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Relais mit Schutzrohrwechselkontakt Die Ei-findung betrifft
ein Relais mit mindestens einem Schutzrohrwechselkontaktl dessen beide Außenkon-taktlamellen
und die mit ihrem freien Ende im Arbeitsluftspalt zwisehen diesen liegende-Mittelkontaktlamelle
an entgegengesetzten Enden des Schutzrohres eingeschmolzen sind, wobei deren Uberlappungsflächen
gleichzeitig Angriffsflächen magnetischer Betätigungsli:räfte und Kontaktflächen
sind, und daß zur elektromagnetischen Betätigung eine den oder die Schutzrohrkontakte
umfassende Steuerspule bei dee Erregung ein Magnetfeld in Richtung der Schutzrohrachse
erzeugt,# Es sind Relais mit Schutzrohrwechselkontakten bekannt, deren Steuerwicklun-
den oder die Kontakte umgibt, und die bei 2Wregung ein Magnetfeld in Richtung der
Schutzrohrachse erzeugt. Die beiden Außenkontaktlamellen des Wechselkontaktes sind
hierbei von,der einen Seite, und die-Mittelkontaktlamelle von der Gegenseite in
das Schutzröhr eingeführt und an den Enden eingeschmolzen. Die freien Enden der
Kontaktlamellen überlappen sich innerhalb des Schutzrohres, wobei sich die Mittelkontaktlamelle
zwise hen den Außenkontaktlameilen.befindet, so daß ein Arbeitsluftspalt entsteht,
in dem die Mittelkontaktlamelle von einer zur anderen Außenkontaktlamelle--umschalten
kann. Im unmagnetisehen
Zustand liegt die Mittelkontaktlamelle
durch Wederkraft an der Außenkontaktlamelle der Ruheseite an, die aus unmagnetischem
Material besteht. Die Aiiben.'l#ontaktlamelle der Arbeitsseite und die 1*,._-,ibtelkontaictlarüelle
bestehen aus -magnetisierbarem I,.'iaterial und ziehen sich bei Erregung der Steuerspule
an. Bei einer bekannten Anordnung sind die beiden Außenkontaktlamellen in einem
festen Abstand Gegeneinander -ehalten. Klebt ein solcher Kontakt auf Grund einer
Überlastung der Kontaktstelle, so ist eine senr große An-0 sprecherregung erforderlich,
um den Kontakt zu betätigen. In einer anderen Anordnung wird die nachteilige '.'lirkung
des Klebeeffektes auf de.V Ruheseite dadurch bei-loben, daß die Außenkontaktlamelle
der Arbeitsseite federnd angeordnet wird. Klebt die Mittelkontaktlamelle auf der
Ruheseite, so nähert sich die Außenkontaktlamelle der Arbeitsseiteg wodurch die
magnetischen Kräfte auf die Mittellzontaktlamelle ansteigen. Tritt der Klebeeffekt
nach der elektromagnetischen Betätigung auf der Arbeitsseite eing so ergibt die
genannte Anordnung keine Lösung. Das Kleben auf der Arbei:tsseite ist aber viel
wahrscheinlicher als auf der Ruheseite, da die Arbeitsweise des Kontaktes voraussetzt,
daß die elektromagnetischen Betätigungskrägte, die die Mittelkontaktlamelle zur
Arbeitsseite umschalten, größer sind als die Federkräfte d er Mittelkontaktlamelle,
die diese zur Ruheseite zurÜckschalten. Eine Erhöhung der Betätigungskräfte erhält
man, wenn die Außenkontaktlamellen bis zur Kontaktstelle im Arbeitsluftspalt aus
magnetisierbarem Material bestehen, und die Betätigung der Mittelkontaktlamelle
in beiden Richtungen durch magnetische Kräfte
erfolgt# indem im
Ärbeitsluftspalt durch Permanentmiagne tismus ein magnetisches Gleichfeld erzeuGt
wird. Die magnetischen.Betätigungskräfte werden hierbei wesentlich durch das Feld
im Arbeitsluftspalt bestinnjitg so daß bei geeigneter Dimensi onierung des Dauermagneten
eine erhebliche Steigerung erreicht vverden kann, bzw. die Empfindlichkeit des Relais
ansteigt. Zur Betätigung wird die Mittelkontaktlamelle durch Erregung der Steuers.-jule
polarisiertg so daß das freie Ende, entsprechend seiner Polarisation, zur einen
oder anderen Außenkontaktlamelle schaltet. Tie die:Anordnung von Fermalientmagneten
bei iSchutzrohrwechselkontakten ein4 eine Anzahl von Lösungen bekannt Geworden.
So ist bei einem Schutzrohrwechselkontakt- im Innenraum des Schutzrohres
zwischen den Außenkontaktlamellen ein Dauermagnet angeordnet*. Dieser Kontakt ist
auf-Grund der Masse des Dauermagneten in der Nähe des Arbeitslufspaltes erschütterungsempfindlich,
und außerdem treten durch seine Befestigung magnetische Nebenschlüsse auf, die das
magnetische Gleichfeld im Arbeitsluftspalt begrenzen.
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In einer anderen bekannten Ausfiawung ist der Dauermagnet zwischen
den gaden-der Außenkontaktlainellen angeordnet, die dem Schutzrohr herausragen,
Diese Anordnung ist weniger erschütterungsempfindlich. Es sind jedoch auf Grund,
der großen,-Entfernung zwischen Arbeitsluftspalt,und Dauermagnet auch hier magnetische-Nebenschlüsse
zwischen den parallel geführten Außenkontaktlamellen vorhanden, die die Magnetisierbarkeit
des Arbeitsluftspaltee begrenzen, da die magnetische Stärke des Dauermagneten nicht
beliebig
gesteigert werden kam. Einmal können sich magnetische Sättigungserscheinungen
der Außenkontaktlamellen ergeben und zum anderen tritt bei dieser Anordnung ein
starker Streufluß nach außen in Erscheinung, der,einen enE#en Zu-sammenbau
mehrerer Relais erschwert. Bei einem bekannten Schutzrohrwechselkontakt mit Quecksilberfüllung
sind an den aus dem Schutzrohr herausragenden Enden der Außenkontaktlamellen zwei
]#auermagnete angesetztg die sich radial von den &iden der Außenkontaktlamellen
aus-zdehnen und je ein Blech als magnetischen Rückschluß besitzen. Auch mit
dieser Anordnung kann keine Vergrößerung der magnetischen i#rregung im Inftspalt
erreicht werden. Ein weiterer Nachteil der bisher beschriebenen Anordnungen ist
esl daß infolge der magnetischen Anziehungskräfte die Außenkontaktlamellen starr
ausgeführt werden müsser4wobei hinsichtlich der letztgenannten Ausführung zur Verringerung
der magnetischen Nebenschlüsse die Außenkontaktlamellen in der Nähe des Arbeitsluftspaltes
gekröpft sind. Des weiteren besteht die Mittelkontaktlamelle aus zwei Teilen, die
innerhalb des Schutzrohres zusammengefügt sind. Zur besseren Magnetisierung des
Luaftspaltes ist eine Anordnung mit einem einzigen Dauermagneten vorgeschlagen worden,
der die Außenkontaktlamellen in der Nähe des Arbeitaluftspaltes umfaßt und den Arbeitsluftspalt
im wesentlichen quer zu den Kontaktlamellen in der durch die Bewegung der Mittelkontaktlamelle
definierten Ebene durchsetzt. Das Streufeld dieses Dauermagneten wirkt sich nachteilig
für den engen Zusnmmenbau mehrerer Relais aus. Die ebenfalls vorgeschlagene Anordnung
des DaueMagneten innerhalb der Spule ergibt
darüberhinaus einen
ungünstig großen Außendurchmesser derselben.
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Erfindungsgemäß werden die Nachteile der beschriebenen Anordnungen
dadurch. behoben, daß beide Außenkontaktlamellen federnd ausgeführt und außerhalb
des Schutzrohres in unmittelbarer Nähe des Arbeitsluftspaltes auf gegenüberliegenden
Zeiten zwei Dauermagnete angeordnet werdeng die in der Bowegungsrichtung der Mittelkontaktlamelle
polarisiert sind, wobei sich entgegengesetzte Pole über die-Kontaktlamellen hinweg
gegenüberstehen und die dem Schutzrolir abgewandten-Pole durch ein Verbindungsstück
aus magnetisierbarem M#ter-ial miteinander verbunden sind, das zurmagnet-ischen
Abschirmung die beschriebene Anordnung w:£6 ein Mantel-Sänz oder teilweise umgibt.
