DE1256326B

DE1256326B - Elektromagnetisches Relais mit hermetisch abgeschlossener Kontaktanordnung

Info

Publication number: DE1256326B
Application number: DEJ30044A
Authority: DE
Inventors: Clark Thomas Roessler; Ronald Valentine Tetz
Original assignee: Jennings Radio Manufacturing Corp
Current assignee: Jennings Radio Manufacturing Corp
Priority date: 1965-02-15
Filing date: 1966-02-11
Publication date: 1967-12-14
Also published as: BE676468A; US3344253A; NL6601957A; GB1083271A

Description

DEUTSCHES #|W PATENTAMT

DeutscheKl.: 21g-4/01

AUSLEGESCHRIFT — ™

Aktenzeichen: J 30044 VIII c/21 g

J 256 326 Anmeldetag: 11. Februar 1966

Auslegetag: 14. Dezember 1967

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais, bei dem die Kontaktanordnung und der Anker getrennt von der Erregerspule in einem evakuierten, hermetisch verschlossenen Gehäuse untergebracht sind, und mit mehreren in das Gehäuse ragenden festen Kontakten, an deren einem ein beweglicher Kontakt gelagert ist, der mit den übrigen festen Kontakten zusammenarbeitet und durch den Anker unter Zwischenschaltung eines dielektrischen Gliedes betätigt wird.

Es sind Relais bekannt, deren Anker an einem Halterungsteil mittels Ösen und Lagerstift drehbeweglich gelagert ist. Der bewegliche Kontakt eines derartigen Relais weist daher in Verbindung mit einem solchen Anker einen Grad von Beweglichkeit auf, der für Relais dieses Typs meist unerwünscht ist. Ein weiterer Nachteil bekannter Anker- und beweglicher Kontaktanordnungen ist das Auftreten von Schwingungen oder Vibrationsmomenten, die eine zuverlässige Betätigung des Relais bei einer vibrierenden Umgebung verhindern. Da die Bewegung des beweglichen Kontaktes bei den genannten Relais von der Bewegung des Ankers abhängig ist, kann bei einer fortwährenden Betätigung des Ankers über eine längere Zeitdauer und einer daraus resultierenden Abnutzung des Ankers eine Beeinträchtigung der Zuverlässigkeit und Leistungsfähigkeit des Relais eintreten. Weiterhin muß bei Relais, deren Anker mittels eines Stiftes drehbar gelagert ist, ein wesentlicher Anteil von Reibungskräften durch eine Vergrößerung der Leistung des den Anker betätigenden Elektromagneten überwunden werden. Diese Reibung führt ferner zur Abnutzung der Teile innerhalb des Gehäuses, wodurch das Innere des Gehäuses verunreinigt werden kann.

In einer älteren Patentanmeldung ist für ein elektromagnetisches Relais, bei dem die Kontaktanordnung und der Anker getrennt von der Erregerspule in einem hermetisch verschlossene Gehäuse untergebracht sind, vorgeschlagen worden, daß zwei feste Kontakte, die unmittelbar an zwei in das Gehäuse ragenden, in einer Ebene liegenden Anschlußröhrchen befestigt sind, mit einem an einem dritten, in derselben Ebene liegenden Anschlußröhrchen gelagerten beweglichen Kontakt zusammenarbeiten, der an seinem freien Ende in zwei getrennte, abgestufte Kontaktzungen ausläuft, von denen eine im Ruhezustand an einem der festen Kontakte anliegt, daß weiterhin die Andruckkraft im nicht erregten Zustand des Magnetsystems durch einen federgelagerten Anker aufgebracht wird, der mit einem dielektrischen Glied auf den beweglichen Kontakt drückt, und daß Elektromagnetisches Relais mit hermetisch
abgeschlossener Kontaktanordnung

Anmelder:

Jennings Radio Manufacturing Corporation,
San Jose, Calif. (V. St. A)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart 1, Rotebühlstr. 70

Als Erfinder benannt:

Clark Thomas Roessler, San Jose, Calif.;

Ronald Valentine Tetz, Los Gatos, Calif.

(V.StA.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 15. Februar 1965 (432 507

bei erregter Spule und angezogenem Anker die elastische Gegenkraft des beweglichen Kontaktes dessen zweite Kontaktzunge am anderen festen Kontakt zur Anlage bringt. Diese Anordnung weist jedoch für verschiedene Anwendungsfälle den Nachteil auf, daß lediglich eine kraftschlüssige Verbindung zwischen Anker und beweglichem Kontakt besteht, so daß dieser bei extremen Schwingungen vom Anker abgehoben werden kann.

In einer weiteren Patentanmeldung ist ferner vorgeschlagen worden, daß der bewegliche Kontakt drehbar an einem der Anschlußröhrchen gelagert ist und mit seinem freien Ende zwischen den beiden festen Kontakten liegt und daß er über eine Betätigungseinheit formschlüssig mit dem Anker verbunden ist. Diese Konstruktion ist jedoch nicht überall einsetzbar, da sich wegen des mittels Ösen und Lagerstift drehbar gelagerten beweglichen Kontaktes ähnliche Schwierigkeiten ergeben können wie bei den eingangs genannten Relais mit drehbeweglichem Anker.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden und ein Relais mit verbesserter Anker- und beweglicher Kontaktanordnung zu schaffen. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der bewegliche Kontakt in einem Schlitz eines der festen Kontakte federnd eingespannt ist und mittels eines am beweglichen Kontakt einge-

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klemmten, mit dem federgelagerten Anker fest verbundenen dielektrischen Betätigungsfingers bewegbar ist.

Gemäß einer Ausbildung der Erfindung sind die festen Kontakte senkrecht zur Längsachse des Gehäuses im wesentlichen radial und in einer Ebene liegend in das Gehäuse eingeführt, und der bewegliche Kontakt ragt als Verlängerung des einen festen Kontaktes mit seinem Kontaktende in den Zwischenraum zwischen den beiden anderen festen Kontakten hinein.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung besteht der bewegliche Kontakt aus einem haarnadelförmig gebogenen elastischen metallischen Streifen, dessen zwei Federarme mit ihren freien Enden in den Schlitz des festen Kontaktes eingesetzt sind. Die freien Enden der Federarme des beweglichen Kontaktes sind mit einem Einschnitt versehen, so daß beim Einsetzen in den Schlitz des festen Kontaktes Teile des beweglichen Kontaktes und Teile des festen Kontaktes einander überlappen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung liegt der dielektrische Betätigungsfinger in einer Auskehlung des Federarmes und wird durch die Federwirkung der Arme beim Einsetzen derselben in den Schlitz des festen Kontaktes eingeklemmt.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist der Anker auf einer Lagerplatte kippbeweglich gelagert. Zwischen dem Anker und der Lagerplatte ist eine U-förmig gebogene Federklammer angeordnet, die dem Anker ein Kippmoment vermittelt, wobei die Lagerplatte als Stützpunkt und zur genauen Bestimmung der Kippachse dient. Der Anker weist eine als Hebelarm wirkende Nase auf, hinter der die Federklammer angreift.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der dielektrische Betätigungsfinger in einer am Anker befestigten Klemmhülse fest eingespannt.

Das elektromagnetische Relais nach der Erfindung weist verschiedene Vorteile auf. Gegenüber herkömmlichen Vakuumrelais stellt es z. B. ein besonders einfaches und kostengünstiges Bauteil dar, bei dem der Anker so befestigt ist, daß Reibungskräfte und Vibrationsempfindlichkeit weitgehend vermieden werden. Der Anker und das bewegliche Kontaktglied werden so betätigt, daß im wesentlichen nur die geringen inneren Reibungskräfte der Federlagerung auftreten. Durch die günstige Hebelübersetzung der Ankerlagerung tritt schon bei kleinstem Ankerhub eine ausreichende Kontaktbewegung des beweglichen Kontaktes auf, wodurch die Leistungsfähigkeit des Relais erhöht wird. Die Kipplagerung des Ankers trägt mit dazu bei, daß dieses Relais durch die im wesentlichen reibungslose Lagerung seiner beweglichen Glieder eine lange Lebenserwartung hat.

Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Längsachse des Relais,

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

F i g. 3 den elastischen beweglichen Kontakt des Relais, einzeln dargestellt,

F i g. 4 die Halterung des elastischen beweglichen Kontaktes an einem der festen Kontakte, einzeln dargestellt,

Fig. 5 einen Teil des Ankers und der Ankerlagerung in räumlicher Darstellung.

