DE1119413B - Polarisiertes elektromagnetisches Relais - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf polarisierte elektromagnetische Relais mit zwei jeweils an den Enden des die Steuerwicklung tragenden Kerns angeordneten, mechanisch voneinander unabhängigen Ankern, die den Steuerfluß von den Kernenden an magnetisch parallele Wege weiterleiten, die durch zwei an die entgegengesetzten Pole des Dauermagneten angebrachte Jochteile aus magnetisch weichem Material gebildet sind. In diesem Relais verläuft der Steuerfluß für jeden Anker in dem einen Jochteil in der gleichen Richtung wie der Polarisationsfluß, der durch den Dauermagneten entsteht, während er im anderen Jochteil in entgegengesetzter Richtung verläuft, so daß infolgedessen ein resultierender Fluß entsteht, welcher beide Anker bewegt. Dadurch bewegen sich die Anker zusammen und betätigen entsprechende Kontaktsätze. Da keine mechanische Kopplung und nur eine elektromagnetische Kopplung zwischen den Ankern besteht, können sie sich beide genügend weit bewegen, um beide Kontaktsätze zu schließen, selbst wenn ein Satz nicht genau eingestellt ist oder sich durch Gebrauch abgenützt hat.

Bei einem bekannten Relais sind die Anker zwischen den beiden Jochteilen angeordnet, so daß die Jochteile der Vorder- und Rückseite des Ankers sich gegenüberstehen und die Kernenden an der Seitenfläche des Ankers liegen. Die genaue Konstruktion und Einstellung der Anker ergibt bei diesem Relais Schwierigkeiten, da jeder Anker mit den beiden Jochteilen und dem Kernende durch drei verschiedene Flächen zusammenwirkt.

Erfindungsgemäß steht bei dem Relais jeder Anker mit einer Seite jeweils den Enden der Jochteile gegenüber und auch dem dazwischenliegenden Kernende, so daß der Magnetfluß an dieser einen Seite sowohl in den Anker eindringt als auch aus ihm hervortritt. Die Anker brauchen dann keine genaue Stärke zu haben, denn die Laufspalte des Relais, über welche der zusammengefaßte Polarisations- und Steuerfluß hinweggeht, liegen alle an einer Seite eines jeden Ankers und sind nicht von dessen Stärke abhängig, aber von der Art und Weise, in der er angebracht ist. Jeder Anker kann in dem Relais leicht in irgendeiner Art und Weise angebracht werden.

Vorzugsweise liegen die Kernenden in der Mitte zwischen den beiden Jochteilen, so daß die Empfindlichkeit des Relais für Signale in entgegengesetzten Richtungen gleichgemacht werden kann. Jeder Anker kann dann auch an seinem Schwerpunkt angebracht werden, so daß die Auswirkungen von Beschleunigung und Schwingungen vermieden werden.

Die Anordnung der Anker ist derart, daß die ent-Polarisiertes elektromagnetisches Relais

Anmelder:

Telephone Manufacturing Company Limited, London

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt,
Siegen, Oranienstr. 14

Frederick Emil Rommel, London,
ist als Erfinder genannt worden

sprechenden Enden der beiden Jochteile an einer Seite davon liegen, ermöglicht es, daß die Luftspalte, allgemein als Arbeitsluftspalte bekannt, genau auf irgendeine Weise eingestellt werden können. So kann die vorerwähnte Seite eines jeden Ankers flach hergestellt werden, z. B. durch einen einfachen Schleifvorgang, und die benachbarten Oberflächen der beiden Jochteile und das entsprechende Ende des vorerwähnten Aufbaus können in einer Ebene liegend ausgeführt werden, und zwar wiederum durch einen einfachen Schleifvorgang. Jeder Anker kann dann am entsprechenden Ende des Aufbaus befestigt werden, um dadurch eine Drehbewegung um einen Winkel zu ermöglichen und dadurch die Länge des eines Arbeitsluftspaltes zu vergrößern bzw. die des anderen zu verringern. Bei einer für diesen Zweck geschaffenen sehr einfachen Befestigung wird ein flaches Beilageblech zwischen jeden Anker und das entsprechende Ende des Auf baus gelegt. Der Anker ist dann in der Lage, sich über die gegenüberliegenden Kanten dieses Beilagebleches auf und ab zu bewegen oder eine Schwenkbewegung auszuführen. Bei dieser Befestigungsweise können die Längen der Arbeitsluftspalten und somit die Charakteristik des Relais durch bloßes Ersetzen des Beilagebleches durch ein anderes von unterschiedlicher Wandstärke geändert werden. Bei einer Alternativ-Befestigungsausführung werden eine Rolle oder mehrere Rollen an Stelle des Beilagebleches verwendet, welche den Anker in die Lage versetzen, sich über diese abzuwälzen, anstatt sich

