DE1121217B

DE1121217B - Electromagnetic relay with armature contacts

Info

Publication number: DE1121217B
Application number: DEST13754A
Authority: DE
Inventors: Johannes Bernutz
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1958-05-10
Filing date: 1958-05-10
Publication date: 1962-01-04

Description

Elektromagnetisches Relais mit Schutzrohrankerkontakten Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais, dessen Kontakte in unmagnetischen Rohren, vorzugsweise Glasrohren, geschützt angeordnet und durch außerhalb der Rohre angeordnete Magnetisierungsmittel, beispielsweise Magnetspule und/oder Dauermagnet, beeinflußbar sind. Die aus magnetischem Material bestehenden Kontakte werden bei bekannten Anordnungen aus einem festen und einem durch Magnetkraft und Federkraft wechselweise in den Rohren hin- und herbewegten Kontaktstücken gebildet.Electromagnetic relay with protective tube armature contacts The invention concerns an electromagnetic relay, the contacts of which are in non-magnetic pipes, preferably glass tubes, arranged in a protected manner and arranged outside the tubes Magnetizing means, for example magnetic coil and / or permanent magnet, can be influenced are. The contacts made of magnetic material are used in known arrangements from one fixed and one through magnetic force and spring force alternately into the Tubes formed reciprocating contact pieces.

Es ist weiterhin ein elektromagnetisches Relais bekannt, bei dem, insbesondere wenn große Beschleunigungskräfte einwirken, eine sichere Kontaktgabe erzielt werden soll. Hierzu wird zwischen zwei in einem Glasrohr eingeschlossenen magnetisierbaren Kernen ein Kontaktstück hin- und herbewegt, das aus zwei kolbenartigen, durch Federkraft zusammengehaltenen Kontaktstücken besteht. Dieser Federkraft wirkt beim Einschalten zweier Magnetspulen eine durch die Magnetkerne erzeugte magnetische Kraft entgegen, so daß beide Kontaktstücke aus ihrer Ruhelage bewegt werden. Bei der Ausbildung dieser bekannten Relais mit einem Arbeitskontakt sind zwei Magnetspulen zur Erzeugung der magnetischen Felder in den Kernen erforderlich. Soll das Relais ohne eine Schraubenfeder versehen sein, so ist eine dritte Spule erforderlich, welche über den Kontaktstücken angeordnet ist und diese zusätzlich direkt magnetisch beeinflußt. Diese bekannten Relais weisen den großen Nachteil auf, daß sie durch ihre großen Abmessungen nur in beschränktem Maße in elektrischen Schalteinrichtungen verwendet werden können.Furthermore, an electromagnetic relay is known in which, Reliable contact is particularly important when large acceleration forces act should be achieved. For this purpose, it is enclosed between two in a glass tube magnetizable cores a contact piece moves back and forth, which consists of two piston-like, consists of contact pieces held together by spring force. This spring force acts when two magnetic coils are switched on, a magnetic one generated by the magnetic cores Force against, so that both contact pieces are moved from their rest position. at the design of this known relay with a normally open contact are two magnetic coils required to generate the magnetic fields in the cores. Should the relay be provided without a coil spring, a third coil is required, which is arranged over the contact pieces and also directly influences them magnetically. These known relays have the major disadvantage that they are due to their large Dimensions used only to a limited extent in electrical switchgear can be.

