DE1046779B - Gepolter Schutzrohrwechselkontakt - Google Patents

Description

DEUTSCHES

In der Zeitschrift »The Bell System Technical Journal«, November 1953, S. 1393 und folgende, ist ein Schutzrohrwecbselkontakt beschrieben, der durch Anbringung zweier Magnete in bestimmter Weise polarisiert ist. Bei dieser Konstruktion sind an die aus dem Gla&röhrchen heraussagenden Enden des äußeren Kontaktfedern zwei permanente Magnete angesetzt, deren magnetischer Kreis über je ein Flußführungsblech zum magnetisch entgegengesetzten Ende des Kontakts geschlossen ist.

Es ist auch eine andersartige Konstruktion eines gepolten Schutzrohrwechselkontaktes bekannt, bei der im Innenraum des Schutzrohres zwischen den beiden äußeren Kontaktfedern ein permanenter Magnet eingesetzt ist. Um den Magnet zwischen den äußeren Kontaktfedern unterbringen zu können, besitzen diese im Bereich des Magnets nach außen bis dicht an das Glasrohr führende, wannenartige Abwinklungen. Der von dem Magnet gelieferte Dauerfluß schließt sich infolgedessen nicht nur über dem Arbeitsluftspalt, in dem sich die Umschaltekontaktfeder bewegt, sondern auch über den geringen Zwischenraum zwischen den äußeren Kontaktfedern im Bereich zwischen permanentem Magnet und der Einschmelzstelle dieser Kontalctfedern.

Dieser Effekt stellt einen grundsätzlichen Nachteil des vorstehend beschriebenen Schutzrohrwechselkontaktes dar, da er nämlich zu einer Schwächung des Dauerflusses im Arbeitsluftspalt führt. An dieser Stelle ist aber ein starker Dauerfluß aus Gründen der Empfindlichkeit des mit einem solchen Schutzrohrwechselkontakt ausgerüsteten Relais besonders erwünscht. Eine Schwächung des Dauerflusses im Arbeitsluftspalt führt also zwangläufig zu einer Verringerung der Empfindlichkeit des Relais.

Dieses Relais besitzt aber noch weitere, und zwar konstruktive Nachteile. Einerseits bringt die Formgebung der äußeren Kontaktfedern im Innenraum des Schutzrohres, die, wie gesagt, zwischen wannenartigen Abwinklungen den permanenten Magnet tragen, gewisse Schwierigkeiten mit sich, da hierdurch der Herstellungsprozeß besonderer Arbeitsgänge bedarf. Andererseits bedeutet die Halterung des gegenüber den Kontaktfedern relativ schweren permanenten Magnets im Innenraum des Schutzrohres, und hier weit von der Einschmelzstelle der Kontaktfedern entfernt, eine erhebliche Empfindlichkeit gegenüber Erschütterungen. Im Ergebnis bedeutet dies, daß schon ein geringfügiger mechanischer Anstoß die äußeren Kontaktfedern mit dem permanenten Magnet ins Schwingen geraten läßt, wodurch sich der Arbeitsluftspalt verändert und unter Umständen der Kontakt sogar in unerwünschter Weise kurzzeitig geschlossen werden kann. Es stellt aber nicht nur diese Schlie-

Gepolter Schutzrohrwechselkontakt

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Dipl.-Ing. Herbert Wilhelm, München,
ist als Erfinder genannt worden

ßung des Kontaktes eine Fehlbetätigung dar, eine

ao solche kann auch schon durch die Verringerung des Arbeitsluftspaltes infolge eines elektrischen Überschlages leicht eintreten. Dieser letztere Nachteil schränkt die Verwendung dieses Schutzrohrwechselkontaktes erheblich ein, nämlich auf alle die Fälle, in denen eine absolut ruhige Lagerung gewährleistet ist. Ein Betrieb, beispielsweise in Fahrzeugen, ist also ausgeschlossen.

Bei dem erfindungsgemäßen gepolten Schutzrohrwechselkontakt, der ebenfalls zwischen seinen äußeren Kontaktfedern einen permanenten Magnet trägt, werden die vorstehend aufgeführten Nachteile der bekannten Konstruktionen durch eine besondere Lagerung des permanenten Magnets und Ausbildung der äußeren Kontaktfedern vermieden. Weiterhin besitzt dieser Schutzrohrwechselkontakt den Vorzug besonders einfachen Aufbaus. Er ist dadurch gekennzeichnet, daß der permanente Magnet außerhalb des Schutzrohres zwischen den äußeren Kontaktfedern angebracht ist, welche in dem durch den Magnet gegebenen Abstand in das Schutzrohr hineingeführt und erst im Bereich des beweglichen Endes der Umschaltekontaktfeder unter Wahrung eines Arbeitsluftspaltes an diese herangeführt sind.

Bei dieser Konstruktion verläuft der Dauerfluß im wesentlichen vom permanenten Magnet über die eine äußere Kontaktfeder zum Arbeitsluftspalt und von hier über die andere äußere Kontaktfeder zum permanenten Magnet zurück. Ein magnetischer Nebenschluß existiert praktisch nicht, da die äußeren Kontaktfedern sich erst im Bereich des Arbeitsluftspaltes einander nähern. Die Konstruktion ist unempfindlich gegenüber Erschütterungen, da im Innenraum des Schutzrohres lediglich die Kontaktfedern untergebracht sind, deren Masse sehr klein ist. Der Schutzsos 699/444

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rohrwechselkontakt ist auch einfach herzustellen, da symmetrischem Kontaktaufbau, sind beide Kipplagen

seine Kontaktfedern im wesentlichen aus geraden gleichberechtigt, so daß der Kontakt infolge entspre-

Blechstreifen bestehen. Das Anbringen des permanen- chender Ruhekontaktkraft in der jeweils erreichten

ten Magnets außerhalb des Schutzrohres stellt eben- Stellung liegenbleibt. Im anderen Falle, d.h. bei un-

falls eine Vereinfachung dar, da auf diesen bei dem 5 symmetrischer Ausführung, ist eine Kipplage durch

Vorgang des Einschmelzens der Kontaktfedern keine entsprechende Kontakt justierung bevorzugt, so daß

Rücksicht genommen zu werden braucht; er kann erst die Umschaltekontaktfeder 4 immer wieder in diese

hinterher zwischen die äußeren Kontaktfedern einge- Lage zurückkehrt,

setzt werden. Wird nun die Spule 6 mit Steuerstrom erregt, so

In der Fig. 1 ist das Prinzip dieser Konstruktion io überlagert sich im Falle des Aufbaus gemäß Fig. 1

dargestellt, und zwar handelt es sich hier um einen dem vom Dauermagnet 5 gelieferten Dauerfluß im

symmetrisch aufgebauten Kontakt, dessen Umschalte- Arbeitsluftspalt ein Steuerfluß, welcher das Feld im

kontaktfeder in der Ruhelage die Mittelstellung zwi- einen Teil des Arbeitsluftspaltes stärkt und im ande-

schen den beiden äußeren Kontaktfedern einnimmt. ren Teil schwächt bzw. umgekehrt. Infolgedessen neh-

In der Fig. 2 ist demgegenüber ein Umschaltekon- 15 men die Anziehungskräfte zwischen Umschaltekontakt mit einseitiger Ruhelage dargestellt. taktfeder 4 und der einen äußeren Kontaktfeder zu

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine konstruktive Abwand- und in Richtung zur anderen äußeren Kontaktfeder lung, bei welcher die Umschaltekontaktfeder ihrer ab, so daß sich die Kontaktstelle zwischen den Kon-Länge nach zwischen den äußeren Kontaktfedern taktfedern mit der verstärkten Anziehungskraft liegt. Dabei handelt es sich bei der Fig. 3 um einen 20 schließt. Mit Abschaltung der Erregung der Spule 6 Umschaltekontakt mit Mittelstellung in der Ruhelage geht der Kontakt in seine Mittelstellung wieder und bei der Fig. 4 um einen solchen mit einseitiger zurück.
Ruhelage. Handelt es sich jedoch um einen Aufbau mit seit-