Das Relais weist ein Gehäuseteil! auf, das vorzugsweise aus einem Keramikrohr besteht und an seinem oberen Ende durch eine Endplatte 3 verschlossen ist. Der Rand 4 der Endplatte 3 ist mit dem Gehäuseteil 2 hermetisch dicht verbunden. Die Endplatte 3 enthält einen zentrisch angeordneten Rohrstutzen 6, der nach dem Evakuieren des Gehäuses, wie dargestellt, zusammengequetscht wird. Der Rohrstutzen 6 wird von einer Schutzkappe 7 umschlossen, deren Hohlraum zwischen Schutzkappe 7 und Rohrstutzen 6 mit einem dämpfenden Material 8, z. B. Silicongummi, ausgefüllt ist.

Mehrere feste Kontakte 9, 12 und 13 ragen gemäß F i g. 2 in das Gehäuse hinein. Der feste Kontakt 13 ist an seinem inneren Ende mit einem axial verlaufenden Schlitz 14 versehen, in den die feien Enden der beiden Federarme 16 und 17 des beweglichen Kontaktes 18 eingesetzt sind. Der Federarm 17 weist eine quer verlaufende Auskehlung 17' auf.

Der bewegliche Kontakt 18 wird durch einen senkrecht stehenden dielektrischen Betätigungsfinger 19 bewegt, dessen oberes Ende in der Auskehlung 17' liegt und durch die Eigenelastizität der Federarme 16 und 17 gehalten wird.

Das untere Ende 21 des dielektrischen Betätigungsfingers 19 ist in einer länglichen Klemmhülse 22 befestigt, deren untere Stirnseite auf den Anker 23 gelötet oder am Anker 23 in anderer Weise befestigt ist. Die Halterung der Federarme 16 und 17 des beweglichen Kontaktes 18 im Schlitz 14 des festen Kontaktes 13 geht am deutlichsten aus den F i g. 3 und 4 hervor und wird später noch einzeln erläutert.

Der Anker 23 liegt quer über einem ringförmigen Halterungsteil 24, das in ein zylindrisches Halterungsteil 27 des Verbindungsflansches 28 übergeht. Das Spulengehäuse 25 ist mit dem zylindrischen Halterungsteil 27 hart verlötet. Die äußere Kante 29 des Verbindungsflansches 28 ist mit einem Flansch 31 verschweißt, der wiederum mit dem unteren Ende des Gehäuseteiles 2 hart verlötet oder auf andere Weise hermetisch dicht verbunden ist.

Der Anker 23 ist im wesentlichen reibungslos auf einer Lagerplatte 32 an der Innenfläche des Halterungsteiles 24 kippbeweglich gelagert. Das abgewinkelte Teil 33 der Lagerplatte 32 bildet eine Tasche, in der das Ende eines Armes einer Federklammer 34 lösbar verankert ist. Der freie Arm 36 der Federklammer 34 weist ein abgewinkeltes Ende 37 auf, das elastisch unter eine Nase des Ankers 23 eingreift. Aus F i g. 5 ist ersichtlich, daß die Lagerplatte 32 mit einer Aussparung 39 versehen ist, die eine ausreichende freie Drehung der Nase 38 garantiert. Die Nase 38 ist als Hebelarm ausgebildet, so daß die elastische Federklammer 34 dem Anker 23 ein Kippmoment vermittelt, wobei die Lagerplatte 32 als Stützpunkt und zur genauen Bestimmung der Kippachse dient. Weiterhin geht aus den Fig. 1 und 2 hervor, daß die Vorspannung der Federklammer 34 den beweglichen Kontakt 18 in der Ruhelage hält, so daß die festen Kontakte 12 und 13 verbunden sind. Bei Erregung der Spule 41 und damit des magnetischen Kreises über den Kern 42 und das Spulengehäuse 25 bewegt sich der Betätigungsfinger 19 nach links und legt den beweglichen Kontakt 18 in die Arbeitslage, so daß die festen Kontakte 9 und 13 verbunden sind und die Verbindung zwischen den Kontakten 12 und 13 unterbrochen wird.

Claims

Durch die besondere Konstruktion des erfindungsgemäßen Relais wird auch dessen Herstellung gegenüber herkömmlichen Relais wesentlich erleichtert, da diese eine zusätzliche Festlegung des beweglichen Kontaktes und des Betätigungsmechanismus an der Halterungseinrichtung benötigen. Beim vorliegenden Relais sind deswegen die Federarme 16 und 17 des beweglichen Kontaktes 18 an ihren freien Enden mit einem Einschnitt versehen, durch den zwei auseinanderstehende Lappen 43 und 44 gebildet werden (F i g. 4). Diese Lappen 43 und 44 sind in den geschlitzten festen Kontakt 13 eingelassen und verhindern eine senkrechte Bewegung des beweglichen Kontaktes 18 in bezug auf die festen Kontakte 9, 12 und 13. Diese Stabilisierung des beweglichen Kontaktes 18 kommt dadurch zustande, daß Teile des beweglichen Kontaktes 18 und Teile des festen Kontaktes 13 einander überlappen. Außerdem dient diese Anordnung auch zur Stabilisierung des Betätigungsfingers 19. An seinem unteren Ende ist der Be- tätigungsfinger 19 durch den elastischen Druck der Federklammer 34 auf den Anker 23 festgelegt. Abgesehen vom beweglichen Kontakt 18 selbst, tritt innerhalb der übrigen Anordnung nur sehr wenig oder keine Biegebewegung auf, wodurch die Zuverlässigkeit des Bauteiles erhöht wird. Außerdem wird der bewegliche Kontakt 18 immer elastisch gegen einen der festen Kontakte 9 oder 12 angedrückt, ganz gleich, ob er sich in der in den Zeichnungen dargestellten Lage befindet oder ob er durch Erregung der Spule 41 seine andere Lage einnimmt. Dadurch wird der Kontaktübergangswiderstand verringert und die Wirkungen von Stößen und Vibration herabgesetzt. Weiterhin ist der durch das obere Ende des Betätigungsfingers 19 auf einen der Federarme 16 oder 17 wirkende Druck so gerichtet, daß er immer nur von einem der Federarme aufgenommen wird und dadurch den beweglichen Kontakt 18 nicht von dem ihn tragenden geschlitzten festen Kontakt 13 lösen kann. Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Relais, bei dem die Kontaktanordnung und der Anker getrennt von der Erregerspule in einem evakuierten, hermetisch verschlossenen Gehäuse untergebracht sind und mit mehreren in das Gehäuse ragenden festen Kontakten, an deren einem ein beweglicher Kontakt gelagert ist, der mit den übrigen festen Kontakten zusammenarbeitet und durch den Anker unter Zwischenschaltung eines dielektrischen Gliedes betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (18) in einem Schlitz (14) eines der festen Kontakte (13) federnd eingespannt ist und mittels eines am beweglichen Kontakt (18) eingeklemm-

ten, mit dem federgelagerten Anker (23) fest verbundenen dielektrischen Betätigungsfingers (19) bewegbar ist.

2. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Kontakte (9, 12 und 13) senkrecht zur Längsachse des Gehäuses (2) im wesentlichen radial und in einer Ebene liegend in das Gehäuse eingeführt sind und dr.ß der bewegliche Kontakt (18) als Verlängerung des einen festen Kontaktes (13) mit seinem Kontaktende in den Zwischenraum zwischen den beiden anderen festen Kontakten (9 und 12) hineinragt.

3. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (18) aus einem haarnadelförmig gebogenen elastischen metallischen Streifen besteht, dessen zwei Federarme (16 und 17) mit ihren freien Enden in den Schlitz (14) des festen Kontaktes (13) eingesetzt sind.

4. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Federarme (16 und 17) des beweglichen Kontaktes (18) mit einem Einschnitt versehen sind, so daß beim Einsetzen in den Schlitz (14) des festen Kontaktes (13) Teile des beweglichen Kontaktes (18) und Teile des festen Kontaktes (13) einander überlappen.

5. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Betätigungsfinger (19) in einer Auskehlung (17') des Federarmes (17) liegt und durch die Federwirkung der Arme (16 und 17) beim Einsetzen derselben in den Schlitz (14) des festen Kontaktes (13) eingeklemmt wird.

6. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (23) auf einer Lagerplatte (32) kippbeweglich gelagert ist.

7. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Anker (23) und der Lagerplatte (32) eine U-förmig gebogene Federklammer (34) angeordnet ist, die dem Anker (23) ein Kippmoment vermittelt, wobei die Lagerplatte (32) als Stützpunkt und zur genauen Bestimmung der Kippachse dient.

8. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (23) eine als Hebelarm wirkende Nase (38) aufweist, hinter der die Federklammer (34) angreifft.

9. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der dielektrische Betätigungsfinger (19) in einer am Anker (23) befestigten Klemmhülse (22) fest eingespannt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen