MAGNETICALLY OPERATED ELECTRICAL CONTACT ARRANGEMENT

Abstract: 1. An electric contact arrangement, to be operated magnetically, with two magnetically, electrically conductive contact springs forming a substantially closed magnetic circuit, each of which contact springs is fixed by one leg (4, 5) to an opposite side of an insulating spacer (6), and each connected to an electric terminal conductor (13, 14), and is opened or closed with elastic deformation depending on a magnetic field passing through them, characterised in that the contact springs consist of two U-shaped bent strips (1, 2) with their free ends inserted one in the other, and in that two legs (7, 8) belonging to different ones of the U-shaped bent contact springs, at least one of which is not fixed to the insulating spacer (6), lie alongside each other at a distance such that they touch or move apart with elastic deformation of at least one strip (1, 2), depending on the magnetisation of the magnetic circuit formed by the contact springs.

Description: Magnetisch zu betätigende elektrische Kontaktanordnung Die Erfindung betrifft eine magnetisch zu betätigende elektrische Kontaktanordnung mit einem weitgehend geschlossenen magnetischen Kreis. Aufgabe der Erfindung ist es, eine derartige Kontakt- anordnung zu schaffen, die aus wenigen Teilen aufgebaut ist und besonders einfach und mit kleinen Abmessungen hergestellt werden kann. Vorzugsweise wird bei dieser Kontaktanordnung Band aus einer weitgehend amorphen Legierung verwendet, die durch schnelles Abkühlen aus einer Schmelze erhalten werden kann, wenn beispielsweise ausser dem magnetischen Material, wie Eisen, Kobalt und/oder Nickel ein Metalloid, wie z.B. Bor oder Silizium in einer Menge von 15 bis 25 Atom.-/o in der Legierung enthalten ist. Derartiges Material ist elektrisch leitfähig, besitzt gute weichmagnetische Eigenschaften und ist mechanisch hart und damit elastisch verformbar, so dass es ausserdem gute Federeigenschaften besitzt. Unter Verwendung von derartigem Material erhält man eine besonders vorteilhafte elektrische Kontaktanordnung erfindungsgemäss dadurch, dass der magnetische Kreis aus zwei U-förmig gebogenen Bändern aus einem weichmagnetischen Material mit. guten Federeigenschaften besteht, die mit ihren offenen Seiten ineinandergesteckt sind, dass an jedes Band ein elektrischer Leiter anschliessbar ist, dass je ein Schenkel jedes Bandes an einander gegenüberliegenden Seiten mindestens eines Isolierstückes befestigt ist und dass weiterhin je ein Schenkel jedes Bandes, von denen mindestens einer nicht mit dem Isolierstück verbunden ist, mit Abstand nebeneinander liegen, so dass sie bei einer Magnetisierung des magnetischen Kreises unter elastischer Verformung mindestens eines Bandes sich berühren und damit einen Kontakt schliessen. Figur 1 zeigt die erfindungsgemässe Kontaktanordnung, die hier als Relais ausgebildet ist. Dazu sind zwei U-förmig gebogene Bänder 1 und 2 ineinander und in eine Spule 3 gesteckt. Dabei ist der Schenkel 4 eines Bandes 1 an der unteren Seite eines Isolierstückes 6 befestigt, während der Schenkel 5 eines Bandes 2 mit der oberen Seite des Isolierstückes 6 fest verbunden ist. Die übrigen Schenkel 7 und 8 der Bänder 1 und 2 sind mit Auflagen 9 und 1Q aus einem elektrisch gut leitenden und abbrandfesten Material versehen, wie es beispielsweise bei Relaiskontakten üblich ist. Zwischen den Schenkeln 7 und 8 der Bänder 1 und 2 befindet sich bei nicht erregter Spule 3 ein Zwischenraum. Wird nun die Spule 3 durch Anlage eines Gleich- oder Wechselstromfeldes erregt, so entsteht in den Bändern 1 und 2 ein magnetischer Fluss und die Schenkel 7 und 8 ziehen sich an bis sich die Auflagen 9 und 10 berühren und die Bänder 1 und 2 elektrisch miteinander verbinden. Die Bänder 1 und 2 sind über Anschlusspunkte 11 und 12 mit elektrischen Leitern 13 und 14 verbunden, die die Zuleitungen zu der elektrischen Kontaktanordnung darstellen. In Figur 2 sind wiederum die Bänder 1 und 2 mit ihren oberen Seiten ineinandergesteckt und mit Anschlusspunk- ten 11 und 12 zum Anschluss elektrischer Leiter 13 und 14 versehen. Im Gegensatz zu Figur 1 sind die beiden inneren Schenkel 4 und 8 an den beiden Seiten eines Isolierstückes 6 befestigt; der obere Schenkel 5 des Bandes 2 ist - beispielsweise durch Befestigung an der Wand eines Gehäuses 15 - gegenüber dem Schenkel 4 des Bandes 1 fixiert. Das Gehäuse 15 besitzt zwischen den Schenkeln 4 und 5 einen Einschnitt 16, in den ein scheibenförmiger Dauermagnet 17 eingeschoben werden kann. Dieser ersetzt die Wicklung der Spule 3 in Figur 1, so dass die Anordnung als Endschalter dienen kann. Es ist weiterhin auch möglich, ein Band mit einzelnen aufmagnetisierten Abschnitten 16 hindurchzuziehen und dadurch zu erreichen, dass die Kontaktanordnung periodisch betätigt wird. Wie im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 bewirkt eine Magnetisierung, dass zwischen den Schenkeln 7 und 8 eine Anziehungskraft auftritt; allerdings wird sich beim Ausfüiir'ungsbeispiel nach Figur 2 lediglich der Schenkel 7 nach oben bewegen, bis der Kontakt hergestellt ist. Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die erfindungsgemässe Kontaktanordnung als Stromsensor in einem elektrischen Kabel verwendet werden kann. Hierzu sind die Bänder 1 und 2 in einem Gehäuse 18 mit einer inneren Öff- nung 19 herumgelegt. Durch die innere Öffnung 19 kann ein elektrischer Leiter 20 bzw. ein elektrisches Kabel gesteckt werden, dessen Strom ein Magnetfeld in den Bändern 1 und 2 und die Schaltung der Kontaktanordnung in der beschriebenen Weise bewirkt. Figur 4 zeigt eine Anordnung, bei der die erfindungsge mässe Kontaktanordnung als Gleichstromrelais mit RuBe- kontakt wirkt. Im Unterschied zu Figur 1 ist der Schenkel 4 des Bandes 1 nicht unmittelbar an der unteren Seite des Isolierstückes 6 befestigt, sondern es bein ddt sich zwischen dem Schenkel 4 und dem Isolierstück 6 ein Dauermagnet 21. Dies hat zur Folge, dass bei stromloser Spule 3 die Auflagen 9 und 10 der Schenkel 7 und 8 einander berühren. Lässt man nun einen Strom durch die Spule 3 fliessen, so wird abhängig von der Stromrichtung der Fluss in dem aus den Bändern 1 und 2 gebildeten magnetischen Kreis verstärkt oder abgeschwächt. Da die Bänder 1 und 2 in der in Figur 4 gezeigten Lage mechanisch vorgespannt sind, werden sich bei Abschwächung des magnetischen Flusses die Schenkel 7 und 8 voneinander entfernen und so bei Erreichen eines bestimmten Gleichstromes in den Windungen der Spule 3 den bestehenden Kontakt zwischen den Auflagen 9 und 10 öffnen. Bei weiter ansteigendem Gleichstrom in der Spule 3 wird dann die Richtung des Magnetflusses im magnetischen Kreis umgekehrt und der Kontakt wird wieder hergestellt. Diese Anordnung lässt sich also verwenden, um anzuzeigen, ob der Strom in der Spule 3 oder in einem durchgesteckten elektrischen Leiter entsprechend Figur 3 einen bestimmten Bereich einhält oder nicht. Wenn man zwei Anordnungen, wie sie in Figur 4 dargestellt sind, nebeneinander anordnet, wobei die Magnetisierungsrichtung des Dauermagneten 21 verschieden gewählt ist, und wenn man beide Anordnungen mit einer gemeinsamen Spule versieht, so gewinnt man eine Kontaktanordnung mit zwei Kontakten, die bei niedrigem Strom beide geschlossen sind und von denen sich jeweils einer abhängig von der Stromrichtung bei ansteigendem Strom öffnet. Das Gleiche lässt sich auch dann erreichen, wenn man bei gleicher Magnetisierungsrichtung der beiden Dauermagnete 21 den Strom in unterschiedlicher Richtung durch das Innere des aus den Bändern 1 und 2 gebildeten magnetischen Kreises fliessen lässt.

