DE1121216B

DE1121216B - Elektromagnetisches Kleinstrelais

Info

Publication number: DE1121216B
Application number: DES67293A
Authority: DE
Inventors: Josef Fischer; Martin Aidn; Alois Ruhland
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1960-02-26
Filing date: 1960-02-26
Publication date: 1962-01-04
Also published as: CH392691A; GB932311A; FR1280521A; US3244834A; BE600292A; NL261496A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

S 67293 VIII c/21g

ANMELDETAG: 26. F E B R U A R 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 4. JANUAR 1962

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Kleinstrelais hoher Stoßfestigkeit und großer Ansprechempfindlichkeit mit einem innerhalb eines Solenoids bewegbaren Anker, wobei das mit einem hülsenförmigen Weicheisenmantel umgebene Solenoid auf einen Teil seiner Länge einen Weicheisenkern besitzt, der mit dem in axialer Richtung verschiebbaren bolzenförmigen Anker zusammenwirkt.

Bei elektromagnetischen Relais, die nach dem Solenoid-Prinzip arbeiten, ist es bereits bekannt, ein abgeschlossenes Gehäuse vorzusehen, in welches das gesamte Relais eingebettet ist. Da sich in diesem Gehäuse dann sowohl die Wicklung und die Kontaktvorrichtung befinden, können in den Kontaktraum Ausscheidungsdämpfe der Wicklungen eindringen. Bei dem heutigen Stand der Technik ist es nämlich nicht möglich, beim Aufbau der Wicklungsträger und Wicklungen organische Werkstoffe durch anorganische Werkstoffe in vollem Umfange zu ersetzen.

Durch die nicht verhinderbaren Ausscheidungsdämpfe wird daher bei bekannten Relais die Güte der Kontaktanordnung nachteilig beeinflußt. Die oft bei Relais geforderte hohe Lebensdauer ist daher bei derartig gekapselten Relais nicht erreichbar, und ein frühzeitiger Verschleiß der kontaktgebenden Organe ist daher zu erwarten. Im übrigen befinden sich bei bekannten Relais dieser Art auch im Kontaktraum Isoliermaterialien aus organischen Werkstoffen, so daß die bereits erwähnten Nachteile hier besonders stark in Erscheinung treten.

Die nach dem Solenoid-Prinzip arbeitenden bekannten Relais besitzen eine Ankerlagerung, die keineswegs reibfrei ist. Der Anker bewegt sich nämlich in der Regel in einer entsprechenden Führung. Die Führung kann entweder aus einem Dorn bestehen, oder es ist für den Anker eine entsprechende Führungshülse vorhanden. Diese Führungen stellen daher immer mit Reibung verbundene Lagerungen dar.

Soweit die Kontaktkammer durch eine derartige Ankerführung vom Wickelraum getrennt ist, reicht diese Trennung aber trotzdem nicht aus, daß Ausdünstungsreste über die Ankerlagerung zu den Kontakten gelangen und damit die Güte der Kontaktanordnung bzw. die Lebensdauer des Relais ungünstig beeinflussen.

Die Erfindung hat sich daher für ein Relais der eingangs näher bezeichneten Art die Aufgabe gestellt, eine Lösung anzugeben, um eine hohe Ansprechempfindlichkeit in Verbindung mit einer hohen Lebensdauer des Relais zu erreichen. Außerdem soll dieses Relais lageunabhängig arbeiten und eine große Stoßfestigkeit besitzen.

Elektromagnetisches Kleinstrelais

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München, München 2, Witteisbacherplatz 2

Josef Fischer, Martin Aidn und Alois Ruhland,

München,
sind als Erfinder genannt worden

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß sich der Anker und die von diesem betätigte Kontaktanordnung gemeinsam in einer hermetisch abgeschlossenen Kontaktkammer befinden, und daß die Kontaktanordnung, deren Dichtungselemente und Isolationsmittel aus anorganischem Werkstoff hergestellt sind, eine als Parallelführung wirksame Doppelfeder aufweist, an welcher der reibfrei sich bewegende Anker befestigt ist.

