Kern mit einer Arbeitswicklung und Jochschenkeln angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Jochschenkel des sättigbaren Kerns (14) ebenfalls auf der dem Dauermagneten (16) gegenübergelegenen Seite der Kontaktfedern (12) liegen.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 814 915; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 090 322; französische Patentschrift Nr. 1299 665.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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