DE1116815B - - Google Patents
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H51/00—Electromagnetic relays
- H01H51/28—Relays having both armature and contacts within a sealed casing outside which the operating coil is located, e.g. contact carried by a magnetic leaf spring or reed
- H01H51/288—Freely suspended contacts
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
PATENTSCHRIFT 1116815
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRI FT:
AUSGABE DER
PATENTSCHRIFT:
9. NOVEMBER 1961 10. MAI 1962
STIMMT ÜBEREIN
MIT AUSLEGESCHRIFT
1116 815 (S 65122 VIII c / 21 g)
Die bisher bekannten symmetrischen, gepolten Relais mit zwei Schaltstellungen, insbesondere Ruhelagen,
hat man üblicherweise unter Anwendung des Prinzips der magnetischen Brückenschaltung aufgebaut.
Ein anderes Prinzip ist in der Deutschen Auslegeschrift 1 037 593 beschrieben. Bei diesem handelt es
sich darum, zwei von jeweils einem Dauernuß durchströmten magnetischen Kreisen einen Steuerfluß zu
überlagern, welcher einen Anker diagonal sich kreuzend durchsetzt, wobei in Luftspalten in den beiden
magnetischen Kreisen, in welchen der Anker beweglich gelagert ist, Flußüberlagerungen eintreten, die
auf der einen Seite des Ankers zu einer Addition von Dauerfluß und Steuerfluß und auf der anderen Seite
des Ankers zu einer entsprechendem Subtraktion führen. Dies hat zur Folge, daß der Anker in Richtung
auf den Bereich einander summierender Flüsse gezogen wird. Erzeugt wird der Steuerfluß durch eine
außerhalb des Systems liegende Erregerwicklung, deren Fluß über besondere Joche dem System zugeführt
wird.
Die nachfolgend beschriebene Erfindung zeigt einen Weg, wie symmetrische, gepolte Reilais mit
zwei Schaltstellungen mit Hilfe eines sehr einfachen magnetischen Prinzips aufgebaut werden können, das
darin besteht, einen von einem Dauerfluß durchströmten magnetischen Kreis mit zwei in dem Kreis
einander gegenüberstehenden Luftspalten einen von einer Erregerwicklung stammenden Fluß aufzudrücken,
welcher den einen Luftspalt gleichsinnig und den anderen Luftspalt gegensinnig zu dem
Dauerfluß durchsetzt, wodurch ein zwischen den Luftspalten angeordneter magnetisierbarer beweglicher
Körper entweder in Richtung zu dem einen oder zu dem anderen Luftspalt gezogen wird. Ein
solches Relais ist dadurch gekennzeichnet, daß erfindungsgemäß der magnetische Kreis durch zwei Paare
von parallel angeordneten Kontaktstücken gebildet ist, zwischen denen jeweils ein magnetisierbares Abstandsstück
liegt und die hintereinander unter Wahrung der beiden Luftspalte innerhalb der Erregerwicklung
angeordnet sind, wobei mindestens ein· Abstandsstück aus permanentmagnetischem Werkstoff besteht.
Die Ausnutzung von Teilen des magnetischen Kreises als Kontaktstücke ermöglicht einen materialsparenden
Aufbau, der sich auch besonders klein ausführen läßt, da die Erregerwicklung das eigentliche
Magnetsystem umgibt.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Davon zeigt
Fig. 1 ein Relais im Schnitt von der Seite gesehen,
15
25
3°
Symmetrisches, gepoltes Relais
mit zwei Schaltstellungen
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München
DipL-Phys. Otto A. Thiele und Thomas Zückler,
München,
sind als Erfinder genannt worden
München,
sind als Erfinder genannt worden
Fig. 2 die magnetische Einwirkung auf den aus einer Kugel bestehenden magnetisierbaren Körper,
Fig. 3 das in der Fig. 1 dargestellte Relais in Draufsicht und
Fig. 3 das in der Fig. 1 dargestellte Relais in Draufsicht und
Fig. 4 ein Relais mit einem blockförmigem magnetisierbaren Körper.
Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Relais wird der magnetische Kreis durch zwei Paare von parallel angeordneten
Kontaktstücken 1, 2 und 3, 4 gebildet, zwischen denen jeweils ein aus einem Dauermagneten
bestehendes Abstandsstück 5 bzw. 6 liegt. Die beiden Paare von Kontaktstücken 1, 2 und 3, 4 sind in Richtung
der Achse der Erregerwicklung 7 hintereinander angeordnet, wobei sie zwischen sich je einen Luftspalt
8 und 9 frei lassen. In dem magnetischen Kreis verläuft also ein Dauerfluß, ausgehend von den beiden
Dauermagneten 5 und 6 in der eingezeichneten Pfeilrichtung, der sich dann über die beiden Luftspalte
8 und 9 schließt, wobei die beiden Flüsse in den Luftspalten 8 und 9 jeweils entgegengesetzte
Richtung besitzen. Zwischen den Kontaktstücken 1 bis 4 ist ein magnetisierbarer Körper in Form einer
Kugel 10 beweglich angeordnet. Mit Hilfe dieser Kugel kann entweder der Luftspalt 8 oder der Luftspalt
9 überbrückt werden.
Diesem Relaisaufbau liegt folgendes Prinzip der magnetischen Wirkungsweise zugrunde: Im Ruhezustand
liegt die in der instabilen Mittellage gezeichnete Kugel 10 entweder an den Kontaktstücken 1
und 3 oder 2 und 4 an, so daß also entweder der Luftspalt 8 oder der Luftspalt 9 überbrückt ist. In
jeder dieser Lagen wird die Kugel 10 durch die auf sie wirkenden magnetischen Kräfte, hervorgerufen
durch den Dauerfluß im magnetischen Kreis, fest-
209 576/266
gehalten. Wird nun dem Dauerfluß ein durch die Erregerwicklung 7 erzeugter Fluß überlagert, so ergibt
sich in dem einen Luftspalt eine Flußverstärkung und in dem anderen Luftspalt eine Flußschwächung. In
der Fig. 2 ist diese Überlagerung wiedergegeben. Der Dauerfluß wird durch die mit durchgehender Linie
gekennzeichneten Pfeile dargestellt, der, wie ersichtlich, zu beiden Seiten der Kugel 10 jeweils entgegengesetzte
Richtung besitzt. Der von der Erregerwicklung 7 stammende Fluß ist durch die gestrichelten
Pfeile angedeutet, welcher nur in der einen Richtung die Kugel 10 durchsetzt. Im Falle der eingezeichneten
Richtung des von der Erregerwicklung stammenden Flusses ergäbe sich in Anwendung auf die Fig. 1 im
Luftspalt 8 eine Flußschwächung und im Luftspalt 9 eine Flußverstärkung, was eine entsprechende Verteilung
der Anziehungskräfte in den jeweiligen Luftspalten zur Folge hat, so daß die Kugel 10 an die
beiden Kontaktstücke 2 und 4 gezogen wird und damit den Luftspalt 9 überbrückt, wobei gleichzeitig
die Kontaktüberbrückung erfolgt. Im Falle einer entgegengesetzten Erregung der Erregerwicklung 7 findet
der umgekehrte Vorgang statt, so daß die Kugel 10 an die Kontaktstücke 1 und 3 herangezogen wird.
Fs ergibt sich damit eine Wirkungsweise, bei der das Relais zwei stabile Ruhelagen einnehmen kann.
Aus jeder dieser Ruhelagen ist es durch einen Fluß entsprechender Richtung, geliefert durch die Erregerwicklung
7, in die jeweils andere Ruhelage umzuschalten.
Das vorstehend beschriebene magnetische Prinzip besitzt den Vorteil, daß sich der gesamte von der
Erregerwicklung aufgebrachte Fluß auf die magnetisierbaren Teile konzentriert, da diese im Inneren der
Erregerwicklung untergebracht sind. Infolgedessen können irgendwelche Verluste durch Streuungen nicht
eintreten.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß als magnetisierbarer Körper auch ein anders geformtes Organ an
Stelle der Kugel 10 verwendet werden kann, worauf weiter unten näher eingegangen wird. Es ist auch
möglich, das Relais mit nur einem Dauermagneten auszustatten. In diesem Falle ist dann das andere Abstandsstück
zwischen den betreffenden Kontaktstücken aus einem magnetisch weichen Werkstoff her-
zustellen. Die Verwendung zweier Dauermagnete führt jedoch zu einem besonders starken Dauerfluß,
der entsprechend hohe Kräfte in den Ruhelagen des Relais zur Folge hat.
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, dienen die Kontaktstücke 1 bis 4 in ihrer Verlängerung nach außen
gleichzeitig als Anschlußstellen 11 bis 14 der Relaiskontakte. Bei diesem Aufbau ist also wahlweise eine
Durchschaltung von der Anschlußstelle 11 zur Anschlußstelle 13 oder von der Anschlußstelle 12 zur
Anschlußstelle 14 möglich. Faßt man beispielsweise die Anschlußstellen 11 und 12 elektrisch zusammen,
so ergibt sich eine Wechselkontaktwirkung.
Um den Kontaktaufbau starr zu. halten und gleichzeitig die Kontakte vor äußeren Einflüssen zu schützen,
sind die Kontaktstücke I bis 4 an ihrer der Kontaktstelle abgewandten Seite in ein Glasgehäuse 15 eingeschmolzen.
Dieses Glasgehäuse schließt den Innenraum des Relais hermetisch ab; es wird zweckmäßig
mit einem Schutzgas gefüllt, um einer Korrosion der Kontakte entgegenzuwirken.
Der gesamte Aufbau ist durch einen magnetisierbaren Blechmautel 16 eingehüllt, der das Relais
einerseits vor mechanischer Beschädigung schützt und andererseits eine magnetische Rückführung des an
den Anschlußstellen 11 bis 14 austretenden Erregerflusses ermöglicht.
Das in der Fig. 1 dargestellte Relais ist in Draufsicht in der Fig. 3 wiedergegeben. Wie ersichtlich,
handelt es sich bei diesem Beispiel um ein Relais mit drei Kontakten, das die gemeinsame Erregerwicklung 7
enthält, so daß alle drei Kontakte gleichzeitig betätigt werden können. Bei dem dargestellten Relaisaufbau
reichen die Dauermagnete 5 und 6 jeweils über alle drei Kontakte. Es ist aber auch möglich, die
Dauermagnete einzeln pro Kontakt vorzusehen und von Kontakt zu Kontakt umgekehrt zu polen, wodurch
sich eine entsprechend unterschiedliche Betätigungsrichtung der Kontakte bei gleicher Erregungsrichtung
ergibt.
Als magnetisierbarer Körper eignet sich auch besonders ein Klotz mit Oberflächenteilen, welche auf
entsprechende Gegenflächen an den Kontaktstücken passen. Bei einer derartigen Ausführungsform ergibt
sich eine besonders große Kontaktfläche. Außerdem verringert sich der magnetische Widerstand, da sich
der magnetisierbare Körper und die Kontaktstücke mit relativ großer Polfläche gegenüberstehen.
Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 4. Zwischen den beiden Paaren von Kontaktstücken
17/18 und 19/20 ist im Bereich von deren Luftspalten 21 und 22 ein als magnetisierbarer Körper
dienender Klotz 23 dargestellt, dessen den Kontaktstücken 17 und 19 bzw. 18 und 20 zugewandte
Flächen entsprechend dem Aufbau der Kontaktstücke parallel zueinander liegen. An diesen Stellen besitzt
der magnetisierbare Körper jeweils eine Schicht 24 aus Kontaktwerkstoff. Je stärker diese Schicht ist,
um so mehr gehen die Ruhekräfte, welche in den beiden Endlagen des magnetisierbaren Körpers 23
wirken, zurück, wodurch die Ansprechempfindlichkeit des Relais, welche durch die das Umkippen des magnetisierbaren
Körpers 23 bewirkende elektrische Energie bestimmt ist, entsprechend gesteigert wird.
