DE1001769B - Electromagnetic relay with - Google Patents

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf elektromagnetische Stromrelais, die als Anzugankerrelais bekannt sind und einen magnetischen Kernaufbau, auf dem eine Erregerwicklung angebracht ist, und einen Anker aufweisen, der gegen Polstücke des Kernes gezogen wird, wenn die Wicklung durch einen elektrischen Strom erregt wird.The invention relates to electromagnetic power relays known as pull-in relays and a magnetic core structure on which an excitation winding is mounted and having an armature, which is pulled against pole pieces of the core when the winding is driven by an electric current is excited.

Bekannte Relais dieser Art besitzen gewöhnlich einen magnetischen Kernaufbau mit einem Paar von Kernen, von denen jeder an dem einen Ende an einem gemeinsamen Joch oder einem Unterlagestreifen und an dem anderen Ende an einem Polstück befestigt ist. Eine Erregerwicklung ist vorgesehen, die, wenn sie mit elektrischem Strom versorgt wird, bewirkt, daß ein Anker, der zusammen mit dem Kernaufbau. den magnetischen Kreis vervollständigt und mittels eines Schwenkzapfens od. dgl. angebracht ist, gegen die Polstücke gezogen wird, wobei er sich um seinen Schwenkzapfen od. dgl. dreht, bis er mit vorderen Anschlägen in Form von nichtmagnetischen Stiften in Berührung kommt, die etwas aus den Polstücken hiervorragen. Diese Bewegung des Ankers bewirkt das öffnen von bestimmten elektrischen Kontakten und bzw. oder das Schließen von anderen Kontakten.Known relays of this type usually have a magnetic core structure comprising a pair of cores each attached at one end to a common yoke or shim and at the other end to a pole piece. An excitation winding is provided which, when supplied with electrical power, causes an armature to be integral with the core structure. The magnetic circuit completes and is attached by means of a pivot pin or the like, is pulled against the pole pieces, whereby it rotates about its pivot pin or the like until it comes into contact with front stops in the form of non-magnetic pins that slightly off the pole pieces protrude here. This movement of the armature causes certain electrical contacts to open and / or other contacts to close.

Solche Kernaufbauten besitzen den Nachteil, daß der Anker notwendigerweise eine wesentliche Größe besitzt, damit er die beiden Polstücke überbrückt und demgemäß langsam anspricht und während seiner Bewegung eine wesentliche Trägheit besitzt, und daß, wenn der Anker sich den Polstücken nähert, die magnetische Anziehungskraft wächst und die Geschwindigkeit, mit welcher der Anker sich den Polstücken nähert, ebenfalls wächst, mit dem Ergebnis, daß er auf die vorderen Anschläge mit beträchtlicher Kraft aufschlägt.Such core structures have the disadvantage that the anchor is necessarily of substantial size possesses so that it bridges the two pole pieces and accordingly responds slowly and during its movement has a substantial inertia and that as the armature approaches the pole pieces, the magnetic attraction grows and the speed with which the armature attaches to the pole pieces approaches, also grows, with the result that he attacks the front stops with considerable Strikes force.

Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines Relais der beschriebenen Art mit einem magnetischen Kreis, bei welchem diese Nachteile auf ein Minimum herabgesetzt oder ausgeschaltet sind.The purpose of the invention is to create a relay of the type described with a magnetic circuit, in which these disadvantages are reduced to a minimum or eliminated.

Gemäß der Erfindung besteht der magnetische Kreis aus einem oder mehreren äußeren Kernen und einem inneren Kern, die parallel zueinander angeordnet sind, einem Joch, das ein Ende jedes dieser Kerne überbrückt, einem mit einer Öffnung versehenen Polstück, das an dem anderen Ende des äußeren Kernes bzw. an den anderen Enden der äußeren Kerne und senkrecht dazu befestigt ist, wobei die öffnung in axialer Ausrichtung mit dem inneren Kern liegt, und einem Anker, der aus einer ebenen Platte besteht, die axial in dieser Öffnung oder gegen sie bewegbar ist und eine Bohrung aufweist, durch welche sich ein axial vorstehender Vorsprung des inneren Kernes erstreckt.According to the invention, the magnetic circuit consists of one or more outer cores and one inner cores arranged parallel to each other, a yoke bridging one end of each of these cores, an apertured pole piece attached to the other end of the outer core, respectively attached to the other ends of the outer cores and perpendicular thereto, with the opening in axial alignment with the inner core, and an anchor, which consists of a flat plate, axially in this Opening or movable against it and has a bore through which an axially protruding Protrusion of the inner core extends.

