DE943713C - Ankerhatlerung fuer polarisiertes Relais - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

AUSGEGEBEN AM 1. JUNI 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21g GRUPPE 4oi INTERNAT. KLASSE H01 h

S 36815 VIII c 121g

Gareid Eugene Marsh, Rochester, N. Y. (V. St. A.)

ist als Erfinder genannt worden

Spoorweg Sein Industrie N. V., Bussum (Niederlande)

Ankerhalterung für polarisiertes Relais

Patentiert im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland vom 17. Dezember 1953 an Patentanmeldung bekanntgemacht am 8. Dezember 1955

Patenterteilung bekanntgemacht am 9. Mai 1956

Die Priorität der Anmeldung in den V. St. v. Amerika vom 17. Dezember 1962 ist in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf ein polarisiertes Relais mit einem auf einer Seite eines langgestreckten, an einem Punkt zwischen den Enden abgestützten Ankers angeordneten Elektromagneten, dessen Fluß diesen Anker in Längsrichtung durchläuft, und mit einem Dauermagneten, von dem ein Pol magnetisch mit dem Elektromagneten verbunden und der andere Pol gegenüber dem Anker angeordnet ist.

Die Erfindung bezweckt, eine Bauart eines Relais vorerwähnter Art mit einer solchen Lagerung des Ankers zu schaffen, daß die Reibungsverluste und die Abnutzung beim Bewegen des Ankers wesentlich geringer sind als bei den bekannten Relais dieser Art, bei denen der Anker drehbar in Zapfen od. dgl. gelagert ist.

Gemäß der Erfindung wird der Anker durch zwei an derselben Stelle am Anker befestigte streifen-

förmige Biegungsfedern getragen, von 4^ene11 die eine quer zum Anker angeordnet ist und an dem vom Anker abgewendeten Ende an einem Teil des Gestelles befestigt ist, während die zweite sich in gekrümmter Form in der Längsrichtung des Ankers derart erstreckt, daß das eine Federende fest mit einem Teil des Gestelles verbunden ist, während das andere Federende entweder auch fest mit einer feststehenden Abstützung verbunden oder in"derselben ίο geführt wird.

Vorzugsweise ist die Befestigung der zuerst genannten Biegungsfeder am .Gestellteil derart einstellbar, daiß das Relais durch Änderung dieser Befestigungsstelle und somit der Vorspannung der Feder auf einfache Weise von einem Relais mit zwei stabilen Endlagen des Ankers in ein Relais geändert werden kann, von dem der Anker nur eine stabile Endlage hat.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Relais mit zwei auf gleiche Weise abgestützten, in der Mittellage nebeneinander in derselben Ebene liegenden Ankern versehen, wobei die Vorspannung der mit dem einen Anker verbundenen, quer zu diesem stehenden Biegungsfeder der der entsprechenden, mit dem anderen Anker verbundenen Biegungsfeder entgegengesetzt ist. Auf diese Weise ergibt sich ein Relais mit zwei unabhängig voneinander wirksamen Ankern, die durch denselben Dauermagneten polarisiert und durch denselben Elektromagneten gesteuert werden,, wobei der eine Anker auf eine Erregung des Elektromagneten anspricht, die der Erregung entgegengesetzt ist, auf welche der andere anspricht.

Die Erfindung wird an Hand zweier schematisch in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Fig. 1 bis 4 beziehen sich auf ein Relais gemäß der Erfindung mit nur einem Anker; Fig. ι zeigt eine Vorderansicht; Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht;

Fig. 3 zeigt das. Relais in teilweise entmanteltem Zustand, und

Fig. 4 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Vorderansicht der Ankerlage in der durch Vorspannung der quer liegenden Abstützungsfeder erhaltenen Vorzugsstellung.

Das zweite Ausführungsbeispiel hat zwei parallele, auf gleiche Weise abgestützte Anker.

Fig. 5 zeigt einen Teil einer Seitenansicht, wobei gewisse Teile im Schnitt gezeigt sind;

Fig. 6 zeigt die räumliche Anordnung der beiden Anker sowie deren Abstützung, und

Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch einen Ankeranschlag, der bei dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird.

Da das zweite Beispiel bezüglich der Bauart der Kontaktfedern und der verschiedenen feststehenden Teile der Magnetkretse dem ersten Beispiel ähnlich ist, sind in d'en Fig. 5, 6 und 7 teilweise Bezügsziffern angewandt, die auch bei den Fig. 1 bis 4 vorkommen und die gleiche Bedeutung haben.

Bei dem . in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an einer profilierten metallenen Grundplatte 5 ein 'U-förmiges Haltestück 6 mit Schenkeln 8 und¹ 9 mittels Bolzen 7 befestigt. Zwischen den Scherikelin! 8^; undi 9 und parallel, zu diesen ist eine Halteplatte 10 angebracht, die durch Bolzen 11 am Teil 6 befestigt ist.

Am Ende des Schenkels 8 ist ein magnetisches Verschlußstück 12 mittels Bolzen 13 befestigt, die. außerdem zwei langgestreckte, dem Schenkel 9 zugewendete Haltestreifen 14 festhalten. Mittels einer Schraube 50 ist jeder Haltestreifen 14 mit einer abgebogenen Zunge der Platte 10 verbunden. Die Schenkel 8 und 9 der Halterung 6 sind durch einen das Ganze versteifenden Bolzen 15 verbunden, der durch ein Loch im Verschluß stück 12 und eineAussparung der Platte 10 hindurchragt.

Zwei parallele Elektromagnetkerne 16 und 17 sind durch Bolzen 18 und 19, die gleichzeitig einen Jochbalken 20 gegen die abgeflachten Kernenden pressen, am Verschlußstück 12 befestigt. Diese Kerne sind mit Ringnuten 23 und 24 versehen, in die die Ränder der Aussparungen 25 und 26 in der Zwischenplatte 10 gera.de hineinpassen. Auf diese Weise stützen, die Kerne und die Zwischenplatte einander gegenseitig· ab.

Am Schenkel 9 des U-förmigen Haltestücks 6 ist zwischen den Streifen 14 ein Dauermagnet 47 angebracht, der durch ein am Schenkel 9 durch Schrauben 49 befestigtes Band 48 aus nichtmagnetischem Material festgehalten wird.

In der Mitte zwischen den Kernen 16 und 17, die mit je einer Erregerwicklung 27 bzw. 52 ver- _g5 sehen sind, erstreckt sich parallel zu diesen Kernen eine Blattfeder 28, von der ein Ende an einer Eckstütze 29 befestigt ist. Letztere ist durch eine durch eine große Öffnung 30 in dieser Stütze hindurchgehende Schraube 31 an einen einspringenden Teil der Vorderseite des Verschluß Stücks 12 befestigt. Der hervorstehende Teil der Eckstütze 29 ragt in eine in der Figur nicht dargestellte Aussparung im Jochbalken 20. Die Schraube 31 ist durch ein Loch 32 im Balken 20 zugänglich. '105

An dem nicht befestigten Ende der Feder 28 sind zwei L-förmige Stützen 33 befestigt, deren abgebogene Teile durch Niete an einer zweiten Blattfeder 34 befestigt sind. Durch dieselbe Nietverbindung sind die Feder 34, ein flacher, langgestreckter n₀ Anker 35 und ein auf der unteren Seite sich längs dieses Ankers erstreckendes langgestrecktes Bedienungsorgan 36 miteinander verbunden. Die Feder 34, der Anker 35 und das Organ 36 befinden sich in dem durch den Bolzen 15 einzustellenden 11g Raum zwischen den Enden der Kerne 16 und 17 und dem freien Pol des Dauermagneten 47.

Das linke Ende der Blattfeder 34 ist durch einen Schraubbolzen 38 an dem waagerecht abgebogenen Ende eines Armes 37 der Halteplatte 10 befestigt. Das andere Ende der Feder 34 wird durch einen Arm 39 der Platte 10 abgestützt, aber hier ist das Ende der Feder 34 gegabelt, und die beiden Teile erstrecken sich durch Aussparungen 41 im Arm 39, wodurch dieses Ende der Feder sich nur in der Längsrichtung verschieben kann. Die Feder 34 ist,

wie aus den Fig. ι und 3 ersichtlich ist, leicht nach oben gekrümmt.

Das Bedienungsorgan 36 ist streifenförmig und hat einen sich längs des Ankers erstreckenden, umgebogenen Rand, der diesem. Organ eine hinreichende Steifigkeit erteilt. Die beiden Haltestreifen 14 haben unterhalb des Bedienungsorgans 36 je einen abgebogenen Teil 44 mit einem durch eine einstellbare Schraube 42 gebildeten Anschlag für das Bedienungsorgan. Gegenüber den Schrauben 42 sind auf der unteren Seite des Bedienungs-OTgans 36 Formplatten 46 aus einem Phenolharz mittels Ringen 51 befestigt. Die Oberfläche der Platten 46 muß unbeschädigt sein, um eine lange Lebensdauer zu sichern. Vorzugsweise wird für die Schrauben 42 rostfreier Stahl verwendet, und der Abrundungsradius des mit den Platten 46 zusammenwirkenden Kopfes 43 dieser Schrauben ist verhältnismäßig groß, z. B. einige Zentimeter.
Aus Fig. ι ist ersichtlich, daß jedes der seitlich vorstehenden Enden des Bedienungsorgans 36 mit einem Kontaktbetätigungssteg 151 bzw. 152 einer Kontaktgruppe verbunden ist, der bewegliche Kontaktfedern 67 auf feststehenden Kontaktfedern 64 aufliegen lassen bzw. von diesen Federn abheben kann, wobei die Federn 64 zwischen in einem gewissen Abstand voneinander angeordneten Stützen 65 und 66 liegen. Die Kontaktfedern und Stützen einer Gruppe sind in einem langgestreckten Isolierbalken 60 montiert, der auf der oberen Rückseite, wo er durch eine Schraube 61 an der Plattes befestigt ist, eine Ausbuchtung aufweist. Der Balken 60 kann sich somit gegenüber der Halteplatte 5 etwas drehen, entsprechend der Einstellung einer zweiten Befestigungsschraube 63, gegen deren Kopf der Balken durch eine Feder 62 gedrückt wird. Die Lage der Kontaktfederngruppe gegenüber dem mit dem Anker 35 verbundenen Bedienungsorgan 36 kann dadurch eingestellt werden. Die auf der Rückseite des Balkens 60 hervorragenden Kontaktfedern ragen durch eine öffnung in der Platte 5 und sind also hier für den Anschluß zugänglich. Jeder Balken 60 hat auf der oberen Seite zwei Anschlußorgane mit Stiften, durch die über Kontaktbuchsen der Erregerstrom für die Wicklungen der Kerne 16 und 17 zugeführt werden kann.

Die Abstützung des Ankers durch die beiden Federn 28 und 34 bringt mit sich, daß der Anker tatsächlich nur eine Drehbewegung um eine durch den Schnitt der Flächen beider Federn gehende Achse vollführen kann. Diese Drehachse bleibt bei der Bewegung des Ankers praktisch an ihrer Stelle. Theoretisch bewegt sich diese Drehachse etwas infolge der Biegung der Feder 28. Diese Verschiebung ist jedoch so gering, daß sie keinen erkennbaren Einfluß auf die Wirkung des Relais ausübt. Beim Drehen um die erwähnte Drehachse kommt der Anker unmittelbar an der einen oder an der anderen Hälfte der Feder 34 zur Anlage. Die Länge der Feder 34 zwischen den Armen 37 ändert sich also nicht, so daß es gut möglich ist, auch das rechte Ende dieser Feder fest mit dem Arm 37 ähnlich wie am linken Ende zu verbinden. Mit Rücksicht auf Toleranzen bei der Herstellung und auf die Möglichkeit eines bequemen Aufbaus ist jedoch eine nachgiebige Abstützung des einen Endes der Feder 34 zu bevorzugen.

