DE948887C - Elektromagnetisches Relais - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 6. SEPTEMBER 1956

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Elektromagnetisches Relais

Die Erfindung betrifft elektromagnetische Relais, im besonderen der in Selbstanschlußfernsprechämtern verwendeten Art. Die Entwicklung auf diesem Gebiet hat zu hohen Anforderungen an die Relais geführt. Das wichtigste Erfordernis besteht darin, daß die Relais eine lange Lebensdauer haben und billig sein müssen. Für die Berechnung der Kosten wurden die Einzelteilherstellung, der Zusammenbau, die Justierung und das Anschließen berücksichtigt. Betrachtet man die Lebensdauer, dann ist es erwünscht, daß die Eigenschaften des Relais sowohl für eine große Anzahl Betriebsvorgänge als für eine lange Zeit soweit wie möglich konstand sind, was geringe Wartung bedingt. Um die Kosten der Einzelteilfertigung niedrig zu halten, ist es erforderlich, den Umfang der Serienproduktion so groß wie möglich zu bemessen. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, nur eine oder einige Relaistypen herzustellen, die durch Änderung oder Zusatz eines Teiles unterschiedliche Eigenschaften erhalten können. Die Zusammenbaukosten hängen von der Form und der Zahl der Teile ab*. Es ist besonders wichtig, geeignete Steuerungsorgane, z. B. für die Federgruppen, zu er-

halten. Es ist weiterhin so wenig Justierung wie möglich erwünscht. Sogar wenn die Relais einer Fertigungsserie in derselben Weise erzeugt werden, tritt eine bestimmte Zufallsverteilung von Eigenschäften auf, die erst in vielen Fällen eingestellt werden müssen, da bestimmte Bedingungen für viele Relais hinsichtlich des Betriebes und des Abfallens vorhanden sind. Es ist beispielsweise erwünscht, bestimmte Relais für bestimmte Stromwerte (Anziehen und Abfallen) einzustellen. Diese Stromwerte hängen von den Stromkreisen ab, in denen die Relais betätigt werden sollen. Außerdem ist es häufig zweckmäßig, den Anzugsstrom und den Abfallstrom unabhängig voneinander' einzustellen. Es ist sogar der Wunsch vorhanden, die Abfall- und Anzugszeiten einzustellen.

Bei der Herstellung von Relais ist die Haupteinstellung dieser Eigenschaften bisher gewöhnlich mit Hilfe von Federgruppen erreicht worden. Der Kontaktdruck und der Kontaktabstand wurden dadurch eingestellt, daß die Federn mit Hilfe eines Einstellwerkzeugs gebogen wurden. Diese Einstellung wurde teilweise bei losen Federbaueinheiten vorgenommen und zum Teil mit den Baueinheiten in den Relais. Eine solche Einstellung ist jedoch ziemlich zeitraubend und teuer und erfordert außerdem eine große Handgeschicklichkeit. Die Möglichkeit der Änderung der Polkontaktstücke ist ebenso wie die Änderung des Ankerdruckes, die freie Bewegung und das Anheben der Federbaueinheit verwendet worden. Da die Federbaueinheiten verhältnismäßig teuer hinsichtlich der Einstellung und des Zusammenbaues sind, ist es erwünscht, die Herstellung weitgehend zu mechanisieren und eine solche Konstruktion zu wählen, daß möglichst wenig Einstellarbeit erforderlich ist. Die Einstellung der Eigenschaften des Relais, die früher an den Federbaueinheiten vorgenommen wurde, muß deshalb in einer anderen leichteren Weise geschehen. Man hat auch ein Relais vorgeschlagen, bei dem der Anker durch magnetische Abstoßungskräfte in seiner Bewegung unterstützt wird. Zur Erzielung dieser Wirkung ist es erforderlich, dem Anker einen an einem einstellbaren Hilfsjoch sitzenden Hilfspol zuzuordnen.

