DE1254247B - Schutzrohrkontaktrelais und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

DEUTSCHES JmWWL· PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl: 21 g - 4/01

Nummer: 1254 247

Aktenzeichen: J 26069 VIII c/21 g

Ύ 254 247 Anmeldetag: 20. Juni 1964

Auslegetag: 16. November 1967

Die Erfindung betrifft ein Relais mit mindestens zwei mit ihren Längsachsen parallel verlaufenden Schutzrohrkontakten, zwischen denen ein Permanentmagnet angeordnet ist, wobei die genannten Teile von einer Wicklung umgeben sind und ihre Lage in geeigneter Weise festgehalten ist.

Derartig aufgebaute Relais sind bekannt, jedoch kommt es bei Relais, die in großen Massen verwendet werden, darauf an, die Teile gegeneinander so einfach wie nur möglich festzulegen. Diese Festlegung der Lage der einzelnen Teile, die im Stand der Technik nicht beschrieben ist, ist schwierig auszuführen, wenn gleichzeitig mit der geforderten Einfachheit die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, den einzelnen Schutzrohrkontakten des Relais nahezu gleiche Ansprechzeiten zu verleihen, zu lösen ist. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der die Wicklung tragende Hohlkörper an seinen beiden Stirnseiten von zwei Verschlußkappen abgeschlossen ist, von denen eine jede eine Nabe für die Bestimmung der Lage des Permanentmagneten in Längsrichtung des Hohlkörpers besitzt und außerdem beiderseits der Nabe je eine kugelige Aussparung aufweist für die Aufnahme der Enden der beiden Schutzrohrkontakte, und daß mindestens eine Verschlußkappe in der Nabe eine Bohrung für das Einspritzen eines die Zwischenräume zwischen dem Hohlkörper, den Schutzrohrkontakten und dem Permanentmagneten ausfüllenden Kittstoffes besitzt. Zur Festlegung der Bauteile genügt es demnach allein nicht, in die Zwischenräume zwischen dem Hohlkörper, den Schutzrohrkontakten und den Permanentmagneten einen Kittstoff einzuführen, da derselbe durch die Umwelteinflüsse physikalischen Veränderungen unterliegt, wodurch die genaue Einstellung der beiden Schutzrohrkontakte durch diese Veränderungen ebenfalls verändert werden könnte. Es sind somit die weiteren, oben angeführten Maßnahmen erforderlich, um dieses dem Kitt anhaftende Übel auszuschalten und um eine genaue Lagejustierung der beiden Schutzrohrkontakte vor dem Einfüllen des Kittes zu ermöglichen.

Dieser Aufbau des Relais ermöglicht ein einfaches Verfahren zur Einstellung der gewünschten und nahezu gleich großen Ansprechzeiten der Schutzrohrkontakte des Relais. Dieses einfache Verfahren ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Blattfedern der beiden Schutzrohrkontakte in gleichen Ebenen liegen, daß auf die Wicklung des Hohlkörpers Impulse gegeben werden, um den Vorspannungseffekt des Permanentmagneten aufzuheben, und daß durch Schutzrohrkontaktrelais und Verfahren
zu seiner Herstellung

Anmelder:

International Business Machines Corporation,
Armonk, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt,
Böblingen (Württ.), Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:

John Harold Zechman, Broome County, Ν. Υ.
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 28. Juni 1963 (291 342)

Drehung der Schutzrohrkontakte um ihre Längsachsen in unterschiedliche Lagen bei oszillographischer Kontrolle die gewünschte Ansprechzeit eingestellt wird, worauf der Kittstoff durch die Bohrung in der einen Verschlußkappe hindurch in den Hohlkörper gepreßt wird.

Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend an Hand eines in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht eines Schutzrohrkontaktrelais,

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie 2-2 in der Fig. 1,

F i g. 3 einen vereinfachten Schnitt des Schutzrohrkontaktrelais, der die gegenseitige Lage der Schutzrohrkontakte und des Permanentmagneten zu Beginn der Ansprechzeit-Einstellung darstellt,

F i g. 4 ein Diagramm mit der Arbeitskurve und der Kontaktschaltkurve,

Fig.5 ein Schaltbild einer Einrichtung für die Eichung eines Paares von Schutzrohrkontakten und

F i g. 6 an die Arbeitswicklungen angelegte Impulsformen.

Das Schutzrohrkontaktrelais 10 weist ein Paar in Glas eingeschmolzene Kontakte 11 a, 11 b auf, von denen jeder Schaltkontakt Blattfedern 14, 15 in je einer Glasröhre 12 enthält, wobei sich diese Blattfedern entlang der Längsausdehnung der Röhren erstrecken. Diese Kontaktfedern haben sich überlappende Kontaktbereiche 17, 18. Die Kontaktfedern,

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die an den beiden Enden der Glasröhren aus denselben herausragen, können aus irgendeinem geeigneten magnetischen Material von hoher elektrischer Leitfähigkeit, z.B. einer Legierung von etwa 51% Nickel und 48,85 % Eisen, hergestellt sein.

Die beiden Schutzrohrkontakte 11 a, 11 b sind voneinander getrennt angeordnet und verlaufen parallel zueinander. Zwischen ihnen ist ein gemeinsamer permanenter Magnet 24 angeordnet für die Betätigung der Kontaktfedern 14,15, um einen Ruhekontakt mit den sich berührenden Kontaktbereichen 17, 18 zu erzeugen. Die Kontaktfedern 14,15 erhalten dadurch eine Vorspannung zwecks Steuerung der Arbeitszeit des Kontaktes. Die Kontakte IIa, Hb und der Magnet 24 werden, wie in der F i g. 1 gezeigt, mittels eines geeigneten Kittstoffes zusammengehalten.

Da bei einem solchen Relais mit einem Paar von Schutzrohrkontakten 11 und einem gemeinsamen permanenten Magneten oft übereinstimmende Ansprechzeiten für beide Röhrenschalter erforderlich sind, ist eine Eichung oder Angleichung der beiden Schutzrohrkontakte in Verbindung mit einem gemeinsamen Vorspannungsmagneten vorgesehen. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist ein Paar von Schutzrohrkontakten in dem Spulenkörper 26 angeordnet, der einen zentralen Buchsenteil 28 enthält, der, wie aus der F i g. 2 ersichtlich ist, einen abgeflachten ovalen Abschnitt aufweist zur Aufnahme der beiden Schutzrohrkontakte IIa, IIb und des permanenten Magneten 24 mit einem Minimum an Spielraum zwischen denselben. Die Buchse 28 ist mit den Flanschen 30, 32 für die Aufnahme der Arbeitswicklung 34 versehen. Die Flansche können mit Aussparungen 36 zur Aufnahme von Verschlußkappen 38 versehen sein.

Die Verschlußkappen 38 haben eine Nabe 40, die mit enger Passung zwischen die Glashüllen 12 der Schutzrohrkontakte IIa, Hb einführbar ist und an den gegenüberliegenden Enden des permanenten Magneten 24 anliegt, um sowohl die Lage der Schutzrohrkontakte als auch des permanenten Magneten im Spulenkörper 26 zu bestimmen. Die Nabe 40 der Endkappen 38 ist mit einem Flansch 42 mit schalenförmigen Aussparungen 44 zur Aufnahme der Enden der Schutzrohrkontakte Ha, Hb und mit Öffnungen 45 versehen, durch welche die Kontaktfedern ragen. Die zentrale Axialbohrung 47 ist mindestens in einer der Endkappen 38 vorgesehen, um die Einfüllung eines Kittes, z. B. eines Epoxyd-Harzes, zur Befestigung der Schutzrohrkontakte 11 a, Hb und des permanenten Magneten 24 zu ermöglichen. Die Endkappe 38 hat einen äußeren Flansch 48, mit welchem die Kappe 38 an der äußeren Fläche des am Spulenkörper 26 befindlichen Flansches 30 aufliegt. Dieser äußere Flansch 48 kann, falls gewünscht, weggelassen werden, da der innere Flansch 42 in der Aussparung 36 zur Sicherung der Nabe 40 in der richtigen Stellung sitzt.

Um eine Angleichung der Ansprech-Charakteristiken der beiden Schutzrohrkontakte 11 zu erreichen, können diese im Spulenkörper 26 justiert werden. Wie aus F i g. 3 ersichtlich, sind zu Beginn der Justierung die Schutzrohrkontakte gegenüber dem permanenten Magneten 24 so gelagert, daß die zwei Luftspalte zwischen den sich überlappenden Kontaktbereichen in gleicher Ebene liegen. Die Arbeitswicklung 34 kann, wie in der F i g. 5 gezeigt, über Quecksilberrelais 50, 52 abwechselnd an zwei justierbare

Gleichstromquellen 54, 56 angeschlossen werden. Die Gleichstromquelle 54 liefert einen positiven elektrischen Impuls a (vgl. F i g. 6, in der die Zeit in Mikrosekunden angegeben ist). Dieser Impuls unterstützt den Magnetfluß des permanenten Magneten 24 zur Bewirkung des Loslassens der Kontaktfedern 14, 15. Die Gleichstromquelle 56 liefert dagegen einen negativen Impuls bx mit veränderlicher Amplitude zur Bewirkung einer Entmagnetisierung des permanenten Magneten 24.

Die Relais 50, 52 sind mit zwei Impulserzeugern 58, 60 verbunden, die an einen Impulsformer 62 angeschlossen sind. Die genannten Relais werden somit synchron zur Erzeugung positiver und negativer Impulse betätigt. Durch die Verbindung der Kontaktfedern 14, 15 der Schutzrohrkontakte über Widerstände 64, 66 mit je einer Gleichstromquelle, z. B. mit den Batterien 67, 68, kann die Schaltzeit der Schutzrohrkontakte an einem Oszillographen 70 beobachtet werden. Der Oszillograph kann ein Doppelstrahlgerät mit oberen und unteren Strahlklemmen 77, 76 sein und ist so verbunden, daß seine Schaltklemme T mit einer Klemme der Arbeitswicklung 34, z. B. der Klemme 72, verbunden ist. Die Klemme 74, die zwischen der Arbeitswicklung 34 und dem Widerstand 75 liegt, ist mit der Strahlklemme 76 des Oszillographen und die Klemme 78, die zwischen dem einen Schutzrohrkontakt und dem Widerstand 64 liegt, ist mit der anderen Strahlklemme 77 verbunden. Die Schutzrohrkontakte können gleichzeitig an den Klemmen 78, 80 mit den Strahlklemmen 77, 76 des Oszillographen zur Beobachtung der relativen Öffnungszeiten der Kontakte verbunden werden. Die wahlweise Verbindung zu den Schutzrohrkontakten für die Darstellung ihrer Ablenkungen des Kathodenstrahles auf einem Doppelstrahl-Oszillographen kann mittels einer lösbaren Klemme 82 gemacht werden, die eine Verbindung zur Erde 83 entweder für beide oder einen oder den anderen der Schutzrohrkontakte herstellt. Eine gleichzeitige Verbindung der beiden Schutzrohrkontakte kann angewendet werden, wenn ein Vierstrahl-Oszillograph verwendet wird.

Zum Betrieb werden die Schutzrohrkontakte IIa, 11 b und der Magnet 24 in den Spulenkörper 26 eingesetzt und die Endkappen 38 so aufgesetzt, daß die Anschlußenden 21 durch die öffnungen 45 hindurchragen und das in der F i g. 3 gezeigte Lageverhältnis einnehmen. Die Arbeitswicklung 34 wird dann in der in der F i g. 5 gezeigten Weise angeschlossen, so daß positive Impulse von der Stromquelle 55 ein magnetisches Feld erzeugen, welches die gleiche Richtung hat wie der magnetische Fluß des permanenten Magneten 24. Mit dem Potentiometer 55 wird dann der Strom durch die Arbeitswicklung 34 auf einen vorherbestimmten Wert eingestellt. Im vorliegenden Fall wurde bei einer Wicklung mit 1800 Windungen ein Strom von 41 Milliampere als befriedigend gefunden. Der Oszillograph wird auf Mikrosekunden durch Teilung der horizontalen Ablenkung eingestellt und der Arbeitsimpuls von der Quelle 54 an die Schutzrohrkontakte gelegt. Dieser Vorgang kann mit den an die beiden Strahlklemmen 77, 76 des Oszillographen angeschlossenen Klemmen 78, 80 der beiden Kontakte IIa, Hb und mit der abwechselnd mit dem Anschlußende 21 zuerst des einen Kontaktes und dann des anderen Kontaktes verbundenen Zangenklemme 82 ausgeführt werden. Die Oszillographverbindungen werden dann geändert, und zwar wird

Claims (3)

die Abzweigklemme 74 der Arbeitswicklung 34 mit der Strahlklemme 76 des Oszillographen zur Schaffung einer Ablenkung des Kathodenstrahles verbunden, während der langsamere der beiden Kontakte IIa, IIb mit der Oszillographenklemme 77 verbunden bleibt. Die Amplitude der negativen Endmagnetisierungsimpulse kann dann durch die Änderung der Einstellung des Potentiometers 57 justiert werden, um den Wert derselben zu vergrößern, bis die Ansprechzeit des langsameren der Schutzrohrkontakte im Bereich von 900 bis 1000 Mikrosekunden ist. Hierauf wird die Verbindung mit der Klemme 74 unterbrochen und die Klemme 80 des anderen Schutzrohrkontaktes mit der Klemme 76 des Oszillographen verbunden. Unter der Annahme, daß die Ansprechzeit des Kontaktes 11 a kleiner als die Ansprechzeit des Kontaktes 11 b ist und daß der Schutzrohrkontakt 11 b eine Ansprechzeit von 900 bis 1000 Mikrosekunden hat, wird dann der Schutzrohrkontakt IIa durch Drehung um seine Längsachse entweder im Uhrzeigerdrehsinn oder entgegengesetzt zu demselben so justiert, daß die Vorspannwirkung des Magneten 24 vergrößert wird, wodurch die Ansprechzeit des Schutzrohrkontaktes IIa verlangsamt wird, bis schließlich die Ansprechzeit des Schutzrohrkontaktes 11 a ungefähr der Ansprechzeit des Schutzrohrkontaktes IIb entspricht. Dieser Vorgang kann, wenn beide Schutzrohrkontakte mit dem Oszillographen verbunden sind, durch wahlweises Umsetzen der lösbaren Klemme 82 von der Klemme des Schutzrohrkontaktes IIa zur Klemme des Schutzrohrkontaktes 116 ausgeführt werden. Wenn die Ansprechzeit des Schutzrohrkontaktes IIa nicht mehr als 50 Mikrosekunden von der Ansprechzeit des Schutzrohrkontaktes 11 b abweicht, kann dies als ausreichende Übereinstimmung betrachtet werden. Ein Schutzrohrkontakt, z.B. der Kontakt 11 b, kann nun vom Oszillographen abgeklemmt und die Klemme 74 zu der anderen Strahlklemme, z. B. der Klemme 76 des Oszillographen, zurückgeführt werden. Hierbei ist die lösbare Klemme 82 mit der Anschlußklemme des Schutzrohrkontaktes IIa verbunden, der mit dem Oszillographen verbunden bleibt. Die Entmagnetisierungsimpulse können nun durch weitere Betätigung des Potentiometers 57 erhöht werden, bis die Arbeitszeit des Schutzrohrkontaktes IIa im wesentlichen mit dem gewünschten Arbeitspunkt auf der Stromkurve c in der F i g. 4 zusammenfällt. (In dem dort dargestellten Diagramm ist auf der Abszisse die Zeit in Mikrosekunden und auf der Ordinate der Strom in Milliampere aufgetragen.) Dieser Punkt wird erreicht, wenn der durch die Kurve d dargestellte Strom durch den Schutzrohrkontakt die Kurve c des Stromes in der Arbeitswicklung schneidet. Wenn der gewünschte Arbeitspunkt erreicht ist, wird ein geeigneter Kittstoff, zusammen mit einem Katalysator durch die axiale öffnung 47 in den Spulenkörper eingespritzt, um die Schutzrohrkontakte IIa und lift mit dem permanenten Magneten 24 zu befestigten. Nach Aushärtung des Kittstoffes können die abgeglichenen Schutzrohrkontakte IIa, IIb mit dem gemeinsamen permanenten Magneten 24 entweder im Spulenkörper verbleiben und mit diesem als eine Einheit Verwendung finden, oder aus dem Spulenkörper herausgenommen werden. Hierzu 1 Blatt Obwohl die Erfindung unter besonderer Bezugnahme auf Ruhe-Schutzrohrkontakte beschrieben wurde, können durch Arbeitskontakte und Kombinationen von Arbeits- und Ruhekontakten in der gleichen Weise abgeglichen werden. Patentansprüche:

1. Relais mit mindestens zwei mit ihren Längsachsen parallel verlaufenden Schutzrohrkontakten, zwischen denen ein Permanentmagnet angeordnet ist, wobei die genannten Teile von einer Wicklung umgeben sind und ihre Lage in geeigneter Weise festgehalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß der die Wicklung (34) tragende Hohlkörper (28) an seinen beiden Stirnseiten von zwei Verschlußkappen (38) abgeschlossen ist, von denen eine jede eine Nabe (40) für die Bestimmung der Lage des Permanentmagneten (24) in Längsrichtung des Hohlkörpers (28) besitzt und außerdem beiderseits der Nabe (40) je eine kugelige Aussparung (44 bzw. 45) aufweist für die Aufnahme der Enden der beiden Schutzrohrkontakte (IIa, 116), und daß mindestens eine Verschlußkappe (38) in der Nabe (40) eine Bohrung (47) für das Einspritzen eines die Zwischenräume zwischen dem Hohlkörper (28), den Schutzrohrkontakten (IIa, 11 b) und dem Permanentmagneten (24) ausfüllenden Kittstoffes besitzt.

2. Verfahren für die Herstellung des Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schutzrohrkontakte (IIa, 11 b) in den Hohlkörper (28) derart eingelegt werden, daß jeweils zwei Blattfedern (14, 15) der beiden Schutzrohrkontakte (IIa, 11 b) in gleichen Ebenen liegen, daß auf die Wicklung (34) des Hohlkörpers (28) Impulse gegeben werden, um den Vorspannungseffekt des Permanentmagneten (24) aufzuheben und daß durch Drehung der Schutzrohrkontakte (IIa, IIb) um ihre Längsachse in unterschiedliche Lagen bei oszillographischer Kontrolle die gewünschte Ansprechzeit eingestellt wird, worauf der Kittstoff durch die Bohrung (47) in der einen Verschlußkappe (38) hindurch in den Hohlkörper (28) gepreßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch das abwechselnde Anlegen von Impulsen unterschiedlicher Polarität an die Wicklung (34) die Schutzrohrkontakte (11 a, 11 b) betätigt werden, daß diese Impulse so lange vergrößert werden, bis der langsamere Schutzrohrkontakt (IIa bzw. IIb) eine vorbestimmte Ansprechzeit erreicht hat, und daß der schnellere Schutzrohrkontakt (IIa bzw 11 b) um seine Längsachse in einer den Vorspannungseffekt des Permanentmagneten (24) verstärkenden Richtung so lange verdreht wird, bis die Ansprechzeit dieses Schutzrohrkontaktes (IIa bzw. Hb) annähernd der Ansprechzeit des anderen Schutzrohrkontaktes (IIa bzw. Hb) entspricht.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1117 760; deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 761 294.