CH676895A5

CH676895A5 -

Info

Publication number: CH676895A5
Application number: CH2940/88A
Authority: CH
Inventors: Tibor Dr Dipl-Ing Polgar
Original assignee: Schrack Elektronik Ag
Priority date: 1987-08-27
Filing date: 1988-08-03
Publication date: 1991-03-15
Also published as: FR2619956A1; DE3826624C2; DE3826624A1; JPH01140530A; US4881054A; ATA216487A; FR2619956B1; AT388467B

Description

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CH676 895 A5

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Relaisantrieb für ein polarisiertes Relais mit einem in mindestens einem zwischen zwei Polflächen eines mehrteiligen Joches vorgesehenen Arbeitsluftspalt bewegbaren Anker und mindestens einem Permanentmagneten, sowie einer von Teilen des Joches oder einem mit diesen direkt verbundenen Kern durchsetzten Spule.

Ein solcher Relaisantrieb wurde z.B. durch die DD-PS 73 359 bekannt. Bei diesem bekannten Antrieb sind an den von der Spule umgebenen Kern an dessen beiden Stirnflächen Jochteile befestigt, zwischen denen ein Arbeitsluftspalt vorgesehen ist. Dabei ist an dem einen Jochteil ein Permanentmagnet angeordnet, an dessen zweiter Polfläche eine Leitplatte anliegt, an der der unpolarisierte Anker gelagert ist. Der Anker erstreckt sich über den mit dem Permanentmagneten verbundenen Jochteil hinaus und liegt an diesen in seiner einen Endlage an, so dass der Anker für den Permanentmagneten in seiner einen Endlage einen magnetischen Kurz-schluss bildet.

Bei dieser bekannten Konstruktion ergibt sich daher der Nachteil einer nur geringen Empfindlichkeit, da für das Abheben des Ankers aus seiner, den Permanentmagneten kurzschliessenden Stellung von der Spule eine entsprechende Magnetisierung aufgebracht werden muss.

Die bekannte Lösung für ein bistabiles polarisiertes Relais baut zwar auf einem neutralen Relais auf und lässt sich aus einem solchen durch Abwinkein von einem beim neutralen Relais entsprechender Type vorhandenen Jochteiles und des Ankers und Einfügen eines weiteren Jochteiles sowie des Permanentmagneten herstellen, doch hat dies wohl nur bei der Herstellung der Einzelteile und deren Montage Bedeutung. Eine Änderung des Typs eines polarisierten Relais, z.B. von einem monostabilen Relais in ein bistabiles Relais ist dagegen bei der bekannten Konzeption nicht möglich.

Ziel der Erfindung ist es, einen Relaisantrieb der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, der sich durch eine hohe Empfindlichkeit und einen einfachen Aufbau auszeichnet und der auch auf einfache Weise eine Änderung des Typs eines polarisierten Relais ermöglicht.

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass mindestens eine mit dem Anker zusammenwirkende, oder an diesem befindliche Polfläche durch eine Polfläche des Permanentmagneten gebildet ist und eine weitere, mit dem Anker zusammenwirkende, oder an diesem angeordnete Polfläche wahlweise durch eine Polfläche eines weiteren Permanentmagneten, oder eines Weicheisenteiles gebildet ist, wobei dieser Weicheisenteil gegen einen Permanentmagneten gleicher Grösse austauschbar gehalten ist.

Auf diese Weise wird ein Kurzschliessen des Permanentmagneten durch den Anker sicher vermieden, wodurch sich eine hohe Empfindlichkeit des Relais ergibt. Ausserdem ergibt sich dabei auch nur ein Remanenzluftspalt pro Permanentmagneten, wodurch die Effizienz des Permanentmagneten steigt. Ausserdem wird durch den erfindungsgemässen Aufbau mit einem Minimum an Jochteilen das Auslangen gefunden, wodurch sich ein entsprechend geringer magnetischer Widerstand ergibt, wodurch sich ebenfalls die Empfindlichkeit eines solchen Relais erhöht.

Ausserdem erlaubt es der erfindungsgemässe Aufbau, den Typ des polarisierten Relais durch einen einfachen Austausch des Weicheisenteiles durch einen weiteren Permanentmagneten oder umgekehrt zu ändern. Bei einer Befestigung dieser Teile mittels lösbarer Verbindungsmittel, wie z.B. Schrauben oder Schnappverschlüsse kann dies sogar auch nachträglich erfolgen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der unpolarisierte Anker U-förmig ausgebildet ist und mit jedem seiner beiden Schenkeln in einen Arbeitsluftspalt eingreift, von welchen Arbeitsluftspalten einer von einer Polfläche des Permanentmagneten begrenzt ist und der andere wahlweise durch eine Polfläche des weiteren Permanentmagneten oder des Weicheisenteiles begrenzt ist, wobei im ersteren Falle die Permanentmagnete mit ihren ungleichnamigen Polflächen über mindestens einen Jochteil miteinander verbunden sind, so dass sich eine Reihenschaltung der Permanentmagnete ergibt.

Auf diese Weise ergeben sich sehr vorteilhafte magnetische Verhältnisse, wobei der Anker sehr klein und leicht ausgebildet werden kann, so dass die Gefahr des Ankerprellens weitestgehend vermieden ist.

Bei einem Relais, bei dem das Joch zwei miteinander verbundene, seitlich hochgezogene Lappen und eine zwischen diese eingreifende Zunge aufweist, welcher Aufbau z.B. durch die EP-A1-157 029 bekannt geworden ist, bei dem aber der Steg des Ankers durch einen Permamentmagneten gebildet ist und sich daher zwei Remanenzluftspalte ergeben, kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen sein, dass die Permanentmagnete bzw. der Permanentmagnet und der Weicheisenteil an den einander zugekehrten Flächen der hochgezogenen Lappen des Joches angeordnet sind.

Durch diese Massnahmen kann der Relaisantrieb sehr schmal ausgebildet werden und es ergeben sich dabei für den Anker sehr kleine Abmessungen und daher auch Massen, wodurch bei Gefahr des Ankerprellens weitgehend vermieden ist.

Grundsätzlich kann der bzw. können die Permanentmagnete oder der Weicheisenteil auch an der Zunge angeordnet werden, doch ergibt sich dann aufgrund des dadurch länger werdenden Steges des Ankers eine grössere Masse desselben.

Bei einem Relais, bei dem das Joch E-förmig ausgebildet und die Spule an dessen mittlerem Schenkel angeordnet ist, wie es z.B. aus der EP-A2-130 423, allerdings in Verbindung mit einem Anker, dessen Steg durch einen Permanentmagneten gebildet ist, bekannt geworden ist, kann weiter vorgesehen sein, dass die Permanentmagnete bzw. der Permanentmagnet und der Weicheisenteil an den einander zugekehrten Flächen der äusseren Schenkel des Joches angeordnet sind.

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Dies ermöglicht den Aufbau eines sehr flachen Relais, bei dem sich ebenfalls der Vorteil eines sehr kleinen und daher nur eine kleine Masse aufweisenden Ankers ergibt.

Selbstverständlich kann auch bei einer solchen Ausführungsform die Anbringung der Permanentmagnete oder des Permanentmagneten und des Weicheisenteiles an dem mittleren Schenkel des Joches erfolgen.

Bei einem Relaisantrieb, bei dem der mit mindestens einem Permanentmagneten bestückte Anker mit seinen Schenkeln in zwei vom unpolarisierten Joch bestimmte Arbeitsluftspalte eingreift, kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen sein, dass die beiden Permanentmagnete bzw. der Permanentmagnet und der Weicheisenteil an den in die Arbeitsluftspalte eingreifenden Schenkeln des Ankers, die über einen Weicheisensteg miteinander verbunden sind, angeordnet sind, wobei im ersteren Falle die Permanentmagnete mit ihren ungleichnamigen Polflächen über den Weicheisensteg des Ankers miteinander verbunden sind, so dass sich eine Reihenschaltung der Permanentmagnete ergibt.

Dadurch lassen sich die Permanentmagnete in einer Weise anordnen, bei der sie nur über einen sehr kleinen, magnetischen Widerstand miteinander verbunden sind.

Bei einem Relaisantrieb, bei dem der Anker als Klappanker ausgebildet und an einem Jochteil schwenkbar gelagert ist und in einen von Polflächen des Joches begrenzten Arbeitsluftspalt mit seinem freien Ende eingreift, kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen sein, dass die beiden Permanentmagnete bzw. der Permanentmagnet und der Weicheisenteil an den einander zugekehrten und den Arbeitsluftspalt begrenzenden Flächen des Joches, das vorzugsweise einen im Querschitt F-förrnigen, den Arbeitsluftspalt begrenzenden Teil aufweist, angeordnet sind, wobei im ersteren Falle die Permanentmagnete mit ihren ungleichnamigen Polflächen über den Jochteil miteinander verbunden sind, so dass sich eine Reihenschaltung der Permanentmagnete ergibt, und im zweiten Falle der Weicheisenteil gegebenenfalls mit einem Kurzschlussring versehen ist, wobei der Anker in einer Rille einer mit dem Kern verbundenen Leitplatte gelagert ist.

Bei dieser Lösung ergibt sich der Vorteil, dass nur ein Remanenzluftspalt vorhanden ist, der durch die Lagerstelle gebildet ist. Dadurch ergibt sich eine besonders hohe Ansteuerempfindlichkeit eines solchen Relais.

Dieser Vorteil ergibt sich auch, wenn die beiden Permanentmagnete bzw. der Permanentmagnet und der Weicheisenteil an den beiden in den Arbeitsluftspalt eingreifenden Polflächen des Ankers angeordnet sind, wobei im ersteren Falle die Permanentmagnete mit ihren ungleichnamigen Polflächen über den Anker miteinander verbunden sind, so dass sich eine Reihenschaltung der Permanentmagnete ergibt, und im zweiten Falle der Weicheisenteil oder die mit diesem zusammenwirkende Polfläche des Joches gegebenenfalls mit einem Kurzschlussring versehen ist, wobei der Anker in einer

Rille einer mit dem Kern verbundenen Leitplatte gelagert ist.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 und 2 zwei Varianten einer ersten Ausführungsform von monostabilen Relais;

Fig. 3 und 4 zwei Varianten einer ersten Ausführungsform von bistabilen Relais;

Fig. 5 und 6 zwei Varianten einer zweiten Ausführungsform von monostabilen Relais;

Fig. 7 und 8 zwei Varianten einer zweiten Ausführungsform von bistabilen Relais;

Fig. 9 und 10 monostabile und bistabile Varianten einer dritten Ausführungsform;

Fig. 11 bis 13 Varianten einer vierten Ausführungsform;

Fig. 14 bis 16 Varianten einer fünften Ausführungsform.

Bei der Ausführungsform gemäss den Fig. 1 und 3, ist ein E-förmiges Joch 1 vorgesehen, an dessen mittlerem Schenkel 2 eine mit Gleichstromsignalen beaufschlagbare Spule 3 angeordnet ist.

An den einander zugekehrten Polflächen 4, 5 der äusseren Schenkel des Joches 1 sind bei der Ausführungsform gemäss der Fig. 1 ein Permanentmagnet 6, bzw. ein Weicheisenteil 7 angeordnet, wobei der Weicheisenteil 7 lösbar an dem Joch 1 befestigt ist und gegen einen weiteren Permanentmagnet 6' austauschbar ist, wie dies aus der Fig. 3 zu ersehen ist, die einen ansonsten gleichen Aufbau des Relaisantriebes zeigt.

Dabei zeigt der Aufbau gemäss der Fig. 1 monostabiles Verhalten, wogegen der Aufbau gemäss der Fig. 3 einen bistabilen Aufbau zeigt. Dabei sind bei letzterem die Permanentmagneten 6, 6' mit ihren ungleichnamigen Polflächen miteinander über das Joch 1 verbunden, so dass ihre ungleichnamigen Polflächen je einen Luftspalt 8, 9 begrenzen, in die der unpolarisierte Anker 10 mit seinen Schenkeln eingreift.

Gleiches gilt auch in bezug auf die Fig. 2 und 4, die sich von den Fig. 1 und 2 nur dadurch unterscheiden, dass der Permanentmagnet 6 und der Weicheisenteil 7, bzw. die Permanentmagnete 6, 6' an dem mittleren Schenkel 2 des Joches 1 angeordnet sind, wobei die Permanentmagnete 6,6' mit ihren ungleichnamigen Polflächen an dem mittleren Schenkel anliegen.

Im Prinzip gleiches gilt auch bezüglich der Ausführungsformen gemäss den Fig. 5 bis 8. Bei diesen ist jedoch ein L-förmiges Joch 1 vorgesehen, dessen einer Schenkel 11 im Bereich seines freien Endes seitliche Auskragungen 12 aufweist, die in hochgezogenen Lappen 13 enden. Die einander zugekehrten Polflächen dieser Lappen 13 tragen bei den Ausführungsformen gemäss den Fig. 5 und 7 einen Permanentmagneten 6 und einen Weicheisenteil 7, bzw. zwei Permanentmagnete 6, 6', deren freie Polflächen mit dem Anker 10 zusammenwirken.

An dem zweiten Schenkel 14 des L-förmigen Joches 1 ist eine Zunge 15 gehalten, auf der die Spule 3 angeordnet ist und die in den durch die Polflächen der Teile 6, 7, 6', bzw. die Polflächen 4, 5 der hoch5

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gezogenen Lappen 13 begrenzten Luftspalt hineinragt und diesen in die Luftspalte 8,9 aufteilt.

Bei den Ausführungsformen gemäss den Fig. 9 und 10, die im wesentlichen den Ausführungsformen gemäss den Fig. 5 bis 8 entsprechen, trägt der Anker 10' den Permanentmagneten 6 und den Weicheisenteil 7 bzw. die beiden Permanentmagnete 6, 6', welche Teile an den einander zugekehrten Polflächen der Schenkel des Ankers 10' angeordnet sind.

Bei den Ausführungsformen gemäss den Fig. 11 bis 16 ist der Kern 29, auf dem die Spule 3 angeordnet ist, mit einer Leitplatte 21 und einem im wesentlichen F-förmigen Joch 22 verbunden. Dabei begrenzen die Schenkel 23, 24 des Joches 22 einen Luftspalt, In den als Klappanker ausgebildete Anker 25, der in einer Rille 26 der Leitplatte 21 gelagert ist, mit seinem freien Ende eingreift.

Bei den Ausführungsformen gemäss den Fig. 11 bis 13 sind der Permanentmagnet 6 und der Weicheisenteil 7, bzw. die beiden Permanentmagnete 6, 6' an den einander zugekehrten Polflächen der Schenkel 23, 24 des Joches 22 angeordnet und bilden Polflächen für den Anker 25. Dabei ist gemäss der Fig. 12 der Weicheisenteil 7 mit einem Kurzschlussring 27 versehen, so dass dieses Relais auch mit Wechselstrom betrieben werden kann.

Die Ausführungsformen gemäss den Fig. 14 bis 16 unterscheiden sich von jenen gemäss den Fig. 11 bis 13 lediglich dadurch, dass der Permanentmagnet 6 und der Weicheisenteil 7, bzw. die beiden Permanentmagnete 6, 6' an den voneinander abgekehrten Polflächen des Ankers 25' angeordnet sind. Allerdings ist gemäss der Fig. 15 der Kurzschlussring 27 In der Polfläche des Schenkels 24 des Joches angeordnet.

Claims

Patentansprüche

1. Relaisantrieb für ein polarisiertes Relais mit einem in mindestens einem zwischen zwei Polflächen eines mehrteiligen Joches vorgesehenen Arbeitsluftspalt bewegbaren Anker und mindestens einem Permanentmagneten, sowie einer von Teilen des Joches oder einem mit diesen direkt verbundenen Kern durchsetzten Spule, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine mit dem Anker (10,25) zusammenwirkende, oder an diesem befindliche Polfläche durch eine Polfläche des Permanentmagneten (6) gebildet ist und eine weitere, mit dem Anker zusammenwirkende, oder an diesem angeordnete Polfläche wahlweise durch eine Polfläche eines weiteren Permanentmagneten (6') oder eines Weicheisenteiles (7) gebildet ist, wobei dieser Weicheisenteil (7) gegen einen Permanentmagneten (6') gleicher Grösse austauschbar gehalten ist.

2. Relaisantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der unpolarisierte Anker (10) U-förmig ausgebildet ist und mit jedem seiner beiden Schenkeln in einen Arbeitsluftspalt (8, 9) eingreift, von welchen Arbeitsluftspalten (8, 9) einer von einer PolfläGhe des Permanentmagneten (6) begrenzt ist und der andere wahlweise durch eine Polfläche des weiteren Permanentmagneten (6') oder des Weicheisenteiles (7) begrenzt ist, wobei im ersteren Falle die Permanentmagnete (6, 6') mit ihren ungleichnamigen Polflächen über mindestens einen Jochteil miteinander verbunden sind, so dass sich eine Reihenschaltung der Permanentmagnete ergibt.

3. Relaisantrieb nach Anspruch 2, bei dem das Joch zwei miteinander verbundene, seitlich hochgezogene Lappen und eine zwischen diese eingreifende Zunge aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (6, 6') bzw. der Permanentmagnet (6) und der Weicheisenteil (7) an den einander zugekehrten Flächen der hochgezogenen Lappen (13) des Joches angeordnt sind.

4. Relaisantrieb nach Anspruch 2, bei dem das Joch E-förmig ausgebildet und die Spule an dessen mittlerem Schenkel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (6, 6') bzw. der Permanentmagnet (6) und der Weichelsenteil (7) an den einander zugekehrten Flächen der äusseren Schenkel des Joches (1) angeordnet sind.

5. Relaisantrieb nach Anspruch 1, bei dem der mit mindestens einem Permanentmagneten bestückte Anker mit seinen Schenkeln in zwei vom unpoiari-sierten Joch bestimmte Arbeitsluftspalte eingreift, dadurch gekennnzeichnet, dass die beiden Permanentmagnete (6, 6') bzw. der Permanentmagnet (6) und der Weicheisenteil (7) an den- in die Arbeitsluftspalte (8, 9) eingreifenden Schenkeln des Ankers (10), die über einen Weicheisensteg miteinander verbunden sind, angeordnet sind, wobei im ersteren Falle die Permanentmagnete (6, 6') mit ihren ungleichnamigen Polflächen über den Weicheisensteg des Ankers (10) miteinander verbunden sind, so dass sich eine Reihenschaltung der Permanentmagnete (6, 6') ergibt.

6. Relaisantrieb nach Anspruch 1, bei dem der Anker als Klappanker ausgebildet und an einem Jochteil schwenkbar gelagert ist und in einen von Polflächen des Joches begrenzten Arbeitsluftspalt mit seinem freien Ende eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Permanentmagnete (6, 6') bzw. der Permanentmagnet (6) und der Weicheisenteil (7) an den einander zugekehrten und den Arbeitsluftspalt begrenzenden Flächen des Joches (21, 22), das vorzugsweise einen im Querschnitt F-förmigen, den Arbeitsluftspalt begrenzenden Teil (22) aufweist, angeordnet sind, wobei im ersteren Falle die Permanentmagnete (6,6') mit ihren ungleichnamigen Polflächen über den Jochteil (22) miteinander verbunden sind, so dass sich eine Reihenschaltung der Permanentmagnete ergibt, und im zweiten Falle der Weicheisenteil (7) gegebenenfalls mit einem Kurzschlussring (27) versehen ist, wobei der Anker (10) in einer Rille (26) einer mit dem Kern (20) verbundenen Leitplatte (21) gelagert ist.

7. Relaisantrieb nach Anspruch 1, bei dem der Anker als Klappanker ausgebildet und an einem Jochteil schwenkbar gelagert ist und in einen von Polflächen des Joches begrenzten Arbeitsluftspalt mit seinem freien Ende eingreift, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Permanentmagnete (6, 6') bzw. der Permanentmagnet (6) und der Weicheisenteil (7) an den beiden in den Arbeitsluftspalt eingreifenden Polflächen des Ankers (25') angeordnet sind, wobei im ersteren Falle die Permanentmagnete (6, 6') mit ihren ungleichnamigen Polflächen über den Anker (25') miteinander verbunden sind, so dass sich eine

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Reihenschaltung der Permanentmagnete ergibt, und im zweiten Falle der Weicheisenteil (7) oder die mit diesem zusammenwirkende Polfläche des Joches gegebenenfalls mit einem Kurzschlussring (27) versehen ist, wobei der Anker (25) In einer Rille (26) einer mit dem Kern (20) verbundenen Leitplatte (21) gelagert ist.

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