In den Fig. 1, 2 und 3 ist der Anker 35 in der Mittellage gezeigt, wobei die beweglichen Kontaktfedern 67 auch ihre Mittellage einnehmen. In der Praxis ist diese Lage labil und kommt also nur als Zwischenlage beim Übergang von der einen in die andere äußerste Lage vor.

Je nach der Einstellung der Feder 28 kann das Relais die Eigenschaft haben, daß der Anker zwei stabile Endlagen aufweist; es ist auch möglich, daß die Feder 28 durch die Einstellung der Eckstütze 29 eine solche Vorspannung hat, daß im nicht erregten Zustand des Elektromagneten der Anker stets eine bestimmte Lage einnimmt, in der er an einem Pol des Elektromagneten anliegt.

Wenn, wie dies in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellt ist, die Eckstütze 29 derart eingestellt ist, daß die Feder 28 den Anker stets in die Mittellage zu führen bestrebt ist, wird der Anker in jeder Endlage durch den dazu hinreichend kräftigen, polarisierenden Fluß des Dauermagneten 47 festgehalten, der in Abhängigkeit von der Lage des Ankers im wesentlichen entweder den Kern 16 oder den Kern 17 und weiter das Verschluß stück 12 und die Haiterung 6 durchläuft. Beim Erregen des aus den Kernen 16 und 17 und dem Verschlußstück 12 bestehenden Elektromagneten wirkt in Abhängigkeit von der Richtung des Erregerstroms der erzeugte Fluß dem den Anker haltenden polarisierenden Fluß des Dauermagneten entgegen oder er verstärkt ihn. Im ersteren Falle bewegt sich der Anker in die andere Endlage, in der er an dem anderen Kern des Elektromagneten anliegt; im zweiten Fall wird der Anker nur um so kräftiger in der eingenommenen Lage festgehalten. Am Ende der Erregung des Elektromagneten bleibt der Anker in der eingenommenen Endlage.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, wie durch andere Anordnung, gegebenenfalls zusammen mit einer Abbiegung der Eckstütze 29, die Feder 28 derart abgebogen sein kann, daß der Anker 35 in dem nicht erregten Zustand des Elektromagneten stets die gleiche Lage, in diesem Falle diejenige Endlage einnimmt, in der der Anker 35 am Kern 17 anliegt. Die Feder 28 ist derart abgebogen, daß sie den Anker mit Hilfe des beim Nähern des Kerns 17 zunehmenden, mitwirkenden, polarisierenden Flusses stets in diese Vorzugslage treibt. Der Anker wird aus dieser Lage umgelegt, wenn' durch Erregung des Elektromagneten vorzugsweise nur mit der Wicklung 27 der polarisierende Fluß im Kern 17 verringert wird und ein hinreichender anziehender Fluß zwischen dem Kern 16 und dem ihm gegenüberliegenden Ankerende erzeugt wird. Am j^o Ende der Erregung wird unter der Wirkung der Federspannung der Anker in die dargestellte Ausgangslage zurückgeführt.

Aus Fig. 4 ist ebenfalls ersichtlich, daß der linke Teil der Feder 34 sich nahezu längs der oberen Fläche des Ankers 35 erstreckt, während der rechte

Teil sich deutlich vom Anker abbiegt. Der rechte Anschlag 42 ist derart eingestellt, daß verhütet wird, daß der Anker von der Feder 34 gehalten wird.

In der anderen Endlage des Ankers, bei der dieser am Ende des Kerns 17 anliegt, erstreckt sich der rechte Teil der Feder 34 nahezu längs des Ankers, und der linke Teil ist stärker gekrümmt. In dieser Lage verhütet der linke Anschlag 42, daß der Anker gegen die Feder 34 stößt.

In den Fig. 5, 6 und 7 sind Einzeldarstellungen eines zweiten Ausführungsbeispiels des Relais nach der Erfindung angegeben. Der Zusammenbau dieses Relais ist in großen Zügen dem nach den Fig. ϊ bis 5 ähnlich. Wie bereits bemerkt, sind die Teile, die für beide Relais gleich oder nahezu gleich sind, mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

Am Verschlußstück 12 sind mittels einer einstellbaren Eckstütze 123 bzw. 124 je zwei Blattet» federn 130 bzw. 131 befestigt, die je quer zu einem von ihnen getragenen Anker 135 bzw. 139 stehen und mit diesen gemeinsam mit einer L-ängsfeder 134. bzw. 138 und einem Betätigungsorgan 136 bzw. 140 verbunden sind. Der Teil der Eckstütze 123, an dem die Feder 130 befestigt ist, ragt nach vorn, vor (s. Fig. 6); der Teil der Eckstütze 124, an dem die Feder 134 befestigt ist, ragt in eine nach hinten gerichtete Aussparung 122 im Verschluß stück 12. Die beiden Anker erstrecken sich etwa parallel zueinander, und um jeden Anker mit den Kernen 16 und 17 des Elektromagneten' zusammenwirken zu lassen, sind diese Kerne, wie aus Fig. 5 für den Kern 17 ersichtlich ist, mit einem nach hinten gerichteten Polschuh 120 versehen. Die Längsfeder 134 des Ankers 135 ist mit dem linken Ende fest mit dem Arm 137 verbunden, während das rechte Ende gegabelt ist und in Aussparung des Armes 39 geführt wird. Die Längsfeder 138 des Ankers 139 ist hingegen am Arm 39 befestigt und wird im Arm 37 geführt.

Die Eckstützen 123 und 124 sind derart eingested'lt, daß die Federn 130 und 131 eine entgegengesetzte Vorspannung haben, wodurch im nicht erregten Zustand des Elektromagneten 16, 12, 17 der Anker 135 im wesentlichen am Kern 17, ähnlich wie der Anker 35 beim Relais nach Fig. 4 ■ anliegt, während der Anker 139 die andere Endlage einnimmt, also im wesentlichen von dem in den. Fig. 5 und 6 nicht dargestellten Kern 16 angezogen ist. In dieser Ruhelage verteilt sich der von dem freien Pol des Dauermagneten" 47 ausgehende, polarisierende Fluß über die Anker 135 und 139; von dort wird er im wesentlichen den Kern 17 biw. den Kern 16 durchlaufen, um.durch das Verschlußstück 12 und die Halterung 6 zurückzukehren.

Es sei bemerkt, daß die Anker in der Fig. 5 deutlichkeitshalber in der nur als Zwischenlage vorkommenden Mittellage dargestellt sind.

In Abhängigkeit von der Richtung des Erreger-Stroms in den Spulen 52 und 27 der Kerne 17 und 16 wird der polarisierende Fluß im Kern 16 verstärkt bzw. abgeschwächt, im Kern 17. abgeschwächt bzw. verstärkt. Im ersteren Fall wird der Anker 135 umgelegt, während der Anker 139 in der Ruhelage bleibt; im zweiten Falle sind die Wirkungen gerade umgekehrt.

Die Spulen 52 und 27 können parallel oder in Reihe geschaltet sein; es ist auch möglich, jede in einen gesondert gesteuerten Erregerkreis einzufügen.

Im Gegensatz zu dem anfangs beschriebenen Relais steht jedes Betätigungsorgan 136 und 140 beim Relais nach den Fig. 5 und 7 nur auf einer Seite vor und betätigt dort nur eine Kontaktfedergruppe. Dies ist jedoch nicht erforderlich.

