DE2045831A1 - Electromagnetic relay - Google Patents
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- DE2045831A1 DE2045831A1 DE19702045831 DE2045831A DE2045831A1 DE 2045831 A1 DE2045831 A1 DE 2045831A1 DE 19702045831 DE19702045831 DE 19702045831 DE 2045831 A DE2045831 A DE 2045831A DE 2045831 A1 DE2045831 A1 DE 2045831A1
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- H01H51/00—Electromagnetic relays
- H01H51/28—Relays having both armature and contacts within a sealed casing outside which the operating coil is located, e.g. contact carried by a magnetic leaf spring or reed
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Description
Patentanwalt
Dipl.-Phys. Leo Thul
StuttgartPatent attorney
Dipl.-Phys. Leo Thul
Stuttgart
H.S.Woodhead - I9H.S. Woodhead - I9
INTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORKINTERNATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK
Elektromagnetisches RelaisElectromagnetic relay
Die Erfindung betrifft ein bistabiles polarisiertes elektromagnetisches Haftrelais, insbesondere für Haftkreuzpunkte in Fernsprechvermittlungsanlagen.The invention relates to a bistable polarized electromagnetic Sticky relays, especially for sticky crosspoints in telephone exchange systems.
Durch die deutsche Auslegeschrift 1 257 971, die deutsche Offenl»gungsschrift 1 564 I89 und die deutsche Offenlegungsschrft 1 589 973 sind verschiedene elektromagnetische Relais mit Membrankontakten bekannt, die in einer hermetisch verschlossenen Kontakteinheit untergebracht sind. Ausgehend von den erwähnten Literaturstellen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, durch Änderung bzw. Weiterbildung der dort gezeigten und beschriebenen Relaisausführungen ein bistabiles polarisiertes elektromagnetisches Haftrelais zu schaffen, das auch für Haftkreuzpunkte in Pernsprechvermittlungsanlagen verwendbar ist. Erfindungsgemäss wird dies erreicht durch zwei Kontakteinheiten, die an den entgegengesetzten Enden eines stabförmlgen Dauermagneten angeordnet sind, wobei eine Wandung jeder Kontakteinheit durch ein inneres magnetisches Glied oder mehrere innere magnetische Glieder gebildet wird, die eine öffnung eines äusseren magnetischen Gliedes durchdringen und in diese mittels einer unmagnetischen Glas-Metall-Verbindung eingeschmolzen sind, und innerhalb jeder Kontakteinheit ein bewegliches Kontaktstück oder mehrere beweglicheBy the German Auslegeschrift 1,257,971, the German Offenlungsschrift 1,564,189 and the German Offenlegungsschrift 1 589 973 are various electromagnetic relays known with membrane contacts, which are housed in a hermetically sealed contact unit. Starting from the mentioned literature references, the invention is based on the object by changing or developing the there to create a bistable polarized electromagnetic latching relay, as shown and described, this also for crossover points in telephone exchanges is usable. According to the invention this is achieved by two contact units at the opposite ends a rod-shaped permanent magnet are arranged, one wall of each contact unit by an inner magnetic Member or more inner magnetic members is formed which penetrate an opening of an outer magnetic member and fused into them by means of a non-magnetic glass-metal connection, and within each contact unit one or more movable contacts
16.Sept. 1970Sept. 16 1970
G/Kä 10 9813/1633 ./.G / Kä 10 9813/1633 ./.
HiS.Woodhead » I9HiS.Woodhead »I9
Kontaktstücke enthalten sind, die aus Lamellen aus magnetischem Werkstoff bestehen, die im wesentlichen senkrecht zur Achse der öffnung angeorrjdet sind, weiterhin dadurch, dass die Lamelle oder die Lamellen und die inneren und äusseren magnetischen Glieder jeder Kontakteinheit einen Teil eines ersten magnetischen Kreises bilden, der den Dauermagnet durchdringt, und dass die Lamellen ausserhalb eines zweiten magnetischen Kreises liegen, der den Dauermagnet ebenfalls durchdringt, dass ferner die Lamellen an ihren zugeordneten festen Kontaktstücken zur Anlage kommen oder von diesen getrennt werden, indem eine Erregerwicklung impulsmässig erregt wird, die eine Änderung des die Lamellen durchdringenden Flussanteiles durch Umlenkung eines Teiles de» Dauermagnetflusses von dem einen magnetischen Kreis in den anderen magnetischen Kreis hervorruft.Contact pieces are included, which are made from magnetic lamellae Consist of material which are substantially perpendicular to the axis of the opening, further characterized in that the lamella or lamellae and the inner and outer magnetic members of each contact unit form part of a Form the first magnetic circuit that penetrates the permanent magnet, and that the lamellae outside of a second magnetic circuit, which also penetrates the permanent magnet, that also the lamellae on their associated fixed contact pieces come to the plant or separated from them by energizing an excitation winding in a pulsed manner, which results in a change in the length of the coil penetrating the lamellas Flux component by diverting part of the permanent magnetic flux from one magnetic circuit to the other magnetic circuit.
Gemäss einer Ausbildung nach der Erfindung sind ein oder beide Seiten des magnetischen Werkstoffes der Lamellen mit einem Belag aus unmagnetischem Material überzogen.According to an embodiment of the invention, one or Both sides of the magnetic material of the lamellae are covered with a covering made of non-magnetic material.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung enthält zumindest eine Kontakteinheit nur ein bewegliches Kontaktstück In Form einer Membran, deren Mittelteil die kontaktgebende Fläche des Kontaktes bildet.According to a further embodiment of the invention, at least one contact unit contains only one movable contact piece In the form of a membrane, the middle part of which forms the contact-making surface of the contact.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung liegt die Membran mit ihrem Rand an dem zugeordneten äusseren magnetischen Glied an und weist drei oder mehrere Schlitze auf, die so ausgebildet sind, dass das Mittelteil der Membran mit ihrer Randzone über drei oder mehrere schmale bogenförmige Arme verbunden ist.In a further embodiment of the invention, the edge of the membrane rests against the associated outer magnetic member and has three or more slits which are formed so that the central part of the membrane with its edge zone over three or more narrow arched arms is connected.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung besteht die Membran aus einer Scheibe, von deren Rand drei oder mehrere gebogene Zungen ausgehen, deren Enden frei sind und als Lager- bzw. Befestigungsstellen dienen.According to a further development of the invention, the membrane consists of a disc, three or more of which are curved at the edge Tongues go out, the ends of which are free and serve as storage or fastening points.