Der Mäntel aus magnetisierbarem Material dient gleichzeitig als magnetischer RÜckschluß-für
die neben-den Dauermagneten angeordnete S#euerspule und ist direkt oder über einen
Luftspalt ge-_g,ebenenfalls unter Zwischenschaltungeines weiteren ma gnetisierbaren
Verbindungsstücks - mit der Mittelkontaktlamelle verbunden, so daß diese
das magnetische Potential des Mantels annimt. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung
kann trotz einer starken Magnetisiärung des Luftspaltes durch entsprechende Ausbildung
des Mantels eine nahezu vollkommene magnetische..Abschirmung nach außen erreicht
werden, so daß ein enger Zusammenbau mehrer Relais möglich ist. Die Erfindung wird
nun an Hand eines in der Zeichnung-dav-, gestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen,., FiGf 1 --einen Schutzroh-Äkontakt, Fig. 2 den Schutzrobjekontakt
mit den beiden Dauermagneten, dem-Verbindungsatück und der Steuerspulet
Fig,
3 die Anordnung eines weiteren Verbindungsstückes als magnetischer Rückschluß
zur Mittelkontaktlamelleg Fig. 4 ein weiteres Beispiel für den magnetischen Rück
-schluß, Fig. 5 einen Schnitt 12 - 12 durch die Anordnung, Fig.
6 einen Schnitt 12 - 12, wenn sich zwei Schutzrohrkontakte in einer
Spule befinden, Fig. 7' die Wirkung der federnden Außenkontaktlamelle zur
Verringerung des Klebeeffektes, Fig. 8 eine teilweise zylindrische Ausbildung
der am Schutzrob.r anliegenden Flächen der beiden Magnete, Fig. 9 eine trapezföriiiigg
Ausbildung der beiden Liagnete, Fig.10 zwei nebeneinander angeordnete Schutzrohre
mit Magneten, die entsprechend Fig. 8 ausgebildet sindg Fig.11 die Anordnung
zweier Schutzrohre nebeneinander, nur sind hierbei die Magnete in anderer Reihenfolge
aneinandergefügt worden als in Fig. 109
Fig.12 zwei nebeneinander angeordnete
Schutzrohre mit Magneten entsprechend Fig. 99
Fig.13 zwei nebeneinander angeordnete
Schutzrohre entsprechend Fig. 12, nur mit anderer Zusammenfügung der Miagnete, Fig.14
die mehrfache Anordnung der in Fig. 10 dargestellten Ausführung und Fig.15
die mehrfache Anordnung der in Fig. 12 dargestellten Anordnung. In Figur
1 ist ein Schutzrohrkontakt im unmagnetischen Zustand dargestellt. Die Mittelkontaktlamelle
3 beftndet sith
hierbei zwischen den Außenkontaktlamellen
1,und 2. Diese drei aus magnetisierbarem Material bestehenden Lamellen sind in ein
Schutzrohr eingeschmolzen und federnd ausgebildet, wobei die Steifigkeit der beiden
Außenkontaktlamellen 1; 2 größer ist alls die der Mittelkontaktlamme 3".
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In Fig. 2 sind zunächst zwei Dauermagnete 5 und Gin unmittelbarer
Nähe des Arbeitsluftspaltes auf das Schutzrolir '4 mit den'Aufzenkontaktlamellen
19 2 und der Itiittelkontaktlamelle 3 gesetzt worden. Da sich entgegengesetzte
Pole der Dauermagneten 5; 6 gegenüberstehen, entsteht zwischen ihnen-ein-gleichgerichtetes
Magnetfeld, das auch den Arbeitsluftspalt durchsetzt. Die vom Schutzrohr 4 abgewandten
Poleder- beiden Dauermagneten 5; 6 sind durch ein magneti sierbares Verbindungsstück
7 miteinander verbunden, das die Relaisanordnung wie ein Mantel umgibt und
so ausgebildet ist, daß es als magnetischer Rückschluß,zur Mittelkontaktlamelle
3 dient. Damit nimmt die Mittelkontaktlamelle 3#das magnetische Potentials
des Verbindung,sstückes 7
an# das außerdem noch als magnetischer Rückschluß
für die Steaerspule 8 mit den Wicklungsanselilüssen 9, lo und 11
dient#
die neben den Dauermagneten 5; 6 angeordnet ist.
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Bei Erregung der Steuerspule 8 wird die Mittelkontaktlamelle
3 im Arbeitsluftspalt zwischen den beiden Außenkontaktlamellen 11.2 polatisiert,
so daß ein magnetisches Krraftfeld entsteht und die Mittelkontaktlamelle
3 sich an eine Außenkontaktlamelle 2 anliegt und dort einen elektrischen
Kontakt herstellt. Nach dem Abschalten der Steuerwicklung bleibt die Mittelkontaktlamelle
3 an der Außenkontaktlamelle 2 haften und zwar über folgenden magnetischen
Kreis&
Pol des zugehörigen Dauermagneten 62 das Verbindungsstück
den magnetischen Rückschluß zur Mittelkontaktlamelle 39
die Mittelkontaktlamelle
3, die Außenkontaktlamelle 2 und den Luftspalt zum anderen Pol des Dauermagneten.
Bei entgegengesetzter Erregung der Stuerspule 8 wird die Mittelkontaktlamelle
3 entgegengesetzt polarisiert und schaltet dadurch zur anderen Außenkontaktlamelle
1 um. Nach dem Ab-
schalten der Steuerspule 8 haftet sie dort
in entsprechender Weise. Durch die gewählte Anordnung ist somit ein Haftrelais entstanden,'
das vorteilhaft als energiesparender Langzeitspeicher mit Kontaktausgang verwendet
werden kann. Klebt die Mittelkontaktlamelle 3 beim Erregen der Steuerspule
8 durch eine Überlastung der Kontaktstelle an einer der AuLenkontaktlamellen
1 oder 2, so wird diesepauf Grund ihrer Federeigenschafteng zunächst ein
Stück von der Mittelkontaktlamelle 3 mitgenommen.
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Fig. 7 veranschaulicht die Hebelwirkung, die dabei infolge
der Durchbiegung der Außenkontaktlamelle 2 an der Kontaktstelle entsteht-, wodurch
die Trennung von der Kontaktstelle erleichtert wird. Für die Ausbildung des magnetischen
Rückschlusses zur Mittelkontaktlamelle 3 sind drei Beispiele angegeben. In
Fig. 2 ist das als Mantel ausgebildete Verbindungsstück 7 flaschenfÖrmig
ausgebildet, so daß sein Abstand zur Mittelkontaktlamelle 3 geringer"ist
als zu den beiden Außenkontaktlamellen 1; 2, In Fig. 3 wird ein ringförmiges
Verbindungestück 15 verwendet undauf das Schutzrohr 4 aufgeschoben.
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In Fig. 4 ist dieses Verbindungsstück 16-direkt zkit der Mittelkontaktlamelle
3 verbunden und zur Isolierung dieser
MIttelkontaktiamelle-vom
Verbinclungsstück 7, ist ein Luftspalt -zwischen den Verbindungsstücken ?;
16 vorhanden. Diese Ausführung hat den Verteil" daß der magnetische Widerstand
zwischen dem Verbindungsstück 16 und dem VerbindungsstÜck 7 geringer-ist
als bei den Anordnungen nach Fig. 2 und 3.
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In Fig. 5 ist ein Schnitt dargestelltl der das Verbindungsstück
7, welches das Relais zum Zwecke der Abschirmung vollkommen umgibt, zeigt.
Hierbei wird die das Schutzrohr 4 umfassende Steuerspule 8 durch die Ziffer
8 angedeutet.
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Fig. 6-zeigt die Möglichkeit der Ausbildung des Verbindungsstückes
?,-wenn zwei Schutzrohre 4-, 12 innerhalb einer Steuerspule 8'angeordnet sind. Zum
ersten Schutz:#ohr 4 gehören die Dauermagnete 5 und 6 ünd zum zweiten-Schutzrohr
12 die Dauermagnete 13 und 14. Sinngemäß kön nen noch weitere Schutzrohre
in einer Steuerspule 8 angeordnet werden.'Die Dauermagnete 5; 13 und
6-. 14 und auch entsprechende weitere Dauermagnete können hierbei zusammengefaßt
sein. Infolge von Unregelmaßigkeite n im Aufbau der Kontaktlamellen im Schutzrohr-und
Unterschieden zwischen den beiden Permanentmagneten werden sich unterschiedliche
Ansprecherregungen für die beiden Bewegungsrichtungen der Mittelkontaktlamelle ergeben,
Aus diesem Grunde müssen entsprechende Justiermklichkeiten vorhanden sein. Eine
einfache Justiermöglichkelt erhält man, -wenn der Absitand der gegenüberliegenden
Flächen der beiden Permanentmagnete senkrecht zur Magnetisierungsrichtung zunimmt.
Fig.
8 zeigt ein Beispielg bei dem die am Schutzrohr 4 anliegenden Flächen der
Fermanentmagnete 1? und 18'teilweise zylindrisch ausgebildet sind, wobei
die parallel zur Magnetisierungsrichtung und der Schutzrohrachse liegende eine Seitenfläche
jedes Magneten größer ist als die entsprechende gegenüberliegende Seitenfläche des
gleichen Magneten. Durch Drehen des Schutzrohres 4 zwischen den beiden Magneten
17 und 18 z. B. nach links, vergrößert sich der Abstand der Außenkontaktlamelle
1 zum Magneten 17, während der Ab-
stand zwischen der Außenkontaktlamelle
2 und dem Magneten 18
erhalten bleibt, so daß sich die Ansprecherregutig
für die Mittelkontaktlamelle 3 ändern wird. In allen folgenden Figuren
bleibt die Anordnung der Kontaktlamellen 1, 2 und 3
im Schutzrohr die
gleiche7wie in Fig. 8 dargestellt.
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In Fig. 9 sind die beiden Magnete 19 und 20 trapezförmig
ausgebildet, so daß wieder die parallel zur Magnetisierungsrichtung und Schutzrohrachse
liegende eine Seitenfläche jedes Magneten größer ist als die entsprechende gegenüberliegende
Seiterifläche des gleichen Magneten. Beim Verdrehen des Schutzrohres 4 wird sich
somit der Abstand der einen Aaßenkontalttlamelle zum zugehörigen Magneten vergrößern
und bei der anderen Außenkontaktlamelle zum zugehörigen Magneten verkleinern.
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Die Fig. 10 zeigt eine mögliche Ausführungsform des Erfindungsgedankens,
wenn zwei Schutzrohre 4 und 12 nebeneinander angeordnet sind, so daß auf einer Seite
jeweils nur gleichnamige magnetische Pole auftreten und die parallel zur Magnetisierungsrichtung
und Schutzrohrachse liegenden, unmittelbar benachbarten Seitenflächen von-gleicher
GröFie
sind. Es wurden hierbei die beiden größeren Seitenflächen
zusammengefügt. Wie bereits zur Fig. 6 ausgeführt wurde, können auch hier
sinngemäß die Magnete 17 und,21 bzw. 18
und 22,zu jeweils einem Magneten
zusammengefaßt werden. Fig. 11 zeigt ebenfalls eine Anordnung mit zwei Schutzrbbrkontakten
4 und 12, wobei die 14agnete 17 und 23 bzw. 18
und 24-hierbei
in entgegengesetzter Reihenfolge zusammengefügt wurden als in Fig. 10.
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In Fig. 12 und 13 sind zwei Anordnungen für jeweils zwei Schutzrohrkontakte
4 und 12 dargestellt, wobei die nebeneinanderliegenden Magnete 19 und
25 bzw. 20 und 26 und 19
und 27 bzw, 20 und
28 entsprechend der Ausführung In Fig. 9
gewählt wurden. Die Anordnung
der Magnete wurde entsprechend der in Fig. 10 und 11 getroffenen Anordnung
gewählt.
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Die Fig. 14-und 15 zeigen weitere mögliche Ausführungen des
Erfindungsgedankens, wem mehr als zwei Schutzrohre zu einem Relais gehören. In Fig.
14 wurden zwei Ausführungen der Fig. 10 nebeneiumder-angeordnetg wogegen
in Fig. 15
zwei Ausführungen der Fig.. 12.nebeneinender angeordnet WuLrdöni,
in Betracht gezogeni DBP #818 981
DAS 1033 762
DAS 1046 77<)
-DAS -1051- 411 USA-P 2264 746