DE1104064B - Mehrfachrelais - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Mehrfachrelais mit einer Mehrzahl von innerhalb einer gemeinsamen Steuerwicklung nebeneinander angeordneten Schalteinheiten, deren jede einen durch die Steuerwicklurig magnetisierbaren Anker enthält, welcher wahlweise mit einem von zwei mit Kontakten versehenen Polschuhen in Eingriff kommen kann, die ihrerseits mit je einem der Vormagnetisierung der Polschuhe dienenden Magneten verbunden sind, wobei als Schalteinheiten vorzugsweise gekapselte Schalteinheiten mit quecksilberbenetzten Kontakten Verwendung finden.

Gekapselte Schalteinheiten der genannten Art mit quecksilberbenetzten Kontakten sind bekannt (vgl. USA.-Patentschriften 2 609 464 und 2 769 675). In Verbindung mit einer Steuerwicklung ergeben sie ein Relais, das sich durch eine Reihe hervorragender Eigenschaften auszeichnet, insbesondere durch eine gleichbleibende Arbeitscharakteristik, hohe Empfindlichkeit und sichere Kontaktgabe über eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer hin. Derartige Relais wurden bisher fast ausnahmslos als Einzelrelais verwendet, wobei jede Schalteinheit ihre eigene Steuerwicklung hat.

Es ist bereits versucht worden, aus diesen Schalteinheiten Mehrfachrelais herzustellen, indem man innerhalb einer entsprechend vergrößerten Steuerwicklung eine Mehrzahl von Schalteinheiten nebeneinander anordnete. Hierbei traten jedoch erhebliche Schwierigkeiten auf.

Auch bei peinlich genauer Einhaltung gleicher Fertigungsbedingungen läßt es sich nicht vermeiden, daß die einzelnen Schalteinheiten untereinander Abweichungen zeigen, die eine Verschiedenheit der Arbeitscharakteristiken der daraus hergestellten Relais bedingen. Zur Erzeugung von Oualitätsrelais ist es daher erforderlich, die Schalteinheiten abzugleichen oder zu justieren. Zu diesem Zweck wird jede der Schalteinheiten vor dem Einsetzen in die Steuerwicklung in eine Justiereinrichtung gebracht, in welcher die magnetischen Eigenschaften der Einheit einschließlich der Stärke der der Vormagnetisierung dienenden Magnete (vorzugsweise Permanentmagnete) verändert und abgeglichen werden, bis die Einheit die gewünschte Einschalt- und Ausschaltempfindlichkeit zeigt. Nach der Abgleichung erzeugen somit die der Vormagnetisierung dienenden Magnete der verschiedenen Schalteinheiten verschieden starke magetische Felder.

Bringt man zwecks Herstellung eines Mehrfachrelais eine Mehrzahl von Schalteinheiten in einer gemeinsamen, entsprechend bemessenen Steuerwicklung unter, so ergibt sich jedoch eine gegenseitige magnetische Beeinflussung der der Vormagnetisierung dienenden Permanentmagnete, welche die Empfind-

Anmelder:

C. P. Clare & Company,
Chicago, 111. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. G. W. Schmidt, Patentanwalt,
München 5, Butteraielcherstr. 19

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. Januar 1959

Arthur J. Koda, Morton Grove, 111. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

lichkeitsabgleichung der einzelnen Einheiten nachteilig beeinflußt, so daß der mit der Justierung oder Abgleichung verfolgte Zweck vereitelt wird. Es ist auch nicht möglich, diesen Nachteil dadurch zu beheben, daß man die in die gemeinsame Wicklung eingesetzten Schalteinheiten nachträglich abermals justiert, da infolge der magnetischen Wechselwirkung jede Nachjustierung wiederum die benachbarten Schalteinheiten beeinflußt und deren Justierung verändert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und ein Mehrfachrelais der genannten Art zu schaffen, bei dem die einzelnen Schalteinheiten nach ihrer Justierung in eine gemeinsame Wicklung eingesetzt werden können, ohne daß die durch die Justierung eingestellten Empfindlichkeiten eine nachteilige Veränderung erfahren.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die der Vormagnetisierung der Polschuhe dienenden Magnete derart angeordnet werden, daß die Magnete benachbarter Schalteinheiten eine entgegengesetzte magnetische Polarität haben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

Fig. 1 ist eine Vorderansicht, teilweise im Schnitt, eines Mehrfachrelais nach der Erfindung;

Fig. 2 ist ein Grundriß, und zwar im Schnitt nach 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 ist ein Schnitt nach 3-3 der Fig. 1;

Fig. 4 ist ein Teilschnitt nach 4-4 der Fig. 3.

Das in der Zeichnung dargestellte Mehrfachrelais ist mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 bezeichnet. Es enthält eine Mehrzahl von gekapselten Schalteinheiten, die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 12

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bezeichnet sind. Die Schalteinheiten 12 sind in einer gemeinsamen Steuerwicklung 14 (Fig. 1 und 2) angeordnet. Um eine bistabile oder einseitig stabile Arbeitsweise der einzelnen Schalteinheiten 12 zu ermöglichen, sind neben jeder der Schalteinheiten 12 ein oder mehrere Permanentmagnete 16 angeordnet, die eine Vormagnetisierung der Schalteinheiten bewirken und damit die gewünschte Arbeitsweise ermöglichen. Um zu verhindern, daß eine gegenseitige magnetische Beeinflussung der Felder der einzelnen Magnete 16 die Arbeitscharaktefistiken der verschiedenen Schalteinheiten 12 beeinträchtigt, wenn eine Mehrzahl von Schalteinheiten innerhalb einer gemeinsamen Steuerwicklung 14 angeordnet ist, sind die Magnete 16 erfindungsgemäß derart angeordnet, daß die Polarität eines jeden dieser Magnete 16 entgegengesetzt der Polarität aller benachbarten Magnete 16 ist (Fig. 4). Hierdurch wird es ermöglicht, eine Mehrzahl von vormagnetisierten, gekapselten Schalteinheiten 12 mit quecksilberbenetzten Kontakten nahe beieinander anzuordnen, ohne die Justierung derselben zu stören.

Die gekapselten Schalteinheiten 12 bestehen aus einem länglichen, etwas abgerundeten Kolben 18 aus Glas oder einem anderen festen Isolierstoff, in welchen drei stiftförmige Elemente hineinragen, welche gleichzeitig die Klemmen der Schalteinheit darstellen. Der untere Stift 20 trägt einen (in der Zeichnung nicht dargestellten) beweglichen Anker, der mit den beiden oberen Stiften 22 in Eingriff kommen kann. Die Stifte 20 und 22 bestehen ebenso wie der Anker aus magnetisierbarem Material. Die Stifte 22 stellen gleichzeitig die Polschuhe der permanenten Magnete 16 dar. Die Außenflächen des Ankers sind mit Rillen versehen und werden durch Kapillarwirkung mit Quecksilber benetzt, das aus einer im Innern des Kolbens angeordneten Ouecksilberquelle stammt. Die Benetzung mit Quecksilber bewirkt einen gleichmäßigen Kontaktwiderstand. Eine genauere Beschreibung der Schalteinheiten findet sich in den obengenannten Patentschriften, insbesondere der USA.-Patentschrift 2 609464.

Um die Schalteinheiten 12 bistabil oder einseitig stabil zu machen, werden eine oder beide der magnetischen Klemmen oder Polschuhe 22 mit einem Permanentmagnet 16 verbunden. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Permanentmagnete 16 mit den die Klemmen und die Polschuhe darstellenden Stiften 22 in geeigneter Weise verbunden, beispielsweise durch Löten. Die Polarität der Permanentmagnete 16 ist derart, daß die beiden Stifte 22 der gleichen Schalteinheit 12 entgegengestezte Polarität erhalten. Bei der rechts in Fig. 4 dargestellten Schalteinheit 12 beispielsweise erhält der obere Stift 22 eine Vormagnetisierung als Nordpol und der untere Stift 22 eine solche als Südpol.

Nachdem die Permanentmagnete 16 mit den Stiften 22 verbunden sind, wird die Schalteinheit 12 mit den an ihr befestigten Permanentmagneten 16 in eine Spule eingesetzt, die einen Teil einer Justiereinrichtung bildet. Die Feldstärke dieser Spule wird geändert und die Schalteinheit 12 derart abgeglichen, daß bestimmte Einschalt- und Ausschaltempfindlichkeiten erhalten werden. Infolge der verschiedenen physikalischen und magnetischen Eigenschaften der verschiedenen Schalteinheiten 12 wird durch die magnetische Justierung der Schalteinheiten zur Erreichung bestimmter Einschalt- und Ausschaltempfindlichkeiten bewirkt, daß die Permanentmagnete 16 verschiedener Schalteinheiten verschiedene magnetische Stärken erhalten. Um gleichzeitig eine Mehrzahl der justierten und vormagnetisierten Schalteinheiten 12 betätigen zu können, ist eine Steuerwicklung 14 vorgesehen. Diese Wicklung enthält einen Spulenkörper 24 mit einer langgestreckten axialen öffnung 26 und einer Spule 28, die auf den Spulenkörper 24 gewickelt ist. Die justierten Schalteinheiten 12 werden nebeneinander in die Öffnung 26 eingesetzt und durch geeignete Mittel gehalten. Im Bedarfsfalle können die

ίο Schalteinheiten 12 mechanisch und elektrisch mit einer eine gedruckte Schaltung enthaltenden Platte verbunden werden, die dann in der Öffnung 26 befestigt wird.

Um eine gegenseitige magnetische Beeinflussung der Permanentmagnete 16 benachbarter Schalteinheiten 12 zu verhindern, welche die Justierung der Schalteinheiten beeinträchtigen würde, werden die Schalteinheiten 12 in der Öffnung 26 so angeordnet, daß die magnetischen Felder der Permanentmagnete 16 von benachbarten Schalteinheiten 12 jeweils entgegengesetzte Polarität haben (vgl. Fig. 4). Jede der Schalteinheiten 12 sowie deren Permanentmagnete 16 können daher so justiert werden, daß sie bestimmte Einschalt- und Ausschaltempfindlichkeiten haben; eine Mehrzahl der justierten Schalteinheiten kann darm in geeigneter Weise innerhalb der öffnung 26 der Steuerwicklung 14 so angeordnet werden, daß die magnetischen Polaritäten nebeneinanderliegender Magnete 16 einander entgegengesetzt sind, so daß eine gegenseitige magnetische Beeinflussung benachbarter Schalteinheiten 12 verhindert wird. Hierdurch wird erreicht, daß die einzelnen Schalteinheiten 12 die in der Justiereinrichtung eingestellten Empfindlichkeiten behalten.

Nach der Montage der Steuerwicklung 14 und der Schalteinheiten 12 kann zwischen benachbarten Permanentmagneten 16 je eine Isolierscheibe 30 eingesetzt werden, um die einzelnen Magnete 16 voneinander elektrisch zu isolieren. Dies ist wünschenswert, da die Ausgangsleiter mit den magnetischen Klemmen 22 und den Stiften 20 verbunden werden. Die Wicklung 14 und die Schalteinheiten 12., die mit ihr verbunden sind, können dann in ein geeignetes Gehäuse 32 eingesetzt werden, welches unten durch eine Platte 34 abgeschlossen ist. Eine Mehrzahl von Lötstiften 36, die mit der Platte 34 verbunden und gegenüber ihr elektrisch isoliert sind, werden mit der Spule 28, den Stiften 20 und den magnetischen Klemmen 22 derart verbunden, daß das Relais 10 in der gewünschten Weise betätigt werden kann.

Claims (7)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Mehrfachrelais mit einer Mehrzahl von innerhalb einer gemeinsamen Steuerwicklung angeordneten Schalteinheiten, deren jede einen durch die Steuerwicklung magnetisierbaren Anker enthält, welcher wahlweise mit einem von zwei mit Kontakten versehenen Polschuhen in Eingriff kommen kann, von denen einige oder alle mit je einem der Vormagnetisierung der Polschuhe dienenden Magnet verbunden sind, wobei als Schalteinheiten vorzugsweise gekapselte Einheiten mit quecksilberbenetzten Kontakten Verwendung finden, dadurch gekennzeichnet, daß die der Vormagnetisierung der Polschuhe (22) dienenden Magnete derart angeordnet sind, daß die Magnete (16) benachbarter Schalteinheiten (12) eine entgegengesetzte magnetische Polarität haben.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Vormagnetisierung der

Polschuhe (22) dienenden Magnete (16) Permanentmagnete sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwicklung (28) eine langgestreckte Wicklung ist, in deren im Querschnitt etwa rechteckiger Öffnung (26) die Schalteinheiten (12) nebeneinander angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnete (16) senkrecht zur Achse der Öffnung der Steuerwicklung (28) angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Permanentmagnete (16) einander gegenüber derart angeordnet sind, daß die zugehörigen Polschuhe (22) eine entgegengesetzte magnetische Polarität erhalten.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Permanentmagneten (16) benachbarter Schalteinheiten Isolierscheiben (30) angeordnet sind.

7. Mehrfachrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalteinheiten zunächst einzeln in einer Justiereinrichtung magnetisch abgeglichen und dann derart in eine gemeinsame Steuerwicklung eingesetzt werden, daß die der Vormagnetisierung der Polschuhe benachbarter Einheiten dienenden Magnete eine entgegengesetzte magnetische Polarität haben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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