DE1112580B - Elektromagnetisches Relais mit aus magnetisierbaren Schaltfedern gebildeten Kontakten - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

T16965Vmc/21g

ANMELDETAG: 20. JULI 1959

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 10. A U G U S T 1961

In der Hauptpatentanmeldung ist ein aus magnetisierbaren Schaltfedern gebildeter Kontakt beschrieben, dessen Schaltfedern unter dem Einfluß eines magnetischen Feldes im wesentlichen in ihrer Ebene bewegt werden. Die magnetisch steuerbaren Schaltkontakte dieser Anordnung lassen sich infolge ihrer flachen Ausbildung leicht schichten, so daß auch eine Vielzahl von Kontakten im Innern einer das Magnetfeld erzeugenden Erregungsspule angeordnet werden kann, wo die Konzentration des Magnetfeldes besonders stark ist. Die Erfindung bezweckt, den Aufbau derartiger elektromagnetischer Relais mit einer Vielzahl von magnetisch steuerbaren Kontakten zu verbessern.

Dies wird dadurch erreicht, daß die beiden Schaltfedern aus magnetisierbarem Material eines Kontaktes die Stirnflächen eines rahmenförmigen Trägers durchdringen, dessen Längsflächen parallel zu den schmalen Kanten der Schaltfedern verlaufen. Ein solcher rahmenförmiger Träger gestattet, bei einer Schichtung der Schaltfedern mehrerer Kontakte diese Schaltfedern dicht nebeneinander in einem gemeinsamen Raum anzuordnen, der nicht durch parallel zu den Schaltfedern verlaufende Trennwände unterteilt ist. Die aneinanderstoßenden Wandungen mehrerer nebeneinanderliegender rahmenförmiger Träger können in geeigneter Weise miteinander verbunden sein, so daß durch die Wandungen ein gemeinsamer, sich quer zu allen Schaltfedern erstreckender Hohlraum umschlossen wird, der an den beiden Enden durch Deckelstücke verschlossen werden kann.

Die rahmenförmigen Träger können mit Vorteil auch mit parallel zu den Schaltfedern verlaufenden Taschen zur Aufnahme von Beilageteilen ausgerüstet sein. Beilagen aus magnetisierbarem Material sind beispielsweise zweckmäßig, um die Feldkonzentration an dem wirksamen Luftspalt zwischen den einander gegenüberliegenden Stirnflächen der Schaltfedern eines magnetisch steuerbaren Kontaktes zu vergrößern, insbesondere, um die zur Beweglichkeit des freien Endes der Schaltfedern vorgesehene Querschnittsverminderung zu überbrücken. Andererseits kann durch Beilagen aus elektrisch leitendem Material der Auf- und Abbau des magnetischen Feldes zur Erzielung einer verzögerten Arbeitsweise beeinflußt werden.

Der durch die nebeneinandergeschichteten rahmenförmigen Träger der Schaltfedern verschiedener Kontakte gebildete Körper kann zugleich auch den Träger der Spule bilden, welche bei ihrer Erregung das Magnetfeld zur Betätigung der Kontakte schließt.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Elektromagnetisches Relais

mit aus magnetisierbaren Schaltfedern

gebildeten Kontakten

Zusatz zur Patentanmeldung T 15659 VHIc/21g
(Auslegeschrift 1090 765)

Anmelder:

Telefonbau und Normalzeit G.m.b.H.,
Frankfurt/M., Mainzer Landstr. 136-146

Hans Hatzinger, Hechendorf (Pilsensee, Obb.),

und Georg Bergsträsser, Frankfurt/M.-Hausen,

sind als Erfinder genannt worden

Fig. 1 einen magnetisch steuerbaren Kontakt in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 eine Seitenansicht des rahmenförmigen Trägers,