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Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung weisen die freien Enden jeder gebogenen Zunge ein U-förmiges Teil auf, dessen Kanten zum Rand der Scheibe im wesentlichen rechtwinklig stehen.According to a further embodiment of the invention, the free ends of each curved tongue have a U-shaped part, the edges of which are essentially at right angles to the edge of the disc.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zumindest eine Kontakteinheit eine Mehrzahl von beweglichen Kontaktstücken enthält, die jeweils aus einer kontaktgebenden Fläche bestehen, die durch einen Arm oder mehrere Arme mit einer Befestigungsfläche verbunden sind, die an einer in die Wandung der Kontakteinheit eingeschmolzenen Halterung befestigt ist.A further development of the invention provides that at least one contact unit has a plurality of movable contact pieces contains, each of which consists of a contact-making surface, which by an arm or several arms with a Fastening surface are connected, which is fastened to a holder fused into the wall of the contact unit is.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Lamellen jeder Kontakteinheit im wesentlichen planparallel angeordnet.In a further embodiment of the invention, the lamellae of each contact unit are arranged essentially plane-parallel.
Gemäss einer weiteren Ausbildung der Erfindung bilden die inneren magnetischen Glieder feste Kontaktstücke.According to a further embodiment of the invention, the form inner magnetic links fixed contact pieces.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung weisen die festen Kontaktstücke ringförmige Kontaktflächen auf.According to a further embodiment of the invention, the fixed contact pieces have annular contact surfaces.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Kontakteinheiten hermetisch verschlossen.In a further embodiment of the invention, the contact units are hermetically sealed.
Gemäss einer weiteren Ausbildung der Erfindung ist der Dauermagnet von einem Rohr aus magnetischem Werkstoff umgeben, das einen Teil des zweiten magnetischen Kreises bildet und von der Erregerwicklung umschlossen ist.According to a further embodiment of the invention, the permanent magnet is surrounded by a tube of magnetic material which forms part of the second magnetic circuit and of the excitation winding is enclosed.
Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die beiden äusseren magnetischen Glieder durch eine Abdeckung aus magnetischem Werkstoff verbunden, die wenigstens teilweise die Erregerwicklung umgibt.According to a further embodiment of the invention, the two outer magnetic members are covered by a magnetic cover Material connected, which at least partially surrounds the excitation winding.
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Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen beschrieben, in denen zeigen:The invention is described with reference to drawings, in which show:
Fig. 1 eine Kontakteinheit, aufgeschnitten;1 shows a contact unit, cut open;
Fig. 2 die das bewegliche Kontaktstück der Kontakteinheit bildende Membran, von oben gesehen;2 shows the membrane forming the movable contact piece of the contact unit, seen from above;
Fig. j5j weitere Ausbildungen von Kontakteinte iten, auf-4,
5, 7 geschnitten;
und 9Fig. 5j further configurations of contact units, cut on 4, 5, 7;
and 9
Fig. 6, die beweglichen Kontaktstücke der Kontaktein-8 u. 10 heiten gemäss den Fig. 5 bzw. 7 bzw. 9, von oben gesehen;6, the movable contact pieces of the contact units 8 and 10 units according to FIGS. 5, 7 and 9, from above seen;
Fig. 11 eine weitere Ausbildung eines beweglichen Membrankontaktstückes, in räumlicher Darstellung;11 shows a further embodiment of a movable membrane contact piece, in spatial representation;
Fig. 12 ein Relais mit jeweils einer an den beiden Stirnseiten eines Stabmagneten angeordneten Kontakteinheit, von der Seite gesehen und aufgeschnitten.12 shows a relay, each with a contact unit arranged on the two end faces of a bar magnet, seen from the side and cut open.
Das zu beschreibende Relais ist im wesentlichen aus zwei Kontakteinheiten zusammen alt dem zugeordneten Magnetkreis und einer Erregerwicklung aufgebaut. Es soll aufgezeigt werden, dass ein weitgehend gleicher Aufbau des Magnetkreises und der Erregerwicklung mit den verschiedenen Ausbildungen der Kontakteinheit verwendet werden kann, die im folgenden beschrieben werden. Daher ist es günstig, die nachfolgende Beschreibung in zwei Teile aufzuteilen, wobei sich der erste Teil auf die verschiedenen Kontakteinheiten bezieht, während der zweite Teil den Aufbau des Magnetkreises und der Erregerwicklung betrifft. The relay to be described is essentially made up of two contact units built together old the assigned magnetic circuit and an excitation winding. It should be shown that a largely identical structure of the magnetic circuit and the excitation winding with the different designs of the contact unit which are described below can be used. It is therefore beneficial to use the following description to be divided into two parts, the first part relating to the different contact units, while the second part Part concerns the structure of the magnetic circuit and the excitation winding.
