DE1564205B2 - Elektromagnetisches Relais - Google Patents
Elektromagnetisches RelaisInfo
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Description
führungsteile sind vorzugsweise auf gedruckten Schaltungsplatten angeordnet, die in Koordinatenschaltern
Verwendung finden.
Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 eine abgeschlossene Kontaktanordnung, von der Seite gesehen, aufgeschnitten,
F i g. 2 die Kontaktanordnung nach F i g. 1 in räumlicher Darstellung,
Fig.3 eine Draufsicht auf die Kontaktanordnung,
wobei die Abdeckkappe entfernt ist,
Fig.4 eine schematische Darstellung eines elektromagnetischen
Mehrfachkontakt-Schwachstromrelais, das zwei Kontaktanordnungen gemäß F i g. 1 und 2
enthält,
F i g. 5 eine schematische Darstellung einer anderen Relaisform mit Kontaktanordnungen gemäß F i g. 1
und 2,
F i g. 6 eine schematische Darstellung einer weiteren Relaisform mit zwei Paaren von Kontaktanordnungen,
die auf einer gedruckten Schaltungsplatte angeordnet sind,
F i g. 7 eine Seitenansicht des in F i g. 6 dargestellten Relais und der gedruckten Schaltungsplatte,
F i g. 8 eine schematische Darstellung einer weiteren Relaisform mit zwei Paaren von Kontaktanordnungen,
F i g. 9 eine schematische Darstellung eines Relais mit wiederum abweichender Anordnung der Kontakteinheiten.
In den F i g. 1 bis 3 ist eine Kontaktanordnung gezeigt, die einen Weicheisenring 10 enthält, in dessen
Mittelbohrung ein Nickeleisen-Röhrchen 11 mittels eines isolierenden Ringes 12, der z. B. aus Glas bestehen
kann, hermetisch eingeschmolzen ist. Das Röhrchen 11 stellt das feste Kontaktteil und ein magnetisches
Polstück dar, wobei seine ringförmige Stirnfläche 13 als kontaktgebende Fläche ausgebildet ist. Das andere,
bewegliche Kontaktteil besteht aus einem Anker in Gestalt einer elastischen Membran 14 aus elektrisch
und magnetisch leitendem Werkstoff, wie z. B. einer Nickel-Eisen-Legierung, die an ihrem Rand am Weicheisenring
10 mittels einer Abdeckkappe 15 gehalten wird, die ihrerseits mit dem Weicheisenring 10 hermetisch
verbunden ist. Ein Abstandsring 16 stellt sicher, daß die Membran 14 während ihrer Ruhestellung mit
ihrer zentralen Kontaktfläche 18 einen genügend großen Kontaktabstand zu der als Gegenkontakt wirkenden
Stirnfläche 13 des Röhrchens 11 einhält. Die Membran 14 ist mit einer Anzahl von Schlitzen 17 versehen,
deren Länge sehr viel größer ist als deren Breite, und die dazu dienen, die Elastizität der Membran 14 zu vergrößern
und dadurch die aufzuwendende Kraft zur Auslenkung der Kontaktfläche 18 gegen die kontaktgebende
Stirnfläche 13 zu verringern. Die Schlitze 17 verlaufen kreisbogenförmig von der zentralen Kontaktfläehe
18 der Membran 14 zu ihrer Randzone 19, so daß die Kontaktfläche 18 über drei schmale, längliche Metallzungen
20 mit dem Weicheisenring 10 in Verbindung steht. Die Abdeckkappe 15 kann aus isolierendem
Werkstoff (z. B. Keramik) oder aus Metall bestehen. Vorzugsweise ist sie jedoch aus ferromagnetischem
Material hergestellt, z. B. Ferrit oder Magnetwerkstoff, weil dadurch der effektive Fluß im Luftspalt zwischen
Anker und festem Kontaktteil vergrößert und die Leistungsfähigkeit der Anordnung verbessert wird. Das
Röhrchen 11 ist an seinem der Kontaktstelle abgewandten Ende 21 hermetisch verschlossen. Dieses Verschließen
des Röhrchens 11 kann an einer beliebigen Stelle des Fertigungsverfahrens erfolgen. Die Anschlüsse
der Anordnung bestehen aus Kontaktstiften (nicht dargestellt), die am Weicheisenring 10 und am Röhrchen
11 befestigt sind und über deren Umfang hinausragen.
Die oben beschriebene Anordnung weist also ein hermetisch verschlossenes Gehäuse auf, das teilweise
die Form eines flachen Zylinders hat, wobei die Membran 14 und das Röhrchen 11 in das Gehäuse derart
eingeschmolzen sind, daß die Membran 14 in einer diametrischen Ebene des Zylinders liegt und das Röhrchen
11 entlang der Zylinderachse angeordnet ist. Eine solche
Kontaktanordnung ist in dem deutschen Hauptpatent 12 57 971 (H. S. Woodhead 4) beschrieben.
Die F i g. 4 zeigt ein Paar abgeschlossener Kontaktanordnungen 41,42 von der in den F i g. 1 und 2 gezeigten
Art, deren feste Kontaktteile jeweils parallel nebeinander liegen. Eine einfache Erregerspule 43 umschließt
die beiden festen Kontaktteile und ein U-förmiges magnetisches Joch 44 vervollständigt den magnetischen
Kreis für die beiden dargestellten Kontaktanordnungen. Die magnetischen Hauptflußpfade durch
die zwei Anordnungen, die über das feste Kontaktteil und das bewegliche Kontaktteil jeder Anordnung verlaufen,
liegen in Serie, und das magnetische Joch 44 verbindet die beweglichen Kontaktteile der beiden Anordnungen.
In F i g. 5 sind zwei Paare abgeschlossener Kontaktanordnungen gezeigt, wobei in jedem Paar die festen
Kontaktteile einander in koaxialer Lage zugewandt sind und beide Paare mit jeweils einem beweglichen
Kontaktteil aneinander anstoßend hintereinander liegen. Je eine Erregerspule 51, 52 umgibt ein Paar der
festen Kontaktteile; beide Erregerspulen 51, 52 sind in Serie geschaltet. Die abgeschlossenen Kontaktanordnungen
und die Spulen können in der dargestellten Zusammenstellung z. B. durch Vergießen gehalten werden.
Anschlußstifte 53 können dazu dienen, das Relais z. B. mit einer gedruckten Schaltungsplatte zu verbinden.
Die magnetischen Hauptflußpfade durch alle vier Kontaktanordnungen liegen in Serie.
Nach den F i g. 6 und 7 sind zwei Paare abgeschlossener Kontaktanordnungen nebeneinander angeordnet,
wobei die zwei festen Kontaktteile eines jeden Paares einander in koaxialer Lage zugewandt sind. Je eine Erregerspule
61, 62 umgibt die festen Kontaktteile eines Paares; beide Erregerspulen 61, 62 sind in Serie geschaltet,
obwohl eine Parallelschaltung ebenfalls möglich ist. Zwei Flußführungsplatten 63, 64 aus Magnetwerkstoff
mit niedriger Reluktanz liegen jeweils seitlich neben zwei beweglichen Kontaktteilen der Kontaktanordnungen
verschiedener Paare. Wenn die Abdeckkappen der abgeschlossenen Gehäuse nicht aus
elektrisch isolierendem Material hergestellt sind, müssen die Flußführungsplatten 63,64 von den Abdeckkappen
durch andere Mittel elektrisch isoliert werden. Jede Flußführungsplatte 63, 64 verbindet zwei bewegliche
Kontaktteile verschiedener Kontaktpaare in der dargestellten Weise. Das Relais kann durch die beiden Flußführungsplatten
63, 64 zusammengehalten werden, indem diese mit den abgeschlossenen Kontaktanordnungen
verklebt werden oder die Flußführungsplatten und die abgeschlossenen Kontaktanordnungen werden
durch Vergießen vereinigt.
Die F i g. 6 und 7 zeigen weiterhin, wie das eben beschriebene Relais in einem Kreuzpunktschalter verwendet
werden kann, der z. B. bei Fernsprechvermittlungseinrichtungen Anwendung findet. Eine Anzahl
von Relais ist in einer koordinatenmäßigen Matrix angeordnet und auf einer gedruckten Schaltungsplatte angebracht,
auf die einige der zum Durchschalten der Kreuzungspunkte benötigten Leiterbahnen aufgebracht
sind. Es wird vorausgesetzt, daß bei jeder Schalterbetätigung eine Vierdrahtleitung durch die Matrix
durchzuschalten ist. Die gedruckte Schaltungsplatte ist auf einer Seite mit parallelen Leiterbahnen in
Fünfergruppen bedruckt, und die Relais sind auf der anderen Seite der Platte in Reihen angeordnet, so daß
jede Reihe einer Gruppe von fünf Leiterbahnen zugeordnet ist.
Die F i g. 6 und 7 zeigen einen Teil der gedruckten Schaltungsplatte 70 mit einer Gruppe von fünf parallelen
Leiterbahnen 71 auf einer Seite und einem Relais auf der anderen Seite der Schaltungsplatte 70. Das Relais
ist durch Anschlußstifte befestigt, die von den beiden Enden der doppelten Erregerspule, von den vier
festen Kontaktteilen und von den vier Platten, die die beweglichen Kontaktteile tragen, herausragen. Die vier
Anschlußstifte 72 der vier festen Kontaktteile ragen durch die Platte hindurch und sind mit vier der fünf
parallelen Leiterbahnen 71 auf der anderen Seite der Platte verlötet, die die Eingangsleiter der Relaisreihe
darstellen. In jeder Reihe sind die abgeschlossenen Kontaktanordnungen der Relais, die die gleiche numerische
Lage einnehmen, mit der gleichen Leiterbahn 71 verbunden. Die vier Anschlußstifte 73 der beweglichen
Kontaktteile erstrecken sich ebenfalls durch die Platte und sind je mit einem von vier Ausgangsleitern verbunden
(nicht gezeigt), die in der Form von an sich bekannten
Draht- oder Bandkabeln ausgeführt sein können. Die Relais mit der gleichen numerischen Lage in jeder
Reihe sind mit der gleichen Gruppe von vier Ausgangsleitern verbunden. Ein Anschlußtift 74 ragt von einem
Ende der doppelten Erregerspule durch die Platte hindurch und ist mit der fünften der fünf parallelen Leiterbahnen
71 auf der anderen Seite der Platte verlötet Dieses Ende der doppelten Erregerspule eines jeden
Relais in der gleichen Reihe ist mit derselben Leiterbahn verbunden. Ein Anschlußstift 75 vom anderen
Ende der doppelten Erregerspule erstreckt sich ebenfalls durch die Platte und ist mit einem Leiter in Form
einer an sich bekannten Verdrahtung oder eines Teiles des gleichen Bandkabels verlötet, das die vier Ausgangsleiter
trägt. Die doppelten Erregerspulen der Relais mit der gleichen numerischen Lage in jeder Reihe
sind mit dem selben Draht- oder Bandkabel verbunden. Eine andere Möglichkeit als die Anwendung an sich
bekannter Verdrahtungen oder Bandkabel liegt darin, die gedruckte Schaltungsplatte auf beiden Seiten mit
aufgedruckten Leiterbahnen zu versehen, die alle nötigen Anschlüsse für die Schalteranordnung enthalten.
F i g. 8 zeigt zwei Paare von abgeschlossenen Kontakteinrichtungen,
wobei in jedem Paar die festen Kontakteile einander in koaxialer Lage zugewandt sind und
beide Paare mit jeweils einem beweglichen Kontaktteil aneinander anstoßend hintereinander liegen. Eine einfache
Erregerspule 80 umgibt beide Paare der Kontaktanordnungen. Die abgeschlossenen Kontakte und die
Spule können in der dargestellten Anordnung z. B. vergossen werden, und die Kontaktstifte 81 können zur
Befestigung des Relais z. B. auf einer gedruckten Schaltungsplatte benutzt werden. Abgesehen von der Spulenanordnung
ist dieses Relais ganz ähnlich dem in F i g. 5 gezeigten Relais aufgebaut.
Bei den bisher beschriebenen Relais war das Paar - oder waren die Paare von abgeschlossenen Kontaktariordnungen
jeweils so ausgebildet, daß die beiden festen Kontaktteile nahe beinander lagen, so daß eine einfache
Erregerspule beide festen Kontaktteile umschließen konnte. Es könnte jedoch notwendig sein, die Kon-
ι·:> takteinheiten in umgekehrter Zusammenstellung anordnen
zu müssen. F i g. 9 zeigt ein Paar abgeschlossener Kontakteinheiten, die mit den Gehäusen Rücken an
Rücken angeordnet sind. Dieses Relais weist zwei Erregerspulen 91, 92, eine für jede Einheit, und ein U-för-
-,■■■ miges, magnetisches Joch 93 auf, das die zwei festen
Kontaktteile verbindet.
Die besonderen Anordnungen von abgeschlossenen Kontakteinheiten innerhalb eines Vielfachkontaktrelais
der oben beschriebenen Art, wobei der magnetische
ic Hauptflußpfad durch alle Kontakte, d. h. durch das feste
Kontaktteil und durch das bewegliche Kontaktteil jeder Einheit, in Serie liegen, unterstützt die Arbeitsweise
des Relais. Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß das Ansprechen des empfindlichsten Einzelkontak-
;.<; tes die Reluktanz des magnetischen Kreises des Relais
herabsetzt und dadurch die zum Ansprechen der übrigen Kontakte verfügbare magnetomotorische Kraft
vergrößert. Dieser Vorgang pflanzt sich fort und ergibt einen sehr kleinen Bereich für die Ansprechcharakteri-
w stik; kleiner als der Bereich, der mit verschiedenen Einfachkontakten
erreicht werden kann. Eine ähnliche Verbesserung tritt bei der Abfallcharakteristik auf. Der
erste abfallende Kontakt vergrößert die Reluktanz des magnetischen Kreises und unterstützt dadurch das Abis
fallen der empfindlicheren Kontakte des Relais.
Die abgeschlossenen Kontaktanordnungen, die in den Relaisausbildungen nach der Erfindung benutzt
werden, müssen nicht unbedingt genau gleich wie die in den F i g. 1 bis 3 gezeigten Kontaktanordnungen ausge-
bildet sein. Sie sollten jedoch folgende Haupteigenschaften aufweisen: Ein hermetisch abgeschlossenes
Gehäuse, eine flache, elastische Membran aus elektrisch und magnetisch leitendem Werkstoff, die in das
Gehäuse entlang einer Randzone eingeschmolzen ist und einen sich nach innen erstreckenden Anker aufweist,
der ein bewegliches Kontaktteil bildet, und ein festes Teil aus elektrisch und magnetisch leitendem
Werkstoff, das ebenfalls in das Gehäuse eingeschmolzen ist und ein Kontaktteil und magnetisches Polstück
>o bildet, das mit dem beweglichen Kontaktteil zusammenarbeitet.
Vorzugsweise wird bei dieser Art abgeschlossener Kontakte ein Teil des Gehäuses in Form einer Abdeckkappe
aus ferromagnetischem Material ausgeführt, die
eine Seite der Membran abschließt und ein weiteres flußführendes Teil zur Verstärkung des Effektivflusses
im Luftspalt zwischen Anker und festem Kontaktteil bildet.
Bei den beschriebenen verschiedenen Ausbildungen
f>o von Mehrfachkontaktrelais können selbstverständlich
auch solche Kontakteinheiten Anwendung finden, deren festes Kontaktteil aus einem ferromagnetischen
Stab besteht.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Elektromagnetisches Relais mit mehreren Kontaktanordnungen, deren Kerne unlösbar in gegen
die Kerne elektrisch isolierte Träger eingesetzt sind und deren die Träger durchdringende freie Kernenden
zusammen mit einem gegenüberstehenden Teil federgelagerter, magnetisierbarer Anker die Kontakte
des Relais bilden, wobei die magnetisch und elektrisch leitenden Kerne aus Röhrchen bes.tehen,
die gleichzeitig zum Evakuieren der Kontaktkammern oder zum Füllen derselben mit einem an sich
bekannten Schutzgas dienen und deren den Kontaktstellen abgewandte Enden hermetisch verschlossen
sind nach Hauptpatent 12 57971, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kontaktanordnungen (z. B. 41, 42) paarweise nebeneinanderliegend,
paarweise einander spiegelbildlich gegenüberstehend, doppelt-paarweise hintereinander
oder doppelt-paarweise nebeneinander mit geeigneten Jochen (44, 93) oder Flußführungsplatten (63,
64) in magnetischer Reihenschaltung angeordnet sind.
2. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kontaktanordnungen
(41, 42) mit ihren gegeneinander gerichteten, parallel nebeneinander liegenden festen Kontaktteilen
innerhalb einer Erregerspule (43) angeordnet sind und daß ein U-förmiges magnetisches
Joch (44) die beiden beweglichen Kontaktteile der Kontaktanordnungen (41, 42) magnetisch miteinander
verbindet.
3. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Paare einander
mit ihren festen Kontaktteilen spiegelbildlich gegenüberstehender Kontaktanordnungen, deren
feste Kontaktteile jeweils paarweise von einer Erregerspule (51,52) umschlossen sind, hintereinander
angeordnet sind. ·
4. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Paare einander
mit ihren festen Kontaktteilen spiegelbildlich gegenüberstehender Kontaktanordnungen, deren
feste Kontaktteile jeweils paarweise von einer Erregerspule (61, 62) umschlossen sind, nebeneinander
. angeordnet sind und daß je zwei bewegliche Kontaktteile zweier verschiedener Paare durch Flußführungsplatten
(63,64) magnetisch verbunden sind.
5. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Paar einander
mit ihren festen Kontaktteilen spiegelbildlich gegenüberstehender Kontaktanordnungen hintereinander
angeordnet sind und daß eine einfache Erregerspule (80) beide Kontaktpaare umgibt.
6. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kontaktanordnungen
einander mit ihren beweglichen Kontaktteilen spiegelbildlich gegenüberstehend innerhalb
eines U-förmigen Joches (93), das die beiden festen Kontaktteile magnetisch miteinander verbindet, angeordnet
sind und daß jedes feste Kontaktteil von einer Erregerspule (91,92) umschlossen ist.
7. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktanordnungen,
Erregerspulen und Flußführungsteile auf gedruckten Schaltungsplatten (z. B. 70) angeord-Die
Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais
ίο mit mehreren Kontaktanordnungen, deren Kerne unlösbar
in gegen die Kerne elektrisch isolierte Träger eingesetzt sind und deren die Träger durchdringende
freie Kernenden zusammen mit einem gegenüberstehenden Teil federgelagerter, magnetisierbarer Anker
is die Kontakte des Relais bilden, wobei die magnetisch
und elektrisch leitenden Kerne aus Röhrchen bestehen, die gleichzeitig zum Evakuieren der Kontaktkammern
oder zum Füllen derselben mit einem an sich bekannten Schutzgas dienen und deren den Kontaktstellen abgewandte
Enden hermetisch verschlossen sind nach Hauptpatent 12 57 971.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, vorteilhafte Mehrkontaktrelaisanordnungen mit dem elektromagnetischen
Relais nach dem Hauptpatent 12 57 971 zu schaffen. Besonderer Wert gelegt wird hierbei auf
Anwendungsbereiche in Fernsprechvermittlungseinrichtungen, wie z. B. Koordinatenschaltern. Erfindungsgemäß
wird dies dadurch erreicht, daß die Kontaktanordnungen paarweise nebeneinanderliegend, paarweise
einander spiegelbildlich gegenüberstehend, doppeltpaarweise hintereinander oder doppelt-paarweise nebeneinander
mit geeigneten Jochen oder Flußführungsplatten in magnetischer Reihenschaltung angeordnet
sind.
Gemäß einer Ausbildung nach der Erfindung sind zwei Kontaktanordnungen mit ihren gegeneinander
gerichteten, parallel nebeneinander liegenden festen Kontaktteilen innerhalb einer Erregerspule angeordnet,
und ein U-förmiges magnetisches Joch verbindet die beiden beweglichen Kontaktteile der Kontaktanordnungen
magnetisch miteinander.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind je zwei Paare einander mit ihren festen Kontaktteilen
spiegelbildlich gegenüberstehender Kontaktanordnungen, deren feste Kontaktteile jeweils paarweise von
einer Erregerspule umschlossen sind, hintereinander angeordnet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind je zwei Paare einander mit ihren festen Kontaktteilen spiegelst)
bildlich gegenüberstehender Kontaktanordnungen, deren feste Kontaktteile jeweils paarweise von einer Erregerspule
umschlossen sind, nebeneinander angeordnet, und je zwei bewegliche Kontaktteile zweier verschiedener
Paare sind durch Flußführungsplatten ma-
.S5 gnetisch verbunden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß je zwei Paare einander mit ihren festen Kontaktteilen
spiegelbildlich gegenüberstehender Kontaktanordnungen hintereinander angeordnet sind und daß eine einfaehe
Erregerspule beide Kontaktpaare umgibt.
Gemäß einer weiteren Ausbildung nach der Erfindung sind zwei Kontaktanordnungen einander mit ihren
beweglichen Kontaktteilen spiegelbildlich gegenüberstehend innerhalb eines U-förmigen Joches, das die
&5 beiden festen Kontaktteile magnetisch miteinander
verbindet, angeordnet, und jedes feste Kontaktteil ist von einer Erregerspule umschlossen.
Die Kontaktanordnungen, Erregerspulen und Fluß-
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Legal Events
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---|---|---|---|
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