Fig. 3 einen Längsschnitt,

Fig. 4 einen Querschnitt durch den Träger,

Fig. 5 ein Relais mit Innenkontakten im Längsschnitt,

Fig. 6 den Querschnitt eines lOkontaktigen Relais mit magnetischen Leitstücken unter Weglassung der Spulenwicklung,

Fig. 7 den Querschnitt eines 21kontaktigen Relais ohne magnetische Leitstücke unter Weglassung der Spulenwicklung,

Fig. 8 und 9 einen weiteren magnetisch steuerbaren Kontakt in Seitenansicht und Querschnitt,

Fig. 10 und 11 einen Träger mit Leitstücken aus magnetisierbarem Material in Seitenansicht und Querschnitt,

Fig. 12, 13, 14 einen Abschlußdeckel in Seitenansicht, Längsschnitt und Querschnitt.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Anordnung sind zwei Schaltfedern 101, 102 in gegenüberliegenden Stirnflächen 103, 104 eines rahmenförmigen Trägers eingebettet, dessen beide Stirnflächen 103,104 durch Wandungen 105, 106 miteinander verbunden sind,

109 677/160

welche sich parallel zu den schmalen Kanten der Schaltfedern 101, 102 erstrecken. Das über die Stirn- ^J fläche 104 vorragende Ende 107 der Schaltfeder 101 ist als Lötöse für den elektrischen Anschluß ausgebildet. Ebenso ist das über die Stirnfläche 103 vor- ragende Ende 108 der Schaltfeder 102 für den elektrischen Anschluß vorgesehen. Die Schaltfeder 102 besitzt einen mäanderförmigen Teil 109 verminderten Querschnitts, der ihr freies Ende beweglich macht, so daß die schräg zu ihrer Längsausdehnung verlaufende Stirnfläche mit der ebenfalls schräg zur Längsausdehnung der Schaltfeder 101 verlaufenden Stirnfläche dieser Schaltfeder unter dem Einfluß eines Magnetfeldes in kontaktgebende Berührung treten kann.

Werden mehrere derartiger Schaltkontakte nebeneinandergeschichtet, dann stoßen die schmalen Kanten der Wandungen 105,106 an die schmalen Kanten der entsprechenden Wandungen des Trägers des benachbarten Schaltkontaktes und können mit diesen in geeigneter Weise z. B. durch Kleben verbunden werden. Es entsteht dann zwischen den Wandungen 105, 106 aller nebeneinandergeschichteten Träger ein quer zu den Schaltfedern verlaufender Hohlraum, der an seinen beiden Enden durch geeignete Deckstücke verschlossen werden kann und sich zur Füllung mit einem Schutzgas u. dgl. eignet.

Die im einzelnen . in Fig. 2 bis 4 dargestellten Träger besitzen zur Begrenzung des die Schaltfedern aufnehmenden Raumes 110 Wandungen 111 und 112, welche nicht voll ausgeführt zu sein brauchen. Diese Wandungen gestatten die Anordnung von Beilagen zu den Schaltfedern in solchem Abstand von diesen, daß die Beweglichkeit der Schaltfedern nicht beeinträchtigt ist. Es kann beispielsweise eine Beilage aus magnetisierbarem Material den Teil der Schaltfeder 102 überbrücken, der die mäanderförmige Querschnittsverminderung aufweist, und dadurch zu einer Verstärkung des magnetischen Flusses, der die Kontaktgabe an den Stirnflächen der Schaltfedern 101, 102 hervorruft, führen. Ferner kann eine Beilage aus einem Material bestimmter magnetischer Remanenz eine Haftung der einmal miteinander in kontaktgebende Berührung tretenden Stirnflächen der Schaltfedern auch nach Beendigung des erregenden Magnetflusses herbeiführen. Ferner kann eine Beilage aus elektrisch leitendem Material den Auf- und Abbau des magnetischen Feldes verzögern, so daß die Arbeitsweise des einer solchen Beilage benachbarten Kontaktes gegenüber anderen, ohne diese Beilagen ausgerüsteten Kontakten verlangsamt ist.

Die Erfindung gestattet die Schichtung solcher verschieden ausgebildeter Schaltkontakte, so daß die einzelnen Kontakte ein und desselben elektromagnetischen Relais ein unterschiedliches Arbeitsverhalten aufweisen.

Bei den in Fig. 5 und 8 gezeigten Anordnungen sind 1 die flachen Kontaktfedern, deren Kontaktzungen 2 vorn abgeschrägt sind und mäanderförmige Einschnitte aufweisen. Die beiden Zungen ziehen sich bei Stromdurchgang durch die Spule 4 gegenseitig an und bilden an ihren schrägen Flächen die Kontaktstelle. Normalerweise wird der Kontakt bei Stromfortfall durch die Federwirkung der mäanderförmigen Einschnitte sofort wieder geöffnet. Die flachen Kontaktfedern 1 sind nach Fig. 8 und 9 in flache Isolierstücke 5 eingebettet, in deren Fenster 6 die Kontaktzungen frei schwingen können. Die Kontaktfedern sind mit Hörnern 7 versehen. Diese bilden einen Teil des magnetischen Eisenkreises und dienen gleichzeitig der Versteifung des sie umgebenden und gleichfalls hörnerartig ausgebildeten Isoliermaterials. Die Hörner sind Teilstücke von Spulenflanschen eines Spulenkörpers, wie er, wie später beschrieben, bei der Montage entsteht. Nach beiden Seiten ragen aus dem Isolierstück die Lötfahnen 8 und 9 hervor. Um genügend Platz für die Verdrahtung und Lötarbeit zu erhalten, müssen die Lötfahnen gestaffelt angeordnet werden, etwa so wie in Fig. 6 und 7 angedeutet. Es werden also im Beispiel drei gleichartige Federn und Isolierstücke, jedoch mit unterschiedlichen Lötfahnen, wie a, b und c benötigt. Die eingebetteten Kontaktfedern nach Fig. 4 stellen die Einheit eines Arbeitskontaktes dar. Diese werden in beliebiger Anzahl, im Beispiel einundzwanzig Stück, nebeneinandergeschichtet und auf beiden Seiten mit den Deckeln 10 (Fig. 12 bis 14) angeschlossen. In den Isolierstükken 5 sind die Durchgangslöcher 11 und in den DekkelnlO die Sacklöcher 12. Beide dienen zur AufAufnahme von Fangstiften 13 aus Isoliermaterial. Sie garantieren die genaue Lage der Teile zueinander. Die Einzelteile können mit einem geeigneten Klebmittel fest zusammen verbunden werden. Die Deckel 10 (Fig. 12 bis 14) haben die gleiche Grundform wie die Isolierstücke 5, sind jedoch bei 14 geschlossen. Sie sind mit den Halbflanschen 15 versehen, in denen die Lötstifte für die Spulenwicklungen bei 16 angebracht sind. Flache Aussparungen 17 geben den äußeren Kontaktfedern genügend Raum zur freien Bewegung. Nachdem die geschichteten Kontakteinheiten beiderseits abgedeckt sind, entsteht eine geschlossene Kammer 18, in welcher alle Kontakte gemeinsam untergebracht sind. Gleichzeitig ergibt sich die Form eines Spulenkörpers, aus dem vorn und hinten die Lötfahnen herausragen. Der Spulenkörper kann nur mit seinen Wicklungen versehen werden.

Die fertig bewickelte Spule mit den eingeschlossenen Kontakten wird in eine Hülse 19 eingesteckt. Die Hülse bildet einen Teil des Eisenkreises und dient zur Abschirmung gegen äußere Einflüsse. Auf dem Grunde der Hülse ist eine Platte 20 und am vorderen Ende die Platte 21. Beide Platten sind mit Schlitzen 22 versehen, durch welche die Lötfahnen nach außen ragen. Die Platte 20 hat Gewindelöcher, die eine Befestigung des Relais auf einer Schiene 23 mittels der Schrauben 24 erlauben. Die Platte 21 bildet den vorderen Abschluß des Relais. Über sie sind die Lappen 25 der Hülse gebogen, so daß Spule und Hülse eine Einheit ergeben.