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auf und ab zu bewegen. Die Rolle oder Rollen sind in Aussparungen untergebracht, welche in den glatten Flächen des Ankers und in das entsprechende Ende des Aufbaus eingelassen sind. Darüber hinaus kann die Ankerbefestigung durch ein Paar von Vorsprüngen geschaffen werden, welche sich zwischen dem Anker und dem entsprechenden Ende des Aufbaus erstrekken und welche als Drehlager für den Anker dienen. Zweckmäßigerweise erstrecken sich diese Vorsprünge in die Aussparungen hinein, welche in das Ende des Aufbaus eingelassen sind. Sie sind einstellbar zum Anker befestigt, um es dadurch zu ermöglichen, daß die Arbeitsluftspalte verändert werden können.

Bei einer anderen Befestigungsausführung ist jedes Ende des vorerwähnten Aufbaus nicht eben zu den gleichebigen Flächen der beiden Bauteile ausgeführt, welche dem entsprechenden Anker gegenüberliegen, sondern es ist statt dessen abgerundet, um dadurch für den Anker ein Lager zu schaffen, über welches der Anker abrollen kann.

Die Anwendung einfacher Schleifverfahren für die Formgebung der sich gegenüberliegenden Flächen eines jeden Ankers, der Jochteile aus magnetisch weichem Material und des entsprechenden Endes des vorerwähnten Aufbaus ist nicht nur auf Relais beschränkt, bei welchen jedes Ende des stationären Magnetauf baus auf der gleichen Seite des entsprechenden Ankers liegt, wie dies bei den beiden Jochteilen der Fall ist, sondern derartige Verfahren können ebenfalls bei Relais zur Anwendung kommen, bei welchen jeder Anker zwischen dem entsprechenden Ende des vorerwähnten Aufbaus und den beiden magnetischen Weichbauteilen liegt. Bei einem derartigen Relais wird jeder Anker zweckmäßig so befestigt, daß er den Grad der Überlappung zwischen sich selbst und den Jochteilen bei Bewegung verändert. Vorzugsweise hat ein derartiger Anker die Form eines offenen Rahmens, welcher zwei Abschnitte bzw. -teile aus magnetisch weichem Material aufweist, von denen jeder in der Nähe des einen der Jochteile liegt, und ein nichtmagnetischer Abstandsbauteil oder mehrere nichtmagnetische Abstandsbauteile, welche diese beiden Teile bzw. Abschnitte voneinander verbinden, können für einen derartigen Rahmen leicht hergestellt werden, um dadurch ein empfindliches Relais zu schaffen.

Die Erfindung soll nun an Hand der sie beispielsweise wiedergegebenen Zeichnungen näher erläutert werden, und zwar zeigt bzw. zeigen

Fig. 1 eine Vorderansicht des Relais, teilweise im Schnitt, und zwar geschnitten entlang der Linie I-I der Fig. 2,

Fig. 2 eine Flächenansicht dieses Relais, gesehen entlang der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Relais,

Fig. 4 eine schaubildliche Flächenansicht der Magnetkreise des Relais,

Fig. 5 eine vergrößerte Horizontal-Schnittansicht des Drehlagers einer der beiden Anker des Relais,

Fig. 6 eine Vorderansicht, welche eine abgeänderte Drehlagerung für einen der beiden Anker darstellt,

Fig. 7 eine Flächenansicht des Lagers, gesehen entlang der Linie VII-VII der Fig. 6, und die

Fig. 8 bis Il ähnliche Flächenansichten vier anderer Drehbefestigungsmöglichkeiten für einen der beiden Anker.

Die Steuerwicklung des Relais, welche bei 1 angedeutet ist, ist mit einem festen Magnetkreis aus Weicheisen verbunden, welcher den Kern 3 der Wicklung aufweist und zwei in der Form rechtwinklige, in Lamellen unterteilte Kernenden 4 hat. Jedes dieser Enden 4 liegt zwischen einem Paar rechtwinkliger nichtmagnetischer Abstandsbauteile 5.

Der Polarisierungsmagnet 10 des Relais, ist an seinen gegenüberliegenden Polen mit zwei rechteckigen Plattenil aus Weicheisen ausgestattet, welche sich über die lotrechten Seiten des Magneten 10 hinauserstrecken und welche vermittels Schrauben 12 an den Abstandsbauteilen 5 befestigt sind (Fig. 1 und 2). Der Magnet 10, die Platten 11, die Enden 4 und die Abstandsbauteile S bilden einen kompakten Aufbau, welcher durch einfache Schleifverfahren leicht herzustellen ist.

Ferner ist ein ebenfalls aus magnetisch weichem Material bestehendes rechtwinkliges Ankerpaar 20 vorgesehen, welches nicht mechanisch miteinander verbunden ist und welches an einander gegenüberliegenden Enden des vorerwähnten Aufbaus angeordnet ist. Die innere Seite eines jeden Ankers 20 ist glatt ausgeführt, z. B. durch Schleifen, und sie ist mit einer Aussparung in Form einer lotrechten, im Schnitt V-förmigen Nut 21 (s. Fig. 5) versehen, welche einer weiteren ähnlichen Nut 22, welche in das Ende 4 eingelassen ist, gegenüberliegt. Eine dünne Metallrolle 23 wird durch die Nuten 21 und 22 festgehalten und dient als Drehlager für den Anker 20. Bei einer abgeänderten Ausführung (nicht dargestellt) ist die Rolle 23 durch ein Paar kleiner keramischer Kugeln ersetzt, welche jeweils durch kleine, einander gegenüberliegende Eindrücke im Anker 20 und im Kernende 4 festgehalten werden.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß der Polarisierungsfluß, welcher durch die voll ausgezogenen Linien 30 angedeutet ist, vom Nordpol des Magneten 10 in die obere Platte 11 hinein, dann über die beiden parallel zueinander stehenden Anker 20 und schließlich zurück nach dem Südpol des Magneten durch die untere Platte 11 verläuft. Der Steuerfluß, welcher durch die gestrichelten Linien 31 angedeutet ist, tritt aus den Kernenden 4 in die Anker 20 ein und wird an die parallel angeordneten Magnetflußwege weitergeführt, welche durch die Jochbauteile 11 gebildet sind. Wenn das Signal in der Steuerwicklung 1 derart ist, daß es einen polarisierenden Magnetfluß in der in Fig. 4 angedeuteten Richtung hervorruft, verstärkt der Steuerfluß den Polarisierungsfluß an den Arbeitsluftspalten am unteren Ende des linken Ankers 20 und am oberen Ende des rechten Ankers 20, während er den Polarisierungsfluß an den anderen Arbeitsluftspalten verringert. Daraus folgt, daß beide Anker sich in einer entgegen dem Uhrzeigersinn verlaufenden Richtung drehen, wie dies durch die voll ausgezogenen Linien in Fig. 4 angedeutet ist. Falls das Signal umgekehrt wird, drehen die Magnetflüsse den Anker im Uhrzeigersinn, wie es durch die gestrichelten Linien bei 32 dargestellt ist.

