DE623953C - Elektromagnetisches Relais mit zwei beweglichen Teilen des magnetischen Dreises - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
8. JANUAR 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 a 3 GRUPPE 6120

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Januar 1931 ab

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Relais mit zwei beweglichen Teilen im magnetischen Kreis«, insbesondere für Fernsprechzwecke, und hat eine besonders einfache und wirkungssichere Ausbildung sowie eine Vermehrung der möglichen Arbeitsstellungen für das Relais zum Gegenstand.

Dieses wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß dem Hauptanker des Relais ein ihm gegenüber beweglicher, auf einen Teil des Kontaktfedersatzes einwirkender Hilfsanker zugeordnet ist, der beim Anzug des Hauptankers durch diesen an das über Hauptanker und Kern verlaufende magnetische Feld bewegt wird und in dieser Stellung den Verlauf dieses magnetischen Feldes in der Weise beeinflußt, daß das Relais außer in die durch die Ruhe- und Arbeitsstellung sowie durch die bei Arbeiten als Stufenrelais gegebenen Zwischenstellungen des Hauptankers bedingten Schaltstellungen noch in weitere, von der Stellung des Hilfsankers dem Hauptanker gegenüber abhängige zusätzliche Schaltstellungen einstellbar ist.

Relais mit mehreren beweglichen Teilen sind bekannt. Jeder dieser Teile ist als Anker ausgebildet, wobei sie sich entweder durch ihr Gewicht oder durch die Federbelastung oder durch ihre Größe unterscheiden. Bezüglich ihrer Wirkungsweise sind diese Anker zueinander entweder gleich- oder nebengeordnet.

Bei dem Gegenstand der Erfindung handelt es sich jedoch um einen Hauptanker und einen beweglichen Teil, über welchen nur dann der magnetische Fluß fließt, wenn er vom Hauptanker in den magnetischen Kreis des Relais hineingebracht wird. Dieser bewegliche und hier als Hilfsanker bezeichnete Teil besitzt also die Funktion eines dem Pol des Hauptankers, welcher dem Kernpol gegenüberliegt, zugeordneten Hilfspols, der entweder selbst oder indirekt über den Hauptanker durch seine Stellung die Kontaktfedersätze beeinflussen kann. Durch diese neuartige Ausbildung und Anordnung des Hilfsankers wird aber erzielt, daß eine weitere Schaltstellung zu den durch den Hauptanker an sich möglichen Schaltstellungen gewonnen wird bzw. der Verlauf der Schaltstellungen im Anzug anders ist als beim Abfall, d. h. daß die Reihenfolge der Kontaktgabe durch die betätigten Kontaktfedern des Kontaktfedersatzes im Abfall nicht in der genau umgekehrten Reihenfolge vor sich geht wie beim Anzug. Sind z. B. von zwei Kontakten in der Ruhestellung der erste geschlossen und der zweite geöffnet, so kann durch entsprechende Anordnung und Bemessung der betätigenden Teile erzielt werden, daß in der ersten Stufe während des Anzuges beide

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Alexander Bruno Preush in Berlin-Charlottenburg.

Kontakte geschlossen-sind, am.· voll angezogenen Zustand der erste Kontakt geöffnet und der zweite; geschlossen und in der ersten Stufe im Abfall der erste Kontakt geschlossen und der zweite geöffnet im Gegensatz zur ersten Stufe im Anzug. Nach beendigtem Abfall kann die Ausgangsstellung wieder erreicht werden. Damit ist beim Anzug die Stellung der Kontaktfedern in der Zwischenstufe eine andere als die Stellung der Kontaktfedern in der Zwischenstufe beim Abfall. Durch diese Anordnung wird es auch ermöglicht, daß durch Beeinflussung des magnetischen Feldes der Anker beim Abfall eine zusätzliche Zwischenstufe erreicht, welche einer besonderen Federstellung entspricht oder von welcher aus der Anker nicht mehr voll angezogen werden kann. Durch Justierung der Kontaktfeder, der Fieder des Hilfsankers und des Luftspaltes zwischen Hilfsanker und Hauptanker kann dasselbe Relais den verschiedensten 'schaltungstechnischen Anforderungen angepaßt werden, ohne das Relais umbauen zu müssen. Der Anwendungsbereich eines derartigen Relais wird daher durch eine Anordnung gemäß vorliegender Erfindung beschrieben und in beiliegender Zeichnung dargestellt.

' Es bedeuten Fig. r ein Schneideankerrelais mit Hilfsanker gemäß vorliegender Erfindung in Seitenansicht,' Fig. 2 und 3 eine Teilansicht desselben mit verschiedenen Ankerstellungen. Fig. 4 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Gegenstandes vorliegender Erfindung bei einem Flachankerrelais dar, Fig. 5 und 6 eine Teilansicht des Flachankerrelais mit verschiedenen .Ankerstellungen. Fig. 7 stellt ein Ausführungsbeispiel dar gemäß vorliegender Erfindung, bei welchem der Hilfsanker die Kontaktfedern nicht direkt, sondern durch Steuern des Ankers selbst beeinflußt. Fig. 8 zeigt dieses Relais in Teilansicht mit einem Anker in voll angezogenem Zustand, Fig. 9 mit einem Anker in abgefallener Zwischenstellung. Fig. 10 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Relais der in Fig. 7 gezeigten Art dar.

Das in Fig. 1 bis 3 dargestellte, als Stufenrelais ausgebildete Ausführungsbeispiel besitzt einen Kern 1 und zwei· Spulen 2. und 3. Vor dem Kern 1 befindet sich ein Anker 4, welcher an einem Joch 5 gelagert ist. Am Joch 5 ist ein Kontaktfedersatz 6 befestigt, von dem zwei Federpaare 7 und 8 dargestellt sind. Der Anker 4 besitzt einen Hilfsanker 9, welcher durch eine öffnung 10 im Anker 4 hindurchtreten kann. -Der Hilfsanker 9 ist an einem Ende eines Hebels 11 aus nichtmagnetischem Material befestigt, welcher am Anker 4 drehbar gelagert ist. Das andere Ende des Hebels 11 ragt unter die Federn des Kontaktfedersatzes 6. Der Hebel 11 stützt sich gegen den Anker 4 mittels einer Feder 12 ab. Spricht das Relais in erster Stufe durch Erregung einer der Wicklungen, z. B. 2, an, so wird zunächst der Kontakt 8 geschlossen. Dabei wird der Hilfsanker 9 näher an den Pol des Kernes 1 herangeführt, ohne von diesem zunächst angezogen zu werden, da die Feder 12 die anziehende Wirkung auf den Hilfsanker 9 aufhebt. In dieser Stellung legt sich der Anker 4 gegen die in das Federpaket mit eingeschichtete Stufenfeder 14. Wird das Relais in zweiter Stufe erregt, z. B. durch die Wicklung 3, so zieht der Anker 4 ganz an und nimmt während seines Anzuges den Hilfsanker 9 noch näher an'den Kern 1 heran, worauf jetzt der Hilfsanker auch angezogen wird, was um so leichter vor sich gehen kann, da er ja den Druck der vom Anker 4 betätigten Kontaktfedern 8 nicht zu überwinden braucht. In diesem Zustand ist nunmehr der Kontakt 7 geöffnet (Fig. 2). Wird das Relais aus irgendwelchen schaltungstechnischen Gründen vollständig kurzzeitig aberregt, so fällt der Anker 4 zurück. Dabei schließen sich zuerst die Kontaktfedern 7, worauf die oberste der Kontaktfedern 8 sich auf den Pimpel des Hilfsankers auflegt und die' unterste Feder weiter mit dem Hauptanker zurückgeht, so daß der Kontakt 8 geöffnet wird. Erfolgt eine Erregung in erster Stufe während des Abfalls über die Kontakte 7, so fällt der Anker in die erste Stufe zurück, aber es kommt über die geöffneten Kontakte 8 kein neuer Stromkreis mehr zustande. Der Hilfsanker hält sich in dieser Stellung in einem magnetischen Kreis, welcher über den Kern 1, den Hilfsanker 9, den Luftspalt 10 zwischen Hilfsanker 9 und dem Anker 4, das. Joch 5 zurück zum Kern fließt. Zur Aufrechterhaltung dieses Schaltzustandes (Fig. 3) ist nur ein verhältnismäßig geringer Strom nötig, da ja ein guter magnetischer Kreis vorhanden ist, dessen Hauptwiderstand nur durch den genannten sehr kleinen Luftspalt 10 erzeugt wird.

Würde in der in Fig. 3 dargestellten Schaltstellung das Relais stärker erregt wer- no den, so ist das dadurch entstehende verstärkte magnetische Feld nicht imstande, den Anker 4 wieder anzuziehen, da die Kraftlinien in der Hauptsache in dem oben gekennzeichneten Kreis verlaufen, so daß das dazu parallel geschaltete magnetische Streufeld, welches direkt zwischen Kern 1 und Anker 4 auftritt, immer noch zu schwach ist, um den Anker 4 anzuziehen.

Die Wirkungsweise des Relais gemäß vorliegender Erfindung ist auch bei dem in Fig. 4 bis 6 dargestellten Beispiel die gleiche. Auch

hier ist ein Kern ι mit zwei Wicklungen 2 und 3 versehen, wobei der in an sich bekannter Weise als joch ausgebildete Anker 4 am Kern 1 gelagert ist. Der Kontaktfedersatz 6 mit den in der Zeichnung dargestellten Kontakten 7 und 8 ist ebenfalls am Kern 1 gelagert und steht unter dem Einfluß der am Anker 4 befestigten Brücke 19. Der Hilfsanker 9 ist an der Feder 12 gelagert, welche sich gegen einen am Anker 4 befestigten Mitnehmer 16 mit Vorspannung anlegt, und kann durch eine öffnung 10 des Ankers 4 treten, dabei drückt er auf einen Stößel 13, welcher durch den Stern 1 hindurchragt und Kontaktfedern 8 des Kontaktfedersatzes 6 beeinflußt. Der Stößel 13 wirkt auf einen Isolierstreifen 18 ein,, welcher, zwischen den Federn des Federpaketes angeordnet, -sich gegen die Spulenscheibe des Relais abstützt und nach vorn herausnehmbar ist. Die in der Zeichnung nicht dargestellte Stufenfeder kann sowohl am Anker selbst gelagert sein oder in das Federpaket" mit eingeschichtet werden. Die Betätigung der Federn des Kontaktfeder-Satzes 6 durch den Hilfsanker 9 kann auch in anderer Weise als durch einen Stößel erfolgen, z. B. über eine U-förmig gebogene Kontaktbrücke, welche, am Hilfsanker befestigt, um den Kern 1 herumgreift und sich von vorn oder von der Seite in den Bereich der zu betätigenden Kontaktfedern erstreckt.

Bei dem in -Fig. 7 bis 9 dargestellten Ausführungsbeispiel wird eine besondere Betätigungseinrichtung und deren Lagerung für die Kontaktfedern vollständig vermieden und das Relais noch mehr vereinfacht. Ein Wiederzustandekommen eines Stromkreises über die Kontaktfedern 8 wird dadurch vermieden, daß der Hilfsanker 9 infolge seiner besonderen Ausbildung den von seinem voll angezogenen Zustand in die Zwischenstellung zurückgefallenen Anker verhindert, wieder anzuziehen. Zu diesem Zwecke ist der Hilfsanker 9 mit einem Flansch oder Verbreiterung 15 versehen, gegen welche sich der abgefallene Anker 4 bei angezogenem Hilfsauker 9 anlegt.

Ist bei Beginn des Abfallvorganges das Relais über die Kontaktfedern 7 in erster Stufe neu erregt worden, innerhalb einer Zeit, in welcher der durch die Kontaktfedern 8 nicht belastete Hilfsanker infolge des reimanenten Magnetismus noch nicht abfallen konnte, so kommt folgender magnetischer Fluß zustande:

Über Kern 1, Luftspalt zwischen Kern rund Anker 4 zurück zum Kern; aber gleichzeitig tritt auch noch ein Nebenschluß auf, welcher von Kern 1, dem Hilfsanker 9, dessen Flansch ι S, dem Luftspalt zwischen Flansch 15 und dem in die erste Stufe noch nicht voll zurückgefallenen Anker 4 gebildet wird und auf den Anker entgegengesetzt einwirkt wie der erstgenannte Fluß. Hat der Anker 4 seine Zwischensiellung ganz erreicht -■ (Fig. 9), so legt er sich gegen den Flansch 15 des Hilfsankers 9 an, und der Hauptfiuß verläuft über den Hilfsanker 9, dessen Flansch 15" und den Kern 4, und ein Wiederanzug des Ankers ist damit verhindert. Wie, aus den Fig. 7 bis 9 ersichtlich, ist der Hilfsanker 9 an einer Feder 12 gelagert, welche am Anker 4 selbst befestigt ist und mit dem Anker 4 außerdem noch über einen Mitnehmer 16 in Verbindung steht, gegen welchen die Feder 12 in abgefallenem Zustand sich mit Vorspannung anlegt. Da die Feder 12 aber in der in Fig. 9 gezeigten Stellung den angezogenen Hilfsanker 9 vom Kern 1 abzureißen sucht, bedarf es immerhin noch einer verhältnismäßig großen Haltestromstärke für Hilfsanker 9.

Diesen Nachteil vermeidet das Ausführungsbeispiel in Fig. 10, bei welchem die Feder 12, an welcher der Hilfsanker 9 befestigt ist, nicht am Anker 4, sondern an irgendeinem anderen Teil des Relais, z. B. an einem Rahmen 17, welcher am Kern 1 befestigt ist, angeordnet ist. Hier genügen schon verhältnismäßig geringe Stromstärken, um den Hdlfsanker 9 in seiner Lage festzuhalten, auch dann, wenn der Anker während seines Abfalles auf seinen Flansch 15 auftrifft, so daß die Gefahr einer Fehlbetätigung bei diesem Relais in weitestgehendem Maße vermieden ist.

Eine weitere Verwendungsmöglichkeit eines Relais nach Fig. 10 besteht in der Tatsache, daß bei Vorerregung, z.B. durch Spule 2, und einer geringen Erregung in zweiter Stufe durch Spule 3 zunächst der leicht bewegliche Hilfsanker 9 angezogen wird, wodurch der Luftspalt zwischen dem Flansch 15 und dem Anker 4 sich rascher verringert als zwischen dem Anker 4 und dem Kern 1. Dadurch aber wird der Anker vom Kern weggezogen, oder es wird vermieden, daß er überhaupt angezogen wird. Erfolgt dagegen eine starke Erregung des Relais durch die Spule 3, so zieht der schwere Anker zusammen mit dem Hilfsanker gleichzeitig an und legt sich infolgedessen an den Kern 1 an. Je nach der Justierung der Feder 12, der Luftspalte zwischen Flansch 15 und Anker 4, zwischen Hilfsanker und Anker 4 und zwischen Anker 4 und Kern 1 läßt sich das Relais in einfacher Weise den verschiedensten Strombedingungen anpassen. Eine Einrichtung gemäß vorliegender Erfindung kann natürlich auch bei Relais mit mehreren Ankern verwendet werden, bei welchen dann einer, mehrere oder alle Anker mit einer wie oben beschriebenen Einrichtung versehen sind.

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   ι. Elektromagnetisches Relais mit zwei beweglichen Teilen des magnetischen Kreises, insbesondere für Fernsprechanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hauptanker (4) des Relais ein ihm gegenüber beweglicher, auf einen Teil des Kontaktfedersatzes einwirkender Hilfsanker

   (9) zugeordnet ist, der beim Anzug des Hauptankers durch diesen in das über Hauptanker und Kern verlaufende magnetische Feld bewegt wird und in dieser Stellung den Verlauf dieses magnetischen Feldes in der Weise beeinflußt, daß das Relais außer in die durch" die Ruhe- und Arbeitsstellung sowie durch die bei Arbei- » ten als Stufenrelais gegebenen Zwischenstellungen des Hauptankers bedingten Schaltstellungen noch in weitere, von der Stellung des Hilfsankers dem Hauptanker gegenüber abhängige zusätzliche Schaltstellungen einstellbar ist.
2. 2. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei angezogenem Hilfsanker (9) und abgefallenem Hauptanker (4) ein geschlossener magnetischer Kreis über Hilfsanker (9) und Hauptanker (4) zustande kommt, der einen Wiederanzug des Hauptankers (4) verhindert (Fig. 7 bis 10).
3. 3. Elektromagnetisches Relais nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsanker (9) zylinder-

   förmig ausgebildet ist und durch eine öffnung (10) am Hauptanker (4) hindurchtreten kann (Fig. 1 bis 10).
4. 4. Elektromagnetisches Relais nach Ansprüchen ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsanker (9) eine Verbreiterung (15) trägt, gegen welche sich bei angezogenem Hilfsanker (9) der abgefallene Hauptanker (4) anlegt (Fig. 7 bis 10).
5. 5. Elektromagnetisches Relais nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsanker (9) am Hauptanker (4) federnd befestigt ist (Fig. ι bis 9).
6. 6. Elektromagnetisches Relais nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsanker (9) unabhängig vom Hauptanker (4) federnd gelagert ist und von- diesem zwangsweise bei seinem Anzug mitgenommen wird (Fig. 10).
7. 7. Elektromagnetisches Relais nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsanker (9) auf die vom Hauptanker (4) betätigten Kontakte .(8) einwirkt (Fig. 1 bis 6).
8. 8. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsanker (9) an einem am Hauptanker (4) gelagerten Hebel (11) befestigt ist, der Federn (8) des Kontaktfedersatzes (6) beeinflußt (Fig. 1 bis 3),
9. 9. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsanker (9) an einer Feder (12) am "Hauptanker (4) gelagert ist und über einen Stößel (13) Federn (8) des Kontaktfedersatzes (6) beeinflußt (Fig. 4 bis 6).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen