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Eisenkreis zur Betätigung Die Erfindung betrifft einen Eisenkreis
zur Betäti- von Schutzrohrankerkontakten gung von Schutzrohrankerkontakten mit einem
oder mehreren Dauermagneten und einer Erregerspule, die so angeordnet ist, daß der
bei ihrer Erregung erzeugte elektromagnetische Fluß einen im Eisenweg praktisch
geschlossenen Kreis geringer Länge vorfindet, der mit geringer Erregung in den Teilen,
die den Dauermagnetfluß führen, gesättigt werden kann.
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Steuerbare Magnetkreise zur Betätigung eines Ankers sind bekannt.
In der deutschen Patentschrift 949 502 ist ein steuerbarer Magnetkreis mit mehreren
in Reihe liegenden ferromagnetischen Teilen und Vormagnetisierung nur eines dieser
Teile beschrieben, der als Steuerorgan verwendet werden kann, wobei die Steuerung
durch Verändern der Vormagnetisierung erfolgt. Nach einer angegebenen Ausführungsform
wird der zu beeinflussende Magnetfluß von einem Dauermagneten aufgebracht. Der in
der deutschen Patentschrift 949 502 gezeigte Eisenkreis ist jedoch zur Betätigung
eines Schutzrohrankerkontaktes nicht geeignet, da die Entfernung vom Dauermagneten
wegen des langen Eisenweges zu groß ist, um noch eine ausreichende magnetische Ankopplung
zum Schalten des Schutzrohrankerkontaktes zu erhalten.
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Weiterhin ist es bekannt, innerhalb eines Schutzrohrankerkontaktrelais
einen Dauermagneten zu verwenden und das konstante Magnetfeld des Dauermagneten
zu Betätigung der Schutzrohrankerkontakte durch ein elektromagnetisches Feld zu
überlagern. Dabei ist auch oftmals ein Abschirmblech verwendet worden, das als Rückschluß
einen Teil des magnetischenEisenkreisesbildet. BeidiesenRelaishandelt es sich jedoch
um Ausführungen, bei denen die Schutzrohrankerkontakte und der Dauermagnet innerhalb
des Spulenkörperinnenraumes angeordnet sind und die Spulenwicklung sowohl die Schutzrohrankerkontakte
als auch den Dauermagnet umgibt. Diese bekannte Anordnung weist aber den Nachteil
auf, daß für die Wicklung ein verhältnismäßig großer mittlerer Windungsdurchmesser
verwendet werden muß, der um so größer wird, je mehr Schutzrohrankerkontakte innerhalb
des Spulenkörpers angeordnet sind.
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Es ist ferner bekannt, die Schutzrohrankerkontakte bei einem Relais
außerhalb des Spulenkörpers, d. h. rings um den Spulenkörper verteilt, anzuordnen
und an Stelle der Spulenflansche oder zusätzlich zu diesen Platten aus magnetisierbarem
Material anzubringen, die einen Teil des Eisenkreises des Relais bilden, und an
die isoliert von der Platte aus- magnetisierbarem Material angeordneten Anschlußenden
der Schutzrohrankerkontakte anzukoppeln. Bei dieser bekannten Relaisanordnung wird
zwar ein ziemlich kleiner, mittlerer Windungsdurchmesser für die Wicklung erreicht,
jedoch ergibt ein solches Relais in seiner Ausführung ein ziemlich sperriges Gebilde,
das aus vielen Einzelteilen zusammengesetzt werden werden muß. Außerdem wird bei
diesen Relais im Vergleich zu den Anzugswerten der vorgenannten bekannten Relaisanordnung
ein nicht viel geringerer Anzugswert erreicht.
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Ausgehend von dem in der Bezeichnung genannten Prinzip steuerbarer
Magnetkreise liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Relais mit Schutzrohrankerkontakten
zu schaffen, das einen geringen Leistungsbedarf hat und geringe Abmessungen aufweist.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Längsachse der Erregerspule
senkrecht zur Anzugsrichtung der Kontaktzungen der Schutzrohrankerkontakte verläuft
und daß der oder die Dauermagneten unmittelbar an die Schutzrohrankerkontakte magnetisch
angekoppelt sind.
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Gemäß einer Ausbildung der Erfindung ist der Magnetkreis in der Art
eines Manteltransformators ausgebildet, dessen einer äußerer Schenkel aus einem
in seiner Längsrichtung gepolten, stabförmigen Dauermagnet besteht, der unmittelbar
neben und parallel zu den Schutzrohrankerkontakten angeordnet ist, und dessen anderer
äußerer Schenkel von der Erregerspule umschlossen wird.
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Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, daß die Schutzrohrankerkontakte
von einem geschlossenen Magnetkreis umgeben sind, dessen an den Schutzrohrankerkontakten
anliegender Pfad von der Erregerspule umschlossen wird und dessen Stirnseiten je
ein axial gepolter ringförmiger Dauermagnet bildet.
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Durch die beschrieben Anordnung ergibt sich der Vorteil, daß durch
Einsparung von elektrischer Energie,
Verwendung von weniger Kupfer
für die Elektromagneten und insgesamt kleinere Abmessungen der gesamten Anordnung
ein hoher Wirkungsgrad zum Betätigen von Schutzrohrankerkontakten erzielt wird.
