CH424987A - Unpolarized miniature relay with changeover contact device - Google Patents

Unpolarized miniature relay with changeover contact device

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CH424987A
CH424987A CH1198064A CH1198064A CH424987A CH 424987 A CH424987 A CH 424987A CH 1198064 A CH1198064 A CH 1198064A CH 1198064 A CH1198064 A CH 1198064A CH 424987 A CH424987 A CH 424987A
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CH
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armature
contact
spring
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relay
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CH1198064A
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German (de)
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Fischer Josef
Krautwald Herbert
Schroeder Harry
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Siemens Ag
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    • H01H51/04Non-polarised relays with single armature; with single set of ganged armatures
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Description

  

      Ungepoltes        Kleinstrelais    mit     Umschaltkontaktvorrichtung       Die Erfindung bezieht sich auf ein     ungepoltes          Kleinstrelais    mit einem innerhalb eines     Solenoids    be  wegbaren zweiflügeligen Anker und einer von     einem     Ankerflügel betätigten     Umschaltkontaktvorrichtung.     



  Bei     Kleinstrelais    ist es vor allem von Bedeutung,  dass die Reibung des Ankers auf ein Mindestmass  verringert wird, um noch genügend grosse Kontakt  kräfte zu erhalten. Dies hängt vor allem damit zusam  men, dass bei Verkleinerung der Abmessungen eines  Relais auch das zur Verfügung stehende Volumen für  die Erregerwicklung nur gering ist. Um eine Anker  kraft zu erzeugen, die übliche Kontaktkräfte bewirkt,  muss daher vielfach die Erregerleistung des Relais  erhöht werden. Geringe Kontaktkräfte führen näm  lich bekanntlich zu hohen Übergangswiderständen,  ausserdem ist dann das Relais relativ     stossempfind-          lich.     



       Kleinstrelais,    die in der Regel in Serienfertigung  hergestellt werden, sollen im übrigen mit relativ wenig  Einzelteilen aufgebaut werden können, so dass die  Herstellungskosten gering sind. Dabei muss versucht  werden, die verwendeten Einzelteile möglichst ein  fach zu gestalten, trotzdem soll aber eine den Betriebs  verhältnissen angepasste     Änderung,    beispielsweise  hinsichtlich des Kontaktmaterials, ohne wesentlichen  Eingriff in die Relais-Konstruktion möglich sein.  



  Diese Forderungen werden nach der Erfindung  dadurch weitgehend erfüllt, dass bei einem Relais der  eingangs näher bezeichneten Art zur Lagerung     des     Ankers die Aussenkante eines innerhalb des     Solenoids     angebrachten Polschuhs dient, wobei als Gegenlage ein       unmagnetisches    Gabelstück vorgesehen ist.     Ausser-          dem    ist an einem Ankerflügel eine den Mittelkontakt    bildende Kontaktfeder mit einem aufgeschweissten  drahtförmigen Kontaktelement vorgesehen, das     be-          triebsmässig    zwischen dem Ruhekontakt und den Ar  beitskontakt umschaltbar ist.  



  Dabei ist es vorteilhaft, dass sich die Ankerfeder  mit einer Schlaufe an einer Warze des Ankers abstützt.  Eine     zweckmässige    Ausführungsform der Erfin  dung sieht dabei vor, dass die Ankerfeder neben der  Lagefixierung zum Erzeugen der     Ruhekontaktkraft     und der     Ankerrückstellkraft    dient. Ausserdem kann  die     Ankerfeder    zugleich als zusätzliche Stromzufüh  rung für den Mittelkontakt verwendet werden. Die  Erfindung erfüllt unter diesen Voraussetzungen weit  gehend die Forderungen, die an ein serienmässig her  stellbares     Kleinstrelais    gestellt werden.

   Es wird dabei  eine reibarme Lagerung des Ankers durch eine Biege  feder erreicht, die gleichzeitig noch die     erwähnten    an  deren Aufgaben übernimmt. Ausserdem wird durch  die im Schwerpunkt gelagerte geringe Ankermasse  und durch die das Kontaktelement tragende Kontakt  feder, die als Mittelkontakt dient, eine weitgehend  prellarme Kontaktgabe erzielt.  



  Durch die Tatsache, dass an der Kontaktfeder ein  drahtförmiges Kontaktelement befestigt ist, wird er  reicht, dass sich bei einer gewünschten     Änderung    des  Kontaktwerkstoffes die Federkonstante der Kontakt  vorrichtung nicht ändert und dadurch auch bei Ver  wendung anderer Kontaktwerkstoffe mit gleichen  Kontaktkräften zu rechnen ist.

   Es ist also jederzeit  möglich, den     Verwendungszweck    eines     Kleinstrelais     der beschriebenen Art und damit den Kontaktwerk  stoff hinsichtlich der sekundär zu schaltenden Kreise  zu wechseln, ohne dass dabei andere Kennwerte für      das     Relais    gültig     sind.    Es ist     nämlich    dabei     lediglich          erforderlich,    ein anderes     -Kontaktelement    vorzusehen,  die eigentliche Kontaktfeder bleibt für jeden Betriebs  fall gleich.  



  Weitere     Einzelheiten    ergeben sich aus nachfolgen  der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Er  findung.  



  Es zeigen:       Fig.    1 die Ausführung des     Elektromagnetsystems     im Schnitt,       Fig.    2     eine    mit dem Bezugszeichen A versehene  Einzelheit nach     Fig.    1     in    vergrösserter Darstellung.

    Das     in    der     Fig.    1 dargestellte     ungepolte        Elektro-          magnetsystem    in     Kleinstbauweise    besteht im wesent  lichen aus     einem    Sockel 1, bei dem über     eine        Druck-          glaseinschmelzung    2a     Sockelstifte    3a, 3b und 3c ange  bracht sind.

   An den Enden der     Sockelstifte    3a und 3b       befindet    sich starre     Edelmetall-Kontaktrollen,    und       zwar    der Ruhekontakt 4a und der Arbeitskontakt 4b.  Am Anker 5 ist die     Kontaktfeder    6a aus     Federwerk-          stoff    angebracht, an der sich das eigentliche     draht-          förmige,    aufgeschweisste Kontaktelement 6b aus Kon  taktwerkstoff     befindet.    Dadurch ist gewährleistet, dass  trotz     Verwendung    verschiedener     Kontaktwerkstoffe     die Federkonstante des Kontaktsystems gleich ist,

    was sonst bei bekannten Ausführungen nur durch ent  sprechende     Ausbildung    des Kontaktdrahtes entspre  chend der     Werkstoffkennwerte    möglich ist.  



       Als    Ankerlagerung ist, wie in     Fig.    2 noch     ver-          grössert    dargestellt, ein Schneidemager gewählt, des  sen Schneide 13 vom Polschuh 14 gebildet wird. Das  Gegenlager besteht aus dem Anker 5 und dem     unma-          gnetischen    Gabelstück 16     (Fig.    1). Es dient zur seit  lichen Fixierung des     Ankers    5. Eine     unmagnetische          Ankerfeder    7 aus Federdraht wird in     einen        Schlitz    18  am Polschuh 14 eingehängt und stützt sich an einer  Warze 19 des Ankers 5 ab.

   Die     Ankerfeder   <B>7</B> ist als  Biegefeder mit     einer    Schlaufe 7a für die     erforderliche     Anpassung an die magnetische     Kraft-Weg-Charakte-          ristik        ausgebildet.    Die Ankerfeder hat eine Reihe Be  dingungen zu erfüllen, die nicht nur mit der reibar  men Ankerbewegung und der Erzeugung der erfor  derlichen     Ruhekontaktkraft    des Ankers zusammen  hängen, sondern sie soll auch als     Ankerrückstellfeder     wirksam sein.

   Darüber hinaus dient sie als zusätzliche       Stromzuführung    für den     Mittelkontakt,    der als     äus-          seren        Anschluss    den     Sockelstift    3c besitzt.  



  Die     Spulenanschlüsse    8 sind mittels     einer        Druck-          glasdurchführung    2b     hermetisch    dicht     in    die Fluss  führungsplatte 9     eingeschmolzen.    Der der     Flussfüh-          rungsplatte    9 zugehörige Polschuh 15, der mit einer       unmagnetischen    Metallhülse 10 an der Stelle 9a her  metisch dicht verbunden ist, bildet mit dem Anker 5  den     Arbeitsluftspalt    5b, während der am anderen  Ende des Ankers 5 wirksame     Arbeitsluftspalt    die Be  zeichnung 5a trägt.

   Die     unmagnetische        Metallhülse    10  dient gleichzeitig als     Spulenkörper,    auf dem sich iso  liert die Erregerwicklung 11     befindet.     



  Das     Elektromagnetsystem    besteht     fertigungsmäs-          sig    aus     zwei    Baugruppen, wobei die eine Baugruppe    die Kontaktanordnung mit     Anker    umfasst, während  die andere Baugruppe die Erregerwicklung mit Pol  schuh aufweist. Die     Polschuhflächen    werden bei der  Montage parallel zueinander ausgerichtet. Durch die       Verbindung    der beiden Baugruppen an der Stelle 20  wird gleichzeitig der hermetische     Abschluss    des Kon  taktraums erzielt, der frei von organischen     Stoffen     ist.

   Die aus Weicheisen bestehende Hülse 12 dient,  wie gestrichelt angedeutet, als magnetischer     Rück-          schluss    für das     Elektromagnetsystem    und führt den       Erregerfluss,    sie hat aber gleichzeitig die Aufgabe  eines mechanischen Schutzes für das Relais. An den  Stellen 21     kann    zusätzlich     ein    hermetischer     Abschluss     der     Erregerwicklung    11 zur Vermeidung von     Elektro-          lyse-Erscheinungen    vorgesehen werden.

   Da die     Weich-          @eisenhülse    12 das Spannungspotential der     Mittelkon-          taktfeder    6a bzw. des     Mittelkontakts    6b aufweist, ist  zur Isolation des gesamten     Kleinstrelais        ein    Isolier  schlauch 17 vorgesehen.  



  Das     Kleinstrelais    arbeitet weitgehend lageunabhängig  und ist weitgehend stoss- und     schüttelfest,    da der An  ker 5     im    Schwerpunkt gelagert ist. Durch die nur     kleine          Ankermasse    und der angepassten     Steifigkeit    der Mit  telkontaktfeder 6a wird     in    Verbindung mit     einem    vor  gesehenen Überhub, bei dem also der Ankerhub grösser  ist, als der Kontakthub, eine weitgehend     prellarme     -Kontaktgabe erreicht.



      Non-polarized miniature relay with changeover contact device The invention relates to a non-polarized miniature relay with a two-winged armature which can be moved within a solenoid and a changeover contact device actuated by an armature wing.



  In the case of small relays, it is particularly important that the friction of the armature is reduced to a minimum in order to obtain sufficiently high contact forces. This is mainly due to the fact that when the dimensions of a relay are reduced, the volume available for the field winding is only small. In order to generate an armature force that causes the usual contact forces, the excitation power of the relay must therefore be increased in many cases. It is well known that low contact forces lead to high contact resistance, and the relay is then relatively sensitive to shock.



       Small relays, which are usually manufactured in series, should also be able to be built with relatively few individual parts, so that the manufacturing costs are low. An attempt must be made to make the individual parts used as simple as possible, but a change adapted to the operating conditions, for example with regard to the contact material, should be possible without significant interference in the relay construction.



  According to the invention, these requirements are largely met in that, in a relay of the type described in detail at the outset, the outer edge of a pole piece attached within the solenoid serves to support the armature, a non-magnetic fork piece being provided as a counter-support. In addition, a contact spring, which forms the center contact and has a welded-on wire-shaped contact element, is provided on an armature wing, which can be switched operationally between the normally closed contact and the working contact.



  It is advantageous that the armature spring is supported with a loop on a boss of the armature. An expedient embodiment of the invention provides that the armature spring, in addition to fixing the position, is used to generate the rest contact force and the armature restoring force. In addition, the armature spring can also be used as an additional power supply for the center contact. Under these conditions, the invention largely fulfills the requirements that are made of a miniature relay that can be adjusted in series.

   It is achieved a low-friction storage of the armature by a flexible spring, which also takes over the other tasks mentioned. In addition, the low anchor mass stored in the center of gravity and the contact spring carrying the contact element, which serves as a central contact, achieves a largely low-bounce contact.



  Due to the fact that a wire-shaped contact element is attached to the contact spring, it is sufficient that the spring constant of the contact device does not change with a desired change in the contact material and the same contact forces can therefore also be expected when using other contact materials.

   It is therefore possible at any time to change the intended use of a miniature relay of the type described and thus the contact material with regard to the secondary switching circuits without other parameters being valid for the relay. It is only necessary to provide a different contact element, the actual contact spring remains the same for every operating case.



  Further details emerge from the following description of an embodiment of the invention.



  1 shows the embodiment of the electromagnet system in section, FIG. 2 shows a detail according to FIG. 1 provided with the reference symbol A in an enlarged representation.

    The very small, non-polarized magnet system shown in FIG. 1 consists essentially of a base 1, in which base pins 3a, 3b and 3c are attached via a pressure glass seal 2a.

   At the ends of the base pins 3a and 3b there are rigid precious metal contact rollers, namely the normally closed contact 4a and the normally open contact 4b. The contact spring 6a made of spring material, on which the actual wire-shaped, welded-on contact element 6b made of contact material is located, is attached to the armature 5. This ensures that the spring constant of the contact system is the same despite the use of different contact materials,

    which is otherwise only possible with known designs by appropriately training the contact wire accordingly to the material properties.



       As shown in an enlarged manner in FIG. 2, a cutter bearing is selected as the armature bearing, the cutting edge 13 of which is formed by the pole shoe 14. The counter bearing consists of the armature 5 and the non-magnetic fork piece 16 (FIG. 1). It is used to fix the armature 5 since union. A non-magnetic armature spring 7 made of spring wire is hooked into a slot 18 on the pole piece 14 and is supported on a protrusion 19 of the armature 5.

   The armature spring <B> 7 </B> is designed as a spiral spring with a loop 7a for the necessary adaptation to the magnetic force-displacement characteristics. The armature spring has to meet a number of conditions that are not only related to the reibar men armature movement and the generation of the required break contact force of the armature, but it should also be effective as an armature return spring.

   In addition, it serves as an additional power supply for the center contact, which has the base pin 3c as an external connection.



  The coil connections 8 are hermetically sealed in the flow guide plate 9 by means of a pressure glass feed-through 2b. The pole shoe 15 belonging to the flux guide plate 9, which is meticulously tightly connected to a non-magnetic metal sleeve 10 at the point 9a, forms the working air gap 5b with the armature 5, while the working air gap effective at the other end of the armature 5 is labeled 5a .

   The non-magnetic metal sleeve 10 also serves as a bobbin on which the field winding 11 is isolated.



  In terms of production, the electromagnetic system consists of two subassemblies, one subassembly comprising the contact arrangement with armature, while the other subassembly has the field winding with pole shoe. The pole shoe faces are aligned parallel to each other during assembly. By connecting the two assemblies at point 20, the hermetic closure of the contact space, which is free of organic substances, is achieved at the same time.

   The sleeve 12, which is made of soft iron, serves, as indicated by dashed lines, as a magnetic return circuit for the electromagnetic system and guides the excitation flow, but at the same time has the task of mechanical protection for the relay. At the points 21, a hermetic closure of the excitation winding 11 can also be provided to avoid electrolysis phenomena.

   Since the soft iron sleeve 12 has the voltage potential of the central contact spring 6a or the central contact 6b, an insulating hose 17 is provided to isolate the entire miniature relay.



  The miniature relay works largely in a position-independent manner and is largely shock and shake-proof, since the armature 5 is mounted in the center of gravity. Due to the only small armature mass and the adapted stiffness of the telkontaktfeder 6a, a largely low-bounce contact is achieved in conjunction with an overstroke, in which the armature stroke is greater than the contact stroke.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Ungepoltes Kleinstrelais mit einem innerhalb eines Solenoids bewegbaren zweiflügeligen Anker und einer von einem der beiden Ankerflügel betätigten Um schaltkontaktvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lagerung des Ankers (5) die Aussenkante eines innerhalb des Solenoids angebrachten Polschuhs @(14) dient, PATENT CLAIM Unpolarized miniature relay with a two-winged armature movable within a solenoid and a switching contact device actuated by one of the two armature wings, characterized in that the outer edge of a pole piece @ (14) attached inside the solenoid serves to support the armature (5), wobei als Gegenlage ein unmagnetisches Gabelstück (16) vorgesehen ist, und dass an einem Flügel des Ankers (5) eine den Mittelkontakt bildende Kontaktfeder (6a) mit einem aufgeschweissten draht- förmigen Kontaktelement (6b) vorgesehen ist, das be- triebsmässig zwischen dem Ruhekontakt (4a) und dem Arbeitskontakt (4b) umschaltbar ist. a non-magnetic fork piece (16) being provided as a counter-support, and a contact spring (6a) forming the center contact with a welded wire-shaped contact element (6b) being provided on one wing of the armature (5), which is operationally between the normally closed contact (4a) and the normally open contact (4b) is switchable. UNTERANSPRÜCHE 1. Ungepoltes Relais nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass sich die Ankerfeder (7) mit einer Schlaufe (7a) an einer Warze (19) des An kers (5) abstützt. 2. Ungepoltes Relais nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Ankerfeder neben der Lagefixierung zur Erzeugung der Ruhekontaktkraft der Umschaltvorrichtung und der Rückstellkraft des Ankers dient. SUBClaims 1. Unpolarized relay according to claim, characterized in that the armature spring (7) is supported with a loop (7a) on a protrusion (19) of the armature (5). 2. Unpolated relay according to claim, characterized in that the armature spring is used in addition to the position fixation to generate the break contact force of the switching device and the restoring force of the armature. 3. Ungepoltes Relais nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die Ankerfeder (7) als zusätzliche Stromzuführung für die Kontaktfeder (6a) bzw. für das Kontaktelement (6b) vorgesehen ist. 4. Ungepoltes Relais nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die in der Erregerwick lung (11) vorgesehenen Polschuhe (14, 15) im Quer- schnitt die Form eines Kreisabschnittes aufweisen und innerhalb des Solenoids diagonal versetzt angeordnet sind. 3. Unpolated relay according to dependent claim 2, characterized in that the armature spring (7) is provided as an additional power supply for the contact spring (6a) or for the contact element (6b). 4. Unpoled relay according to claim, characterized in that the pole shoes (14, 15) provided in the exciter winding (11) have the shape of a circular section in cross section and are arranged diagonally offset within the solenoid. 5. Ungepoltes Relais nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass an einem Ende des zwei flügeligen Ankers an der dem Polschuh zugewandten Seite eine Trennwarze vorgesehen ist. 6. Ungepoltes Relais nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die elektrischen Anschlüs se (8a, 8b) der Erregerwicklung (11) an der dem Sok- kel (1) des Relais abgewandten Seite herausgeführt sind. 5. Unpoled relay according to claim, characterized in that a separating lug is provided at one end of the two-winged armature on the side facing the pole piece. 6. Unpolar relay according to claim, characterized in that the electrical connections se (8a, 8b) of the field winding (11) are led out on the side facing away from the base (1) of the relay.
CH1198064A 1963-09-17 1964-09-15 Unpolarized miniature relay with changeover contact device CH424987A (en)

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DE1963S0046313 DE1891491U (en) 1963-09-17 1963-09-17 UNPOLTED SMALL RELAY WITH HERMETICALLY LOCKED SWITCHING CONTACT DEVICE.

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BE653191A (en) 1965-03-17
FR1408065A (en) 1965-08-06
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