DE2038447C

DE2038447C - Membrane relay

Info

Publication number: DE2038447C
Application number: DE19702038447
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. HOIg 1-02 ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Filing date: 1970-08-01
Publication date: 1973-03-29

Description

Die Erfindung betrifft ein Membranrelais mit pneu-The invention relates to a membrane relay with pneumatic

matischer Hubverzögerung durch einen mit Drossel· bohrung versehenen Luftzylinder, der von einer mit dem Magnetanker und den Schaltkontakten verbundener Membran luftdicht verschlossen ist.automatic stroke delay through an air cylinder provided with a throttle bore, which is driven by a the magnet armature and the switch contacts connected membrane is hermetically sealed.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Ver-The object of the present invention is to provide a

'5 besserung des vorgenannten Membranrelais bezüglich kleinerer Abmessungen bei größerem Wirkungsgrad und größeren Kontaktkräften.'5 improvement of the aforementioned membrane relay with regard to smaller dimensions with greater efficiency and greater contact forces.

Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe ist das erfindungsgemäße Membranrelais gekennzeichnet durchTo solve the above-mentioned object is the inventive Membrane relay characterized by

eine an sich bekannte, in geringem Abstand von einem mittleren Magnetkern angeordnete, selbst als Magnetkern dienende und den magnetischen Kreis radial nach außen vervollständigende, magnetisierbare Metallmembran und einen sich außerhalb des Luft-Zylinders diametral über die Membran erstreckenden Kippfederschalter, welcher aus einem länglichen, flachen Rahmen besteht, der an den Enden starr mit durchbiegbaren Randteilen der Membran verbunden ist und einen mittleren geringfügig längeren Steg aufweist, der einen zentralen beweglichen Schaltkontakt für einen stationären Gegenkontakt trägt und zwei stabile beidseitig der Rahmenebene liegende Schalt-. Stellungen hat.a known per se, arranged at a short distance from a central magnetic core, even as a magnetic core serving and completing the magnetic circuit radially outward, magnetizable Metal diaphragm and one extending diametrically across the diaphragm outside of the air cylinder Toggle switch, which consists of an elongated, flat frame that is rigid at the ends with deflectable edge parts of the membrane is connected and has a middle, slightly longer web, which carries a central movable switching contact for a stationary mating contact and two stable switchgear on both sides of the frame level. Has positions.

Für Membranrelais mit pneumatischer Hubverzögerung sind bisher magnetisierbare Metallmembranen, die einen Teil des magnetischen Kreises bilden, noch nicht verwendet worden. Dadurch, daß man gemäß der vorliegenden Erfindung dieses an sich bekannte Konzept der magnetisierbaren Metallmembran mit einem besonders ausgestalteten Kippfederschalter kombiniert, ergeben sich ganz e.hebliche Vorteile. Zunächst einmal konnten erstmals bei einem sehr kleinen Hub der Membran und bei sehr kleinen, insbesondere auch axialen Abmessungen des Relais, sehr große Kontaktdrücke erzielt werden. Von besonderer Bedeutung ist aber auch, daß der flexible Teil der Membran von der Aufgabe der Stromführung entlastet ist und hochwertig stromleitende Teile für die Stromführung verwendet werden können. Es ergibt sich somit eine wesentlich geringere elektrische Belastung der Membrane und andererseits kaum eine mechanische Behinderung der Membranflexibilitäi durch den Kippfederschalter, der nur an den Randteilen der Membran mit seinem Rahmen zur Anlage kommt.For diaphragm relays with pneumatic stroke delay, magnetizable metal diaphragms have so far been which form part of the magnetic circuit have not yet been used. By being in accordance with According to the present invention, this concept, known per se, of the magnetizable metal membrane Combined with a specially designed toggle switch, the result is quite a lot Benefits. First of all, for the first time with a very small stroke of the diaphragm and with very small, In particular, the axial dimensions of the relay, very high contact pressures can be achieved. Of special But it is also important that the flexible part of the membrane has the task of conducting electricity is relieved and high-quality electrically conductive parts can be used to conduct electricity. It This results in a significantly lower electrical load on the membrane and, on the other hand, hardly any mechanical hindrance of the membrane flexibility by the toggle switch, which is only on the edge parts the membrane comes to rest with its frame.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung isl die vom Luftzylinder abgelegene Seite der Membrane — vorzugsweise unter Zwischenschaltung einci KunststolT-Folie — mit einer spinnen- oder speichenradartig ausgebildeten Tragscheibe verbunden, dit eine zinnenförmige Ringsicke aufweist, auf der dei Rahmen des Kippfederschalters in geringem Abstanc von der Membranebene befestigt ist.According to a further feature of the invention, the side of the membrane remote from the air cylinder is - preferably with the interposition of a KunststolT film - with a spider-like or spoke-wheel type formed support disc connected, dit has a crenellated ring bead on the dei Frame of the toggle switch is attached at a slight distance from the membrane level.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben siel· aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibunj und den Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Aus führungsform der Erfindung beispielsweise veran schaulicht ist.Further details of the invention emerge from the following detailed description and the drawings in which a preferred embodiment of the invention cause, for example is clear.

In den Zeichnungen zeigtIn the drawings shows

Fig. 1 einen Axialschnitt gemäß der Schnittlinie Il durch ein Membranrelais mit einem Schallkontakt,1 shows an axial section along the cutting line Il through a membrane relay with a sound contact,

F i g. 2 einen Querschnitt entsprechend der Schnittlinie H-II lurch ein Membranrelais mit um ^l)()° verset/tem Steg,F i g. 2 a cross-section according to the section line H-II through a membrane relay with a ^l ) () ° offset / tem bar,

Fig. 3 und 4 einen Kontaktträger im Querschnitt i-nilang der Linie IU-IIl und als Draufsicht,3 and 4 show a contact carrier in cross section along the line IU-III and as a top view,

Fig. 5 einen Axialschnitt entlang der Linie 1-1 durch ein Membranrelais mit mehreren Kontaktstelle! undFig. 5 is an axial section along the line 1-1 through a membrane relay with several contact points! and

F i g. 6 ein typisches Schaltbild zum F.inbau des \H mbranrelais.F i g. 6 a typical circuit diagram for the installation of the \ H mbranrelais.

In der nachfolgenden ausführlichen BeschreibungIn the detailed description below

...iden für gleiche und einander entsprechende Teile... iden for identical and corresponding parts

ι iche Bezugszahlen verwendet. Das Membranrelais ■ ,teht im wesentlichen aus einem zweiteiligenReference numbers are used. The membrane relay ■, consists essentially of a two-part

■ _;.-hause I, einem einteiligen Montagesockel 2,■ _; .-home I, a one-piece mounting base 2,

:em magnetischen Rückschluß 3 mit einem Magnet- :U 4 und einer als Magnetanker ausgetreten: em magnetic yoke 3 with a magnet: U 4 and a magnet armature emerged

: mbrane5. Im unteren Teil des Montagesockels 2 ist einer entsprechend vorgesehenen Ringnut eine: mbrane5. In the lower part of the mounting base 2 is a correspondingly provided annular groove a

^; ; klung 6 aufgebracht. Deren Anschlüsse werden ^; ; klung 6 applied. Their connections are

■ :ch eine Bohrung 7 aus dem magnetischen Rückiluß 3 herausgeführt und mit Anschlußklemmen 8 bunden, die am Oberteil des Gehäuses I befestigt■: ch a hole 7 from the magnetic return flow 3 led out and tied with terminals 8, which are attached to the upper part of the housing I.

;d. Jede der Klemmen 8 besitzt eine Duichfiihng 9 durch den Oberteil Uvi Gehäuses 1. Der ,gnetische Rückschluß 3 ist topfartig ausgebildet .'.id zwischen der Innenwandung des Gehäuses 1 und ..-in Montagesockel 2 angeordnet. In der Mitte ist ι magnetische Rückschluß 3 als Magnetkern 4 ausgebildet, der eine koaxiale Drosselbohrung 10 auf- *\dst. Diese ist mit einer Drosselschraube Il einstelli'nr. ; d. Each of the terminals 8 has a Duichfiihng 9 through the upper part Uvi housing 1. The 'Magnetic yoke 3 is pot-shaped.'. id between the inner wall of the housing 1 and ..- arranged in mounting base 2. In the middle is ι magnetic yoke 3 designed as a magnetic core 4, which has a coaxial throttle bore 10- * \ dst. This is adjustable with a throttle screw II.

Die Drosselbohrung 10 ist .an ihrem oberen, dar Membrane 5 zugewandten Ende konisch aufgeweitet. In diese Aufweitung ragt ein in entsprechender Weise konisch ausgebildeter Mittelteil 12 der Membrane S hinein. Diese besteht aus magnetisierbarer!! Metall. Sie ist koplanar an den Wandungen des Montagesockels 2 eingespannt und schließt nach oben hin einen vom Montagesockel 2 gebildeten LuftzylinderThe throttle bore 10 is .an its upper, is Membrane 5 facing the end widened conically. A correspondingly protrudes into this widening conical middle part 12 of the membrane S into it. This consists of magnetizable !! Metal. It is clamped coplanar on the walls of the mounting base 2 and closes at the top an air cylinder formed by the mounting base 2

13 luftdicht ab. Eine konzentrische, in den Luftzylinder 13 hineinragende Ringsicke 14 erleichtert das Durchfedern der Membrane 5 in Richtung auf den Magnetkern 4.13 airtight. A concentric ring bead 14 protruding into the air cylinder 13 facilitates this The diaphragm 5 deflects in the direction of the magnetic core 4.

Auf ihrer vom Luftzylinder 13 abgewandten Oberseite ist die Membrane 5 mit einer dichtenden Kunststoff-Folie 15 beschichtet. Diese ist ringförmig ausgebildet. Ihre mittlere Ausnehmung entspricht der Größe des konusförmigen Mittelteils 12 der Membrane 5. Die Kunststoff-Folie 15 liegt zwischen der Metailmembrane 5 und einem Kontaktträger 16, dessen Mittelteil 17 entsprechend dem Mittelteil 12 der Metallmembrane 5 konusförmig ausgebildet ist und in ihn hineinragt. Die Scheitelpunkte der konusförmigen Mittelteile 12, 17 sind miteinander, z. B. durch Verschweißen, verbunden. Mit Ausnahme des Mittelteils 17 ist die Ringfläche 18 des Kontaktträgers 16 ■rippen- oder speichenradförmig aufgegliedert. Auf diese Weise entstehen eitT? Vielzahl von Kreissektoren 19,die durchspalte 20 voneinander getrennt sind und am Mittelteil 17 miteinander verbunden sind.On its upper side facing away from the air cylinder 13, the membrane 5 is covered with a sealing plastic film 15 coated. This is designed in a ring shape. Your middle recess corresponds to Size of the conical middle part 12 of the membrane 5. The plastic film 15 lies between the Metail membrane 5 and a contact carrier 16, the central part 17 of which corresponds to the central part 12 of the Metal membrane 5 is conical and protrudes into it. The vertices of the conical Middle parts 12, 17 are connected to one another, e.g. B. by welding connected. With the exception of the middle section 17, the annular surface 18 of the contact carrier 16 ■ is divided into ribs or spoked wheels. on Does this arise from? Variety of circular sectors 19, the gap 20 are separated from each other and are connected to one another at the central part 17.

Der Kontaktträger 16 v,iMst eine derMembransickcThe contact carrier 16 v, iMst one of the membrane sickc

14 entsprechende, aber in entgegengesetzte Richtung gewölbte, zinnenförmige Sicke 21 auf. Diese dient — außer zur Erleichterung der Durchwölbung des Kontaktträgers 16 — zur Befestigung eines Kippfeder· schalters 22, der aus einem rechteckigen Stück Federstahlblech besteht. Dieses ist als mit einem Kontaktsteg 25 versehener Rahmen 24 ausgebildet. Der Kon-14 corresponding crenellated bead 21 arched in the opposite direction. This serves - except to facilitate the arching of the contact carrier 16 - to attach a toggle spring switch 22, which consists of a rectangular piece of spring steel sheet. This is as with a contact bridge 25 provided frame 24 is formed. The con-

taktsteg 25 mündet in die schmalen Seiten des Rahmens 24 und überspannt dessen mittlere Ausnehmung. Beim Schalten des Kippfederschalters 22 schwingt der Kontaktsteg 25 durch die mittlere Ausnehmung des Rahmens 24.Cycle web 25 opens into the narrow sides of the frame 24 and spans its central recess. When the toggle switch 22 is switched, the contact web 25 swings through the central recess of the frame 24.

ίο An der Stelle des größten Federweges trägt der Kontaktsteg 25 einen mit einem Niet 26 befestigten Schaltkoniakt 23. Er arbeitet mit einem Festkontakt 27 zusammen, der ihm gegenüber an einem Steg 28 mit einem Niet 29 befestigt ist. Gegenüber dem Kon-ίο The Contact web 25 a switching cone attached with a rivet 26. It works with a fixed contact 27 together, which is attached to a web 28 with a rivet 29 opposite it. Compared to the

taktträger 16 und der Membrane 5 ist der Steg 28 durch einen im Montagesockel 2 festgelegten Abslandsring 30 isoliert und durch einen mit dem Montagesockel 2 verschraubten Haltering 31 verspannt. Der Steg 28 erstreckt sich entwed^: parallel (F i g. 1)clock carrier 16 and the membrane 5 is the web 28 by a fixed in the mounting base 2 Abslandsring 30 isolated and braced by a retaining ring 31 screwed to the mounting base 2. The web 28 extends either ^: parallel (Fig. 1)

oder senkrecht (Fig. 2) zur Richtung des Kippfederschalters 22 durch den Montagesockel 2.or perpendicular (Fig. 2) to the direction of the toggle switch 22 through the mounting base 2.

Bei Erregen der Spule baut sich ein magnetisches Kraftfeld zwischen dem Magnetkern 4, dem magnetischen Rückschluß 3 und der Metallmembrane 5 auf.When the coil is excited, a magnetic force field builds up between the magnetic core 4, the magnetic one Conclusion 3 and the metal membrane 5.

Da diese sich bis an die Wandungen des Montagesockels 2 erstreckt, füllt das magnetische Kraftfeld den gesamten Luftzylinder 13 aus. D-js Relais arbeitet auf diese Weise mit einem hohen Wirkungsgrad.
Die Magnetkräfte ziehen die Metallmembrane 5Since this extends up to the walls of the mounting base 2, the magnetic force field fills the entire air cylinder 13. D-js relay works in this way with a high degree of efficiency.
The magnetic forces pull the metal membrane 5

und den Kontaktträger 16 an, die entlang der Sicken 14, 21 in Richtung auf den Magnetkern 4 einknicken. In die gleiche Richtung biegt sich der Rahmen 24 des Kippfederschalters 22 und läßt damit den Kontaktsteg 25 durch die Mittelöffnung des Rahmens 24 hin-and the contact carrier 16, which buckle along the beads 14, 21 in the direction of the magnetic core 4. The frame 24 of the toggle switch 22 bends in the same direction and thus leaves the contact web 25 through the central opening of the frame 24

durchfedern. Dabei löst sich der Schaltkontakt 23 von dem Festkontakt 27; die Stromzufuhr zu einem Js Glühbirne dargestellten Verbraucher 32 und zur Vicklung 6 wird unterbrochen.spring through. The switching contact 23 is released from the fixed contact 27; the power supply to one Js the light bulb shown consumer 32 and Vicklung 6 is interrupted.

Infolge des Durchbiegens der Membrane 5 wird dieAs a result of the deflection of the membrane 5, the

Luft durch die Drosselbohrung 10 aus d':m Luftzylinder 13 verdrängt. Bei der Rückstellung der Membrane 5 wird durch die Drosselbohrung 10 Luft angesaugt. Beide Vorgänge werden entsprechend der Drosseleinstellung verzögert. Entsprechend langeAir through the throttle bore 10 from d ': m air cylinder 13 displaced. When the membrane 5 is reset, air is sucked in through the throttle bore 10. Both processes are delayed according to the throttle setting. Correspondingly long

dauern die auf diese Weise gesteuerten An- und Abschaltzeiten des Verbrauchers 32. Das auf diese Weise anzug- und abfall verzögerte Relais hat eine hochohmige Spule, um den mit ihr in Reihe geschalteten Verbraucher 32 vor dem hohen Einschaltstrom zu schützen. Vorzugsweise ist ein Parallelwiderstand 33 als Shunt vorgesehen.the switch-on and switch-off times of the consumer 32 controlled in this way last. In this way The pick-up and release delayed relay has a high resistance Coil to the consumer 32 connected in series with it before the high inrush current protection. A parallel resistor 33 is preferably provided as a shunt.

Eine weitere Ausführungsform des Reiais zeigt die F ig. 5. Hier sind imLufU.ylinder 13 zusätzliche Festkontakte 35 vorgesehen, die mit entsprechenden Schaltkontakten ^4 an derUnterseite der Membrane S zusammenarbeiten, Die Festkontakte 35 sind mit den Klemmen 8 über einen elektrischen Leiter ?6 verbunden, der gegenüber der Membrane 5 durch einen im Montagesockel 2 festgelegten Abstandsring 39 isoliert ist. Mit den Kontakten 34, 35 werden zusätzliche Verbraucher gesteuert, während mit dem Kontakt 23, 27 am Kippfederschalter 22 die in diesem Fall niederohmige Spule geschaltet wird. Dieses Relais weist keine anzugverzögerte Schaltcharakteristik auf, da beim Anziehen der Membrane 5 die Luft durch zusätzliche Luftkanäle 37 aus dem Luftzylinder 13 entweichen kann. Diese Luftkanäle 37 sind nach außen durch ein Rückschlagventil 38 abgeschlossen, dasAnother embodiment of the Reiais is shown in FIG. 5. There are 13 additional permanent contacts in the air cylinder 35 provided with corresponding switch contacts ^ 4 on the underside of the membrane S. work together, the fixed contacts 35 are connected to the terminals 8 via an electrical conductor? 6, which is isolated from the membrane 5 by a spacer ring 39 fixed in the mounting base 2 is. With the contacts 34, 35 additional consumers are controlled, while with the contact 23, 27 on the toggle switch 22, the low-resistance coil in this case is switched. This relay points no delayed switching characteristics, since when the membrane 5 is pulled on, the air through additional Air channels 37 can escape from the air cylinder 13. These air channels 37 are to the outside completed by a check valve 38, the

ringförmig ausgebildet und auf dem Magnetkern zentriert ist. Das Rückschlagventil 38 öffnet die Luftkanal 37 nur in Richtung der aus dem Luftzylinder 13 ausströmenden Luft. Beim Rückstellen der Membrane S kann die nachströmendc Luft nur durch die Drosselbohrung 10 eintreten, so daß diese Bewegung wesentlich langsa'mer vor sich geht als beim Anziehen der Membrane. Diese Ausführungsform des Relais eignet sich besonders gut zum Betätigen mehrerer Verbraucher 32 über die Kontakte 34, 35. Die Größe des Luftspaltes zwischen diesen beiden Kontakten 34, 35 bestimmt das Verhältnis zwischen Einschaltzeil und Ausschaltzcit des Verbrauchers 32. Durch die Anordnung zusätzlicher Magnetanker und eine Unterteilung der Spule können weitere Kontrollsystcmc gesteuert werden.is ring-shaped and centered on the magnetic core. The check valve 38 opens the air duct 37 only in the direction of the air flowing out of the air cylinder 13. When resetting the membrane S the nachströmendc air can only enter through the throttle bore 10, so that this movement is much slower than when the membrane is tightened. This embodiment of the relay is particularly suitable for actuating several consumers 32 via the contacts 34, 35. The size the air gap between these two contacts 34, 35 determines the relationship between the switch-on line and Ausaltzcit of the consumer 32. By the arrangement of additional magnet armatures and a subdivision The coil can be used to control other control systems.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

I. Diaphragm relay with pneumatic stroke delay through a one provided with a throttle hole Air cylinder, the voi, one with the magnet armature and the switch contact. connected Membrane is hermetically sealed, marked by a known per se, at a short distance from a middle one Magnetic core (4) arranged, itself serving as a magnetic core and the magnetic circuit radially outwardly completing, magnetizable metal membrane (S) and one outside of the Air cylinder (13) diametrically over the membrane (S) extending toggle spring switch (22), which consists of an elongated, flat frame (24) which is rigid at the ends with deflectable Edge parts of the membrane (5) is connected and a middle slightly longer Web (2S) has a central movable .Schaltkontakt (23) for a stationary Ciegenkontakt (27) carries and two stable switch positions on both ropes of the frame plane has.

2. Membrane relay according to claim 1, characterized in that the air cylinder (13) remote side of the membrane (5), with a spider-like or spoked-wheel-like design Support disc (16) is connected, which has a crenellated ring bead (21), on ler the frame (24) of the toggle switch is attached at a short distance from the membrane plane.

3. Membrane relay according to claim 2, characterized in that between the metal membrane (S) and support plate (16) a rubber or plastic film (15) is arranged.

4. Membrane relay according to claim 2 and 3, characterized in that the support plate (16) consists of a highly electrically conductive, possibly also magnetizable material.

5. Membrane relay according to claim 2 to 4, characterized in that the support plate (if) has the same external dimensions as the metal membrane (15) and rr.it this is clamped coplanar at the edge.

6. Diaphragm relay naci. Claim 1 to 5, characterized in that the central part (12) of the Membrane (5) is frustoconical in the direction of the magnetic core (4) and in a corresponding concentric recess of the magnet core (4) protrudes.

7. membrane relay according to claim 1 to 6, characterized in that on the inside of the Membrane (5) additional switching contacts (34) and these opposite in the air cylinder (i3) corresponding fixed contacts (35) are arranged.

8. membrane relay according to claim I to 7, characterized in that the magnetic core (4) an axial throttle bore (10) that can be regulated preferably with a throttle screw (11) is arranged is.

9. Membrane relay according to claim I to 8, characterized in that the Lul'tylinder (13) has at least one check valve (38) which opens in the direction of outflow.

10. membrane relay according to claim 1 to ^, characterized by a one-piece assembly base (2) made of plastic, the bottom and side walls of the air cylinder (13) and to hold the relay winding (6), the membrane (5) and the fixed contacts (27, 35) are used.