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Elektromagnetisches Schwachstromrelais
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Schwachstromrelais, insbesondere ein Fernsprechre- lais, mit einer Erregerspule, einem Satz von indirekt betätigten Kontaktfedern, einem magnetischen
Kreis, zu dem ein mittels eines Schneidenlagers gelagerter, aus einem Stück hergestellter abgewinkelter
Anker, ein Kern und ein Joch gehören, und einer aus dem Anker, einem Steuerrahmen und eine Rück- stellfeder bestehenden Betätigungsvorrichtung.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Lagerung des abgewinkelten Ankers des Relais an der vorderen Oberkante seines Joches und es ist Zweck der Erfindung, die mechanischen und elektrischen
Eigenschaften des Relais so zu verbessern, dass insbesondere eine grössere Lebensdauer, geringe Wartungs- ansprüche, ein niedrigeres Gewicht und somit auch ein verminderter Materialverbrauch und besserere
Möglichkeiten für einen grossen Aufbau des Kontaktfedersatzes erzielt werden.
Erfindungsgemäss ist der Anker des Relais, welcher mit zwei nach hinten auslaufenden Armen zur
Betätigung des die Lage der beweglichen Kontaktfedern bestimmenden Steuerrahmens versehen ist, an der vorderen Oberkante des Relaisjoches schneidenartig entlang einer Achse gelagert, die auf dem Anker als Schnittlinie der Ebene seines Hauptkörpers und der unteren Flächen von nach vorne auslaufenden Ar- men des Ankers bestimmt ist.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Lagerung des Ankers eines Fernsprechrelais dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Seitenansicht des Relais, Fig. 2 eine Vorderansicht des Relais, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Ankers und des Kontaktfedersatzes, Fig. 4 eine Ansicht des Ankers von unten, in Richtung vom Polschuh und Fig. 5 den magnetischen Kreis mit Ankerhalter.
Der magnetische Kreis des Relais wird von einem flachen Joch 3 (Fig. 1 und 5) gebildet, das an einem Ende in Form eines L abgewinkelt ist und in einen Kern 2 von kreisförmigem Querschnitt übergeht.
Um minimale Toleranzen der Anzugs- und insbesondere der Abfallwerte zu gewährleisten, werden die Vorderflächen 2a, 3a des Joches und des Kernes (Fig. 5) vor ihrer Oberflächenbehandlung auf eine gemeinsame Ebene plangeschliffen. Auf den Kern 2 wird von vorn eine Erregerspule 1 aufgesteckt und danach wird auf den Kern ein kreisförmiger Polschuh mit hinreichend engen Toleranzen derart aufgepresst, dass sich seine Stirnfläche 2a in derselben Ebene befindet, wie die Stirnfläche 3a des Joches 3. Der Polschuh 4 ist auf seiner dem Joch zugekehrten Seite zugeschnitten, damit der ausserhalb des Ankers verlaufende magnetische Streufluss auf ein Mindestmass herabgesetzt wird.
Auf die obere Vorderkante des Joches 3 ist ein abgewinkelter Anker 5 aufgesetzt, der durch seine nach hinten auslaufenden Arme 5b einen Steuerrahmen 7 betätigt (Fig. 1, 2 und 3), der seinerseits Kontaktfedern 9, 10, 11 eines Kontaktfedersatzes ein-oder ausschaltet. Der Anker 5 ist aus einem Stück gestanzt und so gestaltet, dass der Anker auf der Kante des Joches 3 nach Art eines Schneidenlagers aufliegt. Diese Schneidenlagerung ist derart ausgebildet, dass der Anker das Joch in einer genau festgelegten Geraden berührt. Diese Berührmngsgerade, die zugleich die Drehachse Dr des Ankers bildet, ist auf dem Joch durch seine obere Vorderkante und auf dem Anker durch die Schnittlinie zweier Ebenen gegeben, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist.
Eine der beiden erwähnten Ebenen ist durch die unteren Flächen EFGH der nach vorne auslaufenden Arme 5e (Fig. 3) des Ankers, die andere Ebene durch die Hinterwand desjenigen Teiles des Ankers bestimmt, der im angezogenen Zustand den magnetischen Kreis schliesst, genauer gesagt durch eine Teilfläche ABCD (Fig. 4) der
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angeführten Hinterwand. Die Drehachse Dr und zugleich Berührungsgerade verläuft daher in den Ebenen
EFGH der beiden nach vorne auslaufenden Arme 5e zwischen den Punkten I und J, sowie zwischen den
Punkten C und D in der ebenen Hinterwand desjenigen Ankerteiles, der im angezogenen Zustand den magnetischen Kreis schliesst (Fig. 1, 3 und 4).
Beide genannten Ebenen bilden miteinander einen Winkel von ungefähr 1000. Die Sicherung der Lagerung des Ankers auf der vorderen Oberkante des Joches 3 er- folgt mit Hilfe eines elastischen, aus einer Blattfeder hergestellten Halters 6, der nach vorne mit zwei
Armen ausläuft, auf denen durch Einschnitte und Umbiegungen Flächen 6a und 6c (Fig. 5) gebildet sind.
Ist der Anker 5 auf dem Joch 3 aufgesteckt und durch den Halter 6 gesichert, dann wirken die symmetrisch zur Längsachse des Relais gelegenen Flächen 6a des Halters als Anschläge, die durch ihr Aufliegen auf den Flächen 5c (Fig. 3) des Ankers die Lage des Ankers in Richtung seiner Drehachse sichern, d. h. eine
Seitenverschiebung des Ankers unmöglich machen. Die unteren Flächen 6b des Halters bilden zugleich
Gegenlager für die abgeschrägten Kamen 5f, die insbesondere beim Abfall des Ankers seine Lage in einer auf die Längsachse des Relais senkrechten Richtung sicherstellen. Sie verhindern daher ein Abspringen des Ankers vom Joch nach oben infolge der Trägheitskräfte und dadurch auch ein Hochheben der Arme 5e und ihren abermaligen Anprall auf die Vorderkante des Joches.
Die Flächen 6c des Halters 6 berühren die vordere lotrechte Fläche des Ankers an den Stellen 5d und bestimmen dadurch die Lage des Ankers in
Richtung der Längsachse des Relais. Der Halter 6 des Ankers ist entlang seiner hinteren Kante am Joch 3 in der Nähe der Befestigungsstelle des Kontaktfedersatzes befestigt. Die besondere Art der Ausführung des
Halters (vgl. Fig. 3 und 5) zusammen mit der besonderen Ausführung des Ankers, ermöglicht die bereits oben angeführte eine Schneidenlagerung des Ankers und ein leichtes Abnehmen und Wiederaufsetzen des
Ankers. Zu diesem Zweck genügt es, die Flächen 6b einfach derart hochzuheben, dass die Enden 6d der
Arme des Halters 6 frei durch oberhalb der Vorsprünge 5h des Ankers vorgesehene Aussparungen hindurchgehen können (Fig. 3 und 5).
Die angeführte Ankerlagerung besitzt gegenüber den bisher bekannten Lagerungen einen weiteren Vorteil darin, dass auf den Anker weder im angezogenen, noch im abgefallenen
Zustand vom Halter 6 ein Kraftmoment wirkt und die Reibung in der Drehachse Dr mit Rücksicht auf die Schneidenlagerung minimal und konstant ist, was zur Erhöhung der Relaisempfindlichkeit beiträgt. Der Kontaktfedersatz besteht aus Blattfedern, auf deren Schaltenden zylinderförmige Kontaktstücke aus Kontaktmaterial befestigt sind. Im Kontaktfedersatz werden zwei Arten von Kontaktfedern benutzt.
Die festen Kontaktfedern 10 sind aus dickerem Material hergestellt und quer zu ihrer Längsachse sind an ihnen die zylinderförmigen Kontaktstücke befestigt, wogegen die beweglichen Kontaktfedern 9 und 11 an ihren beweglichen Enden in der Längsrichtung zerschnitten sind und auf beiden derart entstandenen Armen je ein in Längsrichtung befestigtes zylinderförmiges Kontaktstück tragen. Eine Kontakteinheit besteht aus je einer festen Kontaktfeder 10 und zwei beweglichen Kontaktfedern 9 und 11. Einzelne Kontaktfedern sind in Gruppen zu je vier Federn derselben Art nebeneinander zusammengestellt und gemeinsam in Isolierblöcken 12, 13. 14 (Fig. 1 und 3) gelagert. Wird ein Umschalter aus je einer festen und zwei beweglichen Kontaktfedern zusammengestellt, werden demnach zugleich vier Umschalter nebeneinander gebildet.
Zwischen die Arbeitsenden der Kontaktfedern ist von vorne der Steuerrahmen 7 eingesteckt. der durch seine oberen Lappen 7d an der Rückstellfeder 8 angehängt ist. Die unteren Ausläufer 7e des Steuerrahmens 7 sind in Einschnitte 5a im Anker eingesteckt. In seiner Ruhelage ist der Steuerrahmen auf dem Joch 3 abgestützt (Fig. 3).
Beim Anzug bewegt sich der Anker zunächst frei, bis er mit seinen Flächen 5b (Fig. 3) die unteren Flächen 7c des Steuerrahmens 7 berührt und diesen in die Arbeitslage hochhebt. Beim Abfall des Ankers kehrt der Steuerrahmen 7 in seine Ruhelage durch Einwirkung der Rückstellfeder 8 zurück, wobei die Rückstellfeder derart vorgespannt ist, dass sie den Kontaktdruck des Satzes der unteren Kontaktfedern 11 zu überwinden und den Anker in die Ruhelage zurückzubringen im Stande ist.
Die Kontaktfedern sind nach dem bekannten Prinzip der indirekt betätigten Inversionskontakte angeordnet ; was den Vorteil bringt, dass der Kontaktdruck nicht unmittelbar vom Hub des Ankers abhängt und ein nachträgliches Justieren der Ankerbewegung bei Abnutzung der Kontakte durch Betriebseinflüsse entfällt, weil der Kontaktdruck nur durch Vorspannung der beweglichen Kontaktfedern 9 und 11 hervorgerufen wird.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt :
Jede obere bewegliche Kontaktfeder 9 bildet zusammen mit der zugehörigen festen Kontaktfeder 10 einen Ruhekontakt, jede untere Kontaktfeder 11 zusammen mit der zugehörigen Kontaktfeder 10 einen Arbeitskontakt. In der Ruhelage, bei abgefallenem Anker, wird der Steuerrahmen 7 am Joch 3 durch die Vorspannung der Rückstellfeder 8 angedrückt und der untere Querbalken 7b des Steuerrahmens 7 entfernt den Satz der unteren Kontaktfedern 11 vom Satz der festen Kontaktfedern 10. Der Satz der oberen Kontaktfedern 9 befindet sich durch. die Vorspannung dieser Kontaktfedern in leitender Berührung mit dem
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Satz der Kontaktfedern 10.
Beim Anziehen des Ankers wird der Steuerrahmen derart hochgehoben, dass der Querbalken 7b den Satz der unteren Kontaktfedern 11 freigibt und diese in Berührung mit den festen Kontaktfedern 10 kommen. Der obere Querbalken 7a des Steuerrahmens 7 hebt, nachdem er einen gewissen Leergang passiert hat, die Kontaktfedern 9 hoch und unterbricht dadurch ihre leitende Verbindung mit den Kontaktfedern 10. Beim Abfall des Ankers bringt die Rückstellfeder 8 den Steuerrahmen mit dem Anker in die Ausgangslage zurück.