DE950577C

DE950577C - Polarisiertes Relais

Info

Publication number: DE950577C
Application number: DEL15740A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Schroeder
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1953-06-05
Filing date: 1953-06-06
Publication date: 1956-10-11

Description

Die Erfindung betrifft ein polarisiertes Relais, insbesondere für Kleinfunkgeräte, vorzugsweise für in Fahrzeuge eingebaute Kleinfunkgeräte.

Bei Kleinfunkstatiootien, z. B. in Fahrzeugen, ist aus Raumersparnisgründen am Platz des Bedienenden nur ein Schaltgerät zur Fernbedienung mit der Hör- und Sprechanlage angeordnet, während die Hauptanlage, bestehend aus Sender, Empfänger mit Stromversorgungsgerät, an einem freien Platz in einem Nebenraum des Fahrzeuges untergebracht ist.

Die zur Einstellung der verschiedenen Sprechkanäle erforderlichen Quarze müssen aus hochfrequenztechnischen Gründen in der Nähe des Senders bzw. Empfängers angeordnet sein und müssen oft auch mittels Thermostat auf Tempe*- raturkonstanz gehalten werden. Infolgedessen müssen auch die Quarze wahlweise fern eingeschaltet werden, was bei einer geringen Kanalzahl normalerweise mittels Ankerrelais geschieht.·

Bei dem Wunsch nach Steigerung der Kanalzahl würde dies aber eine bedeutende Ansammlung von Ankerrelais bedeuten, eine Vermehrung der Zuleitungen sowie ständig fließenden Ruhestrom für die eingeschalteten Relais. Dies würde bei einem Fahrzeug wegen der begrenzten Stromquelle sehr nachteilig sein.

Es sind, auch Drehwähler bekannt, um bestimmte Kanäle auszuwählen. Diese erfordern aber besondere Vorrichtungen zur Erzeugung und Umsetzung von Impulsen, die sehr empfindlich sind und zumal für den Fahrzeugbetrieb keine genügende Erschütterungsfestigkeit haben¹.

Weiterhin sind Schalter bekannt, die unter Verwendung von Kleinstmotoren aufgebaut sind, welche aber einen größeren mechanischen Aufwand xo an beweglichen Teilen, wie Zahn- und Schneckenräder, Nebenwelle, Bremse, Auflaufkontakte und außerdem eine größere Anzahl von Zuleitungen erfordern.

Demgegenüber können mit· dem Relais gemäß vorliegender Anordnung bei wahlweiser Fernbetätigung z. B. zwölf Quarze oder Kanäle mit nur einem einzigen Relais eingeschaltet werden, welches mit nur drei Zuleitungen ferngesteuert und nach jeder Umschaltung automatisch stromlos wird. Dabei besteht der ganze Aufwand an mechanisch bewegten Teilen aus einer Achse, welche dreh- und längs verschiebbar gelagert ist.

Gemäß der Erfindung wird ein polarisiertes Relais verwandt, das dadurch gekennzeichnet ist, as daß der Magnetanker in Richtung seiner Achse verschiebbar und durch wahlweise Polarisierung zugeordneter Jochteile wahlweise in beide Drehrichtungen um seine Achse in eine Anzahl gewünschter fester Schaltstellungen drehbar ist. Die Polarisierung der Jochteile bzw. Pole erfolgt durch wahlweise Kombination von positivem, negativem und/oder gleichem Potential an den Enden der Polwicklungen.

Der Erregerkreis erhält nur während der Schaltbetätigung Strom, da das Relais nach jedem Schaltvorgang automatisch stromlos wird, so daß eine unnötige Belastung der Batterie vermieden ist. In Weiterbildung des Erfindungsgedankens wird der Anker mit Achse bzw. die zugeordneten Schaltkontakte bei Nichterregung der Pole durch eine Kronenrast arretiert, so daß das Relais auch im stromlosen Zustand gegen Verstellung durch Erschütterung gesichert ist. Zweckmäßigerweise erfolgt die Arretierung unter Wirkung einer entsprechend dem erforderlichen Kontaktdruck gewählten Federung, durch die zugleich der Anker aus dem Feld der Pole herausgezogen ist, während der Anker mit Schaltfeder im erregten Zustand der Pole entgegen der Federkraft in das Feld hineingezogen und die Arretierung durch die Kronenrast aufgehoben sowie die Schaltfeder(n) von den Kontakten abgehoben sind. Im Verfolg des Erfindungsgedankens ist die wahlweise einstellbare Polarisierung durch einen Kommandoschalter fernzubetätigen.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Fig. ι ist eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung im Schnitt; Fig. 2 bis 5 stellen Einzelheiten von Fig. ι dar; Fig. 6 ist eine schematische Ansicht eines Polarfsationsschemas gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 7 ist eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Kommandoschalters im Schnitt,·

Fig. 8 und 9 zeigen Einzelheiten von Fig. 7; Fig. 10 ist eine Einzelheit eines anderen Ausführungsbeispiels ;

Fig. 11 zeigt eine Schaltung in schematischer Darstellung für die Pol wicklungen;

Fig. 12 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel in schematischer Ansicht eines Polarisationsschemas gemäß dem weiteren Ausführungsbeispiel.

Der Drehanker 1 ist eine konische Magnetwalze, welche polarisiert und auf der Achse 2 befestigt ist. Diese Ankerachse ist in den Lagern 3 und 4 drehbar und in ihrer Längsrichtung verschiebbar angeordnet.

Um den Magnetanker herum ist ein lamelliertes Weicheisenjoch angeordnet, welches dem Magnetanker drei Pole 6, 7 und 8 um je 120⁰ versetzt entgegenstreckt. Diese Pole haben in ihrer Bohrung die gleiche Konizität wie der Magnetanker. Außerdem sind diese Pole zur wahlweisen Magnetisierung mit Kupferdraht bewickelt.

Der Magnetanker 1 wird durch die Federn 9 mit Knopf 10 in die gezeichnete Stellung hineingezogen, da er andernfalls schon durch seine Remanenz in das Spulenfeld, welches durch die drei Pole 6, 7 und 8 gebildet ist, heraufgezogen go würde.

Wenn man den Schalter 11 schließt und damit die Stromquelle 12 einschaltet, so werden durch den über die Spulen fließenden Strom die Pole 6, 7 und 8 magnetisch, und der Magnetkern 1 wird nach Überwindung der Federkraft 9 in das hierdurch gebildete Spulenfeld (wie gestrichelt angegeben) nach oben hineingezogen. Am oberen Ende der Magnetankerachse 2 ist mittels einer Isolierscheibe 13 eine Schaltfeder 14 befestigt, die an ihrer Kontaktstelle einen Edelkontakt trägt. Die Stromzuführung erfolgt über die Kontaktfeder 17. Rundherum auf einem Isolierring 15 sind die zwölf Kontaktstücke 16 ebenfalls mit Edelkontakten angeordnet, die mit den umzuschaltenden Quarzen verbunden werden.

Der Stift 18 durch die Magnetankerachse und die Kronenrast 19 arretieren die jeweils eingeschaltete Stellung im stromlosen Zustand. An Stelle einer Schaltebene können auch mehrere angeordnet sein.

Durch die Betätigung des Kommandoschalters (Fig. 7 bis 9) kommen der Reihe nach zwölf Schaltkombinationen, die eine entsprechende Polarisierung des Feldes und damit zwölf eindeutig feste Stellungen des Magnetankers gleichmäßig verteilt a,uf den Umfang zur Wirkung.

Das Schema in Fig. 6 zeigt die laufende Reihenfolge der Schaltkombinationen für die Polarisation der Wicklungen bei der in einer Drehrichtung gleichmäßig fortschreitenden sprungweisen Drehbewegung des Relaisschalters um je 30⁰.

Fig. 4 zeigt im Prinzip die Stellung des Ankers zu den Polschuhen bei der Stellung 4 (der in zyklischer Vertauschung die Stellung 2, 6, 8, 10

und 12 entsprechen), bei denen z. B. zwei Potentiale gleichen Vorzeichens und ein Potential entgegengesetzten Vorzeichens an den Feldwicklungen anliegen, also alle drei Pole angeschlossen sind. Hierdurch ist z. B. der Pol 7 wirkungslos, da an den Enden der Wicklung 7 gleiches (negatives) Potential vorhanden ist, und der Magnetanker stellt sich nur den beiden Polen 6 und 8 gegenüber ein.

Fig. 5 zeigt demgegenüber die Einstellung des-Magnetankers zu den Polschuhen bei der Stellung 3 (der in zyklischer Vertauschung die Stellungen 1, 5, 7, 9, 11 entsprechen), bei der immer nur ein Plus- und ein Minuspol an der Feldwicklung an-

liegen, während! der dritte Pol frei bleibt. Hierbei steht z. B. der Nordpol dem Pol 8 voll gegenüber, während der Südpol des Ankers sich den beiden Polen 6 und 7, die die gleiche Polarität habe», je zur Hälfte gegenüberstellt.

ao Der Kommandoschalter (Fig. 7 bis 9) besteht aus sechs Kontaktfedern 20, von denen je drei an beiden Seiten der Schaltwalze 21, welche zwischen zwei Lagerböcken drehbar gelagert ist, angefedert sind und mit Vorspannung anliegen. Die Schaltwalze besteht aus Isoliermaterial und hat entsprechend den Federn 20 Vertiefungen. Beim Drehen der Walze 21 werden die Federn 20 der Reihenfolge'nach freigegeben und gegen die Kontaktstücke 22 gedrückt, so daß hierdurch die in Fig. 6 aufgeführten Stellungen 1 bis 12 geschaltet werden.