Der Zapfen des inneren Kernes kann vorzugsweise einen geringeren Querschnitt als die Fläche besitzen, Elektromagnetisches Relais
mitThe pin of the inner core can preferably have a smaller cross-section than the surface, electromagnetic relay
with

x«*lx «* l

Anmelder:Applicant:

Westinghou.se Brake & Signal Company
Limited, LondonWestinghou.se Brake & Signal Company
Limited, London

Vertreter: Dr. E. Wiegand, München 27,Representative: Dr. E. Wiegand, Munich 27,

und Dipl.-Ing. W. Niemann,
Hamburg 1, Ballindamm 26, Patentanwälteand Dipl.-Ing. W. Niemann,
Hamburg 1, Ballindamm 26, patent attorneys

Beanspruchte Priorität;
Großbritannien vom 27. Januar 1955Claimed priority;
Great Britain January 27, 1955

Leslie Joseph Lockett, London
ist als Erfinder genannt wordenLeslie Joseph Lockett, London
has been named as the inventor

über die er hinausragt, und es kann vorteilhaft eine ebene Rückplatte aus nichtmagnetischem Material an einer Seite des Ankers befestigt sein, so¹ daß, wenn das Relais erregt wird, diese Platte sich an dem freien Ende des inneren Kernes anlegt.over which it extends, and it may advantageously have a flat back plate of non-magnetic material on a side of the armature to be attached, so that ^1, when the relay is energized, this plate rests on the free end of the inner core.

Eine Ausführungsform der Erfindung, die zur Verwendung als Codefolgerelais in codierten Gleichstromkreissystemen für Eisenbahnen geeignet ist, wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnung erläutert.An embodiment of the invention for use as a code sequence relay in coded DC circuit systems is suitable for railways, is shown below, for example, with reference to the drawing explained.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht des Relais;
Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie A-A der Fig. 1;Fig. 1 shows a view of the relay;
FIG. 2 shows a section along the line AA of FIG. 1;

Fig. 3 ist ein Teilschnitt nach der Linie B-B der Fig.l;Fig. 3 is a partial section along the line BB of Fig.l;

Fig. 4 ist ein Teilschnitt nach der Linie C-C der Fig. 1.FIG. 4 is a partial section along the line CC of FIG. 1.

In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same parts are provided with the same reference numerals.

Der Kernaufbau des Relais weist einen waagerecht angeordneten inneren Kern 1 und zwei äußere Kerne 2 und 3 auf, die parallel mit dem inneren Kern liegen und von denen der eine über und der andere unter dem inneren Kern, jedoch in gleicher Ebene angeordnet sind. Die Kerne können zweckmäßig die Form runder Stangen aus geeignetem magnetisierbarem Material besitzen, Auf dem inneren Kern 1 ist eine Arbeitswicklung 4 angebracht. Die drei Kerne sind jeweils mit einem Ende an einem Joch 5 aus ähnlichemThe core structure of the relay has a horizontally arranged inner core 1 and two outer cores 2 and 3 which are parallel to the inner core and of which one is above and the other is below inner core, but are arranged in the same plane. The cores can expediently have a more rounded shape Have rods made of suitable magnetizable material. On the inner core 1, a working winding 4 is attached. The three cores are each with one end on a yoke 5 of the like

609· 768/234609 768/234

Material befestigt, während an den anderen. Enden der beiden äußeren Kerne 2 und 3 ein Polstück 6 befestigt ist, welches sie überbrückt und welches mit einer kreisförmigen Öffnung 7 versehen ist, die in axialer Ausrichtung mit dem inneren Kern 1 liegt. Ein Zapfen 8 von verringertem Durchmesser ragt in axialer Richtung von der senkrechten Fläche des freien Endes des inneren Kernes 1 vor.Material attached while attached to the other. end up the two outer cores 2 and 3, a pole piece 6 is attached, which bridges them and which with a circular opening 7 which lies in axial alignment with the inner core 1. A pin 8 of reduced diameter protrudes in the axial direction from the vertical surface of the free end of the inner core 1 before.

Die beiden äußeren Kerne werden an den dem Polstück 6 benachbarten Enden durch eine senkrecht angeordnete ebene Befestigungsplatte 9 aus Messing getragen, die im Abstand und parallel zu dem Polstück 6 angeordnet ist und eine waagerechte Öffnung 10 besitzt, in welche der Zapfen 8 des inneren Kernes 1 ragt. Das Joch 5 wird von einer ähnlichen Befestigungsplatte 11 getragen.The two outer cores are arranged vertically at the ends adjacent to the pole piece 6 by a flat mounting plate 9 made of brass, which are at a distance from and parallel to the pole piece 6 is arranged and has a horizontal opening 10 into which the pin 8 of the inner core 1 protrudes. The yoke 5 is carried by a similar mounting plate 11.

Nahe dem oberen Ende der Befestigungsplatte 9 befindet sich ein fester Balken 12 aus Isoliermaterial, der sich waagerecht und symmetrisch nach jeder Seite der senkrechten Ebene, in welcher die Kerne liegen, erstreckt. An den gegenüberliegenden senkrechten Seiten des Balkens 12 sind sich von ihm nach unten erstreckende feste Federkontakte 13 und ihre Halter 14 befestigt, durch welche die Kontaktdrücke in bekannter Weise eingestellt werden können. Ein Kontaktbetätigungsbalken 15 in Form einer ebenen Isolierstoffplatte ist an jedem Ende durch ein Paar von ebenen biegsamen Beryllium-Kupferbändern 16 an dem Balken 12 so aufgehängt, daß die Balken 12 und 15 gewöhnlich annähernd in derselben senkrechten Ebene liegen. An der Mitte des Kontaktbetätigungsbalkens 15 ist ein Anker 17 in Form einer ebenen magnetiSiierbaren Metallscheibe befestigt, die so liegt und so bemessen ist, daß sie sich in axialer Ausrichtung mit der Öffnung 7 im Polstück 6 befindet, in weleher sie sich axial bewegt, wenn die Wicklung 4 erregt und enterregt wird, wobei der vorstehende Zapfen 8 des inneren Kernes 1 sich durch in axialer Ausrichtung befindliche Bohrungen 18 und 19 des Ankers 17 bzw. des Kontaktbetätigungsbalkens 15 erstreckt. Eine ebene Platte 28 aus nichtmagnetischem Material ist an derjenigen Seite des Ankers 17 befestigt, die der senkrechten Flache des freien Endes des inneren Kernes 1 benachbart ist. An dem Kontaktbetätigungsbalken 15 sind an Stellen, die zwischen den obengenannten festen Kontakten 13 liegen, Kontakte 20 befestigt, welche die beweglichen Kontakte des Relais bilden, und mit denen elektrische Verbindungen mittels biegsamer geflochtener Metalleitungen 21 hergestellt werden, deren andere Enden an geeigneten Anschlußstücken oder -klemmen 22 befestigt sind. An jedem Ende des festen Balkens 12 ist eine Blattfeder 23 befestigt, deren freies Ende auf das entsprechende Ende des Kontaktbetätigungsbalkens 15 drückt. Diese Federn liefern die Vorspannkraft, welche den Kontaktbetätigungsbalken in seiner normalen Stellung hält, wenn das Relais enterregt ist. Die Federn 23 sind mit Haltern 24 versehen, mittels deren sie eingestellt werden können. In der Normalstellung liegt der Kontaktbetätigungsbalken 15 an der Befestigungsplatte 9 an, die auf diese Weise als Relaisanschlag wirkt.Near the upper end of the mounting plate 9 is a solid bar 12 made of insulating material, the extends horizontally and symmetrically to either side of the vertical plane in which the nuclei lie. On the opposite vertical sides of the beam 12 are downwardly extending therefrom fixed spring contacts 13 and their holders 14, through which the contact pressures in known Way can be adjusted. A contact actuation bar 15 in the form of a flat sheet of insulating material is attached to each end by a pair of flat, flexible beryllium copper strips 16 the beam 12 suspended so that the beams 12 and 15 usually approximately in the same perpendicular Lie level. At the center of the contact actuation bar 15 is an armature 17 in the form of a flat one magnetizable metal disc attached, which lies and is dimensioned so that it is in axial alignment is located with the opening 7 in the pole piece 6, in weleher it moves axially when the winding 4 is energized and de-energized, the protruding pin 8 of the inner core 1 through bores 18 and 19 of the armature 17 that are in axial alignment or the contact actuation bar 15 extends. A flat plate 28 of non-magnetic material is on that side of the armature 17 attached to the vertical surface of the free end of the inner core 1 is adjacent. On the contact actuation bar 15 are at points between the above-mentioned fixed Contacts 13 are attached, contacts 20, which form the movable contacts of the relay, and with which electrical connections are made by means of flexible braided metal lines 21, whose other ends are attached to suitable connectors or terminals 22. At each end of the solid Bar 12 a leaf spring 23 is attached, the free end of which on the corresponding end of the contact actuation bar 15 presses. These springs provide the biasing force that pushes the contact actuation bar holds in its normal position when the relay is de-energized. The springs 23 are provided with holders 24, by means of which they can be adjusted. The contact actuation bar is in the normal position 15 on the mounting plate 9, which acts in this way as a relay stop.

Die ganze Einrichtung kann zweckmäßig in einem Gehäuse eingeschlossen sein, das aus einem Glaszylinder 25 besteht, der zwischen eine Deckplatte 26 und eine Grundplatte 27 aus geformtem oder gepreßtem Isoliermaterial, wie z. B. einem Phenolformaldehydkunstharz, geklemmt ist, wobei die Deckplatte 26 Klemmen (nicht dargestellt) trägt, mit denen die verschiedenen elektrischen Verbindungen hergestellt werden können. Gegebenenfalls kann das Relais von einer Einsteckgrundplatte bekannter Ausbildung getragen werden, um eine schnelle und leichte Herstellung und Unterbrechung der Verbindungen des Relais mit äußeren Stromkreisen zu ermöglichen.The whole device can expediently be enclosed in a housing which consists of a glass cylinder 25 consists of molded or pressed between a cover plate 26 and a base plate 27 Insulating material, such as B. a phenol-formaldehyde resin, is clamped, the cover plate 26 terminals (not shown) with which the various electrical connections are made can be. If necessary, the relay can be carried by a plug-in base plate of known design to allow quick and easy establishment and disconnection of the relay connections with external circuits to enable.

Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß bei Erregung der Wicklung 4 der Anker 17 gegen den Kern gezogen wird und, indem er den Kontaktbetätigungsbalken 15 mitnimmt, die beweglichen Kontakte 20 außer Eingriff mit den hinteren, der enterregten Stellung entsprechenden Kontakten 13 und in Eingriff mit den vorderen, der erregten Stellung entsprechenden Kontakten 13 bewegt. Die Kontakte 13 und 20 sind symmetrisch auf jeder Seite des Ankers 17 angeordnet, und sie und die Rückstellfedern 23 sind so eingestellt, daß weder, wenn der Anker 17 in Ruhe ist, noch während seiner Bewegung von der einen Stellung in die andere ein wesentliches Drehmoment erzeugt wird, welches den Kontaktbetätigungsbalken 15 und den Anker 17 außer Ausrichtung zu drehen sucht.From the above it can be seen that when the winding 4 is excited, the armature 17 is against the core is pulled and, by taking the contact actuation bar 15 with it, the movable contacts 20 disengaged from the rearward deenergized position corresponding contacts 13 and engaged with the front contacts 13 corresponding to the energized position. Contacts 13 and 20 are arranged symmetrically on each side of the armature 17, and they and the return springs 23 are like that set that neither when the armature 17 is at rest nor during its movement from the one position in the other a substantial torque is generated, which the contact actuation bar 15 and seeks to rotate the armature 17 out of alignment.

Es ist ersichtlich, daß die Anordnung des Polstückes 6 und des freien- Endes des inneren Kernes 1 und die Art der Aufhängung des Kontaktbetätigungsbalkens 15 eine im wesentlichen parallele Bewegung des Ankers 17 ergibt, so daß nur eine geringe Reibung zwischen den festen und beweglichen Kontakten 13 bzw. 20 vorhanden ist, während das freie Ende jeder Blattfeder 23 und die Stelle des Kontaktbetätigungsbalkens, auf der sie aufruht, sich zusammen auf demselben Weg bewegen, wenn der Anker bewegt wird, so daß dementsprechend keine Reibung und keine Abnutzung an diesen Stellen erfolgt.It can be seen that the arrangement of the pole piece 6 and the free end of the inner core 1 and the type of suspension of the contact operating bar 15 is a substantially parallel movement of the armature 17 results, so that only a small amount of friction between the fixed and movable contacts 13 or 20 is present, while the free end of each leaf spring 23 and the location of the contact actuation bar, on which they rests, moving together on the same path when the anchor is moved, like that that accordingly there is no friction and no wear at these points.