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Die in Fig. 1 dargestellte Korrcakteinheit, die eine Ausbildung einer einfachen Arbeitskontakteimieit ist, ist auf einer Glas-Metall-Verbindung 1 aufgebaut, die dazu dient, ein inneres magnetisches Glied 2 in eine zentrale Öffnung eines ringförmigen äusseren magnetischen Gliedes 3 einzuschmelzen und dabei das innere magnetische Glied von dem äusseren sowohl magnetisch als auch elektrisch zu isolieren. Eine Membran 4 aus magnetischem Material ist an ihrem Rand so an dem äusseren magnetischen Glied jj befestigt, dass sie mit geringem Abstand über der Stirnfläche des innerer/magnetisehen Gliedes 2 liegt, die mit einer flachen Bohrung zur Bildung einer ringförmigen Kontaktflache 5 versehen ist. Die Membran 4, die in Fig. 1 im Schnitt und in Fig. 2 von oben gezeigt ist, ist in ihrem unausgelenkten Zustand eine ebene Scheibe, mit einer Randzone 6, die durch eine Anzahl von schmalen, bogenförmigen Armen 8 mit einem Mittelteil 7 verbunden ist, das die Kontakt« gebende Fläche trägt. Diese Arme 8 werden dadurch gebildet, dass aus der Membran 4 drei bogen- oder kreisförmige Schlitze 9 ausgestanzt sind, deren Länge sehr viel grosser ist als deren Breite, Diese symmetrische Anordnung dient zur Verminderung der Federrate der Membran und gibt dem Mittelteil 7 eine beträchtliche Bewegungsfreiheit durch die Herabsetzung der zu seiner Auslenkung notwendigen Kraft, während sie gleichzeitig sicherstellt, dass das Mittelteil bei seiner Anziehung gegen das innere magnetische Glied mittels magnetischer Anziehung gezwungen ist, sich im wesentlichen geradlinig in die kontaktgebende Stellung an der Kontaktfläche 5 zu bewegen. Die Glas-Metall-Verbindung 1, das innere magnetische Glied 2 und das äusaer* magnetische Glied 2 bilden zusammen eine Wandung der Kanfc&kteinheili, <Ji« cäuroh eine Kappe IQ vervollständigt wird. Diese Kappe Jcsinn in bekannter Weise durch Buckelschweissung Wß 3em üusseren mngnetieohen Glied befestigt sein, wodurchThe corrcact unit shown in Fig. 1, which is a design of a simple work contact, is built on a glass-metal connection 1, which serves to melt an inner magnetic member 2 in a central opening of an annular outer magnetic member 3 and thereby to isolate the inner magnetic member from the outer both magnetically and electrically. A membrane 4 made of magnetic material is attached at its edge to the outer magnetic member jj that it lies at a small distance above the end face of the inner / magnetic member 2, which is provided with a shallow bore to form an annular contact surface 5. The membrane 4, which is shown in section in FIG. 1 and from above in FIG. 2, is a flat disc in its undeflected state with an edge zone 6 which is connected to a central part 7 by a number of narrow, arched arms 8 is that carries the surface making contact. These arms 8 are formed in that 4 three arcuate from the membrane or circular slots are punched out 9, the length of which is much larger than its width, this symmetrical arrangement serves to reduce the spring rate of the membrane and is the central part 7 is a considerable freedom of movement by reducing the force necessary for its deflection, while at the same time ensuring that the central part, when it is attracted to the inner magnetic member by means of magnetic attraction, is forced to move essentially in a straight line into the contact-making position on the contact surface 5. The glass-metal connection 1, the inner magnetic member 2 and the outer magnetic member 2 together form a wall of the canister, while a cap is completed. This cap Jcsinn be attached in a known manner by projection welding WSS 3em üusseren mngnetieohen member whereby
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eine hermetisch verschlossene Anordnung erreicht wird, die Jede gewünschte Atmosphäre enthalten kann. Die Kontakte werden durch einen von aussen angelegten magnetischen Fluss betätigt, der das Innere magnetische Glied 2, die Membran 4 und das äussere magnetische Glied j5 durchdringt. Die Membran 4 muss selbstverständlich aus magnetischem Material, wie z.B. einer Nlckel-Eisen-Legierung, bestehen, und kann zur Erzielung eines geringen elektrischen Widerstandes mit einem guten Leitermaterial, wie z.B. Silber, plattiert sein. Diese Plattlerung kann mindestens an der kontaktgebenden Fläche mit einer Auflage mit guten Kontakteigenschaften, wie z.B. PaEadium oder einem anderen Edelmetall, belegt sein. Die mit der Membran zusammenarbeitende Kontaktfläche 5 des inneren magnetischen Gliedes 2 kann in ähnlicher Welse plattiert sein. Diese Beläge dienen neben der Verbesserung der elektrischen Kontakteigenschaften der Kontaktglieder auch der Herstellung des notwendigen unmagnetischen Abstandes zwischen diesen Gliedern, der verhindert, dass die magnetischen Teile in engen Kontakt miteinander kommen. Das äussere magnetische Glied kann mit einem nach innen ragenden Plansch 11 aus magnetischem Material versehen sein, der zur Konzentrierung jeglichen magnetischen Flusses dient, der die Membran in ihrem Mittelteil 7 durchdringt, so dass der Luftspalt zwischen den Inneren magnetischen Glied 2 und dem Mittelteil 7 und der Luftspalt zwischen dem Mittelteil 7 und dem Flansch 11 im magnetischen Kreis in Reihe liegen. Unter diesen Umständen übt jeder Fluss in diesem Kreis Kräfte über diese Luftspalte aus, die parallel oder, in anderen Worten, additiv sind. Wenn dieser Flansch 11 weggelassen wird, wird die Kappe 10 aus magnetieohem Material hergestellt, um einen angemessenen Rüok-BOhlusepfad für den magnetischen Fluss zwischen dem Mittelteil der Membran und dem äusseren magnetischen Glied vorzusehen.a hermetically sealed arrangement is achieved which can contain any desired atmosphere. The contacts will actuated by an externally applied magnetic flux, which the inner magnetic member 2, the membrane 4 and penetrates the outer magnetic member j5. The membrane 4 must of course consist of a magnetic material such as a nickel-iron alloy, and can be used to achieve a low electrical resistance with a good one Conductor material, such as silver, be plated. This plating can at least on the contacting surface with a pad with good contact properties, such as PaEadium or another precious metal. The cooperating with the membrane contact surface 5 of the inner magnetic Link 2 can be plated in a similar way. These pads serve in addition to improving the electrical Contact properties of the contact members also enable the production of the necessary non-magnetic distance between them Link that prevents the magnetic parts from coming into close contact with each other. The outer magnetic Link can with an inwardly protruding pool 11 made of magnetic Material used to concentrate any magnetic flux entering the membrane penetrates its middle part 7, so that the air gap between the inner magnetic member 2 and the middle part 7 and the air gap between the central part 7 and the flange 11 lie in series in the magnetic circuit. Under these circumstances every river in this circle exerts forces through these air gaps that are parallel or, in other words, additive. If this flange 11 is omitted, the cap 10 becomes off Magnetic raw material made to a reasonable Rüok-BOhlusepfad to provide for the magnetic flux between the central part of the membrane and the outer magnetic member.
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Die äusseren elektrischen.Anschlüsse zu den Kontakten der Einheit sind am inneren magnetischen Glied 2 und am äusseren magnetischen Glied 3 oder an der Kappe 10 angebracht.The external electrical connections to the contacts of the Units are attached to the inner magnetic member 2 and the outer magnetic member 3 or the cap 10.
In Fig. 3 ist eine andere Ausbildung und zwar eine einfache Ruhekontakteinheit dargestellt., die sich von der ersten dadurch unterscheidet, dass eine Erhöhung des die Einheit durchdringenden magnetischen Flusses ein Trennen der Kontakts bewirkt anstatt sie zu schliessen. Diese zweite Ausbildung stimmt mit der ersten mit Ausnahme der folgenden Merkmale überein. Erstens ist es nicht notwendig, dass die Verbindung 1 elektrisch isolierend wirkt, da das innere magnetische Glied 2 nicht als festes Kontaktstück dient; daher hat die Verbindung 1 lediglich magnetisch isolierend zu sein. Zweitens ist die Kappe 10 weggefallen und durch eine andere Konstruktion ersetzt, die aus einem elektrisch leitenden inneren Kappenteil 32 besteht, das in die zentrale Öffnung eines äusseren Kappenteiles 33 mittels einer elektrisch isolierenden Verbindung, wie z.B. einer Glas-Metall-Verbindung 31, eingeschmolzen ist. Drittens ist das innere Kappenteil 32 mit einer Edelmetall-Kontaktfläche 35 versehen, die ringförmig ausgebildet ist und gegen das Mittelteil 7 tier Membran 4 stösst, wobei dieses gerade soviel ausgelenkt wird, dass der nötige Kontaktdruck hergestellt wird. Der Begriff "Auslenkung" wird hier ebenso wie an anderer Stelle dieser Beschreibung für eine Bewegung der Membran innerhalb der elastischen Grenzen des Werkstoffes benutzt. Diese Auslenkung wird im Falle der Membran fast vollständig durch die Arme 8 begrenzt. Viertens ist eine Isolierscheibe 36 "vorgesehen, um die Membran zu hindern, mit dem inneren magnetischen Glied in engen magnetischen Kortakt zu kommen. Die äusseren elektrischen Anschlüsse zu den Kontakten dieser Einheit sind aa inneren Kappenteil 32 und am äusseren magnetischen Glied 3 oder am äusseren Kappenteil 33 angebracht.In Fig. 3 is a different training and that a simple one Normally closed contact unit shown., Which differs from the first thereby distinguishes that an increase in the magnetic flux penetrating the unit causes a separation of the contact instead of closing it. This second embodiment is the same as the first except for the following features match. Firstly, it is not necessary that the connection 1 has an electrically insulating effect, since the inner one is magnetic Link 2 does not serve as a fixed contact piece; therefore the connection 1 only has to be magnetically insulating. Secondly the cap 10 has been omitted and replaced by a different construction consisting of an electrically conductive inner Cap part 32 is made, which is in the central opening of an outer cap part 33 by means of an electrically insulating Connection, such as a glass-to-metal connection 31, is melted. Third is the inner cap portion 32 provided with a noble metal contact surface 35, which is annular and against the central part 7 tier membrane 4 pushes, whereby this is deflected just enough that the necessary contact pressure is established. The term "deflection" is used here as well as elsewhere in this description for a movement of the membrane within the elastic limits of the material used. In the case of the membrane, this deflection is almost completely limited by the arms 8. Fourth an insulating washer 36 "is provided to close the diaphragm prevent getting into close magnetic contact with the inner magnetic member. The external electrical connections to the contacts of this unit are aa inner cap part 32 and on the outer magnetic member 3 or on the outer cap part 33 attached.
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Die dritte Ausbildung einer Kontakteinheit ist in Fig. 4
dargestellt. Diese Einheit ist eine einfache Umschaltkontakteinheit,
die alle Merkmale der ersten beiden Ausbildungen aufweist mit Ausnahme der Kappe 10 und der Isolierscheibe
36. In dieser Einheit muss die Verbindung 1, wie in der ersten Ausbildung, sowohl unmagnetisch wie elektrisch
isolierend sein. Die äusseren Anschlüsse zu den Kontakten
dieser Einheit sind am inneren magnetischen Glied 2, am
inneren Kappenteil j52 und am äusseren magnetischen Glied 3
oder am äusseren Kappenteil 33 angebracht.The third embodiment of a contact unit is shown in FIG. 4
shown. This unit is a simple changeover contact unit which has all the features of the first two designs with the exception of the cap 10 and the insulating washer 36. In this unit, the connection 1, as in the first design, must be both non-magnetic and electrical
be isolating. The outer connections to the contacts
of this unit are on the inner magnetic member 2, am
inner cap part j52 and attached to the outer magnetic member 3 or to the outer cap part 33.
