DE1250555B - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIh

Deutsche Kl.: 21g-4/01

Nummer: 1 250 555

Aktenzeichen: J 22390 VIII c/21 g

Anmeldetag: 15. September 1962

Auslegetag: 21. September 1967

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais mit Schutzrohrankerkontakten, die durch Anlegen eines entsprechend gerichteten Impulses an eine Erregerwicklung innerhalb des magnetischen Kreises zum Anzug oder zum Abfall gebracht werden und bei dem innerhalb des magnetischen Kreises ein oder mehrere Dauermagneten angeordnet sind, die in der einen Arbeitsstellung des Relais kurzgeschlossen werden und nur mit ihrem Streufluß auf die Schutzrohrkontakte wirken, während in der anderen Arbeitsstellung des Relais der Kurzschluß aufgehoben ist, so daß der magnetische Fluß der Dauermagneten voll auf die Schutzrohrkontakte einwirkt.

Es sind elektromagnetische Relais mit Schutzrohrankerkontakten bekannt, bei denen parallel zu den Schutzrohrankerkontakten ein Dauermagnet angeordnet ist und die von einer die Schutzrohrankerkontakte und den Dauermagneten gemeinsam umgebenden Erregerwicklung umspannt werden. Diese bekannten Relais, die je nach Magnetisierungszustand des Dauermagneten als Ruhe- oder Haftrelais bezeichnet werden, weisen aber den Nachteil auf, daß für die die Kontakte und den Dauermagneten gemeinsam umgebende Erregerwicklung ein sehr großer mittlerer Windungsdurchmesser erforderlich ist und dadurch für die Erregerwicklung selbst viel Kupfer benötigt wird. Außerdem muß durch einen entsprechend hohen Anzugsimpuls bzw. Abwurfimpuls das gesamte Kraftlinienfeld des Dauermagneten kompensiert werden, um das Schalten der Kontakte zu erreichen. Dadurch werden für diese bekannten Schutzrohrankerkontaktrelais hohe Anzugswerte benötigt. Dies aber wirkt sich wiederum auf die Einbaugröße der Erregerspulen aus, so daß diese Art von Relais außerdem noch viel Platz einnimmt.

Weiterhin ist bereits bekannt, bei Schutzrohrankerkontakten, die durch einen beweglichen Dauermagneten betätigt werden, mittels eines Weicheisenstückes den Fluß des Dauermagneten in seiner einen Stellung kurzzuschließen, so daß nur ein geringer Streufluß auf die Kontakte einwirken kann, während in der anderen Stellung des Dauermagneten der Kurzschluß aufgehoben wird, so daß der magnetische Fluß voll zur Wirkung kommt. So zeigt das deutsche Gebrauchsmuster 1 804 770 eine Drucktaste zur Betätigung eines Schutzrohrankerkontaktes, der durch das Magnetfeld eines an der Drucktaste befestigten Dauermagneten erregt wird, indem dieser bei Druck auf die Taste in die Nähe des Kontaktes gebracht wird. Bei dieser Drucktaste ist zur Verkürzung des Tastenhubes ein Weicheisenstück vorgesehen, das in der Ruhelage der Taste den Fluß des Dauermagneten kurzschließt. DasWeich-Elektromagnetisches Relais mit
Schutzrohrankerkontakten

ίο

Anmelder:

International Standard Electric Corporation,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,

Stuttgart 1, Rotebühlstr. 70

Als Erfinder benannt:
Edward Ronald Myatt, London

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 21. September 1961 (33 871)

eisenstück liegt aber parallel zu dem längsmagnetisierten Dauermagneten, so daß es das nach beiden Seiten des Dauermagneten sich ausbreitende Kraftlinienfeld nur auf der einen Seite kurzschließt, während das in Richtung des Schutzrohrkontaktes sich ausbreitende Kraftlinienfeld des Dauermagneten kaum von dem Weicheisenstück beeinflußt wird. Da aber bei dieser Tastenausführung außer dem Kurzschluß desDauermagneten auf der einen Seite der Dauermagnet gleichzeitig durch den zurückfedernden Tastenschaft vom Schutzrohrkontakt entfernt wird, bewirkt das teilweise Kurzschließen nur zusammen mit dem Entfernen des Dauermagneten das Öffnen der Zungen des Schutzrohrkontaktes. Eine solche Ausbildung ist für ein Relais jedoch nicht geeignet.

