DE6752464U - ELECTROMAGNETIC RELAY - Google Patents

Description

P.JU55372-3.B.P.JU55372-3.B.

Dipl.-Phys. Leo Thul
Patentanwalt
7000 Stuttgart-Feuerbach
Kurze Straße 8Dipl.-Phys. Leo Thul
Patent attorney
7000 Stuttgart-Feuerbach
Short street 8

ISE/Reg. 3939 - ' jISE / Reg. 3939 - 'j

f H.S.Woodhead 13 ' j.f H.S. Woodhead 13 'j.

INTEBKATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORKINTEBKATIONAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, NEW YORK

Elektromagnetisches RelaisElectromagnetic relay

Die Priorität der Anmeldung Nr. 35 855/67 VO23 4.August 1967 in Grossbritannien ist in Anspruch genommen-The priority of application no. 35 855/67 VO23 is August 4, 1967 in Great Britain claimed-

Die vorliegende · betrifft ein elektromagnetisches Beiais mit mindestens einem Trennkontakt. · The present relates to an electromagnetic Beiais with at least one break contact.

Das gensässe Beiais weist ein äusseres magnetisches Glied vmi ein inneres magnetisches Glied auf, welches durch eine Oeffnung im äusseren magnetischen Glied durchdringt und von diesem magnetisch isoliert ist, es zeichnet sich aus durch eine elastische Membran aus Magnetmaterial, welche längs ihres ümfanges am äusseren magnetischen Glied befestigt Ist und sich. normalerweise la. Berührung■mit einem Kontaktglied befindet, welches susge-The gensäß Beiais has an outer magnetic member vmi an inner magnetic member which penetrates through an opening in the outer magnetic member and is magnetically isolated from it, it is characterized by an elastic membrane made of magnetic material, which extends along its circumference on the outer magnetic member Is attached and yourself. usually la. Contact ■ is with a contact member, which is susceptible

1.8.19681.8.1968

ISS/Reg. 3939ISS / Reg. 3939

noiranen dann, wenn die Membran das Kontaktglied berührt, von der Membran elektrisch Isoliert ist, wobei die Membran und das Kontaktglied die Kontakte das p.el·³"*^ "bilden und bei Erregung eines magnetischen Kreises, vieleher die beiden genannten Kagnetglieder und die Membran enthält, voneinander getrennt «erden.noiranen, when the membrane touches the contact member, is electrically isolated from the membrane, the membrane and the contact member forming the contacts the p.el · ³ "* ^ " and when a magnetic circuit is excited, the two mentioned magnetic members and the Membrane contains, separate from each other «earth.

Nachstehend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des -3»£4~i€fesgo— gegenstandes unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in welcher:A preferred embodiment of the -3 »£ 4 ~ i € fesgo— item explained in more detail with reference to the drawing, in which:

Die ?ig. 1 einen Iängsschnitt des Relais durch seine Mittelachse undThe? Ig. 1 shows a longitudinal section of the relay through its central axis and

die Fig. 2 einen längs der Linie A-A¹ der Fig. 1 geführten Querschnitt euren das Heiais zeigt.FIG. 2 shows a ^{cross section along the line AA 1} of FIG. 1.

Das in deT Zeichnung dargestellte Relais weist eine hermetisch verschlossene Katüner auf, -welche die Relaiskontakte enthält. Ein Teil dieser Xanrner besteht aus einea Metallring 10, in dessen zentraler Oeffnung ein Ketallrohrchen 11 durch einen elektrisch isolierenden ringförmigen Verschluss 12 befestigt ist, welcher beispielsweise aus Glas besteht. In die Oeffnung des Ketallröhrchens 11 ist ein Edelmatall-Kontaktbolzen 13 eingefügt, welcher * mit der Innenwand des Höhrchens hermetisch verbunden ist. Der Bolzen 13 weist eine enfeiterx.e ringförmige Kontaktfläche auf, welche den einen der beiden Kontakte des Relais bildet. Weiter weist das Relais eine ringförmige Kappe aus Weicheisen auf, in deren zentraler Oeffnung ein Nickel-Eisen-Stab 15 durch eine beispielsweise aus Messing bestehende, magnetisch isolierende rir^forsige Dichtung 16 befestigt ist. Sine elastische Membran 17 aus Magnetsaterial ist längs üires äusseren Randes an einer4Ennenflansch l8 der KappeThe relay shown in DET drawing comprises a hermetically sealed Katüner on, -which contains the relay contacts. A part of this Xanrner consists of a metal ring 10, in the central opening of which a metal tube 11 is attached by an electrically insulating ring-shaped closure 12, which consists for example of glass. A noble metal contact bolt 13 is inserted into the opening of the ketal tube 11 and is hermetically connected to the inner wall of the tube. The bolt 13 has an enfeiterx.e annular contact surface which forms one of the two contacts of the relay. The relay also has an annular cap made of soft iron, in the central opening of which a nickel-iron rod 15 is fastened by a magnetically insulating circular seal 16 made for example of brass. Its elastic membrane 17 made of magnetic material is along the outer edge on an inner flange 18 of the cap

i/deri / the

mit,
Ißi befestigt, welche/den Ring 10 verlötet- ist und damit die Kammer vervoll-with,
Ißi attached, which / the ring 10 is soldered and thus completes the chamber

standigi;.standigi ;.

ς ^ /tς ^ / t

ISS/Keg. 3959ISS / Keg. 3959

Die Membran 17, welche sowohl den Anker als auch den anderen Kontakt bildet, ist in ^beanspruchten Z-uszeziä. flach. Wenn Jedoch das Relais zusammengehaut wird, überschneidet die Fläche des Flansches 13 den Kontektbolzen 13·, so dass die Membran gespannt wird und danait den nötigen Druck zwischen den Xontakten gewährleistet, wenn sich das Heiais in Ruhe befindet.The membrane 17, which forms both the armature and the other contact, is in ^ claimed Z-uszeziä. flat. However, when the relay is assembled, the face of the flange 13 overlaps the contact bolt 13 so that the membrane is tensioned and thus ensures the necessary pressure between the contacts when the heater is at rest.

Aus den Vorstehenden ergibt sich, dass das durch die Membran 17 νζιά den Bolzen 13 gebildete Kontaktpaar' in einem hermetisch verschlossenen Rauts untergebracht ist, und dass der wichtigste Schritt zur Herstellung dieses verschlossenen Raumes, nämlich das dichte Einbringen des Röhrchens 11 in den Ring 10 als erster Schritt in der Herstellung des Relais durchgeführt werden kann, so dass die relativ hohe zum Verschliessen erforderliche Temperatur sich auf andere Teile des Relais, wie z.B. die Membran 17 oder die Relaiswicklung /nachteilig auswirken kann, welche erst in einem späteren Zeitpunkt eingebracht werden. Die ringförmige Kappe 14 kann am Ring 10 durch einen V/eichlötvorgang bei tiefer Temperatur befestigt werden.From the above it follows that the contact pair formed by the membrane 17 νζιά the bolt 13 'is housed in a hermetically sealed diamond, and that the most important step in producing this sealed space, namely the tight insertion of the tube 11 in the ring 10 as The first step in the manufacture of the relay can be carried out so that the relatively high temperature required for closing can have a detrimental effect on other parts of the relay, such as the membrane 17 or the relay winding / which are only introduced at a later point in time. The annular cap 14 can be attached to the ring 10 by a V / calibration soldering process at a low temperature.

Die Membran 17 ist mit einer Anzahl Schlitze 20 versehen, deren Länge bedeutend grosser als ihre Breite ist, und welche dazu dienen, die Elastizität der Membran zu erhöhen, und dadurch die aufzuwendende Kraft für eine genügende Auslenkung der Membran zur unterbrechung ihres Kontaktes mit dem Bolzen 13 zu verringern. Die SehÜt-ze 20 sind kreisbogenförmig ausgebildet ■cna so angeordnet, dass die zentrale Fläche 21 der Membran über drei Metaüzungen 23 isit Ihrem Randteil 22 verbunden 1st, über welchen sie init der Kappe 14 verbunden ist. Die Breite dieser Me"öaHzungen ist gegenüber ihrer länge ideln- Diese ÄncrtLiuiig gewährt -der ssrrzralen SbntaSctflSche de^r 3fembrai»The membrane 17 is provided with a number of slots 20, the length of which is significantly greater than its width, and which serve to increase the elasticity of the membrane, and thereby the force required for a sufficient deflection of the membrane to interrupt its contact with the bolt 13 to decrease. The covers 20 are designed in the shape of an arc of a circle so that the central surface 21 of the membrane is connected via three metal tongues 23 to its edge part 22, via which it is connected to the cap 14. The width of Me "öaHzungen is relative to its length ideln- This ÄncrtLiuiig granted -the ssrrzralen SbntaSctflSche de ^ r 3fembrai"

