DE1068813B

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Info

Publication number: DE1068813B
Application number: DENDAT1068813D
Authority: DE
Priority date: 1957-07-25
Publication date: 1959-11-12
Also published as: US3030468A; BE569688A; GB838193A; CH349702A

Description

D EUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais mit in unmagnetischen Gehäusen (Schutzrohren) angeordneten Ankerkontakten (Reed-Kontakten), die seitlich einer gemeinsamen Magnetspule öder eines gemeinsamen Dauermagneten angeordnet sind und in dem von diesem Magneten erzeugten Magnetfeld parallel liegen.

Derartige Anordnungen sind bekannt (deutsches Patent 964 703). Die Anschlußenden der Ankerkontaktfedern sind dabei elektrisch isoliert und magnetisch leitend an seitlich abgewinkelten Kernverlängerungsstücken des gemeinsamen Spulenkernes befestigt. Diese bekannten Anordnungen besitzen den Nachteil, daß die Befestigung der aus den Schutzrohren herausragenden Kontaktfederenden aufwendig ist. Außerdem besteht die Gefahr, daß je nach Größe des Querschnitts der Verlängerungsstücke eine Verminderung des magnetischen Flusses eintritt. Es tritt nun oft die Forderung auf, insbesondere bei Koordinatenschaltern und Schrittschaltwerken, die von Relais mit Ankerkontakten gebildet werden, daß die Ankerkontakte in verschiedenen Kombinationen, d. h. nicht nur alle Ankerkontakte eines Relais gleichzeitig, betätigt werden. Hierzu ist eine Anordnung bekannt (USA.-Patent 2 187 IIS), bei der jeder Ankerkontakteinheit eine individuelle Spule und allen zusätzlich eine gemeinsame Spule zugeordnet sind. Jeder Ankerkontakt wird somit von zwei Magnetfeldern gesteuert. Die Anordnung ist dabei so ausgelegt, daß der Ankerkontakt jeweils betätigt bleibt, wenn eine der beiden für diesen Kontakt wirksamen Spulen aberregt und die Erregung der anderen Spule auf die Hälfte der ursprünglichen Erregung abgesunken ist. Diese bekannten Anordnungen sind, abgesehen von einer ungünstigen Magnetflußführung durch eine hohe Zahl an Luftspalten, in konstruktiver Hinsicht sehr aufwendig, insbesondere in ihren äußeren Abmessungen sehr groß. Dies ist vor allem darin zu sehen, daß die gemeinsame Spule sämtliche Ankerkontakte umgibt. Ein aus derartigen Relaiseinheiten gebildeter Koordinatenschalter würde daher einen verhältnismäßig großen Raum einnehmen.

Diese Nachteile werden gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß der gemeinsame, eine magnetische Vorerregung aller Ankerkontakte bewirkende Magnet von den Ankerkontakten in der Weise umgeben ist, daß die Längsachsen der individuellen Erregerspulen parallel und in gleichem Abstand von der Längsachse des gemeinsamen Magneten angeordnet sind.

Vorteil der Erfindung ist, daß die Wirkung des gemeinsamen Magneten wesentlich größer ist als bei den bekannten Anordnungen und damit auch die Empfindlichkeit des Relais.

Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung ist das

Relais mit in Schutzrohren angeordneten Ankerkontakten

Anmelder: International Standard Electric Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt, Stuttgart-Zuffenhausen, Hellmuth-Hirth-Str. 42

Beanspruchte Priorität: Niederlande vom 25. Juli 1957

Jules Louis Joseph Donceel und Marnix Mus, Antwerpen (Belgien), sind als Erfinder genannt worden

Magnetfeld des gemeinsamen Magneten in Flußleitblechen geführt, die auf der Stirnseite des gemeinsamen Magneten angeordnet sind und parallel zu den Schutzrohren bis nahe an die Ankerkontaktstellen her anreichen. Der gemeinsame Magnet kann ein Stah- magnet oder eine Magnetspule mit Kern sein. Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung dienen die Flußlei tschalen gleichzeitig zur Halterung der Ankerkontakte, indem diese in öffnungen der Flußleitschalen magnetisch leitend und elektrisch isoliert angeordnet siiid. Zur besseren Magnetfluß führung ist es zweckmäßig, den Zylindermantel der Flußleitschalen durch Längsschlitze derart zu unterbrechen, daß die einzelnen Mantelteile den Ankerkontakten gegenüberstehen.

