CN101064227B - 用于继电器的具有h形电枢的磁体系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于双稳态继电器的H形电枢(7)的磁极可逆磁体系统，第一芯部磁轭部件(1)的磁轭臂(5)是U形，第二芯部磁轭部件(2)的磁轭臂(6)是直的，设置在线圈(18)外部的磁轭臂(5、6)定位成使得H形电枢(7)的位置大概垂直于线圈中心轴线。采用这种方式，即使在使用具有水平滑动件(19)的情况下也可实现具有水平磁体系统的低高度继电器。

Description

用于继电器的具有H形电枢的磁体系统

技术领域

本发明涉及一种用于双稳态继电器的极性可逆磁体系统，该系统具有线圈；第一和第二芯部磁轭部件，每个芯部磁轭部件具有芯部臂和磁轭臂；以及H形电枢，该电枢在相对的磁轭臂之间的空气间隙中枢转并且在其两个转换位置处抵靠磁轭臂。本发明也涉及一种带有这种磁体系统的继电器。这种类型的继电器已经出现在市面上。

背景技术

例如从DE 197 15 261 C1和DE 93 20 696 U1可知，具有H形电枢的继电器或磁体系统可通过逆转磁体系统的极性而在两个稳态转换位置之间交替变化。这种磁体系统提供用于两个转换方向的力，使得不仅在关闭时也在开启时将力施加至继电器的接触弹簧。这对于在继电器的电气寿命过程中出现的焊点的裂开来说尤其有利。

另一方面，从EP 1 244 127 A2和DE 198 47 831 A1可知，例如，已公知一种特殊类型的继电器，具有限定底表面(基准面)的主体和平行于该底表面定位的滑动件，该滑动件将电枢的运动传送至继电器的接触系统。使用具有位于线圈前部的铰接电枢的传统磁体系统(这里，不使用H形电枢)可得到典型形式的这种公知类型的继电器，其中，线圈处于主体中的水平位置。这有利于垂直于底表面和滑动件定位的电枢芯部盘与滑动件的简单有效的连接。电枢芯部盘通常经由电枢伸出部接合滑动件的凹部，使得电枢板的上拉或开启移动直接地转换为滑动件的水平往复移动。第二，处于水平位置的线圈有利于形成低高度的继电器。

确实已经公知，这种类型的继电器具有水平滑动件，该滑动件装配至具有H形电枢的通用极性可逆磁体系统。但是，目前为止，这可仅通过在主体中垂直定位的磁体系统实现，从而在线圈尺寸的基础上，造成继电器的总体高度达到不理想的30mm，而不是在线圈水平布置情况下的16mm。图1和2示出具有竖直布置的磁体系统的已知继电器，该磁体系统垂直于底表面以及继电器主体中的滑动件定位。图2示出包括两个芯部磁轭部件1和2的公知芯部结构。这两个芯部磁轭部件1和2的每个偏离典型的直L形，它们的磁轭臂5和6的每个内弯从而确定相对的极性面10和11，这两个面由空气间隙16分离。因此，每个磁轭臂5和6本身是L形，芯部臂3和4具有直的形状。图1示出公知的磁体系统，也就是根据图2的芯部结构扩展安装有H形电枢7和线圈18。如图可见，设置有H形电枢7，如同目前所有的在磁轭臂5和6之间即平行于线圈中心轴线设置H形电枢的公知磁体系统或者继电器那样，使得可通过电枢伸出部20直接地和水平地移动至继电器的底板的滑动件19可在只具有竖直定位并且需要较大整体高度的磁体系统的这些情况下兼容。

发明内容

本发明的目的在于设计一种开头提出的类型的磁体系统，具有两个稳定的转换位置，从而能够提供低整体高度的继电器，尤其提供具有平行于继电器底板定位的滑动件的继电器。

根据本发明，第一芯部磁轭部件的磁轭臂是U形，第二芯部磁轭部件的磁轭臂是直的，线圈外部的磁轭臂定位成使得H形电枢的位置基本上垂直于线圈中心轴线。由于根据本发明的H形电枢位于磁轭臂的端部之间，与已知磁体系统的方式相同，所以本发明的改进设计得到不同于已知系统的构造，其中的H形电枢位于线圈的前部，而非线圈的侧部。因此，电枢运动可采用相同的结构传送至接触系统，与传统形成的铰接电枢相同，但是具有沿两个转换方向作用的力，尤其是具有水平定位的线圈。这里，具有H形电枢的水平定位磁体系统提供了电枢水平运动的可能性。

为了增加极性面，根据本发明的一项实施例，有利地在第一和第二芯部磁轭部件的朝向磁轭臂的自由端定位的端部区段中形成有增大的横截面。

位于线圈前部的H形电枢也具有由位于其间的永磁体连接的几乎平行的电枢芯部盘，电枢芯部盘离开线圈的端部中的至少一个具有电枢伸出部，随着H形电枢的转换位置的变化，该伸出部基本上平行于线圈中心轴线往复移动。这样可将该实施例应用在设置有将电枢运动传送至继电器接触系统的滑动件的继电器类型中。

