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Relais mit mehreren unterschiedlich betätigbaren Sc1utzrohrankerkontakten
Die Erfindung betrifft ein Relais mit mehreren innerhalb einer Erregerspule in Längsrichtung
angeordneten Schutsrohrankerkontakten, bei denen jeweils zwei Kontakttedern aus
magnetisierbarem Material von den beiden Stirnseiten aus in ein Schutzrohr eingeführt
sind, so dass sie sich innerhalb des Schutzrohres unter Wahrung eines Abstandes
überlappen, und bei denen die Kontaktfederpaare der Schutzrohre durch die Kraftflüsse
eines vorzugsweise flächenpolarisierten Dauermagnoten und der Erregerspule unterschiedlich
beXtAtigbsr sind.
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Die durch die USA-Patentschrift Nr. 2, 289, 830 bekanntgewordenen
Schutzrohrkontakto bestehen aus 2 KOntaktfedern aus
magnetisch leitendem
Werkstoff, die in einem luftdichten Rohr, beispielsweise einem Glasrohr, so angeordnet
sind, dass sie sich mit ihren einen Enden im Innern des Rohres unten Wahrung eines
gegenseitigen Abstandes überlappen. Durch in Richtung der Federn verlaufende magnetische
Kraftflüsse werden die beiden Kontaktfedern magnetisiert und ziehen einander an.
Ihre Überlappunsstelle ist dabei sovohl Arbeitsspalt als auch gontaktstelle. Das
Magnetfeld wird bei einem Schutzrohrkontaktrelais durch eine zylinderförmige Erregerspule
aufgebracht, in deren Innern ein oder mehrere Schutzrohrankerkontakte parallel zur
Spulenachse angeordnet sind. Die Kontakte sind dabei als Arbeitskontakte wirksam,
sie sind ohae Spulenerregung geöffnet, bei erregter Spule geschlossen.
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E. wurde auch durch die USA-Patentschrift Nr. 2,245,391 ein polarisiertes
Schutzrohrankerkontaktrelais bekannt, bei dem an der einen Stirnseite des Schutzrohres
zwei und an der anderen Stirnseite eine dritte Kontakt feder derart angeordnet sind,
dass das Ende der dritten Kontaktfeder zwischen den Enden der ersten und zweiten
Kontaktfeder umschalten kann. Zwiruhen diesen beiden Kontaktfedern ist ein Dauermagnet
angebracht, der die Enden der beiden Kontaktfedern magnetisch entgegensetzt polt.
Je nach der Richtung der Spulenerregung wird dabei die Sontakt$abe zwischen der
dritten und der ersten oder der zweiten Kontaktfeder bewirkt.
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In der deutschen Auslegeschrift 1 117 760 ist ein polarisier;
tes
Relais mit zwei Schutzrohrankerkontakten beschrieben, deren eine Enden elektrisch
miteinander verbunden ein können bei dem der zwischen den Schutzrohrkontakten angeordnete
flächenpolarisierte Dauermagnet einen Kraftfluss erseugt, der in den beiden Kontakten
in entgegengesetzten Richtungen wirksam ist, so dass in Abhängigkeit von der Richtung
des durch die Erregerspule erzeugten Kraftflusaes der Dauermagnet in dei einen Kontakt
verstärkt und in dem deren geschwächt wird. Dadurch wird der eine Kontakt geschlossen
und der andere geöffnet.
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Der Dauermagnet ist bei diesem bekannten Relais zwischen den Ankerkontakten
und nahe dem einen Rade der Ankerkontakte angeordnet. Es kann auch für jeden Arbeitskontakt
ein Dauermagnet zwischen den Ankerkontakten vorgesehen sein, wobei die beiden Dauermagneten
magnetisch gegeneinander abgeschirmt sein müssen. Es sind bei diesem bekannten Relais
e nach der Lage der beiden auermagnete zwischen den Ankerkontakten in der Mittellage
des Umschaltkontaktes die beiden Kontakte entteder geschlossen oder geöffnet.
