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Haftrelais
Die Erfindung bezieht sich auf ein Haftrelais mit Schutzgaskontakten mit einer aus magnetisierbarem Werkstoff bestehenden Trägerplatte mit im wesentlichen rechteckigem Querschnitt und mit zumindest einem etwa senkrecht zur Trägerplattenebene gasdicht und unlösbar in die Trägerplatte eingesetzten magnetisierbaren Stiftkern, dessen eines aus der Platte ragendes Ende von zumindest einer Erregerwicklung umschlossen und über eine magnetisierbare Jochplatte und einen Flussrückführungsteil mit der Trägerplatte magnetisch verbunden ist und dessen anderes Ende zusammen mit einem etwa parallel zur Trägerplattenebene beweglich angeordneten magnetisierbaren Anker einen Teil der Kontakteinrichtung des Relais bildet.
Haftrelais mit Schutzgaskontakten sind an sich in verschiedenen Ausführungsformen bereits bekannt. Ihnen gegenüber soll mit der Erfindung ein Relais der eingangs genannten Art geschaffen werden, das sich durch den gleichzeitigen Besitz der folgenden Merkmale auszeichnet :
Bevorzugt kleine Bauweise, grosse Schaltsicherheit und gute Allgemeinfunktion, lange Lebensdauer sowie einfacher Aufbau aus nur wenigen und billig herzustellenden und montierbaren Einzelteilen.
Dies wird gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass parallel zu dem von zumindest einer auf einem Isolierstoffkörper gewickelten Erregerwicklung umschlossenen Stiftkern ein in Richtung der Längsachse des Stiftkernes polarisierter Dauermagnet angeordnet ist, dessen einer Pol mit der der Erregerwicklung zugewendeten Seite der Trägerplatte und dessen anderer Pol über die magnetisierbare Jochplatte mit dem freien Ende des Stiftkernes jeweils über vorzugsweise elektrisch isolierende Distanzstücke magnetisch gekoppelt ist und dass der Flussrückführungsteil als U-förmiger Bügel ausgebildet ist, dessen Basissteg einen magnetischen Shunt zum Dauermagnet bildet.
Diese Anordnung sichert eine bevorzugt platzsparende Bauweise des Relais, weil schon einmal die verwendeten Schutzgaskontakte infolge der sie kennzeichnenden Ausbildung und Funktion bei hoher Schaltleistung räumlich klein sind. Ferner weil sich die Bauform des verwendeten Kontaktes für die magnetische Ankopplung des Dauermagneten und des Flussführungsbügels einerseits an die Trägerplatte und anderseits an das Stiftkernende sehr gut eignet, ohne dass irgendwelche besonderen Flussführungsteile notwendig sind. Beim verwendeten Schutzgaskontakt liegt nämlich der Anker etwa parallel zur Trägerplatte, so dass er mit dem Dauermagnet und dem Flussführungsbügel ausgezeichnet magnetisch gekoppelt ist, wenn diese Bauteile ohne besondere Ankopplungselemente oder sonstige Massnahmen lediglich auf der dem Anker gegenüberliegenden Seite der Trägerplatte anliegen.
Darüber hinaus wird eine angestrebte raumsparende Bauweise auch dadurch kräftig unterstützt, dass der Stiftkern des verwendeten Schutzgaskontaktes einen kleinen mittleren Windungsdurchmesser der Erregerwicklung gestattet, was den Umfang klein hält, ein nahes Heranrücken des Dauermagneten und des Flussführungsbügels erlaubt und so zu einer insgesamt kleinen Bauweise beiträgt. Insbesondere können durch die Massnahmen gemäss der Erfindung mehrere Relais platzsparend benachbart zusammengebaut werden, wie dies beispielsweise in fernmeldetechnischen Anlagen in grossem Umfang notwendig ist, weil der Flussführungsbügel gleichzeitig auch die Magnetfelder des Relais nach aussen abschirmt und so
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benachbarte Relais eng aneinandergedrückt werden können, ohne dass sie sich gegenseitig unerwünschterweise beeinflussen.
Auch die gewünschte hohe Schaltsicherheit und gute Allgemeinfunktion des Relais ist weitestgehend sichergestellt, weil vor allem die Kontakteinrichtung selbst aus nur sehr wenigen und äusserst einfachen Bauteilen aufgebaut ist, die sich bevorzugt automatisch und damit unabhängig von menschlicher Unzulänglichkeit in grossen Serien mit ganz naheliegenden Funktionswerten herstellen lassen. Auch der bedeutsame Vorteil einer langen Lebensdauer des Relais ist weitestgehend gewährleistet, weil die Kontakteinrichtung selbst unter Schutzgas arbeitet, was bekanntlich die Lebensdauer gegenüber in offener Atmosphäre arbeitenden Kontakteinrichtungen um mehrere Zehnerpotenzen erhöht, und weil das Relais im übrigen nur wenige Bauteile besitzt, die ausserdem keinem Verschleiss unterworfen sind.
Die Funktionswerte des Relais lassen sich spürbar verbessern, wenn gemäss einer Weiterbildung der Erfindung der Stiftkern und die Jochplatte über eine den Stiftkern eng umschliessende und auf der Jochplatte satt aufliegende Scheibe aus magnetisierbarem Werkstoff magnetisch verbunden sind. Diese Massnahme sichert nämlich eine bestmögliche magnetische Verbindung zwischen dem Stiftkern und der Jochplatte, so dass der magnetische Widerstand im Flusskreis insgesamt verkleinert und die Erregerleitung vorteilhaft niedrig gehalten wird.
Gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Relais mit einem aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff hergestellten, im wesentlichen U-förmigen Bügel ausgerüstet sein, der den Dauermagnet kraftschlüssig umfasst und in seiner betriebsfertig eingebauten Lage mittels Ausformungen einerseits gegenüber der Trägerplatte und anderseits gegenüber der Jochplatte in einer vorbestimmten Distanz hält, ferner Ausformungen bzw. Abwinkelungen zur kraftschlüssigen Aufnahme der Seitenschenkel des Flussrückführungsbügels besitzt und der weiterhin mit einem Lappen ausgerüstet ist, der durch Einführung in einen entsprechenden Durchbruch in der Jochplatte und anschliessende Verschränkung am Relais verriegelt ist. Dies erleichtert den Zusammenbau des Relais erheblich, weil an Stelle mehrerer einzelner Distanzstücke nur ein einziger Bauteil zu handhaben ist.
Darüber hinaus werden durch diese Ausbildung besondere Bauteile zur gegenseitigen Verbindung der Einzelteile des Relais eingespart und auf diese Weise die Herstellungskosten gesenkt.
Der Dauermagnet kann aus einem Werkstoff sein, der einen ausreichend hohen elektrischen Widerstand aufweist. Sind jedoch die Kenndaten eines derartigen Dauermagneten nicht geeignet und muss ein Werkstoff mit kleinerem elektrischem Widerstand verwendet werden, so lässt sich eine unerwünschte elektrische Verbindung zwischen der Trägerplatte und der Jochplatte über den Dauermagnet dadurch vermeiden, dass gemäss einer Weiterbildung der Erfindung das Relais mit Folien aus Isolierstoff ausgerüstet ist, die eine galvanische Verbindung zwischen der Trägerplatte und der Jochplatte über den Dauermagnet verhindern.
Eine Fortbildung der Erfindung sieht vor, dass auf das freie Ende des Stiftkernes als letzter Bauteil ein mechanisch fest und elektrisch leitend mit dem Stiftkern verbundener, mit einem Anschlusselement ausgerüsteter Zackenring (Seegerring) aufgesetzt ist. Dieser Zackenring stellt erstens eine zuverlässige mechanische Sicherung und letzte Verriegelung der Bauteile des Relais dar und gewährleistet ausserdem einen gut leitenden elektrischen Anschluss des Stiftkernes als einer der kontaktgebenden Teile des Relais, ohne dass irgendwelche zeitraubenden und kostspieligen Lötarbeiten od. ähnl. erforderlich sind.
Nach einer weiteren Fortgestaltung der Erfindung lassen sich mehrere Relais, bevorzugt zwei bzw. vier Relais, zu einem Mehrfachrelais vereinigen, dessen Erregerwicklung, Jochplatte und Flussführungsbügel jeweils als ein allen Einzelrelais gemeinsamer Bauteil ausgebildet sind. Es liegt auf der Hand, dass durch diese Massnahme kräftig eingespart wird, weil an Stelle mehrerer einzelner Bauelemente die jeweils zu einem einzigen gemeinsamen Bauteil zusammengefassten vorgenannten Teile rationell herstellbar und auch vorteilhaft zu montieren sind.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei zeigen im einzelnen : Fig. 1 die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Teile eines Relais in schematischer, perspektivischer Darstellung, Fig. 2 die Einzelteile eines Relais gemäss der Erfindung in perspektivischer, auseinandergezogener Darstellung, Fig. 3 ein zusammengebautes Mehrfachrelais, wieder in perspektivischer Darstellung und Fig. 4 einen Schnitt durch das Relais gemäss Fig. 3.
