DE1930871U - Piezoelektrisches relais. - Google Patents

Description

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Dipl.Ing. Heinz"Claessen ... .l.H.Braj-A.D.-Oäell-I.H.Hartin- -■ ■'" Patentanwalt S'.E.Capsesr 62-24-10-1/.: / : -Zr

7 Stuttgart 1 -■■■" - ^;- / / / ^: :■ . .. /// Eotebühlstr. 70 /: / -,'.-..;. : ' ;...;■-:

ISl/Eeg. 2667

Akt.-Z ei eh.: J 11319/21g Gfem

IITEENATI0F1L STANDARD EIECTEIO CORPORATION, EEW YOEK

Piezo-elefctrisches Eelais

Die Priorität der Anmeldung in England vom 16.Februar 1962 Hr. 6131/62 ist in Anspruch

genommen .

Die -!Feuerung betrifft ein piezo-elektrisab.es Eelais, dessen steuerbares Glied aus einem Streifen besteht, auf dem sich auf zwei gegenüberliegenden Seiten je eine Silberschicht befindet, an die das Steuerpotential gelegt wird, und der-nur mit einem Ende eingespannt ist, und dessen freies Ende auf ein oder mehrere Kontafctfedern einwirkt, wobei das Steuerglied und die zu steuernden Kontaktfedern sich innerhalb eines Schutzrohres befinden.

Es sind piezo-elektrisehe Eelais oder Kristallrelais bekannt, bei denen das Steuerglied oder der Steuerstreifen mit seinem einen Ende eingespannt ist, während sein anderes, freies Ende auf eine oder mehrere Kontaktfedern einwirkt und, bei Betätigung des Steuerstreif ehs, d.h. bei Anlegen eines elektrischen Potentials an die Steuerschichten des Steuergliedes die Kontaktfedern schaltet. Es ist auch bekannt, den Steuerstreifen und die Kontaktfedern innerhalb eines Schutzrohres anzuordnen, wobei" bei--den bekannten Ausführungen die .Übertragung τοη dem freien Ende des Steuergliedes zu den Kontaktfedern über einen Hebelmechanismus führt. Da die Übertragung der Bewegung

2.Dezember 1965
G/La .

(5V2.1965): . . -2-

des Steuergliedes auf die Kontaktfedern, d.h.: des Steuergliedes auf die: Kontaktfedera, e.in-.er Kontakfb et ät igung . gl eicjlakoBiDit, ist-la. den. bekannt en eine Art Wippe.-.verges e]a en * die TDe-ini UmscHalten Tdzw« ΐίβίπι Betatigen die -Kontaktgab.e.".schlagartig^ uer¥eifthrt; > ^;: , . ■

Die bekannten Arten von -piezö-elektriselaen. Relais: sind- a"ber ^: in ihrer konstruktiven Ausführung /sehr; amfwen dig- rand:/lass en: _ sieh für verschiedene. Sehalt- oder ^:Steu.erpa?ol3Xeiiiei- nijpht .verwenden. ."■'" - -"-.-- '"-'- . """--' - . ^;: .. " . ^;/; "■:-;■> ; . -■" "■-■: ^ ■■':/ - -.--

Die !Teuerung hat die Auf gäbe,, die lachteile:: der Jbekannten Ausführungen..-ZTa. vermeiden, leuerungsgeDiäss wird dies;|.adu-r..eh erreieht, dass zwei oder .mehr-Steuerglieder innerhalb eines. Sehutzröhres- eingeschmolzen und dass die Steuerglieder.; einzeln, betätigbar sind und z.B.. bei Yerwendnng -als Kreuzpunkt^:in einem.^^^Koprdinatensehalter' die Betätigung bei dsr" Steuerglieder-, zu gleicher. Zeit nötig ist, um den Kontakt zu sehliessen* ■; _; "_'_.-■

öemäs's. einer Ausbildung nach .der. Neuerung besteht "ein 3?eil der Kontaktanordnung aus dünnem, elektrisch.·- ; gut leitendem Material-,und ist. unter ■Verwendung" von dünnen bzw. flexiblen Isolierzwischenlagen so an dem- Steuerglied befestigt;/ d.ass_; sie mit . ; dem Steuerglied bei-Betätigung .desselben dieselbe ^Bewegung äu.sführen. -- . " - . . ^: / " ■', ^Λ. ; .-■-"■" Y . :

G-emäss einer weiteren Ausbildung .nach der-Feuerung sind das; Steuerglied und die zu steuernden Kontaktfedern auf derselben Seite des .Sehutzrohres herausgeführt und enden in einem Sockel, mit dem. die ganze EelaisanOrdnung in eine lassung .gesteckt: werden kann. ^: ■ -; . ■--■■- ■_■;■■ - ■-."". .■■■'-- ^: :_: --".. . :

&emass einer weiteren Ausbildung nach der..leuerung weist; das Steuerglied Einschnitte; auf ,die-dasselbe in; einzelne linger aufteilen, die durch/getrennt auf diesen .ausgeführten Steuer·-:

schichten einzeln, betätigt werden können. Jluf_; dem Steuerglied sind zwei oder mehrere voneinander elektrisGJa getrennte Steuerschichtenangeordnet, von denen das eine Paar z.B. znm Steuern des Eelais und das andere Paar ziain Halten,im angezogenen Zustand verwendet wird. - ^: ■■■"■'" .^; " . . . ^:. ^Λ ■ ■":

Gemäss einer weiteren· ÄusMldiang nach d er MeTiernng sind auf - ' dem Steuerglied mehrere, voneinander -elektrisch isolierte^guit;, leitende Sehi eh ten.-a Bf gebr acht j die an der. kontaktgebenden Stelle durch Edelmetall verstärkt sind. . \ ^: - : "■ ; Λ.

