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Elektromagnetisches Relais mit Schutzrohrwechselkontakten-Die Erfindung
bezieht sich auf elektromagnetische Relais mit zumindest einem Schutzrohrwechselkontakt
mit drei parallel zueinander eingeschmolzenen Kontaktlamellen, denen Dauermagneten
zugeordnet sind, deren Flüsse die Kontaktlamellen sowohl in Längsrichtung als auch
im wesentlichen quer dazu im Bereich ihrer Kontaktstellen durchsetzen. Derartige
Relais werden, da sie sich infolge ihrer vorteilhaften Flußführung durch hohe Schaltsicherheit
und gute Kontaktgabe auszeichnen, für die verschiedensten Aufgaben der Vermittlungstechnik
eingesetzt.
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Es ist bekannt, Relais der genannten Art mit Schutzrohrkontakten aufzubauen,
. deren Kontaktlamellen in einem T-förmigen Schutzrohrkörper angeordnet sind.
Hierbei sind die beiden Ruhekontaktlamellen in den einander gegenüberliegenden Teilen
des Schutzrohrkörpers untergebracht, während die bewegliche Kontaktlamelle in dem
dazu senkrecht stehenden Teil angeordnet ist. Zwei Dauermagneten gleicher Polarisierung
verbinden die aus dem Schutzrohrkörper herausragenden Enden je einer Ruhekontaktlamelle
mit der beweglichen Kontaktlamelle und erzeugen damit eine besondere vorteilhafte
Flußführung.
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Die Anordnung hat den Nachteil sperriger Bauart, so daß eine Zusammenfassung
mehrerer Schutzrohre zu einem Relais einen aufwendigen Aufbau mit ungünstigen Einbauverhältnissen
ergibt.
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Es sind andererseits Relais bekannt, in denen Schutzrohrkontakte mit
drei parallel zueinander eingeschmolzenen Kontaktlamellen angeordnet sind. Bei diesen
wird die Polarisierung beispielsweise durch einen zwischen den äußeren Enden der
Ruhekontaktlamellen angebrachten oder durch zwei an den Enden der Ruhekontaktlamellen
angeordnete Dauermagneten erreicht. Hierbei ist von Nachteil, daß die Führung des
Magnetflusses über die Kontaktlamellen von diesen große Querschnitte verlangt. Da
außerdem der Magnetfluß über die Einschmelzstellen der Kontaktlamellen verläuft
und die Leitfähigkeit dieser Lamellenteile durch den Einschmelzvorgang stets nachteilig
verändert wird, ist es erforderlich, zusätzliche Aufwendungen zu treffen, um den
geringen noch vorhandenen Dauermagnetfluß ausnutzen zu können.
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Zweck der Erfindung ist es, die genannten Nachteile zu vermeiden und
eine einfache Ausführungsform eines derartigen Relais zu schaffen, das die durch
die Art der Flußführung erzieIbaren Vorteile mit denen der rationellen Fertigungs-
und Einsatzmöglichkeiten verbindet.
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Erreicht wird dieser Zweck dadurch, daß erfindungsgemäß zwei 4n gleicher
Richtung polarisierte Dauerinagneten und zumindest ein ihnen gemeinsamer, von ihnen
durch eine unmagnetische Schicht getrennter Rückschluß für den magnetischen Querfluß
mit zu der Bewegungsebene der beweglichen Kontaktlamelle im wesentlichen senkrechten
Polflächen an gegenüberliegenden Außenwänden des Schutzrohres in unmittelbarer Nähe
der Kontakt" stellen angeordnet sind.
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Die Funktionseigenschaften derartiger Relais sind in hohem Maße von
der Führung des Dauermagnetflusses in den Kontaktlamellen der einzelnen Schutzrohrkontakte
abhängig. Die vorgenannte Anordnung hat den Vorteil, daß bei einfacher, kleiner
Bauart zur Erzeugung der Ruhekontaktkraft und zur Bestimmung der Ansprechempfindlichkeit
des Schutz-# rohrkontaktes permanente Längs- und Querflüsse beitragen. Beide Eigenschaften
werden damit erheblich verbessert. Da außerdem durch die Anordnung der Magneten
in der mittleren Kontaktlamelle zwei gegenläufige Längsflüsse erzeugt werden, ergibt
sich ein weiterer Vorteil aus der durch diese Flußüberlagerung klein gehaltenen
resultierenden Flußdichte. Eine bestimmte Ruhekontaktkraft läßt sich also mit einem
kleinen Längsfluß in der mittleren Kontaktlamelle erreichen. Daraus folgt, daß für
diese nur ein kleiner Querschnitt notwendig ist, was Schaltzeit und Prellneigung
des Schutzrohrkontaktes vorteilhaft beeinflußt, da die Masse, die betätigt werden
muß, klein ist.
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Die Schutzrohrkontakte können symmetrisch auf-' gebaut werden. Zweckmäßigerweise
kann dies so geschehen, daß die äußeren Kontaktlamellen unterVerwendung
von
geeigneten Hilfsvorrichtungen genau parallel in den Schutzrohrkörper eingeschmolzen
werden, während die mittlere Kontaktlamelle im Verlauf des Einschmelzvorganges auf
die durch Meßgeräte kontrollierbare magnetische Mittelstellung zu den äußeren Kontaktlamelleneinggestelltwird)Der
.damit erreichte-Yorteil, gleiche Ansprechempfindlichkeit in beiden Richtungen,
des Erregerflusses, ist wesentlich für die B.augröße des Relais, da. so *vermieden
werden kaill4- däß' diö:!Erregerspule., di'o die Mittelzunge umfaßt, überdimensioniert
werden muß.
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Mit vorteilhafter Wirkung auf die Haltekräfte können auch die Magnete
symmetrisch zu den Schutzrohrkontakten angeordnet werden. So können--beispielsweise
zwei Magneten möglichst gleicher Kraftwirkung in möglichst gleichem Abstand angeordnet
werden. Dabei sind die geometrischen Ungenauigkeiten von ungleich geringerer Bedeutung
als di-e.-.magnetischen, und es ist selbstverständlich möglich; die magnetische
Mittelstellung durch Messung und Ausgleich- der geometrischen Lage zu ermitteln
und die Anordnung dann, beispielsweise durch Vergießen, in der ermittelten
Lage festzulegen. Von -besonderem' Vorteil ist die, magnetische Symmetrie
deshalb,. weil die Haltekrräfte- der - Magneten sowohl - Ansprechempfindlichkeit
als auch Prellnei ng der Kontakte 9u bestimmen und Einsatzmöglichkeit und
Lebensdauer des Relais davon abhängen, daß die Arbeitsweise der Schutzrohrkontakte
in beiden Richtungen gleich ist.
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Gemäß einer besonders geeigneten Weiterbildung der Erfindung können
die Magneten, die die-Ruhelagen der Schutzrohrkontakte beeinflussen" so ausgebildet
werden, d#ä zwei zusammenarbeitende Magnete auf zwei, mehrere oder alle Schutzrohrkontakte
eines Relais einwirken. Es-- ergeben sich damit leicht ,einzusehende, Vorteile für
ihre Herstellung und Montage.
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Ähnlich liegende Vorteile können erzielt werden, wenn mehrere oder
alle Schutzrohrkontakte eines Relais -von einer, gemeinsamen Erregerspule
umfaßt werden.
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Darüber hinaus»kann jedem Mag eten emi magri ,ii etischer Rückschluß.
zugeordnet werdend der das Schließen der Kraftlinien zu dem gewünschten Kreis begünstigt
- und damit den Fluß verstärkt. Dieser Rückschluß kann in bekannter
Weise aus in geeignete Form gebogenen Leitblechen gebildet werden und dient neben
der Führung des, Dauermagnetflusses auch der Führung des Erregerflusses.
