DE1110307B - Arrangement to avoid flutter with magnetic relays - Google Patents

Arrangement to avoid flutter with magnetic relays

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DE1110307B
DE1110307B DEL31386A DEL0031386A DE1110307B DE 1110307 B DE1110307 B DE 1110307B DE L31386 A DEL31386 A DE L31386A DE L0031386 A DEL0031386 A DE L0031386A DE 1110307 B DE1110307 B DE 1110307B
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Germany
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armature
coil
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arrangement
contact bridge
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DEL31386A
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German (de)
Inventor
Werner Eisert
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/18Movable parts of magnetic circuits, e.g. armature
    • H01H50/30Mechanical arrangements for preventing or damping vibration or shock, e.g. by balancing of armature
    • H01H50/305Mechanical arrangements for preventing or damping vibration or shock, e.g. by balancing of armature damping vibration due to functional movement of armature

Description

Anordnung zur Vermeidung des Flatterns bei magnetischen Relais Bei magnetischen Relais wird im allgemeinen von einer Spule, wenn diese von einem Strom durchflossen wird, ein magnetisches Feld erzeugt, das einen meist mittels einer Achse geführten Anker anzieht und infolge der Ankerbewegung direkt oder über ein Zwischenstück-, z. B. einen Hebel, einen oder mehrere Kontakte schließt. Bei dem Erfindungsgegenstand handelt es sich um ein Relais, bei dem der mittels einer Achse geführte Anker durch das magnetische Feld in senkrechter Richtung in das Innere der Spule hineingezogen wird. Bei bekannten Relais dieser Art wirkt der Anker auf eine Feder, die eine Kontaktbrücke gegen zwei mit den Anschlüssen verbundene Kontaktstellen drückt. Die Kraft und die Geschwindigkeit, mit der die Kontaktbrücke gegen die Gegenkontakte geführt wird, hängt von der Geschwindigkeit des Ankers ab, die ihrerseits eine Funktion der zeitlichen Flußänderung in der Spule ist. Bei einem plötzlichen Anstieg des Kraftflusses in der Spule auf einen durch die Dimensionen der Spule begrenzten Wert wird der Anker in die Spule hineingezogen und erhält dabei eine derartige Beschleunigung, daß die Schwungenergie ausreicht, den Anker aus dem entgegengesetzten Ende der Spule wieder heraustreten zu lassen. Das magnetische Feld der Spule wirkt nun der Schwungenergie des Ankers entgegen und zieht ihn in die Spule zurück. Dabei erhält der Anker eine Beschleunigung in entgegengesetzter Richtung, und er kommt erst dann wieder zum Stillstand, wenn er seine Ausgangslage fast erreicht hat. Dieses Spiel setzt sich mehrere Male fort, wobei der Ankerweg immer kleiner wird. Nach einer bestimmten Anzahl von Schwingungen stellt sich der Anker auf einen Mittelwert ein und steht still.Arrangement to avoid fluttering with magnetic relays Bei Magnetic relay is generally powered by a coil when this is powered by a current is traversed, a magnetic field is generated, which is usually by means of a Axis guided armature attracts and as a result of the armature movement directly or via a Intermediate, e.g. B. a lever, one or more contacts closes. In which The subject of the invention is a relay in which the means of an axis guided armature through the magnetic field in a vertical direction into the interior the bobbin is pulled in. In known relays of this type, the armature acts a spring that has a contact bridge against two contact points connected to the terminals presses. The force and the speed with which the contact bridge against the mating contacts depends on the speed of the anchor, which in turn is a function the change in flux in the coil over time. If the Force flow in the coil to a value limited by the dimensions of the coil the armature is pulled into the coil and receives such an acceleration, that the flywheel energy is sufficient to pull the armature from the opposite end of the coil to step out again. The magnetic field of the coil now acts on the flywheel energy of the armature and pulls it back into the coil. The anchor receives a Acceleration in the opposite direction, and only then does it come back to Standstill when it has almost reached its starting position. This game continues several times, the anchor path getting smaller and smaller. After a certain Number of oscillations, the armature adjusts itself to an average value and stands quiet.

In der Zeichnung ist in Fig. 1 der Einschwingvorgang eines derartigen Relais in einem Schaubild dargestellt. Der Weg, den der Anker beschreibt, ist als Ordinate aufgetragen, während die Abszisse die Zeit darstellt. Der Punkt 1 bedeutet die Lage des Ankers, wenn die Spule nicht erregt ist, also kein magnetisches Feld vorhanden ist, das den Anker anzieht. Bei plötzlicher Erregung der Relaisspule beschreibt der Anker einen Weg, der durch den Verlauf der Kurve 2 dargestellt ist. Dabei handelt es sich um eine gedämpfte Schwingung, die durch die Kurven 3 und 4 begrenzt ist. Die Kurven 3 und 4 sind e-Funktionen, deren Zeitkonstante durch die äußeren Abmessungen und durch die Beschaffenheit des Ankers sowie Luft-und Lagerreibung gegeben sind. Bei einem derartigen Einschwingvorgang wird infolge der großen Ankerwege der Relaiskontakt des öfteren geschlossen und geöffnet, und er bleibt schließlich in der Endstellung geschlossen, Um dieses Flattern des Relais bei plötzlicher Erregung der Relaisspule zu vermeiden, hat man bereits versucht, die zwischen dem Anker und der Kontaktbrücke befindliche Feder zu verstärken, jedoch wird durch eine stärkere Feder die Schwungenergie des Ankers lediglich gespeichert und bei der Umkehr in die andere Richtung wieder an den Anker abgegeben. Man kann damit zwar eine unwesentliche Verkürzung des Ankerweges bewirken, jedoch läßt sich durch diese Maßnahme das Flattern des Relais bei plötzlicher Erregung nicht unterbinden.In the drawing, the transient process of such a relay is shown in a diagram in FIG. 1. The path that the anchor describes is plotted as the ordinate, while the abscissa represents time. Point 1 means the position of the armature when the coil is not energized, i.e. there is no magnetic field that attracts the armature. If the relay coil is suddenly excited, the armature describes a path that is represented by the course of curve 2. This is a damped oscillation that is limited by curves 3 and 4. Curves 3 and 4 are e-functions, the time constants of which are given by the external dimensions and the nature of the armature as well as air and bearing friction. With such a transient process, the relay contact is often closed and opened due to the large armature travel, and it ultimately remains closed in the end position To reinforce the spring located in the contact bridge, however, the flywheel energy of the armature is only stored by a stronger spring and given back to the armature when reversing in the other direction. Although this can cause an insignificant shortening of the armature travel, this measure cannot prevent the relay from fluttering in the event of sudden excitation.

Zur Venneidung des Flatterns bei magnetischen Relais mit Tauchankerspule, bei denen der Anker eine Kontaktbrücke betätigt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß Anker und Kontaktbrücke unter Zwischenfügung einer Schraubenfeder auf einem gemeinsamen Führungsbolzen angeordnet sind und sich zwischen Anker und Kontaktbrücke eine Bewegungshemmung in Form eines Hartpapierplättchens und/ oder eines aus Dämmstoff bestehenden Hohlzylinders befindet.To avoid fluttering in magnetic relays with plunger coils, in which the armature actuates a contact bridge, the invention provides that anchor and contact bridge with the interposition of a helical spring on one common guide pins are arranged and located between the armature and contact bridge a movement inhibitor in the form of a hard paper plate and / or one made of insulating material existing hollow cylinder is located.

Es sind zwar Tauchankerspulen bekannt, bei denen zur Schlagdämpfung des Ankers Hemmittel in Form von Filzscheiben vorgesehen sind, jedoch kann durch die Anwendung dieser bekannten Mittel das Flattern eines Relais nicht vermieden werden, denn die bei Wechselstrom auftretenden Bewegungsänderungen lassen sich durch die erwähnten Mittel nicht ausgleichen.It is true that plunger coils are known in which they are used for shock absorption The anchor's inhibiting means are provided in the form of felt washers, however, by the use of these known means does not avoid the flutter of a relay because the changes in motion that occur with alternating current can be passed through do not balance the funds mentioned.

An Hand der Zeichnungen, die in Fig. 2 den Aufbau des Relais und in Fig. 3 und 4 den Einschwingvorgang des Ankers in einem Schaubild darstellen, ist im folgenden die Erfindung erläutert. Gemäß Fig. 2 sind in einer Schaltkammer 10 die Kontaktstellen 11, 12 sowie die Ankerführungsachse 13 fest angeordnet. An der Schaltkammer 10 ist außerdem der Ankerführungskanal 14, in den die Ankerführungsachse 13 hineinragt, befestigt. Der Ankerführungskanal 14 dient gleichzeitig als Träger für die Relaisspule 15. Auf der Ankerführungsachse 13 ist der Relaisanker 16 beweglich angeordnet. Der Anker 16 steht über eine Feder 17 mit der innerhalb der Schaltkammer 10 liegenden Kontaktbrücke 18 in Verbindung. Wird die Spule 15 von einem Strom durchflossen, so bildet sich innerhalb der Spule ein magnetisches Kraftfeld, das den Anker 16 in Richtung des Pfeiles 19 anzieht. Dabei wird über die Feder 17 die Kontaktbrücke 18 gegen die Kontaktstellen 11 und 12 gedrückt. Damit nun bei einer plötzlichen Erregung der Relaisspule der Anker 16 infolge der Schwungenergie nicht zu weit aus der Spule wieder heraustritt, ist in dem Ankerführungskanal ein Hartpapierplättchen 20 angeordnet, das einen Teil der Schwungenergie des Ankers auffängt. Dadurch stellt sich der Anker schnell auf seinen Endwert ein, und die Kontaktbrücke bleibt an den Kontaktstellen 11 und 12 liegen, d. h., das Relais flattert nicht. Statt des Hartpapierplättchens 20 kann zum selben Zweck ein Hohlzylinder 21 vorgesehen sein, der sich gegen den Boden der Schaltkammer 10 abstützt und in gleicher Weise wie das Hartpapierplättchen bei plötzlicher Erregung der Relaisspule einen Teil der Bewegungsenergie des Ankers auffängt.The invention is explained below with reference to the drawings, which show the structure of the relay in FIG. 2 and the transient process of the armature in FIGS. 3 and 4. According to FIG. 2, the contact points 11, 12 and the armature guide axis 13 are fixedly arranged in a switching chamber 10. The armature guide channel 14 into which the armature guide axis 13 protrudes is also attached to the switching chamber 10. The armature guide channel 14 simultaneously serves as a carrier for the relay coil 15. The relay armature 16 is movably arranged on the armature guide axis 13. The armature 16 is connected via a spring 17 to the contact bridge 18 located within the switching chamber 10 . If a current flows through the coil 15 , a magnetic force field is formed within the coil, which attracts the armature 16 in the direction of the arrow 19. The contact bridge 18 is pressed against the contact points 11 and 12 via the spring 17. So that the armature 16 does not come out too far from the coil due to the flywheel energy in the event of a sudden excitation of the relay coil, a hard paper plate 20 is arranged in the armature guide channel, which absorbs part of the flywheel energy of the armature. As a result, the armature quickly adjusts to its final value and the contact bridge remains at the contact points 11 and 12, i. i.e., the relay does not flutter. Instead of the hard paper plate 20, a hollow cylinder 21 can be provided for the same purpose, which is supported against the bottom of the switching chamber 10 and in the same way as the hard paper plate absorbs part of the kinetic energy of the armature when the relay coil is suddenly excited.

