DD233012A1

DD233012A1 - Polarisiertes mono- oder bistabiles elektromagnetisches relais

Info

Publication number: DD233012A1
Application number: DD27169884A
Authority: DD
Inventors: Eduard Gassmann
Original assignee: Grossbreitenbach Relaistech
Priority date: 1984-12-27
Filing date: 1984-12-27
Publication date: 1986-02-12
Also published as: DE3535665A1

Abstract

Die Erfindung betrifft polarisierte Relais mit laengs der Spulenachse angeordnetem, einseitig gelagertem Anker. Ihr Ziel ist eine Ausfuehrung mit einfacher und relativ unkritischer Fertigung, hoher Empfindlichkeit sowie guenstiger Modifizierbarkeit hinsichtlich Funktionsweise und Kontaktsystemausfuehrung. Erfindungsgemaess wird dies dadurch geloest, dass der Anker prismatisch oder zylindrisch ausgefuehrt und in einer entsprechenden Jochaussparung lose gelagert ist, dass die Dauermagnete zwischen den Polblechen beidseitig des Ankers angeordnet sind und dass ein etwa U-foermiges Joch Spule und Magnetbaugruppe umfasst. Eine zweckmaessige Ausfuehrung weist ebene Polbleche und einen kreiszylindrischen Anker auf. Die bistabile Funktionsweise wird durch eine symmetrische, die monostabile durch eine stark unsymmetrische Anordnung oder Ankopplung der Jochschenkel zu den Polblechen realisiert. Eine Erhoehung der Empfindlichkeit durch Reduzierung der Kraftspitzen in den Ankerendlagen wird durch Zwischenschalten einer nichtferromagnetischen Schicht oder Folie sowie durch Polblechmaterialien geringer Saettigungsinduktion ermoeglicht. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Ausführung polarisierter mono- oder bistabiler elektromagnetischer Relais mit etwa längs der Spulenachse angeordnetem, einseitig gelagertem Anker.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannte Relaisausführungen mit polarisierten Triebsystemen dieser Art (z.B. DE-PS 2717451 und DE-AS 2723220) weisen einen federnd gelagerten Zungenanker auf, dessen aus der Spule herausragendes freies Ende sich zwischen den Polschuhen einer Dauermagnetanordnung bewegt. Sie stellen Einzwecklösungen für einpolige Relais dar, wobei das freie Ende des Zungenankers und die Anschlagzonen der Polschuhe gleichzeitig mit Kontaktflächen versehen sind und die Schaltfunktion ausführen. Aus der Doppelfunktion von Zungenanker und Polschuhen resultiert eine relativ komplizierte Gestaltung und Fertigungstechnologie dieser Magnetkreisteile, ein erhöhter Aufwand für Isolierelemente sowie eine aufwendige federnde Ankerlagerung mit notwendiger Justage. Die flächenhafte Ankerausbildung und die Anordnung von Feder- und Verbindungselementen im Spulenrohr bedingen eine relativ große mittlere Windungslänge und somit eine erhöhte Erregerleistung. Die Magnetkreisausführung mitteilweise inhomogenen oder unterschiedlich gerichteten Polarisierungen der Dauermagnete schließen deren vorteilhafte kombinierte Magnetisierung und Arbeitspunkteinstellung am kompletten Relais aus.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die günstige Ausführung polarisierter Relais mit einseitiger Ankerlagerung in bezug auf eine einfache und relativ unkritische Fertigung, eine hohe Empfindlichkeit, eine einfache funktionell Modifizierbarkeit sowie eine Verwendbarkeit für unterschiedliche Kontaktsysteme.

Wesen der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere das Triebsystem eines polarisierten Relais der eingangs genannten Art so auszuführen, daß es fertig^ngsmäßig möglichst einfach und unkritisch ist, durch geringe Unterschiede in der Gestaltung der mono-oder bistabile Funktionsweise realisiert werden kann, die Magnetisierung und Arbeitspunkteinstellung der Dauermagnete am kompletten Relais möglich ist und daß es mit nach Art und Polzahl unterschiedlichen Kontaktsystemen kombiniert werden kann. Durch eine gute Raumausnutzung für Dauermagnete und Wicklung sowie eine geringe mittlere Windungslänge soll desweiteren eine hohe Empfindlichkeit erzielt werden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Anker prismatisch oder zylindrisch ausgeführt und in einer dem Ankerquerschnitt entsprechenden Aussparung des Jochs lose gelagert ist, daß die Dauermagnete zwischen den Polblechen beidseitig des Ankers angeordnet sind, und daß ein im wesentlichen U-förmig ausgebildetes Joch mit seinen Jochschenkeln die Spule sowie die aus den Dauermagneten und den Polblechen bestehende Magnetbaugruppe umfaßt. In einer zweckmäßigen Ausführung sind die Polbleche eben und der Anker kreiszylindrisch gestaltet, was eine einfache Teilefertigung bedingt und durch die geringe mittlere Windungslänge der zylindrisch angepaßten Wicklung die Empfindlichkeit des Relais erhöht.

Zur Gewährleistung der bistabilen Funktionsweise sind die Jochschenkel im Bereich der Polbleche etwa symmetrisch gestaltet und etwa symmetrisch zu den Polblechen angeordnet.

Zur Realisierung der monostabilen Funktionsweise sind die Jochschenkel im Bereich der Polbleche hinsichtlich ihrer Fläche und/oder ihres Abstandes zu den Polblechen unterschiedlich ausgeführt und/oder angeordnet.

In einer günstigen Ausführung mit etwa symmetrisch gestaltetem und angeordnetem Joch wird die monostabile Funktionsweise dadurch erzielt, daß zwischen einem Polblech und dem benachbarten Jochschenkel ein ferromagnetisches Teil, welches den Zwischenraum ganz oder teilweise ausfüllt, eingefügt ist.

In einer weiteren Ausführung mit etwa symmetrisch gestaltetem und angeordnetem Joch wird die monostabile Funktionsweise durch die wesentlich größere Dicke eines Polbleches und die dadurch bedingte Abstandsverringerung zum benachbarten Jochschenkel realisiert.

Zur Reduzierung zu hoher Kraftspitzen beim Anlegen des Ankers an die Polbleche können diese aus einem ferromagnetischen Material mit einer Sättigungsinduktion kleiner als 1T ausgeführt sein. Eine andere wirksame Maßnahme ist das Aufbringen einer nichtferromagnetischen Schicht oder die Anordnung einer nichtferromagnetischen Folie an der Seite des Ankeranschlages.

Das axiale Ankerspiel des einseitig lose gelagerten Ankers wird zweckmäßig durch Konturen des Relaisgehäuses begrenzt, die gegenüber den Stirnflächen des Ankers angeordnet sind. Durch ein Isolierteil, das auf oder an dem freien Ende des Ankers angeordnet ist, wird die Ankerbewegung auf das Kontaktsystem übertragen.

Ausführungsbeispiel

Anhand von in der zugehörigen Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 und 2 die Triebsystemausführung eines polarisierten bistabilen Relais in zwei Ansichten und Fig.3bis5 Details zur Magnetkreisausführung bei monostabiler Funktionsweise des Relais.

Figur 1 und 2 zeigen in zwei Ansichten mit teilweiser Schnittdarstellung die Ausführung des Triebsystems eines polarisierten Relais in magnetisch symmetrischer bistabiler Funktionsweise. Innerhalb des im wesentlichen U-förmig und symmetrisch ausgeführten Jochs 2 sind zueinander fluchtend die Spule 8 sowie die aus ebenen Polblechen 3; 4 und quaderförmigen Dauermagneten 5; 6 gebildete Magnetbaugruppe 7 angeordnet. Der in der instabilen Mittenlage in der gemeinsamen Symmetrieachse von Joch 2, Spule 8 und Magnetbaugruppe 7 liegende kreiszylindrische Anker 1 ist in einer kreisförmigen Aussparung 11 des Jochs 2 lose gelagert. Die Lagerstelle ist als Spielpassung so ausgeführt, daß einerseits die zwangsfreie Ankerbewegung zwischen den Polblechen 3; 4 und andererseits ein geringer magnetischer Übergangswiderstand zwischen Anker 1 und Joch 2 gewährleistet ist. Das funktionell notwendige axiale Ankerspiel wird durch Konturen 15; 16 des Relaisgehäuses, z.B. durch die Wände der Relaiskappe, auf ein zulässiges Maß begrenzt. Auf dem aus der Magnetbaugruppe 7 herausragenden freien Ende des Ankers 1 sitzt mit einer Spielpassung ein Isolierteil 14, welches die Ankerbewegung direkt auf die Schaltelemente des Kontaktsystems überträgt.

Figur 3 bis 5 zeigen Beispiele der Magnetkreisausführung zur Realisierung der monostabilen Funktionsweise durch stark unsymmetrische magnetische Übergänge zwischen den Polblechen 3; 4 und den gegenüberliegenden Abschnitten der Jochschenkel 9; 10. Der jeweils stark verringerte magnetische Übergangswiderstand zwischen Polblech 4 und Jochschenkel 10 wird im Beispiel nach Fig. 3 durch eine starke Abstandsreduzierung infolge stärkerer Kröpfung des Jochschenkels 10 erreicht. Im Ausführungsbeispiel nach Fig.4 wird dies durch Einfügen eines ferromagnetischen Teils 12 zwischen Polblech 4 und Jochschenkel 10 und im Beispiel nach Fig. 5 mittels einer größeren Dicke des Polblechs 4 realisiert.

Figur 5 zeigt weiterhin die Anordnung einer nichtferromagnetischen Schicht bzw. Folie 13 auf dem Polblech 3, welche zweckmäßig die gesamte ankerseitige Fläche einschließlich der Anlagebereiche der Dauermagnete 5; 6 bedeckt.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Polarisiertes mono- oder bistabiles elektromagnetisches Relais mit einem innerhalb der Spule etwa längs deren Achse angeordneten, einseitig gelagerten Anker, dessen freies Ende in den Raum zwischen den Polblechen einer Dauermagnetanordnung ragt, gekennzeichnet dadurch, daß der Anker (1) prismatisch oder zylindrisch ausgeführt und in einer dem Ankerquerschnitt entsprechenden Aussparung (11) des Jochs (2) lose gelagert ist, daß die Dauermagnete (5; 6) zwischen den Polblechen (3; 4) beidseitig des Ankers (1) angeordnet sind, und daß ein im wesentlichen U-förmig ausgebildetes Joch (2) mit seinen Jochschenkeln (9; 10) die Spule (8) sowie die aus den Dauermagneten (5; 6) und den Polblechen (3; 4) bestehende Magnetbaugruppe (7) umfaßt.
2. Polarisiertes Relais nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Anker (1) vorzugsweise kreiszylindrisch gestaltet ist, und die Polbleche (3; 4) eben ausgeführt oder im Bereich des Ankeranschlages mit einem Krümmungsradius, der größer als der halbe Ankerdurchmesser ist, der Kontur des Ankers (1) angepaßt sind.
3. Bistabiles Relais nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Jochschenkel (9; 10) im Bereich der Polbleche (3; 4) etwa symmetrisch ausgeführt und etwa symmetrisch zu den Polblechen (3; 4) angeordnet sind.
4. Monostabiles Relais nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die beiden Jochschenkel (9; 10) im Bereich der Polbleche (3; 4) hinsichtlich ihrer Fläche und/oder ihres Abstandes zu den Polblechen (3; 4) wesentlich unterschiedlich ausgeführt und/oder angeordnet sind.
5. Monostabiles Relais nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Jochschenkel (9; 10) im Bereich der Polbleche (3; 4) etwas symmetrisch ausgeführt und zu den Polblechen (3; 4) angeordnet sind, und daß zwischen einem Polblech und dem benachbarten Jochschenkel ein ferromagnetisches Teil (12), welches den Zwischenraum ganz oder teilweise ausfüllt, eingefügt ist.
6. Monostabiles Relais nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Jochschenkel (9; 10) im Bereich der Polbleche (3; 4) etwa symmetrisch ausgeführt und zur Ankermittenlage angeordnet sind, und daß eines der Polbleche (3; 4) eine wesentlich größere Blechdicke aufweist.
7. Polarisiertes Relais nach einem der Punkte 1 bis 6, gekennzeichnet dadurch, daß eines oder beide Polbleche (3; 4) aus einem ferromagnetischen Material mit einer Sättigungsinduktion kleiner 1T ausgeführt sind.
8. Polarisiertes Relais nach einem der Punkte 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß auf der Seite des Ankeranschlages eines oder beider Polbleche (3; 4) eine nichtferromagnetische Schicht oder Folie (13) aufgebracht oder angeordnet ist.
9. Polarisiertes Relais nach einem der Punkte 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß gegenüber beiden Stirnflächen des Ankers (1) Konturen des Relaisgehäuses (15; 16) oder andere Teile des Relais, welche das axiale Ankerspiel begrenzen, angeordnet sind.
10. Polarisiertes Relais nach einem der Punkte 1 bis 9, gekennzeichnet dadurch, daß auf oder an dem freien Ende des Ankers (1) ein Isolierteil (14), welches die Ankerbewegung und die Ankerkraft auf das Kontaktsystem überträgt, angeordnet ist.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen