AT255533B

AT255533B - Elektromagnetisches Relais

Info

Publication number: AT255533B
Application number: AT886064A
Authority: AT
Inventors: Karl Dr Krammer
Original assignee: Kapsch Telephon Telegraph
Priority date: 1964-10-19
Filing date: 1964-10-19
Publication date: 1967-07-10

Description

Elektromagnetisches Relais
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais, das sich besonders für die Verwendung in der Schwachstromtechnik eignet und unter anderem den Vorteil bietet, dass es in Miniaturausführung herstellbar ist und sich daher für den raumsparenden Aufbau von umfangreichen Relaisfeldern sowie auch für die Einbeziehung in gedruckte Schaltungen eignet.

Elektromagnetische Relais sind meist so aufgebaut, dass ein über eine Spule erregter Elektromagnet Kontakte trennt bzw. schliesst, wobei die Rückstellung der Kontakte im stromlosen Zustand der Erregerspule entweder über eine nicht in den Schaltkreis einbezogene Feder oder durch die RUckstellkraft der federnd ausgebildeten Schaltlamellen selbst erfolgt. Beide Ausführungen haben gemeinsam, dass seitens des Elektromagneten bei Trennkontakten der Ruhekontaktdruck und die Rückstellkraft der Feder überwunden werden müssen und bei Schliesskontakten ausser einer die Rückstellkraft der Feder überwindenden Kraft noch der Arbeitskontaktdruck aufgebracht werden muss. Dies bedeutet, dass bei der Betätigung des Relais ein erheblicher Anteil der Kraft des Elektromagneten für die Überwindung der Rückstellkraft der Feder aufgewendet werden muss.

Die Rückstellkraft nimmt dabei überdies von einem relativ kleinen Ruhewert durch Spannung der Rückstellfeder beim Trennen eines Trennkontaktes bzw. beim Schliessen eines Schliess- kontaktesmit dem Kontaktweg zu. Zur Sicherung einer ausreichenden Rückstellkraft einerseits und einer ausreichenden Kraft für die sichere Betätigung des Relais anderseits sind verhältnismässig starke Federn und starke Elektromagnete erforderlich, wodurch der Verkleinerung der Relais Grenzen gesetzt sind.

Es sind auch schon elektromagnetische Relais bekannt, bei denen die Rückstellkraft durch ein Gewicht oder durch einen Permanentmagneten erzeugt wird. Bei den bekannten Relais der ersteren Art ist der Anker unter einem zu seiner Betätigung dienenden Elektromagneten in Form einer leitenden Strombrücke angeordnet, die durch ein Gewicht gegen feste Anschläge gehalten wird und bei Relaisbetätigung gegen zwei zu verbindende Kontakte angehoben wird. Relais dieser Bauart sind wegen der Ausnutzung der Schwerkraft für die AnkerrUckstellung nur in einer bestimmten Betriebslage verwendbar.

Die Verwendung eines Permanentmagneten für die Erzeugung der Rückstellkraft ist im Zusammenhang mit einem Magnet- zungenrelais bekanntgeworden, das zwei von entgegengesetzten Seiten her in ein Hüllgefäss hineinragende, elektrisch und magnetisch leitende Kontaktstücke und eine das Hüllgefäss umgebende Elektromagnetspule aufweist, wobei die Kontaktgabe durch Verschwenkung eines zwischen den beiden Kontaktstücken ange- ordneten. ebenfalls elektrisch und magnetisch leitenden Brückenstückes erfolgt, das nicht durch eine Feder, sondern durch einen Permanentmagneten in die Ruhelage zurückgezogen wird.

Relais dieser Art sind relativ aufwendig, lassen sich nicht in sehr kleinen Abmessungen herstellen und erfordern zusätzliche Massnahmen, um ein Klebenbleiben der elektrisch und magnetisch leitenden Kontaktteile nach Aberregung des Relais zu verhindern.

Die erfindungsgemässe Relaisbauweise vermeidet diese Nachteile. Ein gemäss der Erfindung ausgebildetes elektromagnetisches Relais, bei dem in bekannter Weise die Betätigungskraft für den Anker durch einen Elektromagneten und die Rückstellkraft durch einen Permanentmagneten erzeugt wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet und der Permanentmagnet einander gegenüberliegend angeordnet

EMI2.1

Anker zwischen einer näherführt ist. Auf den Anker sind gegen den Anker isoliert zwei lokalbegrenzte Kontaktüberzüge KÜ1 und KÜ2 aufgebracht, von denen jeder als Strombrücke zwischen zwei zugeordneten Kontakten Tl, T2 bzw. T3, T4 liegt.

Mit dieser Anordnung ist es möglich, mit einem Anker mehrere Trennkontakte und in analoger Weise auch mehrere Schliesskontakte zusteuern. Da aber bei einer Vierpunkt-Auflage, wie sie sich in der Ruhe- bzw. Arbeitslage des Ankers A gemäss Fig. 3 durch Anschlagen der Kontakte Tl - T4 an den Strombrücke ergibt, auch bei sehr dünnwandiger und daher etwas biegsamer Ausführung des Ankers eine sichere Kontaktgabe bei allen Kontakten nur schwer gewährleistet werden kann, werden zur Steuerung mehrerer Kontakte vorzugsweise gemäss den Fig. 4a und 4b mehrere Anker Al, A2, A3 im Luftspalt zwischen den beiden Magneten PM und EM angeordnet, u. zw. vorzugsweise so, dass sie in parallelen Ebenen verschieblich sind, Fig. 4a zeigt eine Stirnansicht der Ankeranordnung und der zugehörigen Kontaktanordnung, während Fig.

4b einen Schnitt veranschaulicht. Jeder Anker hat in diesem Ausführungsbeispiel die Form eines dünnen Drahtes aus Weicheisen mit einem Mantel oder Kontaktüberzug KÜ aus
EMI3.1

Der Permanentmagnet und der Elektromagnet können auch mit im wesentlichen geschlossenen magnetischen Kreisen, z. B. in Topf- oder U-Form ausgebildet werden, u. zw. mit Luftspalten, die einander zugekehrt sind, so dass aus diesen Luftspalten der Magnete ein erheblicher Teil der Kraftlinien in den ge- meinsamen Luftspalt zwischen den beiden Magneten eintritt, indem sich der verstellbare Anker A befindet.

Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Permanentmagnet PM als Topfmagnet und der Elektromagnet EM als U-Magnet ausgebildet. Die Anordnung kann, insbesondere bei Verwen- dung eines scheibenförmigen Ankers auch so getroffen werden, dass sich die Flüsse des Permanentmagneten und des Elektromagneten im gemeinsamen Luftspalt unter einem Winkel von 900 überkreuzen, etwa indem zwei gekreuzte Magnete in U-Form oder aber Topfmagnete mit Vorzugsrichtung der Magnetisierung verwendet werden.

Der quer zur Längsachse verlaufende Kraftfluss kann zusätzlich so inhomogen gestaltet werden, dass bei Verwendung eines Führungsstiftes St aus ferromagnetischem Material auf diesen zusätzlich eine axiale Kraft ausgeübt wird.

Es versteht sich, dass je nach dem Bedarfsfall nicht alle Anschläge für den Anker A als Kontakte ausgenutzt werden müssen. Gegebenenfalls können nur die Anschläge T als Trennkontakte oder nur die Anschläge S alsSchliesskontakte in die Schaltung einbezogen werden bzw. kann auch durch Kombination aller Anschläge ein Umschaltkontakt gebildet werden.

Fig. 6 zeigt schliesslich, wie die gesamte Relaisanordnung unter Mitverwendung des Gehäuses für den magnetischen Kreis der beiden Magnete mit ferromagnetischem Material, wie Weicheisen, nach aussen abgeschirmt werden kann. Beide Magnete PM und EM sind hiebei als Topfmagnete ausgebildet, wobei sich die Topfaussenwandungen zu einem geschlossenen Gehäuse ergänzen, das den Anker samt der Kontaktanordnung umschliesst.

PATENTANSPRÜCHE :
1. ElektromagnetischesRelais mit einem die Betätigungskraft für den Anker erzeugenden Elektroma-
EMI3.2
dass der Elektromagnet (EM) und der Permanentmagnet (PM) einander gegenüberliegend angeordnet sind und zwischeneinander einen Luftspalt einschliessen, in dem zumindest ein ferromagnetischer, federloser Anker (A ; Al usw.) zwischen einer näher dem Permanentmagneten liegenden Ruhelage und einer näher dem Elektromagneten liegenden Arbeitslage verstellbar ist, wobei der Anker in an sich bekannter Weise zugleich als leitende Strombrücke ausgebildet ist und seine Ruhe- bzw.

Arbeitslage durch von den magnetischen Kreisen getrennte Anschläge festgelegt sind, die als Trenn- bzw. Schliesskontakte (T ; Tl usw. bzw. S ; sil usw. ) dienen.

Claims

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ruhe- bzw. Arbeitslage des Ankers (A) je zwei getrennte Anschläge (T1, T2 bzw. Sl, S2 usw. ) vorgesehen sind und dass der Anker translatorisch verstellbar ist und jeweils eine Strombrücke zwischen zwei zugeordneten, als Kontakte dienenden Anschlägen bildet.

3. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ruhe- bzw. Arbeitslage <Desc/Clms Page number 4> des Ankers (A) jeein Anschlag (T bzw. S) vorgesehen ist und dass der Anker verschwenkbar ist und jeweils eine Strombrücke zwischen seiner Wurzel (W) (Schwenkpunkt) und einem der beiden Kontakte (T, S) bildet (Fig. 2).

4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine magnetische Führung (F bzw. K) für den Anker längs seines Verstellweges vorgesehen ist.

5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Luftspalt zwischen dem Permanentmagnet (PM) und dem Elektromagnet (EM) mehrere, vorzugsweise in parallelen Ebenen verstellbare Anker (AI, A2, A3) vorgesehen sind, die in den Ruhe- und Arbeitslagen getrennte, als Kontakte dienende Anschläge (TU, T12, usw. bzw. Sl1, S12 usw.) aufweisen (Fig. 4a, 4b).

6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Anker einen ferromagnetischen Kern aufweist, der mit gut leitendem Metall, z. B. Gold oder Silber, überzogen ist.

7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanent- EMI4.1

B.8. Relais nach Anspruch 7, dadurch dur c h ge k e n n z e ich n e t, dass sich die Kraftlinien der beiden Magnete (PM, EM) im gemeinsamen Luftspalt, vorzugsweise unter 900, kreuzen (Fig. 5).

9. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es von einem ferromagnetischen Abschirmgehäuse umschlossen ist, das in den magnetischen Kreis zumindest eines der beiden Magnete einbezogen ist.

10. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass einer der beiden Magnete, vorzugsweise der Permanentmagnet, mit dem verstellbaren Anker und den als Kontakte dienenden Anschlägen als eine gekapselte Einheit ausgebildet ist, aus der die Anschlussleitungen für die Kontakte isoliert herausgeführt sind und an welcher der zweite Magnet befestigbar ist.