Bei dem Schaubild in Fig. 3 ist in gleicher Weise wie bei Fig. 1 in senkrechter Richtung der Weg des Ankers und in waagerechter Richtung die Zeit aufgetragen. Die Ausgangslage des Ankers ist auch hier mit 1 bezeichnet. Bei plötzlicher Erregung der Relaisspule beschreibt der Anker einen Weg entsprechend der Kurve 2. Im Punkt 5 schlägt der Anker gegen das Hartpapierplättchen oder den Hohlzylinder aus Dämmstoff an und gibt einen Teil seiner Bewegungsenergie ab. Der Anker pendelt dann sehr wenig um einen Mittelwert und stellt sich bedeutend schneller auf einen Endwert ein. Auch hier stellt die Kurve 2 eine gedämpfte Schwingung dar, die von den e-Funktionen 3 und 4 eingeschlossen wird. Die Bewegungen um den Mittelpunkt sind jedoch nur so geringfügig, daß sich dabei die Kontaktbrücke nicht von den Kontaktstellen entfernt. Die Ankerbewegung ist also von der Feder aufgefangen worden. Ein Flattem tritt daher bei einem derartigen Relais nicht auf.In the diagram in FIG. 3 , in the same way as in FIG. 1, the path of the armature is plotted in the vertical direction and the time is plotted in the horizontal direction. The starting position of the armature is also denoted by 1 here. When the relay coil is suddenly excited, the armature describes a path according to curve 2. At point 5 , the armature strikes against the hard paper plate or the hollow cylinder made of insulating material and emits part of its kinetic energy. The anchor then oscillates very little around a mean value and adjusts itself to a final value much more quickly. Here, too, curve 2 represents a damped oscillation that is enclosed by e-functions 3 and 4. However, the movements around the center point are only so slight that the contact bridge does not move away from the contact points. The armature movement has been absorbed by the spring. Flutter does not therefore occur with such a relay.

Der Anschlag läßt sich auch so in den Weg des Ankers einbauen, daß dieser eine Mittellage, wie bei obigem Beispiel, überhaupt nicht mehr erreicht. Die Bewegung des Ankers verläuft dann so, wie in Fig.4 dargestellt. Von dem Ausgangspunkt 1 bewegt sich der Anker entlang der Kurve 2, erreicht jedoch den Anschlag5 bereits unterhalb der Nullinie und steht nach sehr kurzer Zeit still.The stop can also be built into the path of the armature in such a way that it no longer reaches a central position at all, as in the above example. The armature then moves as shown in Figure 4. From the starting point 1 the armature moves along the curve 2, but reaches the stop 5 already below the zero line and comes to a standstill after a very short time.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Anordnung zur Vermeidung des Flatterns bei magnetischen Relais mit Tauchankerspule, bei denen der Anker eine Kontaktbrücke betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß Anker und Kontaktbrücke unter Zwischenfügung einer Schraubenfeder auf einem gemeinsamen Führungsbolzen ancr Ordnet sind und sich zwischen Anker und Kon-Ce taktbrücke eine Bewegungshemmung in Form eines Hartpapierplättchens und/oder eines aus Dämmstoff bestehenden Hohlzylinders befindet. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 1226 748. PATENT CLAIM: Arrangement to avoid fluttering in magnetic relays with plunger coil, in which the armature actuates a contact bridge, characterized in that the armature and contact bridge are arranged on a common guide bolt with the interposition of a helical spring and there is a movement inhibition between the armature and the Kon-Ce clock bridge in the form of a hard paper plate and / or a hollow cylinder made of insulating material. References considered: U.S. Patent No. 1226748.
DEL31386A 1958-09-29 1958-09-29 Arrangement to avoid flutter with magnetic relays Pending DE1110307B (en)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1226748A (en) * 1915-07-01 1917-05-22 Sears B Condit Jr Solenoid.

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1226748A (en) * 1915-07-01 1917-05-22 Sears B Condit Jr Solenoid.

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