DE1926786U - Gepoltes relais mit gekapselter kontakteinrichtung. - Google Patents

Description

RA.162 720*30.3.65

SIEMENS & HALSKE München, den 3OJRZ1965

Aktiengesellschaft Wittelsbacherplatz 2

PA

eS/2203

Gepolten Heiais mit gekapselter Kontakteinrichtung.

pie Neuerung bezieht slcäi auf ein gepoltes Relais mit einer in einen Isolierstoffgehäuse eingeschlossenen, magnetisch betätigbaren Kontakteinrichtung aus zumindest j:einem durch einen Dauermagnet vormagnetisierten Kontaktglied und einem durch ein äusseres Magnetfeld aus einer Ruhelage in eine Arbeitslage bewegbaren Anker.

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Bei einer Gruppe bekannter Relais der vorgenannten Art erfolgt die Rucksteilung des Ankers inssine Ruhelage unter der Wirkung einer Federkraft, v»osu entweder besondere Rückstellfedern notwendig sind oder der Anker selbst als federndes Bauteil, beispielsweise als magnetisierbar Kontaktlamelle ausgebildet sein muss. Ia ersteren Falle entsteht ein Nachteil hinsichtlich eines wünschenswert einfachen und billigen Aufbaues des Relais und im zweiten Falle muss erklärlicherweise ein Kompromiss zwischen den Federeigenschaften und den magnetischen Eigenschaften des Ankers geschlossen werden, der in jedem Falle für die Arbeitsweise des Relais von Nachteil ist. Bei einer anderen Gruppe bekannter Relais erfolgt -zwar die Rückstellung des Ankers in seine Ruhelage mittels des die Vormagnetisierung des Relais bewirkenden Pauermagnetflusses. Von Nachteil dabei ist es aber, dass zur Bildung eines Ax^eitskontaktes ausser dem Anker und seiner vomDauermagnet vormagneiisierten Gegenlage ein weiteres Kontaktglied, insgesamt also drei Bauteile benötigt werden, damit der Anker unter dem Einfluss des äusseren Magndfeldes aus seiner an der Gegenlage anliegenden Ruhelage in eine mit den weiteren Kontaktglied kontaktgebende Arbeitstellung überführt werden kann. Ausser dem hierdurch bedingten Aufwand an Bauteilen und der damit verbundenen Verteuerung der Herstellkosten und einer räumlich nachteilig grossen Bauweise wird auch die Anzahl der notwendigen Durchführungen für den elektrischen Anschluss durch das Isolierstoffgehäuse vergrö'ssert, v/as ganz besonders dann von Nachteil ist, wenn letzteres hermetisch dicht abgeschlossen und in bekannter Weise evakuiert und/oder mit Schutzgas gefüllt wird.

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Demgegenüber ist es "Zweck.der vorliegenden Neuerung, ein gepoltes Relais der eingangs genannten Art so auszubilden, dass einmal besondere Mittel für die Ankerrückstellung vermieden werden und dass sich zum anderen unter Verwendung eines Ankers und nur eines einzigen Kontaktgliedes sowohl ein Ruhekontakt als auch ein Arbeitskontakt und darüberhinaus unter Beibehaltung des prinzipiell gleichartigen Aufbaues auch kombinierte Kontakte aufbauen lassen.

Erreicht wird dies gemäss der Neuerung dadurch, dass den Anker ein seine kontck tgebenden Enden polarisierender Dauermagnet zugeordnet ist.

Durch diese Ausbildung des Relais sind für die Rückstellung des Ankers in seine Ruhelage keine besonderen Bauteile, wie beispielsweise Ankerrückstellfedern erforderlich, sondern diese erfolgt vielmehr durch Mitwirkung des dein Anker zugeordneten Dauermagneten. Dadurch ist ein einfacher und raumsparender Aufbau der Kontakteinrichtung möglich und es erübrigen sich weiterhin zeitraubende Montage- und Justierarbeiten zur Einstellung vorerwähnter Ankerrückstellmittel. Ausserdem erhöht sich die Funktionssicherheit und die lebensdauer de"s Relais, weil das die Ankerrückstellung bewirkende Magnetfeld keiner Abnützung unterworfen ist, wie sie bei genannten mechanischen Mitteln auftritt. Ein weiterer beachtlicher Vorteil besteht darin, dass mit den polarisierten Anker und nur einem einzigen vormagnetisieren

