DE1281034B

DE1281034B - Thermowell relay

Info

Publication number: DE1281034B
Application number: DEN25251A
Authority: DE
Inventors: Yoshitoshi Hosokawa; Hisaei Kikuchi
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1963-08-26
Filing date: 1964-07-14
Publication date: 1968-10-24
Also published as: US3264425A; JPS432088B1

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES S/MWQS& PATENTAMT Int. Cl.: FEDERAL REPUBLIC OF GERMANY GERMAN S / MWQS & PATENTAMT Int. Cl .:

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AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Deutsche Kl.: 21g-4/01German class: 21g-4/01

Nummer: 1281034Number: 1281034

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

Anmeldetag: 14. Juli 1964 Filing date: July 14, 1964

Auslegetag: 24. Oktober 1968Opening day: October 24, 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.The invention relates to a protective tube relay in which there is a permanent magnet on one side of the contact springs and on the opposite side a core with a working winding and yoke legs are arranged.

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.A permanent magnet is known so that a protective tube relay can also be used for normally closed contacts to be provided, which acts on the contact springs together with the working winding. When the magnetic field of the current flowing through the working winding in the area of the contact springs, the magnetic field of the permanent magnet just picks up, the contact springs fall off. The current strength changes in the working winding as a result of voltage fluctuations, a new contact arises Magnetic field influencing clock springs, whereby the contact springs are switched back.

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.To eliminate this faulty downshift, it is already known to use a magnetic Provide a shunt that works in the saturation area. However, it is with this arrangement difficult to determine exactly the field strength prevailing in the area of the contact springs, so that the switching threshold and the switching reliability are unsafe against overcurrents. This is based in particular ensure that the contact springs form components of the magnetic saturation circuit.

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.It is also known that yoke legs of an electromagnet reach over the protective tube and serve as a holder for a permanent magnet. These yoke legs branch off the magnetic fluxes of the Permanent magnets and the electromagnet, so that the yoke legs have a magnetic shunt to represent the contact springs. This makes safe setting of the switching point more difficult. Because overall must be the magnetomotive force of both the permanent magnet and the electromagnet be greater than is necessary for the actuation of the contact springs, as part of this force is due of the mentioned shunt path for actuating the contact springs is not available stands.

Das Verzweigungsverhältnis des Nebenschlußweges kann Änderungen unterliegen.The branching ratio of the shunt path may be subject to change.

Aufgabe der Erfindung ist eine Herabsetzung der für die Betätigung des Schutzrohrrelais erforderlichen Kraft.The object of the invention is to reduce the amount required to operate the protective tube relay Force.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Jochschenkel des sättigbaren Kerns ebenfalls auf der dem Dauermagneten gegenüberliegenden Seite der Kontaktfedern liegen.This is achieved according to the invention in that the yoke legs of the saturable core also lie on the side of the contact springs opposite the permanent magnet.

Dadurch erreicht man eine weitgehende Trennung SchutzrohrrelaisThis achieves extensive separation of the protective tube relays

Anmelder:Applicant:

Nippon Electric Company Limited, TokioNippon Electric Company Limited, Tokyo

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. M. Bunke, Patentanwalt,Dipl.-Ing. M. Bunke, patent attorney,

7000 Stuttgart W, Schloßstr. 73 B7000 Stuttgart W, Schloßstr. 73 B

Als Erfinder benannt:
Yoshitoshi Hosokawa,
Hisaei Kikuchi, TokioNamed as inventor:
Yoshitoshi Hosokawa,
Hisaei Kikuchi, Tokyo

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Japan vom 26. August 1963 (45 610)Japan August 26, 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. of the two magnetic circuits. The permanent magnet can precisely apply the required holding force for the contact springs adjusted and measured. Likewise, the electromagnet, in particular the saturation core, only has to be dimensioned so strong that the holding field is canceled in the area of the contact surfaces of the contact springs. A shunt or a There is practically no branching for these fields.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. The invention is explained in the following description in conjunction with the drawing.

F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein bekanntes Schutzrohrrelais mit Ruhekontakt;F i g. 1 shows a longitudinal section through a known protective tube relay with normally closed contact;

F i g. 2 a und 2 b zeigen einen Längsschnitt bzw. eine Frontansicht einer Ausführungsform des Schutzrohrrelais nach der Erfindung, undF i g. 2 a and 2 b show a longitudinal section and a front view of an embodiment of the protective tube relay according to the invention, and

F i g. 3 zeigt die Kennlinie des resultierenden Magnetfeldes in Abhängigkeit von den Amperewindungen der Arbeitswicklung bei einem erfindungsgemäß ausgebildeten Relais.F i g. 3 shows the characteristic curve of the resulting magnetic field as a function of the ampere-turns the working winding in a relay designed according to the invention.

