DE10324747A1 - Switching relay with improved load current control e.g. for use in vehicles, has magnet system protected by suitable spatial feeding and arrangement and/or screening of load current conductors against their own magnetic fields - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Relais, insbesondere nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a relay, in particular according to the preamble of patent claim 1.
In der Automobiltechnik werden im Bordnetz für Batterie- und Anlasserkreise Schalteinheiten zum Steuern großer Ströme benötigt, die nebst kleinen Abmessungen auch einen niedrigen Durchgangswiderstand aufweisen sollen.In automotive engineering Wiring system for Battery and starter circuits switching units needed to control large currents in addition to small dimensions, also a low volume resistance should have.
Bei hohen Strömen, die zu dem auf engstem Raum geführt werden, ist der Einfluss auf das üblicherweise für das Erzeugen der notwendigen Schalt- und Haltekräfte verwendete Magnetsystem durch das Eigenmagnetfeld der Laststromleiter nicht mehr zu vernachlässigen. Das Eigenmagnetfeld eines Leiters entspricht bei kurzzeitigen Spitzenströmen der Größenordnung der Erregung der Magnetspule. Dies kann bei ungünstiger Leiteranordnung zu einer Rückwirkung auf die mechanischen Kontaktkräfte des Relais führen.At high currents, which in a confined space guided the influence on that is usually for creating the necessary switching and holding forces used magnet system no longer negligible due to the intrinsic magnetic field of the load current conductors. The intrinsic magnetic field of a conductor corresponds to the order of magnitude for short-term peak currents the excitation of the solenoid. This can be the case with an unfavorable conductor arrangement a retroactive effect on the mechanical contact forces of the relay.
In der
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein geringen Bauraum ausnutzendes und funktionssicheres Relais für hohe Lastströme zu schaffen.The object of the invention is therefore is based on a small installation space utilizing and functionally reliable Relay for high load currents to accomplish.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Durch entsprechende konstruktive Gestaltung und räumliche Anordnung der Laststromleiter wird deren Eigenmagnetfeld so geführt oder geschwächt, dass praktisch keine Beeinflussung des ferromagnetischen bistabilen oder monostabilen Magnetsystems eintritt. Ein bistabiles Relais realisiert in diesem Fall die magnetischen Haltekräfte auf den das bewegliche Teil (Anker) über einen Permanentmagneten, ein monostabiles über die Spulenerregung.The task is solved by the features of claim 1. By appropriate constructive Design and spatial Arrangement of the load current conductors is their own magnetic field guided or weakened that practically no interference with the ferromagnetic bistable or monostable magnetic system occurs. A bistable relay realizes the magnetic holding forces in this case the moving part (anchor) over a permanent magnet, a monostable over the coil excitation.
Die Wirkung der Eigenmagnetfelder der Laststromleiter auf den Haltekreis können zusätzlich durch die Gestaltung des ferromagnetischen Kreises mit Ausnutzung der Schirmwirkung der Eisenteilanordnung reduziert werden. Außerdem kann durch den Aufbau des magnetischen Kreises mit einer gleichzeitigen Stärkung und Schwächung des Magnetsystems durch das Fremdfeld des Laststroms, das auf den Anker wirkt, dessen Einfluss stark reduziert werden. Zur Aufgabenlösung gehört deshalb auch eine orthogonale räumliche Führung des vom Laststrom hervorgerufenen magnetischen Störfeldes zu dem magnetischen Nutzfluss, so daß die vektorielle Addition von Stör- und Nutzfeld zu einem geringen Einfluss auf die Haltekraft des Ankers führt.The effect of the own magnetic fields The load current conductor on the holding circuit can also be designed of the ferromagnetic circuit using the shielding effect of the Iron part arrangement can be reduced. In addition, by building of the magnetic circuit with simultaneous strengthening and weakening of the magnet system due to the external field of the load current, which on the Anchor works, the influence of which is greatly reduced. That is why part of the task solution is also part of the job an orthogonal spatial guide of the magnetic interference field caused by the load current the magnetic useful flow, so that the vectorial addition from sturgeon and useful field to a small influence on the holding force of the anchor leads.
Eine Möglichkeit zur Minimierung des Einflusses von Eigenmagnetfeldern besteht darin, dass ein erster und zweiter Laststromanschluss in Richtung der Flächennormalen eines flussführenden Teiles des magnetischen Eisenkreise zeigen und sich in dessen Spiegelachse befindet. Diese Anordnung der Laststromführung einschliesslich der stromführenden Kontaktbrücken und flexiblen Leiter wie Litzen verhindert weitgehend das störende Einkoppeln der Magnetfelder stromführender Leiter in das von der Magnetspule oder dem Dauermagneten erzeugten Magnetfeld.One way to minimize the Influence of own magnetic fields is that a first and second load current connection in the direction of the surface normal of a river leader Show part of the magnetic iron circle and in its mirror axis located. This arrangement of the load current guidance including the current-carrying contact bridges and Flexible conductors such as strands largely prevent disturbing coupling the magnetic fields are more live Conductor into that generated by the solenoid or permanent magnet Magnetic field.
Von Vorteil ist, dass die stromführenden Teile in dieser Anordnung mit deren sich konzentrisch umgebenden magnetischen Störfeldern senkrecht zum magnetischen Nutzfeld des Magnetsystems verlaufen und so nicht stören können.The advantage is that the live Parts in this arrangement with their concentrically surrounding magnetic interference fields run perpendicular to the magnetic useful field of the magnet system and so do not disturb can.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the dependent claims specified.
Die Anordnung und Breite des mittleren Festkontakts und die Lage des ersten und zweiten äußeren Festkontakts sind so gewählt, dass zwei gleiche Lastströme die Kontaktbrücken in entgegengesetzter Richtung durchfließen. Dadurch heben sich die Eigenmagnetfelder der beiden Kontaktbrücken mit entgegengesetzter Richtung auf und können so das naheliegende ferromagnetische Magnetsystem nicht beeinflussen.The arrangement and width of the middle Fixed contact and the location of the first and second external fixed contact are chosen that two equal load currents the contact bridges flow in the opposite direction. This makes them stand out Natural magnetic fields of the two contact bridges with opposite ones Direction up and can so do not affect the obvious ferromagnetic magnet system.
Durch die elektrische Parallelschaltung der beiden Kontaktbrücken wird ein geringer elektrischer Durchgangswiderstand des Gesamtsystems realisiert, mit der Folge hohe Lastströme führen zu können.Through the electrical parallel connection of the two contact bridges becomes a low electrical volume resistance of the overall system realized, with the consequence of being able to carry high load currents.
Für bestimmte Einsatzfälle ist es von Vorteil, dass lediglich der mittlere und der zweite äußere Festkontakt sowie nur eine, die beiden Festkontakte verbindende Kontaktbrücke vorgesehen sind. Bei dieser Ein-Kontaktbrücken-Version laufen die Lastströme in der Kontaktbrücke und in dem unter dieser angeordneten Laststromleiter parallel und entgegengesetzt, so dass auch hier eine zumindest weitgehende Aufhebung der Eigenmagnetfelder erfolgt.For certain applications it is advantageous that only the middle and the second outer fixed contact and only one contact bridge connecting the two fixed contacts is provided are. With this single-contact bridge version run the load currents in the contact bridge and in the load current conductor arranged below this in parallel and opposite, so that here too an at least extensive cancellation the natural magnetic fields occur.
Die Ein-Kontaktbrücken-Version erfordert gegenüber der Doppelbrücken-Version einen geringeren Bauaufwand und weniger Genauigkeit für ein gemeinsames Schliessen der Brücken. Jedoch muss eine Brücke den gesamten Lastrom führen.The one-contact bridge version requires compared to the Twin Bridges version less construction work and less accuracy for a common Closing the bridges. However, there must be a bridge lead the entire Lastrom.
Die Abschirmung der anderen Kontaktbrücke gegenüber dem Magnetsystem gestattet die Gestaltung eines besonders einfachen und trotzdem stark belastbaren Kontaktsystems. Die Laststromanschlüsse mit den Festkontakten sind symmetrisch ausgebil det, sollten jedoch bei vorteilhafter Anordnung wie bereits geschildert in Richtung der Flächennormalen z. B. des Joches zeigen. Auch die einfach gestaltete andere Kontaktbrücke ist dank großzügig dimensionierter Kontakte stark belastbar.The shielding of the other contact bridge from the magnet system allows the design of a particularly simple and yet highly resilient contact system. The load current connections with the fixed contacts are symmetrical, but should be advantageous order as already described in the direction of the surface normal z. B. show the yoke. Thanks to the generously dimensioned contacts, the simply designed other contact bridge is also extremely resilient.
Zum Abschirmen der anderen Kontaktbrücke dient ein anderer Klappanker mit einer Verlängerung, die zwischen der anderen Kontaktbrücke und der Magnetspule angeordnet ist. Da die Verlängerung mit dem anderen Klappanker in einem Stück ausgebildet ist, bleibt der zusätzliche Bauaufwand gering.Used to shield the other contact bridge another folding anchor with an extension that is between the other Contact bridge and the solenoid is arranged. Because the extension with the other hinged anchor in one piece trained, the additional remains Construction effort low.
Durch Befestigung der anderen Kontaktbrücke auf der Innen- statt der Außenseite der anderen Ankerfeder, kann die andere Ankerfeder ohne zusätzliche Stufe und dadurch besonders einfach ausgeführt werden. Die Befestigung der anderen Kontaktbrücke auf der Innenseite der anderen Ankerfeder erfolgt vorzugsweise z. B. auch durch einen einfachen Nietprozess.By attaching the other contact bridge the inside instead of the outside the other anchor spring, the other anchor spring can be used without additional Level and thus be carried out particularly easily. The attachment the other contact bridge on the inside of the other anchor spring is preferably z. B. also through a simple riveting process.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt sind.Further features of the invention result from the following description and the drawing, in the exemplary embodiments of the invention are shown schematically.
Es zeigen:Show it:
In
Der Relaiseinsatz nach
Am ankerseitigen Ende des Relais
befindet sich eine Ankerfeder
Unterhalb der Kontaktbrücken
Zu beiden Seiten der Magnetspule
Am ankerfernen Ende des Relais befinden sich
die vier Spulenanschlüsse
Das monostabile System mit einem Eisenklotz als flussführendes Teil als Ersatz des Magneten benötigt nur eine Spule, die den dauermagnetischen Fluss kompensiert.The monostable system with one Iron block as a river Part needed as a replacement for the magnet only one coil that compensates for the permanent magnetic flux.
Der andere Laststromanschluss
An der Unterseite des Relaiseinsatzes
Der mittlere Festkontakt
Die Laststromanschlüsse
An jedem freien Ende
Der mittlere Festkontakt
Der Laststromleiter
Die Laststromrichtung in den beiden
Kontaktbrücken
In
In
Zu erkennen ist ferner eine andere
Ankerfeder
Die andere Ankerfeder
Bei der monostabilen Variante wird
die Erregung abgeschaltet, die Magnetkraft reicht nicht mehr aus,
den anderen Klappanker
Der Magnetkreis besteht aus der Magnetspule
Der andere Klappanker
- 11
- Relaisrelay
- 1'1'
- Anderes RelaisOther relay
- 22
- Relaiseinsatzrelay insert
- 2'2 '
- Anderer RelaiseinsatzAnother relay insert
- 33
- Sockelbase
- 3'3 '
- Anderer SockelAnother base
- 44
- Magnetspulesolenoid
- 55
- SteuerstromkontaktControl current contact
- 66
- Ankerfederarmature spring
- 6'6 '
- Andere AnkerfederOther armature spring
- 77
- KontaktbrückeContact bridge
- 7'7 '
- Andere KontaktbrückeOther Contact bridge
- 88th
- Erster Laststromanschlussfirst Load electricity
- 8'8th'
- Zweiter Laststromanschlusssecond Load electricity
- 99
- LaststromleiterLoad conductor
- 1010
- Kufeskid
- 10'10 '
- Andere KufeOther skid
- 1111
- Schachtshaft
- 11'11 '
- Anderer SchachtAnother shaft
- 1212
- Erster äußerer FestkontaktFirst external fixed contact
- 1313
- Zweiter äußerer FestkontaktSecond external fixed contact
- 1414
- Mittlerer Festkontaktmiddle fixed contact
- 1515
- Federkontaktspring contact
- 15'15 '
- Anderer FederkontaktAnother spring contact
- 1616
- Erster kurzer Schenkelfirst short leg
- 16'16 '
- Zweiter kurzer Schenkelsecond short leg
- 1717
- Erstes freies Endefirst free end
- 17'17 '
- Zweites freies Endesecond free end
- 1818
- Erste leiternahe EckeFirst corner near the ladder
- 18'18 '
- Zweite leiternahe EckeSecond corner near the ladder
- 1919
- Erste leiterferne EckeFirst corner far from the ladder
- 19'19 '
- Zweite leiterferne EckeSecond corner far from the ladder
- 2020
- Erster anderer Festkontaktfirst other fixed contact
- 20'20 '
- Zweiter anderer Festkontaktsecond other fixed contact
- 2121
- Klappankerhinged armature
- 21'21 '
- Anderer KlappankerAnother hinged armature
- 2222
- Verlängerungrenewal
- 2323
- Jochyoke
- 2424
- Dauermagnetpermanent magnet
- 2525
- SpulenkernPlunger
- 2626
- Erste NieteFirst rivet
- 2727
- Zweite NieteSecond rivet
- 2828
- Innenseiteinside
Claims (8)
Applications Claiming Priority (2)
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DE2003124747 Withdrawn DE10324747A1 (en) | 2002-06-10 | 2003-05-30 | Switching relay with improved load current control e.g. for use in vehicles, has magnet system protected by suitable spatial feeding and arrangement and/or screening of load current conductors against their own magnetic fields |
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Cited By (3)
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CN108010801B (en) * | 2017-12-05 | 2023-10-20 | 厦门宏发汽车电子有限公司 | High-voltage pre-charging relay |
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2003
- 2003-05-30 DE DE2003124747 patent/DE10324747A1/en not_active Withdrawn
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