DE901317C - Vakuumrelais - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 11. JANUAR 1954

S α 136 VIII c /21g

Vakuumrelais

(Ges. v. 15. 7. 51)

Bei Vakuum relais besteht die Notwendigkeit, entweder -dien zur Bewegung des Ankers notwendigen magnetischen! Fluß innerhalb dies Vakuumraumes zu erzeugen,, wodurch die Konstruktion 'des Relais stark kompliziert wird, oder den außerhalb des Vakuiuirnraumes erzeugten Fluß durch· die Gefäßwand durchzuführen. Um dabei einen· möglichst kleinen Luftweg für den magnetischen Knaftfliuß zu erhallten, ailso das Relais sehr empfindlich zu machen, wuinde bereits 'der Vorschlag gemocht, die metallene Gefäßwand an zwei Steilen sehr dünn zu. machen und an diesen Steilen PoJ-schuhe in die Wand einzusetzen, welche an den Vakuumraum hineinragen. Das Zusammensetzen der Gefäßwand aus mehreren verschiedenen, in der Regel auch aius verschiedenen Metallen bestehenrden Teilen im der bekannten Weise ist aber technisch schwierig. Durch die bisher übliche seitliche Einführung der Polschuhe in das Gefäß wenden außerdem die Abmessungen des Relais verhältoismäßiig groß.

Die Erfindung¹ betrifft nun, eine neuiartigie Bauform unidl Ausbildung eines Vakuiumrelais, durch welche die geschilderten Schwierigkeiten und¹ Nachteile vermieden werden. Die neue Konettuiktion foriingt aiußerdiem den Vorteil eimer einfachen Herstellung und einer großen mechanischen Festigkeit des Relais. Erftndungsgiemäß sind in die metalliene Gefäßwand bzw. in eimen mietallenen Wanidungsteiil eines Vakuuirnrelaiis mit Hilfe eines pfropfenförmigen bzw. scheibenförmigen Körpers aus Glas ader giliasähnlliahetm Werkstoff vorzugsweise stabförmige, längliche Körper auf. ferromiagnetiischem Werkstoff eingeschmolZien, die von

dem außerhalb· das Vakuumraumes erzeugten magnetischen Fluß durchsetzt werden. Due eingeschmolzenen! Fübrungskörper für das Magnetfeld bestehen z. B-. aus Weicheisen-. In diesem Fall wind für die Einschmelzung ein Glas verwendet, dessen Ausdehnungskoeffizient dem. des Eisens etwa gleich ist. Man kann aber auch eines der üblichen Einscihimelzgläser verwenden und die Fuibrungskorper aus eimer Einschmelzmetiallegierunig· tueristelteti. Auf .alle Fälle empfiehlt es siidi, •dien dlie Eiiniscbmelzstalile umschließenden metaHliisehen Wandungsteil des Vakuumgefäß es aiuis einem Metall zu verfertigen, dessen. Ausdehniungskoeffiziient größer ist als der des EinBcbrnelziglases »5 bzw. der eingeschmolzenen Metallteile. Man erhält dann eine mechanisch sehr widerstandsfähige Dnuckeinischimelzung, deren Herstellung außerdem technisch einfach iist.

Ein Ausifübrungsbeiispiel für "ein Relais gemäß dier Erfindung ziedgifc Fig. ι. In dieser ist aim polarisiertes Vakuumrelaiis dargestelit, dessen, Wandung aus eimern metaMdschen Teil ι und einem zweiten mit diesem verschweißten! gleichfalls metallischen Teil 2 besteht. Die Wandung, insbesondere der Teil 2, kann natürlich auch aus Isolierstoff, insbesondere Keramik, !bestehen. In den zylindrischen metallischen Wandungsteil· 1 sind mit Hilfe eines Pfropfens 6 aus Glas oder glasartigem Material direi Stäbe¹ aus Weicheisen eingeschmolzen, welche daziu dienen, 'den außerhalb des Vakuiumiriaumes erzeugten Magnetfluß iti 'dien Vakuiumrauim einzuführen. Die Stäbe 3 und S tragen die Erregerwicklungen 7 und 8 für das Relais. An den kürzeren Stab 4 ist -der penmanienite Magnet^ onigeset'zt. Über diie Enideni idler Stäbe 3 und 5 unid des permanentieni Miagnieten9 ist eitni Veribiniduingsjoch ία gelegt, durch welches die Kraftiflüsise aiußerhalib das Vakuumnaumes gesichllossen weriden. Innerhallb desselben s-chliießeni ;siicthi die Kraftilitaien! über den Relaisanker 11 und die beiden Luftispalte 12 >urald 13. Der permanente Magnatiluß sdhiliießt 'siiich also einierseitis über Joch ία, Stialb 3, Lruftspalt 12, Amkeri-i, Stab 4, a.nderiersieitis über Joch no, Stab 5, Luftspalt 13, Anker 11, Stab 4. Der vom /den Wicklungen 7 und 8 erzeugte Erregerfluß schließt sich über die beiden Stäben und 5, die beiden Luftspaltie, den Anker 11 und das Joch 10.

Der Anker 11 iist 'bei dem dargestellten, Ausfüihtrungsbeispiial aiuf idem Mittelsteib 4 gal'agert, id!er zu diesem Zweck an seinem Enlde entsprechend ausgebildet ist. An dam Anker 11 siiftzt, durch eimen Isoliertiail 15 isoliert, der Schaltern! 14. Die beiden Kontakte 16 unid 17 sind auf Isodienböcken 18 unid 19 montiert, die ihrenseitis wiediar von idem bier aus Metall !bestehendenTräger 20 getragen wenden. Dieser Träger ist mit zwei Metalilstiften 21 unid 22 verschrauibt, die iini idten Pfropfen! 6 eingeschmolzen sind. Dieser erfüllt adso auch noch die wichtige Aufgabe idler Hadtenuinlg der Einbautaile des Vakuiumreliaiis. Die Zuleitung 23 zum Kontakt 16 «ld die Zuleitung 24 zum Sdhiaitiarm 14 sinid miittelis eimer Glaseinsehmelzung 25 vakuumidicht durch die Metallkappe 2 bkidurchgeführt, wähirenidi die Zuleitung 26 zum Kontiakt 17 durcihi den Glaspfropfen 6 Ihinidiurch auis dem Vakuuminaum nach außen tnitt.

Es ergibt sich also ein sehr einfacher und stabiler Gesamtaufbau des Relais. Die Zahl <dier notwendigen Bauelemente ist auf ein Mindestmaß reduziert. Sämtliche Teile befinden sich innerhalb der glätten, Metaildwamd. Auch dlie Relaisspulen sind gut eingekapselt und werden durch den -zylindrischen Wandungsteil· ι gegen Beschädigung geschützt.

Die Körper aus· magnetischem Werkstoff, die zur Durchführung 'des Magnetflusses durch die Gefäßhülle diienem, hraudhien nicht massiv ausgebildet zu sein. Man kann site auch z. B. aius Eisenrohren, herstellen. Je nach der Stärke und Nachgiebigkeit des Rohres kann dann der Auisdehnungskoeffiziient dies 8q Einsdhimölzglases, aus dem dier Pfropfen besteht, mehr ader weniger von dem Ausdehnuingskoeffizieniten des Eisens aibweichen. Man kann die Durchführungen z. B. gemäß Fig. 2 ausbilden. Der in dieser Figur dargestellte Kinsöhniialzstaib 27 hat an der Einscbmetestelle einen Weicheisenkerni 28, der in. Abstand von einer WeicheisenhüUe 29 umschfoss'en ist. D'aidiurch vrwd. der Einschmclzstab nachgiebig, ohne d'aß der Querschnitt¹ für die Führung des Magnetflusses wesenfllich, ge'schwächit würde. Man kann auch einen Teil der Gefäßwand als Rückschluß für das magnetische Feld vierwenden unid dadurch wenigstens eine vakuumdicht eingeschmolzene Durchführung einsparen. In diesem Fall muß die Gefäßwand, z. B. der untere Wan-'dlungsteil 1, zum Teil aus ferromagmetiiisehem, zum Teil aus ini'chtmiagnetischem Werkstoff hergestellt unid. müssen die ferromiagnetischen Wandungsteile so angeordnet unid ausgebildet sein, daß sie als Rückschluß für das Magnetfeld, insbesondere für das permanente Magnetfeld!, dienen.

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Vakuurnnelais, dadurch gekennzeichnet, daß in die metallische Gefäßwand bzw. in einen, ■metallischen Wanidungsteil mit HMfe eines pfropfenförmigen Körpens aius Glas oder glas^ artiiigem Matenial vorzugsiweiise st'abförmigie Körper aus feirromiagnietischem Werkstoff ekl· gesdamolziem sind, die von .dem außerhalb dies Vakuiumrajutnes erzeugten miagnetiischen, Fluß durchsetzt werden.

2. Vakuiumrelaiis nach: Anspruch- 1, dadurch gekennzieichnet, daß die eingeschmolzenen' Körper aus Weicheisen bestehen und daß ein Eiinischmelzglas verwendet ist, dessen Ausdehnungskoeffizient dem des Weiehaisens entspiricht.

3. Vakuiuimrelais nach Ansp^rudi 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ziur Führung 'des magnetischen Flusses dienenden eingeschmolzenen Körper (Stäbe) aus einem Einschrnelzwerkstoff bestehen.

4. Vakuunirelaiis nach Anspruch 2 oder 3,, dadurch gekennzeichnet, daß der dlie einige-

schmolzenen Stäbe umgebende metallische Wandungsteil aus einem Metall besteht, dessen Ausdehnungskoeffizient größer ist ailis der des Einschmeilzglases bzw. des Werkstoffes der eingeschmolzenen Stäbe.

5. Vakuiunirelais nadi Anspruch. 1 bzw. 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eingeschmolzenen Körper aus Weicheisen bestehen und rohrförmig ausgebildet sind'.

6. Vakuumrelais nach Anspruch 1 bzw. 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eingeschmolzenen Körper im Einscbmelzbereich aus einem Weicheisetnikern! und einer diesen miit Abstand umgebenden rohrförmigen Hülle aus Weiichei,sen bestehen.

7. Vabuumrelais nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den Einschmeiizpfropfen auch Stützteile für die Einibauteile sowiie gegabenenfalls Stromzuführungeni eingeschmolzen sind;.

8. Vafcuumrelais nach Ansprach 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet dlurch drei in. einer senkrechten Ebene liegende ferromagnetische Körper, über denen der in, dier gleichen Ebene drehbare Relaisanker angebracht ist, wobei der mittlere der drei Einschmelzkörper nur den permanenten Polarisationskraftfluß führt, während die beiden äußeren auch von dem dektromagnetischen Erregungsknaftfluß 'durchsetzt wenden.

9. Polarisiertes Vakuuimrelaiis nach Anspruch ι und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei Etinsehmelzkörper, die aiußerhalb des Vakuumraumes die Relais wicklungen tragen, und einem dazwischenliegenden Eiinsdhimekkörper, an den der zur Polarisienung dienende permanente Magnet angesetzit ist, sowiie durch ein Joch, durch welches diie magnetischen Kreise außerhalb dös Vakuumiraumes geschlossen- wenden.

10. Vakuiutnrelais nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,, daß der Anker des· Relais im Vakuiumraiurn auf idem miitrtileren der drei Einschmelzkörper drehbar gelagert ist.

11. Vakuiuimrelais nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der folgenden Ansprüche, dadtarch gekennzeichnet, daß diais Vakuumgefäß aius zwei längs zweier Flansche miteinander verschweißten Wandiungstaiilen besteht¹.

12. Vabuumreäais nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 ibiis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefäßwand zium Teil aus ferromagnetisehem, zium Teil aius nichtanagnietiscfaem Werkstoff bestieht end so> ausgebiildet und angeordnet ist, daß die ferromagneitischen Wandungsteile alls Rückschluß für das Magnetfeld dienen,

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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