DE1094367B - Elektromagnetisches Drehanker-Relais - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais mit einem mit einem Elektromagneten zusammenwirkenden Anker, welcher bei Erregung des Elektromagneten eine Drehung um eine Achse ausführt und dadurch das öffnen bzw. Schließen eines oder mehrerer Kontaktpaare bewirkt.

Es ist Zweck der Erfindung, ein elektromagnetisches Relais für elektrische Steueranlagen, beispielsweise ferngelenkte Raketen, zu schaffen, dessen Gewicht und Abmessungen möglichst klein sind und welches aus einer geringen Anzahl von Einzelbauteilen besteht. Da derartige Relais regelmäßig erheblichen Vibrationen, Schwingungen, Erschütterungen oder Beschleunigungskräften ausgesetzt werden, ist es ferner wichtig, daß der Anker leicht in mecha- *5 nisches Gleichgewicht gebracht und in diesem gehalten werden kann.

Es sind zwar bereits elektromagnetische Relais bekannt, bei welchen der Anker ausbalanciert werden kann, jedoch bestehen diese aus einer erheblichen Anzahl von Einzeldrehteilen und sind somit nur unter erheblichen Schwierigkeiten zusammenzubauen und genau einzuregeln. Aus der Vielzahl der Einzelteile ergeben sich außerdem erhebliche Baukörpermaße, die einen Einbau des elektromagnetischen Relais in Steueranlagen, wie sie beispielsweise für ferngelenkte Raketen Verwendung finden, erschweren. Auch erfordert der Zusammenbau der Einzelteile der bekannten elektromagnetischen Relais eine große technische Geschicklichkeit, wodurch erhebliche Herstellungskosten für jedes Einzelrelais entstehen.

Die Nachteile dieser bekannten Relais werden erfindungsgemäß in erster Linie dadurch vermieden, daß der Anker aus einem im wesentlichen flachen Streifen aus magnetischem Material besteht und in seiner Mitte durch einen Drehstab gehalten ist, derart, daß nur das eine Ende des Stabes am Rahmen des Relais fest, das andere Ende jedoch lose ist, während der Stab in der Nähe des Ankers durch die Bohrung eines Zwischenbauteils frei hindurchgeführt ist, der am Relaisrahmen sitzt, und daß der oder die beweglichen Kontakte federnd auf einem Träger am Rahmen befestigt sind und in Wirkverbindung mit dem Anker kommen, jedoch mit diesem nicht starr verbunden sind.

Es sind zwar schon Drehstäbe in Uhren oder anderen Meßinstrumenten verwendet worden, ihre Anwendung bei elektromagnetischen Relais ist jedoch noch nicht bekannt. Offenbar werden die Drehstäbe bei dem bekannten Verwendungszweck auch nicht durch einen Führungsbauteil gehalten, sondern sie stützen sich in herkömmlicher Weise in Lagern, z. B. auf Steinen, ab. Weiterhin ist es bekannt, den Drehstab an seinem einen Ende an einem starren Halter Elektromagnetis dies Drehanker-Relais

Anmelder:
Ericsson Telephones Limited, London

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,
Siegen, Oranienstr. 14

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 3. Mai 1957

Lionel Sparke Distin, Beeston, Nottingham

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

zu befestigen, während sein anderes Ende von einem Rohr gehalten wird, welches den Drehstab umgibt und sich nach dessen Mitte hin erstreckt, wo es als Lager für ein Rad dient. Dabei ist das Rohr, und nicht der Drehstab selbst, durch eine öffnung in einem Halter bzw. Stoßfänger geführt, der sich in der Nähe des Rades, und zwar in der Mitte des Drehstabes, befindet. Durch diese bekannte Anordnung soll erreicht werden, daß der Schwerpunkt des Drehstabes mi-t seinem Mittelpunkt zusammenfällt oder sich ziemlich nahe diesem Mittelpunkt befindet. Auch soll diese Anordnung ein Durchbiegen des Drehstabes unter Kräften, die senkrecht auf die Stabachse einwirken, hintanhalten. Eine derartige Anordnung eignet sich nicht für die Herstellung von Kleinstrelais.