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Kontaktglied sowohl ein Arbeitskontakt als auch ein Ruhekontakt gebildet werden kann, was lediglich von einer durch entsprechende Anordnung bestimmten Polung der Dauermagnete abhängt. So kann ein Ruhekontakt dann hergestellt werden, wenn sich das Kontaktglied und der Anker mit ungleichnamigen Polen gegenüberstehen, wodurch der Anker in seiner Huhelage angezogen ist und durch das äussere Magnetfeld von Kontaktglied entfernt wird. Stehen sich dagegen das Kontaktglied und der Anker mit gleichnamigen Polen gegenüber, so wird der Anker abgestossen und nimmt eine Ruhelage ein, in der zwischen ihn und den Kontaktglied ein Arbeitsluftspalt besteht. Aus dieser Ruhelage kann dann der Anker durch das äussere Magnetfeld in eine Arbeitslage bewegt werden, in der er zusammen nit den Kontaktglied einen Kontakt schliesst. Es lassen sich aber auch, wie noch im einzelnen ausgeführt wird, kombinierte Kontakte aufbauen, wenn mehrere mit dem Anker kontaktgebend zusammenarbeitende vormagnetisierte Kontaktglieder vorgesehen werden.

Pur eine magnetisch möglichst verlustfreie und eine nur geringe Erregung erfordernde Arbeitsweise des Relais ist es zweckdienlich, wenn der den Anker polarisierende Bauermagnet im Inneren des Isolierstoffgehäuses angeordnet ist. Dabei l&ann der Dauermagnet als eigenes Bauteil mit den Anker magnetisch gekoppelt sein. Zweckdienlich ist es jedoch, wenn der Anker selbst als Dauermagnet ausgebildet ist.

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Die Vormagnetisierung des Kontaktgliedes kann nach einer Ausbildungsform der Heuerung durch einen ausserhalb des Isolierstoffgehäuses angeordneten Dauermagneten erfolgen. Hierbei ist es zweckraässig, wenn ein die Y/andung des Isolierstoffgehäuses durchdringender magnetisierbarer und gleichzeitig als elektrischer Anscllissleiter dienender Teil des Kontaktgliedes mit einem Dauermagneten verbunden ist. Uach einer anderen Ausgestaltung der Neuerung kann jedoch der die Wandung des Isolierstoffgehäuses durchdringende und gleichzeitig als elektrischer Anschlussleiter dienende Teil des Kontaktgliedes selbst zumindest teilweise als Jauermagnet ausgebildet sein. Eine sowohl in magnetischen Verhalten, als auch in -der Herstellung besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Relais wird jedoch dann erreicht, wenn der in Isolierstoffgehäuse eingeschlossene Teil des Kontaktgliedes 2U-rdndest teilweise als ein in.der Bewegungsrichtung des Ankers gepolter Dauermagnet ausgebildet, ist.

Gemäss einer Weiterbildung der'Heuerung kann der Anker an seinen kontaktgebenden Enden mit einer in Verhältnis zur Masse des ihn polarisierenden Dauermagneten aus paramagne ti schein Werkstoff geringen Masse aus ferromagnetische^ Werkstoff belegt sein. Diese Massnahme bietet den Vorteil, dass der Anker bei nicht v/irksaraen äusseren Magnetfeld mit Sicherheit aus seiner Arbeitslage in seine Ruhelage zurückkehrt.

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Der elektrische Anschluss des "beweglichen Ankers kann nach einer Fortbildung der Heuerung über eine elektrisch leitende Flüssigkeit, vorzugsweise über Quecksilber erfolgen, die einerseits mit einer durch die Wandung des Isolierstoffgehäuses nach auseen geführten Elektrode in elektrisch leitender Verbindung steht und andererseits den Anker sowohl in seiner Ruhelage als auch in seiner Arbeitslage berietst. Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Kotierung kannIder elektrische Anschluss des beweglichen Ankers aber auch über eine mit ihm verbundene und durch die Wandung des Isoliastoffgehäuses nach aussen geführte flexible Litze erfolgen.

Nach einen Ausführungsbeispiel der Steuerung ist es vorgesehen, dass die Kontakteinrichtung mit nur einen Kontaktglied ausgerüstet und die das Kontaktglied und den Anker polarisierenden Dauermagnete derart angeordnet und gepolt sind, dass sich ohne äussercs Magnetfeld der Anker und das Kontaktglied gegenseitig abstossen und in der hierdurch erzwungenen Ruhelage des Ankere zwischen dessen kdntaktgebenden Ende und denjenigen des Kontaktgliedes ein Arbeitsluftspalt besteht. Auf diese V/eise wird also ein Arbeitskontakt gebildet.

Soll die Kontakteinrichtung einen Ruhekontakt bilden, so lässt sich dies geraäss einen Ausführungsbeispiel der Neuerung da~ durch erreichen, dass die Kontakteinrichtung mit nur einen Kontaktglied ausgerüsie t und die das Kontaktglied und den Anker polarisierenden Dauermagnete derart angeordnet uril gepolt.sind,

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dass sich ohne äusseres Magnetfeld der Anker und das Kontaktglied gegenseitig anziehen und kontaktgebend berühren.

V/ird die Kontakteinrichtung mit zwei mit Abstand einander gegenüberliegenden Kontaktgliedern und" einen dazwischen beweglichen Anker ausgerüstet, so lässt sich hierdurch ein Umschaltekontakt bilden. _r

Ein Ausführungsbeispiel für einen kombinierten Kontakt lässt sich in der Weise herstellen, dass die Kontakteinrichtung mit vierlpaarweise mit Abstand einander gegenüberliegenden Kontaktgliedern und einen dazwischen beweglichen Anker ausgerüstet ist und dass die die Kontaktglieder und den Anker polarisierenden Dauermagnete derart angeordnet und gepolt sind, dass der Anker in seiner Ruhe- bzw. Arbeitslage jeweils zwei verschiedene der vier Kontaktglieder kontaktgebend überbrückt. Zweckdienlich wird hierbei der Anker frei beweglich gelagert. Der Anker kann aber auch über eine Achse in zwei einander entgegengesetzte Diagonallagen verschwenkbar gelagert sein, wodurch ein Verklemmen mit" Sicherheit vermieden ist.

Die Güte der Kontaktgabe lässt sich dadurch steigern, dass die kontaktgebend zusammenarbeitenden Bereiche der Kontaktglieder und des Ankers jeweils mit besonderen Kontaktwerkstoff bekannter Art belegt sind.

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Eine lange lebensdauer der Kontakteinrichtun g bei gleichzeitig exakter Funktion wird dann erzielt, wenn das Isolierstoffgehäuse in an sich bekannter Weise evakuiert und/oder mit Schutzgas gefüllt ist. .

Die Neuerung sieht vor, dass das den Anker beeinflussende äussere Magnetfeld sowohl durch einen beweglichen Dauermagneten, als auch durch einen Elektromagneten, erzeugt werden kann.

In folgenden wird die Neuerung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dais i zeigen Fig. 1 ein Relais mit einem Arbeitskontakt, teilweise in

Schnitt,
Fig. 2 ein Heiais ©it einen kombinierten Kontakt, ebenfalls teilweise in Schnitt.

In Fig. 1 stellt der Teil 1 ein beispielsweise aus Druckglas hergestelltes hermetisch dichtes Gehäuse dar, dessen Inneres in bekannter Weise evakuiert und/oder mit Schutzgas gefüllt sein kann. An der einen längsaxialen inneren Stirnseite ist ein Kontaktglied 2 ortsfest angeordnet, welches als ein in angegebener Richtung polarisierter Dauermagnet ausgebildet ·ΐ~~ und über ein Anschlusselercent 3 von ausserhalb des Gehäuses elektrisch anschliessbar ist. Des weiteren befindet sich im Inneren des Gehäuses ein freibeweglicher Anker 4, der in gleicher Richtung wie das Kontaktglied 2, jedoch so gepolt ist,

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dass sieh in ersichtlicher Weise gleichnamige Pole des Kontaktgliedes und des Ankers gegenüberstehen, weshalb der Anker vom Kontaktglied abgestossen ist und unter Bildung eines Arbeitsluftspaltes 5 die gezeichnete Ruhelage einnimmt. Der elektrische Anschluss des Ankers 4 erfolgt über eine flexible Litze 6. Der mit 7 bezeichnete Teil ist eine mit den Anker fest verbundene Schicht, die im Gegensatz au den paramagnetischen Werkstoff der Dauermagneten 2 bzw. 4 aus ferromagnetischen Werkstoff besteht und dafür sorgt, dass der Anker aus seiner Arbeitslage wieder in die gezeichnete Ruhelage zurückkehrt, wenn ein mit 8 bezeichneter, den Anker in seine Arbeitslage bewegender äusserer Magnet wirkungslos ist. Auf den kontaktgebenden Oberflächen des Kontaktgliedes und des Ankers ist noch ( jeweils eine Schicht aus besonderen Kontaktwerkstoff.bekannter Art aufgebracht, die mit 9 bzw. 10 bezeichnet ist. Die Arbeitsweise des Relais ist folgende: ?/ird ausgehend von der gezeichneten, durch die Abstossung c'er gleichnamigen Pole des Kontaktgliedes und des Ankers erzwungenen Ruhelage des Ankers das im Ausführungsbeispiel durch einen beweglichen Dauermagneten " 8 hervorgerufene aussere Magnetfeld in geeignete lage gebracht, so kompensiert dessen Magnetfeld dasjenige des Kontaktgliedes und der Anker 4 wird in eine Arbeitsstellung bewegt, in der er das Kontaktglied 2 kontaktgebend berührt. Wird das äussere Magnetfeld wieder entfernt oder im Falle einer elektromagnetischen Erzeugung enterregt, so tritt wieder eine abstossende Kraft zwischen dem Kontaktglied und dem Anker auf und letzterer nicxit wieder seine gezeichnete Ruhelage ein.

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In Pig. 2 sind in einem wiederum aus Isolierstoff, vorzugsweise aus Druckglas hergestellten gasdicht abgeschlossenen Gehäuse 11 insgesamt vier Kontaktglieder 12 bis 15 angeordnet, die jeweils als Dauermagneten mit angegebener Polung ausgebildet sind. Zwischen diesen Kontaktgliedern ist ein Anker 16 frei beweglich gelagert, der gleichfalls als Dauermagnet mit angegebener Polung ausgebildet ist. Dieser Anker nimmt unter dem Einfluss der vorhandenen Magnetfelder eine gezeichnete Ruhelage ein, in der er die Kontaktglieder 12 und 15 elektrisch leitend überbrückt. Wird nun ein äusseres Magnetfeld, das durch einen Elektromagneten erzeugt werden kann, in Äusführungsbeispiel jedoch durch einen beweglichen Dauermagneten 17 aufgebaut ist, in eine entsprechende Lage zur Kontakteinrichtung gebracht, so nimmt der Anker 16 unter dem Einfluss dieses neuen Magnet- · feldes eine der gezeichneten entgegengesetzte Schräglage ein und überbrückt die Kontaktgliedor 13 und H elektrisch leitend. Fach Entfernung oder Enterregung des äusseren Magnetfeldes kehrt der Anker wieder in seine gezeichnete Ruhelage zurück.

20 Schutzansprüche
2 Figuren

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Claims (20)

P.A.162 720*30.3.65 PA 9/420/5685 - 11 - Schutzansprüche

1. Gepoltes Relais nit einer in einen Isolierstoffgehäuse eingeschlossenen, magnetisch betUtigbaren Kontakteinrichtung aus zumindest einen durch einen Dauermagnetfluss vorraagnetisierten Kontaktglied und einen durch ein äussereo Magnetfeld aus einer Ruhelage in eine Arbeitslage bewegbaren Anker, dadurch gekennzeichnet, dass dem Anker (4,16) ein seine kontaktgebenden Enden polarisierender Dauermagnet (4,16) zugeordnet ist.

2. Gepoltes Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der den Anker polarisierende Dauermagnet (''4,16) im Inneren des Isolierstoffgehäuses (1,11) angeordnet ist.

3. Gepoltes Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker selbst als Dauermagnet ausgebildet ist.

4. Gepoltes Relais nach einen der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vormagnetisierung des Kontaktgliedes (2,12ν bis 15) durch einen ausserhalb des Isolierstoff gehäuses (1,11) angeordneten Dauermagneten erfolgt.

5. Gepoltes Relais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein die Wandung des Isolierstoffgehäuses (1) durch-

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dringender magnetisierbarer und gleichzeitig als elektrischer Anschlussleiter dienender Teil (3) des Kontaktgliedes (2) mit einem !Dauermagnet verbunden ist.

6„i Gepoltes Relais"nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, dass der die Wandung des Isolierstoffgehäuses (1) durchdringende und gleichzeitig als elektrischer Anschlussleiter dienende Teil (3) des Kontaktgliedes (2) selbst zumindest teilweise als Dauermagnet ausgebildet ist.

