DE931835C - Drop flap relay - Google Patents

Drop flap relay

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DE931835C
DE931835C DEA18903A DEA0018903A DE931835C DE 931835 C DE931835 C DE 931835C DE A18903 A DEA18903 A DE A18903A DE A0018903 A DEA0018903 A DE A0018903A DE 931835 C DE931835 C DE 931835C
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Germany
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drop flap
relay
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DEA18903A
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German (de)
Inventor
Erwin Dr Wettstein
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Siemens Schweiz AG
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Siemens Albis AG
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    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B5/00Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied
    • G08B5/22Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission
    • G08B5/24Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission with indicator element moving about a pivot, e.g. hinged flap or rotating vane
    • G08B5/28Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission with indicator element moving about a pivot, e.g. hinged flap or rotating vane with hinged flap or arm

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Description

Fallklappenrelais Fallklappenrelais werden in vornehmlich handbedienten Fernmeldeanlagen zurr Anzeige eines Anrufes bienntzt. Grundsätzlich wird. eine derart hohe Empfindlichkeit des FaRklappenrelais angestrebt, daß die Reichweite für einen Anruf diejenigei der Sprachübertragung erreicht. Nach dem heutigen Stand der Technik ist für die Sprachübertragung eine Leitungsdämpfung von 4 Neper zugelassen. Bei einer Rufspannung von: beispielsweise 70 Volt am Anfang einer Leitung mit einem Wellenwiderstan@d von 1400 SZ und einer Dämpfung vorn 4 Neper läßt sich: am Ende der Leitung ein Strom von, etwa z mA bei 1,3 Volt Endspannung entnehmen. Beträgt die Windungszah l der Erregerwicklung eines. Fallklappenreilais üblicher Bauairt beispielsweise roooo, so ergibt sich eine Mini:maJerregung von ro AW, bei der das. Fallklappenrelads noch, sicher ansprechen muß. Dieser Wert ist den nachfolgenden Betrachtunigen zugrunde gelegt. Ähnlich sind die Verh:ältnisse, wenn die Erregung des Fallklap-penrelai;s mit Gleichstrom statt mit Wechselstrom erfolgt.Drop flap relays Drop flap relays are mainly manually operated Telecommunication systems are used to display a call. Basically will. one like that high sensitivity of the flap relay aimed at that the range for a Call reached those of the voice transmission. According to the current state of the art Line attenuation of 4 neper is permitted for voice transmission. at a ringing voltage of: for example 70 volts at the beginning of a line with a Wave resistance of 1400 SZ and a damping front 4 Neper can be: at the end the line draw a current of about z mA at a final voltage of 1.3 volts. Amounts to the number of turns in the field winding of a. Fall flap relay of the usual Bauairt for example roooo, the result is a mini: maJexcitation of ro AW, in which the. Fallklappenrelads still, must respond safely. This value is the following Consideration based. The conditions are similar when the excitement of the drop flap relay is carried out with direct current instead of alternating current.

Derart empfindliche Fallklappenrelais,, die bereits mit sehr energieairrnen elektrischen. Impulsen ausgelöst werden können, sind naturgemäß auch auf mechanische Stöße sehr empfindlich. In[ handbedienten: Zentralen sind, nun die Fallklappenrelais reilativ starken Erschütterungen ausgesetzt, vor aIMm herrührend, von der Betätigung der Stöpsel oder Taisten. beim Herstellen der Verbindungen. Ferner wirken sich bei Feldzentralen die unvermeidlichen Erschütterungen ganzer Apparategestelle nachteilig aus. Erschütterungen, welche die Empfindlichkeitsgrenze des Fallklappenrelais überschreiten, verursachen die Auslösung der Fallklappe und täuschen damit einen Anruf vor. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist daher neben einer hohen elektrischen Empfindlichkeit eine hohe mechanische Unempfindlichkeit des Fallklappenrelais anzustreben. Dies bedeutet, daß der elektromechanische Wirkungsgrad des Fallklappenrelais, definiert als Verhältnis der mechanischen Energie, welche den Anker des Fallklappenrelais aus der Ausgangslage über seinen Kippunkt zu bringen gestattet, und der minimalen elektrischen Energie, über welche zum Ansprechen des Fallklappenrelais (bei Wechsel-Stromerregung pro Halbwelle) verfügt wird, einen hohen Wert haben muß. Da die zum Ansprechen des Fallklappenrelais verfügbare elektrische Energie am Ende einer Leitung mit beispielsweise 4 Neper Dämpfung vorgegeben ist, läßt sich der Wirkungsgrad nur durch Erhöhung der mechanischen Energie heraufsetzen.Such sensitive drop flap relays, which are already very energetic electrical. Impulses that can be triggered are naturally also mechanical Very sensitive to shocks. In [manually operated: control units are now the drop flap relays Relatively exposed to strong shocks, originating in front of aIMm, from the operation the stopper or taisten. when making the connections. Also contribute Field control centers, the inevitable vibrations of entire equipment locations are detrimental the end. Vibrations that exceed the sensitivity limit of the drop flap relay, cause the dropper to be triggered, thus faking a call. Around Avoiding this disadvantage is therefore in addition to a high electrical Sensitivity to strive for a high mechanical insensitivity of the drop flap relay. This means that the electromechanical efficiency of the drop flap relay is defined as the ratio of the mechanical energy, which the armature of the drop flap relay from the starting position above its tipping point is permitted, and the minimum electrical energy, which is used to respond to the drop flap relay (in the case of alternating current excitation per half-wave) must have a high value. Since the to address the Drop flap relay available electrical energy at the end of a line with for example 4 Neper damping is specified, the efficiency can only be increased by increasing the increase mechanical energy.