± %ß±% ß

ΙόΞ/Reg. 3939ΙόΞ / Reg. 3939

eine beträchtliche Bewegungsfreiheit, während gleichzeitig siehergestellt ]considerable freedom of movement while at the same time establishing]

wird, dass beim Anziehen der Membran gegen den Stab 15 durch Erregung des jis that when the membrane is pulled against the rod 15 by excitation of the j

zugeordneten magnetischen Kreises, sich die Kontak-JTläehe 12 praktisch in fassociated magnetic circuit, the Kontak-JTläehe 12 practically in f

senkrechter Richtung an die Stirnfläche des Stabes 15 anlegt. fperpendicular direction to the end face of the rod 15 applies. f

Die Membran 17 saus - selbstverständlich aus einen Kagnetjnaterial, wie -Ji z.3. einer Nickel-Sisen-Legierung bestehen. Zur Herstell-ung eines guten f elektrischen Kontaktes kann die Membran übr einen Teil oder ihre ganze Fläche § mit einer Silberschicht plattiert werden, welche ihrerseits sit einer Schicht
aus z.B. Palladium überzogen ist. Auf der dea 3olze;i 13 abgekehrten Seite
der Membran bilden diese plattierten Schichten die notwendige magnetische
Isolierung zwischen der zentralen Fläche der Kesbran -und denjenigen Teilen
des Stabes 15 und der ringförmigen Kappe 14, mit denen die Kssabran in 3erührung |, kommen kann.The membrane 17 is made of a magnetic material, of course, such as e.g. a nickel-iron alloy. To establish a good electrical contact, the membrane can be coated over part or all of its area § with a layer of silver, which in turn is a layer
is coated from, for example, palladium. On the dea 3olze; i 13 facing away
These plated layers form the necessary magnetic properties of the membrane
Isolation between the central surface of the Kesbran and those parts
of the rod 15 and the annular cap 14, with which the Kssabran can come into contact.

Der Stab 15, welcher das innere magnetische Glied des Relais bildet,
ist in der Achsrichtung des Relais bedeutend langer als das entsprechendeThe rod 15, which forms the inner magnetic member of the relay,
is significantly longer in the axial direction of the relay than the corresponding one

aus der ringförmigen Kappe 14 gebildete äussere magnetische Glied. Der überouter magnetic member formed from the annular cap 14. The about

die Kappe vorstehende Teil des Stabes 15 ist von der Relaiswicklung 25 όά- 1the cap protruding part of the rod 15 is from the relay winding 25 όά- 1

geben, die auf dem isolierenden Spulenkörper 2o aufgewickelt ist. Der Aussen- |₍ give, which is wound on the insulating bobbin 2o. The outside | ₍

ti durchmesser der Wicklung 25 und des Spulerikörpers 26 ist nicht grosser alsti diameter of the winding 25 and the bobbin body 26 is not larger than

der Aussendurchmesser der Kappe 14. Der Spulenkörper 26 wird in seiner Lage
durch eine Endplatte 27 aus Magnetmaterial gehalten, die am Stab 15 befestigt
und von der Wicklung durch eine Isolierscheibe 28 isoliert ist.the outer diameter of the cap 14. The bobbin 26 is in its position
held by an end plate 27 made of magnetic material which is attached to the rod 15
and is isolated from the winding by an insulating washer 28.

Der Magnetkreis des Relais besteht aus der Endplatte 27, dem Stab 15,
der zentralen Fläche 21 der Membran 17 und der Kappe 14 und ist vervoll-The relay's magnetic circuit consists of the end plate 27, the rod 15,
the central surface 21 of the membrane 17 and the cap 14 and is completed

ISZlReg. 3939ISZlReg. 3939

ständigt durch einen äusseren Zylinderteil 29 aus Magnetmateri al, welcher über die Kappe 14 -und die Platte 27 g-esehoben ist.constant by an outer cylinder part 29 made of Magnetmateri al, which is lifted over the cap 14 and the plate 27.

25an erkerax, ctess der inagnetisehe Kreis ini unerregten Sustarsd z>:ei Luftspalte enthält, rsHsJ-ieh denjenigen zwischen der Endfläche des Höhrehens U und der zentralen Fläche 21 der iieisbran und denjenigen zischen dieser zentralen Fläche der Jfeabran und einesi zweiten Flansch 30 deT ringförmigen Kappe 14. Die Lufzspalxe liegen magnetisch in Serie, aber die Anziehungskräfte auf die zentrale Fläche der K-ombrsn bei Erregung des Relais wirken mechanisch parallel, d.h, s*>e addieren sieh. Der zweite dieser Luftspalte, d.h. derjenige zwischen der zentralen Fläche der Membran und dem Flansch ist in einem begrenzten Ausmass durch die Zungen 23 überbrückt, aber die Ausbildung dieser Zungen gewährleistet, dass dieser Ueberbrückungsweg einen relativ hohen magnetischen Widerstand ax£weist..25an erkerax, the inagnetisehe circuit ini unexcited Sustarsd ctess z>: contains egg air gaps rsHsJ-ieh that between the end face of Höhrehens U and the central surface 21 of the iieisbran and those of the central area of the Jfeabran and Einesi second flange 30 hiss DET annular cap 14. The air palaces are magnetically in series, but the forces of attraction on the central surface of the K-ombrsn when the relay is excited act mechanically in parallel, ie, s *> e add see. The second of these air gaps, ie the one between the central surface of the membrane and the flange, is bridged to a limited extent by the tongues 23, but the design of these tongues ensures that this bridging path has a relatively high magnetic resistance ax £.

Die Ansehlüsso fiir d&s Beiais bestehen aus Kontaktstiften, die aus der Längsseite des Relais austreten. Der Abstand der Stifte kann so gewählt werden, dass eifait dem Normalraster von gedruckten Schaltungen übereinstimmt. Die kleinen Abmessungen des Beiais machen es besonders geeignet zur Verwendung in gedruckten Schaltungen- Als Beispiel hat eine praktische Ausführung des in der Zeichnung dargestellten Heiais eine Länge von ca. iSmm und einen Durchmesser von ca. lOsasfl. Die Wieklungsanschlüsse des Relais bestehen aus den Stiften yi, welche aus den Spulenkörper 2β heraustreten, während die Kontaktanschlüsse durch die Stifte 32 und 33 gebildet sind, die von Stab 15 bzw. den Röhrchen 11 ausgehen. Eine Isolierscheibe 34 verhindert, dass der Stift 33 in zufälligen Kontakt mit den Ring 10 gerät, da ein solcher Kontakt einen Kurzschluss der Relaiskontakte bewirken würde.The Ansehlüsso fiir d & s Beiais consist of contact pins, which emerge from the longitudinal side of the relay. The distance between the pins can be chosen so that it corresponds to the normal grid of printed circuits. The small dimensions of the Beiais make it particularly suitable for use in printed circuits. As an example, a practical version of the Heiais shown in the drawing has a length of approx. ISmm and a diameter of approx. LOsasfl. The weighing connections of the relay consist of the pins yi which protrude from the coil body 2β, while the contact connections are formed by the pins 32 and 33 which extend from the rod 15 and the tubes 11, respectively. An insulating washer 34 prevents the pin 33 from coming into accidental contact with the ring 10, since such a contact would cause a short circuit of the relay contacts.

