DE1027313B - Elektromagnetisches Relais - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die vorliegende Erfindung betrifft elektromagnetische Relais, insbesondere Miniaturrelais mit kleinen äußeren Abmessungen, gedrängter Bauart und niedrigem Gewicht.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Relais, das einfach im Aufbau ist und einen hohen Empfindlichkeitsgrad mit großer mechanischer Haltbarkeit vereinigt.

Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, das Relais vollständig von der Äußenluft abzuschließen und leichte Anschlußmöglichkeiten an einen Stromkreis zu gewährleisten.

Bei dem ausgeführten Relais ist erfindungsgemäß ein Anker zwischen den Polschuhen eines U-förmigen Elektromagneten mittels einer gewölbten Torsionsfeder aufgehängt und mit einem Ende drehbar an dem einen Polschuh und mit dem anderen Ende im Abstand vom anderen Polschuh angeordnet.

Ferner ist das eine Ende der gewölbten Torsionsfeder am Elektromagneten und das andere Ende am drehbaren Ende des Ankers befestigt. Vorzugsweise umspannt die gewölbte Torsionsfeder einen Bogen von nicht weniger als 60° und nicht mehr als 120°. Bei einem solchen Relais ist eine Kontaktfeder am Anker befestigt und so angeordnet, daß sie mit feststehenden, am Elektromagneten befestigten Kontaktfedern zusammenarbeitet, wobei der Strom zu der am Anker befestigten Kontaktfeder mittels der gebogenen Torsionsfeder geleitet wird.

Das Relais kann auf einer kreisförmigen Glasplatte angeordnet und von einer mit einem geeigneten gasförmigen Mittel gefüllten röhrenförmigen Glashaube umschlossen werden, wobei die Anschlüsse durch Drahtstifte, die sich durch die Bodenplatte erstrecken, hergestellt werden.

Eine Vorzugsweise Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des in einer Glashaube eingeschlossenen Relais,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Relais und
Fig. 3 eine Seitenansicht des den Kontakt herstellenden Teiles eines solchen Relais.

Bei dem dargestellten Relais ist eine zylindrische Magneterregerspule 10 zwischen zwei kreisförmigen Platten 11 und 12 aus Glasfasern oder ähnlichem geeignetem Isoliermaterial und um einen geeigneten Stab aus Eisen oder anderem magnetischem Material, welcher den Magnetkern bildet, gewickelt. Die Begrenzungsplatten 11 und 12 können direkt am Magnetkern oder an den gegenüberliegenden Enden einer den Magnetkern umgebenden Isolierröhre befestigt werden. Ein Ende des Magnetkernes steht durch eine Mittelbohrung in der Platte 11 vor und bildet einen Elektromagnetisches Relais

Anmelder:
Ericsson Telephones Limited, London

Vertretei: Dipl.-Ing. R. Bibrach, Patentanwalt,
Göttingen, Groner Str. 35

Lionel Sparke Distin, Beeston, Nottingham

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

Polschuh 15 des Elektromagneten, während ein L-förmiger magnetischer Bügel 13 am anderen Ende des Magnetkernes befestigt ist. Es ist deshalb vorgesehen, daß das Ende des Magnetkernes, daß an den kurzen Arm des Bügels 13 angrenzt, in geeigneter Weise mit einem Gewindeteil versehen ist, so daß der Kern und die Spule 10 mittels einer Schraube oder Mutter am Bügel 13 befestigt werden können.

Der L-förmige Bügel 13 wird durch einen rechtwinklig abgebogenen Blechstreifen hergestellt, dessen Eigenschaften und Abmessungen so ausgelegt sind, daß der von der Magnetspule 10 entwickelte Kraftfluß zu dem Ende des Bügels 13 geführt wird, das den anderen Polschuh 14 des Elektromagneten bildet.

Diese Anordnung des Magnetkernes und der Spule 10, bei welcher der lange Arm des Bügels 13 parallel zum Magnetkern und zur Spule 10 liegt, ergibt somit einen U-förmigen Elektromagneten.

In Kombination mit einem solchen Elektromagneten ist ein Magnetanker 9 in Form einer im wesentlichen rechteckigen Platte aus geeignetem magnetischem Material, beispielsweise Weicheisen, vorgesehen, die über dem Raum zwischen den offenen Enden des U-förmigen Elektromagneten angeordnet ist. Der Anker 9 wird durch eine gebogene Torsionsfeder 16 in dieser Lage gehalten, wobei ein Ende den Polschuh 14 des Elektromagneten berührt. Die Feder 16 bildet einen Teil eines Ankerträgers, der sowohl am Anker 9 als auch an der angrenzenden Isolierplatteil der Spule 10 befestigt ist. Ein solcher Ankerträger wird zweckmäßig aus einem dünnen Plättchen aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung, Phosphorbronze oder ähnlichem biegsamem Material hergestellt und hat ein im wesentlichen rechteckiges Mittel-

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stück 7, das etwa gleich groß ist wie der angrenzende Anker 9. Aus diagonal gegenüberliegenden Ecken des Mittelstückes 7 steht einmal die Feder 16 vor sowie ein gerader Arm 8, der einen Kontaktstift an jeder Fläche seines äußeren und freien Endes trägt. Das äußere Ende der Feder 16 ist an der isolierenden Begrenzungsplatte 11 befestigt. Das Mittelstück 7 des Ankerträgers ist in bezug auf die Oberfläche des Ankers 9 so angeordnet, daß die angrenzenden

wie bei 4 dargestellt, verbunden, und die verbleibenden drei Stifte sind an die Kontaktfedern 17 und 18 bzw. an die Torsionsfeder 16 angeschlossen. Von diesen Anschlüssen ist nur der zwischen der Feder 16 5 und dem Stift 3 gezeigt. Bei den verwendeten Verbindungsdrähten besteht die Außenfläche des Mittelteiles aus Metall mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten, der im wesentlichen gleich dem von Glas ist, und das Innere und die Außenflächen der Endteile aus

Flächen des Ankers 9 und des Teiles 7 eng zusammen- io unterschiedlichem Material.

liegen und durch Punktschweißung od. dgl. mitein- Sind die Verbindungen zwischen den Kontaktander verbunden sind. Ist der Anker 9 auf diese federn 16, 17 und 18, der Spule 10 und dem Bügel 13 Weise am Träger befestigt, so wird der größere Teil
oder die gesamte Oberfläche des Ankers 9 vom Teil 7

in der beschriebenen Art hergestellt und ist der Emailledraht der Spule 10 mittels eines Überzuges

des Ankerträgers bedeckt. 15 aus Glasgewebe geschützt, so wird das zusammen-

Die Torsionsfeder 16 ist so geformt, daß das am gebaute Relais in einer Glasrohre 1 eingeschlossen, Teil 7 anschließende Stück im rechten Winkel zur
Oberfläche des Teiles 7 und eng an der Seite des An

kers 9 liegt. Der verbleibende Teil der Torsionsfeder

gasförmigen Medium gefüllt oder mit einer Füllung trockener Luft bei leichtem Unterdruck versehen werden.

Bei der Montage eines solchen Relais genügt der sich aus der natürlichen Elastizität der gebogenen Torsionsfeder 16 ergebende Druck, das Kernende des Ankers 9 in geeignetem Abstand vom Polschuh 15 zu halten und einen Kontaktdruck in der Größe von 10 g

die etwa 24 mm lang ist und einen Innendurchmesser von 17 mm aufweist. Die Glashaube 1 wird dann in bekannter Weise an die Bodenplatte 2 geschweißt. Die

16 ist nach außen im wesentlichen' rechtwinklig zum 20 Röhre kann danach luftleer gemacht und bei zweckerstgenannten Teil abgebogen und liegt parallel zur mäßig erscheinendem Druck mit einem geeigneten Oberfläche der Begrenzungsplatte 11 und im wesentlichen in der gleichen Ebene wie die an die Polschuhe
14 und 15 grenzende Oberfläche des Ankers 9. Das
vom Teil 7 des Ankerträgers entfernt liegende Ende 25
der Torsionsfeder 16 ist mit geeigneten Mitteln an
der Spulenplatte 11 befestigt. Diese Mittel heben die
Torsionsfeder 16 von der Platte 11 ab und verhindern
eine Begrenzung der nachgebenden Bewegung der
Feder 16, die dann entstehen könnte, wenn die Feder 30 zwischen einem Kontakt auf der Feder 8 und einem 16 direkt an der Begrenzungsplatte 11 befestigt wäre. damit zusammenwirkenden Kontakt auf der Kontakt-Die Mittel bestehen beispielsweise aus einem ein- feder 18 auszuüben, wenn der Magnet nicht erregt gestochenen Metallblock 19, der an der Platte 11 be- ist. Wird die Magnetspule 10 genügend erregt, dreht festigt ist, und einer Rundkopf schraube 20, die durch sich der Anker 9 auf dem Polschuh 14, und das Kerneinen Schlitz in der Torsionsfeder 16 greift und die 35 ende des Ankers 9 bewegt sich auf den Polschuh 15 Feder 16 am Block 19 und der Begrenzungsplatte 11 zu, wodurch ein Stromkreis zwischen den Federn 18 befestigt. Ein Teil des Metallblockes 19 oder der und 8 unterbrochen und ein Stromkreis zwischen den Feder 16 ist so ausgelegt, daß eine geeignete Klemme Federn 17 und 18 geschlossen wird. Wird die Magnetzur Stromzuführung angebracht werden kann. spule 10 außer Strom gesetzt, so genügt die natürliche