Es ist weiterhin ein elektromagnetisches Relais bekannt, bei dem sich innerhalb einer evakuierten Glasröhre, die von einer Magnetspule umgeben ist, ein Ring als Magnetkern befindet. Dieser Magnetkern ist durch eine auf Zug ständig beanspruchte Schraubenfeder an der einen Seite des Glasrohres verschiebbar befestigt. Der Federkraft wirkt das von der Spule erzeugte Magnetfeld entgegen. Bei diesem Vorgang wird die Feder ausgedehnt. Der Magnetkern ist mit einer Kontaktplatte versehen, die bei Erregung der Magnetspule gegen feste Kontakte gedrückt wird, die auf der anderen Seite der Glasröhre angeordnet sind. Das Relais ist nach Art einer Radioröhre steckbar ausgebildet. Diese bekannte Anordnung hat den Nachteil, daß bei Betätigung des Relais die Schraubenfeder ständig auf Zug beansprucht wird, so daß im Laufe der Zeit durch Alterungserscheinungen der Feder die Kontaktplatte nicht mehr ganz in ihre Ruhestellung zurückgezogen wird und somit der Kontaktabstand zwischen festen und beweglichen Kontakten nicht eingehalten werden kann. Dies ist aber besonders bei derartigen Relais erforderlich, da bekanntlich zur Herabsetzung der Schaltzeiten der Kontaktabstand möglichst klein sein muß und eine nachträgliche Einstellung nicht möglich ist.There is also an electromagnetic relay known in which inside an evacuated glass tube surrounded by a magnetic coil Ring is located as a magnetic core. This magnetic core is constantly stressed by a train Helical spring slidably attached to one side of the glass tube. The spring force counteracts the magnetic field generated by the coil. During this process, the Spring extended. The magnetic core is provided with a contact plate, which when energized the solenoid is pressed against fixed contacts on the other side of the Glass tube are arranged. The relay is designed to be pluggable in the manner of a radio tube. This known arrangement has the disadvantage that when the relay is actuated, the coil spring is constantly stressed on train, so that in the course of time by signs of aging the spring, the contact plate is no longer fully retracted into its rest position and thus the contact distance between fixed and moving contacts is not maintained can be. However, this is particularly necessary in the case of such relays, since it is known to reduce the switching times, the contact spacing must be as small as possible and a subsequent setting is not possible.

Es sind weiterhin Relais mit in Rohren geschützt angeordneten Kontakten bekannt, bei denen zwei oder mehrere feste Kontakte auf beiden sich gegenüberliegenden Stirnseiten des Schutzrohres in dieses hineinragen und durch das bewegliche Kontaktstück jeweils in den entsprechenden Endlagen elektrisch miteinander verbunden werden. Bei dieser Ausführung ist die Spule oder das die Ankerbewegung beinflussende Magnetfeld außerhalb des Schutzrohres angeordnet. Es gibt auch weiterhin Ausführungen, bei denen die Spule innerhalb des Schutzrohres angeordnet ist und bei denen die aus dem Schutzrohr herausgeführten Anschlüsse der festen Kontakte nur an einer Stirnseite des Schutzrohres eingeschmolzen oder eingebettet sind. Diese bekannten Ausführungen weisen aber den Nachteil auf, daß ihre kontaktgebenden Elemente aus einzelnen Teilen bestehen, die erst nach Einfügen in das Schutzrohr mechanisch geführt bzw. gehaltert werden und als Kontakteinheit zusammenwirken. Dadurch ist bei diesen Ausführungen die Einstellung des Luftspaltes, der maßgebend für die Anzugserregung eines solchen Kontaktes ist, nur möglich während der Einschmelzung bzw. Unterbringung der einzelnen Kontaktteile in dem Schutzrohr. Diese Maßnahme läßt sich aber nicht so genau durchführen, so daß mit sehr großen Streuungen in bezug auf den Anzug solcher Relais gerechnet werden muß. Die Erfindung hat die Aufgabe, die Nachteile der bekannten Ausführungen zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Kontakteinheit, bestehend aus Stromleitern, dem festen Kontaktstück, dem beweglichen Kontaktstück, der Schraubenfeder und der Gleitschiene, vor dem Einschmelzen in einen Glaskörper oder dem Einkitten in einen Kunststoffkörper zusammengebaut und elektrisch eingestellt wird.There are also relays with contacts that are protected in tubes known in which two or more fixed contacts on two opposite one another Front sides of the protective tube protrude into this and through the movable contact piece are electrically connected to each other in the corresponding end positions. In this design, the coil or the armature movement influencing magnetic field arranged outside the protective tube. There are still versions, at where the coil is arranged inside the protective tube and where the out The connections of the fixed contacts that are led out of the protective tube are only on one end face of the protective tube are melted or embedded. These known designs but have the disadvantage that their contact-making elements consist of individual parts exist, which are mechanically guided or held only after being inserted into the protective tube and work together as a contact unit. This is in these versions the setting of the air gap, which is decisive for the attraction excitation of such Contact is only possible while the individual is being melted down or accommodated Contact parts in the protective tube. However, this measure cannot be carried out so precisely, so that very large spreads are expected with regard to the activation of such relays must become. The invention has the task of eliminating the disadvantages of the known Avoid executions. According to the invention this is achieved in that the contact unit, consisting of conductors, the fixed contact piece, the movable contact piece, the coil spring and the slide rail, before being melted into a glass body or assembled into a plastic body and electrically adjusted will.

Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung wird der in den festen Kontakten und dem beweglichen Kontaktstück herrschende Magnetfluß durch gedruckte Leitungen erzeugt, die an Stelle einer Magnetspule auf Isoherstoffplatten außerhalb des Schutzrohres angeordnet sind.According to a further embodiment of the invention, in the fixed contacts and magnetic flux prevailing in the movable contact piece through printed lines generated in place of a magnetic coil on Isoherstoffplatten outside of the protective tube are arranged.

Die Erfindung hat gegenüber den bekannten Ausführungen den Vorteil, daß durch die Einstellbarkeit der Kontakteinheit außerhalb des Schutzrohres ein gewünschter Luftspalt zwischen dem beweglichen Teil und den feststehenden Kontaktteilen exakter eingestellt und vor Einschmelzen oder Einbringen in das Schutzrohr überprüft werden kann und dadurch die Anzugstoleranzen dieser Relais mit solchen in Schutzrohren eingebetteten Kontakteinheiten eingeengt werden kann.The invention has the advantage over the known designs that through the adjustability of the contact unit outside of the protective tube Desired air gap between the moving part and the fixed contact parts more precisely adjusted and checked before melting or introduction into the protective tube and thus the tightening tolerances of these relays with those in protective tubes embedded contact units can be narrowed.

Die Erfindung wird an Hand der in den Figuren näher dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt Fig. 1 die Einzelteile eines Relais nach der Erfindung im Aufriß, teilweise geschnitten gezeichnet, Fig.2 die Einzelteile nach Fig.1, außerhalb eines Schutzrohres zusammengebaut, teilweise geschnitten gezeichnet, Fig.3 die nach Fig.2 zusammengebauten Einzelteile in einem geschnitten gezeichneten Spulenkörper eingebaut, Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel der Halterung eines Relais gemäß der Erfindung auf einer Isolierstoffplatte und Fig.5 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für Sonderzwecke, insbesondere für höhere Ströme.The invention is illustrated in more detail with reference to the figures Embodiments explained. It shows Fig. 1 the individual parts of a relay of the invention drawn in elevation, partially in section, FIG. 2 the individual parts according to Figure 1, assembled outside of a protective tube, drawn partly in section, 3 shows the individual parts assembled according to FIG. 2 in a section drawn Built-in bobbin, Fig. 4 shows an embodiment of the holder of a relay according to the invention on an insulating plate and FIG. 5 an embodiment of the invention for special purposes, especially for higher currents.

In Fig. 1 sind die Einzelteile einer Kontakteinheit, die nach ihrer Montage und Einstellung des Luftspaltes in ein Schutzrohr eingeschoben werden, dargestellt. Die Einzelteile bestehen z. B. aus den Kontaktstücken 2 und 3 aus magnetisierbarem Material, einer Schraubenfeder 4, einem Rundstab 12 aus Isoliermaterial und den vor dem Einbau in ein Schutzrohr noch zusammenhängenden Stromleitern 5 und 5'.In Fig. 1, the individual parts of a contact unit, which are inserted into a protective tube after their assembly and adjustment of the air gap, are shown. The items consist z. B. from the contact pieces 2 and 3 made of magnetizable material, a helical spring 4, a round rod 12 made of insulating material and the conductors 5 and 5 ', which are still connected before installation in a protective tube.