Bei den genannten Konstruktionen werden die Bewegung des Ankers und die Eigenschaften des Relais bei geringer Änderung des Luftspalts zwischen der Poloberfiäche des Kernes und dem Anker in angezogenem Zustand beeinflußt, z. B. durch Abnutzung der Polkontaktstücke. Es ist auch ein Relais bekannt, bei dem der Abstand zwischen Poloberfläche und Anker durch eine am Anker angeordnete Schraube einstellbar ist. Bei dieser Konstruktion schlägt die Spitze der Schraube gegen die Poloberfläche bei der Anzugsbewegung des Ankers. Wegen der Abnutzung und Deformation dieser Spitze wird der Abstand zwischen Poloberfläche und Anker nicht konstant sein. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Konstruktion, mit der dieser Luftspalt leicht eingestellt werden kann, ohne die Bewegung des Ankers und ohne den Hub der Kontaktfedern zu beeinflussen und ohne die Teile in dem magnetischen Kreis zu ändern oder in irgendeiner Weise zu verformen. Die neue Konstruktion ist dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Teil an dem Anker an der von der Poloberfläche weggewandten Seite einstellbar befestigt ist und daß dieser Teil am Ende der Anzugsbewegung einen von dem Kern getrennten Anschlag berührt, wodurch eine weitere Bewegung des Ankers verhindert wird.

Die Erfindung wird nun ausführlich im Zusammenhang, mit den anliegenden Zeichnungen erklärt, die ein Beispiel eines elektromagnetischen Relais nach der Erfindung darstellen. Es zeigt

Fig. ι eine Seitenansicht des Relais, wobei einige Teile zum Zwecke der Deutlichkeit weggelassen wurden,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Rahmens, der das Relais umgibt und nur teilweise in Fig. ι dargestellt ist,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht verschiedener Einzelteile des Eisenkreises des Relais, Fig. 4 eine Federbaueinheit und

Fig. 5 einen Einzelteil eines Relais mit Vorrichtungen für die Belastungseinstellung.

Der in Fig. 1 mit der Bezugsziffer 9 bezeichnete Relaiskern ist mit einer Mutter 1 (Fig. 1 und 3) an dem Relaiswinkel 2 angebracht. An diesem ist der _go in Fig. 2 gezeigte Rahmen 14 befestigt, der das Relais einschließt. Der Anker 4 wird durch die Relaiskante getragen. Der Anker ist seitwärts durch einen Befestigungshaken 3 geführt, der mit dem Winkel 2 vernietet ist. Das Lager des Ankers ist so gebaut, daß es nicht gleiten kann. Der Haken 3 kann sogar ein Teil des Relaiswinkels 2 sein. Ein zusätzlicher Teil ist an dem Anker 4 mit der Schraube 7 befestigt, der als Ankerwinkel 5 in dem gezeigten Beispiel ausgebildet ist und die Kraft mit Hilfe von drei Schrauben 8 auf drei parallele Federbaueinheiten überträgt, von denen zwei auf der einen Seite des Kerns und eine auf der anderen Seite angeordnet sind. Alle von ihnen sind durch den Rahmen geschützt (Fig. 2). Der Anker 4 und der Ankerwinkel 5 werden, an dem. Relaiswinkel 2 durch eine Schraubenfeder 20 gehalten, die an. dem Befestigungshaken 3 und an dem Ankerwinkel befestigt ist. Die Schraube 7 hält auch eine Schutzschraube, die erforderlichenfalls verwendet wird, um den Verschleiß zwischen, dem Ankerwinkel und dem Rahmenlappen 15 (Fig. 2) zu vermindern, wobei dieser als Anschlag für die Anzugsbewegung dient. Der Anschlag für den Abfall besteht aus einem Lappen 16 an dem Rahmen 14. Der Lappen 16 kann so gebogen sein, daß die Bewegung des Ankerwinkels geändert wird. Die Federbaueinheiten 17 (Fig. 4) werden durch in einen Winkel 2 (Fig. 3) gedrückte, absatzartige Teile und an. dem Rahmen. 14 durch nach unten gebogene Lappen in iao Warzen gepreßt geführt (Fig. 2). Die Federbaueinheiten werden von vorn hineingeschoben und jeweils gegen den Relaiswinkel durch eine Feder 18 (Fig. 4) gedrückt, so daß die Federbaueinheiten ohne beträchtliche Änderung der Rückhaltekraft schrumpfen und sich ausdehnen können. An dem

weiter entfernten Ende ist jede Federbaueinheit durch einen Lappen oder Zunge 28 befestigt, der von dem Rahmen. 14 abgebogen ist. Wenn die Federbaueinheiten hineingeschoben werden, tritt der Lappen 28 in ein Loch in dem Ende 29 eines Federbaueinheitsrahmens 30 ein, der die Federbaueinheit zusammenhalt. Durch eine kleine Drehung des Lappens 28 wird die Federbaueinheit in einer bestimmten Längsstellung befestigt. Die Federbaueinheiten können eingebaut oder entfernt werden, wenn das Relais montiert ist, da die Federbaueinheiten nicht von den Seiten oder von oben genähert werden müssen, wie es im allgemeinen bei den üblichen Befestigungsverfahren der Fall ist, sondem von der vorderen und der hinteren. Seite.

Fig. ι zeigt .das Relais im angezogenen Zustand. Da die Lappen 27 an dem Anker 4 gebogen werden können, kann der Anker leicht in solcher Weise eingestellt werden, daß er parallel zu der Polober-

ao fläche mit einem Luftschlitz von beispielsweise 0,1 mm verläuft. Gewöhnlich ist zwischen der Poloberfläche und dem Anker ein Polblech, ein Polschuh oder eine Polschraube vorhanden. Bei der Auswechslung oder Änderung des Polbleches od. dgl. wird die senkrechte Bewegung der Abhebestreifen und die freie Bewegung des Ankers geändert., was unerwünscht ist, da es eine neue Einstellung erfordert. Bei den dargestellten Relais ist, wie bereits erwähnt, die Bewegung des Ankers bei seinem Anzug nicht durch das Ende des Kernes oder der Polfläche 10 begrenzt, wie es gewöhnlich der Fall bei anderen Relais ist, sondern durch den Lappen 15, der die Ankerbetätigung begrenzt. Durch Einschrauben der Schraube 7 kann der Luf tspalt 26 in angezogenem Zustand geändert werden, ohne die Stellung der Schrauben 8 und der Anhebestreifen 19 zu ändern. Der Ankerwinkel kann mit einer Skala rings um den Schraubenkopf versehen sein, so daß die Größe des Luftspaltes direkt angezeigt wird.

Der Ankerwinkel 5 ist an dem Anker 4 in solcher Weise aufgehängt, daß er sich um die Kante 31 bewegen kann. Die Feder 20 bewirkt, daß der Ankerwinkel an der Rückseite des Ankers in einer durch die Schraube 7 bestimmten Lage gehalten wird. Die Zunge 32 an dem Ankerwinkel kann gebogen werden, um den Ankerdruck, d. h. die Abfallkraft des Ankers, einzustellen. Das Anheben der Anhebestreifen 19 der Federbaueinheit kann mit Hilfe der Schrauben 8 eingestellt werden. Bei einer anderen Konstruktion (Fig. 5) können die Anhebestreifen direkt durch die Zunge des Ankerwinkels 5 betätigt werden. In diesem Fall muß diese Zunge gebogen werden.

Die Begrenzung der Ankerbewegung während des Abfallens wird mit Hilfe des Lappens 16 an dem Rahmen erreicht. Auf diese Weise' wird die Stellung des Ankerwinkels im abgefallenen Zustand von der Einstellung der Schraube 7 unabhängig. Der Lappen 16 kann gebogen werden, um die freie Bewegung zwischen dem Ankerwinkel und dem Anhebestreifen einzustellen. Wenn der Winkel 5 durch den Lappen 16 angehalten wird, kann sich der Anker 4 noch bewegen. Diese Bewegung wird durch die Feder 20 gedämpft. Auf diese Weise prallt der Ankerwinkel weniger auf als bei direkter Befestigung an dem Anker. Die Einstellung des Luftspaltes 26 mit Hilfe der Schraube 7 bewirkt eine große Änderung der Anzugskraft des Relais, d. h. der Kraft in angezogenem Zustand, und auf diese Weise eine Änderung des begrenzenden Stromes für das Abfallen und der Abfallzeit. Jedoch wird weder der Begrenzungswert für den anziehenden Strom noch die Anzugszeit beträchtlich geändert.

Für Relais, für die eine Einstellung des Anzugstromes ebenso wie der Anzugszeit gewünscht wird, kann eine Belastungseinstellung, wie sie z.B. in Fig. 5 dargestellt ist, vorgesehen sein. Wenn das Relais abgefallen ist, wird die Platte 21 unter einer bestimmten Spannung mit Hilfe der Schraubenfeder 22 gegen eine Zunge 23 gehalten. Die Spannung der Feder kann durch Biegen der Zunge 24 reguliert werden. In abgefallenem Zustand ist eine gewisse Lockerheit zwischen der Platte 21 und dem Ankerwinkel 5 vorhanden, so daß der Ankerwinkel erst nach einer bestimmten Bewegung betätigt wird. Der Betrag dieser freien Bewegung kann durch Biegen der Zunge 23 reguliert werden. Der Betrag der Ankerbewegung, während der die Belastung einwirkt, hängt somit von dem Raum 25 zwischen der Platte 21 und der Nase an der Zunge 23 ab. Die Abfallzeit kann durch Einfügen eines Kupferrohres od. dgl. außen über den Kern beträchtlich verlängert werden. Sogar, wenn dieses allgemein bekannte Verfahren zur Verlängerung der Abfallzeit benützt wird, kann die Einstellung des Luftspaltes mit Hilfe der Schraube 7 mit Vorteil angewandt werden.

Die Anzugskraft des Relais sowie die Anzugs- oder auch die Abfallzeit kann durch Änderung der Größe der Poloberfläche 10 variiert werden. Eine große Poloberfläche ergibt gewöhnlich eine größere Anzugskraft als eine kleinere, bevor die Sättigung in dem Eisenkreis auftritt. Bei der vorher beschriebenen Relaiskonstruktion ist es sehr einfach, ohne Änderung anderer Teile lediglich durch Änderung des Kernes beträchtlich unterschiedliche Eigenschaften zu erhalten.

Einige weitere Einzelheiten, die vom magnetischen Gesichtspunkt aus von Bedeutung sind, sollen noch erwähnt werden. Durch Biegen einer Platte wird im allgemeinen eine Schwächung in der Biegestelle hervorgerufen. Um dies zu vermeiden, wird eine Zusammenpressung des Flusses bewirkt und der gebogene Teil des Relaiswinkels 2 (Fig. 2) breiter gemacht als sein engster Teil. Zur Vergrößerung der Fläche in dem engsten Abschnitt des Eisenkreises ist ein Lappen 33 des Rahmens nach unten gebogen worden, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Der Lappen kann sogar weiter nach unten reichen und auf diese Weise die Querschnittsfläche für den Fluß vergrößern. Der Lappen wird gegen den Rahmen durch die Mutter 1 gedrückt, die den Kern an- de-i Relaiswinkel befestigt. Diese Konstruktion macht auch den Rahmen

stärker. Der Relaiswinkel und der Rahmen können durch Ziehen oder Biegen aus einem Stück hergestellt werden. Es kann auch eine dünnere Platte verwendet werden, wenn ein Luftspalt für den Fluß durch den Rahmenteil vermieden wird.

Durch Herstellung des Ankerwinkels S aus magnetischem Material kann ein Teil des Flusses veranlaßt werden, durch den Rahmen über den Lappen 15 zu dem Ankerwinkel und dem Anker zu

1.0 verlaufen. Auf diese Weise kann eine höhere Rückhaltekraft des Relais erhalten werden. Die Ausbildung eines ovalen Loches 34 in dem Relaiswinkel (Fig. 3) bewirkt eine beträchtliche Verminderung der Streuung zwischen dem Kern und dem Relaiswinkel.

Die Gestalt der Lageroberfläche des Ankers ist von großer Wichtigkeit für die magnetischen und mechanischen Eigenschaften des Relais. Bei der in Fig. ι gezeigten Relaisform ist das Lager so gebaut, daß der Winkel 35 zwischen den Lagerflächen ein Moment in solcher Richtung ausübt, daß die Anzugskraft des Relais vergrößert wird.

Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, hat der Rahmen 14, der das Relais umgibt, mehrere Aufgaben zu erfüllen. Er dient als Führung für die Bewegung der Federbaueinheiten und als Begrenzung für die Anzugs- und Abfallbewegungen des Ankers und kann sogar zur Befestigung der Belastungsregelvorrichtungen benutzt werden. Außerdem bildet er einen mechanischen Schutz für das Relais. Zusammen mit dem Relaiswinkel 2 bildet der Rahmen 14 sogar eine sehr gute magnetische Abschirmung, so daß das Relais nicht beeinflußt wird, noch andere in der Nähe montierte Relais beeinflußt werden. Der Rahmen kann sogar noch mehr Funktionen haben, z. B. kann die Vorderkante so ausgebildet sein, daß sie anzeigt, ob der Anker angezogen wird oder abfällt. Außerdem können die Lappen herausgebogen werden, wobei der Anker am Abfallen, z. B. während des Transports od. dgl., gehindert wird.

Claims (10)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Elektromagnetisches Relais mit einstellbarem Abstand zwischen der Poloberfläche des Kernes und dem Anker in angezogenem Zustand, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Teil (5) an dem Anker (4) an der von der Poloberfläche weggewandten Seite einstellbar befestigt ist und daß dieser Teil am Ende der Anzugsbewegung einen von dem Kern getrennten Anschlag (15) berührt, wodurch eine weitere Bewegung des Ankers verhindert wird.
2. 2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Teil an dem Anker mit Hilfe einer Stellschraube (7) befestigt ist, wobei die Einstellung dieser Schraube den Abstand zwischen der Polfläche des Kernes und dem Anker in angezogenem Zustand bestimmt.
3. 3. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (15) aus einem Lappen an einem Rahmen (14) besteht, der das Relais und seine Federbaueinheiten einschließt.
4. 4. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche Teil aus einem Ankerwinkel (5) besteht, der die Ankerbewegung auf die Kontaktfedern in den Federbaueinheiten (17) des Relais zu überträgt.
5. 5. Relais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerwinkel (5) die Abhebestreifen (19) in den Federbaueinheiten betätigt.
6. 6. Relais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbaueinheiten (17) des Relais zwischen dem Rahmen (14) und dem Ankerwinkel (2) angeordnet und mit einer Längsfeder versehen sind, welche die Federbaueinheiten gegen den Ankerwinkel drücken.
7. 7. Relais nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des zusätzlichen Teiles (5) in dem abgefallenen Zustand des Ankers ebenfalls durch einen Lappen (16) an dem Rahmen (14) begrenzt ist.
8. 8. Relais nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (4) und der zusätzliche Teil (5) miteinander so verbunden sind, daß sich der Anker noch bewegen kann, wenn der zusätzliche Teil durch den Lappen (16) angehalten wird.
9. 9. Relais nach Anspruch 4 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ankerwinkel (5) so angeordnet ist, daß er während der Anzugsbewegung des Ankers nach einem bestimmten Teil dieser Bewegung durch die Kraft einer Feder (22) belastet wird, die mittels einer Zunge (24) an dem Rahmen befestigt ist.
10. 10. Relais nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge (24) so angeordnet ist, daß sie zur Einstellung der Spannung der Feder (22) gebogen wird.

    In Betracht gezogene Druckschriften: Britische Patentschrift Nr. 465 133.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen