Elektromagnetisches Schwachstromrelais Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Schwachstromrelais, insbesondere ein Fernsprechre lais, mit einer Erregerspule, einem Satz von indirekt betätigten Kontaktfedern, einem magnetischen Kreis, zu dem ein mittels eines Schneidenlagers gelagerter, aus einem Stück hergestellter abgewinkelter Anker, ein Kern und ein Joch gehören, und mit einer aus dem Anker, einem Steuerrahmen und einer Rück stellfeder bestehenden Betätigungsvorrichtung.
Die bisher erzeugten Fernsprechrelais stellen grosse Ansprüche an Montage bei ihrer Herstellung. Die Kontaktfedersätze bekannter Relais erfordern, nach Zusammenbau des Relais, noch ein individuel les Einstellen der Vorspannung einer jeden Kontakt feder, was vom wirtschaftlichen Standpunkt aus eine beträchtlich teurere Arbeit bedeutet, da sie von qua lifizierten Arbeitskräften ausgeführt werden muss. Dazu kommt noch, dass die Anzahl der maximal in den Kontaktfedersätzen unterbringbaren Kontakte bei den bisher bekannten Relaisarten ziemlich beschränkt ist.
Die Erzeugung der bisherigen Relaisarten ist da her beträchtlich teurer, was hauptsächlich auf den grossen Anteil der teureren Handarbeit beim Zusam menbau, Zusammenschrauben und beim Justieren der Kontaktfedervorspannungen zurückzuführen ist.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, zwecks Herabsetzung der Herstellungskosten und Vergrösserung der Erzeugungskapazität eine neue Art von Relais zu schaffen, die eine voll- oder halbau tomatische Erzeugung ermöglicht, wobei eine Reihe von Einzweckmaschinen die bisher erforderlich ge wesene Handarbeit beim Zusammenbau des Relais sowie beim Einstellen der Kontaktfedervorspannun- gen ersetzt und somit ein umständliches und lang wieriges Justieren beseitigt.
Im Vergleich mit den bisher bekannten Relaisarten zeichnet sich das erfin dungsgemässe Relais durch bessere mechanische und elektrische Eigenschaften aus, insbesondere durch eine grössere Lebensdauer, durch herabgesetzte An sprüche auf Instandhaltung während des Betriebs, durch niedriges Gewicht und somit auch einen gerin geren Materialverbrauch und durch bessere Möglich keiten für einen grossen Aufbau des Kontaktfeder satzes.
Erfindungsgemäss ist der Anker des Relais, wel cher mit zwei nach hinten auslaufenden Armen zur Betätigung des die Lage der beweglichen Kontakt federn bestimmenden Steuerrahmens versehen ist, an der vorderen Oberkante des Jochs schneidenartig ent lang einer Achse gelagert, die auf dem Anker als Schnittlinie derjenigen Ebene seines Hauptkörpers, die seine dem Ende des Kernes zugewandte Fläche enthält und der unteren Flächen von nach vorn aus laufenden Armen des Ankers bestimmt ist.
Die Kontaktfedern des Relais können in an sich bekannter Weise einzeln oder in Mehrzahl in Blöck- chen aus plastischem Isoliermaterial eingepresst sein, wobei die geraden, unvorgespannten Kontaktfedern in formeinheitlichen Isolierblöckchen mit planparalle len Auflageflächen schräg zu diesen Flächen einge- presst sein können, so dass sich durch das Zusammen setzen dieser Blöckchen zu einem Kontaktfedersatz ein Verbiegen der Kontaktfeder ergibt und somit Kontaktdrücke in einer Richtung ausgeübt werden,
wobei durch Umdrehen eines oder mehrerer Isolier- blöckchen um einen Winkel von 180 in denselben Satz auch Kontaktdrücke entgegengesetzer Richtung erreichbar sind, um die in einem Blöckchen einge- pressten Kontaktfedern sowohl für Arbeits- wie für Ruhekontakte benützen zu können.
Auf beigefügten Zeichnungen sind Ausführungs beispiele der erfindungsgemässen Relais dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht des Relais, Fig. 2 eine Vorderansicht des Relais, Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des magneti schen Kreises mit Anker und des Kontaktfedersatzes, Fig. 4 eine Ansicht des Ankers von unten, in Richtung von Polschuh, Fig. 5 den magnetischen Kreis mit Ankerhalter, Fig. 6 einen Satz fester, in Isolierblöcken einge- presster Kontaktfedern mit einer Grundplatte, Fig. 7 verschiedene Ausbildungsmöglichkeiten des Kontaktfedersatzes,
Fig. 8 eine Ausführung des Kontaktfedersatzhal- ters mit Stützen für die festen Federn.
Der magnetische Kreis des erfindungsgemässen Relais wird von einem flachen Joch 3 (Fig. 1 und 5) gebildet, das an einem Ende in Form eines L abge winkelt ist und in einen Kern 2 von kreisförmigem Durchschnitt übergeht. Um minimale Toleranzen der Anzugs- und insbesondere der Abfallwerte zu ge währleisten, werden die Vorderflächen 2a, 3a des Jo- ches und des Kernes (Fig. 5) vor ihrer Oberflächen behandlung auf eine gemeinsame Ebene plangeschlif fen.
Auf den Kern 2 wird von vorn eine Erreger spule 1 aufgesteckt, und danach wird auf den Kern ein kreisförmiger Polschuh mit hinreichend en ger Toleranzen derart aufgepresst, dass sich seine Stirn fläche 2a in derselben Ebene befindet wie die Stirn fläche 3a des Jochs 3. Der Polschuh 4 ist auf seiner dem Joch zugekehrten Seite abgeschnitten (Fig. 5), damit der ausserhalb des Ankers verlaufende magne tische Streufluss auf ein Mindestmass herabgesetzt wird.
Auf die obere Vorderkante des Jochs 3 ist ein abgewinkelter Anker 5 aufgesetzt, der durch seine nach hinten auslaufenden Arme 5b einen Steuerrah men 7 betätigt (Fig. 1, 2 und 3), der seinerseits Kon taktfedern 9, 10, 11 eines Kontaktfedersatzes ein- oder ausschaltet. Der Anker 5 ist aus einem Stück gestanzt und so gestaltet, dass der Anker auf der Kante des Jochs 3 nach Art eines Schneidenlagers aufliegt. Diese Schneidenlagerung ist derart ausgebildet, dass der Anker das Joch in einer genau festgelegten Gera den berührt.
Diese Berührungsgerade, die zugleich die Drehachse des Ankers bildet, ist auf dem Joche durch seine obere Vorderkante und auf dem Anker durch die Schnittlinie zweier Ebenen gegeben, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist. Eine der beiden erwähnten Ebenen ist durch die unteren Flächen EFGH der nach vorn auslaufenden Arme 5a (Fig. 3) des Ankers, die andere Ebene durch die Hinterwand desjenigen Teiles des Ankers bestimmt, der im angezogenen Zu stand den magnetischen Kreis schliesst, genauer gesagt durch eine Teilfläche ABCD (Fig. 4) der angeführten Hinterwand.
Die Drehachse und zugleich Berüh rungsgerade verläuft daher in den Ebenen EFGH der beiden nach vorn auslaufenden Arme 5e zwischen den Punkten 1 und J sowie zwischen den Punkten C und D in der ebenen Hinterwand desjenigen An kerteiles, der im angezogenen Zustand den magneti schen Kreis schliesst (Fig. 1, 3 und 4). Beide ge nannten Ebenen bilden miteinander einen Winkel von <B>3</B> ungefähr 100 . Die Sicherung der Lagerung des Ankers auf der vorderen Oberkante des Jochs 3 er folgt mit Hilfe eines elastischen, aus einer Blattfeder hergestellten Halters 6, der nach vorn mit zwei Armen ausläuft, auf denen durch Einschnitte und Umbiegun gen Flächen 6a und 6c (Fig. 5) gebildet sind.
Ist der Anker 5 auf dem Joch 3 aufgesteckt und durch den Halter 6 gesichert, dann wirken die symmetrisch zur Längsachse des Relais gelegenen Flächen 6a des Hal ters als Anschläge, die durch ihr Aufliegen auf den Flächen 5c (Fig. 3) des Ankers die Lage des Ankers in Richtung seiner Drehachse sichern, d. h. eine Sei tenverschiebung des Ankers unmöglich machen. Die unteren Flächen 6b des Halters bilden zugleich Ge genlager für die abgeschrägten Kanten 5f, die insbe sondere beim Abfall des Ankers seine Lage in einer auf die Längsachse des Relais senkrechten Richtung sicherstellen.
Sie verhindern daher ein Abspringen des Ankers vom Joch nach oben infolge der Trägheits- kräfte und dadurch auch ein Hochheben der Arme 5e und ihren abermaligen Anprall auf die Vorderkante des Jochs. Die Flächen 6c des Halters 6 berühren die vordere lotrechte Fläche des Ankers an den Stellen 5d und bestimmen dadurch die Lage des Ankers in Richtung der Längsachse des Relais. Der Halter 6 des Ankers ist entlang seiner hinteren Kante am Joch 3 in der Nähe der Befestigungsstelle des Kontaktfeder satzes befestigt.
Die besondere Art der Ausführung des Halters (vgl. Fig. 3 und 5), zusammen mit der besonderen Ausführung des Ankers, ermöglicht die bereits oben angeführte Schneidenlagerung des An kers und ein leichtes Abnehmen und Wiederaufsetzen des Ankers. Zu diesem Zwecke genügt es, die Flä chen 6b einfach derart hochzuheben, dass die Enden 6d der Arme des Halters 6 frei durch oberhalb der Vorsprünge 5h des Ankers vorgesehene Aussparun gen hindurchgehen können (Fig. 3 und 5).
Die ange führte Ankerlagerung besitzt gegenüber den bisher bekannten Lagerungen einen weiteren Vorteil darin, dass auf den Anker weder im angezogenen noch im abgefallenen Zustand vom Halter 6 ein Kraftmoment wirkt und die Reibung in der Drehachse mit Rück sicht auf die Schneidenlagerung minimal und kon stant ist, was zur Erhöhung der Relaisempfindlich keit beiträgt. Der Kontaktfedersatz besteht aus Blatt federn, auf deren Schaltenden zylinderförmige Kon taktstücke aus Kontaktmaterial befestigt sind. Im Kontaktfedersatz werden zwei Arten von Kontakt federn benutzt.
Die festen Kontaktfedern 10 sind aus dickerem Material hergestellt, und quer zu ihrer Längsachse sind an ihnen die zylinderförmigen Kon taktstücke befestigt, wogegen die beweglichen Kon taktfedern 9 und 11 an ihren beweglichen Enden in der Längsrichtung zerschnitten sind und auf beiden derart entstandenen Armen je ein in Längsrichtung befestigtes zylinderförmiges Kontaktstück tragen. Eine Kontakteinheit besteht aus je einer festen Kontakt feder 10 und zwei beweglichen Kontaktfedern 9 und 11. Einzelne Kontaktfedern sind in Gruppen zu je vier Federn derselben Art nebeneinander zusammen gestellt und gemeinsam in Isolierblöcken 12, 13, 14 (Fig. 1, 3 und 6) gelagert. Wird ein Umschalter aus je einer festen und zwei beweglichen Kontaktfedern zusammengestellt, werden demnach zugleich vier Um schalter nebeneinander gebildet.
Die Kontaktfedern sind in die Isolierblöcke derart schräg eingepresst, dass sie mit der oberen und der unteren Fläche des Iso- lierblocks einen gewissen Winkel bilden (Fig. 6). An den festen Kontaktfedern 10 ist ausserdem in der Nähe ihrer Arbeitsenden noch ein aus Isolierstoff hergestellter Stützblock 12' angeordnet, mit des sen Hilfe die festen Kontaktfedern gestützt werden. Die obere Fläche des Jochs weist an den Befesti gungsstellen des Kontaktfedersatzes Zapfen 19 von kreisförmigem Durchschnitt auf, wobei ähnliche Zapfen und ihnen entsprechende Vertiefungen 19a auch an den Isolierblöcken 12, 13 und 14 ausgebildet sind.
Eine untere Grundplatte 17 weist vier öffnun- gen auf (Fig. 3 und 6). Beim Zusammenbau des Kontaktfedersatzes wird die Grundplatte 17 unmit telbar auf das Joch gelegt. Dann werden auf der Grundplatte einzelne Isolierblöcke 14, 13, 12 mit ein gepressten Kontaktfedern zusammengestellt, und von oben her wird eine Rückstellfeder 8 und eine Deck platte 16 angelegt. Das Ganze wird derart zusammen gedrückt, dass die Zapfen der einzelnen Teile des Kontaktfedersatzes in die ihnen entsprechenden Ver tiefungen eindringen und dadurch die richtige Lage der Kontaktfedern 9, 10 und 11 sicherstellen.
Danach wird das Ganze mit Hilfe eines Stahlbügels 15, dessen Einschnitte 15b in entsprechende Einschnitte 18 im Joch einrasten, am Joch befestigt (Fig. 5). Solange zwischen die Arbeitsenden der Kontaktfedern der Steuerrahmen 7 nicht eingesteckt ist, werden die bei den Kontaktstücke einer jeden oberen beweglichen Kontaktfeder 9 von oben auf dem Kontaktstück der festen Kontaktfeder 10 angedrückt, und zwar infolge der durch die schräge Lagerung der Kontaktfedern im Isolierblock 14 hervorgerufenen Vorspannung der Kontaktfeder 9. Dadurch wird der erforderliche Kon taktdruck sichergestellt, und es ist nicht nötig, die Kontaktfeder nachträglich zu justieren.
In entspre chender Weise drücken die unteren Kontaktfedern 11 mit ihren Kontaktstücken gegen die unteren Seiten der festen Kontaktfedern 10 von unten her. Der Unterschied zwischen einer oberen Kontaktfeder 9 und einer unteren Kontaktfeder 11 besteht lediglich darin, dass der Satz von Kontaktfedern 11, der sonst mit dem Satz der Kontaktfeder 9 völlig überein stimmt, bei der Montage um einen Winkel von 180 um die Längsachse des Relais gedreht werden muss. Der Satz der festen Kontaktfedern 10 ist durch schräge Lagerung im Isolierblock 13 derart vorgespannt, dass diese Kontaktfedern mit ihren Stützblöcken 12' fest auf dem Joch 3 aufliegen und ausserdem den Druck des unteren Kontaktfedersatzes 11 überwinden, der vom Joch nach oben gerichtet ist.
Zwischen die Ar beitsenden der Kontaktfedern ist von vorn der Steuer rahmen 7 eingesteckt, der durch seine oberen Lappen 7d an der Rückstellfeder 8 angehängt ist. Die unteren Ausläufer 7e des Steuerrahmens 7 sind in Einschnitte 5a im Anker eingesteckt. In seiner Ruhelage ist der Steuerrahmen auf dem Joch 3 abgestützt (Fig. 3).
Beim Anzug bewegt sich der Anker zunächst frei, bis er mit seinen Flächen 5b (Fig. 3) die unteren Flächen 7c des Steuerrahmens 7 berührt und diesen in die Arbeitslage hochhebt. Beim Abfall des Ankers kehrt der Steuerrahmen 7 in seine Ruhelage durch Einwirkung der Rüekholfeder 8 zurück, wobei die Rückholfeder derart vorgespannt ist, dass sie den Kon taktdruck des Satzes der unteren Kontaktfedern 11 zu überwinden und den Anker in die Ruhelage zurück zubringen imstande ist.
Die Kontaktfedern sind nach dem bekannten Prinzip der indirekt betätigten Inver- sionskontakte angeordnet, das den Vorteil bringt, dass der Kontaktdruck nicht unmittelbar vom Hub des Ankers abhängt und ein nachträgliches Justieren der Ankerbewegung bei Abnutzung der Kontakte durch Betriebseinflüsse entfällt, weil der Kontaktdruck nur durch Vorspannung der beweglichen Kontaktfedern 9 und 11 hervorgerufen wird.
Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung ist wie folgt: Jede obere bewegliche Kontaktfeder 9 bildet zu sammen mit der zugehörigen festen Kontaktfeder 10 einen Ruhekontakt, jede untere Kontaktfeder 11 zu sammen mit der zugehörigen Kontaktfeder 10 einen Arbeitskontakt. In der Ruhelage, bei abfallendem Anker, wird der Steuerrahmen 7 am Joch 3 durch die Vorspannung der Rückstellfeder 8 angedrückt, und der untere Querbalken 7b (Fig. 3) des Steuerrah mens 7 entfernt den Satz der unteren Kontaktfedern 11 vom Satz der festen Kontaktfedern 10. Der Satz der oberen Kontaktfedern 9 befindet sich durch die Vorspannung dieser Kontaktfedern in leitender Be rührung mit dem Satz der Kontaktfedern 10.
Beim Anziehen des Ankers wird der Steuerrahmen derart hochgehoben, dass der Querbalken 7b den Satz der unteren Kontaktfedern 11 freigibt und diese in Be rührung mit den festen Kontaktfedern 10 kommen. Der obere Querbalken 7a des Steuerrahmens 7 hebt, nachdem er einen gewissen Leergang passiert hat, die Kontaktfeder 9 hoch und unterbricht dadurch ihre leitende Verbindung mit den Kontaktfedern 10. Beim Abfall des Ankers bringt die Rückstellfeder 8 den Steuerrahmen mit dem Anker in die Ausgangs lage zurück.
Ein normaler Kontaktfedersatz enthält vier Um schaltkontakte nebeneinander (Fig. 7a). Es ist jedoch möglich, die Anzahl der Umschaltkontakte auf acht zu erhöhen, und zwar dadurch, dass man von oben her einen weiteren, vier Umschaltkontakte enthalten den Kontaktfedersatz auf die ursprünglichen vier Umschaltkontakte aufsetzt. Dabei wird statt eines ge wöhnlichen Steuerrahmens 7 ein erhöhter Steuerrah men benutzt, der zwei Querbalken<I>7a, 7b</I> mehr be sitzt, und statt des ursprünglichen Bügels 15 (Fig. 3) ein mit verlängerten Armen versehener Bügel 15a.
Der Stützblock 12" des Satzes der festen Kontaktfe dern 10 der oberen Umschaltkontaktsreihe stützt sich dann auf den Stützblock 12' der unteren Umschalt- kontaktreihe (Fig. 7b). Statt acht Umschaltkontakten kann man auch zwölf Arbeitskontakte in drei über einander angeordneten Reihen zu je vier zusammen bauen, und zwar so, dass die oberen Kontaktfeder sätze 9 in Wegfall kommen, wobei der Steuerrahmen 7 derart ausgebildet wird, dass er nur drei entspre chend voneinander entfernte Querbalken 7b besitzt.
Ähnlich wie im vorigen Ausführungsbeispiel (Fig. 7b) ist es erforderlich, die Länge der Arme 15a des Bü gels 15 der Bauhöhe der Gesamteinheit anzupassen und die Seitenwände der Stützblöcke 12' und 12" entsprechend niedriger zu halten, damit die Stütz blöcke nach der Montage richtige Entfernungen der festen Kontaktfedern sichern (Fig. 7c).
In Fig. 8 ist eine andere Anordnung des Kontakt federsatzes dargestellt. Der Kontaktfedersatz ist mit Hilfe einer Hülse 31 zusammengehalten und in einen Halter 32 befestigt. Der Halter weist zwei nach vorn auslaufende Arme 29 auf, auf welchen die Stütz blöcke 12' der mittleren festen Kontaktfedern 10 aufliegen. Die freien Enden der Arme 29 sind zu einander abgebogen und tragen den Stützblock 12' der festen Kontaktfedern, der eine geringere Breite hat als der an den hinteren Enden der Kontaktfedern vorgesehene Isolierblock, durch welchen die Kontakt federn im Halter 32 befestigt sind.
Die geringere Breite des Stützblocks 12' erleichtert das Einlegen des Kontaktfedersatzes in den Halter 32; denn es genügt, den Kontaktfedersatz einfach von hinten her in den Halter 32 einzuschieben.