Die Anschläge, durch die beim Relais nach den Fig. 5 bis 7 die Endlagen der beiden Anker eingestellt werden, sind verschieden von denen des zuerst beschriebenen Relais. Jeder der Anker 135 und 139 besitzt auf beiden Seiten des Abstützpunktes auf der unteren Seite einen Anschlag 143 aus einem abgerundeten Kopf, vorzugsweise aus rostfreiem Stahl, dessen Oberfläche poliert ist, und der mit einem abgedrehten Teil im Anker befestigt ist. Die Anschläge 143 können zum Haltern des betreffenden Ankers mit je einer Anschlagfläche 150 zusammenwirken, die durch die unbeschädigte Oberfläche der Formplatte 149 gebildet wird, die in dem hohlen Kopf 148 einer in senkrechter Richtung einstellbaren Schraube 144 untergebracht ist. g₀ Die Einstellschrauben 144 sind mit Hilfe der Gegenmuttern 145 und 146 in den waagerecht abgebogenen Teilen 44 der Halterungen 14 gesichert.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich, ist eine Formplatte 149 aus einem Phenolkunstharz durch Umbördeln oder auf andere Weise im Kopf der Einstellschraube 144 befestigt. Die Oberfläche 150 muß ganz flach und unbeschädigt sein. Das Umbördeln des Kopfes um die Ränder der Formplatte hat den Vorteil, daß das Eindringen; von Feuchtigkeit bis zu den durch Schneiden erhaltenen· Seitenkanten erschwert wird.

Claims (6)

1. . PATENTANSPRÜCHE;

   i. Polarisiertes Relais mit einem auf der einen Seite eines langgestreckten, an einem Punkt zwischen seinen Enden gehalterten Ankers angeordneten Elektromagneten, dessen Fluß diesen Anker im wesentlichen in der Längsrichtung durchläuft, und mit einem Dauer- n₀ magneten, von dem ein Pol magnetisch mit dem Elektromagneten verbunden und der andere Pol gegenüber dem Anker angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker- -durch zwei an der gleichen Stelle am Anker befestigte, streifenförmige Biegungsfedern getragen wird, von denen die eine quer zum Anker angeordnet und an dem- vom Anker abgewendeten Ende an einem Teil des Gestelles befestigt ist, während die zweite sich in gekrümmter Form in der iao Längsrichtung des Ankers derart erstreckt, daß das eine Federende fest mit einem Gestellteil verbunden ist, während das andere Ende entweder auch fest mit einer feststehenden Abstützung verbunden oder in derselben geführt wird.
2. 2. Polarisiertes Relais nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß das zuletzt genannte Ende der zweiten Feder gegabelt ist und einen Teil einer quer zur Feder stehenden Halteplatte umfaßt.
3. 3. Polarisiertes Relais nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der quer zum Anker stehenden Biegungsfeder am feststehenden Gestellteil einstellbar ist, so daß die Feder eine solche Vorspannung erhalten kann, daß der Anker im nicht erregten Zustand des Elektromagneten stets die gleiche Vorzugslage einnimmt.
4. 4. Polarisiertes Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es mit zwei auf gleiche Weise gehalterten, in der Mittellage nebeneinander in derselben Ebene liegenden Ankern versehen ist, wobei die Vorspannung der quer zu einem Anker stehenden Biegungsfeder der der entsprechenden Feder des zweiten Ankers entgegengesetzt ist, in der Weise, daß im nicht erregten Zustand des Elektromagneten der eine Anker mit dem einen Pol und der andere Anker mit dem anderen Pol des Elektromagneten zusammenwirkt.
5. 5. Polarisiertes Relais nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Bewegung eines Ankers beschränkende Anschläge, die derart eingestellt sind, daß in den Endlagen des Ankers dieser nahezu an dem naheliegenden Teil der zweiten Biegungsfeder liegt.
6. 6. Polarisiertes Relais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Endlagen des Ankers durch das Zusammenwirken einer flachen Vorderfläche einer in einer Fassung angebrachten Kunstharzformplatte einerseits und des abgerundeten Kopfes einer vorzugsweise rostfreien stählernen Schraube oder Stiftes andererseits' bedingt werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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