Diese Lösung bietet insofern besondere Vorteile, als durch die reibfreie Anordnung des Ankers eine besonders hohe Ansprechempfindlichkeit des Relais erreicht wird. Es besteht hierbei keine Verbindung zwischen dem Kontaktraum und denjenigen Teilen des Relais, welche aus organischen Stoffen bestehen und schädliche Dämpfe ausscheiden können. Damit ist eine hohe Lebensdauer des Relais zu erwarten; außerdem können für die Kontaktanordnung auch Werkstoffe verwendet werden, welche aus Korrosionsgründen bei bekannten Relais nicht verwendet werden können.

Die Ausbildung der Kontaktanordnung läßt sich in günstiger Weise derart treffen, daß der über einen Drahtbügel auf die Doppelfeder wirksame Anker über einen Mittelkontakt betriebsmäßig jeweils einen der

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Gegenkontakte berührt. Es ist zu empfehlen, daß zur Einstellung des Arbeitsluftspaltes der Weicheisenkern mit einem Gewinde versehen ist und seine jeweils eingestellte Lage durch Verbinden mit einer magnetisch leitenden Abschlußplatte festgelegt wird. Zweckmäßig ist es, den hülsenförmigen Weicheisenmantel, an dem die Kontaktkammer bildenden Gehäuse, durch sickenförmige Andrückstellen zu haltern.

Für bestimmte Anwendungsfälle kann es zweckmäßig sein, das Relais auf einem Glas-Metall-Sockel anzuordnen.

Um eine optimale Anzugskraft zu erreichen, ist es vorteilhaft, die Polflächen des Weicheisenkerns und die des bolzenförmigen Ankers auf den einander zugewandten Seiten als ineinander passende Kegel auszubilden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll in der Zeichnung erläutert werden, wobei Fig. 1 das Kleinstrelais in erheblich vergrößerter Darstellung im Schnitt zeigt, während Fig. 2 lediglich die auf dem Sockel angeordnete Kontaktanordnung mit dem Relaisanker wiedergibt.

Das in Fig. 1 im Schnitt dargestellte Kleinstrelais besteht im wesentlichen aus dem mit einem hülsenförmigen Weicheisenmantel 8 umgebenen Solenoid 4, das auf dem größeren Teil seiner Länge einen Weicheisenkern 9 besitzt. Der Weicheisenkern 9 wirkt mil dem in axialer Richtung verschiebbaren bolzenförmigen Anker 10 zusammen. Der Anker 10 kann sich dabei reibfrei ohne Berührung im Solenoid in axialei Richtung bewegen und ist auf der dem Arbeitsluftspalt 12 abgewandten Seite an einer als Parallelführung wirksamen Doppelfeder 18 befestigt. Beim Ansprechen des Relais wird der Anker innerhalb des Solenoids durch die Doppelfeder so geführt, daß keine Berührung mit seiner Innenwandung auftritt. Die Innenwandung des Solenoids wird hierbei durch ein unmagnetisches Rohr 5 gebildet.

Zur Einstellung des Arbeitsluftspaltes 12 ist der Weicheisenkern 9 mit einem Gewinde 9 b versehen, und seine jeweils eingestellte Lage wird dadurch festgelegt, daß er mit einer magnetisch leitenden Abschlußplatte 7 und mit dem unmagnetischen Rohr 5 verlötet wird. Durch die Einstellbarkeit des Arbeitsluftspaltes 12 können alle Fertigungstoleranzen des Magnetsystems und des Kontaktsatzes ausgeglichen werden. Außerdem ist es dadurch auf einfache Weise möglich, den Ansprechwert des Relais zu verändern.

Der hülsenförmige Weicheisenmantel 8 dient einerseits zur Führung des Magnetflusses, wie er in strichpunktierten Linien angedeutet ist und andererseits zum mechanischen Schutz der Wicklung des Solenoids 4. Der hülsenförmige Weicheisenmantel 8 wird durch sickenförmige Andrückstellen 23 an der Gehäusebuchse 6 gehaltert. Um optimale Ansprechwerte bzw. Zugkräfte für den Anker 10 zu erreichen, sind die Polflächen des Weicheisenkerns und des bolzenförmigen Ankers auf den einander zugewandten Seiten als ineinander passende Kegel 9α und 10a ausgebildet.

Die Drahtanschlüsse zum Solenoid 4 sind in Ausnehmungen der Weicheisenscheibe 7 eingelegt und werden an die über das Solenoid herausstehenden Enden der Wicklung angelötet.

Die Kontaktanordnung des Relais, die sich zusammen mit der Doppelfeder 18 in der Kontaktkammer 6 α der Gehäusebuchse 6 befindet, ist in Fig. 2 schaubildlich dargestellt. Der Anker 10 ist dabei über den Draht 19 und die Doppelfeder 18 am Sockelstift 17 befestigt.

An den mit einem schwarzen Punkt bezeichneten Stellen sind Schweißungen vorgesehen, welche die Verbindung zwischen dem Draht 19, dem Sockelstift 17 und der Doppelfeder 18 herstellen. Der Sockelstift 17 wirkt hierbei als feste Basis für die bei Bewegung des Ankers 10 entstehende Aufwärts- bzw. Abwärtsbewegung der Doppelfeder 18. Es entsteht auf diese Weise eine Parallelführung des Ankers 10, die im Bereich des vorgesehenen Ankerhubs eine reibfreie Bewegung des Ankers gewährleistet. Die Doppelfeder 18 dient gleichzeitig als Stromzuführung für den am Draht 19 angebrachten Mitteikontakt 20. Die Gegenkontakte 22 befinden sich an den Sockelstiften 21 und 21'. Die auf dem Sockel befestigte Kontaktanordnung wird bei der Montage in die Gehäusebuchse 6 eingeführt unä dann der Sockel mit dieser verlötet oder verschweißt. Der Sockel 2 bildet dabei den unteren Abschluß des Relais. Statt der Sockelstifte können auch Lötanschlüsse vorgesehen werden, so daß eine unmittelbare Verdrahtung des Relais möglich ist.

Die extrem kleinen Abmessungen der einzelnen Bauteile ermöglichen es, ein derartiges Kleinstrelais mit einer Länge von etwa 30 mm und einem Durchmesser von ca. 6 mm herzustellen, wobei dann auf der einen Seite die Anschlüsse für die Erregerwicklung und auf der anderen Seite die Anschlüsse der Kontaktanordnung herausgeführt sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektromagnetisches Kleinstrelais hoher Stoßfestigkeit und großer Ansprechempfindlichkeit mit einem innerhalb eines Solenoids bewegbaren Anker, wobei das mit einem hülsenförmigen Weicheisenmantel umgebene Solenoid auf einem Teil seiner Länge einen Weicheisenkern besitzt, der mit dem in axialer Richtung verschiebbaren bolzenförmigen Anker zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Anker (10) und die von diesem betätigte Kontaktanordnung (20, 22) gemeinsam in einer hermetisch abgeschlossenen Kontaktkammer befinden und die Kontaktanordnung, deren Dichtungselemente und Isolationsmittel aus anorganischen Werkstoffen hergestellt sind, eine als Parallelführung wirksame Doppelfeder (18) aufweist, an welcher der reibfrei sich bewegende Anker (10) befestigt ist.

2. Elektromagnetisches Kleinstrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der über einen Drahtbügel (19) auf die Doppelfeder (18) wirksame Anker (10) über einen Mittelkontakt (20) betriebsmäßig jeweils einen der Gegenkontakte (22) berührt.

3. Elektromagnetisches Kleinstrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung des Arbeitsluftspaltes (12) der Weicheisenkern (9) mit einem Gewinde (9 b) versehen ist und seine jeweils eingestellte Lage durch Verbindung mit einer magnetisch leitenden Abschlußplatte (7) festlegbar ist.

4. Elektromagnetisches Kleinstrelais nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der hülsenförmige Weicheisenmantel (8) an dem die Kontaktkammer bildenden Gehäuse (6) durch sickenförmige Andrückstellen (23) gehaltert ist.

5. Elektromagnetisches Kleinstrelais nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Glas-Metall-Sockel (2) aufweist.

6. Elektromagnetisches Kleinstrelais nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Polflachen des Weicheisenkerns (9) und die des bolzcnförmigen Ankers (10) auf der einander zugewandten Seite als ineinander passende Kegel (9 a, 10 d) ausgebildet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 071 837; französische Patentschrift Nr. 972 966; britische Patentschrift Nr. 793 994.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen