<Desc/Clms Page number 1>
Elektromagnetisches Zwergrelais
Auf dem Gebiete des Fernmeldewesens, der optischen Anzeigevorrichtungen, der Befehlsanlagen und der Kybernetik ist bekanntlich die Verwendung zahlreicher Relais erforderlich, die zumeist als elektro- magnetische Relais ausgeführt werden. Bei den gegenwärtig bekannten und verwendeten elektromagneti- schen Relais zieht der Eisenkern der Magnetspule üblicherweise einen oder mehrere verschwenkbar ge- i lagerte Anker an und durch die Schwenkbewegung des Ankers werden Federkontakte geschlossen und/oder geöffnet. Diese Relais sind aber infolge Ausbildung ihres magnetischen Kreises meistens ziemlich gross und weisen infolge der zumeist nicht besonders günstigen Ausbildung ihres zahlreiche Streukraftlinien auf- weisenden magnetischen Kreises oft einen unnotlg hohen Energieverbrauch auf.
Auf demjenigen Gebiet des Fernmeldewesens, wo in der Relaiswicklung Tonfrequenzstrom strömt, der durch seine Femwirkung auf benachbarte Teile Störungen verursachen kann, müssen die bekannten Relais zwecks Vermeidung die- ser unerwünschten Erscheinungen mit Abschirmhauben versehen werden, wodurch ein weiterer Material- aufwand nebst einer Gewichtserhöhung des Relais bedingt ist. Die Steigerung des magnetischen Wirkungs- grades und somit Verringerung des Energieverbrauches ist aber wichtig, u. zw. nicht nur wegen der dadurch erzielten Kostenersparnis, sondern auch zwecks Verminderung der Abmessungen der Relais, und deshalb, weil Relais mit geringem Energieverbrauch getrost in Umhüllungen aus Kunststoff eingekapselt werden können.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf ein elektromagnetisches Zwergrelais, insbesondere fürfernsprechgeräte, mit durch den geradlinig bewegtenAnker eines Topfmagneten betätigten zwei-oder mehrpoligen Kontakten und einer einzigen, den mittleren Teil des Topfmagnetkerns umgebenden, ge- gebenenfalls unterteilten und/oder eine Hilfswicklung tragenden Magnetspule und besteht im wesentlichen darin, dass sowohl der mittlere als auch der damit zusammenhängende rohrförmige äussere Teil des Topf- magnetkerns, der im angezogenen Zustand des Ankers einen vollkommen geschlossenenMagnetkreis bildet und die Magnetspule nach aussenhin abschirmt, in praktisch derselben Ebene derart endet und ausgebildet ist,
dass durch den plattenförmigen Anker in dessen angezogenem Zustand der Magnetkreis praktisch luft- spaltlos geschlossen ist und der Anker an einem Ende einer aus nichtmagnetischem Werkstoff bestehenden, im mittleren Magnetkernteil längsverschiebbar gelagerten Stange befestigt ist, durch deren anderes Ende bei der geradlinigen Bewegung des Ankers nebst Stange die vorzugsweise durch eine am Magnetkern be- festigte und auch das Halterungsorgan des Relais bildende Halterungsplatte getragenen Relaiskontakte be- tätigbar sind.
Die Rückstellkraft des Ankers kann die Schwerkraft oder eine Federkraft sein ; es können auch beide
Kräfte gemeinsam wirken. Die Federkraft wird vorteilhaft durch eine oder mehrere der Kontaktfedern selbst ausgeübt.
Infolge der günstigen Ausbildung des Magnetkreises, der praktisch keine Streukraftlinien aufweist, ist der Energieverbrauch sehr günstig und eine besondere Abschirmung selbst im Fall von Tonfrequenzstromen überflüssig.
Die geringen Abmessungen und der geringe Energieverbrauch ermöglichen es ferner leicht, das Relais in ein Kunststoffgehäuse staubdicht, ja sogar luftdicht derart einzukapseln, dass aus der Kunststoffhülle nur die Zuleitungen herausragen, wodurch das Relais tropenfest wird und seine Betriebssicherheit auch unter sonstigen Betriebsbedingungen bedeutend erhöht wird, da ja Staub und Nässe von den Kontakten und der
Wicklung verlässlich ferngehalten werden.
Die Art der jeweiligen Einkapselung hängt hauptsächlich vom
<Desc/Clms Page number 2>
jeweils verwendeten Kunststoff ab, doch ist es zumeist am bequemsten, das Kunststoffgehäuse mittels einer angeklebten Kunststoffplatte luftdicht zu verschliessen, da dann die Platte nachträglich wieder entfernt und nach Nachstellung oder Ersatz der Kontakte, Federn und/oder Wicklung durch eine neue leicht und billig ersetzt werden kann. Die geringe im Relais in Wärme umgesetzte elektrische Leistung des erfindungsgemässen Relais, die zumeist in der Grössenordnung des Milliwatts liegt und höchstens etwa 1-5 Watt beträgt, ermöglicht auch seine Einkapselung in schlecht wärmeleitende und wärmeempfindliche Kunststoffe.
- Das erfindungsgemässe Relais wird nachstehend in einem Beispiel mit Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung veranschaulicht Fig. 1 das Relais im Schnitt, Fig. 2 in Draufsicht, beide in stark vergrössertem Massstab,. während Fig. 3 eine Seitenansicht des Relais in etwa natürlicher Grösse zeigt.
DasRelais ist auf der metallischen Halterungsplatte 1 aufgebaut, an welcher der eiserne Magnetkern 2 desTopfmagnets mittels der Schrauben 3 und 4 befestigt ist, während die Schrauben 5 und 6 den Kontaktfedersatz samt dessenisolierplatten an der Halterungsplatte befestigen. In diesem Beispiel ist einfachheithalber ein nur einen Kontakt gebender Kontaktfedersatz dargestellt, doch ist das Relais auch zur Verwendung von solchen Kontaktfedersätzen geeignet, die zwei, drei oder auch mehrere Kontakte schliessen und/ oder öffnen können. Die eiserne Ankerplatte 7 ist an der aus nichtmagnetischem Werkstoff, z. B. Messing, bestehenden Stange 8 mittels der Schraube 9 befestigt, u. zw. vorzugsweise derart, dass sie eine geringe Taumelbeweglichkeit inbezug auf die Stange 8 besitzt.
Hiedurch werden nämlich etwaige Bearbeitungsfehler unschädlich gemacht, und die Ankerplatte 7 kann sich stets luftspaltlos an den Anker anlegen, wodurch auch das Austreten von Streukraftlinien praktisch vollkommen verhindert wird. Die Stange 8 ist in der Bohrung 10 des zentralenMagnetkernteils 11 leicht verschiebbar, was gegebenenfalls durch ein dauerhaftes Schmiermittel, z. B. Kugellagerfett oder Graphit, begünstigt werden kann. Am oberen Ende der Stange 8 befindet sich ihr auch als Anschlag dienender Kopf 12, in welchen der die Kontakte betätigende Isolíerstift 13 eingepresst ist, der z. B. aus Bakelit od. dgl. besteht. Erhält die Magnetspule 14 durch ihre Zuleitungen 15 und 16 Strom, legt sich der Anker 7 an den Magnetkern 2 an seinem ganzen Umfang an, so dass ein sehr dünner Luftspalt nur zwischen dem zentralen Magnetkernteil 11 und der Platte 7 bestehen kann.
Dieser etwaige Luftspalt ist aber nach aussen hin magnetisch vollkommen abgeschirmt.
In ihrer dargestellten Lage werden die beweglichen Teile des Relais durch die Schwerkraft und die Federkraft der an den Stift 13 anliegenden Kontaktfeder 16 gehalten. Zieht das Relais an, wird diese Feder nach oben gedrückt, so dass Kontaktschluss zwischen den Edelmetallkontakten 17 und 18 erfolgt. Diese Kontakte sind, wie in Fig. 2 ersichtlich, zweckmässig als Doppelkontakte ausgeführt, Die Kontaktfeder 19 des Kontaktes 18 wird durch die an ihr aufliegende Zusatzfeder 20 verstärkt. Der Anschluss an die Kontakte erfolgt mittels der Zungen 21 und 22 in üblicher Weise. Am Gerät, in welches das Relais eingebaut ist, wird dasselbe durch Schrauben, Niete od. dgl. befestigt, deren Schäfte durch die Löcher 23 und 24 der Platte 1 gehen und die in der Zeichnung nicht dargestellt sind.
Bei dem Relais gemäss Fig. 3 ist die Ankerplatte 25 ebenflächig, liegt also an ihren Rändern in einer Planfläche an den Magnetkern des Topfmagnet an. Zur Verhinderung des"Anklebens"befindet sich hier die dünneMessingplatte 26 zwischen derAnkerplatte und dem zentralenMagnetkernteil des Topfmagnet, aus dem die Zuführungen der Magnetspule durch Schlitze herausragen, ebenso wie bei dem Relais gemäss Fig. 1 und 2. In Fig. 3 ist aber der Schlitz 27 der Zuführung 16 klar ersichtlich.
Das Gewicht des Relais gemäss Fig. 3 beträgt z. B. nur 35 g, und das Relais zieht bei einem Tonfrequenzstrom von nur 6 mA bereits betriebssicher an. Mit Gleichstrom gespeist, gibt es bei einer Stromstärke von 16 mA einen Kontaktdruck von 20 g. Mit zwei Kontaktpaaren versehen, ergibt es bei Stromstärken von 18 bzw. 20 mA Kontaktdrücke von 28 bzw. 33 g, mit drei Kontaktpaaren versehen, bei Stromstärken von 25 bzw. 28 mA Kontaktdrücke von 53 bzw. 63 g,-stets alsDruck zwischen dem Isolierstift 13 und der Feder 16 gemessen, und mit einer Magnetspule 14 von etwa 400 Windungen, die einen Widerstand von etwa 250 Q aufweist.
Bereits aus obigen Zahlenangaben geht der mittels des neuen Relais erreichte ausserordentliche Fort-
EMI2.1
ringen Abmessungen und Stromaufnahmen bedeutet also auch die Einkapselung des Relais in ein Kunststoffgehäuse aus verhältnismässig wärmeempfindlichem Kunststoff überhaupt keine Schwierigkeiten, da das Verhältnis von Masse zur Aussenfläche, die zur Wärmeabfuhr dient, bei kleinen Abmessungen bekanntlich günstiger als bei grossen Abmessungen ist. Das Gesamtvolumen dieses Relais ist aber um etwa 751o geringer als dasjenige der heute üblichen Relais gleicher Schaltleistung.
<Desc/Clms Page number 3>
Die Erfindung ist selbstverständlich keineswegs auf obige Beispiele eingeschränkt, da innerhalb des Rahmens der nachstehenden Ansprüche zahlreiche AusfUhrungsformen möglich sind und vorteilhaft sein können. So z. B. kann die Magnetspule 14 in an sich bekannter Weise unterteilt, oder mit einer Hilfs- wicklung für verzögertes Loslassen versehen sein usw.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektromagnetisches Zwergrelais, insbesondere für Fernsprechgeräte, mit durch den geradlinig bewegten Anker eines Topfmagneten betätigten zwei-oder mehrpoligen Kontakten und einer einzigen, den mittleren Teil des Topfmagnetkerns umgebenden, gegebenenfalls unterteilten und/oder eine Hilfswicklung tragenden Magnetspule, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der mittlere als auch der damit zusammenhängende rohrförmige äussere Teil des Topfmagnetkerns, der im angezogenen Zustand des Ankers einen vollkommen geschlossenen Magnetkreis bildet und die Magnetspule nach aussenhin abschirmt, in praktisch derselben Ebene derart endet und ausgebildet ist,
dass durch den plattenförmigen Anker in dessen angezogenem Zustand derMagnetkreis praktisch luftspaltlosgeschlossen ist und der Anker an einem Ende einer aus nichtmagnetischem Werkstoff bestehenden, im mittleren Magnetkernteil längsverschiebbar gelagerten Stange befestigt ist, durch deren anderes Ende bei der geradlinigen Bewegung des Ankers nebst Stange die vorzugsweise durch eine am Magnetkern befestigte und auch das Halterungsorgan des Relais bildende Halterungsplatte getragenen Relaiskontakte betätigbar sind.