Es ist ersichtlich, daß der Polarisierungsfluß, und zwar ohne Rücksicht darauf, ob ein Signal empfangen wird oder nicht, dazu dient, beide Anker 20 nach innen gegen ihre Drehlager zu drücken. Unter normalen Verhältnissen reichen die durch den Polarisierungsfluß hervorgerufenen Kräfte aus, um die Anker in dieser Stellung zu halten. Um jedoch zu verhindern, daß die Anker während einer rauhen Behandlung aus ihren Lagern herausgedrückt werden, ist ein Schraubenpaar 32 (s. Fig. 1, 3 und 5) für jeden Anker

vorgesehen. Diese Schrauben 35, welche in Öffnungen bzw. Aussparungen 37 im Anker eingelassen sind, werden in das entsprechende Kernende 4 hineingeschraubt. Sie weisen vergrößerte Köpfe 36 auf, welche verhindern, daß der Anker 20 herausgedrückt wird, welche ihn jedoch in seiner abrollenden Bewegung nicht beeinträchtigen, da ein ausreichender Zwischenraum zwischen ihnen und den Wänden der Öffnungen 37 (s. Fig. 5) vorgesehen ist.

Ein Paar nichtmagnetischer Ansätze 39 (s. besonders Fig. 2) ist auf jedem Anker vorgesehen, um zu verhindern, daß der Anker in einer seiner beiden extremen Stellungen haftenbleibt.

Am oberen Ende eines jeden Ankers 20 ist vermittels Schrauben 40 ein Block 41 (s. Fig. 1 und 2) starr befestigt, an welchem zwei Federnpaare 42 und 43 angebracht sind. Die oberen Federn 42, welche an dem einen Ende durch einen Ansatz 44 miteinander verbunden sind, tragen die sich bewegenden Kontakte 45 des Relais, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß sie mit ruhenden Kontakten zusammenarbeiten, welche von den Federn 46 getragen werden. Die unteren Federn 43 sind dazu vorgesehen, eine mechanische Einstellung für den Anker 20 zu schaffen. Jede dieser Federn 43 steht kontinuierlich in Berührung mit der Stirnfläche einer Schraube 47, welche in einen Vorsprung 48, der sich auf einer der Jochteile 11 befindet, hinein- oder aus diesem herausgeschraubt werden kann. Dadurch wird ermöglicht, daß die Ruhestellung des Ankers 20 geändert und das Relais aus einem beidseits stabilen Relais in ein mittenstabiles Relais oder umgekehrt umgewandelt werden kann.

Bei der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform ist das Rollenlager 23 fortgefallen, und der Anker wird von seiner Außenseite her durch ein kurzes Federnpaar 50 gehalten, dessen anderes Ende innerhalb eines U-förmigen Lagers 51 der Jochteile 11 befestigt ist.

Weitere abgeänderte Ausführungsformen des Drehlagers für jeden Anker sind in den Fig. 8 bis 11 dargestellt. In Fig. 8 ist ein flaches Beilageblech 55 zwischen jedem Anker 20 und dem Kernende 4 eingeschoben, und der Anker ist in der Lage, sich über die gegenüberliegenden Kanten dieses Beilagebleches 55 auf und ab zu bewegen. Der Anker wird vor einer Bewegung in ungewünschten Richtungen durch einen Stift 52 geschützt, welcher in das Kernende 4 eingepaßt und durch eine Öffnung 57 im Anker hindurchgeführt ist. In Fig. 9 ist die innere Fläche des Ankers 20 wiederum glatt, und die benachbarten gegenüberliegenden Flächen der beiden Jochteile 11 und die nichtmagnetischen Abstandsbauteile 5 sind in gleicher Ebene liegend ausgeführt. Die benachbarte Fläche des Kernendes 4 jedoch ist hierbei abgerundet, um dadurch eine teilweise zylindrische Fläche 58 zu schaffen, welche ein Lager bildet, über welches der Anker 20 abrollen kann. Der Stift 56 und die Öffnung 57 sind auch hier wieder vorgesehen. In Fig. 10 sind die benachbarten Flächen des Kernendes 4 wiederum flach ausgeführt, sie sind jedoch nunmehr mit einem Paar So konischer Aussparungen versehen, von denen eines bei 50 dargestellt ist, in welches spitze Enden von Vorsprüngen 61 hineinragen, welche starr mit dem Anker verbunden sind. In Fig. 11 liegen die Vorsprünge 61 in Form von Schrauben 62 vor, welche ermöglichen, daß die Arbeitsluftspalte zwischen dem Anker 20 und den benachbarten Jochteilen 11 verändert werden können.

Claims (11)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Polarisiertes elektromagnetisches Relais mit zwei jeweils an den Enden des die Steuerwicklung tragenden Kerns angeordneten, mechanisch voneinander unabhängigen Ankern, die den Steuerfluß von den Kernenden an magnetisch parallele Wege weiterleiten, die durch zwei an die entgegengesetzten Pole des Dauermagneten angebrachte Jochteile aus magnetischem weichem Material gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anker mit einer Seite jeweils den Enden der Jochteile und dem' dazwischenliegenden Kernende gegenübersteht, so daß der Magnetfluß an dieser einen Seite sowohl in den Anker eindringt als auch aus ihm hervortritt.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernenden in der Mitte zwischen den beiden Jochteilen liegen.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorerwähnte Seite eines jeden Ankers flach ausgebildet ist und daß die benachbarten Flächen der beiden Jochteile und das Kernende des ortsfesten Magneten in gleicher Ebene liegend ausgeführt sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anker in der Lage ist, sich über gegenüberliegende Kanten eines flachen Beilagebleches, welches zwischen diesem Anker und dem entsprechenden Ende des ortsfesten Magneten liegt, auf und ab zu bewegen.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anker in der Lage ist, über eine Rolle oder mehrere Rollen abzurollen, welche zwischen diesem Anker und dem Kernende des ortsfesten Magneten liegen und welche in Aussparungen untergebracht sind, welche in die glatten Flächen des Ankers und des Kernendes des Magneten eingelassen sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich ein Paar von Vorsprüngen zwischen dem Anker und dem Kernende des Magneten erstreckt und als Drehlager für den Anker dient.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Vorsprüngen sich in Aussparungen hinein erstreckt, welche in das Ende des Magneten eingelassen sind, und daß die Vorsprünge einstellbar zum Anker befestigt sind, um dadurch zu ermöglichen, daß die Luftspalte zwischen dem Anker und den beiden Bauteilen verändert werden können.

8. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorerwähnte Seite eines jeden Ankers flach ausgebildet ist und daß die benachbarten Flächen der beiden Jochteile in gleicher Ebene liegen, während die benachbarte Fläche des entsprechenden Endes des Magneten abgerundet ist, um für den Anker eine Lagerung zu schaffen, über welche der Anker abrollen kann.

9. Einrichtung nach Anspruch 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ende des Magneten von den beiden Jochteilen aus magnetisch weichem Material getrennt gehalten wird, und zwar durch ein Paar nichtmagnetischer Abstandsbauteile, deren in der Nähe des Ankers liegende Flächen eben zu den in gleicher Ebene liegenden Flächen der Jochteile ausgeführt sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Polarisierungsmagnet, die Jochteile, die Enden des vorerwähnten Aufbaus und die nichtmagnetischen Abstandsbauteile eine rechtwinklige Form haben und gegeneinander so gesichert sind, daß ihre glatten Flächen in Wirkverbindung miteinander stehen, um dadurch einen zusammengesetzten rechtwinkligen Aufbau zu schaffen, bei welchem die beiden Anker an gegenüberliegenden Enden liegen.

11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anker, die beiden Jochteile und das entsprechende Ende des vorerwähnten Aufbaus einander gegenüberliegende glatte Flächen aufweisen, wobei die Oberflächen der beiden Jochteile in der gleichen Ebene liegen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 674 594;
USA.-Patentschrift Nr. 2636094.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen