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Relais für Gleich- und Wechselstrom mit einem dem Steuerstromkreis
durch das Ansprechglied parallel zu schaltenden Stromweg Der Erfindung liegt die
Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Stromkreis in Abhängigkeit von einem anderen
Stromkreis, dessen Stromstärke sich in weiten Grenzen ändert, durch ein Relais selbsttätig
zu steuern. Brei der Lösung dieser Aufgabe bereitetes Schwierigkeiten, das Relais
bei kleinen Steuerströmen mit Sicherheit zum Ansprechen zu bringen und bei großen
Steuerströmen gegen überlastung zu schützen. Ts ist bekannt, bei thermischen Relais
einen dem Steuerstromkreis durch das Ansprechglied parallel zu schaltenden Stromweg
vorzusehen. Bei einem bekannten Heizfadenrelais besteht dieser Stromweg aus einem
von dem Heizfaden gesteuerten Schalter. Dieser Schalter wird bei einem bestimmten
hohen Steuerstrom geschlossen und schließt dadurch den Heizfaden kurz. Der Heizfaden
wird daher nahezu stromlos und öffnet den genannten =Schalter. Dieses Spiel wiederholt
sich so lange, bis der Steuerstrom so weit gesunken ist, daß er zum Schließen des
Schalters nicht mehr ausreicht. Da in dem geschilderten Steuerstrombereich mehrere
Teile des Relais in dauernder Bewegung sein müssen, ist die Betriebssicherheit und
die Lebensdauer derartiger Relais stark beeinträchtigt. Ferner ist der Aufbau dieser
Relais sehr verwickelt und kostspielig.
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Nach der Erfindung enthält der dem Steuerstromkreis parallel zu schaltende
Stromweg
des Relais einen veränderlichen Widerstand, dessen Größe
während des Einschaltzustandes des parallelen Stromweges von dem Ansprechglied bceinflußt
wird.
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In der Zeichnung ist ein Bimetall-Thermorelais als Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Das Relais trägt auf dem Isoliersockel io als Ansprechglied
einen Bimetallstreifen i, dessen eines Ende rechtwinkelig abgebogen ist. Der Bimetallstreifen
i wird durch einen Reizstreifen 2 ,erwärmt. Der Heizstreifen 2 is, an Leiden Enden
an Klemmen 7, 8 angeschlossen und dadurch in einen Steuerstromkreis eingeschaltet,
dessen Stromstärke sich in weiten Grenzen ändert. Das rechtwlinkelig abgebogene
Ende des Bimetallstreifens i beeinflußt eine Kontaktvorrichtung 9 des zu steuernden
Stromkreises. Die Kontaktvorrichtung 9 besteht aus zwei Kontaktfedern 11, i2, die
an einem Träger 13 isoliert befestigt sind. Auf das freie Ende der Kontaktfeder
12 wirkt das rechtwinkelig abgebogene Ende des Bimetallstreifens i ein. Zwischen
dem Bimetallstreifen i und der Kontaktvorrichtung 9 ist ein dem Heizstreifen 2 durch
den Bimetallstreifen i parallel zu schaltender Stromweg angeordnet, der einen Metallstreifen
3 und einen druckabhängigen Widerstand 6 enthält. Der Widerstand des Metallstreifens
3 ist im Verhältnis zu dem des Heizstreifens 2 klein. Das eine Ende des Metallstreifens
3 ist elektrisch leitend an die Klemme 8 angeschlossen, während das andere Ende
an der Klemme 7 isoliert befestigt ist. Der Metallstreifen 3 trägt in der Nähe des
rechtwinkelig abgebogenen Endes des Bimetallstreifens i einen Kontaktniet q.. Diesem
gegenüber ist der druckabhängige Widerstand 6 angeordnet, der in bekannter Weise
aus mehreren übereinandergeschichteten Bändern aus gutleitendem Werkstoff besteht.
Im vorliegenden Falle wird zweckmäßig als Werkstoff für die Bänder Silber gewählt.
Der druckabhängige Widerstand 6 ist an der Klemme 7 leitend befestigt und liegt
mit seinen freien Enden dem Kontaktniet q. gegenüber. Auf dem Bimetallstreifen i
ist an der Stelle. wo er in der Nähe des freien Endes des druckabhängigen Widerstandes
6 verläuft, eine Isolierplatte 5 befestigt.
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Die Wirkungsweise des Relais ist folgende: Die Zeichnung zeigt das
Relais in einer Lage, in der der Bimetallstreifen i noch nicht verformt ist und
die Kontaktvorrichtung 9 des zu steuernden Stromkreises geschlossen ist. Bei einem
bestimmten den Heizstreifen 2 durchfließenden Steuerstrom fängt der Bimetallstreifen
i an, sich zu verformen, wobei sein freies rechtwinkelig abgebogenes Ende in Richtung
auf die Kontaktvorrichtung 9 ausgelenkt wird. Ist der Steuerstrom auf einen bestimmten
Wert angewachsen, so stößt das freie Ende des Bimetallstreifens i gegen die Kontaktfeder
12 der Kontaktvorrichtung 9 und unterbricht dadurch den zu steuernden Stromkreis.
Vergrößert sich nach dem Unterbrechen der Kontaktvorrichtung 9 die Durchbiegung
des Bimetallstreifens weiter, so drückt dieser den druckabhängigen Widerstand 6
gegen den Kontaktniet ¢. Sobald die Berührung zwischen dem druckabhängigen Widerstand
6 und dem Kontaktniet q. eintritt, ist der aus dem Metallstreifen 3 und dem druckabhängigen
Widerstand 6 bestehende Stromweg dem Heizstreifen 2 parallel geschaltet. Je mehr
sich der Druck in dem druckabhängigen Widerstand 6 vergrößert, desto kleiner wird
dessen Widerstand. Bei Wirksamwerden des druckabhängigen Widerstandes wird also
ein Teil des Steuerstromes über den Metallstreifen 3 abgeleitet. Dieser Anteil ist
um so größer, je größer der Steuerstrom ist. Durch geeignete Bemessung des druckabhängigen
Widerstandes und der Anordnung der Teile des Relais zueinander läßt sich erreichen,
daß nach Unterbrechen der Kontaktvorrichtung 9 bei solchen Werten des Steuerstromes,
. die den zur Beeinflussung der Kontaktvor-. richtung 9 notwendigen Steuerstromwert
überschreiten, der Heizstreifen 2 von einer im wesentlichen sich gleichbleibenden
Stromstärke durchflossen wird. Sinkt der Steuerstrom unter den Wert herab, der zum
Ansprechen der Kontaktvorrichtung g geführt hat, so hört der von dem Bimetallstreifen
i auf den druckabhängigen Widerstand 6 ausgeübte Druck auf, und der Heizstreifen
2 wird wieder von dem gesamten Steuerstrom durchflossen.
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Um die Wärmeverluste und damit die Steuerleistung und die Trägheit
des Relais möglichst gering zu halten, ist es zweckmäßig, den Heizstreifen und den
Bimetallstreifen mit einer wärmeisolierenden, z. B. U-förmigen, aus keramischem
Material bestehenden Abdeckung zu versehen.
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Durch die Erfindung ist ein Relais geschaffen worden, das mit Sicherheit
bei kleinen Steuerströmen anspricht und gegen überbeanspYuchungen geschützt ist.
Ein störendes Pendeln beweglicher Teile des Relais ist vermieden, denn bei solchen
Steuerstromstärken, die höher sind als die zur Beeinflussung des zu steuernden Stromkreises
notwendigen Steuerstromstärken, bleibt das Relais völlig, in Ruhe, da jede Schwankung
des Steuerstromes in diesem Bereich durch selbsttätige Regelung des veränderlichen
Widerstandes im Parallelzweig stetig ausgeglichen wird. Das Relais zeichnet sich
daher durch eine besonders große Betriebssicherheit und hohe Lebensdauer aus und
gestattet einen besonders einfachen Aufbau.