Der Drehknopf 23 ist auf einer Achse 24 befestigt, welche in der Schaltwalze 21 längs verschiebbar gelagert ist. Gegen Verdrehung in der Walze ist die Achse durch den Stift 26 und den Schlitz 27 in der Walze geschützt.

Die Achse 24 läßt sich also mittels des Drehknopfes 23 in der Walze 21 längs verschieben, nimmt aber beim Verdrehen die Walze mit. Am anderen Ende der Achse 24 ist der Arm 28 mit dem Raststift 29 befestigt, welcher bei jeder der zwölf Schaltereinstellungen in je eines von den zwölf Löchern 30 im Lagerbock 25 eingreift.

Die Kontaktfeder H₀, welche mit der Gegenkontaktfeder H₆ isoliert befestigt ist, ist zugleich Blattfeder und drückt die Achse 24 nach jedem Schaltvorgang entgegen dem Handdruck wieder zurück. Dieser Kontaktfedersatz bildet den in Fig. 6 bezeichneten Schalter 11.

Die Arbeitsweise des Relais erfolgt folgendermaßen : Man drückt den Drehknopf 23 am Bedienungsschalter (Fig. 7 bis 9) in die Längsrichtung der Achse 21 hinein. Hierdurch wird der Schalter 11 bzw. die Kontakte H₀, H₆ geschlossen und die Stromquelle 12 eingeschaltet. Das Drehrelais bekommt jetzt Strom und hebt den Anker mit Kontaktfedern aus seiner Kronenrast in die punktiert gezeichnete Stellung ins Spulenfeld hinein. Hierbei hebt sich die Kontaktfeder 14 vom Kontaktstück 16 ab.

Der Drehknopf 23 am Kommandoschalter kann jetzt, nachdem der Stift 29 ebenfalls aus seinem Rastloch 30 herausgehoben ist, so verdreht werden, daß eine' der in Fig. 6 angegebenen zwölf Kombinationen gewählt werden kann, welche damit über die Zuführungsleitungen ABC eine beistimmte feste Stellung des Magnetankers und damit eine bestimmte Schalterstellung einstellt.

Beim Loslassen des Drehknopfes 23 wird der Raststift 29 durch die Kontaktblattfeder 11₀ in das zu der gewählten Kombination gehörende Rastloch 30 gedruckt. Hierdurch öffnet sich der Schalter 11, das Spulenfeld wird unmagnetisch und der Magnetanker durch die Feder 9 aus dem Spulenfeld herausgezogen. Dadurch wird die Schaltfeder 14 auf das zu der gewählten Stellung gehörende Kontaktstück 16 gedrückt, welches mit einem Quarz verbunden ist. Nach jedem Umschaltvorgang ist die' Drehrelaisschaltung automatisch stromlos.

Das Drehrelais und der Kommamdoschalter sind, jedter für sich, auch im stromlosen Zustand durch ihre Rasten gegen Verstellung durch Erschütterungen gesichert und sind durch die Anwendungsmöglichkeit von Edelkontakten gegen Oxydieren absolut betriebssicher.

Auch die stromlose unmittelbare Umschaltung des Drehrelais (z. B. für Prüfzwecke) ist ohne weiteres möglich, indem der Knopf 10 von Hand hineingedrückt und auf die gewünschte Stellung gedreht wird. Durch die Kronenrast wird das go Drehrelais auch in der neuen Einstellung mit Sicherheit gehalten.

An Stelle der Dreieckschaltung der Drehrelaisspulen kann auch die Sternschaltung angewendet werden. Hierbei würde das in Fig. 4 und 5 gezeigte Prinzip der Ankerstellungen miteinander vertauscht werden.

Nach dem gleichen Prinzip kann man auch ein fünfpoliges Drehrelais mit zwanzig festen Stellungen schalten, bei denen nur fünf Zuleitungen benötigt werden.

In Fig. 10 ist eine derartige Polanordnung schematisch dargestellt.

Fig. 11 zeigt die hierfür beispielsweise verwendbare Wicklung. Die verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten sind in der Fig. 12 dargestellt. Bei Einhaltung der hier aufgeführten Reihenfolge der Schaltkombinationen für die Schaltstellungen 1 bis 20 tritt eine in einer Drehrichtung gleichmäßig fortschreitende Verdrehung des Magnetankers um je i8° ein.

- Würde man die Quarze ähnlich einer Dezimaloder Dekadenkombination schalten, so könnte man mit zwei dreipoligen Systemen und zwei Kommandoschaltern, über nur sechs Zuleitungen und insgesamt zwölf Quarzen 12 X 12 = 144 verschiedene Kanäle ferneinstellen.

Mit zwei fünfpoligen Systemen wären über nur zehn Zuleitungen 20 X 20 = 400 verschiedene Kanäle wählbar.

Die Erfindung ist .selbstverständlich nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern für alle Arten von Schaltungen anwendbar, bei denen es auf eine größere Zahl von Schaltstellungen ankommt, welche insbesondere fernbetätigt werden sollen.

Es können ζ. B. auch mehrere Drehrelais, welche örtlich voneinander getrennt in verschiedenen, in sich abgeschlossene Kammern oder Räume angeordnet sind, mit nur einem Kommandoschalter zugleich synchron ferngesteuert werden.

Claims

Patentansprüche:

ίο i. Polarisiertes Relais, insbesondere für

Kleinfunkgeräte, vorzugsweise für in Fahrzeugen eingebaute Kleinfunkgeräte, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker in Richtung seiner Achse verschiebbar ist und durch

wahlweise Polarisierung zugeordneter Jochteile wahlweise im beiden Drehrichtungen um seine Achse in eine Anzahl gewünschter Schaltstellungen drehbar ist.
2. Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisierung der Jochteile bzw. Pole durch wahlweise Kombination von positiven, negativen und/oder gleichen Potentialen an den Enden der Polwicklung erfolgt.
3. Relais nach Anspruch ι oder 2, dadurch as gekennzeichnet, daß der Erregerkreis nur während der Schaltbetätigung Strom erhält.
4. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker mit Achse bzw. die zugeordneten Schaltkontakte bei Nichterregung der Pole durch eine Kronenrast arretiert sind.
5. Relais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Schaltfeder an dem der Kronenrast zugeordneten Ende der Achse, vorzugsweise mit Hilfe einer Isolierscheibe, angebracht ist, deren Kontaktetücke auf mindestens einem Isolierring angebracht sind, der von der Achse durchsetzt ist.
6. Relais nach Anspruch 4 oder S, dadurch gekennzeichnet, daß die Arretierung unter Wirkung einer entsprechend dem erforderlichen Kontaktdruck gewählten Federung erfolgt, durch die zugleich der Anker aus dem Feld der Pole herausgezogen ist, während der Anker mit Schaltfeder im erregten Zustand der Pole entgegen der Federkraft in das Feld hineingezogen und die Arretierung der Kronenrast aufgehoben sowie die Schaltfeder(n) von dem (den) Kontaktien) abgehoben sind.
7. Relais nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strom- bzw. Spannungszuführung für die Schaltfeder(n) über eine Kontaktfeder erfolgt.
8. Relais nach einem der vorhergehenden An-Sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetanker und die Jochstücke bzw. Pole konisch ausgebildet sind.
9. Relais nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das der Kronenrast abgewandte Endö der Achse so weit aus dem Gehäuse herausragt, daß der Anker vorzugsweise-mit Hilfe eines auf dem Achsstummel angebrachten Drehknopfes auch ohne Einschaltung der Erregung bzw. der wahlweisen Polarisierung von Hand in die gewünschte Schaltstellung einschaltbar ist.
10. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß den Kontaktstücken Quarze zugeordnet sind,
11. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polwicklungen im Stern oder Dreieck geschaltet sind.
12. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wahlweise einstellbare Polarisierung durch einen Kommandoschalter fernzubetätigen ist.
13. Relais nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisationsstromkreise durch auf der Schaltachse des Kommandoschalters angebrachten Nocken oder Vertiefungen und zugeordnete Kontaktstücke schaltbar sind.
14. Relais nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltwalze ein Drehknopf mit Achse zugeordnet ist, der in der Schaltachse längs verschiebbar gelagert ist.
15. Relais nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Schalterdrehknopfes gegen Verdrehung durch einen Ansatz, insbesondere einen Stift und einem in der Scbaltwalze vorhandenen Schlitz, gegen Verdrehung geschützt ist und beim Drehen die Walze mitnimmt.
16. Relais nach einem der Ansprüche 14 und

15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalterachse mit Drehknopf nach jeder Schaltstellung durch eine gleichzeitig als Kontaktfeder zum Anlegen der Erregerspannung dienende Feder, vorzugsweise Blattfeder,· entgegen dem Handdruck zurückgedrückt wird.
17. Relais nach einem der Ansprüche 12 bis

16, dadurch gekennzeichnet, daß an dem freien Ende der Achse des Kommandoschalters ein Arm mit Raststift befestigt ist, welcher bei jeder Schaltstellung in eine entsprechende Rast eingreift.
18. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammlerbatterie des Fahrzeuges als Stromquelle für das Relais benutzt wird.
19. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Kombination mehrerer Relais mit einem oder mehreren Kommandoschaltern.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

® 509 699/396 3.56 (609 644 10.56)