CH415846A - Elektromagnetisches Relais und Verfahren zur Herstellung desselben - Google Patents

Description

      Elektromagnetisches    Relais und Verfahren     zur    Herstellung desselben    Die     Erfindung    betrifft ein elektromagnetisches  Relais mit zwei auf einem Eisenkern angebrachten  Wicklungen für     Ankeranzug    und Ankerabfall, bei  welchem nach Abschalten des Erregerstromes die An  kerstellung beibehalten wird. Die     Erfindung    betrifft  ferner ein Verfahren zur Herstellung des Relais, ins  besondere zur Herstellung des Eisenkernes desselben.  



  Diese Relais sind als Haftrelais oder polarisierte  Relais bekannt. Die Haltekraft für, den Relais-Anker  nach Abschalten des Erregerstromes ist so     gross,    dass  der Anker in Arbeitsstellung gehalten wird. Bei die  sen Relais ist allerdings. der Nachteil, dass der Anker,  nachdem er in vorschriftsmässiger Weise elektrisch  abgefallen ist, wieder in die Arbeitsstellung gebracht  werden kann durch äussere mechanische Beeinflus  sung z. B. von Hand oder durch     Erschütterungen,    so  dass der Anker in seiner Arbeitsstellung gehalten  wird. Auf diese Weise wird die Arbeitsstellung des  Relais-Ankers vorgetäuscht, obwohl keine elektrische  Erregung eingeschaltet worden ist.  



  Diesen Nachteil vermeidet die Erfindung da  durch, dass der eine hohe     Remanenz    und     grosse          Koerzitivkraft    aufweisende Eisenkern     eine    gleiche  oder kleinere     Ankerauflagefläche    hat als sein Quer  schnitt.  



  Das Verfahren zur Herstellung des Relais zeich  net sich dadurch aus, dass     zur    Herstellung des Eisen  kernes der aus einer Legierung bestehende Rohling  auf Mass bearbeitet und     einer    Wärmebehandlung un  terworfen sowie gehärtet wird.  



  Die Erfindung soll     anschliessend    anhand der bei  liegenden Zeichnung beispielsweise näher erläutert  werden. Es zeigen:       Fig.    1 das erfindungsgemässe     elektromagnetische     Relais in Seitenansicht,         Fig.    2 eine Schaltung der beiden Spulen des elek  tromagnetischen Relais.,       Fig.    3 die Ausbildung des Eisenkernes.  



  In der     Fig.    1 ist ein sogenanntes     Schneidankerre-          lais    dargestellt. Es besteht im wesentlichen aus dem  Eisenkern 1, dem Wicklungsträger 2, welcher zwei  Einzelwicklungen zum Aufziehen und Abfallen des  Ankers 3 aufweist. Der Eisenkern 1 ist über eine  Schraubverbindung 5 mit dem Joch 6 verbunden.  Auf dem Joch 6 befinden sich der     Schneidanker    3,  der     Isolierkörper    7 und der     Blöck    B. Letzterer dient  zur Aufnahme der Kontaktfedern und zum Hinaus  führen derselben in Form von Lötösen. Als Kon  taktfeder sind lediglich zwei aktive Kontaktfedern  9 und 10 und eine passive Kontaktfeder 11  eingezeichnet.

   Es ist ohne weiteres möglich,  wie bei anderen Relais, eine grössere Anzahl  von Kontaktfedern unterzubringen. Die Kontakt  feder 11 liegt in der gezeichneten Ruhestellung  auf einer Ausbuchtung des Isolierkörpers 7 auf.  Eine Hubplatte 12 steht in kraftschlüssiger Ver  bindung mit den beiden aktiven Kontaktfedern  9 und 10. Bei Betätigung des     Schneidankers    3  werden die erwähnten Kontaktfedern 9 und 10 über  die Hubplatte 12 betätigt. Der Anker 3 liegt in seiner  aufgezogenen Stellung flächig an der Stelle des  Eisenkernes 1 an, welcher einen     kleineren    Durch  messer aufweist als der Eisenkern normalerweise.  Der Anker ist so ausgebildet, dass er bei Anliegen am  Eisenkern keinen Luftspalt hat     (also    kein Klebblech).