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.The known protective tube relay according to Fig. 1 has a rod-shaped permanent magnet 4 and in glass tubes enclosed contact springs 1 and 2. The two glass tubes are from the working winding 3 surround. The permanent magnet 4 lies between the lowermost glass tube and the inner circumference of the working winding near the contact spring 1, on which it mainly acts while its effect on the contact spring 2 is only small. If there is no current flowing in the working winding 3, the contact spring is off 1 closed and the contact spring 2 open.

809 628/1545809 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.As soon as the current flowing in the working winding 3 has reached a certain strength, that of the permanent magnet 4 outgoing magnetic effect on the contact spring 1 is canceled, so that the same opens while the contact spring 2 closes. When the current in the working winding is above this Value further increases, so that the magnetic field emanating from this is that of the permanent magnet significantly exceeds, the contact spring 1, which was previously closed, is closed again opens. So there is a return movement. The ratio of those emanating from the job development Field strength for the return movement of the contact spring to that for its previous closing movement, which is to be referred to as the incorrect switching limit value in the following is approximately 2 to 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. The embodiment of the protective tube relay according to the invention according to FIGS. 2a and 2b has several contact springs 9, 10 and 11 enclosed in glass tubes, in the place of which only a single contact spring can be provided. The permanent magnet 16, which in the embodiment shown has a rectangular cross-section so that it can influence the contact springs arranged next to one another, rests against the glass tubes and can be attached to them in any convenient manner, e.g. B. be attached by gluing. On the opposite side, the glass tubes touch the yoke legs of a frame-shaped core 14, which are separated in the middle by an air gap 15. The contact pieces of the contact springs 9, 10 and 11 are located within the glass tubes above the air gap. The working winding 13 of the relay is applied to the leg of the core 14 facing away from the glass tubes.

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.When the working winding 13 is de-energized, the contact springs are only activated by the magnetic field of the permanent magnet 16 influenced and kept closed. As soon as in work development a current begins to flow, its magnetic field counteracts that of the permanent magnet 16, and the strength of the resulting magnetic field, which affects the contact springs, decreases. When growing of the current in the working winding to the nominal value is the magnetic field of the permanent magnet compensated for by the magnetic field emanating from the winding, so that no Force acts more enough to keep them in the closed position and they open. The core and the working windings are designed so that the core saturates simultaneously with the rise of the current to the setpoint is reached. A further amplification of the current cannot then more lead to the fact that the magnetic field generated by the working winding predominates over the of the permanent magnet and that a new force acts on the contact springs, which closes them. A downshift is therefore not possible. The switch-back limit is - theoretically - infinite large and in the practical case even if the electrical and scatter magnetic parameters over a larger area, greater than 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.The core 14 can be composed of lamellae. This causes eddy currents to form counteracted, which has the advantage that the response time of the protective tube relay is shortened.

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.3 illustrates the principle of the invention on the basis of a characteristic curve which shows the magnetic potential (abscissa values P) prevailing at the contact springs as a function of the ampere turns (ordinate values \ <4iP). If the value for the ampere turns approaches the zero point, the field generated by the permanent magnet takes on the predominance of the field emanating from the working winding, so that the magnetic potential prevailing at the contact springs increases. In point b the contacts are closed. After the contacts have closed, the magnetic potential acting on them increases even further (point M) when the working winding is de-energized. As soon as the working winding receives power again, the magnetic potential influencing the contact springs is reduced to point a, since the field generated by the working winding counteracts the field of the permanent magnet. At this point the contact springs open again. Because of the saturation of the core, the field strength emanating from the working winding cannot increase further if the value for the ampere turns is increased further, so that the resulting magnetic field, which is illustrated by the curve, remains practically constant despite the amplification of the current flowing through the working winding.

Claims

Claim:

Protective tube relay with a permanent magnet on one side of the contact springs and on the opposite side a core with a working winding and yoke legs arranged are, characterized in that the yoke legs of the saturable core (14) also on the side of the contact springs (12) opposite the permanent magnet (16).

Documents considered: German Patent No. 814 915; German interpretative document No. 1 090 322; French patent specification No. 1299 665.

1 sheet of drawings