DE1065093B - Elektromagnetische Relais - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektromagnetische Relais, die einen aus einem Flußbügel und einem Kembügel aufgebauten Magneten und einen Anker besitzen, dessen freies Ende zwischen die Pole des Magneten ragt, und die ferner mit einer gemeinsamen Magnetisierungswicklung für den Magneten, und den Anker ausgerüstet sind. Bei diesen Relais sind der Magnet und der Anker bezüglich der Magnetisierungswicklung derart angeordnet, daß der Anker bei Erregen der Wicklung von dem ihm im Ruhezustand zunächst liegenden P'ol des Flußbügels abgestoßen und von dem gegenüberliegenden Pol des Kernbügels angezogen wird.

Bei bekannten Ausführungen dieser Relais werden Teile der Eisenkreise gleichzeitig als elektrische Leiter ausgenutzt. Das geschieht vorzugsweise so, daß ein zu schaltender Stromkreis einerseits über den Anker und andererseits über den Flußbügel bzw. den Kernbügel geführt wird, wobei die obengenannten Teile des Magneten elektrisch voneinander isoliert sind und auch 'der Anker von ihnen elektrisch getrennt ist.

Bei bekannter Ausführung arbeitet ein am Anker angebrachter Kontakt mit einem am Kernbügel angebrachten, den er im angezogenen Zustand berührt, als Arbeitskontakt zusammen. Es ist weiterhin bekannt, auf den Kernbügel einen eigenen Kontaktbügel aufzulegen, der den Gegenkontakt für den Ankerkontakt trägt.

Außer mit den beschriebenen Arbeitskontakten, sind bekannte Relais auch mit Ruhekontakten ausgerüstet. Man hat z. B. am Anker außer der für den Arbeitskontakt erforderlichen Kontaktstelle eine weitere Kontaktstelle angebracht, die im Ruhezustand des Ankers auf einer am Flußbügel angebrachten Kontaktstelle aufliegt, und so einen Ruhekontakt gebildet.

Die zuletzt beschriebene Ruhekontaktbestückung hat verschiedene Nachteile. Während der Kontaktdruck des Arbeitskontaktes durch die Anzugskraft des Magneten aufgebracht wird, muß der Kontaktdruck eines so ausgebildeten Ruhekontaktes durch die zur Ankerrückstellung dienende Feder aufgebracht werden. Da nun der Anker gleichzeitig den magnetischen Fluß leitet, muß bei der Bestimmung seiner Dimensionierung berücksichtigt werden, daß sein Querschnitt zur Führung des Flusses ausreicht, d. h. also, man kann bei einem bekannten¹, als federnde Lamelle ausgebildeten Anker seine Federcharakteristik nur insofern den geforderten Kontaktbedingungen anpassen, als die Bedingung hinsichtlich der Flußführung noch erfüllt wird.

Es hat sich herausgestellt, daß der Kontaktdruck eines solchen Ruhekontaktes in vielen Fällen nicht den geforderten Bedingungen entsprechen kann, da die Berücksichtigung der magnetischen Eigenschaften des Elektromagnetische Relais

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München,
München 2, Wittelsb acherplatz 2

Gundokar Braumann, München,
ist als Erfinder genannt worden

Ankers unabdingbar ist. Man hat diese Schwierigkeit dadurch zu beheben versucht, daß man den Flußbügel aus einem Dauermagnetmaterial herstellt und somit auf den Anker im Ruhezustand durch den Dauerfluß eine gewisse Kraft ausübt. Eine derartige Ausbildung des Relais verteuert den Aufbau nicht unerheblich.

Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Ruhekontaktanordnung ist die starke Prellneigung, da die kinetische Energie des Ankers erst über einen Ausschwingvorgang, in dessen Verlauf der bereits geschloissene Kontakt einmal oder auch mehrere Male wieder geöffnet werden kann, abklinkt. Diese Prellerscheinung läßt sich, wie sich herausgestellt hat, auch durch die Ausbildung des Flußbügels aus Dauermagnetmaterial nicht vollständig unterbinden.

Zweck der Erfindung ist es, einen Ruhekontakt für ein Relais der oben beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die in vorstehendem erwähnten Nachteile nicht auftreten. Erreicht wird dieser Zweck dadurch, daß das Relais erfindungsgemäß eine Kontaktfeder besitzt, die in der Relaisruhelage mit dem den Gegenkontakt für den Ankerkontakt tragenden Bauteil in Berührung steht, und daß diese Berührung in der angezogenen Stellung des Ankers durch den Anker unterbrochen wird.

Die Anordnung läßt sich sowohl bei Relais der beschriebenen Art, bei denen der Gegenkontakt für den Ankerkontakt direkt am Kernbügel angebracht ist, als auch bei solchen Relais, die in bekannter Weise mit einem auf dem Kernbügel aufgelegten Kontaktbügel versehen sind, an dem der Gegenkontakt für den Ankerkontakt angeordnet ist, verwenden.

Die erwähnten Nachteile werden durch die Anordnung vermieden. Die Federcharakteristik der Kontaktfeder kann unabhängig von Überlegungen hinsichtlich

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der Flußführung gewählt und den erforderlichen Bedingungen genau angepaßt werden. Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß sie die Anwendung eines Doppelkontaktes, der hinsichtlich eines einfachen Kontaktes Vorteile besitzt, erlaubt, während die Anbringung eines Doppelkontaktes am Anker, die eine Schlitzung desselben voraussetzen würde, sich hinsichtlich der Flußführung im Anker und damit der Arbeitsweise des Relais nachteilig auswirken würde.

Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal wird die Kontaktfeder bei Relais, deren Einzelteile, wie Flußbügel, Kernbügel, Kontaktbügel und Anker in einen Isolierstoffkörper in bekannter Weise eingeschichtet sind, ebenfalls in einem Schlitz dieses Isolierstoffkörpers durch einfaches Einstecken angebracht.

Es ist vorteilhaft, einen derartigen Isolierstoffkörper mit Vorsprüngen zu versehen, die die Kontaktfeder abstützen. Wie an anderer Stelle näher erläutert, läßt sich so in besonders vorteilhafter Weise ein justierfreier Einbau der Kontaktfeder durchführen, insbesondere dann, wenn sich der Kernbügel auf den gleichen Vorsprüngen abstützt.

Die Erfindung sei im folgenden an Hand des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels eines Relais, das einen Kontaktbügel besitzt und dessen Einzelteile in einen Isolierstoffkörper eingeschichtet sind, näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung ein nur mit einem einzigen Eisenkreis bestücktes Relais, dessen Einzelteile in einen Isolierstoffkörper 1 eingeschichtet sind. Der Isolierstoffkörper ist Teil eines für einen Relaisstreifen mit mehreren Relais dienender Isolierstoffkörpers. Der Kernbügel 2 ist L-förmig ausgebildet und mit seinem langen Schenkel in Rillen in der Führungskammer 3 des Isolierstoffkörpers eingeschoben. Der Flußbügel wird durch ein U-förmiges Bauteil 4 gebildet, dessen beide Schenkel derart in Rillen der Führungskammern 3 und 5 eingeschoben sind, daß der in der Kammer 3 liegende Schenkel neben dem längeren Schenkel des Kernbügels 2 liegt und sich das aus der Kammer 5 herausragende freie Ende des zweiten Schenkels mit dem kurzen Schenkel des Kernbügels außerhalb der Kammer überlappt. Durch die Überlappung wird der Arbeitsluftspalt gebildet. Der Anker 6 ist als Lamelle ausgebildet und liegt derart auf dem in der Kammer 5 liegenden Schenkel des Flußbügels, daß sein freies Ende dem kurzen Kernbügelschenkel gegenüberliegt. Diese Ankerlamelle kann Teil eines U-förmigen federnden Bleches sein, das mit dem Kernbügel in die Kammer eingeschoben ist, oder sie kann auch als starre Lamelle ausgebildet und mit einem L-förmigen federnden Blechstreifen, der zu ihrer Halterung und Rückstellung dient, versehen und mit dem Flußbügel in den Isolierstoffkörper eingeschoben sein. Die Erregungswicklung des Relais ist mit 7 bezeichnet und auf die Führungskammer 5 aufgeschoben. Der Flußbügel ist mit einer Isolierschicht bedeckt.

