DE1514054C

DE1514054C - Protective tube contact latching relay

Info

Publication number: DE1514054C
Authority: DE
Inventors: Avgust Dipl.-Ing.; Erzen Janez Dipl.-Ing.; Laibach Belic (Jugoslawien)
Original assignee: Institut za Elektroniko in Avtomatiko, Laibach (Jugoslawien)
Publication date: 1971-09-09

Description

Die Erfindung betrifft ein Schutzrohrkontakt-Haftrelais mit Kontaktzungen, die aus einem Material mit mehreren Remanenzzuständen bestehen und an den sich überlappenden Enden mit einer Schicht aus Kontaktwerkstoff beaufschlagt sind.The invention relates to a protective tube contact stick-on relay with contact tongues made of a material with consist of several states of remanence and at the overlapping ends with a layer of contact material are acted upon.

Bei einem bekannten Schutzrohrkontakt-Haftrekiis ist im Bereich jeder Zunge eine dieser Zunge zugeordnete erregende Spule vorhanden. Jede Spule kann nur die ihr entsprechende Zunge magnetisieren. Das Relais spricht an, wenn die Stromimpulse eine solche Richtung haben, daß die beiden Kontaktzungen gleichzeitig so magnetisiert sind, daß das remanente magnetische Feld in beiden Kontaktzungen im gleichen Sinne gerichtet wird. Die Kontaktzungen fallen ab, wenn durch die in den Spulen gleichzeitig auftretenden Stromimpulse die entgegengesetzten Magnetfelder in den Kontaktzungen erregt werden. Bei dieser Lösung wird die Möglichkeit zugelassen, die magnetischen Shunts zu verwenden, um das öffnen der Kontaktzungen zu verbessern. Es ist durch diese Maßnahme jedoch kein zuverlässiges Arbeiten beim Abfallen der Kontaktzungen sicher zu stellen, weil die magnetischen Wege im Bereich der Überlappung der Kontaktzungeu nicht genügend bestimmt sind.In the case of a known protective tube contact adhesive circuit an exciting coil assigned to this tongue is present in the area of each tongue. Each coil can only magnetize the corresponding tongue. The relay responds when the current pulses are in such a direction have that the two contact tongues are magnetized at the same time so that the remanent magnetic Field is directed in the same sense in both contact tongues. The contact tongues fall off when through the current pulses occurring at the same time in the coils, the opposing magnetic fields in the Contact tongues are excited. With this solution the possibility is allowed of the magnetic shunts to be used to improve the opening of the contact reeds. However, by this measure it is not a to ensure reliable work when the contact tongues fall off, because the magnetic paths are not sufficiently determined in the area of the overlap of the contact tongue.

Zur Verbesserung des Öffnens sind ferner bereits Haftrelais bekannt, bei denen zur Steuerung vier Wicklungen vorgesehen sind, von denen jeweils zwei differential gewickelt sind, um eine geteilte Wicklung zu bilden. Dabei ist ein Teil mit doppelter Windungszahl entlang einer Kontaktzunge gewickelt, und der andere Teil ist mit einfacher Windungszahl entlang der zweiten Zunge gewickelt. Im Hinblick auf die Magnetisierung sind beide Teile der Wicklung entgegengesetzt. Beim gleichzeitigen Auftreten der gleichsinnigen Stromimpulse auf beiden Teilen der Wicklung spricht das Relais an. Sobald also nur einer der Stromimpulse durch irgendeine Wicklung und von irgendeiner Richtung aufhört, fällt das Relais ab.To improve opening, latching relays are also known in which four windings are used for control are provided, of which two are wound differentially to form a split winding form. One part is wound with twice the number of turns along a contact tongue, and the other Part is wound with a single number of turns along the second tongue. In terms of magnetization both parts of the winding are opposite. When the current pulses in the same direction occur at the same time the relay responds to both parts of the winding. As soon as only one of the current pulses stops by any winding and from any direction, the relay drops out.