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Bei den bekannten Relaisanordnungen ist die Zusammenfassung mehrerer
Schutzrohrkontakte beliebiger Arbeitsweise mit Dauermagneten auch bei Anwendung
besonderer Abschirmungen nicht gegeben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schutzrohrankerkontaktrelais
mit einer Erregerspule und einer Dauermagnetanordnung
derart auszubilden,
dass es mehrere möglichet gleiche artige Schutzrohrankerkontakte innerhalb der Erregerspule
enthYlts wobei in Abhängigkeit von der Erregung unterschiedliche Arbeitsweisen dar
einzelnen Schutzrohrkontakte bewirkbar sind.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Überlappungsstellen der
einzelnen Schutzrohrankerkontakte gegenüber einer Polfläche des innerhalb oder ausserhalb
der Erregerspule vorgesehenen Dauermagneten in Längsrichtung de rErregerspule unter
schiedlich angeordnet sind, sodass Je nach Anordnung des Ankerkontaktes ein Kraftfluss
des Dauermagneten gleich oder unterschiedlich auf die beiden Kontaktfedern des Ankerkontaktes
verteilt ist.
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Hierdurch werden die Vorteile erricht, dass mit gleichartigen Scchutzrohrankerkontakten
in ein und demselben Relais alle bei Relais bekannten Arbeitsarten realisierbar
sind. Der Dauermagnet kann dabei innerhalb der Erregerspule unmittelbar neben den
ScIitzrohrankerkontakt:i angebracht sein, er kann aber auch ausserhalb der Erregerspule
in dem durch die Wickelhöhe bedingten Abstand von don Kontakten befestigt sein.
Die Schutsrohrankerkontakte erhalten dabei je nach ihrer Lage die Wirkung von monostabilen
Arbeits- oder Ruhekontakten, aber auch bistabile Arbeitsweise ist erreichbar, d.h.
ein Arbits- oder Ruh*-kontakt wird bei Erregung betätigt und bleibt nach Abschaltung
der Erregung in der Betätigungslage, aun der er nur durch Richtungesumkehr der Erregung
zurückführbar ist.
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Gemäß einer Ausbildungsform des Schutzrohrkontaktrelais sind die Überlappungsstellen
der Kontaktfedern in der Mitte der Schutzrohre vorgesehen0 Die unterschiedlichen
Arbeitsweisen werden bei diesen Schutzrohrkontakten dadurch erzielt, dass die Schutzrohre
unterschiedlich weit in die Erregerspule eingeschoben sind.
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Hierdurch werden die Vorteile erzielt, dass handelsübliche Schutzrohrankerkontakte
mit gleich langen Kontaktfedern verwendbar sind und es ist von aussen her einfach
aus der Lage der Schutzrohre innerhalb der Erregerspule die Arbeitsweise ihrer Kontakte
erkennbar.
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In einer anderen Ausbildungsform des Schutzrohrankerkontaktrelais
sind Schutzrohrkontakte mit ungleich langen Xontaktfedern vorgesehen, die in die
Erregerspule derart eingeschoben sind, dass bei unterschiedlichen Lagen der Kontaktstellen
die Schutzrohre annähernd gleiche Lage haben. Es wird dadurch Br Vorteil geringston
Platzbedarfs erreicht.
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Die Erfindung wird an Abbildungen erklärt.
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Fig. 1 und Fig. 2 zeigen ein Schutzrohrankerkontaktrelais mit fünf
untorschiedlich arbaitenden Kontakten und einz in der Erregerspule gelagerten Dauormagneten
im Längs- und Querschnitt.
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In Fig. 3 sind ein Dauermagnet und fünf Schutzrohrankerkontakte unterschiedlicher
Arbeitsweise schematisch dargestellt.
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Fig. 4 zeigt die Anordnung eines monostabilen Arbaits- und eines monostabilen
Ruhekontaktes.
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Fig. 5 zeigt die Anordnung bistabiler Arbeits- und Ruhekontakte.
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Fig. 6 zeigt den Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel, bei dem
zwei Arbeitskontakte seitlich vom Dauermagneten angeordnet sind.
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Bei den Ausführungsbeispielen Fig. 7 und Fig. 8 sind die Dauermagnete
außerhalb der Erregerspule gelagert.
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Bei dem in Fig. 1 im Längsschnitt und in Fig. 2 im Querschnitt dargestellten
Schutzrohrankerkontaktrelais ist innerhalb der Erregerspule 6 ein flächenpolarisierter
Dauermagnet 7 angeordnet. Seine Kraftliniorn, die in Fig. 1 strichliert angedeutet
sind, treten aus seiner einen Polfläche aus und schliessen sich über die magnetisierbaren
Kontaktfedern der Schutzrohrankerkontakte l bis 5 zu seiner anderen Polfläche. Das
Relais ist ausserdem von einer Schutzkappe 8 umgeben, die einen Einfluss des Dauarn:agneten
7 auf gegebenenfalls benachbarte Relais ausschliesst. Wird eine Dauermagnet aus
Oxydmaterial, beispielsweise Bariumferrit verwendet, so ist wegen seiner
flachen
Entmagnetisierungskonnlinie und seiner hohem Hoerzitivfeldstärke ein vorhältnismässig
grosser Ankoppelungsluftspalt zulässig, ohne dass der Magnet wesentlich an Wirksemkeit
verliert.
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Fig. 3 zeigt in schematischer Darstelluna die fühf unterschiedlich
arbeitenden Kontakte 1 bis 5 über dem Magneten 7 und den vom Magneten her auf den
jeweiligen Arbeitsluftspalt wirkenden magnetischen Fluss. Ferner ist der bei der
Erregung der Spule in allen Kontakten wirksam werdende Steuerfluss A und der bei
entgegengesetzter Erregung wirksam werdende Steuerfluss B eingezeichnet. Entsprechend
dem in Fig. 1 gezeigten Flussverlauf verläuft der von dem Permanentmagneten in die
Kontakte indt'zierte Fluds in diesen von der Magnetmitte aus zu ungefähr gleichen
Teilen nach beiden Seiten. Die Teilflüsse sind in Fig. 3 durch Pfeile dargestellt,
wobei die stärker gezeichneten Pfeile den Flussteil darstellen, der über dan Arbeitsluftspalt
verläuft.
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Der Kontakt t ist symmetrisch zum Magneten angewrdnetfi so dass keiner
der beiden Teilflüsse im Luftspalt wirksam ist, er kann also nur durch den Steuerfluss
der Spule beeinflusst werden. Dieser Kontakt wirkt daher in bekannter Weise als
Arbeitskontakt er wird durch einen Steuerfluss in Richtung A oder B geschlossen
und öffnet wieder nach Abschalten der Erregung.
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An sich tot für den Kontakt 1 kein Dauermagnet notwendig, seine
Lage
sum Magneten muss jedoch beachtet werden, wenn er zusammen mit kontakten anderer
Arbeitsweise, für welche ein Magnot erforderlich ist, in Relais eingesetzt wird.
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Bat kontakt 2 verläuft der gesamte linke Teilfluss des Dauermagneten
über den Arbeitsluftspalt. Dieser Fluss ist so gross, dass der Kontakt schliesst.
Durch einen Steuerfluss in Richtung A wird der Teilfluss des Dauermagneten aufgehoben
und der kontakt Öffnet. Dasselbe gilt auch für den Kontakt 3, jedoch witd dort der
rechte Teilfuss im Arbeitsspalt wirksam, so dass zum Öffnen des Kontaktes 3 ein
Steuerfluss in Richtung B er.
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forderlich ist. Wird durch einen Steuerfluss in Richtung A Kontakt
2 geöffnett so bleibt Kontakt 3 geschlossen, bei ei.
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nem Steuerfluss in Richtung B. dagegen, wird KOntakt 3 geöffnet und
Kontakt 2 bleibt geschlossen. Bei Kontakt 5 wirkt nur etwa die Hälfte des linken
Teilflusses, bei Kontakt 4 die Hälfte des rechten Teilflusses auf den Arbeitsspalt,
Dieser wirksame Flussteil reicht nicht aus, den Kontakt zu betätigen, er kann jedoch,
wenn der Kontakt geschlossen ist, diesen im geschlossenen Zustand halten. Bei einer
Steuererregung in Richtung A wird der wirksame Fluss in Kontakt 5 aufgehoben, so
dass dieser kontakt, falls er zuvor geschlossen war, öffnet und nach Abschaltung
der Erregung im offenen Zustand vor.
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bleibt. Bei Kontakt 4 hingegen wird der wirksame Flussteil Verstärkt,
so dass dieser Kontakt schliesst und nach Abschlatung der Erregung in geschlossenes
Zustand verbleibt. Entsprechend wird durch einen Steuerfluss in-Richtung B der Kontakt
5 geschlossen, der Kontakt 4 geöffnet.
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Fig. 4 und Fig. 5 zeigen die Anordnung von Schutzrohrankerkontakten
mit ungleich langen Kontaktfedern. Hierbei sind die Kontakte derart angeordnet1
dass bei einem Kontakt die längere Feder auf der einen, beim anderen Kontakt auf
der anderen Seite liegt, so dass bei gleicher Lage der Kontakt deren Arbeitsluftspalte
gegeneinander versetzt sind. In Fig. 4 ist der Dauermagnet derart angeordnet, dass
der Arbeitsspalt des Kontaktes 1 über der Mitte des Dauermagneten und der des Konq
taktes 2 außerhalb des Dauermagneten liegt. Kontakt 1 arbeitet somit als monostabiler
Arbeitskontakt und Kontakt 2 als monostabiler Ruhekontakt. In Fig. 5 ist der Dauermagnet
7 derart angeordnet, dass die beiden Kontakte 4 und 5 als bistabile Kontakte entsprechend
den Kontakten 4 und 5 in Fig. 3 arbeiten.
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Fig. 6 zeigt den Querschnitt durch ein Relais mit zwei monostabilen
Arbeitßkontakten 1 und zwei monostabilen Ruhekontakten 2. In diesem Ausfiihrungsbeispiel
sind nur die beiden Ruhekontakte 2 gegenübsr der einen Polfläche des Magneten angeordnet.
Die beiden Arbeitskontakte 1, welche keinen Magneten benötigen, sind seitlich zum
Magneten angeordnet. Diese Ausführung spart daher Magnetvolumen ein. Ausserdem wird
durch die se Anordnung mit der genannten Kontaktbestückung die kleinstmögliche mittlere
Windungslänge und damit auch der geringste Leistungsbedarf für die Erregung der
Spule 6 erreicht Bei dem in Fig. 7 und Fig. 8 gezeigten weiteren Ausführungsbeispiel
für ein Relais ist der Dauermagmet 7 ausserhalb der Spule 6 angeordnet. Er liegt
zwischen der Erragerwicklung und
der Abschirmkappe 8. Die Wirkung
des Magneten wird dadurch kaum verringert, weil zwar der Abstand zwischen dem Magnet
und den Kontakten um die Wickelhöhe vergrössert, jedoch der Abstand zwischen dem
Magneten und der Abschirmkoppe une denselben Betrag verkleinert wird. Durch den
aussenlieganden Magneten wird die mittlere Windungslänge und damit der Leistungsbedarf
für die Erregung vermindert. Das Relais nach Fig. 7 und Fig. 8 enthält vier schutzrohrankernkontakte
1, welche als Arbeitskontakte wirksam sind, sowie vier Schutzrohrankerkontakte 2,
welche als Ruhekontakte arbeiten. Dabei sind die Ruhekontakte 2 vorzugsweise so
angeordnet dass sie dem Dauermagneten am nächsten liegen, wogegen die Arbeitskontakte
in einer zweiten Reihe neben den Ruhekontakten angoordnet sind Aus Fig. 3 ist zu
erkennen, dass der dem Arbeitiluftapalt zugeführte Dauermagnetfluss durch geringfügiges
Verschieben des Kontaktes nach dor einen oder anderen Richtung vergrössert oder
verkleinert werden kanne Auf diese Weise kann der Arbeitspunkt jedes Kontaktes eingestellt
werden. Hierdurch sind fertigungsbedingte Ünterschiede in der Empfindlichkeit der
Kontakte ausgleichbar.