Die bisher verwendeten Fallklappenrelais haben im praktischen Betrieb hinsichtlich Unempfindlichkeit gegen Erschütterungen nicht befriedigt, da sie bei elektrisch empfindlicher Einstellung oft zu mechanisch bedingten Fehlanzeigen Anlaß gaben. Nähere Untersuchungen an gebräuchlichen Fallklappenrelais. haben gezeigt, daß deren elektromechanischer Wirkungsgrad sehr gering, oft kleiner als i °/o ist. Die Ursache dieses schlechten Wirkungsgrades wird an Hand der Fig. i der beigefügten Zeichnung erklärt, in welcher der magnetische Fluß 0 in Funktion der im Erregermagnetkreis des Fallklappenrelais wirksamen Durchflutung 0 graphisch dargestellt ist. Im Ausgangszustand ist im Erregermagnetkreis bei verschwindender Erregung ein Restfluß (PR vorhanden, bedingt durch die Koerzitivfeldstärke des Erregermagnetkreismaterials und den gegebenenfalls vorhandenen Permanentmagneten. Steigt bei einem Anruf die Erregung 0 an, so bleibt der Fluß 0 zunächst praktisch konstant, bis die Erregung den Wert erreicht. Während dieser Zeit bleibt somit auch die vom magnetischen Fluß abhängige, auf den Anker des Fallklappenrelais wirkende Kraft praktisch konstant. Die Erregung 0, dient dazu, vom absteigenden zum aufsteigenden Ast der Hystereseschleife zu gelangen; sie ist gleich dem doppelten Umlaufsintegral der Koerzitivfeldstärke des für den Erregermagnetkreis verwendeten Materials, d. h. ungefähr gleich dem doppelten Produkt von Eisenweglänge und Koerzitivfeldstärke. Erst eine über den Wert 0, ansteigende Erregung des Fallkläppenrelais hat eine wesentliche Flußerhöhung und damit eine Erhöhung der auf den Anker wirkenden Kraft zur Folge. Man erkennt aus diesen Überlegungen bereits, daß im Interesse eines guten elektromechanischen Wirkungsgrades des Fallklappenrelais eine kleine Koerzitivfeldstärke des für den Erregermagnetkreis verwendeten ferromagnetischen Materials anzustreben ist. Die erwähnte Untersuchung bisheriger Fallklappenrelais hat jedoch ergeben, daß bei den schwächsten Impulsen, bei denen das Relais noch auslösen muß, die gesamte Erregung O. nur wenig größer ist als die praktisch unwirksame Durchflutung 0, Das den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Fallklappenrelais mit geringer Ansprechdurchflutung; insbesondere weniger als 15 AW; zeichnet sich nun dadurch aus, daß zwecks Verminderung der Erschütterungsempfindlichkeit das Umlaufsintegral der Koerzitivfeldstärke im Erregermagnetkreis kleiner ist als etwa 1/4 der Ansprechdurchflutung. Diese Bedingung läßt sich bei allen Fallklappenrelais gebräuchlicher Bauart erreichen, wenn für den Erregermagnetkreis ferromagnetisches Material verwendet wird, dessen Koerzitivfeldstärke höchstens o,2 A/cm beträgt.The drop flap relays used up to now have in practical operation not satisfied with regard to insensitivity to vibrations, since they are at Electrically sensitive attitudes often give rise to mechanically caused false indications gifts. More detailed investigations on common drop flap relays. have shown, that their electromechanical efficiency is very low, often less than i%. The cause of this poor efficiency is shown in FIG. 1 attached Drawing explains in which the magnetic flux 0 as a function of that in the excitation magnetic circuit of the drop flap relay effective flow rate 0 is shown graphically. In the initial state is there a residual flow in the excitation magnetic circuit when the excitation disappears (PR, due to the coercive field strength of the exciter magnetic circuit material and the possibly existing permanent magnets. If the excitation rises 0 during a call, it remains the flux 0 initially practically constant until the excitation reaches the value. While this time also remains dependent on the magnetic flux on the armature the force acting on the drop flap relay is practically constant. The excitation 0 is used to move from the descending to the ascending branch of the hysteresis loop; she is equal to twice the orbital integral of the coercive field strength of the for the excitation magnetic circuit material used, d. H. approximately equal to twice the product of the iron path length and coercive force. Only an excitation of the drop clap relay that rises above the value 0 has a significant increase in flow and thus an increase in the acting on the anchor Force result. From these considerations one can already see that in the interest of one thing good electromechanical efficiency of the drop flap relay a small coercive field strength of the ferromagnetic material used for the exciter magnetic circuit is. The aforementioned investigation of previous drop flap relays has shown, however, that with the weakest impulses, at which the relay still has to trigger, the whole Excitation O. is only slightly greater than the practically ineffective flow O, Das the subject of the present invention forming drop flap relay with low Response flooding; especially less than 15 AWs; is now characterized by it from that for the purpose of reducing the vibration sensitivity the orbital integral the coercive field strength in the excitation magnetic circuit is less than about 1/4 of the response flux. This condition can be achieved with all commonly used drop flap relays, if ferromagnetic material is used for the excitation magnetic circuit, its Coercive field strength is at most 0.2 A / cm.