Die Fig. 1 zeigt einen Schutzrohrwechselkontakt, lieber Ruhelage gemäß Fig. 2, so bleibt die Umschalbestehend aus dem Glasröhrchen I₁ in welches von der 25 tekontaktfeder 4 bei symmetrischem Kontaktaufbau einen Seite die beiden Ruhekontaktfedern 2 und 3 in der erreichten Stellung liegen und wird erst durch und von der anderen Seite die Umschaltekontakt- einen entgegengesetzt gerichteten Steuerfluß in die feder 4 eingeschmolzen sind. Zwischen die heraus- entgegengesetzte Lage gebracht. Bei der unsymmetriragenden Enden der beiden äußeren Kontaktfedern 2 _schen Ausführung, bei welcher die Umschaltekontakt- und 3 ist der schraffiert gezeichnete Dauermagnet 5 30 feder 4 immer wieder in ihre Ausgangslage zurückeingesetzt, dessen Polung durch die Buchstaben NIS kehrt, ist dagegen ein Steuerfluß ganz bestimmter angedeutet ist. Auf das Glasröhrchen 1 ist noch die Polung erforderlich, um die Umschaltekontaktfeder kreuzweise schraffiert gezeichnete Erregerspule 6 auf- für die Dauer der Wirksamkeit eines solchen Steuergeschoben. Zusätzlich sind die beiden magnetischen Busses in die gewünschte, entgegengesetzte Kontakt-Rückschlüsse 7 und 8 vorgesehen, die jedoch nicht 35 lage zu bringen.

unbedingt erforderlich sind, und deren Funktion Um nun die Wirksamkeit des von der Spule 6 erspäter erläutert werden soll. zeugten Steuerflusses möglichst vollständig ausnutzen

In der in der Fig. 1 gezeichneten Ruhelage sind die zu können, ist in der Fig. 1 ein magnetischer Rückschluß beiden äußeren Kontaktfedern 2 und 3 von dem Fluß vorgesehen, welcher aus den gestrichelt gezeichneten, des Dauermagnets 5 durchsetzt, wobei der magne- 40 magnetisch leitenden Blechstreifen 7 und 8 besteht, tische Kreis über die beiden L-uftspalte zwischen den Diese Blechstreifen verbinden die Enden des magneäußeren Kontaktfedern 1,3 und der Umschaltekon- tischen Steuerkreises. Sie reichen hier von dem hertaktfeder4 direkt geschlossen ist. Von besonderer ausfragenden Ende der Umsohaltekontaktfeder 4 zu Bedeutung ist dabei, daß außer diesen Luftspalten, den heraussagenden Enden der äußeren Kontaktweiche insgesamt den Arbeitsluftspalt darstellen, 45 federn 2 und 3. Durch ihre symmetrische Anordnung sonst keine Luftspalte in dem magnetischen Kreis wird erreicht, daß der Steuerfluß dem Kontaktaufbau vorhanden sind. Dabei ist dieser magnetische Kreis symmetrisch aufgedrückt wird. Der magnetische selir kurz, da er nur diejenigen Teile des Kontakt- Rückschluß kann auch aus einem den gesamten Konaufbaus umfaßt, welche am eigentlichen Arbeiten des takt umgebenden Röhrchen bestehen, das dann gleich-Kontaktes, nämlich der Kontaktgabe, beteiligt sind. 50 zeitig eine Art Schutzkappe bildet. Zweckmäßig sieht Dies ist, abgesehen von dem einfacheren konstruk- man eine Einstellmöglichkeit m dem magnetischen tiven Aufbau, ein wesentlicher Vorteil dieser Kon- Rückschhiß vor, beispielsweise eine Veränderbarkeit struktion gegenüber der eingangs erwähnten, zum in einem Luftspalt, um die Symmetrie mit der erfor-Stand der Technik gehörenden Ausführungsf o>rm, bei derlichen Genauigkeit einstellen zu können. Man kann welcher der magnetische Dauerfluß über einen wesent- 55 den magnetischen Rückschluß auch einseitig, also unlich längeren Kreis geführt wird, welcher noch dazu symmetrisch anordnen. Es ergibt sich damit die Mögzwangläufig mehrere Luftspalte außer dem Arbeits- lichkeit, die Betätigung der Umschaltekontaktfeder 4 luftspalt aufweisen muß. Auch ist der magnetische in der einen bzw. der anderen Richtung jeweils von Kreis bei der vorliegenden Konstruktion mit geringst- einem unterschiedlich starken Steuerfluß abhängig zu möglichem magnetischem Widerstand und infolge- 60 machen,
dessen sehr streuungsarm aufgebaut. In den Fig. 3 und 4 ist eine weitere Ausf ührungs-

Abhängig von der Justierung und Steifigkeit der form der Konstruktion dargestellt. Die Umschalte-Kontaktfedern, insbesondere der Umschaltekontakt- kontaktfeder 4 durchsetzt hier mit ihrem unbewegfedcr 4, und der Dimensionierung des Dauer- liehen Teil den Dauermagnet 5. Sie ist also auf der magnets 5 besitzt der Umschaltekontakt im Ruhe- 65 gleichen Seite aus dem Glasröhrchen i herausgeführt zustand entweder eine Mittelstellung, wie in Fig. 1 wie die beiden äußeren Kontaktfedern 2 und 3. Da dargestellt, bei welcher der Kontakt nach beiden bei dieser Ausführungsform die Umschaltekontakt-Seiten geöffnet ist, oder eine seitliche Kipplage. Die feder 4 selbst in dem vom Dauermagnet 5 gelieferten letztere Ausführung zeigt die Fig. 2. Hierbei sind magnetischen Kreis eingeschaltet ist, ergeben sich zwei Fälle zu unterscheiden. Im einen Falle, d. h. bei 70 gegenüber der Konstruktion gemäß Fig. 1 hier wesent-

lieh höhere Ruhekontaktkräfte. Infolgedessen ist diese Ausfühirungsform besonders als Kipprelais geeignet, bei dem unter Voraussetzung symmetrischen Aufbaus die Umschaltekontaktfeder 4 eine seitliche Ruhelage besitzt, wie dies in der Fig. 4 dargestellt ist. Selbstverständlich läßt sich aber auch bei diesem Ausführungsbeispiel infolge unsymmetrischer Justierung der Kontakte eine Vorzugsstellung auf einer Kontaktseite erreichen oder der Umschaltekontaktfeder 4 in der Ruhelage eine Mittelstellung geben. Dieser letztere Fall ist in der Fig. 3 dargestellt.

Der magnetische Rückschluß zur Verstärkung der Wirksamkeit des Steuerflusses läßt sich analog zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 auch bei der in der Fig. 3 dargestellten Konstruktion anbringen. Seine Wirksamkeit ist dann die gleiche. Ebenfalls ist es natürlich auch möglich, diesen magnetischen Rückschluß einseitig anzuordnen, um eine Unsymmetrie in den notwendigen Steuerflüssen zu erzielen.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß die in den Figuren dargestellte Anbringung des Dauermagnets 5 außerhalb des Glasröhrchens keine zwingende Vorschrift ist. Es ist auch möglich, den Dauermagnet innerhalb des Glasröhrchens unterzubringen, insbesondere dann, wenn auf die Verkürzung des magneti- as sehen Kreises besonderer Wert gelegt wird.

Claims (6)

Patentansprüche·.

1. Gepolter Schutzrohrwechselkontakt, bei dem zwischen die äußeren Kontaktfedern ein permanenter Magnet eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der permanente Magnet (5) außerhalb des Sdiutzrohres (1) zwischen den äußeren Kontaktfedern (2, 3) angebracht ist, welche in dem durch den Magnet gegebenen Abstand in das Schutzrohr hineingeführt und erst im Bereich des beweglichen Endes der Umschaltekontaktfeder (4) unter Wahrung des Arbeitsluftspaltes an diese herangeführt sind.

2. Schutzrohrwechselkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltekontaktfeder (4) mit ihrem unbeweglichen Teil den permanenten Magnet (5) durchsetzt (Fig. 3, 4).

3. Schutzrohrwechselkontakt nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen magnetischen Rückschluß (7j 8), welcher die Enden des magnetischen Steuerkreises verbindet.

4. Schutzrohrwechselkontakt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschluß den Kontaktaufbau derart umgibt, daß eine magnetische Symmetrie erzielt ist.

5. Schutzrohrwechselkontakt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftspailte zwischen Rückschluß und Kontaktaufbau einstellbar sind.

6. Schutzrohrwechselkontakt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückschluß einseitig angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 241 771;
USA.-Patentschriften Nr. 2 264 022, 2 245 391.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 8OJ 699/444 12.58