DE1109217B - Elektromagnetisches Relais mit mehreren unabhaengig voneinander steuerbaren Ankern fuer Fernmelde-, insbesondere Fernsprech-anlagen - Google Patents

Elektromagnetisches Relais mit mehreren unabhaengig voneinander steuerbaren Ankern fuer Fernmelde-, insbesondere Fernsprech-anlagen

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DE1109217B
DE1109217B DET17444A DET0017444A DE1109217B DE 1109217 B DE1109217 B DE 1109217B DE T17444 A DET17444 A DE T17444A DE T0017444 A DET0017444 A DE T0017444A DE 1109217 B DE1109217 B DE 1109217B
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Germany
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armature
permanent magnet
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electromagnetic relay
armatures
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DET17444A
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Inventor
Otto Kohler
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Telefunken Patentverwertungs GmbH
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Telefunken Patentverwertungs GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H67/00Electrically-operated selector switches
    • H01H67/22Switches without multi-position wipers
    • H01H67/32Switches without multi-position wipers having a multiplicity of interdependent armatures operated in succession by a single coil and each controlling one contact or set of contacts, e.g. counting relay

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  • Electromagnets (AREA)

Description

  • Elektromagnetisches Relais mit mehreren unabhängig voneinander steuerbaren Ankern für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais mit mehreren unabhängig voneinander steuerbaren Ankern, die durch einen Dauermagneten in der Ruhelage festgehalten werden, für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen.
  • Das erfindungsgemäße Relais ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anker individuell durch den Fluß des Dauermagneten entgegengerichtete Steuerflüsse aus ihrer Ruhelage lösbar und durch die Kraft mindestens einer mechanischen Feder in die Arbeitslage überführbar sind und daß alle in der Arbeitslage befindlichen Anker gemeinsam durch eine elektromagnetisch steuerbare Rückstellvorrichtung wieder in die Ruhelage zurückführbar sind.
  • Bei einem bekannten polarisierten mehrteiligen Relais dieser Art mit mehreren voneinander unabhängigen Relaissystemen umfaßt eine Mehrzahl von Relaiswicklungen nebeneinanderliegend ein gemeinsames polarisiertes Magnetsystem als Kern, welches so ausgebildet ist, daß die Anker der Relaissysteme den Kern gabel- oder ringförmig umschließen. Dieses mehrteilige Relais wird in seiner Arbeitslage und in seiner Ruhelage durch einen Permanentmagneten gehalten. Die Steuerung in die Arbeits- oder Ruhelage geschieht durch entsprechende Polung der Relaiswicklung bzw. Relaiswicklungen.
  • Der Relaisanker wird also bei dem bekannten Relais allein durch Umpolen der Betriebsspannung in die Arbeits- oder in die Ruhelage gesteuert, während bei der Erfindung hierfür zwei völlig voneinander getrennte Vorrichtungen vorgesehen sind, nämlich einmal wird der Anker durch Federkraft nach dem kurzzeitigen Aufheben der Einwirkung des Dauermagneten in die Arbeitslage gebracht, während die Rückführung in die Ruhelage für alle Anker gemeinsam durch eine getrennte elektromagnetisch betätigte Rückführungseinrichtung erfolgt.
  • Der Vorteil der Trennung dieser beiden Vorgänge liegt darin, daß es mit dem erfindungsgemäß aufgebauten Relais gelingt, mit minimaler Energie die Steuerung in die Arbeitslage zu bewerkstelligen, weil als Leistung ja nur die Gegenerregung zur Aufhebung des Dauermagnetfeldes aufgebracht werden muß. Die erforderliche Umschaltarbeit leistet eine Feder.
  • Im Gegensatz dazu muß bei dem bekannten Relais außer der Entmagnetisierungsarbeit von dem Steuerimpuls noch zusätzlich die Arbeit aufgewendet werden, die notwendig ist, um die Schaltfedern zu betätigen. Dieser Vorteil des erfindungsgemäßen Relais wirkt sich insbesondere bei einer elektronischen Steuerung aus, weil durch die äußerst geringe erforderliche Leistung der Aufwand erheblich geringer wird. An Hand der Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
  • Fig. 1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung den vollständigen Aufbau eines Relais, während Fig. 3 und 4 zwei unterschiedliche Ausführungsformen der elektromagnetischen Betätigungsmittel, d. h. der Schaltmagnetsysteme, in perspektivischer Darstellung veranschaulichen.
  • Die Schaltmagnetsysteme bestehen, wie besonders klar aus Fig. 3 erkennbar ist, aus der Jochplatte 1 mit dem abgewinkelten Joch J, der Kernplatte 2 mit den einzelnen Spulenkernen K, dem Dauermagneten 3 und dem Anker 4. Das Joch J der Jochplatte 1 ist allen Magnetsystemen gemeinsam; diese besteht aus magnetisch weichem Eisen. Auch die Kernplatte 2 ist allen Magnetsystemen gemeinsam; sie ist, wie Fig.3 zeigt, kammförmig ausgebildet und besteht ebenfalls aus magnetisch weichem Material. Auf die Spulenkerne K der Kernplatte 2 sind die Spulen 5 (Fig. 1) aufgesetzt. Jeder Anker 4 ist, wie Fig. 2 zeigt, an einer der Betätigungskarten 6 befestigt. Die Betätigungskarten 6 sind mit rasterartigen Durchbrüchen versehen, durch welche die als Drahtfedern ausgebildeten Kontaktfedern 7 (Fig. 1) des Kontaktfedersatzes mit ihren freien Enden hindurchragen. Eine Betätigungskarte 6 erfaßt jeweils alle in einer Spalte übereinanderliegenden Kontaktfedern 7.
  • Jeder horizontalen Reihe von Kontaktfedern 7 ist zum Zwecke einer mehradrigen Durchschaltemöglichkeit einer der Gegenkontakte 8 gemeinsam zugeordnet. Diese sind als senkrecht zu den Kontakt-. 109 618/107 federn 7 verlaufende Drähte ausgebildet, die in den beiden Seitenteilen 9 befestigt sind.
  • Im nichtdurchgeschalteten Zustand liegen alle Anker 4 am Spulenkern K und an der Jochplatte 1 an und werden dort durch den von dem Dauermagneten 3 erzeugten Haftfluß gegen die Kraft der Kontaktfedern 7 im angezogenen Zustand gehalten. Hierbei werden die Kontaktfedern 7 über die Betätigungskarten 6 von ihren Gegenkontakten 8 abgehoben.
  • Wird der Haftfluß in einem der Anker 4 durch Gegenerregung über die zugehörige Spule 5 aufgehoben, so wird dieser Anker 4 durch die Kraft der Kontaktfedern 7 vom Spulenkern Kund von der Jochplatte 1 abgezogen, und die diesem Anker 4 zugeordneten Kontaktfedern 7 bewirken einen Kontaktschluß mit den Gegenkontakten B. Nach dem Abfall des Ankers 4 sind zwischen diesem Anker 4 und dem zugehörigen Kern K sowie der Jochplatte 1 so große Luftspalte, daß der von dem Dauermagneten 3 erzeugte Haftfluß auch bei nichterregter Spule 5 praktisch keine Kraft mehr auf diesen Anker 4 ausüben kann. Der Durchschaltezustand bleibt also ohne Strombedarf aufrechterhalten.
  • Wären die einzelnen Schaltmagnetsysteme völlig voneinander getrennt, so müßte der von der Spule 5 erzeugte Steuerfluß über die beiden Luftspalte vom Kern K über dem Dauermagneten 3 zur Jochplatte 1 und dann über den Anker 4 zurück zum Kern K führen. Hierzu wäre eine erhebliche Leistung notwendig, da Dauermagneten eine schlechte magnetische Leitfähigkeit aufweisen (magnetisch hartes Material).
  • Fig. 3 zeigt einen Teil der Anordnung mit gemeinsamer Kern- und Jochplatte. Es sind drei Kerne K und drei Anker 4 dargestellt. Auf dem mittleren Kern K ist die Steuerspule 5 durch einige Drahtwindungen angedeutet. Die zu den beiden anderen Kernen K gehörigen Steuerspulen sind nicht dargestellt.
  • Der von dem Dauermagneten 3 bewirkte Haftfluß verläuft in Richtung der Pfeile OD. Der durch die Steuerspule 5 erzeugte Steuerfluß ist als gestrichelte Linie eingezeichnet. Durch die magnetische Verbindung der nebeneinanderliegenden Kerne K und durch die gemeinsame Jochplatte 1 verläuft der Steuerfluß in einem praktisch geschlossenen Kreis über die benachbarten magnetisch parallel zueinanderliegenden Anker, wobei der Haftfluß in dem mittleren Anker geschwächt und in den Nachbarankern verstärkt wird: Durch diese Maßnahme genügen schon sehr kleine Steuerleistungen, um den betreffenden Anker abzuwerfen. Dieser bewegt sich beim Abwerfen in Richtung des Pfeiles P.
  • Zur Abschaltung einer Verbindung dient der gemeinsame Auslösemagnet, von dem in Fig. 1 und 2 der E-förmige Kern 10, der Anker 11 und die Auslösespule 12 dargestellt sind. Bei Erregung des Auslösemagneten über die Auslösespule 12 zieht dieser seinen Anker 11 an. Dieser drückt gegen die Kraft der Kontaktfedern 7 die jeweils abgefallene Betätigungskarte 6 nach unten und bringt damit den Anker 4 wieder unter den Einfluß des Dauermagneten 3, so daß dieser nach Abfall des Ankers 11 des Auslösemagneten durch den Haftfluß in seiner Haftlage wieder festgehalten wird.
  • Fig.4 zeigt eine weitere Ausführungsform des Magnetsystems, dessen Arbeitsweise auf dem gleichen Prinzip beruht wie die Ausführung nach Fig. 3. Der Dauermagnet 12 ist zwischen den beiden Kernplatten 13 und 14 angeordnet. Diese sind kammförmig ausgebildet und durch die als Flachelemente ausgebildeten Anker 15 und 18 miteinander verbunden. Die Anker 15 und 18 schließen den magnetischen Kreis für den Haftfluß hD, der vom Nordpol N des Dauermagneten 12 in Pfeilrichtung über den die Wicklung 16 tragenden Kern K der Kernplatte 14, den Anker 18 und das Joch J der Kernplatte 16 zum Südpol S des Dauermagneten 12 verläuft, sowie für den Haftfluß OD, der vom Nordpol N des Dauermagneten 12 in Pfeilrichtung über das Joch J der Kernplatte 14, den Anker 15 und den die Wicklung 17 tragenden Kern K der Kernplatte 16 zum Südpol S des Dauermagneten 12 verläuft.
  • An den Kernen der Kernplatten 13 und 14 sind die Steuerwicklungen 16 und 17 angeordnet. Jedem Kern K der Kernplatte 13 steht ein Joch J der Kernplatte 14 gegenüber und umgekehrt. Bei Erregung der Steuerwicklung 16 entsteht der Steuerfluß für das Abwerfen des Ankers 18. Der magnetische Steuerfluß Ost verläuft über den zugehörigen Kern K der Kernplatte 14, das daneben angeordnete Joch J dieser Kernplatte 14, den Anker 15, den Kern K und das Joch J der Kernplatte 13 und den Anker 18. über den Dauermagneten 12 kann sich nur ein geringer magnetischer Fluß ausbilden, da der magnetische Widerstand dieses Kreises sehr groß ist. Im Anker 18 wird der Steuerfluß Ost dem dauermagnetischen Haftfluß OD in gegensinniger Polung überlagert. Es entsteht eine Schwächung der magnetischen Haltekraft für den Anker 18, der durch die Federkraft der nicht dargestellten Kontaktfedern in Richtung des Pfeiles P nach oben gesteuert wird. In den danebenliegenden Ankern 15 usw. wird der Steueriluuß Ost dem dauermagnetischen Haftfluß OD in gleichsinniger Polung überlagert. Für den Anker 15 ergibt sich daher keine Schwächung, sondern sogar eine Erhöhung der Haltekraft. Der magnetische Widerstand des Steuerkreises ist sehr klein, da dieser durch die Parallelanordnung sämtlicherAnkerkreise desSystems gebildet wird.
  • Die Spulen 16 und 17 der nebeneinanderliegenden magnetischen Steuerkreise sind an entgegengesetzten Seiten des Magnetsystems angeordnet. Es ist daher möglich, daß der ganze Abstand b zwischen dem Kern Kund dem danebenliegenden Joch J einer Kernplatte 13 bzw. 14 als Wickelraum für die Steuerwicklungen 16 bzw. 17 eines Ankers 15 bzw. 18 ausnutzbar ist.
  • Ein Relais, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, kann schaltungstechnisch verschieden verwendet werden. Die sechs übereinanderliegenden Gegenkontakte 8 können an eine sechsadrige Leitung angeschlossen sein, auf die die zwölf nebeneinanderliegenden senkrechten Kontaktfederreihen wahlweise aufgeschaltet werden können. Man kann jedoch auch einen dreipoligen Schalter mit zwanzig Ausgängen bilden, indem man zwei von den zwölf Schaltsystemen dazu benutzt, bei gleichzeitiger Durchschaltung eines der restlichen zehn Schaltsysteme die oberen oder die unteren drei Adern auszuwählen. Werden zur Adernauswahl drei Schaltsysteme verwendet, so erhält man einen zweipoligen Schalter mit siebenundzwanzig Ausgängen (drei mal neun). Bei einer Adernauswahl mit sechs Schaltsystemen ergibt sich schließlich ein einpoliger Schalter mit sechsunddreißig Ausgängen (sechs mal sechs).
  • In diesen Fällen müssen jedoch immer mindestens zwei Schaltsysteme gleichzeitig geschaltet werden, nämlich eines zur Durchschaltung und mindestens eines zur Auswahl der Adern.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektromagnetisches Relais mit mehreren unabhängig voneinander steuerbaren Ankern, die durch einen Dauermagneten in der Ruhelage festgehalten werden, für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker (4) individuell durch den Fluß (OD) des Dauermagneten (3) entgegengerichtete Steuerflüsse (0,t) aus ihrer Ruhelage lösbar und durch die Kraft (P) mindestens einer mechanischen Feder (7) in die Arbeitslage überführbar sind und daß alle in der Arbeitslage befindlichen Anker (4) gemeinsam durch eine elektromagnetisch steuerbare Rückstellvorrichtung (10, 11, 12) wieder in die Ruhelage zurückführbar sind.
  2. 2. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerflüsse (0") über parallel zu dem Dauermagneten (3) liegende magnetische Nebenschlüsse geringen magnetischen Widerstandes verlaufen, die durch die in der Ruhelage verbleibenden Anker (4) gebildet sind.
  3. 3. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Anker (4) in der Ruhelage haltende Dauermagnet (3) zwischen einer allen Ankern. (4) gemeinsamen Jochplatte (1) und einer allen Ankern (4) gemeinsamen, in parallel nebeneinanderliegende magnetisch steuerbare Kerne (K) unterteilten Kernplatte (3) angeordnet ist und daß die Anker (4) die dem Dauermagneten (3) abgewandten Enden der Jochplatte (1) und der Kerne (K) im Ruhezustand magnetisch leitend miteinander verbinden (Fig. 3).
  4. 4. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Anker (4) in der Ruhelage haltende Dauermagnet (12) zwischen zwei allen Ankern (4) gemeinsamen, in parallel nebeneinanderliegende magnetisch steuerbare Kerne (K) und magnetisch leitende Joche (J) unterteilten Platten (13, 14) angeordnet ist und daß die Anker (15, 18) die dem Dauermagneten (12) abgewandten Enden der einander gegenüberstehenden Kerne (K) und Joche (J) im Ruhezustand magnetisch leitend miteinander verbinden (Fig. 4).
  5. 5. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Anker (4) aus der Ruhelage lösenden Steuerflüsse (OD) individuell mit Hilfe von in den magnetischen Kreis des Dauermagneten (3) einwirkenden Steuerwicklungen (5, 16, 17) erzeugbar sind (Fig. 3 und 4). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 399135, 1017 219, 1030 930, 1082 982; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1725 859; Fernmeldetechnische Zeitschrift, 1955, Heft 4, S. 228 bis 232.
DET17444A 1959-11-07 1959-11-07 Elektromagnetisches Relais mit mehreren unabhaengig voneinander steuerbaren Ankern fuer Fernmelde-, insbesondere Fernsprech-anlagen Pending DE1109217B (de)

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