<Desc/Clms Page number 1>
Gepolter Schutzrohrwechselkontakt
Unter dem Begriff Schutzrohrkontakt versteht man Kontakte, die meist derart in einem geraden Schutzrohr untergebracht sind, dass von beiden Stirnseiten des Schutzrohres Kontaktfedern in dieses hineinragen und sich in der Mitte unter Wahrung eines Luftspaltes überlappen. Ein soí. cher Schutzro1Ìrkon- takt wird dadurch geschlossen, dass man ihm einen in Richtung der Kontaktfedern, also in Längsrichtung des Röhrchens verlaufenden Steuerfluss aufdrückt, welcher die Zusammenziehung der Kontaktfedern und damit die Schliessung der Kontaktstelle bewirkt.
Die Erfindung bezieht sich auf einen solchen Schutzrohrkontakt, der als gepolter Schutzrohrwechselkontakt ausgebildet ist. Bei diesem sind die Kontaktfedern derart in einem geraden Schutzrohr untergebracht, dass die beiden äusseren Kontaktfedern von der einen Stirnseite des Schutzrohres in dieses hineinragen und die Umschaltekontaktfeder zwischen den die Kontaktstellen bildenden Enden der äusseren Kontaktfedern spielen kann. Die Betätigung der Umschaltekontaktfeder erfolgt durch einen längs des Schutzrohres gerichteten Steuerfluss.
Ein solcher Schutzrohrwechselkontakt, der durch die Anbringung zweier Magnete in bestimmter Weise polarisiert wird, ist in der Zeitschrift"The Bell System Technical Journal", November 1953, Seiten 1393 und folgende, beschrieben. Bei dieser Konstruktion sind an die aus dem Glasröhrchen herausragenden Enden der äusseren Kontaktfedern zwei permanente Magnete angesetzt, deren magnetischer Kreis über je ein Flussfuhrungsblech zum magnetisch entgegengesetzten Ende des Kontaktes geschlossen ist.
Eine andersartige Konstruktion eines gepolten Schutzrohrwechselkontaktes ist in der USA - Patentschrift Nr. 2,245, 391 beschrieben und in deren Fig. 1 abgebildet. Bei dieser Konstruktion ist im Innenraum des Schutzrohres zwischen den beiden äusseren Kontaktfedern ein permanenter Magnet eingesetzt.
Um den Magneten zwischen den äusseren Kontaktfedern unterbringen zu können, besitzen diese im Bereich des Magneten nach aussen bis dicht an das Glasrohr führende, wannenartige Abwinklungen. Der von dem Magneten gelieferte Dauerfluss schliesst sich infolgedessen nicht nur über den Arbeitsluftspalt, in dem sich die Umschaltekontaktfeder bewegt, sondern auch über den geringen Zwischenraum zwischen den äusseren Kontaktfedern im Bereich zwischen permanentem Magnet und der Einschmelzstelle dieser Kontaktfedern.
Dieser Effekt stellt einen grundsätzlichen Nachteil des vorstehend beschriebenen Schutzrohrwechselkontaktes dar, da er nämlich zu einer Schwächung des Dauerflusses im Arbeitsluftspalt führt. An dieser Stelle ist aber ein starker Dauerfluss aus Gründen der Empfindlichkeit des mit einem solchen Schutzrohrwechselkontakt ausgerüsteten Relais besonders erwünscht. Eine Schwächung des Dauerflusses im Arbeitluftspalt führt also zwangsläufig zu einer Verringerung der Empfindlichkeit des Relais.
Dieses Relais besitzt aber noch weitere, u. zw. konstruktive Nachteile. Einerseits bringt die Formgebung der äusseren Kontaktfedern im Innenraum des Schutzrohres, die, wie gesagt, zwischen wannenartigen Abwinklungen den permanenten Magneten tragen, gewisse Schwierigkeiten mit sich, da hiedurch der Herstellungsprozess besonderer Arbeitsgänge bedarf. Anderseits bedeutet die Halterung des gegenüber den Kontaktfedern relativ schweren permanenten Magneten im Innenraum des Schutzrohres, und hier weit von der Einschmelzstelle der Kontaktfedern entfernt, eine erhebliche Empfindlichkeit gegenüber Erschütterungen.
Im Ergebnis bedeutet dies, dass schon ein geringfügiger mechanischer Anstoss die äusseren Kon-
<Desc/Clms Page number 2>
taktfedern mit dem permanenten Magneten ins Schwingen geraten lässt, wodurch sich der Arbeitsluftspalt verändert und unter Umständen der Kontakt sogar in unerwünschter Weise kurzzeitig geschlossen werden kann. Es stellt aber nicht nur diese Schliessung des Kontaktes eine Fehlbetätigung dar, eine solche kann auch schon durch die Verringerung des Arbeitsluftspaltes infolge eines elektrischen Überschlages leicht eintreten. Dieser letztere Nachteil schränkt die Verwendung dieses Schutzrohrwechselkontaktes erheblich ein, nämlich auf alle die Fälle, in denen eine absolut ruhige Lagerung gewährleistet ist. Ein Betrieb, beispielsweise in Fahrzeugen, ist also ausgeschlossen.
Bei dem erfindungsgemässen gepoltenSchutzrohrwechselkontakt, der ebenfalls zwischen seinen äusseren Kontaktfedern einen permanenten Magneten trägt, werden die vorstehend aufgeführten Nachteile der bekannten Konstruktionen durch eine besondere Lagerung des permanenten Magneten und Ausbildung der äusseren Kontaktfedern vermieden. Weiterhin besitzt der erfindungsgemässe Schutzrohrwechselkontakt den Vorzug besonders einfachen Aufbaus. Er ist dadurch gekennzeichnet, dass der permanente Magnet ausserhalb des Schutzrohres zwischen den äusseren Kontaktfedern angebracht ist, welche in dem durch den Magneten gegebenen Abstand in das Schutzrohr hineingeführt und erst im Bereich des beweglichen Endes der Umschaltekontaktfeder unter Wahrung. eines Arbeitsluftspaltes an diese herangeführt sind.
Bei dieser erfindungsgemässen Konstruktion verläuft dzr Dauerfluss im wesentlichen vom permanenten Magneten tiber die eine äussere Kontaktfeder zum Arbeitsluftspalt und von hier über die andere äussere Kontaktfeder zum permanenten Magneten zurück. Ein magnetischer Nebenschluss existiert praktisch nicht, da die äusseren Kontaktfedern sich erst im Bereich des Arbeitsluftspaltes einander nahem. Die Konstruktion ist unempfindlich gegenüber Erschütterungen, da im Innenraum des Schutzrohres lediglich die Kontaktfedern untergebracht sind, deren Masse sehr klein ist. Der erfindungsgemässe Schutzrohrwechselkontakt ist auch einfach herzustellen, da seine Kontaktfedern im wesentlichen aus geraden Blechstreifen bestehen.
Das Anbringen des permanenten Magneten ausserhalb des Schutzrohres stellt ebenfalls eine Vereinfachung dar, da auf diesen bei dem Vorgang des Einschmelzens der Kontaktfedern keine Rücksicht genommen zu werden braucht, er kann erst hinterher zwischen die äusseren Kontaktfedern eingesetzt werden.
In Fig. l ist das Prinzip dieser Konstruktion dargestellt, u. zw. handelt es sich hier um einen symmetrisch aufgebauten Kontakt, dessen Umschaltekontaktfeder in der Ruhelage die Mittelstellung zwischen den beiden äusseren Kontaktfedern einnimmt. In Fig. 2 ist demgegenüber ein Umschaltekontakt mit einseitiger Ruhelage dargestellt. Die Fig. 3 und 4 zeigen eine konstruktive Abwandlung, bei welcher die Umschaltekontaktfeder ihrer Länge nach zwischen den äusseren Kontaktfedern liegt. Dabei handelt es sich bei Fig. 3 um einen Umschaltekontakt mit Mittelstellung in der Ruhelage und bei Fig. 4 um einen solchen mit einseitiger Ruhelage.
Die Fig. 1 zeigt einen Schutzrohrwechselkontakt, bestehend aus dem Glasröhrchen 1, in welches von der einen Seite die beiden Ruhekontaktfedern 2 und 3 und von der andern Seite die Umschaltekontaktfeder 4 eingeschmolzen sind. Zwischen die herausragenden Enden der beiden äusseren Kontaktfedern 2 und 3 ist der schraffiert gezeichnete Dauermagnet 5 eingesetzt, dessen Polung durch die Buchstaben N/S angedeutet ist. Auf das Glasröhrchen 1 ist noch die kreuzweise schraffiert gezeichnete Erregerspule 6 aufgeschoben. Zusätzlich sind die beiden magnetischen Rückschlüsse 7 und 8 vorgesehen, die jedoch nicht unbedingt erforderlich sind und deren Funktion später erläutert werden soll.
In der in Fig. l gezeichneten Ruhelage sind die beiden äusseren Kontaktfedern 2 und 3 von dem Fluss des Dauermagneten 5 durchsetzt, wobei der magnetische Kreis über die beiden Luftspalte zwischen den äusseren Kontaktfedern 2,3 und der Umschaltekontaktfeder 4 direkt geschlossen ist. Von besonderer Bedeutung ist dabei, dass ausser diesen Luftspalten, welche insgesamt den Arbeitsluftspalt darstellen, sonst keine Luftspalte in dem magnetischen Kreis vorhanden sind. Dabei ist dieser magnetische Kreis sehr kurz, da er nur diejenigen Teile des Kontaktaufbaus umfasst, welche am eigentlichen Arbeiten des Kontaktes, nämlich der Kontaktgabe, beteiligt sind.
Dies ist, abgesehen von dem einfacheren konstruktiven Aufbau, ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemässen Konstruktion gegenüber der eingangs erwähnten, zum Stand der Technik gehörenden Ausführungsform, bei welcher der magnetische Dauerfluss über einen wesentlich längeren Kreis geführt wird, welcher noch dazu zwangsläufig mehrere Luftspalte ausser dem Arbeitsluftspalt aufweisen muss. Demgegenüber ist der magnetische Kreis bei der erfindungsgemässen Kon-
EMI2.1
Abhängig von der Justierung und Steifigkeit der Kontaktfedern, insbesondere der Umschaltekontaktfeder 4, und der Dimensionierung des Dauermagneten 5 besitzt der Umschaltekontakt im Ruhezustand entweder eine Mittelstellung, wie in Fig. 1 dargestellt, bei welcher der Kontakt nach beiden Seiten ge- öffnet ist, oder eine seitliche Kipplage.
Die letztere Ausführung zeigt Fig. 2. Hiebei sind zwei Fälle zu unterscheiden. Bei symmetrischem Kontaktaufbau sind beide Kipplagen gleichberechtigt, d. h. der Kon-
<Desc/Clms Page number 3>
takt bleibt infolge entsprechender Ruhekontaktkraft in der jeweils erreichten Stellung liegen. Im andern Fall ist eine Kipplage durch entsprechende Kontaktjustierung bevorzugt, so dass die Umschaltekontaktfeder 4 immer wieder in diese Lage zurückkehrt.
Wird nun die Spule 6 mit Steuerstrom erregt, so überlagert sich im Falle des Aufbaus gemäss Fig. 1 dem vom Dauermagneten 5 gelieferten Dauerfluss Im Arbeitsluftspalt ein Steuerfluss, welcher das Feld im einen Teil des Arbeitsluftspaltes stärkt und im andern Teil schwächt bzw. umgekehrt. Infolgedessen nehmen die Anziehungskräfte zwischen Umschaltekontaktfeder 4 und der einen äusseren Kontaktfeder zu und in Richtung zur andern äusseren Kontaktfeder ab, so dass sich die Kontaktstelle zwischen den Kontaktfedern mit der verstärkten Anziehungskraft schliesst. Mit Abschaltung der Erregung der Spule 6 geht der Kontakt in seine Mittelstellung wieder zurück.
Handelt es sich jedoch um einen Aufbau mit seitlicher Ruhelage gemäss Fig. 2, so bleibt die Umschaltekontaktfeder 4 bei symmetrischem Kontaktaufbau in der erreichten Stellung liegen und wird erst durch einen entgegengesetzt gerichteten Steuerfluss in die entgegengesetzte Lage gebracht. Bei der unsymmetrischen Ausführung, bei welcher die Umschaltekontaktfeder 4 immer wieder in ihre Ausgangslage zurückkehrt, ist dagegen ein Steuerfluss ganz bestimmter Polung erforderlich, um die Umschaltekontaktfeder für die Dauer der Wirksamkeit eines solchen Steuerflusses in die gewünschte, entgegengesetzte Kontaktlage zu bringen.
Um nun die Wirksamkeit des von der Spule 6 erzeugten Steuerflusses möglichst vollständig ausnutzen zu können, ist in Fig. 1 ein magnetischer Rückschluss vorgesehen. welcher auf den gestrichelt gezeichneten, magnetisch leitenden Blechstreifen 7 und 8 besteht. Diese Blechstreifen verbinden die Enden des magnetischen Steuerkreises. Sie reichen hier von dem herausragenden Ende der Umschaltekontaktfeder 4 zu den herausragenden Enden der äusseren Kontaktfedern 2 und 3. Durch ihre symmetrische Anordnung wird erreicht, dass der Steuerfluss dem Kontaktaufbau symmetrisch aufgedrückt wird. Der magnetische Rückschluss kann auch aus einem den gesamten Kontakt umgebenden Röhrchen bestehen, das dann gleichzeitig eine Art Schutzkappe bildet.
Zweckmässig sieht man eine Einstellmöglichkeit in dem magnetischen Rückschluss vor, beispielsweise eine Veränderbarkeit in einem Luftspalt, um die Symmetrie mit der erforderlichen Genauigkeit einstellen zu können. Manjtann den magnetischen Rückschluss auch einseitig, also unsymmetrisch anordnen. Es ergibt sich damit die Möglichkeit, die Betätigung der Umschaltekontaktfeder 4 in der einen bzw. der andern Richtung jeweils von einem unterschiedlich starken Steuerfluss abhängig zu machen.
In den Fig. 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Konstruktion dargestellt. Die Umschaltekontaktfeder 4 durchsetzt hier mit ihrem unbeweglichen Teil den Dauermagneten 5.
Sie ist also auf der gleichen Seite aus dem Glasröhrchen 1 herausgeführtwie die beiden äusseren Kontaktfedern 2 und 3. Da bei dieser Ausführungsform die Umschaltekontaktfeder 4 selbst in den vom Dauermagneten 5 gelieferten magnetischen Kreis eingeschaltet ist, ergeben sich gegenüber der Konstruktion gemäss Fig. 1 hier wesentlich höhere Ruhekontaktkräfte. Infolgedessen ist diese Ausführungsform besonders als Kipprelais geeignet, bei dem unter Voraussetzung symmetrischen Aufbaus die Umschaltekontaktfeder 4 eine seitliche Ruhelage besitzt, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Selbstverständlich lässt sich aber auch bei diesem Ausführungsbeispiel infolge unsymmetrischer Justierung der Kontakte eine Vorzugsstellung auf einer Kontaktseite erreichen oder der Umschaltekontaktfeder 4 in der Ruhelage eine Mittelstellung geben.
Dieser letztere Fall ist in Fig. 3 dargestellt.
Der magnetische Rückschluss zur Verstärkung der Wirksamkeit des Steuerflusses lässt sich analog zur Ausführungsform gemäss Fig. 1 auch bei der in Fig. 3 dargestellten Konstruktion anbringen. Seine Wirksamkeit ist dann die gleiche. Ebenfalls ist es natürlich auch möglich, diesen magnetischen Rückschluss einseitig anzuordnen, um eine Unsymmetrie in den notwendigen Steuerflüssen zu erzielen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gepolter Schutzrohrwechselkontakt, bei dem zwischen die äusseren Kontaktfedern ein permanen- ter Magnet eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der permanente Magnet (5) ausserhalb des Schutzrohres (1) zwischen den äusseren Kontaktfedern (2,3) angebracht ist, welche in dem durch den Magneten gegebenen Abstand in das Schutzrohr hineingeführt und erst im Bereich des beweglichen Endes der Umschaltekontaktfeder (4) unter Wahrung des Arbeitsluftspaltes an diese herangeführt sind.