Die Erfindung wird an Hand eines in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Seitenansicht eines Relais gemäß der Erfindung entlang der Mittelachse im Schnitt, Fig. 2 die Draufsicht der Anordnung gemäß Fig. 1 und

Fig. 3 die schematische Draufsicht einer weiteren Anordnung der Ankerkontakte eines Relais gemäß Fig. 1.

Das in Fig. 1 dargestellte Relais mit in Schutzrohren 4 und 4' angeordneten Ankerkontakten 7 und T besteht aus einem zentralen Kern 1, auf dem eine Spule 2 angeordnet ist. Der Kern 1 und die Spule 2 sind teilweise durch zwei Flußleitschalen 3 und 3 um-

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spannt. Diese Schalen sind zylinderförmig mit einer offenen Seite ausgebildet und stehen sich mit diesen offenen Stirnseiten gegenüber. Mehrere zylinderförmige Schutzrohre 4 und 4' umgeben die zentrale Spule 2. Die ihnen zugeordneten individuellen Spulen 5 können direkt auf dem Glasrohr 6 aufgewickelt sein. Die Kontaktfedern 7 und 7' eines Ankerkontaktes 4 sind in bekannter Weise ausgebildet und werden von Magnetfeldern beeinflußt. Die Flußleitschalen 3 und 3' sind gemeinsam mit Befestigungskappen 8 und 8' aus geeignetem Isoliermaterial mittels der Schrauben 10 und 10' mit dem zentralen Kern 1 verbunden. In den Befestigungskappen sind die Ankerkontakte in Schlitzen 9 angeordnet und gegen Verschieben in Längsrichtung gesichert. In der unteren Befestigungskappe 8' sind zusätzlich Lötanschlüsse 11 zum Anschluß der Drähte der Spulen 2 und 5 vorgesehen. Werden in dieser Befestigungskappe 8' noch weitere Lötanschlüsse für die elektrischen Verbindungen der Kontaktfedern 7 angeordnet, so sind alle Anschlußkontakte auf einer ao Seite des Relais angebracht, so daß dieses steckbar ausgeführt werden kann.

Der von der gemeinsamen Spule 2 erzeugte Magnetfluß dient nicht nur dazu, einen oder mehrere Ankerkontakte in ihrer Arbeitsstellung zu halten, sondern »5 auch zur Unterstützung der Kontaktbetätigung, d. h. es wird durch die Spule 2 eine Vormagnetisierung der Kontaktfedern bewirkt. Dadurch ist es möglich, die Ankerkontakte in verschiedenen Kombinationen zu betätigen. Die maximale Amperewindungszahl der Spule 2 ist hierbei so zu wählen, daß durch die Vorerregung keiner der Ankerkontakte betätigt wird. Andererseits ist aber die minimale Amperewindungszahl dadurch bestimmt, daß auch derjenige Ankerkontakt nach Abschaltung seiner individuellen Erregung noch betätigt bleibt, dessen Federspannung von allen Ankerkontakten in deren Arbeitsstellung am größten ist. Versuche haben gezeigt, daß die beste Bemessung der gemeinsamen Spule gerade deswegen zwischen den beiden Extremwerten der Amperewindungszahlen liegt, weil die einzelnen Ankerkontakte unterschiedliche Empfindlichkeit besitzen können, obwohl sie alle im gleichen Abstand von der gemeinsamen Spule 2 angeordnet sind. So ergeben sich beispielsweise bei einem Verhältnis in der Größenordnung von zwei oder mehr zwischen den erforderlichen maximalen und minimalen Amperewindungszahlen keinerlei Schwierigkeiten zur Erlangung eines Zwischenwertes, z. B. eines geometrischen Mittels, das für verschiedene Toleranzen passend ist. Hierzu gehören die zulässigen Toleranzen der go individuellen Spulen, die Toleranz des Gleichstromwiderstandes dieser Spulen und die Toleranz der Spannungsquelle, von der die Steuerimpulse abgenommen werden.

Andere Faktoren, die die Wahl des Zwischenwertes der Amperewindungszahlen bestimmen, sind der minimale Druck, der nötig ist, um die einzelnen Ankerkontakte zu schließen, ein unbeabsichtigtes Schließen jedoch zu verhindern, der notwendige Minimaldruck zum öffnen eines durch die Wirkung der gemeinsamen Spule 2 geschlossen gehaltenen Ankerkontaktes, und der maximale Gleichstromwiderstand eines derart geschlossen gehaltenen Ankerkontaktes. Prüfungen haben bestätigt, daß diese beiden Drücke sowie der Widerstand ansteigen, wenn der Wert der gemeinsamen Amperewindungszahl abnimmt. Es sei bemerkt, daß die Anordnung der gemeinsamen Haltevorrichtung in der Mitte des Relais besonders vorteilhaft ist, da hierdurch eine Vielzahl Ankerkontakte mit ihren Spulen auf kleinem Raum untergebracht werden kann. Die

Vorerregerspule und die Haltevorrichtung sind dabei in dem Raum untergebracht, der ohnedies vorhanden ist, wenn drei oder mehr Ankerkontakte um eine zentrale Achse angeordnet werden. Der Durchmesser des zentralen zylindrischen Zwischenraumes zwischen den Schutzrohren wird selbstverständlich größer mit steigender Zahl der Schutzrohre. Der Durchmesser dieses Zwischenraumes ist gleich dem Durchmesser des Schutzrohres, wenn sechs Ankerkontakte verwendet werden, und größer, wenn diese Zahl größer ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die axiale Ausdehnung der Flußleitschalen 3 und 3' so gewählt, daß ein maximaler Effekt durch die zentrale Magnetspule 2 erzielt wird. Eine Verkürzung dieser Schalen würde eine Reduzierung dieses Effektes bewirken, während andererseits eine Verlängerung derselben zu einem magnetischen Kurzschluß führt. Wie gezeigt, dehnen sich die Flußleitschalen 3 und 3' auch über einen wesentlichen Teil der Ankerkontakte 4 und 4' aus, außer in ihrem zentralen Gebiet, in welchem die beiden Kontaktfedern 7 und 7' einen Arbeitsluftspalt bilden. Dadurch wird ein magnetischer Kurzschluß für die Ankerkontakte vermieden.

Die Ausführung der Flußleitschalen 3 und 3' ist nicht auf das in Fig. 1 gewählte Beispiel beschränkt, sondern kann gegebenenfalls den günstigen wirtschaftlichen Herstellungsbedingungen angepaßt werden.

In Fig. 2 ist eine abgeänderte Form der Flußleitschalen gezeigt, die jeweils aus einer Platte geeigneten Metalls für den besonderen Fall mit sechs Ankerkontakten geformt ist. Eine zentrale Halterung 12 ist für die Befestigung der Flußleitschalen auf dem Kern 1 vorgesehen. In den öffnungen 13 sind die Ankerkontakte befestigt. Die abgewinkelten Schenkel 14 sind von einer solchen Länge, daß eine zylinderähnliche Anordnung analog den Flußleitschalen 3 und 3' nach Fig. 1 entsteht, die auf ihrer einen Stirnseite offen ist. Wichtig ist, daß die so gebildeten Flußleitschalen die gemeinsame Spule 2 nicht vollständig umgeben. Andererseits umgreifen die abgewinkelten Schenkel 14 nicht nur die zentrale Spule 2, sondern auch die einzelnen Ankerkontakte 4 und deren Spulen 5. Eine solche Anordnung ist wirksamer als eine Anordnung, bei der die Flußleitbleche innerhalb der Ankerkontakte angeordnet sind (wie in Fig. 1). Durch die Ausbildung der Flußleitbleche mit abgewinkelten Schenkeln wird bereits ein guter Effekt erzielt, so daß für die Anordnung nach Fig. 2 auch ein kleiner Durchmesser gewählt werden kann. Dies ist durch die gestrichelt gezeichneten Schenkel 14' gekennzeichnet. Hierbei liegen die Schenkel 14' wiederum innerhalb der Ankerkontakte.

Die Fig. 3 zeigt schematisch, in welcher Form sechs Ankerkontakte um eine zentrale Befestigungseinrichtung angeordnet sein können, wenn der Durchmesser der Flußleitschalen 3' etwas größer als der Schutzrohrdurchmesser ist. Ist die Zahl der Ankerkontakte nicht so groß, daß sie sich bei ihrer Anordnung um die Flußleitschalen gegenseitig berühren, so ist es nicht erforderlich, daß die Abstände zwischen den Ankerkontakten gleich sind. Wie in Fig. 3 gezeigt, sind die sechs Ankerkontakte 4 in zwei Gruppen zusammengefaßt, so daß die Befestigungskappen (8 in Fig. 1) in bekannter Weise rechteckig ausgeführt werden können. Dies bedeutet für den Zusammenbau mehrerer solcher Relaiseinheiten einen Vorteil. Die für die Ankerkontakte 4 und 4' notwendigen Befestigungsschlitze 16 sind auf dem Außenkreis tangential zu diesen angeordnet, so daß die Kontaktfedern magnetisch parallel liegen. Die rechteckigen öffnungen 15 dienen zur Auf-

Claims

xhinc von Lötöse» für die individuellen Spulen 5 und e Kotitaktfedern 7. PATENTANSPRÜCHE:

1. Relais mit parallel zueinander und in Schutzrohren angeordneten Ankerkontakten, die durch individuell zugeordnete Magnetspulen und durch einen allen Kontakten gemeinsamen Magneten in verschiedenen Schaltkombinationen steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame, eine magnetische Vorerregung aller Ankerkontakte (4) bewirkende Magnet (1, 2) von den Ankerkontakten (4) in der Weise umgeben ist, daß die Längsachsen der individuellen Erregerspulen (5) parallel und in gleichem Abstand von der Längsachse des gemeinsamen Magneten (1, 2) angeordnet sind.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld des gemeinsamen Magneten (1, 2) in Flußleitschalen (3) parallel zu den Schutzrohren (4) bis nahe an die Ankerkontakt- ao stellen geführt ist.

3. Relais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flußleitschalen (3) auf dem gemeinsamen Magneten (1, 2) befestigt sind und zwischen dem Magneten (1, 2) und den Ankerkontakten (4) angeordnet sind.

4. Relais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flußleitschalen (3) zylinderförmig ausgebildet sind.

5. Relais nach Anspruch 1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Zylindermantel der Flußleitschalen (3) durch Längsschlitze derart unterbrochen ist, daß die einzelnen Mantelteile (14) den Ankerkontakten (4) gegenüberstehen.

6. Relais nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flußleitschalen (3) sowohl den gemeinsamen Magneten (1, 2) als auch die Ankerkontakte (4) umgreifen.

7. Relais nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Magnet (1, 2) ein stabförmiger Dauermagnet ist.

8. Relais nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Magnet aus einer Magnetspule (2) und einem Magnetkern (1) besteht.

9. Relais nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Dauermagneten oder dem Spulenkern (1) stirnseitig Halteplatten (8, 8') für die Ankerkontakte (4) angeordnet sind.

10. Relais nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatten (8) aus Isoliermaterial bestehen.

11. Relais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flußleitschalen (3) gleichzeitig zur Halterung der Ankerkontakte (4) dienen, indem diese in öffnungen (13) der Flußleitschalen (3) magnetisch leitend und elektrisch isoliert angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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