    Es sei hier erwähnt, dass die     Ankerauflagefläche    am       Eisenkern    1 auch gleich gross sein kann wie der  Querschnitt des Eisenkernes. Vorzugsweise wird aber  wie es in der     Fig.    1 dargestellt ist, die     Ankerauflage-          fläche    kleiner als der Querschnitt .des Eisenkernes  vorgesehen.      Zum     wesenlichen    Verständnis .der Funktionsbe  schreibung möge die     Fig.    2 dienen. Sie stellt     in    der  Hauptsache die zwei Einzelwicklungen I und     II    dar,  die zum Aufziehen und Abfallen des Ankers 3 die  nen. Jede Wicklung wird mit einem z.

   B. von Hand       betätigten    Schalter 13 und 14 betätigt. Die     zum    Ab  fallen bestimmte Wicklung     II    liegt in Reihe mit       einem    Arbeitskontakt 15, welcher von der Wicklung  I betätigt     wird.    Der     Wechselkontakt    16 ist     in    der glei  chen     Stellung    gezeichnet wie sie aus     Fig.    1 hervor  geht. Bei Betätigung des Schalters 13 erhält die  Wicklung I Strom und zieht den Anker 3 an.

   Der  Anker 3 betätigt nun seinerseits über die     Hubplatte     12 die     aktiven        Kontaktfedern    9 und 10, so dass das  in den Rillen des     Isolierkörpers    7     in        einem    Freiheits  grad spielende Teil der passiven Kontaktfeder 11 im  ersten und letzten Drittel des Ankerhubes an den     Ril-          lenflächen    des     Isolierkörpers    7 kraftschlüssig zur  Auflage kommt. Wind der Schalter 13 geöffnet, so  bleibt das Relais in seinem aufgezogenen Zustand.  Dies bedeutet, dass z. B. solch ein Sicherheitsrelais  bei stromlosem Zustand, also z. B.

   Netzausfall, eine  einmal     eingenommene        Ankerstellung        beibehält.    Um  dieses Relais zum Abfall zu bringen, wird der Schal  ter 14 betätigt, so dass die Wicklung     II,    welche durch  den Kontakt 15 in vorbereitender Weise beim Anzug  des Relais an     Spannung    gelegt wurde, Strom     erhält     und den Anker 3 zum Abfall     bringt.    Nach öffnen des  Schalters 14 ist der Zustand wieder erreicht worden  wie er in den     Fig.    1 und 2 dargestellt ist.

   Bei diesem  Relais ist der Effekt, auf dem .die     Erfindung    beruht,  folgender: Der magnetische Fluss     ist    nicht so stark,  dass er den Anker 3 im     stromlosen    Zustand zum An  ziehen     bringen        kann.    Der Anker wird nur dann ge  halten, wenn eine Erregung :durch die Wicklung I  stattgefunden hat. Nach Einschalten der Gegenerre  gung durch die Wicklung     II    und Abschalten derselben  kann der Anker 3, wenn er durch äussere mechani  sche     Einflüsse    gegen den     Eisenkern    1 gedrückt wird,  nicht gehalten werden.  



  Inder     Fig.    3 ist der     Eisenkern    1 dargestellt. Er  weist eine Länge von ungefähr 59 mm auf. Sein  Durchmesser beträgt 7 mm. An seinem     einen    Ende  ist an dem Zapfen 17 ein Gewinde aufgeschnitten,  mit dessen     Hilfe    der     Eisenkern.    am Joch 6 durch die       Befestigungsvorrichtung    5 angeordnet ist. An seinem  andern     Ende    ist eine     konusähnliche        Verjüngung    18  vorgesehen. Der Neigungswinkel beträgt ca. 18 .

   Die       Oberfläche    dieser Verjüngung 18, welche     die        Anker-          auflagefläche    des Eisenkerns 1 darstellt, hat einen  Durchmesser von ca. 3,5 mm.  