Die Werte zum Betätigen der Schutzrohrankerkontakte liegen etwa um 50 p/o niedriger
als bei den bekannten Ausführungen von Schutzrohrankerkontaktrelais.
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Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen beschrieben. In diesen
zeigt F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung in vergrößerter Darstellung
und im Prinzip gezeichnet, bei dem ein Schutzrohrankerkontakt in unbetätigter Stellung
gezeigt ist, F i g. 2 das Ausführungsbeispiel nach Fi g. 1 mit eingezeichnetem Flußverlauf
bei Erregung des Elektromagneten und dadurch Betätigung des Schutzrohrankerkontaktes,
F i g. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung mit einem Schutzrohrankerkontakt
in betätigter Stellung und F i g. 4 das Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 mit dem
eingezeichneten Flußverlauf bei Erregung des Elektromagneten und einen dadurch geöffneten
Schutzrohrankerkontakt.
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In F i g. 1 und den weiteren Figuren ist mit 1 ein Schutzrohrankerkontakt
bezeichnet, in dessen Stirnseiten je eine Zunge 2 und 3 eingeschmolzen sind. Der
in F i g. 1 dargestellte magnetische Kreis 6 besteht aus den Pfaden 7 und 8 und
den beiden Schenkeln 9 und 10. Zwischen den Schenkeln 9 und 10 ist ein Dauermagnet
4 angeordnet, der vorzugsweise stabförmig ausgebildet und in-seiner Längsrichtung
gepolt ist. Dieser Dauermagnet 4 wird über die Sekenkel 9 und 10 durch die Pfade
7 und 8 des Eisenkreises 6 kurzgeschlossen, so daß der in den magnetischen Kreis
eingezeichnete Flußverlauf entsteht. Der magnetische Pfad 8 ist gleichzeitig als
Kern für eine elektromagnetisch erregbare Spule 5 ausgebildet. Dadurch, daß das
magnetische Feld des Dauermagneten 4 durch den magnetischen Kreis 6 kurzgeschlossen
ist, wird das Feld des Dauermagneten 4 so geschwächt, daß ein parallel zu dem Dauermagneten
4 angeordneter Schutzrohrankerkontakt 1 durch den Dauermagneten 4 nicht zum Anzug
gebracht werden kann.
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F i g. 2 zeigt den Aufbau des magnetischen Kreises wie in F i g. 1
beschrieben, doch ist in den magnetischen Kreis der Flußverlauf eingezeichnet, der
bei Erregung des Elektromagneten 5 erfolgt. Der Pfad 8 des magnetischen Kreises
wird bei Erregung des Elektromagneten 5 gesättigt und damit für den Dauermagnetfluß
gesperrt. Ein Teil dieses Flusses tritt als Streufluß aus und verläuft über die
Zungen 2 und 3 und schließt den Kontakt. Durch weiteres Steigern der Erregung der
Spule 5 wird der Pfad 7 ummagnetisiert und auch gesättigt. Der Dauermagnetfluß ist
nun vollständig als Streufluß über den Kontakt wirksam. Die Sättigung des Pfades
8 und die Ummagnetisierung des Pfades 7 werden besonders leicht erreicht, wenn ein
magnetischer Werkstoff mit geringer Koerzitivkraft und rechteckiger Magnetisierungslinie
verwendet wird. Zum Beispiel 50 % Nickeleisen mit magnetischer Vorzugsrichtung in
Richtung des Pfades 7 und B. F i g. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für
den Aufbau eines magnetischen Kreises nach der Erfindung. In diesem Beispiel wird
ein geschlossener magnetischer Kreis 16 verwendet, dessen an dem Sachutzrohrkontakt
anliegender Pfad von einer elektromagnetisch erregbaren Spule 11 umschlossen wird.
An den Sirnseiten des magnetischen Kreises 16 sind, wie in den F i g. 3 und 4 dargestellt,
Dauermagneten 12 und 14 angeordnet, die vorzugsweise als Ringmagneten
ausgebildet und inaxialer Richtung gepolt sind. Durch diese Anordnung der Dauermagneten
12 und 14 ergibt sich ein Flußverlauf, der die Zungen 2 und 3 des Schutzrohrankerkontaktes
bei Nichterregung der Spule 11 zum Anzug bringt.
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In F i g. 4 ist der Flußverlauf dargestellt, der bei Erregung der
Spule 11 eintritt. Bei Erregung der Spule 11 wird durch Sättigung bzw. Ummägnetisierung
der beiden Pfade des Kreises 16 die magnetische Verbindung der beiden Ringmagneten
12 und 14 unterbrochen, so daß die Zungen '2 und 1 des Schutzrohrankerkontaktes
1 sich öffnen.
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In den gezeigten Beispielen ist der Deutlichkeit halber jeweils nur
ein Schutzrohrankerkontakt dugestellt. Je nach konstruktiver Ausbildung kann man
das bisher beschriebene Prinzip auch für mehrere Schutzrohrankerkontakte anwenden.