Demgegenüber stellt die vorliegende Kombination der besonders einfachen Ankerbefestigung in Verbindung mit dem aus zwei Einheiten herstellbaren Relaisauftau und deren resultierendes Zusammenwirken eine beträchtliche Vereinfachung dar.

Die Verwendung von Drehstäben, die an beiden Enden gehalten sind und deren wirksame Länge veränderlich ist, ist ebenfalls bekannt. Ferner ist bekannt geworden, die beiden Hälften eines Torsionsstabes als Stromadern für getrennte Steuerkreise zu verwenden. Alle diese bekannten Anordnungen stellen aber keine Lösung des der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Problems dar. Sie befassen sich nämlich nicht mit der Schaffung eines leicht und einfach einzuregelnden und zusammenzubauenden Relais.

In Weiterentwicklung des Erfindungsgedankens kann der Führungsbauteil an derjenigen Seite des Ankers vorgesehen werden, welche dem am Rahmen befestigten Ende des Drehstabes entfernt liegt. Dabei ist es noch besonders vorteilhaft, wenn ein weiterer Führungs-

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bauteil, welcher vom erstgenannten Führungsbauteil mit Abstand angeordnet ist und ebenfalls eine öffnung aufweist, vorgesehen werden kann, wobei durch dessen öffnung der Drehstab frei hindurchgeführt werden kann.

Gemäß einem weiteren wesentlichen Erfindungsmerkmal kann der Anker eingeschlitzt und so geformt werden, daß er eine öffnung bildet, durch welche der Drehstab hindurchgeführt und in welcher er gehalten werden kann.

Der Anker kann Stifte aufweisen, die an ihm befestigt sind und von diesem etwa parallel zum Drehstab verlaufend wegrageri, wobei diese Stifte mit Kontaktfedern in Wirkverbindung stehen können.

Es ist auch besonders vorteilhaft, wenn der Elektromagnet einen fast U-förmigen Kern besitzt, der eine Wicklung auf jedem seiner beiden Schenkel aufweist, wobei der Kern durch öffnungen im Rahmen und durch öffnungen in dem Querbauteil aus nichtmagnetischem Material hindurchgeführt wird und sich die Wicklungen zwischen dem Rahmen und den Querbauteilen befinden. Einem anderen Erfindungsmerkmal zufolge kann der Elektromagnet Pole von zylindrischer Form aufweisen, und die Enden des Ankers können in ähnlicher Weise wie die mit ihnen zusammenwirkenden Pole gebogen sein.

Schließlich besteht die Erfindung noch darin, daß der Rahmen, der Drehstab, der Anker und der Elektromagnet eine Bauteileinheit bilden, während die andere Einheit aus den Kontaktfedern und den zugehörigen Ruhe- und Arbeitskontakten besteht. Die Federbauteilgruppe kann dabei eine Grundplatte aus Isolierstoff aufweisen, welche eine Anzahl von Stiften oder Stäbchen besitzt, die an ihr befestigt sind und von denen zwei Paare dieser Stifte die Ruhe- und Arbeitskontakte bilden, während zwei weitere Stifte jeweils mit dem einen Ende der Kontaktfedern starr verbunden sind.

Die Erfindung soll nunmehr an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert werden, und zwar zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von Einzelbauteilen einer Ausführungsform, und zwar in einem auseinandergenommenen Zustand, während die

Fig. 2 und 3 jeweils Flächenansichten einer abgeänderten Anker- und Kontaktbauteilgruppe im Ruhe- und im Arbeitszustand wiedergeben, wobei die abgeänderte Anker- und Kontaktbauteilgruppe an Stelle der in Fig. 1 veranschaulichten Bauteilgruppe verwendet werden kann.

Wie Fig. 1 zeigt, hat der Relaisrahmen die Form eines Bauteils 10, welcher U-förmig umgebogen ist, wobei seine beiden Endstücke nach innen gebogen sind, um so die Ansatzstücke 11 zu bilden. Der waagerechte Teil 12 des Rahmens ist mit einer öffnung 13 versehen, in welcher das eine Ende 14' eines Beryllium-Kupfer-Drehstabes 14 gehalten wird, beispielsweise durch Ringstanzen oder -prägen oder durch Punktschweißen.

Ein Anker 15, welcher die Form einer nahezu rechteckigen flachen Platte aus Weicheisen oder einem anderen geeigneten magnetischen Material aufweist, ist bei 16 eingeschlitzt und, wie dargestellt, aufgebogen, wodurch man eine öffnung erhält, durch welche der Drehstab 14 hindurchführt. Der Anker ist in der Nähe des unteren Endes des Drehstabes durch Punktschweißung oder in sonstiger Weise befestigt. Die untere Verlängerung des Drehstabes 14 führt durch ein Loch 17 in einem Querrahmenbauteil 18 aus nichtmagnetischem Material hindurch, welcher die Form einer flachen rechteckigen Platte hat, deren Enden so abgeschnitten oder ausgeklinkt sind, daß Ansätze 19 entstehen, welche mit Schlitzen 20 im Rahmen 10 in Verbindung zu bringen sind. Dieser Bauteil 18 dient als Führung für den Drehstab 14.

Ein Weicheisenstab 21 von kreisförmigem Querschnitt ist in die dargestellte Form gebogen und bildet einen U-förmigen Magnetkern. Der Kern sitzt im Gleitsitz in den Löchern 22 im Teil 12 des Rahmens

ίο und in den Löchern 23 im Querbauteil 18. Spulen 24, welche auf die Formstücke 24' aufgewickelt sind, sind rund um die Schenkel des Kerns 21 und innerhalb des Rahmens 10 vorgesehen.

Die bisher beschriebenen Einzelbauteile können dadurch zusammengebaut werden, daß das Ende 14' des Drehstabes 14 im Loch 13 befestigt wird, wobei der Anker 15, wie dargestellt, in der Ebene des Kerns 21 liegt. Daraufhin wird der Bauteil 18 in die vorgeschriebene Stellung gebracht, wobei sich das untere Ende des Drehstabes 14 im Loch 17 und die Ansätze 19 in den Schlitzen 20 befindet. Die Ansätze werden daraufhin in den Schlitzen durch Punktschweißen oder durch Vernieten der Ansatzenden befestigt. Dann werden die die gewickelten Spulen aufweisenden Formstücke 24' in die vorgeschriebene Stellung innerhalb des Rahmens 10 gebracht, und der Kern 21 wird durch die Löcher 22, die Spulenformstücke 24' und die Löcher 23 hindurchgeführt, wobei der Anker 15 ein wenig verdreht wird, so daß die Enden 25 des Kerns durchgesteckt werden können und längsseits des Ankers anliegen.

Eine Federbauteilgruppe besteht aus einer flachen rechteckigen Grundplatte 26 aus Isolierstoff, welche zwei Kontaktbauteilpaare 27, 28., welche die Form starrer Stäbchen haben, aufweist, die durch Löcher in der Grundplatte hindurchgeführt und in dieser befestigt sind. Zwei bewegliche Kontaktbauteile weisen jeweils einen federnd nachgiebigen Bauteil 29 auf, beispielsweise aus Silber-Bronze-Legierung oder aus Beryllium-Kupfer-Legierung, welcher durch Punktschweißen an einem starren Stäbchen 30 befestigt ist, welches durch ein Loch in der Grundplatte 26 hindurchgeführt und in dieser befestigt ist. Die Bauteile 29 sind so angeordnet, daß sie normalerweise auf den Ruhekontaktbauteilen 28 liegen.

Der Anker 15 weist zwei Betätigungsstifte 31 aus Isolierstoff auf, welche am Anker befestigt sind und von diesem nach unten wegragen. Wenn der Rahmen

10 auf der Grundplatte 26 aufgebracht ist, wobei die Ansätze 11 auf der Oberfläche der Grundplatte 25 liegen, ist jeder der Stifte 31 so angeordnet, daß er auf einem der federnd nachgiebig befestigten Kontaktherstellungsbauteile 29 liegt, wobei der Anker gedreht wird, und zwar durch Drehen des Drehstabes 14 um einen kleinen Winkel, um dadurch die Stifte 31 hinter die Bauteile 29 zu bringen, d. h. auf die gleiche Seite, wo sich die Stäbchen 28 befinden. Die Ansätze

11 werden bei diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise durch Schrauben 32, welche in Löcher 33 eingreifen, an der Grundplatte 26 befestigt.

Ist das Relais nicht betätigt, so werden die Bauteile 29 auf Grund ihrer Federkraft gegen die geringe Torsionskraft, welche durch den Drehstab 14 ausgeübt wird, auf den Ruhekontakten 28 gehalten. Die Enden des Ankers 15 sind dann mit Abstand von den Enden 25 des Kerns angeordnet. Wenn die Spulen 24 erregt werden, wird der Anker vom Kern angezogen, und die Stifte 31, welche mit den Kontaktbauteilen 29 in Wirkverbindung stehen, bringen die letzteren in Kontaktberührung mit den Kontaktbauteilen 27.

Zwei weitere Stäbchen 34 sind durch Löcher in der Grundplatte 26 hindurchgeführt und in diesen befestigt. Die Enden der Wicklungen 24, welche in Reihe geschaltet sein können, werden mit den oberen Enden der Stäbchen 34 verbunden.

Die Grundplatte 26 kann aus einem geeigneten Kunstharz hergestellt werden, und die Stäbchen 27,28 und 34 können darin durch ein geeignetes Formgebungsverfahren eingebettet werden. Die unteren Enden dieser Stäbchen 27, 28 und 34 können als Lötanschlußstellen verwendet werden, oder sie können so ausgebildet sein, daß sie in geeignete, mit ihnen zusammenwirkende Steckerkontakte eingestöpselt werden können.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform kann, um dem unteren Ende des Drehstabes 14 einen weiteren Halt zu geben, dieser Stab sich nach unten erstrecken und durch ein Loch 35 in einem L-förmigen Ausleger 36, welcher, wie in gestrichelten Linien angedeutet ist, am Bauteil 18 befestigt ist, hindurchgeführt werden.

Bei einer weiteren, in den Fig. 2 und 3 dargestellten abgeänderten Ausführungsform ist der Anker 15' fast S-förmig gebogen. Dadurch sind die Enden des Ankers ähnlich wie die mit ihnen zusammenwirkenden Pole 25 gebogen. Die relativen Stellungen der zusammenwirkenden Teile in den Ruhe- und Arbeitszuständen sind diesen Figuren jeweils zu entnehmen. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele haben den Vorteil, daß einerseits die magnetische Betätigungsvorrichtung, welche die Teile 10, 21, 24, 18, 14, 15 aufweist, und andererseits die Federbauteilgruppe, welche aus der Grundplatte 26 und den auf ihr befestigten Teilstücken besteht, als getrennte Einheiten zusammengebaut und eingestellt werden können, und zwar ehe sie endgültig zusammengebracht werden. Dadurch wird eine beträchtliche Zeitersparnis bei der Gesamtherstellung erzielt, da beide Bauteileinheiten gleichzeitig zusammengebaut und eingestellt werden können.

Das vollständig zusammengebaute Relais kann in einem geeigneten, hermetisch verschlossenen oder staubdichten Behälter bekannter Bauart untergebracht werden.

Um nach Abschalten der Erregung die Neigung des Ankers, an den Enden 25 des Kerns haftenzubleiben, zu verringern, können diese Enden 25 in bekannter Weise mit einem nichtmagnetischen Werkstoff überzogen werden. Sie können beispielsweise mit nichtmagnetischem Metall plattiert werden.

Bei einem Ausführungsbeispiel weist ein Relais, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, einen Rahmen 10 auf, der eine Abmessung von etwa 19 X 19 mm hat.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Relais mit einem mit einem Elektromagneten zusammenwi rkenden Anker, welcher bei Erregung des Elektromagneten eine Drehung um eine Achse ausführt und dadurch das öffnen bzw. Schließen eines oder mehrerer Kontaktpaare bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (15) aus einem im wesentlichen flachen Streifen aus magnetischem Material besteht und in seiner Mitte durch einen Drehstab (14) gehalten ist, derart, daß nur das eine Ende des Stabes am Rahmen (10) des Relais festsitzt, das andere Endejedoch lose ist, während der Stab in der Nähe des Ankers durch die Bohrung eines Zwischenbauteils (18) frei hindurchgeführt ist, der am Relaisrahmen (10) sitzt, und daß der oder die beweglichen Kontakte (29) federnd auf einem Träger (26) am Rahmen (10) befestigt sind und in Wirkverbindung mit dem Anker kommen, jedoch mit diesem nicht starr verbunden sind.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsbauteil (18) an derjenigen Seite des Ankers (15) vorgesehen ist, welche dem am Rahmen befestigten Ende (14') des Drehstabes entfernt liegt.

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen weiteren Führungsbauteil, welcher vom erstgenannten Führungsbauteil mit Abstand angeordnet ist und ebenfalls eine öffnung aufweist, durch welche der Drehstab frei hindurchgeführt werden kann.

4. Relais nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (15) eingeschlitzt und so geformt ist, daß er eine öffnung bildet, durch welche der Drehstab (14) hindurchgeführt und in welcher er gehalten wird.

5. Relais nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (15) Stifte (31) aufweist, die an ihm befestigt sind und von diesem etwa parallel zum Drehstab (14) verlaufend wegragen, wobei diese Stifte mit Kontaktfedern (29) in Wirkverbindung stehen.

6. Relais nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet einen fast U-förmigen Kern (21) besitzt, der eine Wicklung (24) auf jedem seiner beiden Schenkel aufweist, wobei der Kern durch öffnungen im Rahmen und durch öffnungen in dem Querbauteil (18) aus nichtmagnetischem Material hindurchgeführt ist und sich die Wicklungen zwischen dem Rahmen und dem Querbauteil befinden.

7. Relais nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet Pole (25) von zylindrischer Form aufweist und daß die Enden (15') des Ankers in ähnlicher Weise wie die mit ihnen zusammenwirkenden Pole gebogen sind (Fig. 2 und 3).

8. Relais nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (10), der Drehstab (14), der Anker (15) und der Elektromagnet (21, 24) eine Bauteileinheit bilden, während die andere Einheit aus den Kontaktfedern (29) und den zugehörigen Ruhe- und Arbeitskontakten (28, 27) besteht.

9. Relais nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbauteilgruppe eine Grundplatte (26) aus Isolierstoff aufweist, welche eine Anzahl von Stiften oder Stäbchen besitzt, die an ihr befestigt sind und von denen zwei Paare dieser Stifte die Ruhe- und Arbeitskontakte bilden, während zwei weitere Stifte jeweils mit dem einen Ende der Kontaktfedern starr verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung ρ 12350 D VIIIc/21g

(bekanntgemacht am 22.2.1951), N 5440 IX/42d (bekanntgemacht am 16. 12. 1954);

deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 687 118.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 677/381 11.60