Gemäss einer weiteren Ausbildring nach der lemerung. sind: inner-. halb/des. Steuergliedes,. und zwar in. Iiängsriehtung ,desselben,- .. Bohrungen oder ähnliehes^-angebraeht, in .denen .Drähte, verlaufen, die an auf der Oberfläche des Steuergliedes auf einer oder auf beiden Seiten befestigten Kontakt platt ■ö-lien, ■ angelötet--

Gemäss. einer weiteren Ausbildung nach der Neu er ung" sind die.; zu steuernden Kontakt federn innerhalb des. "Schutzrohres als'. Doppelfedern ausgebildet..; ^r '..- ; . ;■'-- ■/; ;, . ■'.'".-'■

Gemäss einer weiteren Ausbildung, naeh der leuerung wird nach . .. Beendigung des Anzugsimpulses ein Kontaktder Kontaktanordnung zum Halten-des Seiais verwendet.. ' : \-:-i :" , -^U : ^;

Gemäss einer weiteren-Ausbildung nach, der Ieuerung wirkt: das Steuerglied- als ein in neutraler^; Mittelstellung, zwisehen..zwei .^: · Kontaktarmen sich befindender Anker. ... ;/ : -■ . ; ., . .

.25 Das .pie.zo-elektrische Eelais _:nach der !Feuerung weist .verschiedene Vorteile auf. So ist z.B.. die-konstruktive Ausführung : des. Steuergliedes und die "übertragung der Bewegung desselben auf die zu steu.ernden Kontakt federn sehr..ednfaeh und. gut .ge-;, löst,so dasS: fertigungsteehniscü.wesentlieh weniger Einzel-: ,..;

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teile zur-Herst ellung äesEelais:. als bei/ gen benötigt werden .-J^iss er dem ergibt sieh in -der Zusammenset-' zung des Materials für das SteBerglie"GL-!tiM.;4'ti.2?P^;3i-^:Me elektric-".. sehe Vorspannung desselben keine schleichende /Kontäktbetäti·-; gung, so dass während der gesamten Betätigung der. Kontaktdruck, innerhalb- der gesamten- Kontäktanordnung/als/ausreichend und" gut angesehen werden-kann.-!Durch eine- be sonderIe Ausführuiagsforni eines solchen Beiais ergibt sieh noch .der;- Tort eil, "dass ein in dieser Ausführung-gebautes piezo-elektrisches; Eelais.

als Kreuzungspunkt innerhalb -,-'eines .Koordinatenschalters verwendet werden kann. Der konstrüktiv'e Aufbau ist dabei so gewählt, dass zwei Steuer streif en innerhalb eines'-,So-imt zr ohr es eingeschmolzen sind, die aber beide kontaktmässag zusammenwir-' ken, so dass eine Kontaktgäbe nur zustande koamt, wenn beide Steuerstreifen gleichzeitig .mit einem^^entsprechenden .Steuerpotential" belegt werden; Das_:. eine -/Steuerglied . innernalb desi Schutzrohres wird schaltungsmassig mit.- einem - dem - Zeilenstrom entspreehenden Steuerpotential belegt,-währ end das "änd-ereV-Steuörgl-iea".; innerhalb desselben Sehutzrohrss- mit einem dem.Eeihenstrom_: ent— sprechenden Steuerpote-ntial-"■b;el_!e;gt'-wird;'«--;'B^:eiVeinOm^:'mit,.:äleser-. Art von Beiais aufgebauten Koordinatensehalter - spricht kontaktmassig nur der Zr.euzungspunkt an, bei dem sieh die-angewählte Eeihe und die angewählte Zeile kreuzen,- id;»h*--"-w-g;,.sowohl das in der Zeile liegende Steuerglied als auch das in der entspreehenden Seihe liegende Steuerglied, die;beide-in.einem Sehutzröhr vereinigt sind, gleichzeitig, mit.einem entspreehenden Steuerpotential versehen'werden.. ■.'. .. _; , .. - '-' . ■-.-·- .■-. ; ..:

Die Neuerung wird ,an Hand von Zeiehnungen. besehrieben, i^ aen Zeichnungen zeigt: ' _ -"■. ",..-■ :. ;;. ;"^;:'"V,- > : - ..

I¹Xg. 1 ein. piezo- elektrisch es Eelais^in _:einem 'S chutzrohr . Γ

angeordnet, in vergrösserter Darstellung/und von "■:; .der Seite her gesehe;n, -..;-.=-;;-- -.'/■;;; / :

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Fig* 2 ein Steuerglied mit den-dazugehörigen ZTa.stemerB.den Kontaktfedern, in- perspektivischer Darstellung und ,-ohne Schutzrohr gezeichnet, -"■".': ' ...--:.·

Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel eines pieEo-elektri- - sehen Eelais_: innerhalb-".-einles"'"S^^ehxitzrohres: in -verg serter Darstellung, und von: der Seite her gesehen,

lig. 4 das freie Ende, eines; Steuerstreif ens

trisehem-Material, - das mit Binsehnitteh versehen, ist.,, : in perspektivischer Darstellung,, ·■..::>- .--/.