Für Anlagen, welche mit elektronischen Schaltmitteln betrieben werden sollen, sind Relais mit sehr kurzen Anzugszeiten notwendig. Durch eine Verbesserung des Eisenkreises gelingt es, solche Relais herzustellen. Es muß hierbei Vorsorge getroffen werden, den geringen Eisenquerschnitt des mäanderförmigen Teiles der Feder mit nur geringem Luftabstand zu überbrücken und weitere Luftspalte im Eisenkreis zu vermeiden. Zu diesem Zweck werden zwischen die Kontaktfedern magnetische Leitstücke nach Fig. 10 eingefügt. Es sind die Leitstücke 26, welche in ein Isolierstück 27 eingebettet sind. Die Leitstücke ragen in das Fenster 28 und sind mit den Durchgangslöchern 29 zur Aufnahme der Fangstifte 13 versehen. Das Isolierstück 27 hat dieselbe Form wie die Isolierstücke 5. Die Hörner 30 der Leitstücke stehen bei 31 um ein geringes Maß aus dem Isoliermaterial heraus.

Die Schichtung für ein Relais mit zehn Arbeitskontakten erfolgt nach Fig. 6, so daß die Kontaktfedern 1 jeweils zwischen den Leitstücken 26 liegen. Nach dem Schichten ergibt sich auch hier die Form eines Spulenkörpers, aus dem die Lötfahnen herausragen und bei 5 dem zusätzlich die Leitstücke um ein geringes Maß bei 31 vorstehen. Beim fertig montierten Relais nach Fig. 5 besteht nun direkte metallische Verbindung zwischen der Abschirmhülse 19, den beiden Platten 20 und 21 und den Leitstücken 26 und 31. Damit wird der magnetische Fluß mit nur geringem Luftspalt zwischen den Kontaktfedern 1 und den Leitstücken 26 bei Überbrückung des mäanderförmigen Federteiles weitgehend zur Wirkstelle herangebracht und dadurch der gewünschte Effekt erreicht.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Relais eines Kreuzpunktschalters sind mit 27 die Bandkabel für die Eingänge und mit 28 jene für die Ausgänge bezeichnet. Wenn die Bandkabel für die Eingänge waagerecht liegen, dann müssen die Bandkabel für die Ausgänge senkrecht verlaufen, d. h., letztere müssen schleifenförmig verlegt werden.

Für besondere Fälle ist es wünschenswert, daß die Kontakte nach dem Fortfall des Stromes geschlossen bleiben. Sie sollen durch magnetische Haftwirkung so lange gehalten werden, bis sie durch einen kurzen Gegenstromstoß abgeworfen werden. Die Haftwirkung kann auf einfachste Art dadurch erzielt werden, daß man die Leitstücke aus Material mit bestimmter Remanenz herstellt, so daß der Restmagnetismus genügt, um die Kontakte mit ausreichendem Kontaktdruck geschlossen zu halten.

Die gleichartige Ausformung sowohl der Isolierstücke für die Kontaktfedern und die Leitstücke als auch der Abschlußdeckel macht es möglich, durch beliebige Schichtung Relais mit verschiedener Kontaktanzahl und verschiedener Kontaktart (einfacher Arbeitskontakt oder Haftkontakt) oder einer Mischung von beiden Kontaktarten herzustellen.

Nach einer weiteren Ausführungsform kann ein flacher Dauermagnet in geeigneter Länge in Isoliermaterial von gleicher Form wie für die Kontaktfedern eingebettet und statt der Leitstücke zwischen die Kontaktfedern eingefügt werden. Dadurch wird ein im Ruhezustand geschlossener Kontakt gebildet, der bei Gegenerregung geöffnet wird.

Claims (14)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Magnetisch gesteuerter Schaltkontakt, dessen flache Kontaktfedern aus magnetisierbarem Material bestehen und einander gegenüberliegende Stirnflächen aufweisen, die zur Kontaktgabe ausgebildet sind, und bei dem mindestens eine der Federn in ihrer Ebene zu einer Bewegung geeignet ist, durch die unter dem Einfluß des magnetischen Feldes die Stirnflächen beider Federn sich kontaktgebend berühren, nach Patentanmeldung T 15559 VIII c / 21 g, dadurch gekennzeichnet, daß das magnetische Feld in bekannter Weise durch eine stromdurchflossene Spule erzeugt wird und daß die beiden Schaltfedern die Stirnflächen eines rahmenförmigen Trägers durchdringen, dessen Längsflächen parallel zu den schmalen Kanten der Schaltfedern verlaufen.

2. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger mehrerer Kontakte nebeneinandergeschichtet und in geeigneter Weise miteinander verbunden sind, so daß die Wandungen einen gemeinsamen, sich quer zu den Schaltfedern erstreckenden Hohlraum bilden.

3. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen an beiden Enden des aneinandergeschichteten Paketes von Trägern durch einen Deckel verschlossen sind.

4. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger rahmenförmig ausgebildet ist und Stützflächen im Abstand zu seinem Außenrand zur Bildung von Taschen für Beilageteile aufweist.

5. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger der beiden Schaltfedern jedes Kontaktes als flacher, in seiner Symmetrieebene die Schaltfedern aufnehmender und nur geringfügig über die Wandstärke der Schaltfedern vorspringender Körper ausgebildet ist.

6. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der flache Träger an seinen Enden in seiner Ebene verlaufende, als Spulenbegrenzungsbacken dienende Vorsprünge aufweist.

7. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Schichtung der Träger mehrerer Schaltkontakte durch Zwischenlagen gleichgeformter Isolierstücke die parallel liegenden Schaltfedern unterschiedlicher Kontakte in solchem Abstand gehalten werden, daß ihre zum elektrischen Anschluß vorbereiteten Enden gut zugänglich sind.

8. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung des Magnetfeldes eines Kontaktes dienende Beilagen in isolierende Träger gleicher Formgebung eingebettet sind, die bei der Schichtung der Träger mehrerer Schaltkontakte den Trägern der zu beeinflussenden Schaltfedern benachbart angeordnet werden.

9. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die nebeneinandergeschichteten Träger mehrerer magnetisch steuerbarer Kontakte als Tragkörper für die Erregungsspule dienen.

10. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der gewikkelte, aus mehreren Trägern geschichtete Tragkörper von einem Eisenmantel umgeben ist, der den Rückschluß des Magnetkreises von einer Stirnfläche zur anderen bildet.

11. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetisierbaren Schaltfedern und Leitstücke entsprechend den als Spulenbegrenzungsbacken dienenden Vorsprüngen des Trägers ausgeformt und damit nahe an den die Spule umschließenden zylindrischen Mantel herangeführt sind.

12. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die zum elektrischen Anschluß ausgebildeten Ansätze der einzelnen Schaltfedern in deren Längsachse versetzt angeordnet sind.

13. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Schichtung Träger mit Schaltfedern verschieden

angeordneter Anschlußansätze nebeneinandergeschichtet werden.

14. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß in dem gleichen Magnetfeld sowohl Kontakte, die infolge

Anordnung magnetisch oder elektrisch leitender Flächen in ihrer Nachbarschaft unterschiedliche Betätigungszeiten aufweisen, als auch andere, d.h. ohne solche Beilagen versehene Kontakte vorhanden sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

109 677/160 8.