Die Anordnung des Eisenkreises, bei welcher der vorspringende Zapfen 8 des inneren Kernes 1 sich durch die öffnung 7 in dem Polstück 6 und durch die öffnung 18 in dem Anker 17 erstreckt und der Kern sich in der Öffnung des Polstückes bewegt, ist derart, daß der wirksame Luftspalt auf dem ganzen Weg des Ankers im wesentlichen konstant bleibt, so daß die auf den Anker ausgeübte Anziehungskraft ebenfalls im wesentlichen konstant bleibt. Diese Konstanz der Kraft verringert oder eliminiert die Beschleunigung des Ankers, wenn er sich dem Ende seines Hubes oder Weges nähert, und verringert auf diese Weise auch den Aufschlagstoß zwischen dem Anker und dem vorderen Anschlag.The arrangement of the iron circle in which the protruding pin 8 of the inner core 1 is through the opening 7 in the pole piece 6 and through the opening 18 in the armature 17 and the core moves in the opening of the pole piece is such that the effective air gap remains essentially constant all the way through the armature, so that the attractive force exerted on the anchor also remains substantially constant. This constancy of Force reduces or eliminates the armature's acceleration when it is near the end of its stroke or Approaching the path, and in this way also reduces the impact shock between the anchor and the forward one Attack.

Es ist ersichtlich, daß die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene besondere Relaisausbildung beschränkt ist. Beispielsweise kann an Stelle der beiden äußeren Kerne ein einziger magnetisierbarer Zylinder benutzt werden, der den inneren Kern vollständig umgibt, ähnlich einem sogenannten Topfmagneten. Während das beschriebene Relais ein neutrales Gleichstromrelais ist, können die Vorteile der Erfindung auch bei polarisierten Relais erzielt werden.It will be seen that the invention does not apply to the particular relay design described above is limited. For example, a single magnetizable core can be used instead of the two outer cores Cylinder are used, which completely surrounds the inner core, similar to a so-called pot magnet. While the relay described is a neutral DC relay, the advantages of the Invention can also be achieved with polarized relays.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Elektromagnetisches Relais mit Anzuganker, gekennzeichnet durch einen magnetischen Kreis aus einem oder mehreren äußeren Kernen (2, 3) und einem inneren Kern (1), die parallel zueinander liegen, einem ein Ende dieser Kerne (1, 2, 3) überbrückenden Joch (5), einem mit einer öffnung versehenen Polstück (6), das an dem anderen Ende des äußeren Kernes bzw. an den anderen Enden der äußeren Kerne und senkrecht dazu befestigt ist, wobei die Öffnung (7) in axialer Ausrichtung mit dem inneren Kern (1) liegt, und einem Anker (17), der aus einer ebenen Platte besteht,1. Electromagnetic relay with armature, characterized by a magnetic circuit from one or more outer cores (2, 3) and an inner core (1), which are parallel to each other one end of these cores (1, 2, 3) bridging yoke (5), one with an opening provided pole piece (6) at the other end of the outer core or at the other Ends of the outer cores and attached perpendicular to them, with the opening (7) in axial alignment with the inner core (1), and an anchor (17), which consists of a flat plate, die axial in dieser Öffnung (7) oder gegen sie bewegbar ist und eine Bohrung (18) aufweist, durch welche sich ein axial vorstehender Vorsprung (8) des inneren Kernes (1) erstreckt.which is axially movable in this opening (7) or against it and has a bore (18) through which extends an axially protruding projection (8) of the inner core (1). 2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (8) des inneren Kernes2. Relay according to claim 1, characterized in that the pin (8) of the inner core (1) einen geringeren Querschnitt als der innere Kern (1) besitzt.(1) has a smaller cross-section than the inner core (1). 3. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des inneren Kernes (1) einen vorderen Anschlag für den Anker (17) bildet.3. Relay according to claim 2, characterized in that the free end of the inner core (1) forms a front stop for the armature (17). Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings