DE1614517C - Schutzrohrkontaktrelais und Ver fahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schutzrohrkontaktrelais mit einer oder mehreren auswechselbaren Kontakteinheiten, bei dem diese auf einer ebenen Trägerplatte aus Isoliermaterial angeordnet und von der Erregerwicklung umgeben sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Schutzrohrkontaktrelais. Das Bedürfnis für die Erfindung besteht insbesondere in Fernmelde- und Fernsprechsystemen, anderen Nachrichtenübertragungssystemen sowie für Steuer- und Regeleinrichtungen, in denen derartige Schutzrohrkontaktrelais immer weitere Verbreitung finden, da sie sich durch Unempfindlichkeit gegen Umgebungseinflüsse, durch völlige Wartungsfreiheit und durch eine hohe Lebensdauer auszeichnen.

Bei Schutzrohrkontaktrelais wirken bekanntlich die im Schutzrohr angeordneten Kontakte zugleich als Anker. Im einfachsten Fall bestehen diese Schutzrohrkontakte aus zwei in einem Glasröhrchen ein; geschmolzenen Zungen aus Kontaktmetall. Die Enden dieser Zungen überlappen sich im Innern des Glasröhrchens mit geringem Abstand. Wird auf den Schutzrohrkontakt ein Magnetfeld in der Weise zur Einwirkung gebracht, daß sich die Kontaktzungen mit entgegengesetzter Polarität magnetisieren, so ziehen sie sich unter dem Einfluß des Magnetfeldes an. Durch das Magnetfeld wird demnach der Kontakt geschlossen, wenn die Kraft größer als die Federungskräfte der beiden Zungen ist, während bei Wegfall des Magnetfeldes durch die Federkraft eine Trennung des Kontaktes erfolgt.

Bei bekannten Schutzrohrkontaktrelais dieser Art wird das Magnetfeld durch eine Erregerspule erzeugt, in deren Achsrichtung die Schutzrohrkontakte angeordnet sind. Es ist bekannt, hierzu unmittelbar auf die Außenseite des Schutzrohres bzw. mehrerer Schutzrohre in paralleler Anordnung, gegebenenfalls unter Zwischenlage eines Isolierstoffes, die Erregerwicklung aufzubringen und die Schutzrohrkontakte durch Abstandsplatten und einer Verriegelungsplatte, die auch zugleich beiderseitig den Wickelraum begrenzen, in der gewünschten Stellung festzulegen (deutsche Patentschrift 1 181 817). Zu diesem Zweck sind die Abstandsplatten mit schlitzförmigen Öffnungen versehen, in die die Federenden der Schutzrohrkontakte eingesteckt und dort durch Drehen verriegelt werden.

Die bekannte Anordnung hat den Vorteil, daß sich die Wicklung in größter Nähe der Schutzrohrkontakte befindet und daher eine stärkere magnetische Wirkung auf diese ausübt, als wenn ein besonderer Spulenkörper verwendet würde. Sie hat aber den Nachteil, daß es unbedingt erforderlich ist, die Enden der Kontakteinheiten in den Schlitzen der Endplatten festzulegen, wenn das Relais sicher gehandhabt werden soll, ohne daß die Kontakteinheiten mit der Zeit aus dem Relais herausfallen. Dadurch wird aber das Herausnehmen einer der Kontakteinheiten aus dem Relais erschwert, wenn eine Einheit während des Betriebes fehlerhaft wird und durch eine neue ersetzt werden muß. Hierzu kommt außerdem, daß sich bei der bekannten Anordnung dann Schwierigkeiten einstellen, wenn abweichend von der Normalausrüstung andere Schutzrohrkontakt unterzubringen sind, beispielsweise Umschaltkontakte, die an einer Stirnseite zwei Anschlußenden besitzen, während die gebräuchlichen Sclnitzmhrkontakte, die als Arbcitskoritakte ausLjebiliiel \bn\, :>n jeder Stirnseite nur ein AüschluO-ende aufweisen. In diesem Fall müßten jeweils verschiedene Abstandsplatten mit einer unterschiedlichen Anordnung von Schlitzen hergestellt und bevorratet werden, was jedoch für eine rationelle Fertigung nicht tragbar ist, zumal auch die bekannte Konstruktion aus verhältnismäßig vielen Teilen besteht, deren Montage besondere Einrichtungen erfordert.

Bei einem weiteren bekannten Schutzrohrkontaktrelais sind die Schutzrohrkontakte auf einer ebenen Trägerplatte angeordnet und mindestens teilweise direkt von Erregerwicklungen umgeben (deutsche Auslegeschrift 1 156 893). Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht in der Schaffung auswechselbarer Schutzrohrkontakte. Hierzu weist die Trägerplatte nach einer Seite kammartige Streifen auf, an denen die einzelnen Schutzrohrkontakte befestigt sind. Insbesondere ist auf jeder Seite eines solchen Streifens ein Schutzrohrkontakt angeordnet und jedes Kontaktpaar von einer Erregerwicklung mindestens teilweise umgeben. Dies ist dadurch bewerkstelligt, daß auf jedes Kontaktpaar eine frei tragende Erregerwicklung lose aufgeschoben ist. Um die einzelnen Erregerwicklungen in ihrer wichtigen Lage zu halten und somit das Relais sicher handhaben zu können, müssen im bekannten Fall eine alle Erregerwicklungen umgebende Isolierschicht und ferner eine gesonderte Halteplatte vorgesehen sein. Derartige Distanzierungsund Haltemittel sind im allgemeinen unerwünscht, da sie die Massenfertigung verteuern.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Schutzrohrkontaktrelais, bei dem besondere Einrichtungen zur Halterung der Erregerwicklung vermieden sind. Dies wird bei einem Schutzrohrkontaktrelais der eingangs erwähnten Art gemäß der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung dadurch erreicht, daß die Erregerwicklung in Form eines im wesentlichen prismatischen Körpers auf die Trägerplatte derart aufgewickelt ist, daß eine Seitenfläche der Wicklung formschlüssig an der Trägerplatte anliegt, während die anderen Seitenflächen der Wicklung frei tragend ausgebildet sind und so zwischen sich das Schutzrohr bzw. die Schutzrohre der Kontakteinheiten einschließen.

Die Erfindung unterscheidet sich von den bekannten Ausführungsformen insbesondere dadurch, daß die Erregerwicklung nicht auf das Schutzrohr bzw. die Schutzrohre aufgewickelt oder aufgeschoben werden muß, sondern ein die Erregerwicklung tragender Spulenkörper in Form einer ebenen Trägerplatte verwendet ist, der zugleich die Kontakteinheit bzw. Kontakteinheiten trägt. Gemäß der Erfindung entsteht eine zum Teil frei tragende Spule in Form eines prismatischen Körpers, der mit einer seiner Wicklungsflächen an der ebenen Trägerplatte fest anliegt, wodurch ein außerordentlich stabiles Gebilde hergestellt ist, das grundsätzlich keiner weiteren Haltemittel zur Sicherung der Erregerwicklung in vorher bestimmter Stellung bedarf. Eine derartige Ausführungsform ist besonders für eine rationelle Fertigung mit hoher Genauigkeit und geringen Kosten geeignet. Da die Erregerwicklung zusammen mit der Trägerplatte eine stabile Spule bildet, ist ein nachträgliches Bestücken mit gewünschten Kontakteinheiten oder das Herausnehmen einer der Kontakteinheiten ohne weiteres möglich. Trotzdem ist der Vorteil erreicht, daß sich, wie im bekannten Fall, die Wicklung in größter Nähe der Kontakteinheiten befindet und daher die Erregcrn:ii Wt:HJgCr Windungen aus!-:uiiunt. Die air,

Spulenkörper wirkende Trägerplatte ist besonders einfach und mit geringen Kosten herstellbar, da hierfür ein Hartpapier-Stanzteil, also ein für die Massenfertigung typisches Bauteil, verwendet werden kann.

Ein weiterer Vorteil läßt sich erreichen, wenn die Trägerplatte in Form eines länglichen Rahmens mit einer der Länge und dem Durchmesser des Schutzrohres bzw. der Schutzrohre angepaßten öffnung ausgebildet ist, die das Schutzrohr bzw. die Schutzrohre in paralleler'Anordnung aufnimmt und mechanisch fixiert. Hierdurch kann die Bauhöhe des Schutzrohrkontaktrelais sehr niedrig gehalten werden, wodurch sich besonders günstige Bauraumverhältnisse, z. B. im Rahmen gedruckter Schaltungen, ergeben.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist die Trägerplatte im Bereich der stirnseitigen Enden der Erregerwicklung mit flanschartigen Erweiterungen versehen, die den Wickelraum in axialer Richtung begrenzen. Durch diese einfache Maßnahme können in jedem Fall, d. h. auch bei hohen Beanspru- 2d chungen, gesonderte Bauteile entfallen, die sonst zum Halten der Spule in ihrer richtigen Lage verwendet werden müßten.

Weiterbildungen der Erfindung bestehen insbesondere darin, daß besonders einfach und zweckmäßig ausgebildete Mittel vorgesehen sind, welche die richtige Lage der Anschlüsse auf der Trägerplatte relativ zu der Erregerwicklung sowie der Trägerplatte relativ zu einem das Relais umgebenden Gehäuse sichern.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung seien an Hand der Zeichnung erläutert, aus der ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines Schutzrohrkontaktrelais ersichtlich ist. Es zeigt

F i g. 1 eine Längsschnittansicht eines Schutzrohrkontaktrelais, bei dem die Erregerwicklung abgenommen ist, um Einzelheiten des Spulenkörpers sichtbar zu machen,

F i g. 2 eine gegenüber der F i g. 1 um 90° gedrehte Längsschnittansicht und

F i g. 3 eine Querschnittsansicht dieses Relais, jedoch im Unterschied zu Fig. 1 mit aufgebrachter Erregerwicklung.

Der in den Fig. Ibis 3 dargestellte Schutzrohrkontakt besteht aus einem Schutzrohr 1, in das stirnseitig Kontaktfedern 2, 3 eingeschmolzen sind. Es können jedoch auch mehrere solcher Schutzrohrkontakte vorhanden sein, die dann in paralleler Stellung zueinander angeordnet sind. Das Schutzrohr bzw. die Schutzrohre 1 liegen in einer Öffnung 4 der als Spulenkörper wirkenden Trägerplatte 5, die in Form eines länglichen Isolierstoffrahmens ausgebildet ist. Die öffnung 4 ist dem Durchmesser des Schutzrohres 1 derart angepaßt, daß diese in Querrichtung mechanisch fixiert werden, aber nicht durch die Öffnung hindurchragen.

In Längsrichtung erstreckt sich die öffnung 4 über die stirnseitigen Begrenzungswände des Schutzrohres bzw. der Schutzrohre 1 etwas hinaus, um Fertigungstoleranzen der Schutzrohre in Längsrichtung aus- zugleichen. Die Trägerplatte 5 kann verschieden breit gestaltet sein, je nach der Anzahl der nebeneinanderliegenden Schutzrohre 1. Bei der Massenherstellung von Schutzrohrkontaktrelais, wie sie besonders in der Fernsprechtechnik verwendet werden, wirken sich diese verschiedenartigen Ausführungen der Trägerplatte 5 jedoch weder auf die Herstellungstechnik noch auf die LaserhahiiHi· ir.'.chieüio aus, du es sich bei diesen Teilen, wie bereits betont, um äußerst einfach und billig herstellbare Stanzteile handelt. ■

Die Trägerplatte 5 stellt jedoch nicht nur das Halteorgan für die Erregerwicklung und die Schutzrohrkontakte dar, sondern ermöglicht darüber hinaus auch die Anbringung einer Mehrzahl von Anschlußorganen zur Herstellung der elektrischen Verbindungen mit zugeordneten Stromkreisen. Zu diesem Zweck erhält die Trägerplatte 5 im Bereich ihrer stirnseitigen Enden eine der Zahl der Lötanschlüsse entsprechende Zahl von Bohrungen 6, 7, in die kurze Drahtkontaktstücke eingepreßt sind. Eine besonders vorteilhafte Fertigungstechnik ergibt sich dadurch, daß die Drahtkontaktstücke als zusammenhängendes Ganzes, von einem oder mehreren Drahtvorräten kommend, jeweils in die Bohrungen 6, 7 der Trägerplatte 5 eingeschossen und dann auf die gewünschten Längen abgeschnitten werden. Es ist zweckmäßig, diesen Drahtkontaktstücken ein eckiges, insbesondere quadratisches, Querschnittsprofil zu geben, so daß sie nach dem Einpressen selbsthemmend festsitzen und sich auch bei größeren mechanischen Beanspruchungen nicht lockern können.

In bestimmten Fällen ist es vorteilhaft, die Anschlußorgane für einzelne oder alle Schutzrohrkontakte nach einer Seite herauszuführen, so daß das Schutzrohrkontaktrelais nach Art einer Elektronenröhre steckbar ausgeführt ist und an einen gedruckten Stromkreis angeschlossen werden kann. Dieser Vorteil wird durch die Erfindung ebenfalls in einfachster Weise erreicht, indem die Drahtkontaktstücke in rastergemäßen Abständen so eingepreßt werden, daß sie mit einem kurzen Stück ihrer Länge beidseitig aus der Trägerplatte 5 herausragen. Auf der dem Schutzrohr bzw. den Schutzrohren 1 zugewandten Seite sind dann die Drahtkontaktstücke mit den Schutzrohrkontakten bzw. mit den Enden der Erregerwicklung verbunden, und zwar die den Bohrungen 6 zugehörigen Drahtkontaktstücke mit den Kontaktfedern 2, 3 des Schutzrohres 1 und die den Bohrungen 7 zugeordneten Drahtkontaktstücke mit den Wicklungsenden. Eine Lötverbindung mit den Drahtkontaktstücken, die zu diesem Zweck an ihren Enden mit blattartigen Lötfahnen 8,9 versehen sind, hält die Schutzrohrkontakte in der gewünschten Stellung fest. Die auf der anderen Seite des Schutzrohrkontaktrelais herausgeführten Drahtkontaktstücke können in angepaßte Einstecköffnungen einer gedruckten Schaltungsplatte eingesteckt und gegebenenfalls mit dieser durch Tauchlöten verbunden werden.

Eine derartige Kontaktierungsart gestattet außerdem in einfachster Weise eine Bestückung des Schutzrohrkontaktrelais mit verschiedenartigen Schutzrohrkontakten. So ist es möglich, die Trägerplatte 5 mit Bohrungen 6 und zugeordneten Drahtkontaktstücken in der Weise zu versehen, daß auch Schutzrohrkontakte verwendet werden können, die als Umschaltkontakte ausgebildet sind und zu diesem Zweck an einer Stirnseite zwei Anschlußenden besitzen. Andererseits können auch einzelne für Schutzrohrkontakte vorgesehene Kontaktplätze im Relais nicht besetzt werden. Außer dieser Vielzahl von Kontaktierungsmöglichkeiten ist noch der Vorteil vorhanden, daß der Aufbau und die Herstellung der Anschlußorgane einer einfachen Massenfertigung zugänglich sind.

Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung ist die Trägerplatte 5 mit in der Spulenachse sich erstrecken-

den flanschartigen Erweiterungen 10 versehen, die den Wickelraum in axialer Richtung begrenzen. Um das Schutzrohrkontaktrelais mit der Erregerwicklung zu versehen, werden die Trägerplatte 5 und ein sich längs der Spulenachse erstreckender Hilfsdorn in eine Spulenwickelmaschine eingesetzt und gedreht, nachdem das eine Ende des Drahtes an der Einheit befestigt ist. Zwischen den flanschartigen Erweiterungen 10 wird dann auf die eine Außenfläche der Trägerplatte 5 und auf die gegenüberliegende Außenfläche des Hilfsdorns die Erregerwicklung aufgebracht, bis die gewünschte Windungszahl erreicht ist. Die flanschartigen Erweiterungen 10 stellen somit zugleich die Spulenenden dar. Auf diese Weise erfüllt ■ die Trägerplatte 5 eine ganze Reihe von verschiedenen Funktionen, da sie zugleich Halterung für die Schutzrohrkontakte und Anschlußorgane ist und außerdem als Spulenkörper und Begrenzung für die Wicklung wirkt. Wie später gezeigt wird, erfüllt die Trägerplatte 5 sogar noch eine weitere Funktion. Im Unterschied zu der bekannten Konstruktion ist somit die Anzahl der für die Relaiseinheit erforderlichen Teile auf ein Minimum verringert, ihre Herstellung außerdem vereinfacht und verbilligt sowie ihr Gewicht ganz wesentlich herabgesetzt.

Nachdem die Spule fertiggestellt ist, wird der Draht . abgeschnitten und der Hilfsdorn entfernt. Da es sich bei dem verwendeten Spulenkörper um eine flache Trägerplatte handelt, entsteht nach dem Entfernen des Hilfsdornes eine zum Teil frei tragende Spule 11, die in Form eines prismatischen Körpers ausgebildet ist, wie die F i g. 3 zeigt. Auf diese Weise entsteht ein außerordentlich stabiles Gebilde, obwohl die Spule 11 nur mit einer ihrer Wicklungsflächen 12 formschlüssig an der Trägerplatte 5 anliegt. Zur weiteren Verbesserung der Stabilität können jedoch die Drahtwindungen, insbesondere am Anfang und Ende der Erregerwicklung, mit einem die Drahtwindungen zusammenhaltenden Lackanstrich versehen oder mit einem anderen Bindemittel behandelt werden. Dieser Lack muß hart und elastisch sein und gleichzeitig eine hohe Bindungskraft mit dem Draht aufweisen. Nach dem Entfernen des Hilfsdorns können nunmehr an dessen Stelle ein oder mehrere Schutzrohrkontakte in den frei gelassenen Wickelraum eingeführt werden.

Nachdem die Lötfahnen 8, 9 der Schutzrohrkontakte und die Drahtenden der Spule 11 in der oben beschriebenen Weise mit den zugeordneten Drahtkontaktstücken verbunden sind, kann das Schutzrohrkontaktrelais gekapselt werden. Hierzu dient ein U-förmiges Schirmblech 13, das mit der Trägerplatte 5 nach Art einer Schnappbefestigung verbunden ist. Zu diesem Zweck weist die Trägerplatte 5 im Bereich ihrer flanschartigen Erweiterungen 10 Rastnasen 14 auf, mit denen sie in Schlitze 15 des Schirmbleches 13 eingerastet ist. Das Schirmblech 13 erfüllt bekanntlich die Funktion einer magnetisch leitenden Umhüllung zur gleichzeitigen Abschirmung fremder Magnetfelder und Führung des eigenen von der Spule 11 erzeugten Magnetfeldes.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Schutzrohrkontaktrelais mit einer oder mehreren auswechselbaren Kontakteinheiten, bei dem diese auf einer ebenen Trägerplatte aus Isoliermaterial angeordnet und zum Teil direkt von der Erregerwicklung umgeben ist (sind), dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung

(11) in Form eines im wesentlichen prismatischen Körpers auf die Trägerplatte (5) derart aufgewikkelt ist, daß eine Seitenfläche (12) der Wicklung etwa formschlüssig an der Trägerplatte anliegt, während die anderen Seitenflächen der Wicklung frei tragend ausgebildet sind und so zwischen sich das Schutzrohr (1) bzw. die Schutzrohre der Kontakteinheit(en) einschließen.

2. Schutzrohrkontaktrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (5) in Form eines länglichen Rahmens mit einer der Länge und dem Durchmesser des Schutzrohres (1) bzw. der Schutzrohre angepaßten öffnung (4) ausgebildet ist, die das Schutzrohr bzw. die Schutzrohre in paralleler Anordnung aufnimmt und mechanisch fixiert.

3. Schutzrohrkontaktrelais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (5) im Bereich der stirnseitigen Enden der Erregerwicklung (11) mit flanschartigen Erweiterungen (10) versehen ist, die sich in der Ebene der Trägerplatte erstrecken und den Wickelraum in axialer Richtung begrenzen.

4. Sehutzrohrkontaktrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte aus einem Hartpapier-Stanzteil besteht.

5. Schutzrohrkontaktrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung (11) mindestens im Bereich ihrer stirnseitigen Enden mit einem die Drahtwindungen zusammenhaltenden, aushärtbaren Bindemittel, insbesondere Lack, bestrichen ist.

6. Schutzrohrkontaktrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Kapselung ein U-förmiges Schirmblech (13) verwendet ist, das mit der Trägerplatte (S) nach Art einer Schnappbefestigung verbunden ist.

7. Schutzrohrkontaktrelais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (5) im Bereich der stirnseitigen Enden der Erregerwicklung (11) Rastnasen (14) aufweist, mit denen sie in Schlitze des Schirmbleches eingerastet ist.

8. Schutzrohrkontaktrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerplatte (5) im Bereich der stirnseitigen Enden der Erregerwicklung (11) eine der Zahl der Lötanschlüsse entsprechende Zahl von Bohrungen (6, 7) aufweist, in die kurze Drahtkontaktstücke mit eckigem, insbesondere quadratischem, Querschnittsprofil eingepreßt sind.

9. Schutzrohrkontaktrelais nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtkontaktstücke mit einem kurzen Stück ihrer Länge beidseitig aus der Trägerplatte (5) herausragen und in rastergemäßen Abständen angeordnet sind.

10. Verfahren zur Herstellung eines Schutzrohrkontaktrelais nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drahtkontaktstücke als zusammenhängendes Ganzes, von einem oder mehreren Drahtvorräten kommend, jeweils in die Bohrungen (6, 7) der Trägerplatte (5) eingeschossen und dann auf die gewünschten Längen abgeschnitten werden.

11. Verfahren zur Herstellung eines Schutzrohrkontaktrelais nach einem der Ansprüche 1 bis K), dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung (11) zugleich auf die Trägerplatte (5)

und einen sich längs der Spulenachse erstreckenden Hilfsdorn in einer Spulenwickelmaschine bis zu der gewünschten Windungszahl derart aufgewickelt wird, daß sie auf der einen Außenfläche der Trägerplatte und der gegenüberliegenden

Außenfläche des Hilfsdorns aufliegt, und daß dann der Hilfsdorn entfernt wird, so daß an dessen Stelle eine oder mehrere parallel angeordnete Kontakteinheit(en) in den frei tragenden Wickelraum eingeführt werden kann (können).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

109 652/169