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Relais mit in Schutzrohren angeordneten Ankerkontakten
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetisches Relais mit in unmagnetischen Gehäusen (Schutzrohre) angeordneten Ankerkontakten (Reed-Kontakten), die seitlich einer gemeinsamen Magnetspule oder eines gemeinsamen Dauermagneten angeordnet sind und in dem von diesem Magneten erzeugtet : Magnetfeld magnetisch parallel liegen.
Derartige Anordnungen sind bekannt (deutsche Patentschrift Nr. 964703). Die Anschlussenden der An- erkontaktfedern sind dabei elektrisch isoliert und magnetisch leitend an seitlich abgewinkeltenKernver- längerungsstücken des gemeinsamen Spulenkernes befestigt. Diese bekannten Anordnungen besitzen den Nachteil, dass die Befestigung der aus den Schutzrohren hinausragenden Kontaktfederenden aufwendig ist.
Ausserdem besteht die Gefahr, dass je nach Grösse des Querschnittes der Verlängerungsstücke eine Vermin-
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tenschaltern und Schrittschal1wèrken, die von Relais mit Ankerkontakten gebildet werden, dass die Ankerkontakte in verschiedenen Kombinationen, d. h. nicht nur alle Ankerkontakte eines Relais gleichzeitig, betätigt werden. Hiezu ist eine Anordnung bekannt (USA-Patentschrift Nr. 2, 187, 115), bei der jeder Ankerkontakteinheit eine individuelle Spule und allen zusätzlich eine gemeinsame Spule zugeordnet sind.
Jeder Ankerkontakt wird somit von zwei Magnetfeldern gesteuert. Die Anordnung ist dabei so. ausgelegt, dass der Ankerkontakt jeweils betätigt bleibt, wenn eine der beiden für diesen Kontakt wirksamen Spulen aberregt und die Erregung der andern Spule auf die Hälfte der urspriinglichenErregung abgesunken ist. Diese bekannten Anordnungen sind, abgesehen von einer ungünstigen Magnetflussführung durch eine hohe Zahl an Luftspalten, in konstruktiver Hinsicht sehr aufwendig, insbesondere in ihren äusseren Abmessungen sehr gross. Dies ist vor allem darin zu sehen, dass die gemeinsame Spule sämtliche Ankerkontakte umgibt. Ein aus derartigen Relaiseinheiten gebildeter Koordinatenschaltei würde daher einen verhältnismässig grossen Raum einnehmen.
Diese Nachteile werden gemäss der Erfindung dadurch vermieden, dass der die gemeinsame magnetische Vorerregung aller Ankerkontakte bewirkende Magnet von den Ankerkontakten konzentrisch umgeben ist.
Vorteil der Erfindung ist, dass die Wirkung des gemeinsamen Magneten wesentlich grösser ist als bei den bekannten Anordnungen und damit auch die Empfindlichkeit des Relais.
Gemäss weiterer Ausbildung der Erfindung ist das Magnetfeld des gemeinsamen Magneten in Flussleitblechen geführt, die auf der Stirnseite des gemeinsamen Magneten angeordnet sind und parallel zu den Schutzrohren bis nahe an die Ankerkontaktstellen heranreichen. Der gemeinsame Magnet kann ein Stabmagnet oder eine Magnetspule mit Kern sein. Gemäss weiterer Ausbildung der Erfindung dienen die Fluss- leitschalen gleichzeitig zur Halterung der Ankerkontakte, indem diese in Öffnungen der Flussleitschalen magnetisch leitend und elektrisch isoliert angeordnet sind. Zur besseren Magnetflussfilhrung ist es zweckmässig, den Zylindermantel der Flussleitschalen durch Längsschlitze derart zu unterbrechen, dass die einzelnen Mantelteile den Ankerkontakten gegenüberstehen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen : Fig. l die Seitenansicht eines Relais gemäss der Erfindung entlang der. Mittelachse im Schnitt, Fig. 2 die Draufsicht der Anordnung gemäss Fig. l und Fig. 3 die schematische Draufsicht einer weiteren Anordnung der Ankerkontakte eines Relais gemäss Fig. l.
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steht aus eineir zentralen Kern 1, auf dem eme Spule 2 angeordnet ist. Der Kern 1 und die Spule 2 sind teilweise durch zwei Flussleitschalen 3 und 3'umspannt. Diese Schalen sind zylinderförmig mit einer offenen Seite ausgebildet und stehen sich mit diesen offenen Stirnseiten gegenüber.
Mehrere zylinderförmige Schutzrohre 4 und 4'umgeben die zentrale Spule 2. Die ihnen zugeordneten individuellen Spulen 5 können direkt auf dem Glasrohr 6 aufgewickelt sein. Die Kontaktfedern 7 und 7'eines Ankerkontaktes 4 sind in bekannter Weise ausgebildet und werden von Magnetfeldern beeinflusst. Die Flussleitschalen 3 uno 3'sind auf Befestigungskappen 8 und 8'aus geeignetem Isoliermaterial mittels der Schrauben 10 und 10' befestigt und mit den Flussleitschalen 3 und 3'verbunden. In diesen Kappen sind die Ankerkontakte in Schlitzen 9 angeordnet und gegen Verschieben in Längsrichtung gesichert. In der unteren Befestigungskappe 8'sind zusätzlich Lötanschlüsse 11 zum Anschluss der Drähte der Spulen 2 und 5 vorgesehen.
Weiden in dieser Befestigungskappe 8'noch weitere Lötanschlüsse für die elektrischen Verbindungen der Kontaktfedern 7 angeordnet, so sind alle Anschlusskontakte auf einer Seite des Relais angebracht, so dass dieses steckbar ausgeführt werden kann.
Der von der gemeinsamen Spule 2 erzeugte Magnetfluss dient nicht nur dazu, einen oder mehrere Ankerkontakte in ihrer Arbeitsstellung zu halten, sondern auch zur Unterstützung der Kontaktbetitigung, d. h. es wird durch die Spule 2 eine Vormagnetisierung der Kontaktfedern bewirkt. Dadurch ist es möglich, die Ankerkontakte in verschiedenen Kombinationen zu betätigen. Die maximale Ampere-Windungszahl der Spule 2 ist hiebei so zu wählen, dass durch die Vorerregung keiner der Ankerkontakte betätigt wird. Anderseits ist aber die mini. naleAmpere-Windungszahl dadurch bestimmt, dass auch derjenige Ankerkontakt noch betätigt bleibt, dessen Federspannung von allen Ankerkontakten in deren Arbeitsstellung am grössten ist.
Versuche haben gezeigt, dass die beste Bemessung der gemeinsamen Spule gerade deswegen zwischen den beiden Extremwerten der Ampere-Windungszahlen liegt, weil die einzelnen Ankerkontakte unterschiedliche Empfindlichkeit besitzenkönnen, obwohl sie alle im gleichenAbstand von der gemeinsamen Spule 2 angeordnet sind. So ergeben sich beispielsweise bei einem Verhältnis in der Grössenordnung von zwei oder mehr zwischenden erforderlichen maximalen und minimalen Ampere-Windungszahlen keinerlei Schwierig- keiten zur Erlangung eines Zwischenwertes z.
B. eines geometrischen Mittels, das für verschiedene Toleranzen
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Andere Betrachtungen, die die Wahl des Zwischenwertes derAmp & re-Windungszahlen bestimmen, sind der minimale Druck, der nötig ist, die einzelnen Ankerkontakte zu schliessen, aber ein unbeabsichtigtes Schliessen zu verhindern, der notwendige Minimaldruck zum Öffnen eines geschlossener. Ankerkontaktes, der durch die Wirkung der gemeinsamen Spule 2 gehalten wird, und der maximale Gleichstromwiderstand eines geschlossenen Ankerkontaktes, der durch die Wirkung der Spule 2 gehalten wird. Prüfungen haben besttigt, dassdiebeidenDrücke sowie der Widerstand ansteigen, wenn der Wert der gemeinsamenAmpere- Windungszahl abnimmt. Es sei bemerkt, dass die Anordnung der gemeinsamen Windungszahl abnimmt.
Es sei bemerkt, dass die Anordnung der gemeinsamen Haltevorrichtung in der Mitte des Relais besonders vorteilhaft ist, da hiedurch eine Vielzahl Ankerkontakte mit ihren Spulen auf kleinem Raum untergebracht werden kann. Die Vorerregerspule und die Haltevorrichtung ist dabei in dem Raum untergebracht, der ohnedies vorhanden ist, wenn drei oder mehr Ankerkontakte um eine zentrale Achse angeordnet werden. Der Durchmesser des zentralen zylindrischen Zwischenraumes zwischen den Schutzrohren wird selbstverständlich grösser mit steigender Zahl der Schutzrohre. Der Durchmesser dieses Zwischenraumes ist gleich dem Durchmesser des Schutzrohres, wenn sechs Ankerkontakte verwendet werden, und grösser, wenn diese Zahl grösser ist.
Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die axiale Ausdehnung der Flussleitzahlen 3 und 3'so gewählt, dass ein maximaler Effekt durch die zentrale Magnetspule 2 erzielt wird. Eine Verkürzung dieser Schalen würde eine Reduzierung dieses Effektes bewirken, während anderseits eine Verlängerung derselben zu einem magnetischen Kurzschluss führt. Wie gezeigt, dehnen sich die Flussleitschalen 3 und 3'auch über einen wesentlichen Teil der individuellen Ankerkontakte 4 und 4'aus, ausser in ihrem zentralen Gebiet, in welchem die beiden Kontaktfedern 7 und 7'einen Arbeitsluftspalt bilden ; dadurch wird ein magnetischer Kurzschluss für die Ankerkontakte vermieden.
In Fig. 2 ist eine abgeänderte Form der Flussleitschalen gezeigt, die jeweils aus eine Platte geeigneten Metalls für den besonderen Fall mit sechs Ankerkontakten geformt ist. Eine zentrale Halterung 12 ist für die Befestigung der Flussleitplatten auf dem Kern 1 vorgesehen. In den Öffnungen 13 sind die Ankerkontakte befestigt. Die abgewinkelten Schenkel 14 sind von einer solchen Länge, dass eine zylinderähn- liche Anordnung analog den Flussleitschalen 3 und 3'nach Fig. 1 entsteht, die auf ihrer einen Stirnseite
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offen ist. Wichtig ist, dass die so gebildeten Flussleitplatten die gemeinsame Spule 2 nicht vollständig umgeben.
Anderseits umgreifen die abgewinkelten Schenkel 14 nicht nur die zentrale Spule 2, sondern auch die einzelnenAnkerkontakte 4 und deren Spulen 5. Eine solche Anordnung ist wirksamer als eine Anordnung, bei der die Flussle tbleche innerhalb der Ankerkontakte angeordnet sind (wie in Fig. 1). Durch die Ausbildung der Flussleitbleche mit abgewinkelten Schenkeln wird bereits ein guter Effekt erzielt, so dass für die Anordnung nach Fig. 2 auch ein kleiner Durchmesser gewählt werden kann. Dies ist durch die gestrichelt gezeichneten Schenkel 14'gekennzeichnet. Hiebei liegen die Schenkel 14'wiederum innerhalb der Ankerkontakte.
Die Fig. 3 zeigt schematisch, Í'1 welcher Form sechs Ankerkontakte um eine zentrale Befestigungseinrichtung angeordnet sein können, wenn der Durchmesser der Flussleitschalen 3'etwas grösser als der Schutzrohrdurchmebser ist. Ist die Zahl der Ankerkontakte nicht so gross, dass sie auf ihrem durch die Flussleitschalen bestimmten Kreis nicht aneinanderstossen, so ist es nicht erforderlich, dass die Abstände zwischen den Ankerkontakten gleich sind. Wie in Fig. 3 gezeigt, sind die sechs Ankerkontakte 4 in zwei Gruppen zusammengefasst, so dass die Befestigungskappen (8 in Fig. 1) in bekannter Weise rechteckig ausgeführt werden können. Dies bedeutet für den Zusammenbau mehrerer solcher Relaiseinheiten einen Vorteil.
Die für die Ankerkontakte 4 und 4'notwendigen Befestigungsschlitze 16 sind auf dem Aussenkreis tangential zu diesen angeordnet, so dass die Kontaktfedern magnetisch parallel liegen. Die rechteckigen Öffnungen 15 dienen zur Aufnahme von Lötösen für die individuellen Spulen 5 und die Kontaktfedern 7.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Relais mit parallel zueinander und in Schutzrohren angeordneten Ankerkontakten, die durch individuell zugeordnete Magnetspulen und durch einen allen Kontakten gemeinsamen Magneten in rerschie- denen Schaltkombinationen steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der die gemeinsame magneti- sche Vorerregung aller Ankerkontakte (4) bewirkende vfagnet (1, 2) von den Ankerkontakten (4) konzentrisch umgeben ist.