Auf den Kernbügel 2 ist auf der dem Anker abgewandten Seite ein Kontaktbügel 8 aufgelegt und mit ihm in Rillen der Führungskammer 3 eingeschichtet. Dieser Kontaktbügel ist geschlitzt und ragt mit Abwinklungen 9 und 10 in den Raum zwischen der Führungskammer und der dieser gegenüberliegenden Kante des kurzen Kernbügelschenkels hinein. TJm die Anordnung der Kontakte an diesen Abwinklungen erkennbar zu machen, sind die Abwinklungen abgebrochen gezeichnet, so daß die Kontakte 11 und 12 in der Darstellung zu erkennen sind.

In Rillen der Führungskammer 5 ist nun erfindungsgemäß eine Kontaktfeder 13 derart eingeschichtet, daß sich die Kontakte 11 und 12 des Kontalctes auf ihr abstützen. Die Kontaktfeder ist durch die Führungskammer hindurchgeführt und ragt an deren rückwärtigen Seite mit einer Lötfahne 14 aus ihr heraus.

Die Kontaktfeder ist in ihrem vorderen Ende mit seitlichen Ansätzen versehen, die einmal ihre richtige Lage beim Hineinschieben in die Rillen bestimmen und sich andererseits auf Ansätzen 15 und 16 am vorderen Rande der Führungskammer 5 abstützen.

Wie die Darstellung erkennen läßt, stützt sich auf diesen Ansätzen, und zwar auf der gleichen Auflagefläche der Ansätze, die für die Feder benutzt werden, auch der Kernbügel ab. Die Feder liegt also auf jeden Fall mit dem Kernbügel auf einer Ebene. Es treten also keine Toleranzen auf.

Die Wirkungsweise des Ruhekontaktes soll an Hand der Fig. 2 und 3 erläutert werden, die in einem Ausschnitt das Relais einmal im unbetätigten und einmal im betätigten Zustand zeigen. Die Bauteile sind entsprechend der Bezifferung in Fig. 1 bezeichnet.

Fig. 2 zeigt die Anordnung im unbetätigten Zustand des Relais. Der Anker 6 liegt flach auf dem Flußbügel 4 auf. Er ist mit einer walzenförmigen Kontaktstelle 17 versehen. Die Kontakte des Kontaktbügels 8 stützen sich auf der Kontaktstelle der Kontaktfeder 13 ab. Es ist also in diesem Zustand des Relais ein Stromkreis geschlossen, die von dem Kontaktbügel 8 über die Kontaktfeder 13 führt.

Wie Fig. 3 erkennen läßt, trifft der Kontakt 17 des Ankers, wenn dieser Anker vom Kernbügel 2 angezogen ist und an diesem anliegt, auf die Kontakte des Kontaktbügels und hebt diese von der Kontaktfeder 13 ab. Der eben erwähnte Stromkreis wird also unterbrochen und ein neuer Stromkreis geschlossen, der vom Anker über den Kontaktbügel 8 führt.

Die beschriebene und dargestellte Ruhekontaktanordnung arbeitet praktisch prellfrei. Die Masse des Ankers 6 ist größer als die des Kontaktbügels 8. Wie die Darstellung erkennen läßt, wird die Ankeranzugskraft im Kontaktbügel gespeichert und von diesem zur Rückstellung des Ankers abgegeben, wenn die Erregung abgeschaltet wird. Diese gespeicherte Kontaktkraft ist größer als die Rückstellkraft der Ankerrückstellfeder. Der Anker 6 führt somit den Kontaktbügel beim Abfall gedämpft, also· nicht spontan, auf die Kontaktfeder 13. Der Anker selbst fällt in seiner Ruhelage weiter ohne auf den Ruhekontakt noch Einfluß nehmen zu können. Die verbleibende kinetische Energie im Kontaktbügel führt nicht zu Prellungen des Ruhekontaktes, sondern verbraucht sich, wie sich herausgestellt hat, durch Ausschwingen des hinteren Endes des Kontaktbügels 8 in einer gedämpften Schwingung um seine Ruhelage und zum Teil in Kontaktreibung, ohne daß dieser Ausgleich zur Kontaktöffnung führt.