In Fig. l ist mit --1-- eine Trägerplatte aus magnetisierbarem Werkstoff bezeichnet, in welche in nicht näher gezeichneter Weise ein Stiftkern--5--etwa senkrecht zur Plattenebene gasdicht eingesetzt ist. Dieser Stiftkern ist von einer Erregerwicklung-4--umschlossen. Mit-2-ist ein Dauermagnet bezeichnet, der etwa parallel zum Stiftkern angeordnet ist und einerseits mit der der
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Erregerwicklung zugewendeten Seite der Trägerplatte und anderseits über eine Jochplatte--3--mit dem freien Ende des Stiftkernes magnetisch verbunden ist. Der vom Dauermagnet ausgehende Magnetisierungsfluss ist strichliert eingezeichnet.
Ein Flussführungsbügel --6-- ist als magnetischer Shunt zum Dauermagnet angeordnet und gewährleistet insbesondere für den von der Erregerwicklung aufgebrachten Steuerfluss eine Flussrückfdhrung zwischen Jochplatte und Trägerplatte, darüber hinaus aber auch eine gewisse Abschirmung der Magnetfelder des Relais gegenüber nicht gezeichneten, benachbarten Bauteilen.
In Fig. 2 bezeichnet der Teil --7-- einen Schutzgaskontakt mit einer Trägerplatte --34--,
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welche eine mit --10-- bezeichnete Erregerwicklung elektrisch anschaltbar ist. Ein in Richtung der Längsachse des Stiftkernes magnetisierter Dauermagnet --8-- ist etwa parallel zum Stiftkern angeordnet. Seine mechanische Festlegung erfolgt mittels eines U-förmigen Bügels --16--, aus nichtmagnetisierbarem Werkstoff in der Weise, dass ein an ihm ausgeformter Lappen =--32-- durch einen Schlitz --33-- in einer Jochplatte-9-greift und anschliessend abgebogen oder verschränkt wird.
Der Bügel-16-besitzt erkennbare Ausformungen-27 bis 30 und 36 mit 37--, welche in entsprechend geformte schienenartige Ausformungen-25 und 26-des Spulenkörpers eingreifen und einerseits der Lagesicherung des Dauermagneten bzw. Spulenkörpers dienen, anderseits vor allem
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erwähnter Weise eine Flussrückführung des Steuerflusses, nämlich durch die erkennbare Verbindung (im zusammengebauten Zustand des Relais) zwischen der mit dem Stiftkern verbundenen Jochplatte - und der Trägerplatte--34--. Er dient darüber hinaus aber auch einer wirksamen magnetischen Abschirmung des Relais nach aussen, so dass benachbarte Bauelemente oder Relais auch dann nicht in unerwünschter Weise beeinflusst werden, wenn sie selbst dicht benachbart angeordnet sind.
Zwischen dem Dauermagnet einerseits und der Jochplatte bzw. dem Bügel anderseits, ist eine abgewinkelte Folie --19-- aus Isolierstoff mit zwei Winkelschenkeln --18 und 20--angeordnet, wodurch ein unerwünschter elektrischer Schluss vermieden ist. Die Jochplatte-9-besitzt einen
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sind noch die beiden Anschlussdrähte der Erregerwicklung zu sehen, die mit --21 und 22-bezeichnet sind.
Das in den Fig. 3 und 4 gezeigte Mehrfachrelais ist mit zwei Schutzgaskontakten-42 und 43--, mit Stiftkernen--50--, mit Anschlusselementen--47 und 49--, einer beiden Relais gemeinsamen Erregerwicklung --51-- mit Anschlusselementen --48 und 49-sowie mit einer ebenfalls beiden Relais gemeinsamen Flussführungsplatte-45--, einer Jochplatte-46-und einem Dauermagnet --44-- ausgerüstet.
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