  Dieser     Eisenkern    besteht aus einer Legierung von  1     bis        1,4        %        Kohlenstoff,        0,2        bis        0,4        %        Silizium,        0,2          bis        0,4        %        Mangan,        0,4        bis        1,

  5        %        Chrom.        Eine        weitere     Legierung, welche sich ebenfalls als zweckmässig     er-          wiesen        hat,        ist    1     bis        1,2        %        Kohlenstoff,        0,3        bis        0,4        0/0          Silizium,        0,3        bis        0,

  4        %        Mangan,        0,07_        bis        1,12        0/0          Vanadium,        0,9        bis        1,1        %        Wolfram.        In        beiden        Legie-          rungen        sind    geringe Mengen von. Phosphor und  Schwefel enthalten.

   Durch Versuche hat es sich her-    ausgestellt, dass die gleich guten Eigenschaften des       Eisenkernes    auch     dann.    gegeben sind, wenn der Zu  satz von Chrom oder     Vanadium    oder     Wolfram    fort  gelassen wird. Der aus einer dieser Legierungen be  stehende Rohling     wird    auf Mass gearbeitet und     einer     Wärmebehandlung     unterworfen.    Er wird auf 830  C  geglüht. Dieser Glühvorgang dauert ca. 20 Min. Die  Glühtemperatur kann aber auch zwischen 450 und  950  C liegen. Nach dem Glühen wird der Rohling  im Ölbad abgeschreckt.     Anschliessend    wird er im       Trichloräthylenbad    entfettet.

   Das Tempern wird bei  ca. 400  C     in    einer Zeit von 30 bis 90 Min. im Salz  bad vorgenommen. Nach dem Abkühlen werden die       Salzreste    im Wasser .abgewaschen. Der so behandelte  Rohling soll eine Härte von 450 bis 650     Vickers    auf  weisen. Anschliessend     wird    der     Eisenkern    vernickelt.  



  Der nach diesem Verfahren hergestellte     Eisen-          kern    weist die optimalen Eigenschaften auf, welche  für das vorliegende Relais verlangt werden.  



  In dem dargestellten Ausführungsbeispiel der       Fig.    1 ist     lediglich    ein einfacher     Kontaktaufbau    ge  wählt worden. Es kann aber     ohne    weiteres ein     grös-          serer    Kontaktaufbau     verwendet    werden wie z. B.     in     der deutschen Patentschrift     No.   <B><I>1015</I></B> 150 angegeben  ist. Selbst bei den schwersten     Kontaktaufbauten    weist  das Relais mit diesem Eisenkern die von ihm ver  langten Eigenschaften auf.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Elektromagnetisches Relais mit zwei auf einem Eisenkern angebrachten Wicklungen für Ankeranzug und Ankerabfall, bei welchem nach Abschalten des Erregerstromes .die Ankerstellung beibehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass der aus magnetisch hartem Material bestehende Eisenkern. eine gleiche oder kleinere Ankerauflagefläche hat als, sein Quer schnitt.

   1I. Verfahren zur Herstellung des Relais nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Eisenkernes der aus einer Legierung bestehende Rohling auf Mass bearbeitet und einer Wärmebehandlung unterworfen, sowie gehärtet wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Relais nach Patentanspruch I, :dadurch ge kennzeichnet, dass der Anker in seiner aufgezogenen Stellung flächig am Eisenkern anliegt. 2.

   Relais nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die zum Abfallen bestimmte Wicklung in Reihe mit einem Arbeitskontakt liegt. 3. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der auf Mass bearbeitete Roh ling während 20 Minuten auf 830 C geglüht wird.

   4. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der auf Mass bearbeitete Roh ling, nach vorausgehender Wärmebehandlung, im ölbad abgeschreckt wird und anschliessend im Trichloräthylenbad entfettet wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der auf Mass bearbeitete Roh ling bei 400 C eine Stunde im Salzbad getempert wird. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der auf Mass bearbeitete Roh ling nach. erfolgtem Härtevorgang, eine Härte von 550 Vickers aufweist. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Rohlings eine Legierung mit 1 bis 1,4 % Kohlenstoff, 0,2 bis 0,4 % Silizium, 0,2 bis 0,4 % Mangan,

   0,4 bis 1,5 0/0 Chrom verwendet wird. B. Verfahren nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Rohlings eine Legierung mit 1 bis 1,2 % Kohlenstoff, 0,3 bis 0,4 Silizium, 0,

   3 bis 0,4 % Mangan, 0,07 bis 1,12 % Vanadium und 0,9 bis 1,1 % Wolfram verwendet wird.