Es sei noch vermerkt, daß die Kontaktstellen vorteilhaft in bekannter Weise mit Edelmetallauflagen versehen werden.

Die Erfindung läßt selbstverständlich Abwandlungen von dem dargestellten Beispiel zu. Wie leicht einzusehen ist, läßt sie sich auch bei Relais der beschriebenen Art, die nicht durch Einschieben der Einzelteile in einen Isolierstoffkörper, sondern, durch Schichten montiert sind, verwirklichen. Es ist weiterhin selbstverständlich, daß sie sich nicht nur bei der dargestellten Ausbildung der Einzelteile der Eisenkreise und des Kontaktbügels, sondern auch bei einer davon abweichenden Ausbildung anwenden läßt. Es kann bei-

Claims (8)

spielsweise der Flußbügel in bekannter Weise E-förmig, der Kernbügel U-förmig und auch der Kontaktbügel U-förmig mit entsprechend angeordneten Kontaktansätzen ausgebildet sein. Weiterhin sind natürlich andere Ausbildungen der Kontaktfeder möglich. Es ist z. B. möglich, die Kontaktfeder zu schlitzen und dadurch beide Kontaktstellen völlig unabhängig voneinander zu machen. Auch die Abstützung der Kontaktfeder ist an sich nicht erforderlich. Sie kann selbstverständlich auch frei aus der Führungskammer heraustreten. Naturgemäß sind auch außer den eben erwähnten noch andere Ausbildungsformen im Rahmen der Erfindung möglich. Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Relais mit einem aus einem Flußbügel und einem Kernbügel aufgebauten Magneten, einem Anker, der mit seinem freien Ende zwischen die Pole des Magneten hineinragt und mit einer gemeinsamen Magnetisierungswicklung für den Magneten und den Anker, wobei letzterer als elektrischer Leiter ausgenutzt wird und in seinem angezogenen Zustand durch Berührung eines Gegenkontaktes einen Stromkreis schließt, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais eine Kontaktfeder (13) besitzt, die in der Relaisruhelage mit dem den Gegenkontakt für den Ankerkontakt tragenden Bauteil (8) in Berührung steht, und daß diese Berührung in der angezogenen Stellung des Ankers durch den Anker unterbrochen wird.

2. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, das einen auf den Kernbügel aufgelegten Kontaktbügel besitzt, der den Gegenkontakt für den Ankerkontakt trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (13) in der Ruhelage des Relais mit dem Kontakt (Il_j 12) des Kontaktbügels (8) in

Berührung steht und derart angeordnet ist, daß der Ankerkontakt (17) beim Anzug des Ankers den Kontakt des Kontaktbügels (11, 12) von der Kontaktfeder (13) abhebt.

3. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Einzelteile in einen vorzugsweise gleichzeitig die Magnetisierungswicklung tragenden Isolierstoffkörper eingeschichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (13) in eine Führung des Isolierstoffkörpers (1) eingeschoben ist.

4. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (13) an ihrem vorderen, die Kontaktstelle bildenden Ende seitlich verbreitert ist.

5. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Ansätze der Kontaktfeder (13) sich auf Vorsprüngen (15, 16) des Isolierstoffkörpers (1) abstützen.

6. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernbügel (2) auf der gleichen Auf lagefläche der Vorspränge (15, 16) aufliegt, auf der sich die Ansätze der Kontaktfeder (13) abstützen.

7. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstelle der Kontaktfeder durch Schlitzung ihres freien Endes als Doppelkontakt ausgebildet ist.

8. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstelle des Kontaktbügels durch Schlitzung desselben als Doppelkontakt ausgebildet ist und sich an einem in Richtung der Kontaktstelle der Kontaktfeder (13) verlaufenden Ansatz des Bügels befindet, wobei die Schlitzung des Ansatzes (9, 10) sich in den Kontaktbügel (8) hinein fortsetzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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