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Hochempfindliches Relais, insbesondere Telegraphenrelais Die Erfindung
betrifft ein horchempfindliches Relais mit zwei die Ankerspulen aufnehmenden Magnetkernen,
insbesondere Telegraphenrelais, und be-
steht darin, daß die sich gegenüberliegenden
Magnetkerne als feste Kontaktre ausgebildet sind und den als beweglicher Kontakt
arbeitenden, Anker zwischen sich aufnehmen und :daß die Magnetkerne und der Anker
Teile des elektrischen und. des magnetischen Kreises. ss;ind. Dies kann beispielsweiee
dadurch erreicht werden, daß die beiden Magnetkerne Teile zweier Topfkerne sind,
deren Böden aus elektrisch und magnetisch nichtleitendem Material bestehen. In diese
Böden sind zentriisch die Magnetkerne durchgeführt. Der Anker besitzt verstärkte
halbkreisförmige Ansätize, so daß der Abstand der Magnetkerne voneinander genau
definiert isst. Die Einzelteile sind durch eine Metallhülle gehalten. Der Anker
litegt dadurch in. einem Hohlraum, der Unterdruck besitzt Infolge dieses Unterdruckes
wird die Empfindlichkeit des Relais stark erhöht. Dies hat weiterhin den Vorteil,
daß die Einzelteile infolge der Druckunterschiede eine eindeutige Lage einnehmen
und eine jusitage der Kontakte entfällt. Ein besonderer Vorteil ist, weiterhin,
daß die Dimensionen solcher Relaiis entsprechend dem Erfindungsgedanken klein gehaltnen
werden können.
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Die Erfindung soll im folgenden an Hand eines Aussführungsbeiispieless
näher erläutert werden, auf das: ;siie jedoch niicht beschränkt ist.
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Fig. i zeigt eine grundlegende Form des Relais gemäß der Erfindung;
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines an sich verdeckten Kontaktaufbaues.
von der Seite;
Fig. 3 ist ein. Querschnitt entlang der Linie III-III
der Fig. 2;-Fig. 4 zeigt eine vergrößerte, der Übersiichtlichkeilt halber auseinandergezogene
Darstellung der Fig. 2 und 3 mit der Umhüllung, die dile Einzelteile umgibt; Fig.
5 und 6 zeigen dagegen zwei Anwendungsbeispiele- für die in Fig. 2, 3 und 4 gezeugte
Komtaktanordnung.
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Diie Relaisart, welche schematisch in Fiig. i gezeigt isst, besitzt
eine Kontaktdeder i, die zwischen den sich gegenüberliegenden, Kontakten 2, 3 angeordnet
ist. Düe magnetischen Felder können entweder durch die Spulen oder durch die permanenten
Magnetre 4, 5 erzeugt werden. Die magnetischen Kreise sind so ausgebildet, daß die
Magnetfelder den. als Anker ausgebildeten, Kontakt derart durchfließen, dhß in diesen
verschiedene Flußkomponenten entstehen. Der resultierende Fluß in dem Anker i und
des mit diesem verbundenen Befestigungsglicedes ist stets größer als die durch 4
und 5 erzeugten Flüsse. Daher wird der Anker i zu demjenigen der Kontakte 2, 3,
die einen. Teil des magnietischen Kreises bilden, gezogen:, dessen Fluß größer ist.
Die Kontakte i, 2, 3 und 6 Milden einen Teil der elektrischen, und, magnetischen
Kreisse, je-
doch sind 2, 3 und 6 von dem übrigem, magnetischen Kreis, elektrisch
isoliert.
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Der Konttialetaufbau gemäß der Erfindung wird nun, an Hand der Fig.
2, 3 und 4 beschrieben:: Das Relaisi besteht aus, zweit Topfkernen, zwischen denen
der Anker i mit den verstärkten Ansätzen 15 angeordnet isst, und einer sämtliche
Teeile einschließenden Umhüllung 7. Die Magnetkerne 2, 3 der Topfkerne sind süabförmig
und bestehen aus einer Legierung mit guter elektrischer und magnetischer Leitfähigkeit.
Eine solche Legierung isst bei:spi;elsweiise Nickel-Kobalt-Eisen. Die als Kontakte
ausgebildeten Magnetkerne 2, 3 sind jeweils in eine Glasscheibe 8, 9 eingelassen.
Diese Glasscheiben werden durch die Flansche dar Zylinder r o, il der Topfkerne
derart gehaltem, daß die Magnetkerne 2; 3 jeweilis, konzentrisch zu den Zylindern
r o; il liegen. Die Flansche i2, 13 der Zylinder r o, il liegen. auf den
Glasscheiben 8, 9 auf. Dar Anker i besii(tzt zwei halbkreisförmig ausgebIldete Ansätze
15, deren ge meinsamer äußerer Durchmesser demjenigen der Topfkerne entspricht
Der Anker i und die Zylinder r o, il bestehen aus einer Legirerung, beispielsweise
Nickal-Ensen-Kohalt, die eine gute elektri(siche und magnetische Leitfähigkeit besitzt
und außerdem gut haltebar an Glasteilen befestigt werden, kann:.
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Die äußeren. Flächen der Glasscheiben, die Enden der Leiter 2; 3 sowie
die äußeren Flächen der Zy-
linderflansche schließen jeweils in einer Ebene
ab. Nur der ringfötrrnige Ansatz 15 ist gegenüber dem Anker i versittärkt, so daß
der erforderliche Abstand -des Kontaktes gegeben ist. Die Topfkerne sind derart
in der Umhüllung 7 untergebracht, . daß der Anker dazwischen zu liegen kommt. Der
rihgförmiige Ansatz 15 hat die Aufgabe, zwischen. den; beiden Magnethälften: einem
Abstand herzusuellen, so daß der Kontaktabstand zwischen den Kontakt= stellen 2,
3 nut einem hohen Grad von Genauigkeit erreücht wird. Der Anker sollte frei von
jeder mechanischen Vorspannung gegenüber den festem. Kontaktstellen sein, damiee
er als Telegraphenrelais ver@-zerrunigsifrei arbeiten kann..
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Da nach dem Zusammnenbau eine Justage nicht möglich eist; muß der
Kontakti planiert und frei von jeder inneren Spannung sein. Dies wird durch Ausglühen
unter geringem Druck erreicht. Der Anker hat eine Materialstärke von etwa o,22 mm,
und die Verstärkung des ringförmigen Ansatzes, 15 beträgt etwa o,o.3 mm auf
beeiden Seiten, so daß zwischen dem Anker i und den Kontaktstellen 2, 3 jeweils
der Abstand etwa o,o3 mm beträgt. Im Betrileb@ eist die Mittellage . des Ankers
infolge der Remanenz labil, so, daß in Wirklichkeit der Kontakthub etwa o,o6 mm
beträgt.
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Diie Verstiäxkung des, ringförmigen Ansatzes kann aus Kupfer hergestellt
werden. Der Anker selbst beseht aus magnetischem Material, das eine hohe Sättigung
und geeignete mechanische Eigenschaften besitzt. Ein solches Material ist reines
Eisen.
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Um saubere Kontaktoberflächen, zu erhalten, werden sie bei Unterdruck
heiß behandelt, nachdem die Glasscheiben eingebaut sind. Sie können wechselweise
mit einer dünnen Gold- oder einer anderen geeigneten Materihlisichicht galvanibch
überzogen werden; um ihn, Ruhe und im Betrieb eine Oxydschicht zu vermeiden. Dieser
Überzug braucht nicht .stärker zu sein, als es, für diel Lebensdauer des Relais
notwendig isst, da jedes Edelmetall während der Abnutzung nicht oxydiert. Da die
Kontakte im Betrieb, nicht zugänglich isind, können sich keime Verunreinigungen
an dem. Kontakten. bilden. Die Topfkerne werden, von einer Umhüllung 7 eingeschlossen,
die an den Enden 16 metallisch abgeschlossen ist. Ein Metallzapfen 17 befindet
sieh über dem Anker i auf der Umhüllung 7 und wird nach der Montage luftdicht verschlossen.
Der Hohlraum kann entweder luftleer gemacht oder mit einem Gas gefüllt werden.
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Das wirkliche Relais, dessen Maße aus, der Zeichnung nicht zu erstehen
sind, hat einen Durchmesser von etwa 25 mm und eine Gesamtlänge von 25 bis 5o mm.
Der Kontaktabstand, der durch die Verstärkung des r.ingförrn;igen Ansatzes, 15
bedingt isst, beträgt etwa o,o6 mm. Die als Kontrakte ausgebädeten Spulenkerne 2,
3 besitzen einen Durchmesser vorn etwa 2 mm. Die magnetischen Zylihdermäntel sind
etwa o,25 mm stark und die äußere Umhüllung etwa 0,5 mm. Die Magnetkerne,
ragten, über idie Eiiden des Relais hinaus, so daß sie als Ansichlußklemmen dienen
können. Aus, diesen D:1 mensionen kann: man ersehen, daß dass Relais geunäß der
Erfindung konstruktiv wesentlich kleiner ausgeführt ist als, die bisher bekannten.
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Die Verwendung des vorher beschriebenen Relaiis wird an Hand von zwei
Beispielen näher erläutert. Fig. 5 stellt einte Anordnung dax@ bei der zwei Glühkathoden-
oder Gaströhren V1, V2 verwendet werden, z. B, bei einer Schaltung miit wechselseitigem
Ein- und Ausschalten. Die beiden Spulen 18, 19 befinden sich innerhalb
der Zylinder r o, ri
und umgeben de Kerne 2, 3 und werden gegensinnig
erregt. Der magnetische Kreis wird durch die Joche 2o, 21 vervollständigt, die als
geflanschte Scheiben von magnetischem Material ausgebildet sind. Sie stellen annähernd
einen geschlossenen magnetischen Kreis zwischen, den Magnetkernen 2, 3 und den Zylindern,
io, ii her. Die geflanschte Scheibe ist von dem zugeordneten Zylinder elektrisch
Isoliert. Damit eine Erhöhung des. magnebir scher Widerstandes des Magnetkreises
an ds'eser Stelle vermieden, wird, muß die Oberfläche des Flansches groß sein. Die
Umhüllung 7 wird als: Anschlußklemme für den: als Anker i ausgebildeten Kontakt
benutzt. Der Zwischenraum zwischen der geflanschten Scheibe und dem Zylinder wird
mit einem Isoliermaterial ausgefüllt.
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Wenn die beiden Spulen gleiche Wendungszahlen besiiitzen, entsteht
durch die Summe der Ströme im. den Spulen der Magnetfluß, während der Erregerfluß,
der das Relais hetätdigb, durch die Differenz dieser Ströme gebildet wird'..
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Fig. 6 zeigt eine Anordnung, beiz der das Relais von einer Impulsquelle
mit wechselnder Polarität, z. B. einen Wechsielstromgenerator, erregt werden kann.
Die Spulen 18, i9 werden gegensinnig erregt. Der Magnetkreis i's'st der gleiche
wie im F:iig. 5, jedoch sind die Joche durch zwei permanente Magnete 2:2,23
ersetzt, die vom Mittelpunkt zur Peripherie, magnetisiert sind, wie aus der Figur
zu ersehen. Diese beiden. Magnete erzeugen die Magnetflüsse, die beilde durch den
Anker gehen. Die Spulen 18, 19 dagegen erzeugen den Erreagerfluß,
der durch die Magnetkerne 2, 3, durch die Magnete 2a, 2"3 und durch die Umhüllung
7 fließt. Die Zusammenwirkung des magnetischen, und elektrischen Flusses betätigt
den Anker entweder nach der einen oder nach der anderen Seite gemäß der Polarität
der Erregerspule. Werden die beiden Magnete radial in entgegengesetzter Richtung
magnetisiert, so bleibt der Anker in der Mittellage zwischen den beiklen festen.
Kontakten stehen.