本发明的双稳态继电器包括限定底表面的主体，以及布置在主体上的上述类型的磁体系统。

根据双稳态继电器的有利实施例，线圈中心轴线平行于主体底表面定位。这样一方面有利于实现低高度的继电器。另一方面，根据进一步改进方案的“竖直”定位(由于线圈是水平定位的)的H形电枢可经由平行于底表面定位的滑动件与继电器接触系统主动连接。在这一方面，有利地使H形电枢具有上述类型的电枢伸出部，使得电枢伸出部可设定为与滑动件直接主动地连接。

对于本发明双稳态继电器的所有实施例，有利地使H形电枢具有由设置在其间的永磁体连接的几乎平行的电枢芯部盘，H形电枢的中心区域设置有挤压外层，该外层包括彼此相对定位的两个短轴，用作设置在继电器主体上的支承区域，在该区域上，具有短轴的H形电枢可进行枢转。具有H形电枢的水平磁体系统也可采用简单的方式集成入本发明的双稳态继电器。

附图说明

下面将参照附图更加详细地说明一项示例性实施例，其中：

图1示出与传送电枢移动的滑动件在空间上关联的已知现有技术磁体系统的透视示意图，

图2示出图1中所示的磁体系统的芯部结构，

图3示出包括本发明的H形电枢的磁体系统的芯部结构，

图4示出根据图3的芯部结构，但是没有带有H形电枢，

图5示出本发明的磁体系统的H形电枢，

图6是具有根据本发明的磁体系统的双稳态继电器的示意性透视图，

图7从另一个视角示出根据图6的继电器，

图8示出本发明的磁体系统，该磁体系统可水平地定位在根据图6或7的继电器中，

图9是本发明的水平定位的磁体系统的侧视图，具有现有继电器的滑动件和接触系统。

具体实施方式

图3和4所示的本发明的磁体系统的一个芯部结构包括第一芯部磁轭部件1和第二芯部磁轭部件2。同样示出的是H形电枢7。第一芯部磁轭部件1具有支承在第二芯部磁轭部件2的芯部臂4上的芯部臂3。在整个磁体系统中，即设置有线圈(绕线线圈)18的系统，芯部臂3和4二者在线圈18中占较大空间。第一芯部磁轭部件1也具有磁轭臂5，即第一芯部磁轭部件1的一个元件，其初始区段以直角邻近芯部臂3。磁轭臂5以直角弯折两次并因此形成大概U形的整体结构。(在根据图3和4的角度中，磁轭臂5是上下倒置的U形，包括以直角定位至芯部臂3的垂直初始区段、横向区段和以极性面10为末端的另一短垂直区段)。相比来说，第二芯部磁轭部件2的磁轭臂6仅包括一个短直区段，该区段通过空气间隙16与第一芯部磁轭部件1的磁轭臂5的相对自由端分离。如图可见，第一和第二芯部磁轭部件1和2的磁轭侧上的端部区段8和9的横截面朝向极性面10和11增大。(因此，如图可见，端部区段8是完全形成在磁轭臂5中的，而端部区段9形成在磁轭臂6中，并且区段9的端部区域靠近芯部臂4的磁轭。)这样一方面实现相对窄的芯部臂3和4可在有限的线圈宽度中容纳在线圈18中，另一方面实现相应于H形电枢7的足够大的极性面10和11。

参照图5，H形电枢7包括基本上平行定位的两个电枢芯部盘12和13，它们由位于其间的永磁体14连接，因此实现典型的H横截面。H形电枢7在其中间区域可设置有在图3中可见的塑性挤压外层17，由此，短轴15可同时形成在两侧上。下面将参照图6和7详细地说明，适于容纳所示磁体系统的继电器主体21可设置有短轴15，从而使H形电枢7可枢转。由于两个电枢芯部盘12和13延伸超过相对磁轭臂5和6的自由端的侧部上的空气间隙16，所以永磁体14与极性取决于线圈18的极性的极性面10和11的相互作用使得在与线圈18的第一极性状态对应的H形电枢7的第一转换位置处、邻近线圈的电枢线圈盘12的上端碰撞芯部磁极部件1的磁轭臂5并且同时电枢芯部盘13的下端碰撞第二芯部磁轭部件2的磁轭臂6。但是，在与线圈18的第二极性状态对应的第二转换位置处，电枢芯部盘13离开该线圈的上端碰撞芯部磁轭部件1的磁轭臂5，并且同时邻近该线圈的电枢芯部圆盘12的底端碰撞第二芯部磁轭部件2的磁轭臂6。尤其从图3和5可见，电枢芯部盘13离开该线圈的端部中的至少一个具有电枢伸出部20，该伸出部在改变H形电枢7的转换位置时基本上平行于线圈中心轴线往复移动。

在使用具有H形电枢7的磁极可逆磁体系统的情况下，不仅在继电器关闭时而且在两个转换方向时都可采用已知的方式施加力，从而可使可能在继电器工作期限中出现的继电器接触系统中的任何电感应焊点断裂。在将磁体系统从一个转换位置转换至另一转换位置之后，可停止施加线圈电压，因为设定的转换位置当时可由永磁体14保持，直到线圈再次沿相反方向被磁化。

图6和7所示的继电器具有绝缘材料主体21，在连接侧上，该主体是平的并且限定底表面(基准面)22，电端子26和电线圈端子27从该表面伸出。主体21具有平的、盆状的凹部，用于容纳磁体系统，而具有凸起侧壁和横壁(如果有的话)的其余部件可以例如被划分为单独的接触件承载腔。在该示例性实施例中示出的非常简单的继电器接触系统包括固定的接触件承载件23和可动的接触件承载件24。后者是可沿水平方向移动的并且可通过平行于底表面22定位的梳形滑动件19移动。在滑动件与接触系统相对的端部，滑动件19设置有凹口25，电枢伸出部20与凹口25接合，形成离开线圈的电枢芯部盘13的整体部件。H形电枢7支承在两侧上，其短轴15在主体21的支座上，从图7清楚可见，使得电枢可在这些支座上旋转，但是，该旋转由磁轭壁5和6的自由端处的档板限制。图6示出处于开启转换位置的磁体系统或继电器。如果磁体系统的极性可逆，那么H形电枢7关闭，电枢伸出部20经过大概为水平的运动到达左边，该运动直接传送至滑动件19并且从该滑动件传送至可动接触件承载件24，该承载件的移动使固定接触件承载件23与转换接触相接触以关闭。本发明的继电器以可应用至实质上更复杂的接触系统，例如在开头提到的DE 198 47 831 A1中。由于滑动件19和磁体系统二者，尤其是线圈18，有利地平行于底表面22定位，所以继电器可实现为具有大约16mm的低的总体高度。

图8示出根据本发明的带有线圈18的完整磁体系统，两件芯部结构具有两个芯部磁轭部件1和2，H形电枢7位于与线圈中心轴线垂直的线圈的前部。图9示出本发明的水平定位的磁体系统与平行于线圈中心轴线和底表面22定位的滑动件19之间的相互作用。底表面22这里只通过接触系统的电线圈端子27和电端子26非直接地限定。所示出的是开启时的转换状态。

Claims (8)

1.一种用于双稳态继电器的极性可逆磁体系统，具有线圈(18)；第一和第二芯部磁轭部件(1、2)，每个部件具有芯部臂(3、4)和磁轭臂(5、6)；以及H形电枢(7)，该电枢在两个相对磁轭臂(5、6)之间的空气间隙(16)中枢转，并且该电枢在其两个转换位置处抵靠所述第一芯部磁轭部件(1)的磁轭臂(5)和所述第二芯部磁轭部件(2)的磁轭臂(6)，其特征在于，

所述第一芯部磁轭部件(1)的芯部臂(3)和所述第二芯部磁轭部件(2)的芯部臂(4)容纳在共同的线圈(18)中，所述第一芯部磁轭部件(1)的磁轭臂(5)是U形的，该U形围绕所述线圈(18)，所述第二芯部磁轭部件(2)的磁轭臂(6)是直的，位于所述线圈(18)外部的所述第一芯部磁轭部件(1)的磁轭臂(5)和所述第二芯部磁轭部件(2)的磁轭臂(6)的位置使得H形电枢(7)大概垂直于线圈中心轴线。

2.根据权利要求1所述的磁体系统，其特征在于，所述第一和第二芯部磁轭部件(1、2)在朝向所述磁轭臂(5、6)的自由端定位的端部区段(8、9)形成有增大的横截面。

3.根据权利要求1或2所述的磁体系统，其特征在于，位于所述线圈前部的所述H形电枢(7)具有几乎平行的电枢芯部盘(12、13)，所述盘通过其间的永磁体(14)连接，所述电枢芯部盘(13)离开所述线圈的端部中的至少一个具有电枢伸出部(20)，当所述H形电枢(7)的转换位置改变时，所述电枢伸出部(20)基本上平行于所述线圈中心轴线往复运动。

4.一种双稳态继电器，该继电器具有限定底表面(22)的主体(21)，并具有设置在所述主体(21)上的根据权利要求1至3任一项所述的磁体系统。

5.根据权利要求4所述的双稳态继电器，其特征在于，所述线圈中心轴线平行于所述主体(21)的底表面(22)定位。

6.根据权利要求5所述的双稳态继电器，其特征在于，所述H形电枢(7)经由平行于所述底表面(22)定位的滑动件(19)主动地连接至所述继电器的接触系统(23、24)。

7.根据权利要求6所述的双稳态继电器，其特征在于，所述H形电枢(7)具有根据权利要求3所述的电枢伸出部(20)，并且所述电枢伸出部(20)与所述滑动件(19)直接主动地接触。

8.根据权利要求4至7任一项所述的双稳态继电器，其特征在于，所述H形电枢(7)具有由位于其间的永磁体(14)连接的两个大概平行的电枢芯部盘(12、13)，并且所述H形电枢(7)在其中心位置设置有包括两个相对的短轴(15)的挤压外层(17)，并且所述继电器的主体(21)设置有支座，所述H形电枢(7)的短轴(15)在该支座上枢转。

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