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Die
Erfindung betrifft ein Auslöserelais
mit einem Joch und einem Anker sowie mit einem Permanentmagneten,
wobei das Joch aus einem Jochschenkel, einem Spulenschenkel und
einem Lagerschenkel besteht, und wobei der Spulenschenkel eine Auslösespule
trägt und
der Anker um eine am Lagerschenkel angeordnete Drehachse kippbar
ist.
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Ein
derartiges Auslöserelais
ist beispielsweise durch die
EP 0 838 830 B1 ,
DE 101 17 340 C1 sowie
durch die
EP 1 324
365 A1 bekannt. In den bekannten Fällen ist jeweils ein innerhalb
des weichmagnetischen Jochs angeordneter hartmagnetischer Permanentmagnet
mit seiner Längsachse
parallel zum Spulenschenkel und zum Lagerschenkel des Jochs ausgerichtet
und unter Bildung eines Luftspaltes zum weichmagnetischen Anker
am Jochschenkel befestigt. Der Spulenschenkel trägt eine Auslösespule,
die aufgrund ihres Stromflusses ein magnetisches Feld erzeugt. Das
von der Auslösespule
erzeugte magnetische Feld steht in Wechselwirkung mit dem Feld des
Permanentmagneten in einem weichmagnetischen Eisenkreis, der vom
Joch und vom Anker gebildet wird und der ein magnetfeldleitendes
Element bildet. Wird das magnetische Feld des Permanentmagneten
durch das von der Auslösespule
erzeugte magnetische Feld geschwächt,
dann wird durch die Federkraft einer Auslösefeder der Anker geöffnet, womit
es zur Auslösung
kommt. Beim Kippen des Ankers um seine Drehachse vergrößert sich der
Luftspalt zwischen dem Permanentmagneten und dem Anker. Damit erhöht sich
der magnetische Widerstand im magnetischen Kreis. Der Permanentmagnet
wird dadurch stark beansprucht und kann entmagnetisiert werden.
Wird der Permanentmagnet jedoch zur Vermeidung der Entmagnetisierung
mit beiden Polflächen
auf das weichmagnetische Eisen gelegt, so kommt es zu sehr starken
Nebenschlussfeldern. Um hieraus resultierende Sättigungseffekte zu vermeiden,
ist der Querschnitt des Jochs und des Ankers entsprechend groß auszuführen. Das
Hauptfeld ist dabei recht schwach ausgeprägt.
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Ergänzend wird
auf die
DE 42 28 520
C2 verwiesen, wonach ein Verfahren zur Herstellung von kunststoffgebundenen
Dauermagnetformteilen durch zweistufiges Pressen einer Mischung
von Magnetpulver und Kunststoffbinder in einem Werkzeug offenbart
ist, bei dem mindestens der erste Pressvorgang in einem Magnetfeld
durchgeführt
wird, wobei das erste Pressen in einem ersten Werkzeug bei Raumtemperatur
und das zweite Pressen zur weiteren Formgebung in einem zweiten
Werkzeug bei einer erhöhten
Temperatur, bei der der Presskörper plastisch
verformbar ist, erfolgt.
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Aufgrund
der eingangs beschriebenen Anordnung des Permanentmagneten teilt
sich der magnetische Fluss bei den bekannten Auslöserelais
jeweils in zwei Magnetkreise auf, die im Anker und im Jochschenkel
jeweils zueinander entgegengesetzte Flussrichtungen aufweisen.
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Bei
solchen Anordnungen kann es je nach Größe und Lage des hartmagnetischen
Permanentmagneten leicht zu unerwünschter Sättigung im weichmagnetischen
Joch und im weichmagnetischen Anker kommen, insbesondere bei der Überlagerung der
magnetischen Felder mit dem bei der Auslösung durch die Auslösespule
erzeugten magnetischen Feld.
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Um
unerwünschte
Sättigungseffekte
zu vermeiden, ist unter Umständen
der Einsatz von so genannten Nebenschlussfolien erforderlich. Nebenschlussfolien
dienen zum Einstellen definierter Luftspalte und definierter Abstände in Trennebenen des
Eisenkreises zur gezielten Beeinflussung des vom Permanentmagneten
erzeugten Magnetfeldes.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein konstruktiv einfach aufgebautes
und einfach herstellbares Auslöserelais
zu schaffen, bei dem Sättigungsprobleme
im Joch und/oder im Anker wesentlich reduziert werden und die Entmagnetisierung
des Permanentmagneten beim Öffnen
des Ankers verhindert wird.
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Die
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Auslöserelais
gemäß Anspruch
1 gelöst.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des
Anspruchs 2.