Der Hauptnachteil sämtlicher bekannten Ausführungen mit Kontaktzungen aus einem Material, welches mehrere Remanenzzustände gestattet, besteht darin, daß ein sicheres Öffnen nur dann möglich ist, wenn die richtig ausgewählten magnetischen Shunts mitwirken. Nur dann können beide Kontaktzungen wiederholba'r bis in den Bereich der Kontaktflächen im entgegengesetzten Sinne magnetisiert werden, nur dann sind also die erforderlichen und ausreichenden Bedingungen für ein sicheres öffnen gegeben. Die zusätzlichen Shunts verlangen aber, daß die Steuerungssignale länger sein müssen,und hierdurch wird die Geschwindigkeit der Steuerung vermindert.The main disadvantage of all known designs with contact tongues made of a material, which Several retentive states are permitted, consists in the fact that safe opening is only possible if if the properly selected magnetic shunts cooperate. Only then can both contact tongues Repeatable up to the area of the contact surfaces are magnetized in the opposite sense, only then the necessary and sufficient conditions for safe opening are given. The additional However, shunts require the control signals to be longer, and this increases the speed the control decreased.

Es sind ferner auch bereits Haftrelais mit weiclimagnetischen Kontaktzungen bekannt, bei welchen die remanenten Teile innerhalb oder außerhalb des Relais als selbständige zusätzliche Teile angeordnet sind, und zwar nicht in Form einer Zunge, welche gleichzeitig die Funktion des Kontaktelementes und des Speichers erfüllt. Bei dem schwer zu beherrschenden Vorgang des öffnens muß ein zwar sehr kurzer, aber dabei sehr starker Stromimpuls durch die Kontaktzunge selbst, welche sich in der geschlossenen Lage befinden, geschickt werden, um die remanenten Teile des Haftrelais in dem Sinne zu magnetisieren, daß der magnetische Fluß nicht den Zungen entlang verläuft. Bei diesen Haftrelais ist die Geschwindigkeit der Steuerung wegen der zusätzlichen magnetischen Massen und der dadurch bedingten zu starken Induktivitäten für die elektronische Technik nicht befriedigend.There are also already latching relays with white magnetic Contact tongues known in which the remanent parts inside or outside the relay are arranged as independent additional parts, and not in the form of a tongue, which at the same time fulfills the function of the contact element and the memory. With the difficult one to control The process of opening must be a very short but very strong current pulse through the contact tongue even which are in the closed position are sent to the remanent parts to magnetize the latching relay in the sense that the magnetic flux does not run along the tongues. With these latching relays, the speed of the control is due to the additional magnetic masses and the resulting excessive inductances are unsatisfactory for electronic technology.

Zweck der Erfindung ist es, ein Relais zu schaffen, das leicht und wirtschaftlich herstellbar ist, damit eine besonders wirtschaftliche Verbesserung der Anlagen ermöglicht wird, in denen das Relais wegen seiner technischen Eigenschaften unentbehrlich ist, z. B. in Telegraphen- und Fernsprechanlage!!.The purpose of the invention is to provide a relay that is easy and economical to manufacture, so that a particularly economic improvement of the systems is made possible in which the relay because of its technical properties is essential, e.g. B. in telegraph and telephone systems !!.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schutzrohrkontakt-Haftrelais zu schaffen, welches die Nachteile der bekannten Lösungen vermeidet und ίο absolut zuverlässig öffnet. Das Relais soll zum Haften in der geöffneten oder geschlossenen Lage außer den Befehlsimpulsen keine zusätzliche Energie für das Beibehalten seiner Lage aufwenden. Die Impulse sollen durch die Spule eintreten, welche um den Körper des Relais gewickelt ist.The invention is based on the object of creating a protective tube contact stick-on relay which the Avoids disadvantages of the known solutions and ίο opens absolutely reliably. The relay is supposed to stick in the open or closed position, apart from the command pulses, no additional energy for holding spend its location. The impulses are supposed to enter through the coil which is around the body of the Relay is wound.

Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Dicke der aus elektrisch gut leitendem unmagnetischem Material bestehenden Kontaktschichten 5 bis 12 um beträgt und daß sich eine Ansprechwick-•jo lung über die ganze Länge der einen Kontaktzunge und mindestens einen Teil der Länge der anderen Kontaktzunge erstreckt und daß sich eine Abfallwicklung über höchstens die gesamte Länge der anderen Kontaktzuiigen erstreckt.To achieve the object, the invention provides that the thickness of the electrically conductive non-magnetic Material existing contact layers is 5 to 12 µm and that there is a response winding • jo ment over the entire length of one contact tongue and at least part of the length of the other Contact tongue extends and that a waste winding extends over at most the entire length of the other Kontaktzuiigen extends.

Bei einer energetisch besonders vorteilhaften Au;;-führungsform erstreckt sich die Abfallwicklung über den nicht von der Ansprechvvicklung überdeckten Bereich der Kontaktzujigen.In an energetically particularly advantageous form of management, the waste winding extends over the area of the contact that is not covered by the contact winding.

Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, daß das Metall für die Kontaktschichteu aus der Gruppe, zu welcher Gold, Silber und Rhodium gehören, gewählt wird.It has proven to be particularly useful that the metal for the contact layer eu from the group to which gold, silver and rhodium belong is chosen.

Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß die Wicklungen direkt auf die Glasröhre aufgebracht sind und deren Endwindungen auf dieser Röhre angelötet (angeschmolzen) .sind.The invention further provides that the windings are applied directly to the glass tube and whose end turns are soldered (melted) onto this tube.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist tlie Verbindung zwischen den Kontaktzungen und den Enden der Glasmetalldurchfiihrungen jo mit Blattfedern versehen.According to a further exemplary embodiment of the invention, the connection between the contact tongues and the ends of the glass-metal feedthroughs is provided with leaf springs.

Schließlich sieht die Erfindung vor, daß die Glasröhren mit nicht oxydierbarer Gasmisclumg gefüllt ist. Das erfindtmgsgemäße Schutzrohrkontakt-Haftrelais verzichtet auf Shunts und kann für das gleiche Schaltvermögen kleiner bemessen werden als bekannte Relais. Darüber hinaus besitzt es eine größere Empfindlichkeit und arbeitet zuverlässiger als die bekannten Relais. Darüber hinaus ist das erfindiingsgemäße Scluitzrohrkontakt-Haftrelais absolut wartungsfrei und besitzt eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer.Finally, the invention provides that the glass tube is filled with non-oxidizable gas waste. The protective tube contact stick relay according to the invention dispenses with shunts and can be dimensioned smaller than known ones for the same switching capacity Relay. In addition, it is more sensitive and more reliable than the known ones Relay. In addition, the stick-on tube contact relay according to the invention is absolutely maintenance-free and has an almost unlimited service life.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigtAn exemplary embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the drawing. It shows

Fig. L ein Schutzrohrkontakt-Haftrelais im Längsschnitt, L shows a protective tube contact stick-on relay in longitudinal section,

F i g. 2 ein Detail des Magnetspaltes in vergrößertem Maßstab.F i g. 2 shows a detail of the magnetic gap on an enlarged scale.

Das Schutzrohrkontakt-Haftrelais besteht aus einer Glasröhre 1 mit Kontaktzungen 2, 2' ;ius einem Ma-δυ terial mit mehreren Remanenzzuständeii. Die Kontaktzungen sind mit Blattfedern 3, 3' an den Glasrnetalldurchführungen 4, 4' befestigt. Die Blattfedern 3, 3' aus unlegiertem Kohlenstoffstahl sind gehärtet und angelassen. Die Kontaktzungen 2, 2' aus unlegiertem Kohlenstoffstahl mit 0,8 bis 1,1 °/_u Kohlenstoffgehalt oder aus einem Werkstoff mit ähnlichen magnetischen Eigenschaften sind so gehartet und angelassen, daß die ,Cocrzitivkraft //<■ ^ 1200 bis IjOO A/m und dieThe protective tube contact stick-on relay consists of a glass tube 1 with contact tongues 2, 2 '; ius a material with several states of remanence. The contact tongues are attached to the glass-metal bushings 4, 4 'with leaf springs 3, 3'. The leaf springs 3, 3 'made of carbon steel are hardened and tempered. The contact tongues 2, 2 'made of plain carbon steel having 0.8 to 1.1 ° / _o carbon content or of a material with similar magnetic properties are gehartet and annealed that, Cocrzitivkraft // <■ ^ 1200 to IjOO A / m and the

magnetische Sättigungsdichte B_s = .1,0 bis 1.7 T beträgt. Die Kontaktschichten 5, 5' werden unmittelbar auf die bereits wärmebearbeiteten Kontaktzungen 2, V aufgetragen, und zwar vorzugsweise galvanisch. Danach werden die Kontaktzungen 2, T wieder wärmebehandelt. Dabei kommt es zu einer Volumendiffusion der Kontaktschichten 5, 5' in den Werkstoff der Kontaktzungen 2, 2'. Die Temperatur mn!? natürlich so gewählt werden, daß die magnetischen Eigenschaften der Kontaktzungen 2, 2' nicht verschlechtert werden. Die Glasrohre 1 ist mit einer Gasniischung aus 9O¹Vd N₂ und 10°/₀ H₂ gefüllt.saturation magnetic density B _s = .1.0 to 1.7 T. The contact layers 5, 5 'are applied directly to the contact tongues 2, V which have already been heat-processed, preferably by electroplating. The contact tongues 2, T are then heat-treated again. This leads to a volume diffusion of the contact layers 5, 5 'into the material of the contact tongues 2, 2'. The temperature mn !? can of course be chosen so that the magnetic properties of the contact tongues 2, 2 'are not impaired. The glass tube 1 is filled with a gas mixture of 90 ¹ Vd N ₂ and 10 ° / ₀ H ₂ .