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. Einem,weiteren Gedanken der Erfindung entsprechend, können
die Schutzrohrkontakte in dem die, Erregerspule tragenden Spulenkörper gelagert
werden. Eine besonders zweckmäßige Lagerung kann dann erreicht werden, wenn der
Querschnitt der Durchgangsöffnung des Spulenkörpers etwa rechteckig ausgebildet
ist, wobei -die Schmalseite etwa dem Durchmesser-eines Schutzrohrkörpers entspricht,
und über die Breitseite mehrere Schutzrohrkontakte angeordnet werden können. Die
Lagerung wird vorteilhaft unterstützt durch beispielsweise sägezahnähnliche Rippen,
die parallel zur Längsachse des Spulenkörpers an einer oder an beiden Breitseiten
verlaufen, die Schutzrohre teilweise umfassen und gegen Verschiebung in radialer
Richtung sichern. Eine derartige Lagerung kann so ausgebildet werden, daß
die - Schutzrohre nach Entfernen einer axialen Sicherung jederzeit ausgewechselt
werden können. Selbstverständlich- ist hier, ebenso wie bei den Magneten, eine Festlegung
der Lage e durch Vergießen mit aushärtenden Klebern oder ähnlichen bekannten Materialien
möglich.
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Von besonderem Vorteil fü r die Symmetrie der .gesamten Anordnimg--ist
es, Werm,die Mägneten in dem gleichen Teil- wie die Söhutzrohrä gelagert werden,
da dann die auftretenden Fertigungs- und Einbautoldrafizen auf ein Minimum beschränkt
bleiben. Zu diesen 'Zweck kann der Spulenkörper, der die Erregerspule und die Schutzrohrkontakte
trägt wandähnliche Fortsetzungen des einen Flansches erhalten, zwischen denen die
Magneten ruhen. Dabei kann ein besonders geeigneter Spulenkörper aus zwei symmetrischen
Hälften-aufgebaut-werden.-- - -
Es ist weiterhin zweckmäßig, die Anordnung
von Spulenkörper, Magneten, Schutzrohren und Leitblechen teilweise von- Kunststoffteilen
umfassen zu
lassen. Dabei* können, die Kunststoffteile >als, Träger
für alle:anderen Teile.dienen. Bei geeignetem geäen1 seitigen# Eingriff dieser Kunststoffteile
ist - es möglich, ,eine- besonders einfache Endverriegelung durch eine Drahtklammer,
vorzunehmen.' Weitere Einzelheiten -werden an Hand der Figuren im folgenden näher
'erläutert.
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#Da# Trinzipbild - der vorstehend- beschriebenen Schutzrohrkontaktanordnung'
- zeigt F i g. 1. Diese enthält- eine zbewegliche Kontaktlamelle
1 und zwei Ruheköntaktlamellen 2 . und: 3. Neben den- beiden
Rühekofttaktlamellen sind.. außerhalb des - Schutzrohres zwei Magneten 4
und 5 angeordnet, deren -Polflächen värg.Iäich§weise, parallel zu den Ruhe:,
#miitaktlamellen- Lieben- und deren.Polung gleichsinniä ist, so daß beispiersWeise-der.Ruhekontaktlamelle2
ein Nordpol,- der -Ruh6kontaktlalüelle-3 ein Südpol zugeordnet ist.
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DerTluß der beiden Dauermagneten verläuft wie folgt: Liegt-imnichteriegten
Zustand-'die mittlere Kontaktlamellel. an der Ruhekontaktl-ameHe3 an, so. wIrd,sie
durch den vorderen permanenten Längsfluß gehalten, dem allerdings der durch den
gesamten I,uftspalt. - geschwächte, rückwärtige permanente Längsfluß, -entgegenwirkt.
Der permanente Querfluß verstärkt die Haltekraft - der beiden aneinanderliegenden
Kontaktlamellen. Die schematisch gezeichneteErregerwicklung 6 dient zur Betätigung
der mittleren Kontaktlamelle. Zum Ansprechen wird ein positiver oder negativer Erregerstrom
erzeugt. Dieser erzeugt wiederum einen Erregerfluß der nach rechts oder links'gerichtet
ist. Im vorliegenden Fall ist ein nach links gerichteter Erregerfluß erforderlich,
der den Fluß im rückwärtigen Luftspalt verstärkt und im vorderen Luftspalt schwächt.
