Elektromagnetisches Relais 1 Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagneti sches Relais mit wenigstens einem Kippkontakt, einem mit diesem über ein Federelement verbundenen Quer steg und mindestens einem um einen Fixpunkt schwenk baren Anker.
Es sind viele Ausführungsarten von elektromagneti schen Relais bekannt, bei welchen einerseits die Anker in eigens hiefür bestimmten formschlüssigen Lagen schwenkbar geführt sind. Die Rückführkraft wird ent weder von einem dazu vorgesehenen Federelement oder von den .elastischen Kontaktfedern selbst erzeugt. Diese Relaiskonstruktionen eignen sich nicht als Ausgangs basis für eine Weiterentwicklung, deren Ziel ein bistabi- les Relais ist.
Weiter ist die Anwendung von Kippschaltern be kannt, welche einen schwenkbaren Kippkontakt und ein Federelement aufweisen. Letzteres ist derart angeord net, dass es den Kippkontakt in zwei extremen Lagen stabil hält, aber ein Umschalten von einer Stellung in die andere, durch Überwindung eines toten Punktes, ge stattet.
überdies sind Relaisanordnungen mit Kippkontak- ten bekannt, bei welchen die Überwindung des toten Punktes mit Hilfe eines von den Relaiswicklungen be tätigten Ankers realisiert wird. Solche Relais bedingen jedoch viele genau bearbeitete Einzelteile, welche sich auf eine komplizierte Art zusammensetzen lassen. Die Herstellungskosten sind aus diesem Grunde reichlich hoch.
Der Zweck der Erfindung ist, eine Relaiskon struktion zu schaffen, welche gestattet, ein bistabiles Relais ohne grosse Schwierigkeiten aufzubauen. Diese Art elektromagnetischer Relais sollen sich leicht in Massen und mit geringen Kosten herstellen lassen.
Der Erfindungsgegenstand ist dadurch gekennzeich net, dass der Quersteg angenähert parallel zur Bewe gungsrichtung des beweglichen Ankerendes geführt, dass der Anker kraftschlüssig und gelenkig mit dem Fixpunkt und dem Quersteg verbunden ist und dass diese Verbin- 2 dungen durch die Kraftwirkung des Federelementes ge halten sind.
Das erfindungsgemässe elektromagnetische Relais ist nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen bei spielsweise näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines bista- bilen elektromagnetischen Relais mit Kippkontakten, Fig. 2 eine schematische Darstellung eines bistabi- len Relais mit einer anderen Verbindungsart zwischen den Ankern und den anderen Teilen,
Fig.3 eine schematische Darstellung mit einer an ders gestalteten kraftschlüssigen Verbindung und Fig. 4 eine schematische Darstellung eines normal arbeitenden Relais.
Das in .der Fig. 1 gezeichnete Ausführungsbeispiel eines elektromagnetischen Relais ist auf einer Grund platte 1 aus elektrisch isolierendem Material aufgebaut. Vorn in der Mitte ist ein quaderförmiges Joch 2 starr mit der Grundplatte 1 verbunden. Auf zwei gegenüber liegenden Seiten dieses Joches 2 sind je ein Polpaar 3 und 4 vorgesehen. Auf diese Polpaare aufgesteckt sind Erregerwicklungen 5 bis 8, wovon die Erregerwicklun- gen 5 und 6 sowie jene 7 und 8 hintereinandergeschaltet sind. Die Enden der äusseren Pole weisen je eine nach aussen gebogene, abgesetzte und hakenförmige Verlän gerung 9 auf.
Ein mit je einer Bohrung an jedem Ende versehener Anker 10 ist vor dem Polpaar 3 und ein ähnlicher Anker 11 vor dem Polpaar 4 angeordnet. Diese Anker 10 und 11 mit den zugehörigen Polpaaren und den Erregerwicklungen bilden je einen eigenen ma gnetischen Kreis, welche Kreise das gemeinsame Joch 2 aufweisen. Der Querschnitt dieses Joches 2 wird vor teilhaft so gross gewählt, dass nur eine geringe magne tische Kopplung zwischen diesen beiden Kreisen auf tritt.
Diese Verlängerungen 9 sind durch je eine Bohrung in den Ankern 10 und 11 hindurchgeführt, während die anderen Ankerenden an Haken 12 eines Quersteges 13 mit demselben gelenkig und kraftschlüssig verbunden sind. Der Quersteg 13 ist ein Teil eines Parallelogram- mes, welches weiter aus dem starren Teil, der in einem Geraden angeordneten Kerne mit den Verlängerungen 9, und den beiden Ankern 10 und 11 besteht. Der Quer steg 13 ist dank der gelenkigen Verbindungen an den Ecken des Paralleilogrammes angenähert in seiner Längsrichtung verschiebbar. Diese Verschiebebewegung wird durch die. Pole, die keine Verlängerung 9 aufwei sen, begrenzt.
Auf der Grundplatte 1 sind weiter zwei Kippkon- takte 14 und 15, um ihre aus senkrecht über die Grund platte 1 vorstehenden Schwenkstifte 16 bzw. 17 kippbar angeordnet. Diese Schwenkstifte befinden sich zwischen dem Quersteg 13 und den Erregerwicklungen 6 und B. Die mit den Kippkontakten 14, 15 zusammenarbeitenden Kontaktstifte 18, 19 bzw. 20, 21 ragen ebenfalls senk recht aus der Grundplatte 1 heraus und befinden sich auf der anderen Seite des Quersteges 13. Der Kippkontakt 14 ist, wie schon erwähnt, um den Schwenkstift 16 durch die Kontaktstifte 18 und 19 begrenzt schwenkbar.
Die Kippkontakte 14 und 15 sind je aus einem Stück Draht hergestellt, dessen Enden je zu einem Ring 21 ausgebildet sind. Das Mittelstück dieses Drahtes besitzt eine M-förmige Gestalt. Zwischen der Mitte des Drahtstückes und dem Quersteg 13 ist eine Zugfeder 22 bzw. 23 angeordnet. Am Quersteg 13 ist beispielweise die Feder 22 in einer Öffnung 24 eingehängt. In der Mittelstellung des Quergliedes 13 befinden sich der Mittelpunkt zwischen den Kontaktstiften 18 und 19, die Öffnung 24 und der Schwenkstift 16 auf einer Gera den.
Diese Stellung ist unstabil, denn die Feder 22 weist die Tendenz auf, den Kippkontakt entweder gegen den Kontaktstift 18 oder 19 zu kippen. Dieser Vorgang wird durch das Verschieben des Quersteges 13 in eine seiner Endstellungen vorbestimmt.
Die Feder 22 zieht einerseits den Kippkontakt 14 in Richtung der Erregerwicklungen, wobei der Kipp- kontakt sich auf dem Schwenkstift 16 aufstützt und anderseits das Querglied 13 in der entgegengesetzten Richtung. Die letztere Wirkung ermöglicht die kraft schlüssigen gelenkigen Verbindungen zwischen den An kern 10, 11 und den Verlängerungen 9 sowie zwischen den Ankern und dem Querglied 13.
Die Feder 22 hat somit drei Aufgaben zu erfüllen. Sie ermöglicht die Kippbewegung, sie erzeugt den Kon taktdruck zwischen den Schwenkstiften 16 und dem Kippkontakt 14 sowie zwischen diesem und einem der beiden Kontaktstifte 18 oder 19, und sie ist für die kraftschlüssige Verbindung der Anker mit ihren Fix punkten und der Anker mit dem Querglied 13 verant wortlich. Ohne die von der Feder 22 ausgehende Zug wirkung würde das Parallelogramm, gebildet aus den Ankern 10 und 11, dem Quersteg 13 und der starren Strecke zwischen den Verlängerungen 9, auseinander fallen und wäre nicht funktionsfähig.
Die elektrischen Anschlüsse 'für den Kippkontakt sind mit den Schwenkstiften 16 und den Kontaktstiften 18, 19 verbunden. In der, in der Fig. 1 gezeichneten Stellung ist der Schwenkstift 16 über den Kippkontakt 14 mit den Kontaktstiften 18 elektrisch verbunden. Infolge Stromdurchgang durch die Erregerwicklungen 5 und 6 wird der Anker 10 gegen das Polpaar 3 gezo gen, wodurch sich das Querglied 13 nach links ver schiebt, die öffnung 24 auf die andere Seite des Schwenk stiftes 16 gelangt und der Kippkontakt 14 in Richtung des Kontaktstiftes 19 umkippt. Die elektrische Ver bindung Schwenkstift 16 - Kontaktstift 18 wird damit aufgehoben und an deren Stelle eine elektrische Verbin- dung zwischen dem Schwenkstift 16 und dem Kontakt stift 19 geschaffen.
Der scheinbare Nachteil, dass bei dieser Kontaktanordnung immer zwei elektrische Kon takte hintereinander angeordnet sind, wird einerseits durch die Parallelschaltung von zwei Kontakten und anderseits durch relativ grosse Kontaktdrücke mehr als wett gemacht.
Die Anschlüsse für die Erregerwicklungen, für die Schwenkstifte und für die Kontaktstifte werden vorzugs weise unterhalb der Grundplatte 1 angeordnet. In vor teilhafter Weise werden diese, als. senkrecht von der Unterseite der Grundplatte abstehende Stifte ausgebildet und in, mit der Grundteilung für gedruckte Schaltungen übereinstimmenden Abständen angeordnet.
Die Schwenkstifte, die Kontaktstifte und der Kipp- kontakt werden vorzugsweise zum Verbessern der Kon takteigenschaften aus einem, mindestens eine Edelme- talloberfläche aufweisenden Drahtmaterial hergestellt.
In .der Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform eines bistabilen Relais dargestellt. Zwei Anker 30 und 31 sind zwei magnetischen Kreisen, bestehend aus den Polpaa ren 32 und 33, den Erregerwicklungen 34 und 35 und dem gemeinsamen Joch 36, zugeordnet. Ein Quersteg 37 ist mit den freien Enden der Anker 30, 31 kraft schlüssig verbunden, wobei die Zugwirkung auf den Quersteg 37 durch zwei Zugfedern 38 und 39 aufge bracht wird. Deir Unterscheid gegenüber der, in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform besteht lediglich in einer anderen Form der kraftschlüssigen Verbindungen.
Die Ankerenden sind auf dieselbe Seite umgebogen und weisen je eine senkrecht zur Bewegungsrichtung ver laufende Kippschneide 40 auf. Diese sind in die ent sprechenden Aussparungen 41 in einem Kern und Aus sparungen 42 im Quersteg 37 gelagert.
Weiter ist es, wie in der Fig. 3 schematisch darge- stell, denkbar, dass anstelle einer Zugfeder eine Druck feder 60 verwendet wird. In diesem Falle sind Kipp- kontakte 61 um 180 gedreht angeordnet, so dass sich ihnen zugeordnete Schwenkstifte 62 auf der Aussenseite eines Quersteges 63 befinden. Die Druckfeder 60 ist dann bestrebt, das Querglied 63 gegen die Magnetkreise 64 zu drücken.
Die kraftschlüssigen Verbindungen 65 der Anker mit den Fixpunkten und die Verbindungen 67 mit dem Querglied 63 müssen dann entsprechend ausgebildet sein, damit sie anstelle einer Zugwirkung eine Druckwirkung aufnehmen können.
In der Fig. 4 ist ein Relais mit nur einem magneti schen Kreis, bestehend aus den Polen 51, einem Anker 52 und einer Erregerwicklung 53, schematisch darge stellt. Ein Hilfsanker 54, dem keinerlei magnetische Funktionen zugedacht sind, ermöglicht nur die ange näherte Parallelführung eines Quersteges 55. Dieser wird von Federn 56 und 57 kraftschlüssig in seinen La gern gehalten.
Anstelle des zweiten magnetischen Krei ses tritt eine Rückführfeder 58, welche den Anker 52 und somit den Quersteg 55 in ihre Ausgangslage zu rückführt, wenn die Erregerwicklung 53 stromlos ge worden ist. Dieses Relais arbeitet wie ein normales Re lais, d. h. der Anker 52 ist nur angezogen, wenn elek trischer Strom durch die Erregerwicklung 53 fliesst. So lange wie die Arbeitskontakte geschlossen bleiben sol len, solange darf der durch die Erregerwicklung flie ssende Strom nicht unterbrochen werden.
Der Aufbau der oben beschriebenen Relais ist sehr einfach. Die Einzelteile eignen sich vorzüglich zur Mas senherstellung. Die Einzelteile lassen sich ohne grosse Schwierigkeiten, auch durch nicht hochqualifiziertes Per sonal zusammenstellen. Wenn die Einzelteile masshaltig hergestellt worden sind, was bei Stanzartikeln leicht möglich ist, erübrigt sich jegliche Justierarbeit am ferti gen Relais. Insbesondere lassen sich auf diese Weise kleine Relais mit geringen Kosten herstellen, welche Re lais sich ganz vorzüglich für das Einsetzen in gedruckte Schaltungen eignen.