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Elektromagnetisches Relais mit in unmagnetischen Rohren geschützt
angeordneten magnetisch beeinflußbaren Kontakten Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches
Relais, dessen Kontakte jeweils in unmagnetischen Rohen, vorzugsweise Glasrohren,
geschützt angeordnet und durch außerhalb der Rohre angeordnete Magnetisierungsmittel
beeinflußbar sind. Die aus magnetischem Material bestehenden Kontakte werden bei
bekannten Anordnungen von zwei Blattfedern gebildet, die mit ihren einen Enden in
dem Glasrohr eingeschmolzen sind und sich mit ihren anderen Enden überlappen und
durch Einfluß der Magnetisierungsmittel berühren oder abstoßen und damit einen Kontakt
schließen bzw. öffnen. Die für die Kontaktgabe notwendige Kraft ist dabei abhängig
von der erzeugten magnetischen Kraft abzüglich der Federkraft der Blattfedern, die
beim Betätigen des Kontaktes durch die Magnetkraft entsteht. Um eine genügend große
Kontaktkraft zu erreichen, müssen die Kontaktfedern einen bestimmten magnetischen
Querschnitt aufweisen. Andererseits muß eine gute Elastizität der Blattfedern vorhanden
sein. Aus diesen Gründen sind die bei den bekannten Relais dieser Art verwendeten
Kontaktblattfedern verhältnismäßig lang. Diese relativ großen Abmessungen der Relais
sind oft nachteilig, insbesondere, wenn sie in eng liegenden Tastenfeldern, in Sicherungsanlagen
sowie in gedruckten Schaltungen verwendet werden sollen.
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Es ist weiterhin ein elektromagnetisches Relais bekannt, bei dem,
insbesondere wenn große Beschleunigungskräfte einwirken, eine sichere Kontaktgabe
erzielt werden soll. Hierzu wird zwischen zwei in einem Glasrohr eingeschlossenen
magnetisierbaren Kernen ein Kontaktstück hin- und herbewegt, das aus zwei kolbenartigen,
durch Federkraft zusammengehaltenen Kontaktstücken besteht. Dieser Federkraft wirkt
beim Einschalten zweier Magnetspulen eine durch die Magnetkerne erzeugte magnetische
Kraft entgegen, so daß beide Kontaktstücke aus ihrer Ruhelage bewegt werden. Bei
der Ausbildung dieser bekannten Relais mit einem Arbeitskontakt sind zwei Magnetspulen
zur Erzeugung der magnetischen Felder in den Kernen erforderlich. Soll das Relais
ohne eine Spiralfeder versehen sein, so ist eine dritte Spule erforderlich, welche
über den Kontaktstücken angeordnet ist und diese zusätzlich direkt magnetisch beeinflußt.
Diese bekannten Relais weisen ebenfalls den großen Nachteil auf, daß sie durch ihre
großen Abmessungen nur in beschränktem Maße in elektrischen Schalteinrichtungen
verwendet werden können.
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Es sind weiterhin Relais bekannt, bei denen der Anker beweglich innerhalb
der Spule angeordnet ist und dessen Rückstellung in die Ausgangslage jeweils durch
spiralförmig ausgebildete Federn erfolgt. Diese Relais weisen aber den Nachteil
auf, daß die Kontakte in ihrer konstruktiven Anordnung neben der Spule sehr viel
Raum einnehmen und die Betätigung dieser Kontakte durch die Ankerbewegung nur mittelbar
über ein dementsprechendes Antriebsglied erfolgt. Dadurch ergeben sich für die Herstellung
der Relais viele Einzelteile, die besonders montiert und in ihrer Arbeitsweise aufeinander
abgestimmt sein müssen, so daß außer dem dadurch bedingten größeren Platzbedarf
die Relais sehr aufwendig und teuer werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Relais zu schaffen,
das raummäßig sehr klein und sehr billig und einfach herzustellen ist. Dies wird
erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß auf den Schutzrohrenden elektrisch leitende
Kappen befestigt sind, die durch Verformung des Kappenbodens zur manuellen oder
automatischen Einstellung des Kontaktabstandes zwischen den Ankerkontakten verwendet
werden.
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Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung bildet ein gegenüber der Kappe
isolierter Kontaktstift mit dem Ende der jeweils beweglichen Kontaktfeder einen
Ruhekontakt. Der Kontaktstift und die Kontaktfeder sind auf der gleichen Stirnseite
des Sch"itzrohres fest verankert.
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Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung sind die aus dem Schutzrohr
herausragenden Enden der Schraubenfedern seitlich um das Schutzrohr abgebogen und
dienen zur elektrischen Kontaktgabe mit den das Relais haltenden Steckerbuchsen.
Die
Erfindung weist gegenüber bekannten Ausführungen die Vorteile auf, daß durch Anbringung
von Kappen auf beiden Seiten des Schutzrohres der Luftspalt zwischen den beiden
Ankerkontaktstücken fertigungsmäßig sehr leicht einstellbar ist und daß die Ankerkontakte
mit diesen Kappen sich sehr gut für eine Magazinierung zur mechanischen Bestückung
von Spulenkörpern oder Tastenfeldern verwenden lassen.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen beschrieben.
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In Fig. 1 sind die Einzelteile eines als Kontaktpatrone ausgebildeten,
geschützt angeordneten Kontaktes dargestellt, über den in zusammengebautem Zustand
zwei Spulenkörperhälften gesteckt werden können. Im Rohr 1, das aus Glas öder einem
Isolierstoff besteht, befinden sich die Kontaktstücke 18 und 9. Das Kontaktstück
9 ist beweglich angeordnet und mit der Schraubenfeder 2 elektrisch leitend verbunden.
Die Enden des Rohres 1 sind mit den Metallkappen 16 und 16' abgeschlossen. Das feste
Kontaktstück 18 ist mit der Kappe 16 und die Feder 2 mit der Kappe 16' elektrisch
leitend verbunden. Die Kappen 16 und 16' sind mit dem Rohr 1 verschmolzen, verklebt
oder verkittet und können zusätzlich von dem geteilten Spulenkörper 14 und 14' und
dessen stirnseitig angeordneten Halterungen 15 und 15' in axialer Richtung gehalten
werden. Die Lappen 17 und 17' an den Kappen 16 und 16' werden so nach außen schräggestellt,
daß sie in den Halterungen 15 und 15' der Spulenkörperhälften 14 und 14' n-iit kleiner
Vorspannung anliegen. Dadurch werden die Kappen 16 und 16' in axialer Richtung von
beiden Seiten auf das Röhrchen 1 aufgedrückt. Das Rohr 1 ist in dieser Ausführung
so lang, daß im zusammengebauten Zustand zwischen den Kontaktstücken 18 und 9 ein
vorgesehener Kontaktabstand a entsteht, bei dem auf jeden Fall die Funktion gewährleistet
ist. Kleine Korrekturen des Kontaktabstandes können durch Zusammendrücken der Kappen
16 und 1.6' zu gleicher Zeit in Richtung auf das Rohr 1 durchgeführt werden. Die
Kontaktstellen können nach den bekannten Methoden, z. B. durch Edelmetall-Plattierung,
Galvanisierung, Diffusion, veredelt werden.
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Fig. 2 zeigt die in Fig.1 beschriebenen Einzelteile des Kontaktes
in zusammengebautem Zustand. Die Spulenkörperhälften 14 und 14' werden von der Spulenwicklung
19 zusammengehalten.
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Fig. 3 zeigt beispielsweise das Einsetzen eines nach den Fig. 1 und
2 beschriebenen Relais in eine mit gedruckten Leitungen 22 versehene Isolierstoffplatte
23. Die Federbügel 20 und 21 sind mit den gedruckten Leitungen 22 verbunden. In
die Federbügel 20 werden die Kappen 16 und 16' eingesteckt und dadurch die Kontakteinheit
in ihrer Lage gehalten. Für die Enden der Wicklung 19 sind an den Spulenkörperhälften
14 und 14' jeweils Steckanschlüsse 24 vorgesehen, die in die Federbügel 21 eingreifen.
Die Platte 23 weist eine Aussparung 25 auf, in die die Spulenkörperhälften 14 oder
14' in eingestecktem Zustand hineinragen.
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In Fig.4 ist eine Anordnung eines Kontaktes zur manuellen Justierung
des Kontaktabstandes a gezeigt. Das Kontaktstück 9 liegt unter Zugwirkung der Rückstellfeder
2 an der an sich bekannten Einstellschraube 26 an, die durch eine Mutter 26 gesichert
ist. Durch Verdrehen der Schraube 26 kann der Kontaktabstand a vergrößert oder verkleinert
werden.
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Fig. 5 zeigt einen Teil eines Kontaktes im Schnitt, bei dem an Stelle
der Einstellschraube 26 von Fig. 4 ein fester Kontaktstift 27, isoliert durch eine
Muffe 28, durch die Kappe 16' hindurchgeführt ist. Auf diese Weise kann ein Ruhekontakt
zwischen dem Kontaktstift 27 und dem einen Ende des beweglichen Kontaktstückes 9
gebildet werden. Die Kontaktkraft wird durch die Schraubenfeder 2 erzeugt, die mit
dem Kontaktstück 9 und der Kappe 16' elektrisch leitend verbunden ist. Die Stromzuführung
zur Kappe 16' erfolgt über die in Fig. 3 dargestellte Bügelfeder 20. Eine Bügelfeder
29 liegt unter Vorspannung an dem Kontaktstift 27 an. Die Kombination aus dem Ruhekontakt
nach Fig. 5 und dem Arbeitskontakt nach Fig. 4 ergibt einen Umschaltkontakt. Diese
Ausführung läßt sich auf alle dargestellten Figuren anwenden.
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In Fig. 6 ist eine Kontaktausführung der vorbeschriebenen Art gezeigt,
die sich besonders für die automatische Einstellung des Kontaktabstandes a zwischen
den Ankerkontakten 18 und 9 gut verwenden läßt. Die Kappen 16 und 16' sind in der
Mitte nach außen gewölbt. Das feste Kontaktstück 18 ist mit seinem Ansatz 30 mit
der Kappe 16 fest verbunden, während das bewegliche Kontaktstück 9 in die Wölbung
der Kappe 16' mit kleiner Vorspannung durch die Feder 2 gedrückt wird. Der Luftspalt
a ist vor dem Zusammenbau der Patrone durch die Abmasse der Einzelteile so dimensioniert,
daß er im normalen zusammengebauten Zustand größer gehalten ist, so daß er erst
in der Endprüfung durch Verformung der Kappenböden in Pfeilrichtung auf das vorbestimmte
Maß automatisch in der nachfolgend beschriebenen Weise eingestellt werden kann.
Während die Patrone sich in einem Magnetfeld befindet, werden beide Kappen-Böden
in Pfeilrichtung dadurch verformt, daß in dieser Richtung ein Druck auf diese ausgeübt
wird, so daß sich dabei die Stirnflächen der beiden Kontaktstücke 18 und 9 nähern.
Das Magnetfeld ist in bekannter Weise so dimensioniert, däß für einen bestimmten
Anzugswert ein vorgegebener Luftspalt a sich einstellt. Im Augenblick der Kontaktgabe
zwischen dem Kontaktstück 9 und dem Kontaktstück 18 wird der automatische Vorschub
bzw. der Druck auf die beiden Kappenböden in Pfeilrichtung abgeschaltet. Der Kontaktabstand
a ist damit für den entsprechenden Anzugswert eingestellt. Diese Methode ermöglicht
auch unter Umständen eine Nachjustage nach langem Gebrauch oder Sondereinstellungen
für bestimmte Zwecke mit kleinerem oder größerem Kontaktabstand ohne Änderung des
Herstellungsverfahrens und des konstruktiven Aufbaues.
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Fig. 6 a zeigt in an sich bekannter Weise die Halterung eines in Fig.
6 beschriebenen Kontaktes. Der federnde Kontaktbügel 20' ist an der Stelle gelocht,
an die nach Einsetzen des Kontaktes die gewölbte Verformung der Kappenböden 16 bzw.
16' eingesetzt werden kann.
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In Fig.7 sind zwei bewegliche Ankerkontaktteile unter Weglassung des
Schutzrohres gezeigt. Die Kontaktstücke 31 und 31' weisen gleiche Abmessungen auf
und sind an ihrem stiftförmigen Ende mit den inneren Enden der Spiralfedern 32 bzw.
32' verbunden. Die äußeren Enden der Spiralfedern 32 bzw. 32' sind, wie in Fig.
8 gezeigt, mit den Kappen 16 bzw. 16' durch Schweißen, Löten od. dgl. elektrisch
leitend verbunden.
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Fig. 8 zeigt diese Kontaktanordnung in zusammengebautem Zustand. Die
Einstellung des Kontaktabstandes ce geschieht ebenfalls durch Verformung der Metallkappen
16 bzw. 16'. Während dieses Vorganges
werden die Kappen 16 und 16'
gegenseitig abgestützt. damit das Isolierröhrchen 1 beim Verformen des Kappenbodens
nicht zerbricht, bzw. zusammengedrückt wird. Bei der Kontaktbetätigung werden die
Spiralfedern 32 und 32' auf Zug beansprucht, d. h. aus ihrer normalen Lage ausgelenkt.
Beide Kontaktstücke 31 und 31' sind beweglich.
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Fig. 9 zeigt eine Ausführung, bei der zwei Ruhekontakte und ein Arbeitskontakt
in einer Kontaktpatrone vereinigt sind. Die Kappen 16 und 16' können bei dieser
Ausführung aus Isoliermaterial oder aus Metall bestehen. Wird als Material für die
Kappen Metall verwendet, so müssen in nicht dargestellter Weise die Anschlußenden
13 der Ruhekontaktseite und die Anschlußenden 8 der Arbeitskontaktseite in bekannter
Weise isoliert herausgeführt sein. Die zylinderförmigen Kontaktstücke 9 bzw. 9'
sind, wie bereits in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 und 8 gezeigt, beide beweglich
ausgebildet. Die Anschlußenden 13 sind so abgebogen, daß auch bei einer Ausführung
mit zwei Ruhekontakten und einem Arbeitskontakt ein Steckanschluß möglich ist. Die
nicht dargestellten Federbügel 20 (vgl. Fig. 3) kommen dabei in elektrisch leitende
Verbindung mit den abgebogenen Enden 13' der beiderseitigen Anschlüsse 13. Die Federn
2 bzw. 2' dienen der Stromzuführung zu den Kontaktstücken 9 bzw. 9' und können nach
einer anderen Seite der Kontaktpatrone abgebogen werden.
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Wie in Fig. 10 dargestellt., erfolgt zweckmäßigerweise die Abbiegung
der Anschlußenden 8 und 13 in der Weise, daß die Enden 13' mit den auf einer Isolierplatte
23 befestigten längeren Anschlußfahnen 23 und die Enden 8 mit den kürzeren Anschlußfahnen
34 elektrisch leitend verbunden sind. Diese Ausführungsart hat den großen Vorteil,
daß eine normale Kontaktpatrone, die für die Löttechnik mit langen Anschlußenden
versehen werden muß, für die Stecktechnik verwendet werden kann. Bei dieser Anordnung
können die Kappen 16 und 1.6', wie bereits beschrieben, aus Isoliermaterial hergestellt
sein.
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In den Figuren sind nur die unbedingt zum Verständnis der Erfindung
notwendigen Teile dargestellt. So ist größtenteils die zur Erzeugung der Magnetkraft
erforderliche Magnetspule nicht dargestellt. Durch die Betätigung der Kontaktstücke
durch Spiralfedern wird erreicht, daß das Glasrohr wesentlich kleiner ausgebildet
werden kann als bei den bekannten Anordnungen, ohne daß dadurch Querschnitt und
Elastizität der Kontaktstücke innerhalb des Rohres beeinträchtigt sind. Durch die
Anordnung der Kontaktstücke wird außerdem erreicht, daß eine wesentlich kleinere
Magnetspule verwendbar ist.