Um die Verhältnisse quantitativ zu überblicken, wird nachstehend noch die Abhängigkeit des elektromechanischen Wirkungsgrades von der Koerzitivfeldstärke angegeben. Wie bereits erwähnt, wurde unter dem Wert 0, das doppelte Umlaufsintegral der Koerzitivfeldstärke verstanden: (9, 2 IE H,. In dieser Gleichung bedeutet IE die Eisenweglänge im Erregermagnetkreis des Fallklappenrelais und HC die Koerzitivfeldstärke des für denselben verwendeten ferromagnetischen Materials. Die mechanische Energie W", welche den Anker des Fallklappenrelais aus der Ausgangslage über seinen Kippunkt zu bringen gestattet, ist gegeben durch das halbe Produkt aus der resultierenden Klebkraft F" in der Ausgangsstellung und dem Weg x, des Ankers bis zum Kippunkt W" - 1/z F" - x, Die auf den Anker wirkende Kraft ist bei polarisierten Magnetsystemen direkt proportional der wirksamen Erregung 0"- 0, bei unpolarisierten Magnetsystemen proportional der ersten bis zweiten Potenz dieser Erregung, je nach Remanenz oder Vormagnetisierung. Man erkennt, daß die in der Ausgangsstellung auf den Fallklappenanker wirkende Klebkraft sowohl bei polarisierten wie bei nilcht polarisierten Magnetsystemen um so höher gewählt werden kann, je kleiner der Wert 0, d. h. insbesondere je kleiner die Koerzitivfeldstärke H, gemacht wird. Vorteilhaft ist auch eine kleine Eisenweglänge; praktisch läßt sie sich jedoch bei der notwendigen hohen Windungszahl gegenüber bisherigen Ausführungen nicht wesentlich verkleinern.In order to give a quantitative overview of the situation, the dependency of the electromechanical efficiency on the coercive field strength is given below. As already mentioned, the value 0 meant the double orbital integral of the coercive field strength: (9, 2 IE H,. In this equation, IE means the iron path length in the exciter magnetic circuit of the drop flap relay and HC the coercive field strength of the ferromagnetic material used for the same. The mechanical energy W ", which allows the armature of the drop flap relay to move from its initial position above its tipping point, is given by half the product of the resulting adhesive force F" in the initial position and the distance x, of the armature to the tipping point W " - 1 / z F " - x, the force acting on the armature is in polarized magnet systems directly proportional to the effective excitation 0" - 0, in unpolarized magnet systems proportional to the first to the second power of this excitation, depending on remanence or premagnetization Adhesive force acting on the drop flap anchor for both polarized and non-polarized magnets The lower the value 0, that is to say in particular the lower the coercive field strength H, the higher can be selected. A small iron path length is also advantageous; in practice, however, given the high number of turns required, it cannot be significantly reduced in size compared to previous designs.

Die Abhängigkeit der auf den Anker eines polarisierten Fallklappenrelais ausgeübten Kraft F vom Wert der Durchflutung 0 geht aus Fig. 2 hervor. Die Gerade A gibt beispielsweise die Verhältnisse bei einem Fallklappenrelais bisheriger Ausführung wieder, bei dem für den Erregermagnetkreis Holzkohleeisen mit einer Koerzitivfeldstärke von o,5 A/cm verwendet wurde. Der Wert 0,1 ergibt sich bei einer Eisenweglänge von 8 cm zu 8 AW. Die Steilheit der Geraden ist durch die Größe des Permanentflusses und die Luftspaltverhältnisse gegeben. Die auf den Anker wirkende Kraft FZ beträgt bei einer Erregung 0" z von io AW i g. Die Gerade B stellt den mit dem gleichen Fallklappenrelais erzielten Kraftverlauf dar, wobei an Stelle des Holzkohleeisens ferromagnetisches Material mit einer Koerzitivfeldstärke von o, i A/cm verwendet wurde. Die Durchflutung 0, 2 hat in diesem Fall den Wert 1,6 A/cm. Die auf den Anker wirkende Kraft Fa beträgt nunmehr bei der Erregung 0," = io AW 4,2 g. Durch Verwendung eines ferromagnetischen Materials mit kleinerer Koerzitivkraft ist somit die Kraft um einen Faktor 4,2 angestiegen.The dependency of the armature of a polarized drop flap relay The force F exerted with a value of the flow rate 0 is shown in FIG. 2. Straight A gives, for example, the conditions for a drop flap relay of the previous version again, in the case of the charcoal iron with a coercive field strength for the exciter magnetic circuit of 0.5 A / cm was used. The value 0.1 results from an iron path length of 8 cm to 8 AW. The steepness of the straight line is due to the size of the permanent flow and given the air gap conditions. The force FZ acting on the armature is with an excitation 0 "z of io AW i g. The straight line B represents the one with the same Fall flap relay achieved force curve, with in place of the charcoal iron Ferromagnetic material with a coercive field strength of 0.1 A / cm used became. The flow rate 0.2 in this case has a value of 1.6 A / cm. The one on the anchor The effective force Fa is now 0. "= io AW 4.2 g during excitation. By using of a ferromagnetic material with a smaller coercive force is therefore the force increased by a factor of 4.2.

Bei einer gegebenen Steilheit des Verlaufes der magnetischen Kraft längs des Luftspaltes ist der Abstand x" zwischen der Ausgangsstellung des Ankers und seinem Kippunkt proportional zur llebkraft F.. Die zum Ansprechen des Fallklappenrealis erforderliche mechanische Energie W" ist, wie bereits erwähnt, proportional dem Produkt F" - xa. Das gilt auch vom Wirkungsgrad; er ist somit bei polarisierten Relais proportional dem Quadrat der wirksamen Erregung 0,"-0, Bei dem der Fig. z zugrunde liegenden polarisierten Fallklappenrelais steigt somit der Wirkungsgrad um etwa einen Faktor iS an. Tatsächlich haben Versuche gezeigt, daß bei Verwendung von ferromagnetischen Materialien mit entsprechend kleiner Koerzitivfeldstärke der Wirkungsgrad gegenüber bisherigen Fallklappenrelais um einen Faktor 2o bis 5o verbessert werden konnte. Ähnliche Vorteile sind nicht nur bei polarisierten, sondern auch bei unpolarisierten, insbesondere vormagnetisierten Magnetsystemen erreichbar.Given a given steepness of the course of the magnetic force along the air gap, the distance x "between the starting position of the armature and its tipping point is proportional to the live force F .. The mechanical energy W" required to respond to the drop flap is, as already mentioned, proportional to the product F " - xa. This also applies to the efficiency; in the case of polarized relays it is proportional to the square of the effective excitation 0." - 0, in the case of the polarized drop flap relay on which FIG. In fact, tests have shown that when ferromagnetic materials with a correspondingly small coercive field strength are used, the efficiency can be improved by a factor of 2o to 5o compared to previous drop flap relays. Similar advantages can be achieved not only with polarized, but also with unpolarized, in particular premagnetized, magnet systems.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i. Fallklappenrelais mit geringer Ansprechdurchflutung, insbesondere weniger als 15 AW, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Verminderung der Erschütterungsempfindlichkeit das Umlaufsintegral der Koerzitivfeldstärke im Erregermagnetkreis kleiner ist als etwa 1/4 der Ansprechdurchflutung. PATENT CLAIMS: i. Drop flap relay with low response flux, in particular less than 15 AW, characterized in that, in order to reduce the vibration sensitivity, the orbital integral of the coercive field strength in the exciter magnetic circuit is less than about 1/4 of the response flux. 2. Fallklappenrelais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für den Erregermagnetkreis ferromagnetisches Material verwendet ist, dessen Koerzitivfeldstärke höchstens o,2 A/cm beträgt.2. Drop flap relay according to claim i, characterized in that ferromagnetic for the excitation magnetic circuit Material is used whose coercive field strength is at most 0.2 A / cm.
DEA18903A 1952-10-21 1953-10-04 Drop flap relay Expired DE931835C (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1008359B (en) * 1955-04-23 1957-05-16 Deutsche Telephonwerk Kabel Electromagnetic drop flap or drop indicator relay

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1008359B (en) * 1955-04-23 1957-05-16 Deutsche Telephonwerk Kabel Electromagnetic drop flap or drop indicator relay

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