DE1188720B

DE1188720B - Protection tube relay contact

Info

Publication number: DE1188720B
Application number: DEJ24875A
Authority: DE
Inventors: Joseph Eugene Wallace
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1962-12-21
Filing date: 1963-12-07
Publication date: 1965-03-11
Also published as: AT246838B; US3165608A; FI40020C; FI40020B; NL301314A; ES294709A1; CH415795A; GB987207A; DK105422C; NL136806C; BE641541A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.:Int. Cl .:

HOIhHOIh

Deutschem.: 21g-4/01 German: 21g -4/01

Nummer: 1188 720Number: 1188 720

Aktenzeichen: J 24875 VIII c/21 gFile number: J 24875 VIII c / 21 g

Anmeldetag: 7. Dezember 1963Filing date: December 7, 1963

Auslegetag: 11. März 1965Opening day: March 11, 1965

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schutzrohr-Relaiskontakt, vorzugsweise mit zwei gleichen biegsamen Kontaktzungen.The present invention relates to a protective tube relay contact, preferably with two identical flexible contact tongues.

Bei bekannten Schutzrohrkontaktrelais dieser Art enthält ein innerhalb einer Erregerspule in deren Achsrichtung angeordneter Schutzrohr-Arbeitskontakt ein Paar magnetisierbarer, meist zungenförmiger Kontaktglieder, die mit einem Ende in den gasdicht verschlossenen Enden eines durchsichtigen Schutzrohrs frei tragend und annähernd parallel zueinander befestigt sind. Die meist mit einem besonderen Kontaktwerkstoff belegten freien Enden der aus dünnem, federndem, weichmagnetischem Material bestehenden Kontaktzungen überlappen sich in der Kontaktzone und lassen zwischen sich in der Ruhelage einen Kontakt-Luftspalt von meist nur einigen hundertstel Millimetern frei.In known protective tube contact relays of this type, one contains an excitation coil in their Axially arranged protective tube working contact a pair of magnetizable, mostly tongue-shaped Contact members with one end in the gas-tight sealed ends of a transparent protective tube are cantilevered and fastened approximately parallel to each other. Most of them with a special contact material occupied free ends of the thin, resilient, soft magnetic material Contact tongues overlap in the contact zone and leave one between them in the rest position Contact air gap of usually only a few hundredths of a millimeter free.

Durch den beide Kontaktzungen durchfließenden, in der Erregerspule erzeugten Magnetfluß werden die Zungenenden gegeneinander beschleunigt. Der enge Kontakt-Luftspalt, dessen vorbestimmte Größe von der Schaltspannung und von der Schutzgasatmosphäre innerhalb des Schutzrohres abhängt, ermöglicht große Schaltgeschwindigkeiten. Der Schutz des Kontakts vor äußerer Verschmutzung und vor chemischer Beeinflussung (Oxydation) des Kontaktmaterials bedingt eine große Zuverlässigkeit der Arbeitsweise.Due to the magnetic flux that flows through both contact tongues and is generated in the excitation coil, the Tongue ends accelerated against each other. The close contact air gap, the predetermined size of which is the switching voltage and the protective gas atmosphere inside the protective tube high switching speeds. The protection of the contact against external pollution and against chemical Influencing (oxidation) of the contact material results in a high level of reliability in the operation.

Diese bekannten Schutzrohr-Relaiskontakte weisen jedoch Kontaktprellungen nach der ersten Berührung der Kontaktzungen auf, die durch verstärkte Abnutzung der Kontaktflächen die Lebensdauer herabsetzen und den Beginn der nutzbaren Schließzeit des Kontakts verzögern.However, these known protective tube relay contacts have contact bruises after the first contact the contact tongues, which reduce the service life due to increased wear of the contact surfaces and delay the start of the usable closing time of the contact.

Deshalb wurden bereits verschiedene Maßnahmen zur Herabsetzung der Kontaktprellungen vorgesehen. Zu solchen Verbesserungen gehören: Verkleinerung der Kontaktzungen bzw. -federn, Hinzufügung einer Hilfskontaktzunge mit Hilfskontakt zu den Hauptzungen, Verwendung besonderer Spulen, Änderung des Luftspalts zwischen den Kontaktzungen sowie zusätzliche, an den beweglichen Zungen mit Spiel und zugleich Reibung befestigte, zum Teil auch noch innere Reibung aufweisende Massen. Diese Änderungen verringern zwar die Kontaktprellungen, haben jedoch verringerte Strombelastbarkeit, teure und schwierige Herstellung und Montage infolge zusätzlicher Teile oder erhebliche Verringerung der Arbeitsgeschwindigkeit durch größere träge Masse zur Folge.For this reason, various measures have already been taken to reduce contact bruises. Such improvements include: reducing the size of the contact tongues or springs, adding a Auxiliary contact reeds with auxiliary contacts to the main reeds, use of special coils, modification the air gap between the contact tongues as well as additional, on the movable tongues with play and at the same time friction-attached masses, some of which also have internal friction. These changes reduce the contact bruises, but have reduced current carrying capacity, expensive and difficult production and assembly as a result of additional parts or considerable reduction in the working speed due to larger inertial mass Episode.

Demgegenüber hat die vorliegende Erfindung das Ziel, durch eine relativ einfache und billige Konstruktionsänderung die Kontaktprellungen von Schutzrohr-RelaiskontaktIn contrast, the present invention has the aim of being relatively simple and cheap Design change the contact bruises of the protective tube relay contact

Anmelder:Applicant:

International Business Machines Corporation,International Business Machines Corporation,

Armonk,N.Y. (V. St, A.)Armonk, N.Y. (V. St, A.)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. H. E. Böhmer, Patentanwalt,
Böblingen (Württ), Sindelfinger Str. 49Dipl.-Ing. HE Böhmer, patent attorney,
Böblingen (Württ), Sindelfinger Str. 49

Als Erfinder benannt:
Joseph Eugene Wallace,
Endicott, N. Y. (V. St. A.)Named as inventor:
Joseph Eugene Wallace,
Endicott, NY (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 21. Dezember 1962
(246 604)Claimed priority:
V. St. v. America December 21, 1962
(246 604)

Schutzrohr-Arbeitskontakten der genannten Art wesentlich zu verringern und dadurch deren Brauchbarkeit entscheidend zu verbessern und zugleich ihre Lebensdauer zu verlängern. Dieses Ziel wird auf dem Wege der Verkleinerung der kinetischen Stoßenergie im Augenblick der Kontaktberührung dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß kurz vor der Berührung beider Kontaktglieder ein unmagnetischer Anschlag die Bewegungsrichtung eines Kontaktgliedes umkehrt, so daß bei der darauffolgenden Berührung der Enden beider Kontaktglieder diese sich in gleicher Richtung, nur mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, bewegen.To significantly reduce protective tube working contacts of the type mentioned and thereby their usefulness to improve decisively and at the same time to extend their service life. This goal is based on the Ways of reducing the kinetic impact energy at the moment of contact are achieved by that according to the invention a non-magnetic stop shortly before the contact of the two contact members reverses the direction of movement of a contact member, so that the subsequent touch Ends of both contact members these are in the same direction, only at different speeds, move.

Zu diesem Zweck erhält die Berührungsfläche des Anschlags von dem zugeordneten Kontaktglied einen geringeren Abstand als die Hälfte des Kontakt-Luftspalts zwischen den Enden der beiden Kotaktglieder und wird zur Verringerung von Kippbewegungen des zugeordneten Kontaktgliedes in unmittelbarer Nähe des Kontakt-Luftspalts angeordnet.For this purpose, the contact surface of the stop receives a from the associated contact member less than half the contact air gap between the ends of the two contact members and is used to reduce tilting movements of the associated contact member in the immediate Arranged near the contact air gap.

Der Anschlag ist vorzugsweise mit wesentlich größerer träger Masse als die Kontaktglieder ausgebildet und parallel zum zugeordneten Kontaktglied in demselben Ende des Schutzrohres wie dieses frei tragend befestigt.The stop is preferably designed with a significantly larger inertial mass than the contact members and parallel to the associated contact member in the same end of the protective tube as this free attached.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand von Figuren näher erläutert; von diesen istAn embodiment of the invention is described below explained in more detail on the basis of figures; of these is

509 518/320509 518/320

Fig. 1 ein Längsschnitt durch den vorgenannten Schutzrohr-Relaiskontakt,1 shows a longitudinal section through the aforementioned protective tube relay contact,

F i g. 2a und 2b Kontaktstrom-Zeit-Oszillogramme für einen üblichen bzw. den vorliegenden Schutzrohrkontakt nach Fig. 1.F i g. 2a and 2b contact current-time oscillograms for a conventional or the present protective tube contact according to FIG. 1.

Nach F i g. 1 sind die aus einem geeigneten f erromagnetischen Material, z. B. aus einer Eisen-Nickel-Legierung, bestehenden Kontaktzungen 10 und 11 des Schutzrohrkontaktrelais als frei tragende Stabfedern zueinander parallel in den gegenüberliegenden Enden eines Glasrohres 12 gasdicht eingeschmolzen, das seinerseits innerhalb einer gestrichelt angedeuteten Erregerspule 13 angeordnet ist. Die beweglichen Teile der Zungen 10 und 11 bis zu den Einspannpunkten 14 haben annähernd gleiche Längen; ihre freien Enden 15 bzw. 16 überlappen sich in einem für die gegenseitige Kontaktberührung bestimmten Bereich und haben hier im Ruhezustand einen vorbestimmten Abstand (Luftspalt) von einigen hundertstel Millimetern. Der Luftspalt hängt von der Strombelastung, der Spannung und der erforderlichen Ansprech- bzw. Abfallzeit in dem Stromkreis ab, in dem der Schutzrohrkontakt gebraucht wird. Die Enden der Kontaktzungen können im Berührungsbereich mit einem zur Verbesserung der elektrischen Verbindung geeigneten Material beschichtet sein.According to FIG. 1 are those from a suitable ferromagnetic Material, e.g. B. made of an iron-nickel alloy, existing contact tongues 10 and 11 of the protective tube contact relay as self-supporting rod springs parallel to each other in the opposite Ends of a glass tube 12 melted in a gas-tight manner, which in turn is indicated within a dashed line Excitation coil 13 is arranged. The moving parts of the tongues 10 and 11 up to the clamping points 14 have approximately the same lengths; their free ends 15 and 16 overlap in one for mutual contact contact and have a predetermined area here in the idle state Distance (air gap) of a few hundredths of a millimeter. The air gap depends on the Current load, the voltage and the required response or release time in the circuit from, in which the protective tube contact is needed. The ends of the contact tongues can be in the contact area with a to improve the electrical Compound suitable material coated.

In dem einen Ende des Glasrohres 12 ist annähernd parallel und in geringem Abstand zur Kontaktzunge 10 auch noch ein Auslegerteil 17 mit einem aufwärts gebogenen freien Ende 18 eingeschmolzen, das als Anschlag zur Begrenzung der Abwärtsbewegung der Kontaktzunge 10 dient. Das Anschlagende 18 wird vorzugsweise nahe dem Kontaktberührungsbereich angeordnet, um das Wippen der Zunge 10 bei ihrem Aufprall auf das Anschlagende 18 zu verringern. Dieses Ende hat eine im wesentlichen flache Oberfläche, deren Abstand von der Kontaktzunge 10 weniger als die Hälfte des Luftspalts zwischen den Enden 15 und 16 der Kontaktzungen beträgt. Dieser Abstand schwankt mit der Entfernung des Anschlagendes 18 vom Kontakt-Luftspalt.In one end of the glass tube 12 is approximately parallel and at a short distance from the contact tongue 10 also melted a boom part 17 with an upwardly curved free end 18, which serves as a stop to limit the downward movement of the contact tongue 10. The stop end 18 is preferably arranged close to the contact contact area in order to prevent the tongue 10 from rocking to reduce at their impact on the stop end 18. This end is essentially flat Surface whose distance from the contact tongue 10 is less than half the air gap between the Ends 15 and 16 of the contact tongues is. This distance fluctuates with the distance from the stop end 18 from the contact air gap.

Der Teil 17 hat eine relativ große Masse im Vergleich zur Zunge 10, so daß er für diese einen ziem-Hch starren Anschlag darstellt. Er besteht vorzugsweise aus hartem nichtmagnetischem Material, um die Abnutzung zu verringern und eine Beeinflussung der Ansprech- oder Abfallzeit zu vermeiden.The part 17 has a relatively large mass compared to the tongue 10, so that it is quite a bit too much for this represents rigid stop. It is preferably made of a hard, non-magnetic material in order to to reduce wear and tear and to avoid influencing the response or fall time.

Beim Arbeiten des Relais wird die Spule 13 mit Strom beschickt, wodurch ein Magnetfluß durch die Kontaktzungen 10 und 11 entsteht. Diese bewegen sich infolgedessen mit annähernd gleicher Beschleunigung und Geschwindigkeit aufeinander zu, wodurch der magnetische Widerstand des Luftspalts abnimmt. Während nun die Zunge 11 sich weiter zur Zunge 10 hinbewegt, berührt letztere die Anschlagfläche des Anschlagendes 18 und wird dadurch zunächst zum Stillstand gebracht. Infolge der kinetischen Energie der Zunge 10 und der Starrheit des Anschlags 17 prallt die Zunge 10 jedoch vom Anschlag wieder zurück und weicht somit vor der sich nähernden Kontaktzunge 11 zurück. Da die letztere sich aber mit höherer Geschwindigkeit bewegt, holt sie die Zunge 10 ein. Die Kontaktberührung beider Zungenenden 15 und 16 erfolgt demnach, wenn sich beide Kontaktzungen in derselben Richtung bewegen, also mit geringer Relativgeschwindigkeit und somit auch mit geringer Stoßenergie, mit deren Größe ja die Prellneigung jedes Kontakts bekanntlich zunimmt.When the relay works, the coil 13 is supplied with current, causing a magnetic flux through the Contact tongues 10 and 11 arise. As a result, these move with approximately the same acceleration and speed towards each other, whereby the magnetic resistance of the air gap decreases. While the tongue 11 is now moving further towards the tongue 10, the latter touches the stop surface of the Stop end 18 and is thereby initially brought to a standstill. As a result of the kinetic Energy of the tongue 10 and the rigidity of the stop 17, however, rebounded the tongue 10 from the stop back and thus backs away from the approaching contact tongue 11. Since the latter is however moves at a higher speed, it catches up with the tongue 10. The contact of both tongue ends 15 and 16 therefore takes place when both contact tongues move in the same direction, that is with low relative speed and thus also with low impact energy, the size of which is the As is well known, the tendency of every contact to bounce increases.

Die Kontaktgabe des vorstehend beschriebenen Schutzrohr-Relaiskontakts wurde im "Vergleich mit der eines sonst gleichen Kontakts ohne den Anschlag 17 untersucht. In beiden Fällen hatte die Spule 10000 Windungen und 1600 Ohm Widerstand und wurde mit 12 Volt Gleichspannung gespeist. Der Kontakt-Luftspalt zwischen den Zungenenden 15 und 16 betrug 0,076 mm, der Abstand der Zunge 10 vom Anschlagende 18 war 0,025 mm.The contacting of the protective tube relay contact described above was compared with that of an otherwise identical contact without the stop 17 is examined. In both cases the coil had 10000 turns and 1600 ohm resistance and was fed with 12 volts DC voltage. Of the The contact air gap between the tongue ends 15 and 16 was 0.076 mm, the distance between the tongue 10 from stop end 18 was 0.025 mm.

ίο Die Fig. 2a und 2b zeigen Kontaktstrom-Zeit-Oszillogramme, gemessen als Spannung an einem Belastungswiderstand, der in Serie mit dem üblichen Schutzrohrkontakt ohne Anschlag bzw. mit dem vorstehend beschriebenen Kontakt mit Anschlag 17 geschaltet war. Nach Fig. 2a schließt der Kontakt be-. kannter Art etwa 560 Mikrosekunden (μβ) nach Beginn der Spulenerregung und öffnet nach etwa 100 μβ kurzzeitig wieder infolge Kontaktprellung. Nach Fig. 2b schließt der neue Schutzrohrkontakt etwa 700 μδ nach Erregungsbeginn ohne jede weitere Prellung. Also werden durch den Anschlag 17 Kontaktprellungen und durch diese erzeugte fehlerhafte Impulse im Kontaktstromkreis verhindert. Infolgedessen kann die Kontaktgabe des vorliegenden Schutzrohrkontaktes sofort unmittelbar ausgenutzt werden, d. h., sie braucht nicht durch zusätzliche Schaltmaßnahmen erst nach der Stabilisierung der Arbeitsstellung des Kontaktes verzögert wirksam gemacht zu werden.2a and 2b show contact current-time oscillograms, measured as a voltage at a load resistor which was connected in series with the usual protective tube contact without a stop or with the contact with stop 17 described above. According to Fig. 2a, the contact closes. Known type about 560 microseconds (μβ) after the start of the coil excitation and opens again briefly after about 100 μβ due to contact bruising. According to FIG. 2b, the new protective tube contact closes approximately 700 μδ after the start of excitation without any further bruising. So the stop 17 prevents contact bounces and faulty pulses generated by them in the contact circuit. As a result, the contacting of the existing protective tube contact can be used immediately, ie it does not need to be made effective with a delay by additional switching measures only after the working position of the contact has stabilized.

Das Ende 18 des Anschlags 17 hat von der Kontaktzunge 10 vorzugsweise einen Abstand von weniger als der Hälfte des Kontakt-Luftspalts zwischen den Zungenenden 15 und 16. Dadurch wird sichergestellt, daß bei Erregung der Spule 13 die Kontaktzunge 10 ihr Zurückprallen vom Anschlag bereits beginnt, bevor die beiden Kontaktzungen bei ihrer gegeneinandergerichteten Bewegung sich berühren können. Wenn der Anschlag andererseits zu nahe der Zunge 10 angeordnet wird, so ist die Rückprallbewegung der Zunge 10 schon wieder fast oder ganz zum Stillstand gekommen, wenn die Zungenenden 15 und 16 zusammenstoßen, so daß deren bei diesem Stoß größere Relativgeschwindigkeit wieder Kontaktprellungen zur Folge hat.The end 18 of the stop 17 is preferably less than the contact tongue 10 than half of the contact air gap between the tongue ends 15 and 16. This ensures that when the coil 13 is excited, the contact tongue 10 is already rebounding from the stop begins before the two contact tongues touch each other as they move in opposite directions can. On the other hand, if the stop is placed too close to the tongue 10, the rebound motion is the tongue 10 has almost or completely come to a standstill again when the tongue ends 15 and 16 collide, so that their relative speed, which is greater at this impact, again bounces off the contact has the consequence.

Durch die bei richtiger Einstellung aller Teile des Schutzrohrkontakts wesentlich verkleinerte kinetische Stoßenergie bei der Kontaktberührung zwischen den Zungenenden wird eine geringere Abnutzung der Kontaktflächen und somit eine längere Lebensdauer des Kontakts erzielt.With the correct setting of all parts of the protective tube contact, the kinetic Impact energy on contact between the tongue ends will result in less wear of the Contact surfaces and thus a longer service life of the contact achieved.

Claims

Patent claims:

1. Protective tube relay contact with a pair of magnetizable, resilient ones, free at one end load-bearing fastened contact links that overlap with the free ends in the contact area, which are accelerated against each other by an axial magnetic field, characterized that shortly before the contact between the two contact members (10, 15 or 11, 16) a non-magnetic Stop (17, 18) reverses the direction of movement of a contact member (10, 15) so that the subsequent contact Ends (15, 16) of both contact members (10, 11) these are in the same direction, only with different Move speed.

2. Contact arrangement according to claim 1, characterized in that the contact surface

(18) of the stop (17) from the associated contact member (10) a smaller distance than half of the contact air gap between the ends (15, 16) of the contact members (10,11) and is arranged in the immediate vicinity of this contact air gap.

3. Contact arrangement according to claims 1 and 2, characterized in that the mass of the stop (17, 18) is much larger than that of the contact members (10, 15; 11, 16).

4. Contact arrangement according to claims 1 to 3, characterized in that the stop (17, 18) are preferably arranged parallel to the associated contact member (10) and in the same End of the protective tube (12) is attached in a cantilevered manner.

1 sheet of drawings