Zwischen den Kontaktstücken 17 bis 20 liegt ein Isolierstoffstreifen 25, welcher sich von den Kontaktstücken
17/18 bis zu den Kontaktstücken 19/20 erstreckt. Er besitzt in der Mitte des Relais eine Aussparung
26, welche als Führung des magnetisierbaren Körpers 23 dient. Der Isolierstoffstreifen 25 bewirkt
automatisch eine genaue Festlegung des Abstandes der Kontaktstücke 17 und 18 bzw. 19 und 20, deren
Justierung dadurch.überflüssig ist. Insbesondere kann der Isolierstoffstreifen 25 aus einem keramischen
Werkstoff bestehen, so daß man das ganze Relais auch hohen Temperaturen aussetzen kann. In den
Isolierstoffstreifen 25 sind noch beiderseits des magnetisierbaren Körpers 23 die beiden Dauermagnete
27 und 28 eingelassen, deren Polung durch die eingezeichneten Pfeile angedeutet ist. Dieser Aufbau
wird von der Erregerwicklung 29 umschlossen, von deren Erregungsrichtung es abhängt, in welche Lage
der magnetisierbare Körper 23 gezogen wird. Das. diesem Relais zugrunde liegende magnetische. Prinzip
entspricht völlig dem an Hand der Fig. 2 beschriebenen.
Zwecks Verringerung seiner Masse kann man den magnetisierbaren Körper hohl ausbilden. An Stelle
dessen ist es auch möglich, ihn mit einer Zwischenschicht aus einem Werkstoff geringen spezifischen
Gewichts zu versehen, die gleichzeitig die beiden den
Claims (6)
1. Symmetrisches, gepoltes Relais mit zwei Schaltstellungen und einem von einem Dauerfluß
durchströmten magnetischen Kreis mit zwei in dem Kreis einander gegenüberstehenden Luftspalten,
zwischen denen ein magnetisierbarer Körper beweglich angeordnet ist, und einer Erregerwicklung,
deren Fluß den einen Luftspalt gleichsinnig und den anderen Luftspalt gegensinnig
zu dem Dauerfluß durchsetzt, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Kreis durch
zwei Paare von parallel angeordneten Kontaktstücken (1, 2; 3, 4) gebildet ist, zwischen denen
jeweils ein magnetisierbares Abstandsstück (5, 6) liegt und die hintereinander unter Wahrung der
beiden Luftspalte (8, 9) innerhalb der Erregerwicklung (7) angeordnet sind, wobei mindestens
ein Abstandsstück aus permanentmagnetischem Werkstoff besteht.
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetisierbare Körper (10)
Kugelform besitzt.
3. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetisierbare Körper aus
einem Klotz (23) mit Oberflächenteilung besteht, welche auf entsprechende Gegenflächen an den
Kontaktstücken (17, 18, 19, 20) passen.
4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Luftspalten
(8, 9) abgewandten Enden der Kontaktstücke (1, 2; 3, 4) die elektrischen Anschlußstellen (11, 12;
13, 14) der Relaiskontakte bilden.
5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktaufbau
in einem hermetisch abschließenden Gehäuse (15), insbesondere aus Glas oder Keramik, untergebracht
ist.
6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Paare
von Kontaktstücken (17/18, 19/20) durch einen sich über beide Paare erstreckenden Isolierstoffstreifen
(25) getrennt sind, in welchen zwischen jeweils ein Paar von Kontaktstücken ein Dauermagnet
(27, 28) eingelassen ist und der eine Ausnehmung (26) zwischen den beiden Luftspalten
(21, 22) besitzt, in welcher der magnetisierbare Körper (23) geführt ist.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 037 593,
1021075.
1021075.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 105 738/319 1t). (209 576/266 5. 62)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1116815B true DE1116815B (de) | 1961-11-09 |
Family
ID=600369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT1116815D Pending DE1116815B (de) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1116815B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1219588B (de) * | 1962-10-20 | 1966-06-23 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Schutzrohrkontakt mit Kugelanker |
US3270302A (en) * | 1963-09-14 | 1966-08-30 | Int Standard Electric Corp | Relay with reed contacts |
-
0
- DE DENDAT1116815D patent/DE1116815B/de active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1219588B (de) * | 1962-10-20 | 1966-06-23 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Schutzrohrkontakt mit Kugelanker |
US3270302A (en) * | 1963-09-14 | 1966-08-30 | Int Standard Electric Corp | Relay with reed contacts |
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