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Das
Auslöserelais
gemäß Anspruch
1 weist ein Joch und einen Anker sowie einen Permanentmagneten auf,
wobei das Joch aus einem Jochschenkel, einem Spulenschenkel und
einem Lagerschenkel besteht, und wobei der Spulenschenkel eine Auslöse spule
trägt und
der Anker um eine am Lagerschenkel angeordnete Drehachse kippbar
ist. Erfindungsgemäß ist der
Permanentmagnet mit seiner Längsachse
parallel zum Jochschenkel ausgerichtet und unter Bildung eines Luftspaltes
zum Spulenschenkel am Lagerschenkel befestigt.
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Durch
die erfindungsgemäße Anordnung des
Permanentmagneten treten im Anker und im Jochschenkel nur magnetische
Flüsse
mit einheitlichen Flussrichtungen auf, wodurch Sättigungseffekte stark reduziert
werden. Außerdem
wird dadurch erreicht, dass nur der für die eigentliche Funktion
Halten/Auslösen
notwendige magnetische Fluss über den
Anker zu führen
ist und nicht Teile des Nebenflusses.
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Weiterhin
bleibt aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung des Permanentmagneten
der Luftspalt auch beim Kippen des Ankers konstant. Damit ändert sich
der magnetische Widerstand in dem vom Joch und vom Anker gebildeten
weichmagnetischen Eisenkern nur unwesentlich. Die aus dem Stand
der Technik bekannten Sättigungseffekte
im Joch und/oder im Anker werden bei dem erfindungsgemäßen Auslöserelais
stark reduziert. Das Joch und der Anker können deshalb mit geringeren
Querschnitten ausgeführt
werden. Darüber
hinaus ist in der Regel ein Aufbau mit einer Nebenschlussfolie nicht
mehr erforderlich. Durch die geringere Baugröße des weichmagnetischen Jochs
kann die Größe des erfindungsgemäßen Auslöserelais
reduziert werden. Die im Allgemeinen nicht mehr erforderliche Nebenschlussfolie
vereinfacht die Herstellung des erfindungsgemäßen Auslöserelais.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Auslöserelais
ohne Gehäuse
in der Zeichnung näher
erläutert.
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Das
in der Zeichnung dargestellte Auslöserelais weist ein weichmagnetisches
Joch 1 und einen weichmagnetischen Anker 2 sowie
einen hartmagnetischen Permanentmagneten 3 auf.
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Das
Joch 1 besteht aus einem Jochschenkel 11, einem
Spulenschenkel 12 und einem Lagerschenkel 13.
Der Spulenschenkel 12 trägt eine Auslösespule 4.
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Der
Anker 2 ist um eine zwischen diesem und dem Lagerschenkel 13 angeordnete
Drehachse 21 kippbar.
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Erfindungsgemäß ist der
Permanentmagnet 3 mit seiner Längsachse parallel zum Jochschenkel 11 ausgerichtet
und unter Bildung eines Luftspaltes zum Spulenschenkel 12 am
Lagerschenkel 13 befestigt.
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Bei
dem gezeigten Auslöserelais
erzeugt jeweils die Auslösespule 4 aufgrund
ihres Stromflusses ein magnetisches Feld. Das von der Auslösespule 4 erzeugte
magnetische Feld steht in Wechselwirkung mit dem Feld des Permanentmagneten 3 in
einem weichmagnetischen Eisenkreis, der jeweils vom Joch 1 und
vom Anker 2 gebildet wird und der ein magnetfeldleitendes
Element bildet. Wird das magnetische Feld des Permanentmagneten 3 durch
das von der Auslösespule 4 erzeugte
magnetische Feld geschwächt,
dann wird durch die Federkraft einer Auslösefeder 5 der Anker 2 geöffnet, womit
es zur Auslösung
kommt.
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Durch
die erfindungsgemäße Anordnung des
Permanentmagneten treten im Anker 2 und im Jochschenkel 11 nur
magnetische Flüsse
mit gleichen Flussrichtungen auf. Ein erster Teil FL1 des magnetischen
Flusses fließt über den
Spulenschenkel 12, der die Auslösespule 4 trägt, zum
Anker 2 und weiter zum Lagerschenkel 13. Ein zweiter
Teil FL2 des magnetischen Flusses fließt ebenfalls über den Spulenschenkel 12 und
dann weiter über
den Jochschenkel 11 zum Lagerschenkel 13. Ein
weiterer Teil, in der Zeichnung nicht dargestellt, ist Streufluss.
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Durch
die Anordnung des Permanentmagneten 3 wird bei dem erfindungsgemäßen Auslöserelais erreicht,
dass nur der für
die eigentliche Funktion Halten/Auslösen notwendige magnetische
Fluss über den
Anker zu führen
ist. Beim Öffnen
des Ankers 2 ändert
sich der magnetische Widerstand für den Permanentmagneten 3 nur
unwesentlich.
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Bei
der erfindungsgemäßen Lösung kann sowohl
ein Permanentmagnet aus reinem hartmagnetischen Werkstoff als auch
ein Permanentmagnet aus einem Kunststoffmaterial mit hartmagnetischen Partikeln
eingesetzt werden.