DE1514762B2

DE1514762B2 - Latching relay

Info

Publication number: DE1514762B2
Application number: DE19651514762
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 7140 Ludwigsburg Grobe
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1965-05-28
Filing date: 1965-05-28
Publication date: 1970-06-25
Also published as: US3343110A; DE1514762A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Haftrelais mit Doppelluftspalt und einem kolbenförmigen Anker, der auf seiner gesamten Oberfläche von einer Kontaktflüssigkeit benetzt ist, in der er schwimmend gelagert ist, und die gleichzeitig als Stromzuführung für den Anker dient, wobei die Kontaktgabe zwischen Anker und Gegenpolen durch Flüssigkeitsoberflächen erfolgt, deren Grenzschichtkräfte die Haftkraft des Ankers an den Gegenpolen bestimmen oder unterstützen. The invention relates to a latching relay with a double air gap and a piston-shaped armature, which is on its entire surface is wetted by a contact liquid in which it is floating, and which also serves as a power supply for the armature, the contact between armature and opposing poles occurs through liquid surfaces, whose boundary layer forces the adhesive force of the Determine or support armature at the opposite poles.

Haftrelais sind bekannt, z. B. bei Koinzidenzrelais mit zwei Erregerwicklungen, die gemeinsam auf einen Anker wirken. Diese Relais, für deren Wirkung also die Stromkoinzidenz in den beiden Erregerwicklungen wesentlich ist, finden unter anderem Anwendung in matrixartig aufgebauten Sehaltfeldem, an deren Kreuzungspunkten die Relais als bistabile Schaltelemente angeordnet sind. Derartige Matrixschalter besitzen dadurch eine Speicherwirkung und dienen z. B. in der Fernsprechselbstanschlußtechnik als Gruppen- und Leitungswähler zum Verbindungsaufbau. Sticky relays are known, for. B. with coincidence relays with two excitation windings, which together on one Anchors work. These relays, for their effect, the current coincidence in the two excitation windings is essential, are used, among other things, in visual fields constructed like a matrix, other Crossing points the relays are arranged as bistable switching elements. Such matrix switches thus have a memory effect and serve z. B. in the telephone self-connection technology as Group and line selector to establish a connection.

Es ist vorgeschlagen worden, bei diesen Haftrelais die Kontakthaltekraft durch Dauermagnete und/oder Federn zu gewinnen. Bei der Ruhekontaktkrafterzeugung durch einen Dauermagnetfluß wird aber die Ausbildung der Magnetkreise durch Zweige für den Haltefluß etwas umständlich, so daß man nach Möglichkeiten sucht, ohne Haltemagnet auszukommen. Eine weitere Schwierigkeit bei der Anwendung von Dauermagneten und Federn liegt darin, daß im Zuge der Miniaturisierung der Bauteile für die Fernsprechtechnik bald ein Punkt erreicht ist, an dem die Relais so stark verkleinert werden, daß die Kräfte zum Geschlossenhalten und Aufreißen des Kontaktes zu klein werden.It has been proposed to use permanent magnets and / or the contact holding force in these latching relays To win feathers. When the normally closed contact force is generated by a permanent magnetic flux, however, the Formation of the magnetic circuits by branches for the holding flux is a bit cumbersome, so that one looks for possibilities tries to do without a holding magnet. Another difficulty with the application of Permanent magnets and springs is that in the course of the miniaturization of components for telephony technology soon a point is reached at which the relays are so reduced in size that the forces to keep them closed and rupture of the contact become too small.

Durch die USA.-Patentschrift 3144 533 ist weiterhin ein Quecksilberrelais bekannt, das einen Doppelluftspalt und einen kolbenförmigen Anker aufweist, der in der Kontaktflüssigkeit schwimmend gelagert ist. Bei diesem Relais ist der Kolbenanker im Inneren der Erregerwicklung angeordnet. Eine solche Bauart hat jedoch den Nachteil, daß sie die Anwendung einer für Eigensicherheit ausreichend großen Erregerspule nicht ohne umfangreiche Eisenleitstücke zuläßt. Außerdem kann dieses Relais nicht als Koinzidenzrelais verwendet werden.A mercury relay is also known from US Pat. No. 3,144,533, which has a double air gap and has a piston-shaped armature which is mounted in a floating manner in the contact liquid is. In this relay, the piston armature is located inside the field winding. Such However, the construction has the disadvantage that it requires the application of a sufficiently large for intrinsic safety Excitation coil does not allow without extensive iron conductor pieces. In addition, this relay cannot be used as a coincidence relay be used.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Kontaktinnenraum von flüssigkeitsbenetzten Kontakten so weit zu verkleinern, daß eng benachbarte, isolierende plattenförmige Gehäuseteile zugleich als Träger für die elektrisch-magnetischen Durchführungen und als hermetischer Abschluß angewandt werden können. Außerdem soll die Verwendung ausreichend langer Spulen mit kleiner mittlerer Windungslänge ermöglicht werden. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der kolbenförmige Anker in einem stabförmigen Flußführungsteil gelagert ist, das mit einer magnetischen Flußquelle außerhalb des Gehäuses versehen ist, und daß die Gegenpole ebenfalls mit stabförmigen Flußführungsteilen verbunden sind, die aus dem Gehäuse herausführen und zwischen denen eine weitere magnetische Flußquelle so angeordnet ist, daß sich an den Flußführungsteilen entgegengesetzte Polaritäten ergeben.The invention is therefore based on the object of the contact interior of liquid-wetted To reduce contacts so far that closely adjacent, insulating plate-shaped housing parts at the same time used as a carrier for the electro-magnetic feedthroughs and as a hermetic seal can be. In addition, the use of sufficiently long coils with small medium Winding length are made possible. According to the invention this is achieved in that the piston-shaped Armature is mounted in a rod-shaped flux guide part, which is connected to a magnetic flux source is provided outside the housing, and that the opposite poles also with rod-shaped flux guide parts are connected, which lead out of the housing and between which a further magnetic Flux source is arranged so that opposite polarities at the flux guide parts result.

Gemäß einer Ausbildung der Erfindung weist das stabförmige Flußführungsteil an seinem in das Gehäuse reichenden Ende eine Hülse auf, innerhalb der der kolbenförmige Anker in der Kontaktflüssigkeit schwimmend gelagert ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel macht der frei schwimmende Anker die Bewegung des gesamten Flußführungsteiles unnötig. Eine noch bessere magnetische Ankopplung des¹ Ankers wird nach einer weiteren Ausbildung der Er-¹ findung dadurch erreicht, daß der kolbenförmige Anker in einer Halterung eingeklemmt ist, die innerhalb der Lagerhülse schwimmend gelagert ist und deren unteres Ende eine Schneide bildet, die in einer Pfanne des dem Anker zugeordneten Flußführungsteiles gestützt ist, so daß der von der Kontaktflüssigkeit benetzte Anker eine Pendelbewegung ausführen kann.According to one embodiment of the invention, the rod-shaped flow guide part has a sleeve at its end reaching into the housing, within which the piston-shaped armature is mounted in a floating manner in the contact liquid. In this embodiment, the floating anchor makes movement of the entire flow guide member unnecessary. An even better magnetic coupling of ¹ armature according to a further embodiment, the ER ¹ the invention achieved in that the piston-shaped armature is clamped in a holder which is floatingly mounted within the bearing sleeve and whose lower end forms a cutting edge that in a pan of the flux guide part assigned to the armature is supported so that the armature wetted by the contact liquid can perform a pendulum movement.

Gemäß einer weiteren Ausbildung nach der Erfindung besteht die Kontaktflüssigkeit aus Quecksilber. According to a further embodiment according to the invention, the contact liquid consists of mercury.

Gemäß einer weiteren Ausbildung nach der Erfindung bestehen der Anker, die Gegenpole, die Halterung für den Anker und die Lagerhülse aus quecksilberbenetzbarem ferromagnetischem Material oder aus ferromagnetischem Material mit einem von Quecksilber gut benetzbaren Überzug.According to a further embodiment according to the invention, there are the armature, the opposing poles, the holder for the armature and the bearing sleeve made of mercury-wettable ferromagnetic material or Made of ferromagnetic material with a coating that is easily wettable by mercury.

Gemäß einer weiteren Ausbildung nach der Erfindung sind nur die Innenfläche der Lagerhülse, der Anker mit seiner Halterung und die Gegenpole quecksilberbenetzbar.According to a further embodiment of the invention, only the inner surface of the bearing sleeve, the Armature with its holder and the opposite poles can be wetted with mercury.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die exakte Festlegung der drei die Gegenpole und den Anker tragenden Flußführungsteile durch Innenprofilierung des Gehäuses bewerkstelligt.In a further embodiment of the invention, the exact definition of the three opposing poles and the Anchors carrying flux guide parts accomplished by internal profiling of the housing.

Das Haftrelais nach der Erfindung weist verschiedene wesentliche Vorteile auf. So wird z. B. dadurch eine sehr einfache und kleine sowie abnutzungsfreie Ausführung möglich, die bei sicherer und prellfreier Kontaktgabe bezüglich Prinzip, Raum- und Erregerleistungsbedarf für Kreuzschaltfelder besonders geeignet ist. Insbesondere genügen bei dem Relais nach der Anmeldung geringe Flußquerschnitte, um den kleinen, infolge der Benetzung »frei« schwimmenden Anker bzw. das durch die Schneidenlagerung auf geringste Kräfte ansprechende Ankerglied schnell genug zu bewegen.The latching relay according to the invention has various essential advantages. So z. B. thereby a very simple and small as well as wear-free version possible, the safer and more bounce-free Making contact with regard to the principle, space and excitation power requirements, is particularly suitable for cross-connect panels is. In particular, small flux cross-sections are sufficient for the relay according to the application small anchor "freely" floating due to the wetting, or that due to the cutting edge bearings Forces responsive anchor link to move quickly enough.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist. Hierin zeigtFurther features of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment, which is shown schematically in the drawings. Herein shows

F i g. 1 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Relais von vorn gesehen, stark vergrößert dargestellt, F i g. 2 einen Ausschnitt des Relais nach F i g. 1 von der Stirnseite gesehen,F i g. 1 shows a section of a relay according to the invention seen from the front, shown greatly enlarged, F i g. 2 shows a section of the relay according to FIG. 1 seen from the front,

F i g. 3 eine andere Form der Ankerlagerung bei dem erfindungsgemäßen Relais, von vorn gesehen,F i g. 3 another form of armature mounting in the relay according to the invention, seen from the front,

Fig·.4 die Ankerlagerung nach Fig. 3, von der Stirnseite gesehen,FIG. 4 shows the anchor bearing according to FIG. 3, of which Front side seen,

F i g. 5 ein skizziertes Beispiel für die Zuordnung der Spulen des erfindungsgemäßen Relais.F i g. 5 shows a sketched example of the assignment of the coils of the relay according to the invention.

In F i g. 1 ist mit 1 das Gehäuse bezeichnet, dasIn Fig. 1 is denoted by 1 the housing, the

z. B. aus Kunststoff oder Keramik bestehen kann. Die Flußführungsteile 2,3 und 4 sind in Schlitzen 5, 6 und 7 oder innenprofilierten Nuten 8 und 9 des Gehäuses 1 lagemäßig fixiert und durch geeignete Verfahren (z. B. Kleben) im Gehäuse befestigt. In die Flußführungsteile 3 und 4 sind die Gegenpole 12 und 13 eingesetzt. Das Flußführungsteil 2 weist an seinem oberen Ende eine Hülse 10 auf, in der der kolbenförmige Anker 11 gelagert ist. Der Anker 11,z. B. can be made of plastic or ceramic. The flow guide parts 2, 3 and 4 are in slots 5, 6 and 7 or internally profiled grooves 8 and 9 of the housing 1 fixed in position and by suitable Process (e.g. gluing) attached in the housing. The opposing poles 12 are in the flux guide parts 3 and 4 and 13 used. The flow guide part 2 has at its upper end a sleeve 10 in which the piston-shaped armature 11 is mounted. The anchor 11,

die Hülse 10 und die Gegenpole 12 und 13 bestehen aus einem quecksilberbenetzbaren ferromagnetischen Material, das von der Kontaktflüssigkeit (Hg) 14 benetzt wird. Mit 15 ist der angedeutete Kern einer Spule bezeichnet.the sleeve 10 and the opposing poles 12 and 13 consist of a mercury-wettable ferromagnetic Material that is wetted by the contact liquid (Hg) 14. At 15 the indicated core is one Coil called.

Die F i g. 2 zeigt einen Teil des Gehäuses 1 mit dem darin eingesetzten Flußführungsteil 2 von der Stirnseite. Hier ist auch die Befestigung der Hülse 10 auf dem Flußführungsteil 2 dargestellt. Man erkennt weiter, daß der Anker 11 innerhalb der Hülse 10 in der Kontaktflüssigkeit 14 »frei« schwimmend gelagert ist.The F i g. FIG. 2 shows part of the housing 1 with the flow guide part 2 inserted therein from FIG Front side. The fastening of the sleeve 10 on the flow guide part 2 is also shown here. One recognises Furthermore, that the armature 11 is mounted "freely" floating within the sleeve 10 in the contact liquid 14 is.

In F i g. 3 ist eine andere Form der Ankerlagerung dargestellt, wobei der Anker 11 in einer Halterung 18 eingeklemmt ist, die innerhalb der Lagerhülse 10 schwimmend gelagert ist und deren unteres Ende eine Schneide 19 bildet. Diese Schneide ist in einer Pfanne 20 des Flußführungsteiles 2 gestützt. Die Hülse 10 umschließt die Halterung 18 und dient, der seitlichen Führung des Ankergliedes.In Fig. 3 shows another form of armature mounting, the armature 11 in a holder 18 is clamped, which is floatingly mounted within the bearing sleeve 10 and its lower end a cutting edge 19 forms. This cutting edge is supported in a pan 20 of the flow guide part 2. the Sleeve 10 encloses holder 18 and serves to guide the anchor member laterally.

Die Fig.4 zeigt die Anordnung nach Fig.3 von der Stirnseite.FIG. 4 shows the arrangement according to FIG. 3 of the front.

In Fig.5 ist an einem Beispiel gezeigt, wie die Spulen 16 und 17 des erfindungsgemäßen Relais angeordnet werden können, um ein Koinzidenzrelais zu erhalten. Die übrigen Hinweisziffern entsprechen den in den vorhergehenden Figuren verwendeten.In Figure 5 is shown an example of how the coils 16 and 17 of the relay according to the invention are arranged can be used to obtain a coincidence relay. The other reference numbers correspond to used in the previous figures.

Claims

Claims: 30

1. Hold-open relay with a double air gap and a piston-shaped armature, which on its entire Surface is wetted by a contact liquid in which it is floating, and the at the same time serves as a power supply for the armature, the contact between armature and opposing poles occurs through liquid surfaces, the boundary layer forces of which determine the adhesive force determine or support the armature at the opposite poles, characterized in that that the piston-shaped armature (11) is mounted in a rod-shaped flow guide part (2), which with a magnetic flux source (z. B. 17) is provided outside the housing (1), and that the Opposite poles (12 and 13) are also connected to rod-shaped flux guide parts (3 and 4), which lead out of the housing (1) and between which a further magnetic flux source (z. B. 15/16) is arranged so that on the flux guide parts (3 and 4) opposite Result in polarities.

2. latching relay according to claim 1, characterized in that the rod-shaped flux guide part (2) at its end reaching into the housing (1) has a sleeve (10) within which the piston-shaped armature (11) is floatingly mounted in the contact liquid (14).

3. latching relay according to claim 1, characterized in that the piston-shaped armature (11) is clamped in a holder (18) which is floatingly mounted within the bearing sleeve (10) is and the lower end of which forms a cutting edge (19) which is in a pan (20) of the dem Armature (11) associated with the flow guide part (2) is supported so that the contact liquid (14) wetted armature (11) can perform a pendulum movement.

4. stick-on relay according to claim 1 to 3, characterized in that the contact liquid (14) consists of mercury.

5. latching relay according to claim 3 and 4, characterized in that the armature (11), the opposite poles (12 and 13), the holder (18) and the bearing sleeve (10) made of mercury-wettable ferromagnetic Material or made of ferromagnetic material with a coating that is easily wettable by mercury.

6. latching relay according to claim 1 and 3 to 5, characterized in that only the inner surface the bearing sleeve (10), the armature (11) with its holder (18) and the opposite poles (12 and 13) are wettable by mercury.

7. stick relay according to claim 1 to 6, characterized in that the exact definition of the three flux guide parts (2, 3, 4) carrying the opposite poles and the armature by means of internal profiling of the housing (1) is accomplished.

8. latching relay according to claim 1 to 7, characterized in that said magnetic Flux sources are designed as electromagnetic coils (16 and 17), creating a coincidence relay (Fig. 5) is created.

1 sheet of drawings