DE1514054B1 - Protective tube contact latching relay - Google Patents
Protective tube contact latching relayInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Schutzrohrkontakt-Haft- Zweck der Erfindung ist es, ein Relais zu schaffen,The invention relates to a protective tube contact adhesive purpose of the invention is to create a relay,
relais mit Kontaktzungen, die aus einem Material mit .·· das leicht und wirtschaftlich herstellbar ist, damit eine mehreren Remanenzzuständen bestehen und an den besonders wirtschaftliche Verbesserung der Anlagen sich überlappenden Enden mit einer Schicht aus Kon- ermöglicht wird, in denen das Relais wegen seiner taktwerkstoff beaufschlagt sind. 5 technischen Eigenschaften unentbehrlich ist, z.B. inRelay with contact reeds made of a material that is easy and economical to manufacture, so that a several states of remanence exist and the particularly economical improvement of the systems overlapping ends with a layer of con- is made possible in which the relay because of its clock material are applied. 5 technical properties are indispensable, e.g. in
Bei einem bekannten Schutzrohrkontakt-Haftrelais Telegraphen- und Femsprechanlagen, ist im Bereich jeder Zunge eine dieser Zunge zugeord- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einIn the case of a known protective tube contact stick relay, telegraph and telephone systems, one of these tongues is assigned in the area of each tongue. The object of the invention is to provide a
nete erregende Spule vorhanden. Jede Spule kann nur Schutzrohrkontakt-Haftrelais zu schaffen, welches die die ihr entsprechende Zunge magnetisieren. Das Relais Nachteile der bekannten Lösungen vermeidet und spricht an, wenn die Stromimpulse eine solche Rieh- io absolut zuverlässig öffnet. Das Relais soll zum Haften tung haben, daß die beiden Kontaktzungen gleichzeitig in der geöffneten oder geschlossenen Lage außer den so magnetisiert sind/'däß das remanente magnetische Befehlsimpulsen keine zusätzliche Energie für das BeiFeld in beiden Kontaktzungen im gleichen Sinne ge- behalten seiner Lage aufwenden. Die Impulse sollen richtet wird. Die Kontäktzungen fallen ab, wenn durch durch die Spule eintreten, welche um den Körper des die in den Spulen gleichzeitig auftretenden Strom- 15 Relais gewickelt ist.Nete exciting coil present. Each coil can only create protective tube contact latching relays, which are the magnetize the corresponding tongue. The relay avoids disadvantages of the known solutions and responds when the current impulses open such a Riehio with absolute reliability. The relay is supposed to stick have device that the two contact tongues simultaneously in the open or closed position except for are magnetized in such a way that the remanent magnetic command pulses do not add any additional energy to the field in the same sense keep its position in both contact tongues. The impulses should is judged. The contact tongues fall off when entering through the coil that wraps around the body of the the current 15 relay occurring at the same time in the coils is wound.
impulse die entgegengesetzten Magnetfelder in den Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindung vor,impulses the opposing magnetic fields in the To solve the problem, the invention provides
Kontaktzungen erregt werden. Bei dieser Lösung wird daß die Dicke der aus elektrisch gut leitendem undie Möglichkeit zugelassen, die magnetischen Shunts magnetischem Material bestehenden Kontaktschichten zu verwenden, um das Öffnen der Kontaktzungen zu 5 bis 12 μΐη beträgt und daß sich eine Ansprechwickverbessern. Es ist durch diese Maßnahme jedoch kein 20 lung über die ganze Länge der einen Kontaktzunge zuverlässiges Arbeiten beim Abfallen der Kontakt- und mindestens einen Teil der Länge der anderen Zungen sicher zu stellen, weil die magnetischen Wege Kontaktzunge erstreckt und daß sich eine Abfallwickim Bereich der Überlappung der Kontaktzungen nicht lung über höchstens die gesamte Länge der anderen g genügend bestimmt sind. Kontaktzungen erstreckt. fContact tongues are excited. In this solution, the thickness of the electrically conductive and the possibility of using the magnetic shunts magnetic material existing contact layers is allowed to open the contact tongues to 5 to 12 μΐη and that a response wick is improved. However, this measure does not ensure reliable operation over the entire length of one contact tongue when the contact tongue and at least part of the length of the other tongues fall off, because the magnetic paths of the contact tongue extend and there is a waste winding in the area of the overlap the contact tongues are not sufficiently determined over at most the entire length of the other g. Contact tongues extends. f
Zur Verbesserung des Öffnens sind ferner bereits 25 Bei einer energetisch besonders vorteilhaften Aus-Haftrelais bekannt, bei denen zur Steuerung vier Wick- führungsform erstreckt sich die Abfallwicklung über lungen vorgesehen sind, von denen jeweils zwei diffe- den nicht von der Ansprechwicklung überdeckten Berential gewickelt sind, um eine geteilte Wicklung zu reich der Kontaktzungen.In order to improve opening, there are also already 25 In an energetically particularly advantageous off-hold relay known, in which the waste winding extends over four winding forms for control purposes lungs are provided, of which two differents are not covered by the response winding are wound around a split winding to rich the contact reeds.