Claims: Patentansprüche 1. Magnetisch zu betätigende elektrische Kontaktanordnung mit einem weitgehend geschlossenen magnetischen Kreis, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der magnetische Kreis aus zwei U-förmig gebogenen Bändern (1, 2) aus einem weichmagnetischen Material mit guten Federeigenschaften besteht, die mit ihren offenen Seiten ineinandergesteckt sind, ¯dass an jedes Band ein elektrischer Leiter (13, 14) anschliessbar ist, dass je ein Schenkel (4, 5 oder 4, 8) jedes Bandes (1, 2) an einander gegenüberliegenden Seiten mindestens eines Isolierstük- kes (6) befestigt ist und dass weiterhin je ein Schenkel (7, 8 oder 7) jedes Bandes, von denen mindestens einer nicht mit dem Isolierstück (6) verbunden ist, mit Abstand nebeneinander liegen, so dass sie bei einer Magne tisierung des magnetischen Kreises unter elastischer Verformung mindestens eines Bandes sich berühren und damit einen Kontakt schliessen. 2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zur Magnetisierung des magnetischen Kreises die U-förmig gebogenen Bänder (1, 2) in eine elektrische Spule (3) eingesteckt sind. 3. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die U-förmig gebogenen Bänder (1, 2) in einem Gehäuse (18) mit einer das Innere der Bänder durchdringenden Öffnung angeordnet sind und dass durch die Öffnung (19) des Gehäuses ein elektrischer Leiter (20) hindurchgeführt ist 4. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die inneren Schenkel (4, 8) der ineinandergesteckten U-förmigen Bänder (1, 2) an einander gegenüberliegenden Seiten eines Isolierstückes (6) befestigt sind, dass zwischen einem dieser inneren Schenkel (4) und dem benachbarten äusseren Schenkel (5) der ineinandergesteckten U-förmigen Bänder (1, 2) ein Einschnitt (16) vorgesehen ist, in den ein Dauermagnet (17) eingeschoben werden kann, so dass die aus Dauermagnet und Kontaktanordnung gebildete Einrichtung als Endschalter einsetzbar ist. 5. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen einem Schenkel (4) der ineinandergesteckten U-förmigen Bänder (1, 2) und der Oberfläche des Isolierstückes (6), an dem dieser Schenkel zu befestigen ist, ein Dauermagnet (21) angeordnet ist, dass zur Entmagnetisierung des magnetischen Kreises um die ineinandergesteckten Bänder (1, 2) eine elektrische Spule (3) herumgewickelt ist und dass die zur Kontaktgabe vorgesehenen Schenkel (7, 8) der ineinandergesteckten Bänder (1, 2) bei stromloser Spule (3) durch die vom Dauermagneten (21) erzeugte Induktion unter Vorspannung aneinander haften. 6. Kontaktanordnung nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass mindestens zwei mit einem Dauermagneten (21) versehene Kontaktanordnungen mit einer gemeinsamen Spule (3) versehen sind und dass sich die Magnetisierungsrichtung der beiden Dauermagnete voneinander unterscheidet.

Inventors: BOLL, RICHARD, DR.
Applicants: VACUUMSCHMELZE GMBH
Application year: 1982
Main classification: H01H50
IPC codes: H01H51, H01H50, H01H36