DE1011994B - Einrichtung an elektromagnetischen Geraeten mit einem drehablenkbaren Anker - Google Patents

Description

an elektromagnetischen Geräten mit einem drehablenkbaren Anker

Anmelder:

Rupert Evan Howard Carpenter, South Croydon, Surrey (Großbritannien)

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Schubert, Patentanwalt, Siegen (Westf.), Oranienstr. 14

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 27. August 1852

Rupert Evan Howard Carpenter,

South Croydon, Surrey (Großbritannien),

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung bezieht sich auf Geräte, die einen
drehablenkbaren Bauteil, welcher an einer Federaufhängung sitzt, aufweisen, und betrifft insbesondere
elektromagnetische Übertrager, die einen beweglichen
Eisenanker aufweisen, vor allem polarisierte Relais, 5
die zu dieser Gruppe gehören. In derartigen elektromagnetischen Geräten ist der Anker magnetischen
Kräften unterworfen, die zur Erzeugung eines instabilen bzw. labilen Gleichgewichtes beitragen, und
um einen angemessenen Grad von Ansprechempfind- 10
iichkeit zu erhalten oder um den Anker eine Mittelstellung einnehmen zu lassen, sobald das Relais aberregt ist, ist es fast immer notwendig, mechanische
Federn mit positiver Steifigkeit zu verwenden, die
teilweise oder ganz die durch die mechanischen Kräfte 15
erzeugte negative Steifigkeit ausgleichen. Es ist ein
grundsätzliches Erfordernis, daß die Mittelstellung,
in welche diese Federn den Anker zu bringen bestrebt
sind, weder durch Temperaturschwankungen, denen
das Gerät unterworfen ist, noch durch frühere Vor- 20
gänge, soweit sie die Stellung des Ankers betreffen, ~~ ~~
beeinflußt wird, d. h., daß das Relais oder sonstige «

Gerät keinerlei Vorspannungswirkungen auf Grund
von Kriechbewegungen in den Federn aufweisen darf. einheitlichung der Federkräfte im Zuge der Her-

Jede Änderung der Lage dieser Mittelstellung — 25 stellung in manchen Fällen zu erleichtern, also der Stellung, bei welcher die auf den Anker Es ist bekannt, den Anker als flache Platte aus

durch die Federn ausgeübte Kraft gleich Null ist — Weicheisen auszubilden und mit dem Federsystem wirkt sich als Vorspannung oder Verstimmung be- über einen Stanzteil aus dünnem Metallblech zu verzüglich der Arbeitsweise des Relais aus. Bei Relais, binden. Die wirksamen Federn werden dabei durch bei welchen die magnetische negative Steifigkeit 30 zwei Torsionsarme gebildet, welche nach zwei Seitengrößer als die mechanische positive Steifigkeit der auslegern führen, deren Endstücke zwischen den Pol-Federn ist, so daß der Anker sich in labilem Gleich- stücken des Gerätes eingeklemmt sind. Diese bekannte gewicht befindet und in der jeweiligen Endlage, falls Ausführungsform hat den Nachteil, daß die Federdiese beiderseits der Nullstellung sind, verbleibt (im arme, welche als Lagerung dienen, nicht in der Ebene nachfolgenden kurz als »beidseitig stabiles« Relais 35 des Ankers liegen, was eine unvorteilhafte Lagerung bezeichnet), verursacht diese Vorspannung oder Ver- desselben zur Folge hat.

Stimmung eine Änderung der Arbeitsempfindlichkeit Die Erfindung geht von elektromagnetischen Ge-

des Relais bei Strömen mit gegensätzlicher Polarität, raten mit einem drehablenkbaren Anker aus, welcher während bei Relais, bei denen die Steifigkeit der an einem Federaufhängesystem mit zwei Federbau-Feder größer als die negative magnetische Steifigkeit 40 teilen sitzt, die sich jeweils in entgegengesetzten Richist, wodurch der Anker eine Mittelstellung einzuhalten tungen vom Anker weg verlaufend erstrecken und an bestrebt ist (im nachfolgenden als »mitten-stabiles« den ortsfesten bzw. gerätefesten Teilen des Gerätes Relais bezeichnet), tritt nicht nur eine Änderung der befestigt sind und von denen wenigstens einer der verschiedenen Empfindlichkeiten, wie vorerwähnt, ein, Federbauteile zwei Teilstücke aufweist, die relativ sondern der Anker wird möglicherweise aus der 45 zueinander unter einem Winkel verlaufen wobei das Mittelstellung gebracht und kann im äußersten Fall eine dieser Teilstücke die größere Teilmenge der den einen oder den anderen der Seitenkontakte trotz federnden Nachgiebigkeit liefert, welche notwendig Fehlens eines Betätigungsstromes berühren. ist, um die Winkelschwingungsbewegung des Ankers

Hauptzweck der Erfindung ist es, die Änderung der zu ermöglichen, während das andere Teilstück eine Vorspannung durch die Temperatur soweit wie mög- 50 federnde Nachgiebigkeit liefert, die eine differenlich auszuschalten. Durch die Erfindung soll gleich- zierte Expansionsbewegung des Ankerzusammenbaus

falls eine Verminderung der durch Kriechbewegungen in den Federn hervorgerufenen Vorspannungswirkung erreicht werden. Weiterhin wird angestrebt, die Ver-

und seiner Halterungen zuläßt, und zwar mit einer geringen Beanspruchung der vorerwähnten Federbauteile.

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Die durch die Erfindung-erzielte Verbesserung derartiger elektromagnetischer Gerate "bestellt in erster Linie darin, daß die vorgenannten Federbauteile sich von entgegengesetzten Stirnflächen des Ankers aus erstrecken, derart, daß die Schwingungsachse durch den Anker selbst hindurehverläuft. Es ist dabei vorteilhaft, den Anker um die Schwingungsachse bzw. relativ zu dieser auszuwuchten.

Ferner können die Federn so ausgebildet und die

ist und sich parallel zu den Seitenflächen des Ankers 13 erstreckt. Die Teilstücke 22 sind mit den Seitenflächen des Ankers über Klemmstücke 23, 23 a vermittels Bolzen 24 verbunden, welche in das stärkere Klemmstück 23 eingeschraubt werden und mit Spiel durch den Anker 13 hindurchgeführt sind. Statt dessen können jedoch getrennte bzw. besondere Schrauben 24 verwendet werden, die von beiden Seiten in den Anker geschraubt werden. Das Bogenstück

Feder aufweisen. Schließlich kann derjenige Teil einer jeden Halteblattfeder, der den kleineren Querschnitt hat, ein Seitenverhältnis bei rechtwinkligem Querschnitt von nicht größer als 2 : 1 besitzen.

Die Erfindung soll nun. durch Beschreibung eines Anwendungsbeispiels bei einem polarisierten elektromagnetischen Relais, ähnlich demjenigen nach der deutschen Patentschrift 872 063, unter Bezugnahme

Ankerkontakte derart angeordnet werden, daß die Be- io 25 an der Abwinkelung zwischen den Teilstücken 21 wegung des Ankers infolge der Verformung, welche und 22 wird durch eine beiderseits des Ankers bei 26 bei unterschiedlich großer Ausdehnung der Teilstücke, angebrachte leichte Ausnehmung bzw. Schwächung die sich bei einer Temperaturveränderung ergibt, auf- von diesem getrennt bzw. auf Abstand gehalten. Die tritt, im wesentlichen unter rechtem Winkel zur Rieh- äußeren Enden jedes Arbeitsteilstückes 21 sind an tung der normalen Arbeitsbewegung der Ankerkon- 15 einem Ankerstück 27 befestigt, welches seinerseits mit takte erfolgt. Darüber hinaus können die beiden dem Polstück 1 oder 2 durch ein Schraubenpaar 28 Federn die gleiche Gestalt und die gleichen Abmessun- unter Zwischenfügung einer Scheibe 29 aus Isoliergen auf entgegengesetzten Seiten von einer Mittel- werkstoff zwischen dem Ankerstück 27 und dem Polebene des Ankers haben. Der größere Teil des Arbeits- stück 1 bzw. 2 fest verbunden ist. Das Teilstück 21 teilstückes jeder Halteblattfeder bzw. jeden Streifens 20 ist mit dem Ankerstück 27 durch eine Schraube 30 kann einen geringeren Querschnitt als der Rest der über ein Klemmstück 31 verbunden.

In Fig. 6 ist eine etwas abgewandelte Ausführungsform der Halteblattfeder bzw. des -Streifens 14 dargestellt, in die bzw. den ein Schlitz 32 eingestanzt ist, wodurch eine größere Biegsamkeit des Streifens erreicht oder dessen Nachgiebigkeit in einer Richtung, die parallel zur Ebene des Ankers 13 liegt, verstärkt wird.

Wie am besten aus Fig. 4 hervorgeht, ist der

auf die Zeichnungen näher erläutert werden, und zwar 30 größere Teil des Arbeitsteilstückes 21 der Halteblattzeigt bzw. zeigen feder 14 über eine genau vorbestimmte Länge in der

Fig. 1 eine Vorderansicht eines polarisierten elektromagnetischen Relais, welches mit einer vorstehend genannten Ausführungsform der Aufhängung versehen ist,

Fig. 2 eine Vorderansicht der beiden Polstücke des Relais, welche mit dem Anker und dessen Federbefestigungsanordnung verbunden sind, und zwar in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3, 4 und 5 jeweils eine Vorderansicht, eine 40 weg zu bewegen, ohne die Halteblattfedern 14 unzu-Seitenansicht von links auf Fig. 3 und eine Draufsicht lässig stark zu dehnen bzw. zu verformen. Während auf eine der in der Aufhängung verwendeten Federn,
während Fig. 6 eine Seitenansicht, ähnlich Fig. 5,
einer abgeänderten Ausführungsform wiedergibt.

In Fig. 1 ist ein Relais dargestellt, das die gleichen 45
Merkmale wie dasjenige¹ aufweist, welches in der
Patentschrift 872 063 beschrieben ist, wobei die gleichen Bezugszeichen für übereinstimmende Teile benutzt sind. Die beiden Polstücke sind bei 1, 2 dargestellt. Die Relaiswicklung ist bei 7, die Dauermagnete 50 zwischen den Polstücken 3 in der Form von Muffen sind bei 9, der Anker ist bei 13 dargestellt, und die oder Buchsen hergestellt, welche die durch Löcher 32 Schienen 6 bilden die Halter für die festen Kontakte.
Wie aus Fig. 2 klarer hervorgeht, sind die beiden Polstücke 1, 2 gleich und bestehen aus einer verhältnismäßig weichen magnetischen Legierung. Wie bei dem 55
Relais in der vorerwähnten Patentschrift besteht jedes
Polstück aus einer flachen Platte mit einem Arm 3,
der den eigentlichen Polschuh bildet, einem Hauptansatz 4 und einem aufwärts gerichteten Ansatz 5
gegenüber dem Hauptansatz 4, wobei jeder zur Auf- 60 der Halteblattfedern 14 gegengedrückt werden, bevor nähme einer Schiene ausgebildet ist, weiche als Halter die Schrauben 24 angezogen werden. Es ist natürlich für die festen Kontakte des Relais, wie im vorgenann- gleichfalls notwendig, sicherzustellen, daß die Halteten Patent beschrieben, ausgebildet ist. Der Anker 13 blattfedern 14 sowohl in senkrechter Richtung als ist gleichfalls ähnlich und trägt die beweglichen Kon- auch winkelmäßig in bezug auf den Anker 13 genau takte 20. Die in den Zeichnungen dargestellten Halte- 65 eingepaßt sind, bevor die Schrauben 24 angezogen blattfedern bzw. -streifen sind jedoch abgeändert und werden.

bei 14 dargestellt. Jede Halteblattfeder bzw. jeder Die Halteblattfedern 14 können aus Beryllium-

-streifen besteht aus einem waagerechten Arbeitsteil- Bronze hergestellt sein und eine Stärke von beispielsstück 21 und einem zweiten Teilstück 22, das gegen- weise 0,38 mm haben. Dieser Werkstoff kann durch über dem Arbeitsteilstück 21 rechtwinklig angeordnet 70 Abschrecken gehärtet werden, so daß nach Abbiegen

Breitenabmessung herabgesetzt worden. Es kann dann festgestellt werden, daß, falls die Summe der Ausdehnungswerte von Halteblattfeder 14 und Anker 13 von derjenigen der Polstücke 3 zwischen den zwei fest angebrachten Ankerstücken 27 abweicht, diese Abweichung von den Federn durch die Bogenstücke 25 aufgenommen werden kann, die genügend Freiheit besitzen, sich weiter zum Anker hin oder vom Anker 13

dieses Vorganges wirken die Teilstücke 22 der Halteblattfedern als Stützträger, die eine verhältnismäßig große Nachgiebigkeit der Bogenstücke 25 bewirken.

Beim Zusammenbau eines derartigen Relais müssen sorgfältigst Vorkehrungen getroffen werden, um sicherzustellen, daß der Anker 13 mittig und parallel im Arbeitsspalt zwischen den Polstücken 3 angeordnet wird. Dieser Arbeitsspalt wird durch Abstandsstücke

in den Polstücken 3 geführten Schrauben umgeben, und zwar in der gleichen Weise wie in der bereits erwähnten Patentschrift.

Es ist zweckmäßig, den Anker 13 und die Halteblattfedern 14 in einer Zusammenbauvorrichtung vorzumontieren, welche mit ebenen, genau rechtwinkligen aufeinander stehenden Oberflächen versehen ist, gegen die die Arbeitfläche des Ankers 13 und die Flächen

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der Feder bei 25 diese in einer geeigneten Halterung wieder bzw. nachgehärtet werden kann, wodurch die gewünschte Form oder Gestalt sichergestellt und eine größtmögliche Festigkeit bzw. Stabilität erreicht wird.

Offenbar kann die Anordnung etwas abgeändert werden, z. B. kann das eine Ende der Halteblattfeder unmittelbar mit dem Anker, wie in Fig. 4 der zur Patentschrift 872 063 gehörenden Zeichnungen dargestellt, verbunden werden, wobei sich das Arbeitsteilstück 31 rechtwinklig zum Anker erstreckt und ein Teil am äußeren Ende dieses waagerechten Teilstückes rechtwinklig abgebogen und dann durch Schrauben an Seitenflächen von Ankerstücken, wie beispielsweise an den Ankerstücken 27', angebracht wird. Dann können die Bogenstücke in den Halteblattfedern, welche zur Aufnahme der Ausdehnungsunterschiede frei schwingend angeordnet sind, an den Enden der Arbeitsteilstücke 21 in der Nähe der Befestigungs- oder Ankerblöcke 27 vorgesehen werden.

Claims (6)

Patentanspküche: '

1. Einrichtung an elektromagnetischen Geräten mit einem drehablenkbaren Anker, welcher an einem Federaufhängungssystem sitzt, welches zwei Federbauteile aufweist, die sich jeweils in entgegengesetzten Richtungen vom Anker weg verlaufend erstrecken und an den ortsfesten bzw. gerätefesten Teilen des Geräts befestigt sind, und von denen wenigstens einer der Federbauteile zwei Teilstücke aufweist, die relativ zueinander unter einem Winkel verlaufen, wobei das eine dieser Teilstücke die größere Teilmenge der federnden Nachgiebigkeit liefert, welche notwendig ist, um die Winkelschwingbewegung des Ankers zu ermöglichen, während das andere Teilstück eine federnde Nachgiebigkeit liefert, die eine differenzierte Expansionsbewegung des Ankerzusammenbaus und seiner Halterungen zuläßt, und zwar mit einer geringen Beanspruchung der vorerwähnten Federbauteile, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgenannten Federbauteile sich von entgegengesetzten Stirnflächen des Ankers aus erstrecken, wodurch die Schwingungsachse durch den Anker selbst hindurchverläuft.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker um die Schwingungsachse ausbalanciert bzw. ausgewuchtet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn so ausgebildet und die Ankerkontakte derart angeordnet sind, daß die Bewegung des Ankers infolge der Verformung, welche bei unterschiedlich großer Ausdehnung der Teilstücke, die sich bei einer Temperatur veränderung ergibt, auftritt, im wesentlichen unter rechtem Winkel zur Richtung der normalen Arbeitsbewegung der Ankerkontakte erfolgt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federn die gleiche Gestalt und die gleichen Abmessungen auf entgegengesetzten Seiten von einer Mittelebene des Ankers aufweisen.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der größere Teil des Arbeitsteilstückes jeder Halteblattfeder bzw. jeden Streifens einen geringeren Querschnitt als der Rest der Feder aufweist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Teil jeder Halteblattfeder bzw. jeden Streifens, der den geringeren Querschnitt hat, ein Seitenverhältnis bei rechtwinkligem Querschnitt von nicht größer als 2:1 besitzt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 874 486;
USA.-Patentschrift Nr. 249 140.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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