DE1564115A1

DE1564115A1 - Relais mit magnetisch gesteuerten Kontakten

Info

Publication number: DE1564115A1
Application number: DE19661564115
Authority: DE
Inventors: Kapralov Igor I
Original assignee: INST AVTOMATIKI I ELEKTROMETRI
Current assignee: INST AVTOMATIKI I ELEKTROMETRI
Priority date: 1966-02-10
Filing date: 1966-02-11
Publication date: 1969-09-25
Also published as: GB1133746A; DE1564115B2; DE1564115C3

Description

Patentanwalt
Ludwigshafen a, Rh.

Institut Avtomatiki i Elektrometrii P 9207

SO Ali SSSR

Relais mit magnetisch gesteuerten

Cs 3 SS .«· ΰ - ZS « Σ

Die vorliegende Erfindung bezieht sich, auf Vorrichtungen für die Steuerung mit elektrischen Stromkreisen und insbesondere auf Relais mit magnetisch gesteuerten Kontakten für Um-, Ein- und Ausschalten elektrischer Stromkreise.

Zur Zeit sind Relais mit magnetisch gesteuerten Eontakten bekannt, die für das Ein-, Aus- und Umschalten elektrischer Kreise angewendet werden.

Diese Relais enthalten mindestens zwei Kontakte, d. h. einen beweglichen und einen feststehenden Kontakt. Die Kontakte sind in einem evakuierten oder mit Edelgas gefüllten Kolben im Wirkungsbereich eines Steuermagnetfeldes angeordnet. Die Kontakte weisen einander überdeckende Arbeitsteile auf, die auf ihren Einführungen befestigt sind*

Das Steüermagnetfeld kann von einem Dauermagnet oder von einer Erreger spule, die sich auf den Kontakteinführungen oder außerhalb des Kolbens befindet, erzeugt werden.

Die bekannten Relais haben eine geringe Ansprechgeschwindigkeit und eine geringe Empfindlichkeit, kleinen Frequenzbereich der Betätigung der Kontakte, starkes Prellen der Kontakte, hoher Geräuschpegel, ungenügende mechanische festigkeit und geringe Betriebsdauer. Außerdem erfordert die Einstellung der Breite der Kontaktspalte kostspielige

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und komplizierte Vorrichtungen.

Die genannten Nachteile sind dadurch bedingt, daß die Kontakte eine kleine Masse und verhältnismäßig große Abmessungen sowie eine günstige Form aufweisen, was zu einer geringen Ausnutzung des Magnetfeldes führt.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die oben angeführten Nachteile zu beseitigen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sollen Miniaturrelais mit magnetisch gesteuerten Kontakten geschaffen werden, die eine hohe Empfindlichkeit, einen großen Frequenz-Ansprechbereich, eine geringe Prellung und einen niedrigen Geräuschpegel, ein großes Schaltvermögen, eine hohe Erschütterungasicherheit und Betriebsdauer besitzen, und die in der Herstellung einfach und im Betrieb sicher sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der bewegliche Kontakt als eine verengte Doppelschleife ausgebildet ist, deren Enden zugleich die Einführung dieses Kontaktes und bzw. sein Arbeitsteil sind. Die Beweglichkeit des Kontaktes wird durch verdünnte Kontaktabschnitte, die an den Biegungsetellen ausgeführt trind, gewährleistet»

Das Ende des Arbeitsteiles kann im Vergleich zu seinem Mittelteil verlängert ausgebildet werden.

Zweckmäßigerweise wird die Einführung des beweglichen Kontaktes als Feder ausgeführt, die eine Druckpassung des Kontaktes im Kolben sicherstellt.

Die verdünnten Abschnitte an den Biegungsstellen können als

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Rillen, ausgebildet sein, die entweder parallel zu den Biegungskanten verlaufen oder sich kreuzen.

Bei der letzteren Ausführung wird eine Beweglichkeit des Arbeitsteiles dea Eontaktes in mehreren Ebenen sichergestellt.

Es 1st noch eine Ausführung des Relais möglich, bei dem die Enden des beweglichen und des feststehenden Kontaktes so abgebogen sind, daß zwischen ihnen ein schräger Spalt entsteht, der eine genaue Einstellung der erforderlichen Sp.altbreite ermöglicht.

Die vorliegende Erfindung soll nachstehend an Hand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen:

Pig. la ein Relais gemäß der vorliegenden Erfindung mit zwei magnetisch gesteuerten - einem beweglichen und einem feststehenden - Eontakten mit einem schrägen Spalt. Das Steuermugnetfeld wird bei dienern Relais mittels einer Erregerspule erzeugt, die außen an dem Kolben angeordnet ist?

Fig. Ib eine Draufsicht auf den. beweglichen Kontakt.

Fig. 2 ein Relais mit zwei magnetisch gesteuerten - einem beweglichen und einem feststehenden Kontakten, bei dem das steuernde Magnetfeld von zwei Erreger spulen, die außen an dem Kolben angeordnet sind, erzeugt wird.

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Pig* 3 ein Belais nit zwei beweglichen magnetisch gesteuerten Kontakten, die einen schrägen Spalt aufweisen, bei dem das Steuermagnetfeld von Erregerspulen erseugt wird, die auf den Kontakteinführungen angeordnet sind;

Pig« 4 ein Relais Bit zwei bewegliehen magnetisch gesteuerten Kontakten, deren Arbeite- und Mittelteile beweglich sind, und die eine Einführung eines Kontaktes als eine Feder ausgebildet ist, die eine Druckpaseung dee Kontaktee im Kolben bewirkt;

Fig. 5 ein Relais alt swei beweglichen magnetisch gesteuerten Kontakten, bei denen nur die Arbeitsteile der Kontakte beweglich sind;

Fig. 6 ein Umschaltrelaie mit einem beweglichen und cwei feststehenden magnetisch gesteuerten Kontakten· Die Einführung des einen beweglichen Kontaktes iat als Feder ausgebildet, die eine Druckpassung des Kontaktes im Kolben ermöglicht ι

Fig. 7 ein Uaschaltrelais mit einem beweglichen und swei feststehenden magnetisch gesteuerten Kontakten, bei d«men einer der feststehenden Kontakte als Feder ausgebildet ist, und das Steuermagnetfeld von swei Erregerspulen eraeugt wird.

Sin Relais nach der vorliegenden Erfindung besitst einen, beweglichen Kontakt 1 (Fig. la) und einen

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feststehenden Kontakt 2« Beide Kontakte sind aus einem ferromagnetischen Material hergestellt, und an. den entgegengesetzten Stirnseiten eines evakuierten oder mit einem Edelgas gefüllten Kolbens 3 angeordnet.

Der bewegliche Kontakt 1 ist als eine vorgespannte und verengte Doppelschleife ausgeführt, deren Enden eine Einführung H- und ein Arbeitsteil 5 dee Kontaktes bilden. An den Biegungsstellen dieser Schleife sind verdünnte Abschnitte 6 und 7 vorgesehen, die durch die Querrillen oder sieh überkreuzende Billen gebildet werden.

Diese Abschnitte gewährleisten eine Beweglichkeit der Kontaktteile in Bezug auf die Biegungspunkte· Das Ende des Arbeitsteiles 5 des Kontaktes ist im "Vergleich, mit dem Mittelteil 8 verlängert und um einen Winkel umgebogen.

Der feststehende Kontakt 2 ist als Feder ausgebildet, die im Kolben 5 mit Druckpassung angeordnet ist. Die Einstellung der Druckpassung erfolgt mittels eines Abbiege.ng des Kontaktendes 9·

Das Steuermagnetfeld wird von einer Erregerspule 9a erzeugt, di· außerhalb des Kolbens 5 angeordnet ist.

Unter der Wirkung des Steuermagnetfeldes werden die Arbeitsanden der Kontakte 1 und 2 angezogen. Dabei entstehen awiao&en den Arbeits« und Mittelteilen und auch zwischen de» RLtteltoil und der' Siia&üfcrung des beweglichen Kontaktes 1 Bueiftilaolie abstoßend« Kräfte, was in feedeutsB&em MaB© die Empfindlich lEoit des Belade steigert. B®s> HLfctelteil S Kontaktes la* ©ix* Bdga?<§E&®r des ¥«g®s des tailes 5, wae «ine Verminderußg der Prellung vm& des

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pegels ermöglicht, eine Ansprechgeschwindigkeit -vergrößert und den Frequenzbereich der Betätigung der Eontakte erweitert*

Durch die große Hasse des beweglichen Kontaktes 1 steigt die Konzentration des Hagnetfeldes in der Nähe des Spaltes on, was zur weiteren Erhöhung der Empfindlichkeit des Relais beiträgt.

Sie sich kreuzenden Rillen, die die verdünnten Abschnitte 6 und 7 des beweglichen Kontaktes an den Biegungsstellen bilden, ermöglichen die Beweglichkeit in mehreren Ebenen und damit die Korrektur der Äeigung der Kontakte bei der Kontaktgäbe.

Der schräge Spalt zwischen den Kontakten und die Druokpaesung des feststehenden Kontaktes vereinfachen die Hontage, gewährleisten eine genaue Dosierung von Idelgas im Kolben und erlauben die H&uptparameter des Relais (Ansprechleistung und -frequenz, Kontaktspaltweite, Geräusch, Prellung usw.) vor der Tertigmontage der Kontakte im Kolben zu überprüfen.

Im Seiais (Tig* 2) verläuft der geöffnete Spalt zwischen den Kontakten 10 und 11 parallel zu der Achse des Kolbens 3· Die Spaltbreite wird durch die Genauigkeit der Einbringimg des beweglichen Kontakt®s 10 sowie durch die Abmessungen und E#rai'«lli2ng3genauigkeit des feststehenden Kontaktes 11 bestimmt, der als ein· im Kolben 12 mit Druckpassung angebrachte Feder ausgebildet ist, die einen Torsprung 13 besitzt, mit dem die Einstellung der Spaltbreite zwischen den Kontakten möglioh ist. Bas Steuermaguetfeld wird von Erreger spulen 14 uzzd 15 erzeugt, die durch magnetisch« Dämpfung

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eine Prellung abschwächen, die Anspree2^esGhwindlgkeit des ReI-is steuern sowie dessen Anwendung in/^olarisierten Betrieb und als Trennrelais ermögliclien.

Im Relais, das in der Pig· 3 dargestellt ist, sind dies Kontakte 16 und 1? von den Stirnseiten des Kolbens 8 aus/gebaut, sie sind betreglieh,, und ihre abgebogenen !ßden bilden einen schrägen Bpalt. Dieses Relais h/t eine hohe Empfindlichkeit, deshalb sind die Erregerspulen 19 und 20 an den Einführungen 21 und 22 angeordnet.

In den Fig. 4 und 5 sind Ausführungsbeispiele eines Relais, dns in Fig. 5- abgebildet ist, dargestellt.

Die beweglichen Kontakte 25 und 24 (Fig* 4) sind von den Stirnseiten des Kolbenc 25 aufgebaut, sie bilden ©inen Spalt, der parallel zur Achse des Kolben verläuft. Die Einfügung des Kontaktes 23 ist tils !Feder ausgebildet und im Kolben 25 mit Druckpassung eingesetzt. Bei diesen beiden Kontakten sind sowohl die Arbeitsteile als auch die Mittelteile beweglich angeordnet.

Außerdem ist es möglich, bewegliche Koat&ijit© auszuführen, bei denen nur die Arbeitsteile 2? us& 28 (Fig. 5) beweglich sind. Das wird dadurch erreicht, daß die Rillen nur an der Biegungsstelle der Kontakte ausgeführt sind.

Das vereinfacht in bedeutendem Maße das Herstellungsverfahren des Relais.

Das Steuaraagnetfeld des Relais in flg. 4 und 5 kami mittels der Spulen 9a oder durch Anwendung eines der oben beschriebenen Verfahren erzeugt werden.

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In Pig. 6 ist ein Umschaltreiais geseigt, das einen beweglichen Kontakt 29 und zwei feststehende Kontakte 30 und 31 mit flachen Arbeitsteilen enthält. Die Kontakte sind an den Stirnseiten dee Kolbens 32 angebracht. Ik Euhesustaad ist der Kontakt 29 mit dem Kontakt 31 geschlossen.

Durch das Steuermagnetfeld, das die Erregerspule 33 erzeugt, wird der Kontakt 28 vom Kontakt 31 getrennt und mit dem Kontakt 30 geschlossen infolge der beträchtlichen Erhöhung des Gradienten des magnetischen Feldes<>

Ein weiteres AusführungsbeiBpiel ist in ?ig. 7 dargestellt·

Bei diesem Relais sind die beweglichen Kontakte 34 und 33 an den Stirnseiten des Kolbens 36 angeordnet· Der Kontakt ist als 3Tader ausgebildet, die mit Druckpassung in den Kolben eingebaut wird.

Der bewegliche Kontakt 37 bildet einen Spalt sswischen der Einführung 38 und dem Mittelteil 39. Das ermöglicht die Schaltung des Arbeitsteilea 40 des beweglichen Kontaktes mit zwei Kontakten 4-1 und 42. Das Steuermagnetfeld wird mittels der Erregerspulen 43 und 44 erstugt» Duroh die Änderung der Schaltxeit, Phase, Größe und Art des Steuermagnet f aides und der mechanischen Steifigkeit des Arbeits- und Mittelteiles döa beweglichen Kontaktes kunn man das Schaltvermögen des Relais noch weiter steigern.

Beispielsweise findet bei geschlossenen Enden 41 des Kontaktes 37 und des Kontaktee 34 unter dem Einfluß des Steuermagnetfeldes der Erregerspule 44 eine Umschaltung der Kontakte statt. Und «war: das Ende 41 des Kontaktes 37 und der Kontakt 34 öffnen, und das Ende 42 des Kontaktes 37 und der Kontakt

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schließen. Das wird dadurch, erreicht, daß der bewegliche Kontakt 37 nur einen einzigen verengten Abschnitt an der Biegungsstelle enthalt·

Bei einer entsprechenden Wahl der Länge und der mechanischen Steifigkeit der Enden 41 und 42 des Kontaktes 37» der Gradienten der magnetischen !"elder in den Kontakt spalt en zwischen dem Kontakt 34 und dem Ende 41 und zwischen dem Kontakt 35 und dem Ende 42 ist ein prellungsfx-eies Schließen des Relais bei hoher Ansprechgeschwin&igkeit, infolge der magnetischen und mechanischen Dämpfung im Hochfrequenzarbeitsbereich möglich.

Es ist au beachten, daß für die Erzeugung eines Steuermagnetfeldes nicht nur Irregerspulen, sondern auch permanent· Magnete verwendbar sind. Alle genannten Relais können auch im polarisierten Bereich arbeiten.

Außerdem können in einem Kolben mehrere Kontakt gruppe η eingebaut werden.

Somit ermöglicht die Ausbildung des beweglichen Kontaktes als eine verengte Doppelschleif®, die in der Mhe der Biegungsstellen veroingte Abschnitte _aUfweist, die als Magnetwiderstände funktionieren, die Arbeit des Relais bei plötzlich auftretenden und zeitweiligen Leistungssteigeiiungen der Srragerßpule zu stabilisieren und die Prellung und das Oeräasch der Kontakte su vermindern.

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Claims

Patentansprüche

1.) Seiais ait magnetisch gesteuerten Eontakten, mit Mindestens einem beweglichen Kontakt, die in einem evakuierten oder edelgasgefüllten Kolben im Kraftbereich eines Steuermagnetfeldes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt (1) als eine verengte Doppelschleife ausgebildet ist, deren Enden als seine Einführung (4) bsw. Arbeitsteil {3j diesen, und bei dem mindestens cm einer Biögungsstelle der Schleife ein verengter Abschnitt vorgesehen ist.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das finde des Arbeitsteiles (5) des beweglichen Kontaktes (1; im Vergleich zu seinem Mittelteil (δ) verlängert ausgebildet ist.

3. Heiais nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mn fuhrung des Kontaktes eine feeder darstellt, die eine Druckpassung des Kontaktes im Kolben sicherstellt.

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4. Relais n&ch Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet _t daß die verengten Abschnitte an den Biegjungs stellen des bexieglichen Kontaktes durch die Querrlllen gebildet werden.

5· Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verengten Abschnitte an den Biegungsstellen des beweglichen Eontaktes durch sich kreuzende Billen gebildet werden·

8. Relais nach Ansprüchen 1, 2„. 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daS das Ende des Arbeitsteiles des beweglichen Kontaktes und das Ende des feststehenden Kont.-Jctee so abgebogen sind, dad sieh swischen ihnen ein Schrägspalt "bilde ö.

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