ELg. 5 das freie Ende eines Steuerstreifens aus

trisehem Material, bei dem. Eontaktdrähte in löhrungen:.: innerhalb des piezo-elektrischen Materials ;liegen>, in_:;. - ; . perspektivischer Darstellung, ; ' :._: .--..::..---:.;

lig. 6 - eine Anordnung eines piezo—elektrischen- Relais 'mit -meh-■ reren voneinander getrennt zu. steuernden Ko.ntäktfedern innerhalb eines Sehutzrohres, in Draufsicht geseheii,- "

lig. -7 ein pie,zo-elektrisehes Relais nach Fig. 6, von'der..γ Seite her gesehen»■-. ■ /- '■'--:..".-■. - : : y . - ^:\\'[^:- . " ■

Fig. .8 eine 'Schaltungsanordnung-.für ein piezo-rel-ektrisches Ee.-. - lais -nach -der- Neuerung, ...die-zum Steuern und:;zum Halije,n der Relaisanordnung nach. Beendigung des Steuerimpulses

Fig. 9 ein piezo-elektrisehes Relais,_:- bei dem_ sichi--das ^:S.teuer-"" glied in neutraler Mittelstellung'zwischen.. zweiEon-. \- ;. taktarmen befindet^ ■ -- : _; ' / - -. " - :_:

Fig. 10 eine Schaltungsanordnung für ein piezo-elektriseh.es Relaisnaeh Fig. "-9>-..· ..".".-""■."-·■ : : /: ^;:

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Pig. 11 ein piezo-elektrisones .Eelais, ^"bei dem;,..mehrere Steuer glieder innerhalb eines Schutzrohres angeordnet sind,

fig. 12 ein in einem. Schutzrohr; angeordnetes piezo- elektrisches Relais, das steekhar ausgeführt ist,; ^: . .'

Jig. 13 eine Sieht auf die Kontaktpartie des piezo-elektrisehen Relais naeh Wig-. 12, -"- ^: ',.■-, "/:":;" "■'.'-"

14 einen Teilaiassehnitt ans -einem.. Steuer streifen' einespie zo - el ektri sehen Eel-ai s,. bei:.: dem die - Steuers ehi ch;> ten elektrisch voneinander getrennt auf -dem- Steuer--ΊΌ . streifen angeordnet, sind., - .: . :■ .'" -' . .,..-.. - _;

Jj¹Xg.■■'. 15 ein piezo-elektrisches Helais, "das in weise dem; in^: Fig._ 3 dargestellten Beiais;, entspricht^. bei dem. aber das Steuerglied^ und die■- zu steuernden . . Kontaktfedern nur auf einer- Seite des; Sehutzro.hres herausgeführt sind. - . :\ ■'-.".. ■"."■..'.--- \ . ■:.".-■ '

Die in fig. 1 dargestellte,. Ausführung;^zeigt ein Relais mit . nur- einem Arbeits-" und" einem -Ruhekontakt, Dieses-Relais, ist innerhalb eines Schutzrohres T. eingeschlossen^ -das z.B.. aus i Glas oder aus einem· durchsichtig eh Kunststoff^-besteht und niit- einem Schutzgas gefüllt;_; ρ der· evakuiert _:is t,;. Das bewegliche Element des Relais: besteht aus einem-Streifen 2 aus piezo-elektrischem Material, auf dem .Silbersehiehten 3 und 4. auf der unteren und oberen. Seite: angebracht sind,Van.-.-de«""· .--. neu das Steuerpoteatial für den Streifen ,2-.angelegt wird. Auf diesen Schichten 3 und 4 sind .Isoliermateriälsehichten 5 und 6 und leitende Schichten;7 und"8^:angeordnet. An .dem/ freien: Ende' der letztgenannten leitenden_Sehichten^;':7 ^:.uhd .8 kann: je _ eine Schicht. 9 und 10'aus Kontaktmäterial_? wie ζ,,Β.' Gold, /an der Kontaktstelle angebracht, sein.- Dies en .Kontaktstellen

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10 liegen je eine Kontaktfeder..11 und 12 gegenüber, die si en mit ihren-Kontaktstellen, z.B. 9 und 11, oder 10 and 12, überlappen, aber innerhalb .des^!. Schutzrohres 1 an-der der Einsehinelzs teile des Streifens 2 - gegenüberliegenden Seite eingeschinolzen bzw. aus dem Schutzrohr herausgeführt sind. .._;.,: -■. ."■■ - _:

In der schematischen Darstellung, von J¹Ig. 1 ist das. Eelais- in Ruhelage gezeigt. Wenn dagegen:- ein el-ektriseheß. ^:Pot;eni^ial von geeigneter Polarität zwischen den Silberschiehteh. 3. und -4: "angelegt" wird, bewegt sich das in das Schutzrohr--hineinragende- freie Ende des Streifens 2 aufwärts, -öffnet, bei dieser Bewegung den. Kontakt zwischen dem Kontakt material 10 der Sphieht β und dem. Kontaktmaterial^:der Kontaktfeder 12,; die sich: im luhezTastand berühren, und schliefst den Kontakt zwisrehen dem Köhtaktmaterial 9 der Schicht 7 und dem Kontaktmaterial der. Konfektfed Beim Aufheben der Erregung des Eelais durch Aufhebung des Po- . tentials geht der Streifen^in die in J¹Ig»■-^ /gezeigte Ruhestellung zurück* ^: : : ■ ';;■ ■';. .- :; ; >■ - ^:

Wird z.B. nur ein Arbeitskontäk-^ienötigt,.können^: die; Kontaktfeder 12 und die Schichten .6 und 8 entfallen. ^Dasselbe gilt,/;; sofern nur ein Ruhekontakt;-.benötigt wird;. In diesem !"allkon-· nen die Kontaktfeder 11. und die SchichtenV5. und 7. .entfallen. Verbindet, man die beiden; leitenden ..Schichten 7 und. 8 ausserhalb des Schutzrohres elektrisch, so mrkt das·.Relais innerhalb des Schutzrohres als- einfacher Umsehaltekontakt. Wie aus der Be-Schreibung später zu sehen, ist, ist der. Streifen 2; weitgehend: geeignet, auch mehrere- Kontakt anordnung en,;-■"; z.B. drei,; auf zu- nehmen, wobei jeder der' anderen parallel ist, .so daös sieh daraus verschiedene KombinationÄi für^die. Kontaktzusammenset-^: zung innerhalb eines* Schutzrohr es bzw* eines /Relais \er:geb.e£u

Das bisher beschriebene Relais geht durch mechanische Rückfederung des Streifens 2 in.seine. Ausgangsstellung zurüek. ,Dieses

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Zurückgehen kann aber auch unter stützt, werden, indem das Abfallen durch elektrische Einwirkung geschieht*. . -

lie später- näher beschrieben wird.,, können, auch andere des Kontaktes-benutzt werden. So kann z.B.. das/ bewegliche- kontaktgebende Teil als ein Streif en. ausgebildet sein, äiferüber die Enden des.. Streif ens .2 -'hervorsteht... Auch können die Kontakte : aus Drähten ©der anderenleiterforcaen bestehen, die,-si eh in- . nerhälb von Bohrungen in dem Streifen erstrecken oder auf. andere Weise innerhalb des Streifens aus.piezo-elektrisehem Ma-. terial eingebettet sind. Jeder von diesen Drähten würde mit einem sehmalen Kontaktplättehen verbunden sein, das auf dem Streifen angeordnet ist, oder mit einem Drahtkontakt desselben. Die Verbindung zu einem solchen. Kontafctplättchen kann , über zwei von diesen parallel verlaufenden Drähten, erfolgen.. -

Jig· 2 zeigt eine andere -Form eines JLrbeitskontafctes,- bei deop. der Deutlichkeit halber das diesen umgebende Sehutzrohr weggelassem worden ist· Bei dieser Kontaktanordnung weist"der Streifen 2 aus plezO-elektrisehem.-Material einen Tor sprung 13. auf, auf dessen einer Seite ein .schmaler Streifen. 13a, beste-'._ hend aus Kontakt ma terial, angeordnet ist.· Dieser schniale Streifen 13a aus Kontaktmaterial überbrückt bei der Betätigung_^;;.die ihm gegenüber' angeordneten Kontaktf edlern 14 -und.15. Auf dieselbe Weise kann je nach ■Bewe-güngsr.ichtüng desV.Streif ens..2 im .-Betätigungsfall ein Ruhekontakt ausgeführt.werden, und bei Ter-' wendung von zwei Kontaktstücken 13a auf- je-einer Seite des Streifens 2 und einer .entsprechenden Anzahl, von Kontaktfedern", d.h,.in diesem Falle vier, kann au eh. ein: Ums ehalt ekontakt in ähnlicher. Weise ausgeführt-werden. .. . ■ - . ^:... '- -':. "■.-,-... ■;■".

J¹Ig. 3 zeigt ein Relais, in :dem der Streif en, -der mit leitenden Schichten 3 und 4. versehen ist, auf - zwei. Kontaktfedern 16.

und 1:7, die einen normalen Arbeitskontakt darstellen, einwirkt.

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Bei dieser Anordnung ist zwischen der leitenden Schicht 3 auf dem Streifen 2 aus piezo-elektri-schem Material- und. dtr Kontaktfeder 16 ein Teil 18 .aus--Isoliermaterial..angeordnet. Bei^dieser Ausführung ist das steuernde Glied, also der Streifen 2 aus piezo-elektrischem. Material, getrennt v*on den...kontaktgebenden Gliedern, in diesem Falle den Federn 16 und 17, angeordnet. Diese Anordnung kann je nach, Bewegungsrichtung des ■_ Streifens 2 auch als-Ruhekontakt verwendet werden»

Es können auch zwei oder mehrere Kontaktfedern einer Seite des TO piezo-elektrisehen Streifens 2 zugeordnet sein: Es gibt zwei Methoden, dies zu erreichen und diese sind, in Fig, 4. und 5 gezeigt. - . . ". ■ ' - - .. .-... * ;.-:- ■ . ^:

In Fig, 4 ist ein Streifen 2 aus piezo-elektriseh em Material dargestellt, in dem in Streifenlängsriehtung zwei. Einsehnitte vorgenommen wurden.. Durch diese Einselwiitte entstehen getrennte und.parallel liegende.Finger, und-zwar je einer für jede ; zugeordnete Kontaktfeder. Die Silberschichten, die auf der . . unteren und oberen Seite des Streifens 2 angeordnet sind und zum Anlegen des Steuerpotentials dienen, sind bei der in Fig.

gezeigten Anordnung des Streifens 2 auf die drei einzelnen,,stehengebliebenen Finger verteilt. Die einzelnen Steuerpotentialschichten auf der oberen und unteren Seitedes Streifens 2 sind untereinander elektrisch getrennt,: so dass:, verseniedene ■ Steuerpotentiale an die einzelnen Finger angelegt werden kön- neu. Die auf der Oberseite befindlichen Silbersehichten sind durch die gestrichelt..gezeichneten linien' angedeutet. .. ... .

In Fig. 5 ist ein Teil des.-vorderen Endes des. beweglichen . Streifens 2 aus piezo-elektrischem Material gezeigt, in die-^ ~ ser.Ausführung, sind vier Drähte in.Bohrungen,.längs des Streifens angeordnet.. Die Bohrungen selbst lauf en innerhalb des- .-. Streifens parallel zueinander. Die Drähte können- auch in einer

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anderen Weise, z.B. während der Herstellung des Streifens 2, fest eingepresst/invden Streifen' 2 eingebraent werden. Jeder in den Streifen 2 eingebrachte Drahtist mit seinemilnde :z.,B." durch Löten mit einem EontaktplättGiien/19 veriDtinden, das isoliert von der Steuersohicnt anf"'derselben befestigt ist;. Bei dieser- Ausführung können ein oder mehrere:^:Drähte-aiaf_"der einen Seite des Streifens 2 und gleichzeitig ein; oder mehr ere ■■ Drähte auf der anderen Seite des - Streifens 2 in ähnlieher We-L-se wie ges childert' angeordrie"t.. sein, Da-■■ das piezo-elektrisohie Material als ein Isolator wirkt,,,- ist es :aaeh:-_vmaglich_:, die■■■-.-. _^: St euer schicht nicht bis _; zum Ende heranzuführen,, s;ondern;-die St euer schicht ungefähr an der. gestrichelt gezeichneten-. Linie 20 aufhören zu lassen, so dass _vdie Platten 19 selbst ohne irgendwelche .Isolation auf dem.piezo-elektrischen Material be- festigt sein können.. Bei- dieser Ausführung-entfällt' auch.die Isolierschicht, die auf der Steuersehieht angeordnet worden ist, um die S teuer schicht von den Platten 19 elektrisch, zu iso-^ lieren. .:-'=' ■ .-· : / ^: ■,,:" . ■';.. ^:' : ;

Dielig.. 6 und 7 zeigen'Ausführungen eines Mehr f a ehkontaktös in der bis jetzt beschriebenen Weise. In Fig. 6 ist ein solcher: Kontakt in Draufsicht und in ;lig_e.';7 in.Seitenansicht dargestellt. Es hand;elt sich hier, um einend'Streifen: 2^" aus.piezoelektrischem Material,;- wie er in !ig. 4_:b.escfi-^ri^eb^en. worden"ist, d.h. mit drei Jingern,.. mit getrennt'voneinander angeordneten Steuerschiehten. Diesen drei'getrennt voneinander angeordneten Fingern stehen jeweils eine elektrisch is;olierte: Eontaktfeder gegenüber, so dass diese Anordnung ein .Relais; mit" drei Ar—"^;; beltskontakten ergibt. Diese Kontaktanordnung kann"als - Kreu-■ zungspunkt in Telefonvermittlungssystemen verwendet.^^ werden, : Diese Ausführung kann ausser-als Arbsitskontakt,, wie. bereits beschrieben, bei entsprechender Konstruktion--auch, als - Umsehaltekontakt, bzw. als Ruhekontakt-ausgeführt..werden. Da^r dies in; den vorhergehenden Beispielen bereits schon ..beschrieben :wurde,

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wird "bei den Pig. 6 und 7 auf die Besehreibung der einzelnen Details verziehtet.

Pig. 8 zeigt im Prinzip eine. Schaltungsanordnung, die zum Betreiben eines in Pig. 6 und 7 gezeigten Seiais dient._; In dieser Schaltungsanordnung ist mit S das /bewegliche "Element, d.h. der Streifen 2 aus. piezoelektrischem Material,, bezeichnet. Eeohterhand von diesem Streifen- sind die drei Arbeltskontakte, elektrisch voneinander getrennt, einzeln dargestellt. Die untere Seite des Streifens .2, die, wie die .'Oberseite, mit einer Silberschicht "belegt ist, liegt an Erde, Me obere Seite des Streifens 2 ist leitungsmässig über einen-G-leiehriehter IE. 2 an einen Eingangspunkt geschalt eti, über den. die SteuerimpuHSe angelegt werden. Ein einmal über den Steuerimpuls angelegtes Potential an die Silberschichten des Streifens 2 wird.durch eine Plusleitung (P-Leitung) _r gehalten» die.-.über einen weite-; ren Gleichrichter'MIT I an der an der. Obers eite. des Streifens 2 befindliehen Silberschicht liegt und über den einen Kontakt mit der Plusleitung verbunden ist.; Diese Iieitungsführung dient zum Halten des Eelais nach Ibklingen des Steuerimpulses..- .-"."'

Pig. 9 zeigt ein Telegrafenrelais, -das dem Eelais ähnlieh' 1st, welches als Ums ehaltekontaktrelais bisher-besehrieben wurde, mit der Ausnahme, dass der zwischen den beiden äuss;eren\ Kon-^ taktfedern 30 und 31 um den Mittelstreifen 2 liegende/Kontakt auf bau in Mittelstellung bzw-, in neutraler-Stellung, zwisehen den Kontaktfedern 30 und 31, ohne die eine oder ,andere zu berühren, steht. In dieser Anordnung, werden die auf dem Streifen.2 aus piezo^elektrischem Material .angeordneten Kon- ; taktfedern durch über den Streifen 2 hinausstehende feile gebildet, wobei jeder Teil einen.Edelmetallkontafct 28.und 29 trägt. Die beiden auf. den--Streifen 2 aufgebracht ejn^;auss er en Kontakt schicht en sind aus serhalb -des: Schutzrohr es ;mlteiiQian-- .;. der verbunden, während die -eine :Silbersehieht,.'dle_.:zur-_: ^:Steuerung. des Streifens 2 dient, an Erde, liegt und die andere ; ;.-,

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Silberschicht auf der anderen Seite des Streifens 2 amiden Eingang Ii angeschlossen, ist,, an dem no eh. ein Verstärker liegen kann".- Je nach der Polarität der an... den: Eingang .L angelegten Impulse wird der:.Streifen 2 aus pie-zo-elektrischem Material' auf wärt s oder abwärts "bewegt,,- so dass die .auf dem Streifen 2 befindliehen Kontaktfedern m.it-ihren Kontakten 28 und^: 29 entweder mit. der* Kon takt fedier 30 oder mit- der Kontaktfeder in Berührung kommen.' Die an den beiden Kontaktfedern des Streifens 2 liegende Spannüngsquelle wird durch die wechselseitige Sehaltwirkung der Kontaktfeder 30 bzw. 31- einmal mit dem Zeichenschritt-Ausgang, das andere mal mit dem Irennsehritt-Ausgang verbunden.

Eine solche Anordnung mit neutraler Hittelstellung der Kontaktanordnung auf dem Streifen- kaimausser der beschriebenen.Verwendung in allen Fällen .Verwendung finden.,, in. denen zwei verschiedene Steuerstellungen benötigt werden, .

Wie aus; der weiteren Besehreibting zu sehen ist, ist es möglieh, innerhalb des Schutzrohres die kontaktgebenden feile auf derselben Seite des Schutzrohres einzuschmelzen, auf der auch das bewegliche Steuerteil, der Streifen 2, eingeschmolzen ist. Diese Anordnung kann auch für das in Fig. 9 gezeigte Eelais getroffen, werden. Um .dies zu erreichen,, muss .bei einer solchen geänderten Ausführung berücksichtigt werden, dass zwischen dem beweglichen Streifen 2 und.den zu steuernden Kontaktteilen eine geeignete elektrische Isolation vorgesehen wird.

lig. 10 zeigt die Verwendung einer Anordnung nach Fig. 9, durch äusserliche Besehaltung, als ein Stützrelais. Das wird dadurch erreicht, dass die eine Steuerschieht des Streifens^r 2 geerdet wird, während die andere-Steuersehicht des Streifens 2 über ein letzwerk X1, 12 mit ge einer.der äusseren Kontaktfedern, die von der Steuerschicht jeweils durch eine Isolierschicht

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getrennt sind, verbunden ist»-Solche... Yerbindungen bringen zwar. Dämpfung und Entkopplung mit sich-, aber sie erlauben, eine geeignete Spannung an die Kontaktf.edern anzulegen, die. den auf den Streifen 2 befestigten Kontaktfedern gegenüberliegen, um das Potential zum Ausgang zurückzuführen und dieselben in ihrer Arbeitsstellung zu halten. So verharrt der Streifen 2 in der betätigten Stellung, bis. ein entgegengesetztes Potential an das piezo-elektrisehe Element angelegt wird.

Die bisher beschriebenen Ausführungen: von Relais zeigen Anordnungen, bei denen das piezo-elektrisehe Element auf der "einen Stirnseite des Sehutzrohres-eingeschmolzen ist und eine oder mehrere Kontaktfedern an der gegenüberliegenden Stirnseite des Sehutzrohres eingeschmolzen sind. Es ist, wie bereits beschrieben, ebenso möglich, den Streifen 2 mit den,auf diesem angeordneten Eontaktgliedern und die diesem gegenüberliegenden und mit ihm zusammenarbeitenden Kontaktfedern nur an einer Seite des Sehutzrohres einzuschmelzen.. Solche Ausführungen sind ausführbar bei allen bisher beschriebenen Anordnungen und haben den Vorteil, dass die Herstellung vereinfacht wird,, da der Einschmelzprozess nur ah einem Ende ,nötig ist. Ausserdem wird durch das Parallellegen des Streifens 2 und der dazugehörigen gegenüberliegenden "Kontaktfedern das Relaigff kürz er als di es der Fall ist, wenn der Streifen 2 und di e - mit ihm zusammenarbeitenden Kontaktfedern an .entgegengesetzten Enden in ein Schutzrohr eingeschmolzensind. Weiterhin kann man diese Anordnung eines,, zweier oder mehrerer Relais, die in einem einzigen Schutzrohr eingeschmolzen sind, so gestalten,, dass man sie in einen normalen Röhrensockel stecken kann. In bestimmten Fällen ist es allerdings ratsamer, die Kontakte auf der einen Stirnseite des Sehutzrohres xmä. den Streifen.2aus piezoelektrischem Material auf der anderen Stirnseite des Sehutzrohres einzuschmelzen. Eine Anordnung,-Ibel-der'dies der Fall ist, ist die Ausführung eines Relais nach der leuerung als Telegra-

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fenrelais, da bei dieser Anordnung besonderer. Wert auf eine gute elektrische Isolation zwischen dem Steuerglied (Streifen 2) und den zu'steuern.den Kontaktfedern gelegt wird. Die elektrische Isolation ist bei'der in. KLg.. 9 dargestellten An-Ordnung grosser, als dies bei den.räumlich kleineren Abständen gegeben ist, wenn die zu steuernden KontaJktfedern und das Steuerglied parallel-nebeneinander angeordnet sind und nur an einer Seite des Sehutzrohres herausgeführt werden. ·

Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt die.Eelaisanordnung in Pig. 11. Bei dieser-Ausführung werden zwei piezo-elektrisehe Streifen innerhalb eines. Sehutzrohres verwendet, die bei der Kontaktgabe zusammenwirken. Die beiden piez©-elektrisehern Streifen sind in d ieser Anordnung "mit 35 und 36 be zeichnet.. Jeder der beiden Streifen ist, wie bereits, bei den anderen Anördnun— gen -besehrieben, auf zwei Seiten mit je einer Silberschicht belegt, an die zur Betätigung der. Streifen das Steuerpotentiäl angelegt wird. Ausserderaweisen beide Streif en. je eine Kontaktschicht. 37 und 38 auf, die jeweils von.-der.zu dem Streifen bzw, zu dem Streifen 36 gehörenden Silbersehicht'.durch-eine , Isolationszwischenlage getrennt ist.; An den Kontaktsehiehtenl-37 und 38 ist je eine Kontaktplatte 39 oder 40 befestigt. Zwischen den beiden Anordnungen der Streifen 35 und 36 ist innerhalb des Sehutzrohres einStreifen 41 aus isolierendem Material -befestigt, der im Betätigungsfalle als Halteglied bzw. als

Gegenlage dient. ' ^: ■ ,

Wenn ein elektrisches Potential von geeigneter Polarität an die Steuerschichten eines piezo-elektrischen Streifens 35 oder 36 angelegt wird, bewegt sich der betreffende Streifen auf die Gegenlage 41 zu und kommt an dieser zur Anlage.- Die Eelaisanordnung nach Fig.. 11 ist so ausgelegt, dass bei An- . legung des Steuerpotentials an nur einen Streifen kein-Kon- takt zwischen den Kontaktstüeken 39 -und 40 zustande kommt, während beim Anlegen des Steuerpotentials.in entsprechend geeigne-

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ten? Polarität an beide Streifen 35 und 3β gleichzeitig sich beide Streifen 35 "und 36 aufeinander zu "bewegen und Kontakt über die Kontaktstücke 39 und 40 sehliessen. ~

Wie bereits bei den anderen Ausführungen beschrieben, können an den Streifen 35 und 36 je eine oder mehrere Kontaktfedern angeordnet sein· Jede Kontaktfeder wiederum weist, beispielsweise wie die Kontaktfeder 37 den Kontakt 39, ihr eigenes. Kontaktstück auf." In dieser-Ausführung können die zwei oder mehr Arbeitskontakte'gleichzeitig getrennt voneinander steuerbar sein. Eine solche Ausführung kann- als elektronischer Kreuzungspunkt für Telefonvermittlungsanlagen verwendet.werden, insbesondere in einer Anordnung als Koordinatenschalter mit Kreuzungspunkten, von denen durch das ,Zusammenarbeiten-von Zeilen- und Reihenstrom jeweils einer durchgeschaltet wird·**

I¹Ig, 12 aeigt eine Anordnung eines':'Relais, die in der Wirkungsweise der in Pig. 2 gezeigten Anordnung gleicht» nur sind bei dieser Anordnung im Gegensatz zu der Anordnung.nach Fig. 2 sowohl .die Kontaktfedern als auch der Streifen aus.piezo—elektrischem Material auf derselben. Seite^des Schutzrohres eingesehmolzen. In dieser Ausführung ist derv|>i,ezo-elektrische Streifen mit 43 bezeichnet und ^auf einer Seite in das Sehutzrohr eingeschmolzen. Auf der Einsehmelzseite ist;-das ..-Schutzrohr mit einem handelsüblichen Röhrensockel -44 versehen, an dem. Ko η taktstifte 45 angebracht sind, um die gesamte Anordnung in eine dazu passende Fassung stecken zu können.Die beiden Steuerschichten auf dem Streifen 43 sindinnerhalbdes Sockels 44? aber ausserhalb des Schutzrohres, mit je einem Anschlussdraht 46 verbunden, der die Verbindung: zu je einem Soekelstift 45 herstellt, ■ . "■""

In !ig. i3 ist eine Ansicht des Kontaktteiles, von, der Stirnseite her gesehen, mit den zugehörigen zu steuernden Kontakt— federn dargestellt. y-- "-......

ISE/Reg, 2667

Pig. 14 zeigt einen piezo-elektrisehen Streifen 47V der zwei getrennte. Steuer schienten 48 -und 49 auf der einen Seite aufweist? auf der anderen Seite des Streifens sind entweder ein einzelner gemeinsamer Steuerstrelfen oder ebenfalls zwei getrennt voneinander liegende Steuerstreifen, wie z.B. die Steuerstreifen 48 und 49 auf der entgegengesetzten Seite, angeordnet. Pies erlaubt die Durchführung verschiedener Sehaltungsmoglichkeiten ähnlieh wie "bei elektromagnetischen Beiais mit ■zwei Windungen. Z.B.-kann man bei einem solchen Relais- zwei sieh gegenüberliegende Schichten zum Anlegen des Steuerpotentials verwenden, während die beiden anderen sieh ebenfalls ge_ genüberliegenden Schichten zum Anlegen eines niedrigeren Haltepotentials dienen.

Jig. 15 zeigt ein Relais ähnlich dem in Pig. 3 gezeigten, nur sind bei dem Relais nach.fig. 15 die zu steuernden Kontaktfedern an derselben Seite aus dem Schutzrohr herausgeführt bzw. dort eingesähmolzen, wie der Streifen aus.piezo-elektrischem Material.

Es kann bei den.bisher beschriebenen Relais,-ausser bei den Relais mit neutraler Mittelstellung, die in den Pig,- 9 und TO-- gezeigt sind, eine bestimmte lechnik verwendet werden, die darin besteht, dass das Steuerglied, d.h. der Streifen aus ... piezo-elektrischem; Material, durch den Einfluss einer bestimmten Polarität in einem Sinn oder in einer Richtung beeinflusst wird; die Steuerspannung, selbst--aber ist von umgekehrter Polarität und von einer solchen GrSsse, dass sie-imstande .ist, den vorher-erwähnten Einfluss -zu überwinden. Eine solche Anordnung würde den Kontaktdurek der Relais erhöhen. ,_

3 Bl.Zeichnungen mit 15 Piguren
10 Sehutzansprüche

Claims (10)

1. Sehutzansprüehe -

   Ί· piezo-elektrisches Relais, dessen steuerbares Glied aus einem Streifen aus Blei-Zireonat/Titanat besteht, auf: dem auf zwei sich gegenüberliegenden Seiten sich je eine Silberschicht befindet, an die das Steuerpotential gelegt.wird, und.der nur. mit einem Ende eingespannt ist, und. dessen freies Ende auf eine oder mehrere Konta ktfedern einwirkt, wobei -das Steuerglied und die zu steuernden Kontaktfedern sieh innerhalb eines Schutzrohres befinden, dadurch gekennzei ehnet, dass zwei oder mehr Steuerglieder innerhalb eines Schutzrohres.eingeschmolzen und dass die Steuerglieder einzeln betätigbar sind und z.B. bei Verwendung als Kreuzungspunkt, in einem Koordinatenschalter die Betätigung beider Steuerglieder zu gleicher Zeit nötig ist, um den Kontakt zu sehliessen.
2. 2. Piezo-elektrisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Seil, der Kontaktanordnung aus dünnem,, .elektrisch gut leitendem Material besteht und unter Verwendung von dünnen bzw. flexiblen Isoli-erzwisehenlagen so an dem Steuerglied befestigt ist, d^ss'sie mit dem Steuerglied.bei Betätigung desselben dieselbe Bewegung ausführen.
3. 3. Piezo-elektrisches Relais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerglied und die zu steuernden Kontaktfedern auf derselben Seite des Schutzrohres herausgeführt sind und in einem Sockel enden, mit dem die ganze Relaisanordnung in eine Passung gesteckt werden kann.
4. 4. Piezo-elektrisches Relais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerglied Einschnitte aufweist, die dasselbe in einzelne Pinger aufteilen,, die durch getrennt auf diesen ausgeführten Steuerschichten einzeln betätigt werden können. -.·...

   -18-

   ISE/Eeg.. 2667 :
5. 5. Piezo-elektrisehes-Eelais-nach Anspruch 1 bis 4-, dadurch .gekennzeichnet, dass auf dem Steuerglied zwei oder mehrere voneinander elektrisch getrennte Steuerschiehten angeordnet sind, von denen das eine Paar z.B. zum Steuern des Relais und. das andere Paar zum Halten im angezogenen Zustand verwendet wird.
6. 6. Piezo-elektrisches Eelais nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Steuerglied, mehrere voneinander elektrisch isolierte, gut leitende Schichten angebracht sind, die an der kontaktgebenden Stelle durch Edelmetall verstärkt sind.
7. 7. Piezo-elektrisehes Eelais nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Steuergliedes, und zwar in Längsrichtung desselben, Bohrungen oder ähnliches angebracht sind, in denen Drähte-verlaufen, die anauf der Oberflache des Steue rgliedes auf einer oder auf beiden Seiten befestigten Kontaktplättehen angelötet sind. .
8. 8. Jiezc—elektrisches Eelais nach Anspruch .1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die - zu steuerndenKontaktfedern innerhalb .. des Schutzrohres als Doppelfedern ausgebildet sind.
9. 9. Piezo-elektrisches Eelais nach Anspruch 1 bis 8_r dadurch gekennzeichnet, dass nach Beendigung des Anzugsimpulses, ein Kontakt der Kontaktanordnung' zum Halten des Eelais verwendet wird*
10. 10. Piezo-elektrisehes Eelais nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das -Steuer glied als-".-θ in in_neutraler Mittelstellung sieh zwischen zwei Kontaktpaaren befindender Anker wirkt. . . "

    2. Dezember 1965 _ ■ .j

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    (5.2.1963)

    Htowef«: Diese-Unterlage (Beschreibung und Schutzanspr.) Ist di* zuletzt eingereichte; sie weicht von der Wort·. fessung der ursprünglich eingereichten Unterlagen ab. Die rechtliche¹ Bedeutung dar Abweitf-wig ist nicht α«4·.?-^;-Die ursprünglich eingereichten Unterlagen befinden sich; in den Amtsdkfen. §ie-(cSrsrisri fröavät oft^ N»";·'·/" eines rechtlichen Interesses gebührenfrei eingesehen werd»rt. Auf Antrag werden lüefvon auch fofcköpien '

    ne*stiv«-2U.den üblichen Preisen geliefert. i?eursches TPÖtentomr,