bilden. Dabei ist ein Teil mit doppelter Windungszahl Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, daßform. It is a part with twice the number of turns. It has proven to be particularly useful that
entlang einer Kontaktzunge gewickelt, und der andere 30 das Metall für die Kontaktschichten aus der Gruppe, Teil ist mit einfacher Windungszahl entlang der zwei- zu welcher Gold, Silber und Rhodium gehören, geten Zunge gewickelt. Im Hinblick auf die Magnetisie- wählt wird.wound along a contact tongue, and the other 30 the metal for the contact layers from the group, Part is with a single number of turns along the two - to which gold, silver and rhodium belong Tongue wrapped. With regard to the magnetization is chosen.
rung sind beide Teile der Wicklung entgegengesetzt. Die Erfindung sieht weiterhin vor, daß die Wick-tion, both parts of the winding are opposite. The invention also provides that the wick
Beim gleichzeitigen Auftreten der gleichsinnigen Strom- lungen direkt auf die Glasröhre aufgebracht sind und impulse auf beiden Teilen der Wicklung spricht das 35 deren Endwindungen auf dieser Röhre angelötet (anRelais an. Sobald also nur einer der Stromimpulse geschmolzen) sind.When the currents in the same direction occur at the same time, they are applied directly to the glass tube and pulses on both parts of the winding are triggered by the 35 end windings soldered to this tube (to relay at. As soon as only one of the current pulses has melted.
durch irgendeine Wicklung und von irgendeiner Rieh- Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel derby any winding and by any Rieh- According to a further embodiment of the
tung aufhört, fällt das Relais ab. Erfindung ist die Verbindung zwischen den Kontakt-ends, the relay drops out. Invention is the connection between the contact
Der Hauptnachteil sämtlicher bekannten Ausfüh- Zungen und den Enden der Glasmetalldurchführungen rungen mit Kontaktzungen aus einem Material, wel- 40 mit Blattfedern versehen.The main disadvantage of all known designs and the ends of the glass-metal feedthroughs Stanchions with contact tongues made of a material which is provided with leaf springs.
ches mehrere Remanenzzustände gestattet, besteht Schließlich sieht die Erfindung vor, daß die Glas-ches allows several remanence states, there is finally the invention provides that the glass
darin, daß ein sicheres Öffnen nur dann möglich ist, röhren mit nicht oxydierbarer Gasmischung gefüllt ist. wenn die richtig ausgewählten magnetischen Shunts Das erfindüngsgemäße Schutzrohrkontakt-Haftre-in that safe opening is only possible when the tube is filled with a non-oxidizable gas mixture. if the correctly selected magnetic shunts
mitwirken. Nur dann können beide Kontaktzungen lais verzichtet auf Shunts und kann für das gleiche wiederholbar bis in den Bereich der Kontaktflächen im 45 Schaltvermögen kleiner bemessen werden als bekannte ύ entgegengesetzten Sinne magnetisiert werden, nur Relais. Darüber hinaus besitzt es eine größere Empfinddann sind also die erforderlichen und ausreichenden lichkeit und arbeitet zuverlässiger als die bekannten Bedingungen für ein sicheres Öffnen gegeben. Die zu- Relais. Darüber hinaus ist das erfindungsgemäße sätzlichen Shunts verlangen aber, daß die Steuerungs- Schutzrohrkontakt-Haftrelais absolut wartungsfrei und signale länger sein müssen;und hierdurch wird die Ge- 50 besitzt eine nahezu unbegrenzte Lebensdauer, schwindigkeit der Steuerung vermindert. Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Er-contribute. Only then can both contact tongues be dispensed with shunts and can be made smaller for the same repeatable up to the area of the contact surfaces in the 45 switching capacity than known ύ opposite sense magnetized, only relays. In addition, it has a greater sensitivity, so the necessary and sufficient probability and works more reliably than the known conditions for safe opening are given. The to- relay. In addition, the additional shunts according to the invention require that the control conduit contact stick-on relays must be absolutely maintenance-free and signals must be longer, and this means that the speed of the control is reduced. An exemplary embodiment of the
Es sind ferner auch bereits Haftrelais mit weich- findung an Hand der Zeichnung näher beschrieben, magnetischen Kontaktzungen bekannt, bei welchen die Es zeigtFurthermore, latching relays with softness have already been described in more detail on the basis of the drawing, magnetic contact tongues known, in which the Es shows
remanenten Teile innerhalb oder außerhalb des Relais F i g. 1 ein Schutzrohrkontakt-Haftrelais im Längsais selbständige zusätzliche Teile angeordnet sind, 55r schnitt, ··- ·retentive parts inside or outside the relay F i g. 1 a protective tube contact latching relay in the longitudinal relay, independent additional parts are arranged, 55 r section , ·· - ·
und zwar nicht in Form einer Zunge, welche gleich- Fig. 2 ein Detail des Magnetspaltes in vergrößerzeitig die Funktion des Kontaktelementes und des tem Maßstab.and not in the form of a tongue, which at the same time shows a detail of the magnetic gap in an enlarged view the function of the contact element and the system scale.
Speichers erfüllt. Bei dem schwer zu beherrschenden Das Schutzrohrkontakt-Haftrelais besteht aus einerMemory met. The protective tube contact stick-on relay, which is difficult to control, consists of one
Vorgang des Öffnens muß ein zwar sehr kurzer, aber Glasröhre 1 mit Kontaktzungen 2, 2' aus einem Madabei sehr starker Stromimpuls durch die Kontakt- 60 terial mit mehreren Remanenzzuständen. Die Kontaktzunge selbst, welche sich in der geschlossenen Lage zungen sind mit Blattfedern 3, 3' an den Glasmetallbefinden, geschickt werden, um die remanenten Teile durchführungen 4, 4' befestigt. Die Blattfedern 3,3' des Haftrelais in dem Sinne zu magnetisieren, daß der aus unlegiertem Kohlenstoffstahl sind gehärtet und magnetische Fluß nicht den Zungen entlang verläuft. angelassen. Die Kontaktzungen 2, 2' aus unlegiertem Bei diesen Haftrelais ist die Geschwindigkeit der 65 Kohlenstoffstahl mit 0,8 bis 1,1 % Kohlenstoffgehalt Steuerung wegen der zusätzlichen magnetischen Mas- oder aus einem Werkstoff mit ähnlichen magnetischen sen ,und der dadurch bedingten zu starken Induktiv^ Eigenschaften sind so gehärtet und angelassen, daß täten für die elektronische Technik nicht befriedigend. die Koerzitivkraft H0 = 1200 bis 1300 A/m und dieThe process of opening must be a very short, but glass tube 1 with contact tongues 2, 2 'from a very strong current impulse through the contact material with several states of remanence. The contact tongue itself, which in the closed position are tongues with leaf springs 3, 3 'on the glass metal, are sent to the remanent parts leadthroughs 4, 4' attached. To magnetize the leaf springs 3, 3 'of the latching relay in the sense that the unalloyed carbon steel are hardened and magnetic flux does not run along the tongues. left on. The contact tongues 2, 2 'made of unalloyed With these latching relays, the speed of the 65 carbon steel with 0.8 to 1.1% carbon content control is due to the additional magnetic mass or made of a material with similar magnetic sen, and the resulting excessive inductance ^ Properties are so hardened and tempered that they would not be satisfactory for electronic technology. the coercive force H 0 = 1200 to 1300 A / m and the
magnetische Sättigungsdichte Bs = 1,0 bis 1,7 T beträgt. Die Kontaktschichten 5, 5' werden unmittelbar auf die bereits wärmebearbeiteten Kontaktzungen 2, 2' aufgetragen, und zwar vorzugsweise galvanisch. Danach werden die Kontaktzungen 2, 2' wieder wärmebehandelt. Dabei kommt es zu einer Volumendiffusion der Kontaktschichten 5, 5' in den Werkstoff der Kontaktzungen 2, 2'. Die Temperatur muß natürlich so gewählt werden, daß die magnetischen Eigenschaften der Kontaktzungen 2, 2' nicht verschlechtert werden. Die Glasrohre 1 ist mit einer Gasmischung aus 90 % N8 und 10% H2 gefüllt.saturation magnetic density B s = 1.0 to 1.7 T. The contact layers 5, 5 'are applied directly to the contact tongues 2, 2' that have already been heat-processed, preferably by electroplating. The contact tongues 2, 2 'are then heat-treated again. This leads to a volume diffusion of the contact layers 5, 5 'into the material of the contact tongues 2, 2'. The temperature must of course be chosen so that the magnetic properties of the contact tongues 2, 2 'are not impaired. The glass tube 1 is filled with a gas mixture of 90% N 8 and 10% H 2.
Die Ansprechwicklung 7 erstreckt sich über die gesamte Länge der Kontaktzunge 2 und über einen Teil der Kontaktzunge 2'. Die Abfallwicklung T erstreckt sich über den restlichen Teil der Kontaktzunge 2'.The response winding 7 extends over the entire length of the contact tongue 2 and over part of the contact tongue 2 '. The waste winding T extends over the remaining part of the contact tongue 2 '.
Durch die Ansprechwicklung 7 wird ein Stromimpuls mit solcher Amplitude geschickt, daß die beiden Kontaktzungen 2, 2' bis zur Sättigung magnetisiert werden. Da die Kontaktzungen 2,2' an den Schichten 5, 5' entgegengesetzt magnetisiert sind, sprechen sie somit an. Die Anziehungskraft ist so stark, daß sie die Federkraft der Blattfedern 3, 3' überwindet und eine zuverlässige Berührung der beiden Kontaktstellen bewirkt. Der Stromimpuls durch die Ansprechwicklung 7 braucht nur so lange zu dauern, bis die magnetische Sättigung der Kontaktzungen 2,2' erreicht ist. Die durch den Ansprechstromimpuls verursachte Magnetisierung dauert einige 10 μβ in Abhängigkeit von der Induktivität der Ansprechwicklung 7 und der Form der Steuersignale. Der Kontakt zwischen den Schichten 5, 5' erfolgt erst 1 bis 3 μβ nach Auslösen des Ansprechimpulses. Diese Zeit benötigen nämlich die Zungen, um aus der Ruhelage des offenen Kontaktes in die geschlossene Arbeitslage zu gelangen.Through the response winding 7, a current pulse is sent with such an amplitude that the two contact tongues 2, 2 'are magnetized to saturation. Since the contact tongues 2.2 'to the Layers 5, 5 'are magnetized in opposite directions, they therefore respond. The attraction is so strong that it overcomes the spring force of the leaf springs 3, 3 'and a reliable contact between the two contact points causes. The current pulse through the response winding 7 only needs to last until the magnetic saturation of the contact tongues 2.2 'is reached. The one caused by the response current pulse Magnetization takes some 10 μβ depending on the inductance of the response winding 7 and the shape of the control signals. The contact between the layers 5, 5 'there is only 1 to 3 μβ after triggering the response pulse. The tongues need this time to get out of the rest position of the open contact to get into the closed working position.
Die Kontaktzungen bleiben ohne Energiebedarf geschlossen, bis ein anderer Stromimpuls mit einer entsprechenden Amplitude und Polarität durch die Abfallwicklung T gelangt, um die Kontaktzungen 2' umzumagnetisieren, derart, daß zwischen den Kontakten eine abstoßende magnetische Kraft entsteht und der vorher geschlossene Kontakt öffnet. Auch diese Ummagnetisierung dauert einige 10 μ5. Die Zungen 2, 2' öffnen sich nach der Ummagnetisierung bereits innerhalb von etwa 10 μ-S nach dem Auftreten des Impulses an den Klemmen der Abfallwicklung T. Obwohl nur die Zunge 2' ummagnetisiert wird, wird eine zuverlässige Öffnung beispielsweise mit einer Dicke von 3 bis 30 μΐη der Kontaktschichten 5, 5', welche die Größe des Magnetspaltes bestimmt, erreicht. Dadurch wird eine solche Verteilung des magnetischen Streufeldes erzielt, daß der Stromimpuls durch die Abfallwicklung T nur die Magnetisierung der Kontaktzunge 2' bewirkt (vgl. F i g. 2). Mit einem richtig bemessenen, nichtmagnetischen Spalt <5 im Bereich der Überlappung der Kontaktzungen werden die Bedingungen für eine zuverlässige Ummagnetisierung einer der beiden Zungen bis zur Überlappung mit der anderen Kontaktzunge erreicht. Es ist eine bekannte Tatsache, daß Materialien mit mehreren Remanenzzuständen sehr schwer bis zur Sättigung magnetisierbar sind, obwohl sie ganz in der Spule liegen. Die Anordnung der Spule und die Mitwirkung des nichtmagnetischen Spaltes ermöglichen es jedoch, daß ein zuverlässiges öffnen des Relais gewährleistet wird. Dabei ist eine nur kleine Steuerungsenergie erforderlich, weil die auftretenden Induktivitäten relativ klein sind, und deshalb können auch die erregenden Impulse für die Magnetisierung sehr kurz sein.The contact tongues remain without power demand closed, reaches until another current pulse of a respective amplitude and polarity through the waste winding T, umzumagnetisieren to the contact tongues 2 ', such that a repulsive magnetic force is generated between the contacts and the pre-closed contact opens. This reversal of magnetization also takes a few 10 μ5. After the magnetization reversal, the tongues 2, 2 'open within about 10 μ-S after the occurrence of the pulse at the terminals of the waste winding T. up to 30 μΐη of the contact layers 5, 5 ', which determines the size of the magnetic gap, is achieved. This achieves such a distribution of the magnetic stray field that the current pulse through the waste winding T only causes the magnetization of the contact tongue 2 '(see FIG. 2). With a correctly dimensioned, non-magnetic gap <5 in the area of the overlap of the contact tongues, the conditions for a reliable remagnetization of one of the two tongues up to the overlap with the other contact tongue are achieved. It is a known fact that materials with multiple states of remanence are very difficult to magnetize to saturation even though they are entirely in the coil. The arrangement of the coil and the cooperation of the non-magnetic gap make it possible, however, that a reliable opening of the relay is guaranteed. Only a small amount of control energy is required because the inductances that occur are relatively small, and therefore the excitation pulses for the magnetization can also be very short.
Es sind auch andere nicht dargestellte Ausführungsbeispiele möglich. Beispielsweise ist denkbar, daß sich die Ansprechwicklung über die ganze Länge der Zunge 2 und die ganze Länge der Zunge 2' erstreckt. Die Abfallwicklung 7' wird indessen über die Ansprechwicklung gewickelt, jedoch nur über die Länge einer der Zungen 2 oder 2'. Eine solche Ausführungsform ist größer, das magnetische Streufeld der Ansprechwicklung 7 vermindert sich, und das Streufeld der Abfallwicklung T nimmt zu.Other exemplary embodiments, not shown, are also possible. For example, it is conceivable that the response winding extends over the entire length of the tongue 2 and the entire length of the tongue 2 '. The waste winding 7 'is, however, wound over the response winding, but only over the length of one of the tongues 2 or 2'. Such an embodiment is larger, the stray magnetic field of the response winding 7 is reduced, and the stray field of the waste winding T increases.
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