67Ö24Ö67Ö24Ö

ISE/P.eg. 5939ISE / P.eg. 5939

Geinäss einer Variante kann das dargestellte HeIaIs zwei Xontakxpaere aufweisen. In diesen- Falle fällt die Endplatte 27 weg, "^d der Stab 15 erstreckt sich nicht durch den ganzen Spuler-körper 26, sondern endigt kurz vor der Kitte desselben.. Eine Kontaktkammer mit. Kontakten gleicher Art, wie die gezeigte Kontaktkannner liegt dann am anderen Ende des Spulenkörpers 26.According to one variant, the presented HeIaIs can have two Xontakxpaires exhibit. In this case, the end plate 27 is omitted, "^ d the rod 15 extends does not go through the entire winder body 26, but ends briefly before the putty of the same .. A contact chamber with. Contacts of the same type as the contact can shown is then at the other end of the bobbin 26.

Basiit die beiden Kontaktpaare voneinander elektrisch Isoliert "bleiben, sind die inneres, Kontaktglieder der beiden Kontaktkaisnem, näslich die den Stab 15 entsprechenden Stäbe so kurz gewählt, dass sie sich In der Kitte des SpuleiikSrpers nicht berühren. Der zusätzliche magnetische Widerstand des magnetischen Kreises des BeIaIs, der durch die sich nicht berührenden innerer isagnetischeii Glieder entsteht, wird v:eitgehend überbrückt durch ein Höhrehen aus Hagnetaiaterialj welches sich über die Länge des Spulenkörpers erstreckt ■und In welches die Stäbe eingesetzt sind. Die elektrische Isolation dieser beiden Stabe ·κ±τά, gewährleistet durch eine Isolierhülse, welche an der Innenwand des Höhrchens anliegt. Die äussere Hülse 29* welche nun die beiden äusseren durch die ringförmige Kappe gebildeten Glieder magnetisch koppelt, weist auf ihrer Innenseite einen isolierenden Ueberzug auf, so dass diese beiden Glieder ebenfalls elektrisch voneinander isoliert sind.So that the two pairs of contacts remain electrically isolated from one another, the inner, contact members of the two contact chambers, namely the bars corresponding to the rod 15, are chosen so short that they do not touch in the cement of the coil body. The additional magnetic resistance of the magnetic circuit of the case , which is created by the non-touching inner isagnetic members, is initially bridged by a height of magnetic material which extends over the length of the coil body and into which the rods are inserted. The electrical insulation of these two rods κ ± τά, guaranteed by an insulating sleeve, which rests against the inner wall of the tube. The outer sleeve 29 *, which now magnetically couples the two outer members formed by the annular cap, has an insulating coating on its inside so that these two members are also electrically isolated from each other are.

Claims (10)

- 7 tSS/Heg-5959 ANSERtECEE- 7 tSS / Heg-5959 ANSERtECEE 1. Elektromagnetisches Relais mit mindestens einem ^rsmikoritakt, welches ein äusseres magnetisches Glied und ein inneres' magnetisches Glied aufweist, welches eine Ceffnung ic .sseren Glied durchsetzt und von diesen magnetisch isoliert ist, gekennzeichnet durch eine elastische lfesbran ans Kagneissa&erisl, welche längs ihres äusseren Randes am äusseren magnetischen Glied befestigt ist und normalerweise mit einem Kontaktglied in Berührung steht, welches abgenommen dann, wenn die Membran mit diesem Kontaktglied in Berührung steht, von der Membran elektrisch isoliert ist, ■Möbel die Kembran und das Kontaktglied die Kontakte des Heiais bilden, welche durch die Erregung eines magnetischen Kreises, welcher beide magnetischen Glieder vsid die Membran enthält, voneinander getrennt werden.1. Electromagnetic relay with at least one micro-clock, which has an outer magnetic member and an inner magnetic member, which penetrates an opening in its member and is magnetically isolated from it, characterized by an elastic lfesbran to the Kagneissa & erisl, which runs along its outer Edge is attached to the outer magnetic member and is normally in contact with a contact member, which is removed when the membrane is in contact with this contact member, electrically isolated from the membrane, ■ Furniture, the membrane and the contact member form the contacts of the heater, which are separated from each other by the excitation of a magnetic circuit which contains both magnetic members vsid the membrane. 2. Beiais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran mindestens zwei Oeffnungen aufweist, die zwischen der Randfläche und der Kontaktflache der Membran liegen und so gestaltet sind, dass sie die zur Abhebung der Membran zum Kontaktglied erforderliche Kraft vermindern.2. Beiais according to claim 1, characterized in that the membrane has at least two openings between the edge surface and the Contact surface of the membrane are and are designed so that they are the Lifting the membrane to the contact member reduce the force required. 3- Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Oeffnungen aus Schlitzen bestehen, deren Breite bezüglich ihrer Länge klein ist.3- relay according to claim 2, characterized in that said Openings consist of slots, the width of which is small in relation to their length. 4. Relais nash Anspruch 2 oder J>, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Oeffnungen so gestaltet sind, dass die Kontaktfläche der Membran ei*, ihrer Randfläche durch mindestens zwei Zungen verbunden ist, deren Breite ι bezüglich ihrer Länge klein ist.4. Relay according to claim 2 or J>, characterized in that said openings are designed so that the contact surface of the membrane ei *, its edge surface is connected by at least two tongues whose width ι is small with respect to their length. 1.8.1968
G/Fz1.8.1968
G / Fz - 3 53959 - 3 53959 5- Beiais nach einem der Ansprüche 1 bis hj dadurch gekennzeichnet., dass mindestens die Kontaktiläehe der Membran six. einer Schien"!; aros Sdelsü^all überzogen ist.5- Beiais according to one of claims 1 to hj, characterized in that at least the contact area of the membrane six. one seemed "!; aros Sdelsü ^ all is covered. 6. Heiais nach einen; dar Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran in einer hermetisch verschlossenen Hammer liegt.6. Heiais after one; dar claims i to 5, characterized in that that the membrane lies in a hermetically sealed hammer. 7. Beiais nach eines der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet;, ■dass das innere magnetische Glied sich über eine Seite des ausseren magnetischen Gliedes hinaus erstreckt -und von der Erregerwicklung des Heiais uageben ist*.7. Beiais according to one of claims 1 to 6, characterized; ■ that the inner magnetic member extends over one side of the outer magnetic Member extends out -and uageben from the excitation winding of the helix is*. 3. Beiais nach Anspruch "{, gekennzeichnet durch eine Endplatte aus liagnatnaterial auf der dem äusseren magnetischen Glied abgekehrten Seite der Erregerwicklung, vcn& durch ein weiteres Glied aus Magnetaaterial, welches die Endplatte und das äussere magnetische Glied verbindet und die Wicklung niridesteris teilweise umgibt, wobei die Endplatte und das weitere magnetische Glied einen n&snetisch leitenden Weg zwischen dem äusseren magnetischen Glied vr.d dein von diesen abgekehrten Ende des inneren magnetischen Gliedes bildet.3. Beiais according to claim "{, characterized by an end plate made of liagnatnaterial on the side of the excitation winding facing away from the outer magnetic member, vcn & by a further member made of magnetic material, which connects the end plate and the outer magnetic member and partially surrounds the winding niridesteris, wherein the end plate and the further magnetic member form a n & snetically conductive path between the outer magnetic member and the end of the inner magnetic member facing away from these. 9- Relais nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spule ein zweites inneres magnetisches Glied umgibt, welches hermetisch verschlosser, durch eine Oeffnung in einem zweiten äusseren magnetischen Glied hindurchgeführc ist, von welchem es magnetisch isoliert ist, und dass eine zweite ^: Membran von gleicher Art wie die erste Membran längs ihres Randes am zweiten äusseren magnetischen Glied befestigt isö.9- Relay according to claim 7, characterized in that the coil surrounds a second inner magnetic member, which is hermetically sealed, through an opening in a second outer magnetic member, from which it is magnetically isolated, and that a second ^: membrane of the same way as the first membrane attached along its edge to the second outer magnetic member isö. 10. Relais nach Anspruch 9j gekennzeichnet durch ein weiteres Glied10. Relay according to claim 9j characterized by a further member - 9 S/Reg. 3939- 9 S / Reg. 3939 Magnetmaterial, welches von den beiden äusseren magnetischen Gliedern ktrisch isoliert ist, aber diese Glieder magnetisch koppelt und die aiswicklung mindestens teilweise umgibt.Magnetic material used by the two outer magnetic links is ctrically isolated, but magnetically couples these links and the at least partially surrounds the winding. 2 Δ2 Δ IkIk