Die vierte, fünfte und sechste Ausbildung, die nun beschrieben werden, sind Vielfachkontaktausbildungen der zweiten
bzw. ersten bzw. dritten Ausbildung der Kontakteinheit. Um eine Mannigfaltigkeit von Vielfachkontakten zu algen, haben
die zu beschreibenden Beispiele jeweils eine unterschiedliche Anzahl von Kontakten. Es/sollte jedoch klar sein, dass
die für jede einzelne Ausbildung gewählte Kontaktzahl willkürlich ist und dieser Wahl sollte keine besondere Bedeutung
bägemessen werden. Anstelle einer einfachen Membran als bewegliches Kontaktstück,weist jede der folgenden Ausbildungen
eine Anzahl von im wesentlichen planparallelen Lamellen auf, welche die Grundform von Sektoren haben, die Seite an Seite
gelegt die groben Umrisse einer Scheibe bilden. In der gleichen Weise wie die Membran eine kontaktgebende Fläche aufweist,
die durch Arme mit einer äusseren Zone verbunden ist, mittels der sie befestigt ist, besteht jede Lamelle aus
einer Kontaktfläche, die durch einen Arm oder mehrere Arme mit einer Befestigungsfläche verbunden ist.The fourth, fifth, and sixth embodiments which will now be described are multiple contact configurations of the second
or first or third training of the contact unit. In order to algae a multiplicity of multiple contacts, the examples to be described each have a different number of contacts. However, it / should be clear that
the number of contacts chosen for each individual training is arbitrary and no particular importance should be attached to this choice. Instead of a simple membrane as a movable contact piece, each of the following configurations has a number of essentially plane-parallel lamellae which have the basic shape of sectors which, placed side by side, form the rough outlines of a disk. In the same way as the membrane has a contact-making surface which is connected by arms to an outer zone by means of which it is fixed, each lamella consists of
a contact surface that is connected to a mounting surface by one or more arms.
Die vierte Ausbildung einer Kontakteinheit, ein zweipoliger Ruhekontakt, ist in Fig. 5 dargestellt, während die Anordnung und Gestaltung ihrer Lamellen in Fig. 6 gezeigt ist. IhrThe fourth embodiment of a contact unit, a two-pole normally closed contact, is shown in FIG. 5, while the arrangement and the design of their lamellae is shown in FIG. you
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Aufbau gleicht dem in Fig. 3 dargestellten mit der Ausnahme, dass die Membran 4 durch zvei elastisch^ Lamellen 5'1I ersetzt ist und dass vier Anschlussstück^ in die zentrale Öffnung des äusseren Kappenteiles 33 eingeschmolzen sind. Zwei von diesen Anschlusstücken sind Halterungen 59, an denen die Lamellen befestig+· sind und die übrigen zwei sind feste Eontaktstücke 52, die jeweils mit einer ringförmigen Edelmetallkontaktfläche versehen sind, die gegen die kontaktgebende Fläche 67 der Lamelle 5^ stösst und diese um ein geringes Mass aus ihrer Ebene auslenkt, um den nötigen Kontaktdruck herzustellen. Die Form der Lamellen ist in Fig. 6 dargestellt. Jede Lamelle besteht aus einer kontaktgebenden Fläche 67, die mit einer Befestigungsfläche 66 durch einen einzigen Arm 68 verbunden ist, der eine Seite der Lamelle umschliesst. Die Fig. 6 zeigt weiterhin mit gestrichelten Linien die Lage der Halterungen 59 und der ringförmigen Kontaktflächen öer festen Kontaktstücke 52 in bezug zu den Lamellen. Da d5e Lamellen an die Stelle der Membran getreten sind, müssen sie ebenfalls aus magnetischem Material hergestellt sein und können, wie die Membran, ebenfalls plattiert sein, um ihre Leitfähigkeit und Kontakteigenschaften zu verbessern. Die äusseren elektrischen Anschlüsse zu dieser Kontakteinheit sind an den beiden Halterungen 59 und den beiden festen Kontaktstücken 52 angebracht.Structure similar to that in Fig. 3 shown with the exception that the membrane 4 is replaced by zvei elastically ^ lamellae 5 '1 I and that four connecting piece ^ are melted down in the central opening of the outer cap part 33. Two of these connecting pieces are brackets 59 to which the lamellae are attached and the other two are fixed contact pieces 52, each provided with an annular noble metal contact surface that abuts against the contacting surface 67 of the lamella 5 ^ and this by a small amount deflects out of its plane in order to produce the necessary contact pressure. The shape of the lamellae is shown in FIG. 6. Each lamella consists of a contact-making surface 67 which is connected to a fastening surface 66 by a single arm 68 which surrounds one side of the lamella. FIG. 6 also shows with dashed lines the position of the holders 59 and the annular contact surfaces or fixed contact pieces 52 in relation to the lamellae. Since the lamellae have taken the place of the membrane, they must also be made of magnetic material and, like the membrane, can also be plated in order to improve their conductivity and contact properties. The external electrical connections to this contact unit are attached to the two holders 59 and the two fixed contact pieces 52.
Die fünfte Ausbildung, die in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist, ist eine dreipolige Arbeitskontakteinheit. Während bei der vierten Ausbildung eine Erhöhung des die Einheit durch dringenden magnetischen Flusses ein Trennen der Kontakte be wirkt, wird in dieser Ausbildung eine Erhöhung des Flusses zum Schliessen der Kontakte benutzt. Die Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch eine der Lamellen während diese magnetisch The fifth embodiment, which is shown in FIGS. 7 and 8 , is a three-pole normally open contact unit. While in the fourth embodiment an increase in the unit by urgent magnetic flux separates the contacts, in this embodiment an increase in the flux is used to close the contacts. Fig. 7 shows a section through one of the lamellae while this is magnetic
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erregt ist. Diese Ausbildung kann als Vielfachkontaktausbildung der anhand von Fig. 1 und 2 beschriebenen ersten Ausbildung betrachtet werden. Sie unterscheidet sich von dieser Ausbildung in folgender Hinsicht. Die Membran ist durch drei im wesentlichen planparallele Lamellen 74 ersetzt, die in ihrem unausgelenkten Zustand jeweils eben sind und aus einer kontaktgebenden Fläche 87 bestehen, die durch zwei Arme 88 mit ihrer Befestigungsfläche 86 verbunden sind, mit der sie an einer von drei Halterungen 79 befestigt sind. Die Halterungen sind zusammen mit den drei inneren magnetischen Gliedern 72 mittels einer Glas-Metall-Verbindung 1 in die zentrale Öffnung des ringförmigen äusseren magnetischen Gliedes 3 eingeschmolzen. Die inneren magnetischen Glieder 72 sind wie das innere magnetische Glied 2 in Fig. 1 mit ringförmigen Stirnflächen 75 versehen, welche die festen Kontaktflächen bilden, und die in ähnlicher Weise wie die Kontaktfläche 5 zur Verbesserung ihrer Kontakteigenschaften plattiert sein können. An der Stelle, an der die inneren magnetischen Glieder 72 aus der Kontakteinheit herausragen, sind diese durch ein magnetisches Joch 73 miteinander verbunden, von dem sie durch IsolierhUlsen 71 elektrisch isoliert sind. Dieses magnetische Joch 73 ist mit einem Zapfen 73a versehen. In dieser Ausbildung führt der die Kontakte betätigende magnetische Kreis über das magnetische Joch 73, von wo er sich in die inneren magnetischen Glieder 72 und in die Lamellen Ik verzweigt und anschliessend in seinem Rückführungspfad wieder vereinigt wird, der durch die Kappe 10 und das äussere magnetische Glied 3 führt. Die äusseren elektrischen Anschlüsse zu dieser Kontakteinheit sind an den drei Halterungen 79 und den drei inneren magnetischen Gliedern 72 angebracht.is excited. This design can be viewed as a multiple contact design of the first design described with reference to FIGS. 1 and 2. It differs from this training in the following ways. The membrane is replaced by three essentially plane-parallel lamellae 74, which are flat in their undeflected state and consist of a contact-making surface 87, which are connected to their fastening surface 86 by two arms 88, with which they are fastened to one of three brackets 79 are. The mountings, together with the three inner magnetic members 72, are fused into the central opening of the annular outer magnetic member 3 by means of a glass-to-metal connection 1. The inner magnetic members 72, like the inner magnetic member 2 in FIG. 1, are provided with annular end faces 75 which form the fixed contact surfaces and which can be plated in a similar manner to the contact surface 5 to improve their contact properties. At the point at which the inner magnetic members 72 protrude from the contact unit, they are connected to one another by a magnetic yoke 73, from which they are electrically insulated by insulating sleeves 71. This magnetic yoke 73 is provided with a pin 73a. In this embodiment, the magnetic circuit activating the contacts leads via the magnetic yoke 73, from where it branches into the inner magnetic members 72 and the lamellae Ik and is then reunited in its return path, which is through the cap 10 and the outer magnetic Link 3 leads. The external electrical connections to this contact unit are attached to the three holders 79 and the three inner magnetic members 72.
Die sechste Ausbidung, die in den Fig. 9 und 10 dargestellt ist, ist eine vierpolige Umschaltkontsfceinheit, in der die Merkmale der vierten und fünften Ausbildung kombiniert sind.The sixth embodiment, shown in FIGS. 9 and 10, is a four-pole switching control unit in which the Features of the fourth and fifth training are combined.
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Jede Lamelle Qk, die in ihrem unausgelenkten Zustand eben ist, weist eine Kontaktfläche 97 auf, die durch zwei Arme Q8 mit eine-- Befestigungsfläche 96 verbunden ist. Die äusseren elektrischen Anschlüsse zu dieser Kontakteinheit sind an den vier Halterungen 99, den vier inneren magnetischen Gliedern 92 und den vier festen Kontaktstücken 92' angebracht.Each lamella Qk, which is flat in its undeflected state, has a contact surface 97 which is connected to an attachment surface 96 by two arms Q8. The external electrical connections to this contact unit are attached to the four holders 99, the four inner magnetic members 92 and the four fixed contact pieces 92 '.
Alle diese Kontakteinheiten besitzen den Vorteil, dass sie in hermetisch verschlossener Form fertig hergestellt werden können. Obwohl sie in ihrem Aufbau Glas-Metall-Verbindungen aufweisen, sind sie so konstruiert, dass die Einschmelzungeλ als eine der ersten Arbeitsgänge bei der Peinigung hergestellt werden können, so dass die bei ihrer Herstellung entstehenden verhältnismässig hohen Temperaturen nicht auf solche Bauelemente wie die Membran der Lamellen einwirken, die, ebenso wie der Dauermagnet und die Erregerwicklung, in einem späteren Stadium angefügt werde:·, können. Das abschliessende hermetische Verschliessen der Einheit kann die Verbindung zweier Bauelemente aus Hecall sein und kann durch ein Verfahren wie z.B. Buckelschweissen vorgenommen werden, bei dem die gesamte Kontakteinheit kaum erhitzt wird.All of these contact units have the advantage that they can be manufactured in a hermetically sealed form can. Although they have glass-to-metal connections in their construction, they are constructed in such a way that the seal λ can be made as one of the first operations in the torment, so that in their manufacture the resulting relatively high temperatures do not affect such components as the membrane of the lamellas, which, like the permanent magnet and the excitation winding, will be added at a later stage: · can. The final Hermetic sealing of the unit can be the connection of two components made of Hecall and can be through a Processes such as projection welding can be carried out in which the entire contact unit is hardly heated.
Es wurde vorstehend erklärt, dass der Zweck der Schlitze in der Membran gemäss Fig. 2 der ist, die Membran mit schmalen Armen zu versehen, welche das Mittelteil mit der Randzone so verbinden, dass die Federrate der Membran vermindert wird. Wenn eine weitere Herabsetzung der Federrate gewünscht wird, ist es nicht angebracht, entweder die Zungen (Arme) zu verlängern oder ihren Querschnitt zu verkleinern. Nochmals auf die in Fig. 2 dargestellte Membran bezugnehmend ist zu bemerken, dass die Zungen bei einer senkrechten Auslenkung des Mittelteiles der Membran aus der Ebene der Randzone als doppeltes Trägersystem wirken, was auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass ihre Enden in parallelen Ebenen liegen.It has been explained above that the purpose of the slits in the membrane according to FIG. 2 is to narrow the membrane with To provide arms, which connect the middle part with the edge zone so that the spring rate of the membrane is reduced. If a further reduction in the spring rate is desired, it is not appropriate to either lengthen the tongues (arms) or to reduce their cross-section. Referring again to the membrane shown in Fig. 2, it should be noted that that the tongues double when the middle part of the membrane is deflected vertically out of the plane of the edge zone Carrier systems work, which is due to the fact that their ends lie in parallel planes.
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Daher kann durch eine Änderung der Konstruktion die Federrate weiter vermindert werden, so dass diese Zwangsführung beseitigt wird und damit jede Zunge als einfacher Träger wirken kann. Diese Zwangsführung kann durch die Anwendung der in Fig. 11 dargestellten Membrankonstruktion beseitigt werden, die bei jeder der drei ersten Ausbildungen der Kontakteinheiten verwendet werden kann. Eine solche Membran besteht aus einer Scheibe 110, aus deren Rand drei gebogene Zungen 111 hervortreten, deren Enden zu U-förmigen Teilen 112 gebogen sind, P im Einbau in eine Kontaktei'nheit wird die Membran durch diese U-förmigen Teile gehaltert und wenn die Scheibe gegen das innere magnetische Glied angezogen wird, wirv die Spannung von den Zungen aufgenommen, die als einfache Träger wirken, was auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass sie an ihren U-förmigen Enden schwenkbeweglich gelagert sind. Als nächstes ist die Gestaltung des magnetischen Kreises und der Erregerwicklung für ein Relais zu beschreiben, bei dem irgendeine der vorstehend beschriebenen Ausbildungen von Kontakteinheiten verwendet wird. Diese Gestaltung ist für alle Relais im wesentlichen gleich, unabhängig davon, welche Kontaktausbildung gerade verwendet wird. Als Beispiel wird nun anhand von Fig. 12 ein Relais beschrieben, bei dem zwei Kontakteinheiten der ersten Ausbildung benutzt werden.Therefore, by changing the design, the spring rate can be further reduced, so that this restraint is eliminated and so that each tongue can act as a simple carrier. This restraint can be achieved through the application the diaphragm construction shown in Fig. 11 can be eliminated, which in each of the three first embodiments of the Contact units can be used. Such a membrane consists of a disc 110 with three curved edges Tongues 111 protrude, the ends of which are bent to form U-shaped parts 112, P is installed in a contact unit the diaphragm is held by these U-shaped parts and when the disc is attracted against the inner magnetic member the tension is absorbed by the tongues, which act as simple carriers, which is due to the fact is that they are pivotably mounted at their U-shaped ends. Next is the design of the magnetic Circuit and excitation winding for a relay using any of the above Formations of contact units is used. This design is essentially the same for all relays, independently of which contact training is currently being used. As an example, a relay will now be described with reference to FIG described, in which two contact units of the first embodiment are used.
Gemäss Fig. 12 sind zwei Kontakteinheiten 120 der ersten Ausbildung mit ihren inneren magnetischen Gliedern 2 an den entgegengesetzten Enden eines stabförmigen Dauermagneten 121 angeordnet, von dem sie durch Isolierscheiben 122 elektrisch isoliert sind. Eine elektrisch isolierende Hülse 123 umschliesst den Dauermagnet 121, während die inneren magnetischen Glieder 2 jeweils in einen Bund 124 aus magnetischemAccording to FIG. 12, two contact units 120 are the first Training with its inner magnetic members 2 at the opposite ends of a rod-shaped permanent magnet 121 arranged, from which they are electrically isolated by insulating washers 122. An electrically insulating sleeve 123 encloses the permanent magnet 121, while the inner magnetic Links 2 each in a collar 124 made of magnetic
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Werkstoff hineinragen. Diese blinde ±2- ..ΐηα ν/,: £i«>cris>.ih isolierenden Hülsen 125 eingeschlossen und zusammen mit dem Dauermagnet i.21 in ein Rom" 126 aus magnetischen: Material eingeschoben. Eine weitere Isolierhtllse 127 u;hgv,-t aieses Rohr 126 und bildet zusammen mit zwei Isolierteileri 12δ einen Spulenkörper für eine oder zwei Erregerwicklungen 129. Die elektrischen Verbindungen zu diesen ^iokclvnt«^ 129 sind a1 sMaterial protrude. This blind ± 2- ..ΐηα ν /,: £ i «>cris> .ih insulating sleeves 125 enclosed and inserted together with the permanent magnet i.21 into a ROM" 126 made of magnetic material. Another insulating sleeve 127 u; hgv This tube 126 and, together with two insulating parts 12δ, forms a coil body for one or two excitation windings 129. The electrical connections to these ^ iokclvnt «^ 129 are a 1 s
die "the "
in/Isolierteile 128 eingebettete Anschlüsse I30 ausgebildet, während die elektrischen Verbindungen zu den Kontakten der Kontakteinheiten aus den Anschlüssen 15I und Γ52 be~ stehen, die mit den inneren bzw. ausseren magnetischen Gliedern verbunden sind. Der magnetische Kreis wird durch eine äussere Abdeckung I35 aus magnetischem Material vervollständigt,, die auf die beiden äusseren magnetischen Glieder aufgesprengt ist und zwischen diesen eine magnet1. 2he ^e^l~: dung herstellt und gleichzeitig dazu dient, die Wicklung: teilweise zu umschliessen und sie vor einer zufälligen Beschädigung zu schützen.terminals I30 embedded in / insulating parts 128, while the electrical connections to the contacts of the contact units from the connections 15I and Γ52 be ~ stand with the inner and outer magnetic links are connected. The magnetic circuit is completed by an outer cover I35 made of magnetic material, which has burst onto the two outer magnetic links and between them a magnet1. 2he ^ e ^ l ~: dung and at the same time serves to make the winding: to partially enclose and to protect them from accidental damage.
Diese Gestaltung weist zwei über den Dauermagnet führende magnetische Kreise auf. In dem einen dieser Kreise tritt der Fluss in das innere magnetische Glied einer Kontakteinheit ein und tritt über die Abdeckung Ij53 aus dem äusseren magnetischen Glied aus, von wo er in das aussei magnetische Glied der anderen Kontakteinheit eintritt, deren Membran durchdringt und über deren inneres magnetisches Glied zum Dauermagnet zurückkehrt. Igäem zweiten Kreis überbrückt der Fluss die Kontekte, indem er über einen Bund 124 in das Rohr eintritt und es über den anderen Bund verlässt. Die Polyester-Hülsen 125 vermitteln diesem zweiten Kreis einen ausreichenden magnetischen Widerstand, damit ein passender Anteil des Dauermagnetflusses den ersten Kreis durchdringt.This design has two leading over the permanent magnet magnetic circles on. In one of these circles the flux enters the inner magnetic member of a contact unit and emerges from the outside via the cover Ij53 magnetic link from where it enters the outside magnetic Member of the other contact unit enters, whose membrane penetrates and via the inner magnetic member to Permanent magnet returns. The second circle bridges the Flow the contacts by going through a collar 124 in the pipe enters and leaves it via the other covenant. The polyester sleeves 125 give this second circle a sufficient one magnetic resistance so that a suitable proportion of the permanent magnetic flux penetrates the first circle.
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Zur Erzielung einer grossen Kontaktkraft wird das Relais vorzugsweise so konstruiert, dass der Hauptanteil des Flusses den zweiten Kreis durchdringt. Die Aufteilung des Dauermagnetflusses zwischen den zwei magnetischen Kreisen ist den relativen magnetischen Widerständen umgekehrt proportional. Wenn die Membranen an ihren zugeordneten inneren magnetischen Gliedern kontaktgebend anliegen, ist der magnetische Widerstand des ersten magnetischen Kreises geringer als wenn die Membranen von den inneren magnetischen Gliedern getrennt sind, und daher durchdringt mehr Fluss den ersten Kreis, wenn die Kontakte geschlossen sind. Die Dimensionierung des Relais ist so gewählt, dass wenn die Membranen von ihren zugeordneten inneren magnetischen Gliedern getrennt sind, der sie durchdringende Fluss nicht ausreicht, um sie aneinander anzulegen, dass Jedoch nach dem Schliessen der Kontakte, der sie durchdringende zusätzliche Fluss ausreicht, sie in der geschlossenen Stellung zu halten. Unter diesen Bedingungen kann das Relais durch impulsmässige Erregung der Wicklung betätigt werden. Wenn der an die Wicklung angelegte Impuls eine solche Richtung (Polarität) aufweist, dass er durch die elektromagnetisch induzierte magnet»- motorische Kraft eine Zunahme des bereits schon dem zweiten magnetischen Kreis durchdringenden Flusses bewirkt, tritt eine entsprechende Abnahme des den ersten Kreis durchdringenden Flussanteiles ein. Wenn der Impuls gross genug ist, bewirkt diese Abnahme ein öffnen der Kontakte. Im umgekehrten Falle wenn die Richtung des Impulses umgedreht wird, erzeugt dieser eine dem bereits schon den zweiten magnetischen Kreis durchdringenden Fluss entgegengesetzte magneienotorische Kraft. Daher durchdringt ein zusätzlicher Fluss den ersten Kreis und sohliesst somit die Kontakte.In order to achieve a large contact force, the relay is preferably constructed in such a way that the majority of the River penetrates the second circle. The division of the permanent magnetic flux between the two magnetic circuits is inversely proportional to the relative magnetic resistances. When the membranes are attached to their associated inner magnetic members are in contact, the magnetic resistance of the first magnetic circuit is lower than when the membranes are separated from the inner magnetic members, and therefore more flux permeates the first circle when the contacts are closed. The dimensioning of the relay is chosen so that if the membranes are separated from their associated internal magnetic members, the flux passing through them is insufficient, in order to put them together so that after closing the contacts, the additional flow penetrating them is sufficient, keep them in the closed position. Under these conditions the relay can be energized by pulses the winding can be operated. If the pulse applied to the winding has such a direction (polarity), that by the electromagnetically induced magnet »- motor force an increase of the already the second causes magnetic circuit penetrating flux, occurs a corresponding decrease in the first circuit penetrating Flow proportion. If the impulse is large enough, this decrease causes the contacts to open. In the reverse If the direction of the impulse is reversed, this already creates the second magnetic circuit penetrating flow opposite magnetomotive force. Therefore an additional flow penetrates the first circle and thus closes the contacts.
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Obwohl die obige Beschreibung ein Relais betrifft, bei dem zwei Kontakteinheiten der ersten Ausbildung benutzt werden, ist es selbstverständlich, dass jede der beiden Kontakteinh eiten durch eine der anderen Ausbildungen ersetEt werden kann, die ebenfalls nur ein inneres magnetisches Glied aufweisen. Dabei ist es nicht erforderlich, den Grundaufbau zu ändern, obgleich geringe Änderungen der Dimensionierung zum Ausgleich der Unterschiede in bezug auf die zum öffnen und Schliessen des Kontaktes benötigten magnetischen Betätigungsbedingungen notwendig sein können. In ähnlicher V/eis* kann eine oder können beide Kontakt einheit*; - durch solche ersetzt werden, die eine Mehrzahl von inneren magnetischen Gliedern aufweisen. In diesem Fall werden die Zapfen 75a der magnetischen Joche 73 anstelle der inneren magnetischen Glieder 2 in die Bünde 124 des Relais eingeschoben.Although the above description concerns a relay using two contact units of the first embodiment, It goes without saying that each of the two contact units will be replaced by one of the other configurations can, which also have only one inner magnetic member. It is not necessary to do the basic structure change, albeit small changes in dimensioning to compensate for the differences in opening and closing Closing the contact required magnetic actuation conditions may be necessary. In a similar V / eis * can be one or both contact unit *; - through such which have a plurality of internal magnetic members. In this case, the pins 75a of the magnetic yokes 73 instead of the inner magnetic Links 2 pushed into the collars 124 of the relay.
PatentansprücheClaims
Blatt Zeichnungen, 12 FigurenSheet of drawings, 12 figures
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