Bei dieser Ausführungsform ist der freie und un- 40 Elastizität der gebogenen Torsionsfeder 16, den begrenzte Teil der biegsamen Feder 16 so gebogen Anker 9 in die vorherige Stellung zurückzubringen

und den Stromkreis zwischen den Federn 18 und 8 herzustellen.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform wird die Kontaktträger oder Federn 17 und 18 ebenfalls an 45 Spule 10 mit 10 000 Wicklungen aus emailliertem der Begrenzungsplatte 11 befestigt und so angeordnet, Kupferdraht von 0,0464 mm Durchmesser hergestellt,

die um einen zylindrischen Kern von etwa 2,5 mm Durchmesser zwischen den Begrenzungsplatten 11 und 12, die einen Abstand von 16 mm voneinander stift auf der Oberfläche des Armes 8 den Kontaktstift 50 aufweisen, angeordnet sind. Der Bügel 13 des Relais auf der Kontaktfeder 18 und ergibt so die Ruhestel- besteht aus einem Stück Eisen, das 6,5 mm breit und lung einer Umschaltvorrichtung. Der Kontaktstift an 1,0 mm dick ist, während der Anker 9 aus 10 mm der anderen Fläche des Armes 8 wird mit einem Kon- langem Eisenblech von 0,75 mm Dicke besteht. Der taktstift auf der Kontaktfeder 17 in Berührung ge- Ankerträger besteht aus etwa 0,05 mm starkem Bebracht, wenn der Anker 9 betätigt wird, wodurch die 55 ryllium-Kupfer-Blech.

Arbeitsstellung einer Umschaltvorrichtung hergestellt Die beschriebene Ankeranordnung ermöglicht die

wird. An beiden Kontaktfedern 17 und 18 ist die Anbringung einer Stromzuführung, ähnlich wie bei der Torsionsfeder 16., vorgesehen.

Um das Relais vor den nachteiligen Wirkungen der 60 verhältnismäßig geringem Gewicht mitgeteilte Ge-Außenluft zu schützen, wird es in einem luftdichten schwindigkeit in allen Richtungen über einen beträcht-Gehäuse untergebracht, beispielsweise in einer röhren- liehen Kräftebereich durch die gebogene Torsionsförmigen Glashaube 1, wie sie häufig bei elektroni- feder kontrolliert wird. Bei einem solchen Relais ist sehen Entladungsgeräten verwendet wird. Erfolgt es unwichtig, ob die Torsionsfeder aus einer im weeine derartige Unterbringung des Relais, so wird es 65 sentlichen flachen und biegsamen gewölbten Platte mit zwei Drahtstiften 5 und 6 in seiner Lage zur besteht oder aus biegsamem Draht mit rundem oder Bodenplatte 2 gehalten. Die Stifte 5 und 6 stehen über elliptischem Querschnitt und ob die gebogene Tordie Platte 2 vor und sind an den langen Arm des sionsfeder sich durch das Mittelstück des Anker-Bügels 13 angeschweißt. Die Stromzuführungen zur trägers zum geraden Kontaktarm 8 erstreckt. In einer Spule 10 sind mit einem anderen Paar Drahtstifte, 70 anderen Ausführungsform können das Mittelstück

und dimensioniert, daß er einen Bogen von etwa 90° umspannt.

Außer der Torsionsfeder 16 sind zwei feststehende

daß sie mit den auf dem geraden Arm 8 des Ankerträgers 7 befestigten Kontaktstiften zusammenwirken. Ist das Relais nicht in Betrieb, berührt der Kontakt-

Schaffung eines Relais, das einen hohen Empfindlichkeitsgrad mit großer mechanischer Haltbarkeit vereinigt, da die durch äußere Bewegung dem Anker von

fortgelassen und die Torsionsfeder und der Kontaktarm getrennt am Anker 9 befestigt werden.

Die beschriebene Art der Ankeranordnung in einem solchen elektromagnetischen Gerät vermeidet die Notwendigkeit, Axiallager und -stangen vorzusehen, während sie gleichzeitig hohe magnetische Wirksamkeit bei niedrigen Kraftflußverlusten ermöglicht. Es wird ferner eine Ankeranordnung geschaffen, die durch die gewölbte Torsionsfeder leicht einstellbar ist. Die Anwendung einer solchen Ankeraufhängung ermöglicht auch, da ein großer Teil des vom Relais in Anspruch genommenen Raumes von der Erregerspule ausgefüllt werden kann, die Schaffung eines Relais mit hohem Wirkungsgrad.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Torsionsfeder 16 und die feststehenden Kontaktfedern 17 und 18 an einer Begrenzungsplatte der Spule befestigt. Der Erfindungsgedanke ist hierauf jedoch nicht beschränkt. In anderen Ausführungsformen sind diese Federn sowie der Anker an der Torsionsfeder an einer runden Platte befestigt, die wiederum direkt oder durch Anbringung an eine Begrenzungsplatte am Magnetkern befestigt ist. Diese Befestigung der Federn an einer besonderen Platte ermöglicht die getrennte und gleichzeitige Herstellung von Spule und Federn, die später mit dem Magnetbügel in einem Arbeitsgang zusammengebaut werden, wodurch die Gesamtherstellzeit verringert wird. Die Erfindung ist ebenfalls nicht auf die Unterbringung des Relais in einer Glashaube beschränkt. Vielmehr kann das Relais auch in einen Behälter anderer Art eingebaut oder mit Mitteln versehen werden, welche die Montage mit einer Vielzahl anderer Relais oder elektrischer Einzelteile auf einer gemeinsamen Montageplatte ermöglichen.

Claims (11)

PATENTANSPRÜCHE: 35

1. Elektromagnetisches Relais, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anker mittels einer gewölbten Torsionsfeder zwischen den Polen eines U-förmigen Elektromagneten angeordnet ist und mit dem einen Ende drehbar auf dem einen Polschuh und mit dem anderen Ende im Abstand vom anderen Polschuh ruht.

2. Elektromagnetisches Relais gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das-eine Ende der Torsionsfeder am Elektromagneten und das andere Ende am drehbaren Ende des Ankers befestigt ist.

3. Elektromagnetisches Relais gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gewölbte Torsionsfeder einen Bogen von mindestens 60° und höchstens 120° umspannt.

4. Elektromagnetisches Relais gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gewölbte Torsionsfeder einen Bogen von etwa 90° umspannt.

5. Elektromagnetisches Relais gemäß Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar am Elektromagneten befestigter, feststehender Kontaktfedern mit einer beweglichen, am Anker befestigten Kontaktfeder zusammenarbeitet und eine Umschaltvorrichtung bildet.

6. Elektromagnetisches Relais gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das am Anker befestigte Ende der Torsionsfeder verlängert ist und die bewegliche Kontaktfeder sowie die Mittel bildet, durch welche der Strom an die bewegliche Kontaktfeder geleitet wird.

7. Elektromagnetisches Relais gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die gewölbte Torsionsfeder aus einer Beryllium-Kupfer-Legierung hergestellt ist.

8. Elektromagnetisches Relais gemäß Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberfläche der gewölbten Torsionsfeder und die Ankerfläche, die an den Polschuh des Elektromagneten angrenzt, in der gleichen Ebene liegen.

9. Elektromagnetisches Relais gemäß Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnetspule zwischen Begrenzungsplatten aus Glasfasern gewickelt und mit Glasfasergewebe umgeben ist.

10. Elektromagnetisches Relais gemäß Anspruch, 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel des Elektromagneten, die Spule, die gewölbte Torsionsfeder und die feststehenden Kontaktfedern an die Drahtstifte einer kreisförmigen Glasbodenplatte angeschlossen und in einer daran befestigten zylindrischen Glasrohre untergebracht sind.

11. Elektromagnetisches Relais gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasrohre luftleer gemacht, mit einem geeigneten gasförmigen Medium gefüllt und abgedichtet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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