Ferner ist in der deutschen Auslegeschrift 1 071 767, die eine Impulsschalteinrichtung zum Erzeugen von Signal- und Rufzeichen betrifft, bei der ein umlaufender Synchronmotor ein Magnetfeld rhythmisch ändert, das einen Schutzrohrankerkontakt beeinflußt, die Betätigung eines Schutzrohrankerkontaktes mit Hilfe eines Dauermagneten dargestellt, wobei eine dem Dauermagneten zugeordnete Steuerblende je nach ihrer Stellung entweder den Dauermagnetfluß voll auf den Ankerkontakt wirken läßt oder aber als magnetischer Nebenschluß für den Fluß gilt und der verbleibende Streufluß nicht ausreicht, den Kontakt zu schließen. Nach einer Ausbildung dieser Tmpulsschalteinrich-

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tung liegt ein längsmagiietisierter, parallel zum Schutzrohrankerkontakt angeordneter Dauermagnet innerhalb einer Steuerblende aus magnetisierbarem Material, die als Scheibe ausgebildet ist und an der Stirnseite am Rande einander paarweise gegenüberliegende Ansätze trägt. Diese Anordnung weist jedoch den Nachteil auf, daß der relativ kurze Dauermagnet in jeder Stellung der Steuerblende innerhalb der Ansätze der Steuerblende liegt, so daß sich immer ein großer Teil des Flusses über die Ansätze rückschließt und nur ein entsprechend kleinerer Teil zwischen den Ansätzen hindurchtreten und über die Kontaktfedern verlaufen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem elektromagnetischen Relais die Nachteile der bekannten Anordnungen zu vermeiden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der magnetische Kreis aus einem oder zwei Dauermagneten, einem Weicheisenkern und zwei beweglichen Ankern besteht, daß der Dauermagnet in seiner kurzgeschlossenen Stellung die beiden beweglich gelagerten Anker entgegen der Vorspannung von Zugfedern mit seinem magnetischen Feld angezogen hält und daß beim Anzug der Schutzrohrankerkontakte der magnetische Fluß des Dauermagneten durch den durch einen in einer bestimmten Richtung an die Erregerspule angelegten Impuls erzeugten magnetischen Fluß unterstützt wird.

Gemäß einer weiteren Ausbildung nach der Erfindung sind die Schutzrohrankerkontakte auf beiden Seiten des magnetischen Kreises angeordnet, und dieser ist so ausgebildet, daß zwischen zwei sich gegenüberliegenden Dauermagneten sich nur ein Weicheisenkern befindet, auf dem für beide magnetische Teilkreise eine gemeinsame Spule angeordnet ist und bei dem die beweglichen Anker, die in sich abgewinkelt sind, auf beide magnetische Teilkreise wirken. Durch die Abwinklung der beiden Anker werden die beiden magnetischen Teilkreise beim Betreiben derselben unterschiedlich magnetisch beeinflußt, so daß der eine magnetische Teilkreis kurzgeschlossen wird, während in dem anderen magnetischen Teilkreis zur gleichen Zeit der Kurzschluß aufgehoben wird. Die beiden Dauermagneten innerhalb der beiden magnetischen Teilkreise sind in entgegengesetzter Richtung polarisiert angeordnet, so daß beim Betätigen der Anordnung durch den dadurch unterschiedlich wirksamen magnetischen Fluß die auf der einen Seite angeordneten Schutzrohrankerkontakte geschlossen werden, während die auf der anderen Seite angeordneten Schutzrohrankerkontakte geöffnet werden. An den beiden Enden eines Dauermagneten sind zwei schlingenförmige Flußleitstücke derart angebracht, daß sie innerhalb der Relaisanordnung in Richtung auf die Schutzrohrankerkontakte zeigen.

Die Ausführung nach der Erfindung hat die Vorteile, daß gegenüber den bekannten Ausführungen relativ sehr kleine Anzugswerte benötigt werden und daß der Dauermagnet für das Halten bzw. den Anzug der Schutzrohrankerkontakte nicht mehr abhängig ist von seiner Aufmagnetisierungsstärke. Bei dieser Ausführung kann man Dauermagneten verwenden, die voll aufmagnetisiert sind, da sie von dem anschließend angebrachten Eisenkreis bei nicht gewolltem Anzug der Schutzrohrankerkontakte magnetisch kurzgeschlossen werden. Außerdem ergibt sich bei der Anordnung nach Fig. 5 noch der Vorteil, daß beide Seiten einen wechselnden Schaltzustand aufweisen, mit dem innerhalb einer Schaltungsanordnung besondere Wirkungen erzielt werden können.

Die Erfindung wird an Hand einer Zeichnung beschrieben. In der. Zeichnung zeigt
· F i g. 1 eine Prinzipdarstellung eines Relais nach der Erfindung, dessen Schutzrohrankerkontakte sich in abgefallener Stellung befinden,

Fig. 2 den Flußverlauf innerhalb des magnetischen Kreises des Relais beim Anlegen eines Impulses,

F i g. 3 den magnetischen Kreis des Relais in der Stellung, in der die Schutzrohrankerkontakte geschlossen gehalten werden,
F i g. 4 den Flußverlauf innerhalb des magnetischen Kreises des Relais beim Anlegen eines Abwurfimpulses und

Fig. 5 eine Anordnung, bei der in wechselhafter Schaltfolge zwei sich gegenüber befindliche Schutzrohrankerkontakte von einem magnetischen Kreis betätigt werden.

Bei den Relais, die im folgenden beschrieben werden, handelt es sich um Remanenz- bzw. Haftrelais. Ein Haftrelais kann durch Anlegen eines Arbeitsimpulses gesteuert werden, und dieses Relais wird auch nach der Beendigung des Arbeitsimpulses in seiner angezogenen Stellung gehalten. Außer der Erregerspule weist diese Ausführung eines Haftrelais noch einen Dauermagnet auf, der die Kontakte des Haftrelais in angezogener Stellung hält. Wird das Relais nicht erregt, so wird der magnetische Fluß von den Kontakten abgelenkt, bei Erregung des Relais jedoch ändert der Erregerstrom die magnetischen Kraftlinien so, daß der magnetische Fluß innerhalb des Kontaktkreises wesentlich verstärkt wird. Wird der Erregerstrom jedoch unterbrochen, so werden, wie bereits beschrieben, die Schutzrohrankerkontakte in ihrer angezogenen Stellung gehalten. Sollen die Kontakte innerhalb des Relais wieder zum Öffnen gebracht werden, ist es nötig, einen weiteren Strom bzw. Impuls an die Erregerspule zu legen, Um innerhalb des magnetischen Kraftlinienfeldes einen Zustand zu erreichen, der die Schutzrohrankerkontakte abfallen läßt bzw. den magnetischen Kreis so sehr schwächt, daß die Schutzrohrankerkontakte nicht in ihrer angezogenen Stellung gehalten werden.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Schutzrohrankerkontakt bezeichnet, dem ein Permanentmagnet 2 zugeordnet ist, an dessen Enden sich magnetische Ringe oder Schlingen 2a und 2b befinden. Dieser Dauermagnet 2 ist außerhalb des Schutzrohres des Schutzrohrkontaktes 1 und zwar in der Höhe des Luftspaltes der beiden Kontaktzungen angeordnet. Der Dauermagnet 2 ist weiterhin an seinen Enden 2a und 2b mit zwei Ankern 5a und 5b, die an einem Drehpunkt 6a und 6b gelagert sind, mit einem Weicheisenkern 4 zu einem geschlossenen magnetischen Kreis verbunden. Auf dem Kern 4 ist eine Erregerwicklung 3 angebracht. Die freien Enden der Anker Sa und Sb liegen in angezogener Stellung auf den Enden 2a und 2b des Dauermagneten 2 auf. An der anderen Seite der Auflage-. fläche ist jeweils an den freien Enden der Anker Sa und 5b je eine Zugfeder la und Ib befestigt, die im abgefallenen Zustand der Anker Sa und Sb dieselben von den Enden 2a und 2b des Dauermagneten 2 abziehen.

Die Fig. 1 zeigt weiterhin den abgefallenen Zustand der Schutzrohrankerkontakte 1 innerhalb des Relais. In diesem Zustand werden die Enden der

Anker 5 α und 5 b durch Remanenz von den Enden la und 2b des Dauermagneten 2 angezogen gehalten und stellen dabei einen geschlossenen magnetischen Kreis über den Kern 4 dar. Der vom Dauermagnet 2 erzeugte Fluß innerhalb dieses geschlossenen Magnetkreises wird zum größten Teil in diesem kurzgeschlossen, und der Restfluß bzw. der Streufluß des Dauermagneten 2 in Richtung auf die Kontaktzungen des Schutzrohrkontaktes 1 reicht nicht mehr aus, um diese zum Anzug zu bringen. Der Fluß des Dauermagneten 2 ist nur imstande, die Anker 5a und 5b, wie dies in Fig. 1 auch dargestellt ist, entgegen der Vorspannung der Zugfedern la und Tb in angezogenem Zustand zu halten. Die gestrichelten Linien innerhalb des magnetischen Kreises der F i g. 1 und die an diesen befindlichen Pfeile zeigen den Flußverlauf und die Flußrichtung innerhalb des magnetischen Kreises und auch den Flußverlauf und die Richtung des Streuflusses des Dauermagneten 2 in Richtung auf die Kontaktzungen des Schutzrohrkontaktes 1.

Wird, wie in F i g. 2 gezeigt, an die Erregerspule 3 ein Impuls angelegt, der einen magnetischen Fluß innerhalb des magnetischen Kreises erzeugt, der dem vom Dauermagneten 2 erzeugten magnetischen Fluß entgegengesetzt gerichtet ist, wird die Remanenz innerhalb des geschlossenen magnetischen Kreises nach F i g.'l aufgehoben, und die Anker 5a und 5b werden unter der Vorspannung der Zugfedern Ta und Ib von den Enden 2a und 2b des Dauermagneten 2 abgezogen. Da sich bei abgezogenen Ankern 5a und 5b an den freien Enden der Anker dieselbe Polarität ausbildet, die bei dem Dauei magneten 2 vorliegt, konzentriert sich nun der magnetische Fluß des Dauermagneten, der nicht mehr durch den magnetischen Kreis kurzgeschlossen ist, nur auf die Kontaktzungen innerhalb des Schutzrohrankerkontaktes 1. Dieser Fluß wird richtungsmäßig durch den durch den an die Erregerspule angelegten Impuls erzeugten Fluß innerhalb der Kontaktzungen des Schutzrohrankerkontaktes unterstützt, so daß dieser gemeinsame Fluß, erzeugt durch den Dauermagneten 2 und durch den an die Erregerspule 3 angelegten Impuls, ausreicht, die Schutzrohrankerkontakte des Relais zu schließen.

In F i g. 3 ist die Beendigung des an die Erregerspule 3 angelegten Impulses zustandsmäßig dargestellt. Der durch den Dauermagneten 2 erzeugte Fluß reicht in diesem Zustand aus, die Schutzrohrankerkontakte 2 in ihrer geschlossenen Stellung zu halten.

F i g. 4 zeigt den Zustand des Relais, der nötig ist, die Schutzrohrankerkontakte wieder zum Abfall zu bringen. Um dies zu erreichen, wird ein Impuls mit einer gegenüber dem Beispiel nach Fig. 2 entgegengesetzten Stromrichtung an die Erregerspule 3 angelegt, der einen magnetischen Fluß erzeugt, der innerhalb des Flußpfades der Kontaktzungen des Schutzrohrankerkontaktes 1 dem magnetischen Fluß des Dauermagneten 2 entgegengesetzt ist und dadurch diesen innerhalb der Kontaktzungen aufhebt, so daß die Schutzrohrankerkontakte zum Abfall gebracht werden. Innerhalb des Dauermagneten 2 hat der durch die Erregerwicklung 3 erzeugte Fluß dieselbe Richtung, so daß die Anker 5 a und 5 b in Richtung auf den Dauermagneten 2 von beiden Seiten her angezogen werden. Dadurch entsteht nach Beendigung des an die Erregerwicklung 3 angelegten Impulses dieselbe Schaltstellung des Relais, wie bereits nach dem Beispiel in Fig. 1 beschrieben. Die Anker 5a und 5b werden auch nach Beendigung des Impulses von dem Dauermagneten 2 angezogen gehalten, so daß der Dauermagnet 2 im wesentlichen flußmäßig kurzgeschlossen wird und der Rest- bzw. Streufluß des Dauermagneten 2 in Richtung auf die Kontaktzungen nicht ausreicht, um die geöffneten Kontaktzungen wieder zu schließen.

In den bisher beschriebenen Beispielen nach F i g. 1 bis 4 ist in den Figuren jeweils nur ein Schutzrohrankerkontakt gezeichnet. Im praktischen Ausführungsfall eines solchen Relais aber werden in Höhe des Dauermagneten 2 bzw. dessen Enden 2 a und 2 b zwei oder mehr Schutzrohranker kontakte 1 angeordnet, die in dem bisher beschriebenen Sinn zusammen öffnen und schließen.

Fig. 5 zeigt eine Ausführung eines Haftrelais, nach der Erfindung, bei der die Schutzrohrankerkontakte auf beiden Seiten eines durch zwei Dauermagneten doppelt bestückten magnetischen Kreises angeordnet sind. Die Anker 5 a und 5 b sind in diesem Falle etwas abgewinkelt, so daß, wenn die eine Seite kurzgeschlossen ist, zwangläufig die andere Seite des magnetischen Kreises geöffnet ist. Dadurch ergibt sich für die Betätigung der auf beiden Seiten angeordneten Schutzrohrankerkontakte, daß die Kontakte der einen Seite geschlossen sind, während die Kontakte der anderen Seite je nach Stellung der Anker bzw. je nach kurzgeschlossenem oder geöffnetem Teil des magnetischen Kreises geöffnet sind, und umgekehrt. Bei dieser Anordnung sind innerhalb des magnetischen Kreises die zwei Permanentmagneten in entgegengesetzter Richtung polarisiert, so daß ein an die gemeinsame Erregerwicklung angelegter Impuls zwangläufig auf der einen Seite eine Öffnung und auf der anderen Seite eine Schließung der Kontakte hervorruft. Die Anker sind natürlich voneinander getrennt und drehbar gelagert, wie bisher beschrieben, mit dem einen Unterschied, daß nach dem Beispiel, wie in Fig. 5 gezeigt, jeweils ein Anker verwendet wird, der zwei freie Enden aufweist und auf beide Teile des magnetischen Kreises durch seine Abwinklung im Drehpunkt unterschiedlich einwirkt. Die beiden Ankerteile sind hierbei auf beiden Seiten des Kernes nach Art einer Schneidankerlagerung gelagert.

Schutzrohrankerkontaktrelais,wie bisherbeschrieben, sind besonders für die Verwendung in automatischen Telefonanlagen als Kreuzpunktelemente geeignet. Jeder Kreuzpunkt in einer Schalterreihe, durch den eine Verbindung zwischen den inneren Reihen und den äußeren Reihen hergestellt werden kann, kann je einen einzelnen Schutzrohrankerkontakt für jede Verbindung aufweisen. Von diesen Schutzrohrankerkontakten kann jeder Kontakt so gesteuert werden, wie dies in den Beispielen nach F i g. 1 bis 4 beschrieben ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Relais mit Schutzrohrankerkontakten, die durch Anlegen eines entsprechend gerichteten Impulses an eine Erregerwicklung innerhalb des magnetischen Kreises zum Anzug oder zum Abfall gebracht werden und bei dem innerhalb des magnetischen Kreises ein oder mehrere Dauermagneten angeordnet sind, die in der einen Arbeitsstellung des Relais kurzgeschlossen werden und nur mit ihrem Streufluß auf die Schutzrohrkontakte wirken, während in der anderen Arbeitsstellung des Relais der Kurzschluß aufgehoben ist, so daß der magnetische Fluß der

Dauermagneten voll auf die Schutzrohrkontakte einwirkt, dadurchgekennzeichnet, daß der magnetische Kreis aus einem oder zwei Dauermagneten (2), einem Weicheisenkern (4) und zwei beweglichen Ankern (5 a und 5 b) besteht, daß der S Dauermagnet (2) in seiner kurzgeschlossenen Stellung die beiden beweglich gelagerten Anker (5a und Sb) entgegen der Vorspannung von Zugfedern (z. B. Ta, Ib) mit seinem magnetischen Feld angezogen hält und daß beim Anzug der Schutzrohrankerkontakte (1 in F i g. 2) der magnetische Fluß des Dauermagneten (2) durch den durch einen in einer bestimmten Richtung an die Erregerspule (3) angelegten Impuls erzeugten magnetischen Fluß unterstützt wird.

2. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzrohrankerkontakte (1) auf beiden Seiten des magnetischen Kreises (2, 4, 5 a und 5 b) angeordnet sind und dieser so ausgebildet ist, daß zwischen zwei sich gegenüberliegenden Dauermagneten (2) sich nur ein Weicheisenkern (4) befindet, auf dem für beide magnetische Teilkreise eine gemeinsame Spule (3) angeordnet ist, und daß die beweglichen Anker-(5a und 5b), die in sich abgewinkelt sind, auf beide magnetische Teilkreise einwirken.

3. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Abwinklung der beiden Anker (5 a und 5 b) die beiden magnetischen Teilkreise beim Betreiben derselben unterschiedlich magnetisch beeinflußt werden, so daß der eine magnetische Teilkreis kurzgeschlossen wird, während im anderen magnetischen Teilkreis zur gleichen Zeit der Kurzschluß aufgehoben wird.

4. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dauermagneten (2) innerhalb der beiden magnetischen Teilkreise in entgegengesetzter Richtung polarisiert angeordnet sind, so daß beim Betätigen der Anordnung durch den dadurch unterschiedlich wirksamen magnetischen Fluß die auf der einen Seite angeordneten Schutzrohrankerkontakte (1) geschlossen, während die auf der anderen Seite angeordneten Schutzrohrankerkontakte (1) geöffnet werden.

5. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Enden eines Dauermagneten (2) zwei schlingenförmige Flußleitstücke (2 a und 2 b) derart angebracht sind, daß sie innerhalb der Relaisanordnung in Richtung auf die Schutzrohrankerkontakte (1) zeigen.

In Betracht gezogene Druckschriften
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 071 767;
deutsche Patentschrift Nr. 1 804 770.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 648/265 9. 67 © Bundesdruckerei Berlin