Die dabei entstehende Zugkraft bringt die mittlere Kontaktlamene zum Umschalten,
so daß die mittlere Kontakt-Iamellel an der Ruhekontaktlamelle 2 und der Gesamtluftspalt
nunmehr auf der vorderen Seite liegt. Die durch die Dauermagneten erzeugte Haltekraft
bleibt auch. nach Abschalten des - Erregerstroms erhalten. Eine umgekehrte
Polung des Erregerstromeä erzeugt einen nach vorn gerichteten Erregerfluß, der wiederum
den einen Permanentfluß stärkt und den anderen schwächt, so daß die mittlere Kontaktlamelle
durch die resultierende Zugkraft in die Ausgangslage zurückgeschaltet wird.
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Zur Verstärkung der permanenten Längsflüsse und damit der Ruhekontaktkraft
erhält die Anordnung zwei Leitbleche 7 und 8, zur Verstärkung des
permanenteii-Querflusses und Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit
zwei
weitere Leitbleche 9 und 10
senkrecht zu den erstgenammten angeordnet.
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F i g. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der schematisch gezeichneten
Anordnung nach F i g. 1. Ein Schutzrohr 11 trägt die an einer Stirnseite
eingeschmolzenen Ruhekontaktlamellen 12 und 13 und die an der anderen Stirnseite
eingeschmolzene bewegliche Kontaktlamelle 14. Im Bereich der beweglichen Kontaktlamelle
14 ist eine Erregerspule 15 angeordnet. In der Nähe der Luftspalte liegen
die beiden Dauermagneten 16 und 17, die von den Leitblechen
18 und 19 umfaßt werden. Senkrecht dazu verlaufen die beiden anderen
Leitbleche 20 und 21, die auch die Erregerspule 15 umschließen.
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F i g. 3 zeigt einen Schnitt durch diese Anordnung, aus dem
erkennbar ist, daß für mehrere Schutzrohre der beschriebenen Ausführung gemeinsame
Dauermagneten 22 und 23, gemeinsame Leitbleche 24 und 25 und gemeinsame
Leitbleche 26 und 27 verwendet werden.
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Der konstruktive Aufbau eines Relais mit vier Schutzrohrwechselkontakten
ist in den F i g. 4, 5
und 6 beschrieben.
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F i g. 4 zeigt den Längsschnitt durch ein Relais. Vier Schutzrohrkontakte
31 sind nebeneinander in der Durchgangsöffnung der Spule 32, die sowohl
die Erregerwicklung 33 als auch die Magneten trägt, anereordnet.
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In F i g. 6 ist zu erkennen, daß die Durchgangsöffnung der
Erregerspule mit sägezahnähnlichen Rippen 36 zur Halterung der Schutzrohrkontakte
versehen ist.
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F i g. 5 läßt erkennen, daß die Spule zweiteilig ausgebildet
ist, und mit ihren wandartigen Fortsetzungen 37 und 38 des einen Spulenflansches
die beiden Ma-Peten 34 und 35 umfaßt. Diese liegen quer über allen Schutzrohrkontakten
und werden von Leitblechen 39 und 40, die zur Verstärkung des permanenten
Querflusses dienen, eingerahmt. Über diesen Leitblechen und senkrecht zu ihnen sind
zwei weitere Leitbleche 41 und 42 angeordnet, die zur Verstärkung des magnetischen
Längsflusses dienen. Die gesamte Anordnung wird von zwei Kunststoffteilen, von denen
das untere Teil 43 in F i g. 4 zu erkennen ist, umfaßt und getragen. Die
beiden Teile werden von zwei Drahtklammern 44 und 45 zusammengehalten. Sämtliche
Lötanschlüsse sind nach einer Seite des Relais herausgeführt, die Schutzrohrkontakte
haben deshalb an einer Seite Anschlußdrähte 46, die zu Lötösen an der anderen Seite
führen. Auch die Erregerspule 33 ist mit Anschlußdrähten 47 und 48 versehen
und wird an Lötösen, die an der gleichen Seite wie die der Schutzrohrkontakte liegen,
angeschlossen.