7. Gepoltes Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3_} dadurch gekennzeichnet, dass der im Isolierstoffgehäuse (1,11) eingeschlossene Teil des Kontaktgliedes (2,12 bis 15) zumindest teilweise als ein in der Bewegungsrichtung des Ankers gepolter Dauermagnet ausgebildet ist. (Fig. 1 u.2)

8. Gepoltes Relais nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (4) an seinen kontaktgebenden Enden mit einer im Verhältnis zur Masse des ihn polarisierenden Dauermagneten (4) aus paramagnetischem Werkstoff geringen Masse aus ferromagnetiachem Werkstoff (7) belegt ist (Fig. 1}

9. Gepoltes Relais nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Anschluss dec beweglichen Ankers (4) über eine elektrisch leitende Flüssigkeit, vorzugsweise über Quecksilber erfolgt,

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die einerseits mit einer durch' die Wandung des Isolierstoff-, gehäuses (1) nach aussen geführten Elektrode in elektrisch leitender Verbindung steht und andererseits den Anker (4) sowohl in seiner Ruhelage als auch in seiner Arbeitslage benetzt.

10. Gepoltes Relais nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Anschluss des beweglichen Ankers (4j über eine ait ihn verbundene und durch die Wandung dea Isolierstoffgehäuses (1) nach aussen geführte flexible iitze (6) erfolgt (Fig. 1}

11. Gepoltes Relais nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinrichtung mit nur einem Kontaktglied (2) ausgerüstet und die das Kontaktglied und den Anker (4) polarisierenden Dauermagnete (2,4.) derart angeordnet und gepolt sind, dass sich ohne äusseres Magnetfeld (8) der Anker (4) und das Kontaktglied (2) gegenseitig abstossen und in der hierdurch erzwungenen Ruhelage des Ankers zwischen dessen · kontaktgebendem Ende (10) und demjenigen (9) des Kontaktgliedes (2) ein Arbeitsluftspalt (5) besteht (Fig. 1} ■

12. Gepoltes Relais nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinrichtung mit nur einem Kontaktglied (2) ausgerüstet und die das

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Kontaktglied (2) und den Anker (4) polarisierenden Dauermagneten (2,4) derart angeordnet und gepolt sind, dass sich ohneiäusseres Magnetfeld ■ (.8) der Anker (4) /und das Kontaktglied (2) gegenseitig anziehen'und kontaktgebend berühren.

13. Gepoltes Relais nach einen oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakteinrichtung mit zwei mit Abstand ineinander gegenüberliegenden Kontaktgliedern und einen dazwischen beweglichen Anker ausgerüstet ist.

14. · Gepoltes Relais nach einem oder mehreren der Ansprüche

bis 8, dadurch gekennzeichnet, <äass die Kontakteinrichtung mit vier paarweise mit Abstand einander gegenüberliegenden Kontaktgliedern (12 bis 15) und einen dazwischen beweglichen Anker (16) ausgerüstet ist und dass die die Kontaktglieder und den Anker polarisierenden Dauermagnete (12 bis 15,16) derart angeordnet und gepolt sind, dass der Anker (16) in seiner Ruhe- bzw. Arbeitslage jeweils zwei verschiedene der vier Kontaktglieder (12/15, 13/14) kontaktgebend überbrückt. (Pig. 2)

15. Gepoltes Relais nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker frei beweglich gelagert ist. (Fig. 2)

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16. Gepoltes Relais nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker über eine Achse in zwei einander entgegengesetzte Diagonallagen verschwenkbar gelagert ist.

17. Gepoltes Relais nach einen oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kontaktgebend zusammenarbeitenden Bereiche der Kontaktglieder (2) und. des Ankers (4) jeweils "mit besonderem Kontaktwerkstoff (9,"!O) bekannter Art belegt sind. :

10. Gepoltes Relais nach einen oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierstoffgehäuse (1,11) in an sich bekannter Weise evakuiert und/oder mit Schutzgas gefüllt ist.

¹9. Ggpoltes Relais nach einen oder mehreren der vorhergehenden . Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das den Anker (4,16) beeinflussende äussere Magnetfeld durch einen beweglichen

(0,17) _:
Dauermagneten/erzeugt wird.

20. Gepoltes Relais nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das den Anker (4,16) beeinflussende äussere Magnetfeld durch einen Elektromagneten erzeugt wird.