Die Ansprechwicklung 7 erstreckt sich über die gesamte Länge der Kontaktzunge 2 und über einen Teil der Kontaktzunge 2'. Die Abfallwicklung 7' erstreckt sich über den restlichen Teil der Kontaktzunge 2'.The response winding 7 extends over the entire Length of the contact tongue 2 and over part of the contact tongue 2 '. The waste winding 7 'extends over the remaining part of the contact tongue 2 '.

Durch die Ansprechwicklimg 7 wird ein Stromimpuls mit solcher Amplitude geschickt, daß die beiden Kontaktzungen 2, T bis zur Sättigung magnetisiert werden. Da die Kontaktzungen 2,'2' an den Schichten 5, 5' entgegengesetzt magnetisiert sind, sprechen sie somit an. Die Anziehungskraft ist so stark, dal! sie die Federkraft der Blattfedern 3, 3' überwindet und eine zuverlässige Berührung der beiden Kontaktstellen bewirkt. Der. Stromimpuls durch die Ansprechwicklung 7 braucht nur so lange zu dauern, bis die magnetische Sättigung der Kontaktzungen 2, 1' erreicht ist. Die durch den Ansprechstromiiiipuls verursachte Magnetisierung dauert einige K) μϊ in Abhängigkeit von der Induktivität der Ansprediwick- ;)o lung 7 und der Form der Steuersignale. Eier Kontakt zwischen den Schichten 5, 5' erfolgt erst I bis 3 as nach Auslösen des Ansprechimpuhes. Dii:se Zeit benötigen nämlich die Zungen, um aus der Ruhelage des offenen Kontaktes in die geschlossene Arbeitstage zu gelangen.A current pulse with such an amplitude is sent through the response winding 7 that the two contact tongues 2, T are magnetized to saturation. Since the contact tongues 2, '2' are oppositely magnetized on the layers 5, 5 ', they therefore respond. The attraction is so strong that! it overcomes the spring force of the leaf springs 3, 3 'and causes a reliable contact between the two contact points. The. Current pulse through the response winding 7 only needs to last until the magnetic saturation of the contact tongues 2, 1 'is reached. The magnetization caused by the response current pulse lasts some K) μϊ depending on the inductance of the response;) o ment 7 and the form of the control signals. Contact between the layers 5, 5 'occurs only 1 to 3 as after the triggering of the response pulse. The tongues need this time to move from the rest position of the open contact to the closed working day.

Die Kontaktzungen bleiben ohne Energiebedarf geschlossen, bis ein anderer Stromimpuls mit einer entsprechenden Amplitude und Polarität durch die Abfallwicklung T gelangt, um die Kontaktzungen T um- \o zumagnetisieren, derart, daß zwischen den kontakten eine abstoßende magnetische Kraft entsteht und der vorher geschlossene Kontakt öffnet. Auch diese Ummagnetisierung dauert einige 10 μ». Die Zungen 2, 2' öffnen sich nach der Ummagnetisierung bereits inner- \5 halb von etwa 10 μ5 nach dem Auftreten des impulses an den Klemmen der Abfallwicklung T. Obwohl nur die Zunge 2' ummagnetisiert wird, wird eine zuverlässige Öffnung beispielsweise mit einer Dicke von 3 bis 30 μΐη der Kontaktschichten 5, 5', welche die Größe des Magnetspaltes bestimmt, erreicht. Dadurch wird eine solche Verteilung der, magnetischen Streufeldes erzielt, daß der Stromimpuls durch die Abfallwicklung 7' nur die Magnetisierung der Kontaktzunge 2' bewirkt (vgl. F i g. 2). Mit einem richtig bemessenen, nichtmagnetischen Spalt 1^ im Bereich der Überlappung der Kontaktzungen werden die Bedingungen für eine zuverlässige Ummagnetisierung einer der beiden Zungen bis zur Überlappung mit tier anderen Kontaktzunge erreicht. Es ist eine bekannte Tatsache, daß Materialien mit mehreren ReinanuMizzuständeii sehr schwer bis zur Sättigung magnetisierbar sind, obwohl sie ganz in der Spule liegen. Die Anordnung der Spule und die Mitwirkung des nichtmagnetischen Spaltes ermöglichen es jedoch, daß ein zuverlässiges Öffnen des Relais gewährleistet wird. Dabei ist eine nur kleine Steuerlingsenergie erforderlich, weil die auftretenden Induktivitäten relativ klein sind, und deshalb können auch die erregenden Impulse für die Magnetisierung sehr kurz sein.The contact tongues remain without power demand closed, reaches until another current pulse of a respective amplitude and polarity through the waste winding T, zumagnetisieren to the contact tongues T environmentally \ o, such that between the contacts produces a repulsive magnetic force and the previously closed contact opens . This reversal of magnetization also takes a few 10 μ ». The tongues 2, 2 'will open after the magnetization reversal already within \ 5/2 of about 10 μ5 after the occurrence of the pulse at the terminals of the waste winding T. Although only the tongue 2' is re-magnetized is a reliable opening, for example, having a thickness from 3 to 30 μΐη of the contact layers 5, 5 ', which determines the size of the magnetic gap, is achieved. This achieves such a distribution of the magnetic stray field that the current pulse through the waste winding 7 'only causes the magnetization of the contact tongue 2' (see FIG. 2). With a correctly dimensioned, non-magnetic gap 1 ^ in the area of the overlap of the contact tongues, the conditions for a reliable reversal of magnetization of one of the two tongues up to the overlap with the other contact tongue are achieved. It is a known fact that materials with multiple pure anomic states are very difficult to magnetize to saturation, even though they are entirely in the coil. However, the arrangement of the coil and the participation of the non-magnetic gap make it possible that reliable opening of the relay is ensured. Only a small control element energy is required because the inductances that occur are relatively small, and therefore the excitation pulses for the magnetization can also be very short.

Es sind auch andere nicht dargestellte Ausführungsbeispiele möglich. Beispielsweise ist denkbar, daß sich die Ansprechwicklung über die ganze Länge der Zunge 2 und die ganze Länge der Zunge 2' erstreckt. Die Abfallwicklung 7' wird indessen über die Ansprechwicklimg gewickelt, jedoch nur über die Länge einer der Zungen 2 oder 2'. Eine solche Ausführungsform ist größer, das magnetische Streufeld der Ansprechwicklimg 7 vermindert sich, und das Streufeld der Abfallwicklung 7' nimmt zu.Other exemplary embodiments, not shown, are also possible. For example, it is conceivable that the response winding extends over the entire length of the tongue 2 and the entire length of the tongue 2 '. the Waste winding 7 'is, however, wound over the response winding, but only over the length of one of tongues 2 or 2 '. Such an embodiment is larger, the magnetic stray field of the response winding 7 decreases, and the stray field of the waste winding 7 'increases.

Claims

Patent claims:

I. Protective tube contact latching relay with contact tongues made from a material with several states of remanence exist and at ilen overlapping ends with a layer of contact material are acted upon, characterized in that that the thickness of the electrically conductive, non-magnetic material existing contact densities is 5 to 12μηι and that aresponse winding (7) extends over the entire length of one contact tongue (2) and at least part of the length of the other contact tongue (2 ') and that there is a waste coil (7 ') over highest-; the entire length of the other contact tongue (2 ') extends.

2.Schutzrohrkontakt-HaftreIaisnach claim I, characterized in that the waste winding (7 ') over the area of the contact tongue (2') not covered by the response winding (7) extends. ,

3. Schutzrohrkoutakt stick relay according to claims 1 and / or 2, characterized in that the metal for the contact layers (5, 5 ') from the Group to which gold, silver and rhodium belong is selected.

4. Protective tube contact stick-on relay according to one or more of claims I to 3, characterized in that the windings (7, T) are applied directly to the glass tubes (1) and their end turns are soldered (fused) on this tube.

5. protective tube contact stick-on relay according to one or more of claims I to 4, characterized in that that the connection between the contact tongues (2, 2 ') and the ends (4') of the glass metal leadthroughs (4) is provided with leaf springs (8).

6. protective tube contact stick-on relay according to one or more of claims L to 5, characterized in that the glass tube (1) is filled with non-oxidizable (iasmischuny).

1 sheet of drawings