In Fig. 2 sind die Einzelteile zu einer Kontakteinheit zusammengebaut. Das Kontaktstück 2, das später nach Einführen in ein Schutzrohr mit diesem fest verbunden wird, ist an seinem Umfang mit zwei Ausnehmungen 6 versehen, in die die vorläufig noch zusammenhängenden Stromleiter 5 und 5' isoliert eingelegt werden. Die Bohrung 7 des Kontaktstückes 2 nimmt die Rückstellfeder 4 auf. In die Bohrung des Kontaktstückes 3, das ebenso wie das Kontaktstück 2 aus magnetisierbarem Material besteht, wird von der mit abgerundeten Ecken versehenen Seite ein Stab 12 aus isolierendem Material eingesteckt. Der Stab 12 weist an seinem einen Ende eine wulstartige Verdickung auf, an die das Kontaktstück 3 nach Einschieben des Stabes 12 in die Schraubenfeder 4 und den kleineren Fortsatz der Bohrung 7 des Kontaktstückes 2 zur Anlage kommt. Der Stab 12 wird an seinem von dem Kontaktstück 3 wegweisenden und durch das Kontaktstück 2 hindurchgesteckten Ende mit dem Kontaktstück 2 so verbunden, daß zwischen dem Kontaktstück 3, das durch die Schraubenfeder 4 an die Wulst des Stabes 12, die als Begrenzung der Bewegung des Kontaktstückes 3 beim Abfall dient, angedrückt wird und den in das Kontaktstück 2, d. h. in die Aussparungen 6, isoliert eingelegten Stromleitern 5 und 5', die in diesem Stadium noch zusammenhängen, ein bestimmter Luftspalt eingestellt werden kann. Die Einstellung des Luftspaltes geschieht durch mehr oder weniger Einschieben des Stabes 12 in die kleinere verlängerte Bohrung 7 des Kontaktstückes 2 und bei Erreichen des gewünschten Luftspaltes durch Festlegen des Stabes 12 an dem Kontaktstück 2. Die isoliert durch das Kontaktstück 2 durchgeführten Stromleiter 5 und 5' sind an ihrer einen Stirnseite zum Arbeitsluftspalt hin als Kontakte ausgeführt, d. h. mit Kontaktmaterial in bekannter Weise belegt. Ebenso ist in bekannter Weise die ihnen gegenüberliegende Seite des Kontaktstückes 3 elektrisch gut leitend ausgebildet. Die Stromleiter 5 und 5', die erst nach dem Einschmelzen getrennt werden und bis zu diesem Zeitpunkt durch einen Bügel zusammenhängen, der nach dem Einschmelzen abgetrennt wird, können aus Blech mit angewalzten Kontaktstellen, also aus zweierlei Metall, oder aus einem Drahtbügel, dessen frei stehende Enden mit elektrisch gut leitendem Material versehen sind, hergestellt sein. Die Ansätze 5" dienen zur Verankerung in einem Schutzrohr bzw. einem Isolierkörper.In Fig. 2 the individual parts are assembled to form a contact unit. The contact piece 2, which is later firmly connected to a protective tube after being inserted, is provided on its circumference with two recesses 6 , into which the current conductors 5 and 5 ', which are still connected for the time being, are insulated and inserted. The bore 7 of the contact piece 2 receives the return spring 4 . In the bore of the contact piece 3, which, like the contact piece 2, is made of magnetizable material, a rod 12 made of insulating material is inserted from the side provided with rounded corners. The rod 12 has at one end a bead-like thickening on which the contact piece 3 comes to rest after the rod 12 has been pushed into the helical spring 4 and the smaller extension of the bore 7 of the contact piece 2. The rod 12 is connected at its end pointing away from the contact piece 3 and pushed through the contact piece 2 with the contact piece 2 so that between the contact piece 3, which is attached to the bead of the rod 12 by the helical spring 4 , which acts as a limitation of the movement of the contact piece 3 is used in the case of waste, is pressed and the current conductors 5 and 5 'insulated in the contact piece 2, ie in the recesses 6, which are still connected at this stage, a certain air gap can be set. The air gap is set by more or less pushing the rod 12 into the smaller, elongated bore 7 of the contact piece 2 and, when the desired air gap is reached, by fixing the rod 12 on the contact piece 2. The current conductors 5 and 5 ', which are insulated through the contact piece 2, are are designed as contacts on one end face towards the working air gap, ie covered with contact material in a known manner. Likewise, in a known manner, the opposite side of the contact piece 3 is designed to be electrically conductive. The current conductors which are separated only after the melting 5 and 5 'and to be related to this point a bracket, which is separated after melting, which may be made of plate with rolled-contact points, that is for two metal or of a wire bar, free standing ends are provided with a material that conducts electricity well. The approaches 5 "are used for anchoring in a protective tube or an insulating body.

In Fig. 3 ist eine solche Kontakteinheit; wie in Fig. 2 beschrieben, in ein Schutzrohr 8, das wie beispielsweise gezeigt wird, mit Flanschen versehen ist und als Spulenkörper dient, eingeschoben und mit der Verschlußmasse 9 hermetisch abgedichtet. Nach dieser hermetischen Abdichtung wird der die Stromleiter 5 und 5' bisher noch zusammenhaltende Bügel an der in Fig. 2 punktgestrichelten Linie abgetrennt, so daß die Stromleiter 5 und 5' elektrisch voneinander isoliert sind. Bewegt sich das Kontaktstück 3 unter magnetischem Einftuß auf das feste Kontaktstück 2 zu, so wird in dessen Endlage eine Brücke zwischen den beiden Stromleitern 5 und 5' gebildet, der Stromkreis zwischen den Kontakten also geschlossen. Zwischen dem Außendurchmesser des beweglichen Kontaktstückes 3 und dem Innendurchmesser des Schutzrohres oder Spulenkörpers 8 und, wie in Fig. 2 gezeigt, zwischen dem Durchmesser der Bohrung innerhalb des Kontaktstückes 3 und dem Außendurchmesser des Stabes 12 ist jeweils ein kleines Spiel vorgesehen, so daß sich das frei bewegliche Kontaktstück 3 mit Sicherheit mit gleicher Kontaktkraft gegen die gegenüberliegenden Kontaktstellen der Stromleiter 5 und 5' legen kann.In Fig. 3 is such a contact unit; as described in FIG. 2 , inserted into a protective tube 8, which is provided with flanges, for example, and serves as a coil body, and is hermetically sealed with the sealing compound 9. After this hermetic seal, the stirrup which hitherto held together the conductors 5 and 5 'is separated at the dashed-dotted line in FIG. 2, so that the conductors 5 and 5' are electrically isolated from one another. If the contact piece 3 moves under magnetic influence towards the fixed contact piece 2, a bridge between the two conductors 5 and 5 'is formed in its end position, so the circuit between the contacts is closed. Between the outer diameter of the movable contact piece 3 and the inner diameter of the protective tube or bobbin 8 and, as shown in Fig can place freely movable contact piece 3 with security with the same contact force against the opposite contact points of the conductors 5 and 5 '.

In Fig. 4 ist z. B. die waagerechte Anordnung eines solchen Relais auf einer Platte 14 mit gedruckter Schaltung gezeigt. Die Anschlüsse 5 und 5' gehören zum Kontakt und die Anschlüsse 15 und 15' zur Spule.In Fig. 4, for. B. the horizontal arrangement of such a relay on a plate 14 is shown with a printed circuit. The connections 5 and 5 ' belong to the contact and the connections 15 and 15' to the coil.

Fig.5 zeigt eine Anordnung, bei der für Sonderzwecke, für den Fall, daß höhere Ströme zugelassen werden können, die in ein Schutzrohr 1 eingeschlossene Kontakteinheit an Stelle von einer Spule beispielsweise von Platten 16 und 16', die mit einer gedruckten Schaltung versehen sind, umgeben ist. Die Platten 16 und 16' werden in der Grundplatte 14 mit der gedruckten Schaltung durch Löten verbunden. Auf der Grundplatte 14, und zwar unter dem Kontakt, ist ein Leitungszug 17 angeordnet, der die in die Platten 16 und 16' eingeätzten, mehrere Windungen darstellenden Leitungszüge zwischen den beiden Platten 16 und 16' im gleichen Wicklungssinn verbindet, so daß ein Feld zur Betätigung des magnetisch beeinflußbaren Kontaktes erzeugt werden kann.5 shows an arrangement in which, for special purposes, in the event that higher currents can be permitted, the contact unit enclosed in a protective tube 1 instead of a coil, for example of plates 16 and 16 ', which are provided with a printed circuit , is surrounded. The plates 16 and 16 ' are connected in the base plate 14 to the printed circuit by soldering. On the base plate 14, under the contact, a line 17 is arranged, which in the plates 16 and 16 ' etched, several turns forming lines between the two plates 16 and 16' in the same direction of winding, so that a field for Actuation of the magnetically influenceable contact can be generated.

Claims

i'ATENTANSQUÜCH E: 1. Electromagnetic relay with protective tube armature contacts, which consist of fixed contacts protruding into the protective tube at the end, between which a movable contact piece is arranged in such a way that it is in the rest position by spring force against the fixed contacts of one end of the protective tube and in the working position is pressed against the fixed contacts of the other end face by magnetic force, in which two or more fixed contacts on both opposite end faces of the protective tube protrude into the protective tube and are electrically connected to one another in the corresponding end positions by the movable contact piece, characterized in, that the contact unit, consisting of conductors (5, 5 '), the fixed contact piece (2), the movable contact piece (3), the helical spring (4) and the slide rail (12), before melting into a glass body (1) or the putty assembled in a plastic body (8) and electr is set.

2. Electromagnetic relay according to claim 1, characterized in that the in the fixed contacts (2) and the movable Contact piece (3) prevailing magnetic flux is generated by printed lines (19), instead of a magnetic coil on insulating material plates (16, 16 ') outside the Protective tube (1) are arranged. Publications considered: German U.S. Patent No. 699,682; Swiss Patent No. 315 202; U.S. Patents No. 2170135, 2 425 038.