Schaltrelais für koaxiale Übertragungssysteme, insbesondere Koaxialkabel
Die Neuerung betrifft ein Schaltrelais für koaxiale Übertragungssysteme mit einem
Innenleiter und einem diesen vollständig umschließenden Außenleiter, insbesondere
für Koaxialkabel, wobei im Zuge des Innenleiters an der Schaltstelle Kontaktglieder
angeordnet sind, die' ebenfalls vom Außenleiter vollständig umschlossen werden und
außerhalb'des Außenleiters Betätigungsmittel, z.B.Switching relays for coaxial transmission systems, especially coaxial cables
The innovation concerns a switching relay for coaxial transmission systems with a
Inner conductor and an outer conductor that completely encloses this, in particular
for coaxial cables, with contact elements at the switching point in the course of the inner conductor
are arranged, which 'are also completely enclosed by the outer conductor and
outside of the outer conductor actuating means, e.g.
Elektromagnetspulen, zum Schließen und Öffnen der Kontaktglieder vorgesehen
sind.Electromagnetic coils, intended for closing and opening the contact members
are.
Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltrelais zu schaffen,
welches eine wechselseitige Verbindung zwischen einer
Koaxialleitung
einerseits und einer zweiten bzw. dritten Koaxialleitung andererseits innerhalb
kurzer Schaltzeit, z. B. innerhalb
|R
zweierMillisekundenherzustellen ermöglicht. Das Relaissoll
fernsteuerbar sein und eine hohe Schüttelfestigkeit aufweisen. Ferner sollen die
Übergangsstellen möglichst reflexionsfrei aus-
gestaltet sein, damit auch bei hohen Frequenzen, z. B. bei
etwa
r
500 MHz noch eine geringe Welligkeit gewährleistet ist. Die Betriebssicherheit des
Relais soll auch ohne Wartung sehr hoch sein. Die Konstruktion soll einen gedrängten
Aufbau ermöglichen.
Ein'derartiges, inKbaxialform aufgebautes Umschalterelais,
bei
C>
dem die Kontakte durch den Außenleiter vollständig geschirmt
sind,
wird in Geräten der Weitverkehrstechnik z.B. zur wahlweisen Umschaltung einer Antenne
auf einen Sender oder einen Empfänger benötigte Es ist bereits ein Koaxialrelais
bekannt, bei dem der Außenleiter als T-Stück ausgebildet ist. Auf dem Längszweig
befindet sich beiderseits des Querzweiges je'eine Blektromagnetspule. Ein im
Längszeig'fest angeordneter, aus Weicheisen bestehender Innen-
leiter ist in der Mitte'des T-Stückes unterbrochen und im Quer-
a\veig ist ein Permanentmagnet als bewegbarer Innenleiter derart
angeordnet, daß das freie Ende dieses bewegbaren Innenleiters in den durch die Unterbrechung
des Innenleiters im Querzweig gegebenen Zwischenraum hineinragt, so daß je nach
Richtung eines die äußeren Magnetspulen dauernd oder impulsartig durchfließenden
Stromes der Innenleiter des Querzweiges eine elektrische Verbin-
dung mit dem einen oder anderen Innenleiterteil des Längszweiges
aufweist.'Der durch den Dauermagneten hervorgerufene magnetische
!
Gleichfluß und der durch den Spulenstrom hervorgerufene Steuer-
flußsind dabei über einen außen angebrachten, aus Weicheisen
bestehenden Bügel geschlossen. Das Koaxialrelais kann auch so ausgebildet sein,
daß auf dem Querzweig des als T-Stück ausgebildeten Außenleiters eine. Magnetspule
angeordnet ist und der bewegbare Innenleiter des Querzweiges aus Weicheisen besteht,
während die Innenleiterteile des Längszweiges je von einem Per-
manentagneten', gebildet werden.
Bei-diesen bekanntenKoaxialrelaissind also die-Dauermagnete
im
Innern des Relais angeordnet. Da diese Magnete vor dem Einbau
Eiagnetisiert werden müssen, können Eisenspäne in das Relaisinnere
und beim Schalten an die Kontakte gelangen. In feuchter Atmosphäre
können diese Eisenspäne schon nach Stunden hohe, Kontaktübergangs-
widerstände bewirken. Da man bei den Koaxialrelais in der Regel eine hohe Kontaktsicherheit
fordert, insbesondere dann, wenn die Kontakte solcher Relais hintereinander geschaltet
sind muß unter allen Umständen das Relaisinnere frei von selbst kleinsten Eisenfeilspänen
sein. Hinsichtlich Sauberkeit sind deshalb die Forderungen an die Fertigung sehr
hoch.The object of the innovation is to create a switching relay which enables a reciprocal connection between a coaxial line on the one hand and a second or third coaxial line on the other hand within a short switching time, e.g. B. within | R
two milliseconds. The relay target
be remotely controllable and have a high resistance to shaking. Furthermore, the transition points should be as reflection-free as possible. be designed so that even at high frequencies, e.g. B. at about
r
500 MHz a low ripple is guaranteed. The operational reliability of the relay should be very high even without maintenance. The construction should enable a compact structure. Such a switch-over relay, constructed in a kbaxialform, is included
C>
where the contacts are completely shielded by the outer conductor,
is required in devices of wide area technology, for example for the optional switching of an antenna to a transmitter or a receiver. A coaxial relay is already known in which the outer conductor is designed as a T-piece. A sheet metal magnet coil is located on each side of the transverse branch on the longitudinal branch. An im Longitudinally arranged interior made of soft iron
conductor is interrupted in the middle of the T-piece and
a \ veig is a permanent magnet as a movable inner conductor like this
arranged that the free end of this movable inner conductor protrudes into the space given by the interruption of the inner conductor in the transverse branch, so that, depending on the direction of a current flowing through the outer magnet coils continuously or in pulses, the inner conductor of the transverse branch provides an electrical connection connection with one or the other inner conductor part of the longitudinal branch
The magnetic
!
Constant flux and the control-
river are thereby attached to an outside, made of soft iron
existing bracket closed. The coaxial relay can also be designed so that a. Magnetic coil is arranged and the movable inner conductor of the transverse branch consists of soft iron, while the inner conductor parts of the longitudinal branch are each manentagneten ', are formed.
In these known coaxial relays the permanent magnets are in the
Arranged inside the relay. Because these magnets before installation
Iron filings can get into the relay interior
and get to the contacts when switching. In a humid atmosphere
these iron filings can have high, contact transition-
cause resistance. Since the coaxial relays usually require a high level of contact reliability, especially when the contacts of such relays are connected in series, the inside of the relay must be free of even the smallest iron filings under all circumstances. With regard to cleanliness, the demands on production are therefore very high.
Demgegenüber wird das Koaxialrelais gemäß der Neuerung so ausgebildet,
daß zwei Permanentmagnete außen am T-Stück derart angeordnet und über ein. cich'eisentück
derart miteinander verbunden sind, daß der durch die Dauermagnete hervorgerufene
magnetische
Gleichfluß und der durch den Spulenstrom hervorgerufene
Steuerfluß über das Weicheisenteil, die Innenleiter und das Kontaktglied geechlossen
ist/so daß je nach Richtung eines die äußeren Elektromagnetspulen dauernd oder impulsartig
durchfließenden Stromes der Innenleiter des Querzweiges eine elektrische Verbindung
mit dem einen oder anderen Innenleiterteil des Längszweiges aufweist. Die beiden
Dauermagnete werden außen am T-Stück insbesondere parallel zum Querzweig angeordnet.
Es kann jedoch anstelle beider Permanentmagnete auch nur ein Permanentmagnet verwendet
werden. Man kann auch anstelle von zwei Permanentmagneten mehrere Permanentmagnete
außen am Relais anordnen. Im Innern des T-Stückes werden dabei nur Weicheisenteile
verwendet. Durch diese Art der Ausbildung ist es möglich, die Dauermagnete erst
zu montieren, wenn das Relaisinnere bereits abgeschlossen ist.In contrast, according to the innovation, the coaxial relay is designed in such a way that
that two permanent magnets are arranged on the outside of the T-piece and have a. cich'eisentück
are interconnected in such a way that the caused by the permanent magnets
magnetic
Constant flux and that caused by the coil current
Control flow over the soft iron part, the inner conductor and the contact member closed
is / so that, depending on the direction of one, the outer electromagnetic coils are continuous or pulsed
The current flowing through the inner conductor of the transverse branch establishes an electrical connection
having with one or the other inner conductor part of the longitudinal branch. The two
Permanent magnets are arranged on the outside of the T-piece, in particular parallel to the cross branch.
However, only one permanent magnet can be used instead of both permanent magnets
will. You can also use several permanent magnets instead of two permanent magnets
arrange on the outside of the relay. Only soft iron parts are used inside the T-piece
used. This type of training makes it possible to use the permanent magnets only
to be installed when the inside of the relay is already closed.
Dadurch kann man Kontaktstörungen vermeiden, wie sie bei den bisher,
bekannten Relais dadurch entstehen können, daß sich Eisen-feilspäne an die bei diesen
Relais im Innern angeordneten Dauermagnete hängen. Die außen angeordneten Dauermagnete
können im Gegens@tz zu den als Innenleiter angeordneten Dauermagneten in ungeschliffenem
Zustand eingebaut werden. Bei Koaxialrelais mit außen angeordneten Dauermagneten
kann gegenüber Koaxialrelais mit innen angeordneten Dauermagneten eine höhere Kontaktkraft
bei der gleichen, kleinen Ansprechleistung erzielt werden. Die Neuerung wird anhand
des in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispieles und anhand der in
der Figur 3 dargestellten
Teilzeicfhnung, die sich auf eine bekannte
Ausführungsform bezieht, näher erläutert.In this way you can avoid contact disturbances, as they have been with the previous,
known relays can arise from the fact that iron filings are attached to these
Permanent magnets arranged inside the relay hang. The permanent magnets arranged on the outside
can in contrast to the permanent magnets arranged as inner conductors in unpolished
State to be installed. For coaxial relays with external permanent magnets
can have a higher contact force compared to coaxial relays with permanent magnets arranged inside
can be achieved with the same, small response power. The innovation is based on
of the embodiment shown in Figures 1 and 2 and based on the in
of Figure 3 shown
Partial drawing referring to a well-known
Embodiment relates, explained in more detail.
In der Figur 1 ist der prinzipielle Aufbau eines Koaxialrelais, bei
dem sich die Dauermagnete 1 außerhalb des Außenleiters 7 der Koaxialleitung befinden,
schematisch bzw. teilweise im Schnitt dargestellt. Im Innern der t-förmig ausgebildeten
Koaxialleitung befinden sich die'Innenleiter 2. Die stiftförmigen Teile 8 sind aus
Magnetweicheisen hergestellte ebenso wie der bewegliche Innenleiter 4. Auf dem Querzweig
der T-förmig ausgebildeten Koaxialleitung ist die Spule 3 angebracht. Die Dauermagnete
1 sind über das Weioheisenteil 5 miteinander verbunden.
. Durch diese Art der Anordnung der Dauermagnete ergeben sich
ge-
I
'genüber den bisher bekannten. Koaxialrelais eine Reihe wesent-
licher Vorteile. Bei der Montage der Innenleiter einschließlich
der im Innern befindlichen Kontakte ist bei genügender Sorgfalt die Gefahr gering,
daß Eisenfeilspäne ins Relaisinnere gelangen, denn die Innenleiter bestehen nicht
mehr aus permanentmagnetischem Material. Erst nachdem der Kontaktraum nach außen
hin staubdicht
abgeschlossen ist., werden die Dauermagnete montiert.'Man kann
X S
ferner gesinterte oder gegossene Magnete einbauen, die nicht nachbearbeitet werden
müssen. Bei den bisher bekannten Koaxialrelais dagegen müssen die gegossenen, im
Innern angeordneten
Dauermagnetstäbe geschliffen werdeny da die Welligkeit der
, Koaxialleitung 1 % nicht übersteigen darf. Das Schleifen
ist
wegen der großen Härte und'Sprödigkeit des Materials schwierig.
Die außen angebrachten Dauermagnete können außerdem genügend
groß gewählt werden, wodurch. größere Luftspaltinduktionen
und
damit höhere Kontaktkräfte erreicht werden. Mit der neuen An-
ordnungg kann Elan eine größere Empfindlichkeit (Verhältnis
Kontaktkraft: Ansprecherregung), erzielen. Diese Vergrößerung
der Empfindlichkeit erklärt sich wie folgt : Bewegliche Innen-
leiter (Anker) und feste Ihnenleiter (Polschuhe) sind aus Magnet-
weicheisen, mit einer'Permeabilität/u von etwa 1000. Die Steuer-
flußftihrung zum Arbeitsluftspalt ist deshalb günstiger'als
bei
den bisher bekannten Relais ;, bei dnen z. B. der Anker aus
Magnet-
weicheisen besteht, die Polschuhe aber als Dauermagnete ausge-
bildet sind, deren Permeabilität sehr gering ist (z. B./u4).
In der. Figur 2 ist der Steuereluß Übergang von einem
f2 für den
Weicheisenteil 4 auf ein Weicheisenteil 8 mit den Permeabili-
täten/d1000 eingezeichnet. Demgegenüber ist aus der Fig. 3
ersichtlich, wie der Steuerfluß beim Ubergang von einem
Weicheisenteil 4 mit der Permeabilität/u1000 auf einen Dauer-
magneten 1 mit der Permeabilität/u4 verläuft.'Bei gleicher
Spulenerregung wird der Steuerfluß 2 im Arbeitsluftspalt größer
sein als der Steuerfluß . Bei außen angebrachten Dauermagneten
kann'darüber hinaus auch eine Einstellung der Ansprechsymmetrie,
go ; bo durch Schwächen eines der beiden Dauermagnete erfolgen.
Bei den bisher bekannten Koaxialrelaie ist dies in einfacher
Weise nicht möglich, da'bei diesen Anordnungen der eine Dauer-
magnet beim Schwächen des anderen stark beeinflußt wird. Außerdem
würde beim Schwächen der Dauermagnete der bekannten Anordnungen
der Dauerfluß nicht mehr ausreichen, um eine Kontaktkraft von etwa 20 g aufzubringen.In FIG. 1, the basic structure of a coaxial relay, in which the permanent magnets 1 are located outside the outer conductor 7 of the coaxial line, is shown schematically or partially in section. The inner conductors 2 are located inside the T-shaped coaxial line. The pin-shaped parts 8 are made of soft magnetic iron, as is the movable inner conductor 4. The coil 3 is attached to the transverse branch of the T-shaped coaxial line. The permanent magnets 1 are connected to one another via the white iron part 5. . This type of arrangement of the permanent magnets results in
I.
'compared to the previously known. Coaxial relays a number of essential
advantages. When assembling the inner conductor including
of the contacts inside, if you take sufficient care, the risk of iron filings getting inside the relay is low, because the inner conductors are no longer made of permanently magnetic material. Only after the contact area is dust-tight to the outside is complete., the permanent magnets are mounted. 'You can
XS
also install sintered or cast magnets that do not need to be reworked. With the previously known coaxial relays, however, the cast relays must be arranged on the inside Permanent magnet rods are ground because of the waviness of the
, Coaxial line must not exceed 1%. The grinding is
difficult because of the great hardness and brittleness of the material.
The permanent magnets attached to the outside can also do enough
can be chosen large, whereby. larger air gap inductions and
so that higher contact forces can be achieved. With the new
properly, Elan can have a greater sensitivity (ratio
Contact force: response excitation). This enlargement
the sensitivity is explained as follows: Movable interior
conductors (armature) and fixed you conductors (pole pieces) are made of magnetic
soft iron, with a permeability / u of about 1000. The tax
Flow guidance to the working air gap is therefore more favorable than at
the previously known relay; B. the armature made of magnetic
soft iron, but the pole pieces are designed as permanent magnets.
are formed, the permeability of which is very low (e.g. / u4).
In the. Figure 2 is the flow of control transition from one
f2 for the
Soft iron part 4 on a soft iron part 8 with the permeability
Acts / d1000 drawn in. In contrast, from FIG. 3
can be seen how the flow of control when transitioning from one
Soft iron part 4 with the permeability / u1000 on a permanent
magnet 1 with the permeability / u4. 'With the same
With coil excitation, the control flow 2 in the working air gap is greater
be than the tax flow. With permanent magnets attached to the outside
can also set the response symmetry,
go; bo by weakening one of the two permanent magnets.
In the case of the previously known coaxial relays, this is easier
It is not possible that with these orders the one permanent
magnet is strongly influenced by weakening the other. aside from that
If the permanent magnets of the known arrangements were weakened, the permanent flux would no longer be sufficient to apply a contact force of about 20 g.