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Selbsthaltendes gepoltes elektromagnetisches Relais Zusatz zum Patent:
1065 094 Die Erfindung bezieht sich auf elektromagnetische Relais, die einen
aus einem Flußbügel und einem Kernbügel aufgebauten Magneten und einen Anker besitzen,
der, sich längs des Flußbügels erstreckend, mit seinen freien Enden zwischen den
Polen des Magneten liegt und mit einer dem Relais derart für den Magneten und die
Anker gemeinsam zugeordneten Magnetisierungswicklung, daß der Anker beim Erregen
dieser Wicklung vom Flußbügel abgestoßen und gleichzeitig vom Kembügel angezogen
wird, wobei der dem Anker gegenüberliegende Teil des Kernbügels den Pol eines Dauerinagneten
bildet, nach Patent 1065 094. Die Erfindung bezweckt, den Anwendungsbereich
der im Hauptpatent angeführten Relais derart zu erweitern, daß mit einfachen Mitteln
ein selbsthaltendes elektromagnetisches Relais geschaffen werden kann, das die gleichen
Vorteile wie das Relais des Hauptpatentes besitzt und darüber hinaus weitere Aufgaben
zu erfüllen in der Lage ist.
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Erreicht wird dieser Zweck dadurch, daß erfindungsgemäß dem aus Flußbügel
und Kernbügel bestehenden Magneten ein zweiter Kernbügel, dem ersten spiegelbildlich
gegenüberstehend, zugeordnet ist, und daß der Flußbügel und beide Kernbügel von
dem Fluß einer Dauermagnetanordnung mit drei freien Magnetpolen derart durchsetzt
sind, daß die die Luftspalte begrenzenden Teile von Flußbügel und Kernbügeln unterschiedliche
Polarität besitzen.
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Entsprechend einer der Ausführungen des Hauptpatentes ist auch im
vorliegenden Fall der Dauermagnet dem Arbeitsluftspalt parallel geschaltet, womit
der Vorteil einer großen Stabilität des Dauermagneten gegenüber entmagnetisierenden
Einflüssen verbunden ist. Dieser Vorteil besteht auch bei häufiger Ummagnetisierung
des oder der dem Dauermagneten parallel liegenden Eisenkreise. Als besonderer Vorteil
einer derartigen Anordnung entsteht durch eine geeignete Polung des Dauermagneten,
bei richtiger Bemessung des permanenten Ruheflusses, d. h. der geometrischen
Abmessungen des Dauermagneten und seiner magnetischen Eigenschaften, im Bereich
der Luftspalte eine Flußüberlagerung des Erregerflusses, die bedingt, daß nach Ansprechen
des Ankers und Abschalten des Erregerflusses der Anker in seiner Stellung durch
den Fluß des Dauermagneten gehalten wird. Die vorstehend genannte Anordnung mit
drei freien Magnetpolen hat zudem den Vorteil, daß zwei Eisenkreise gleichzeitig
von einer Dauermagnetanordnung in gleicher Weise beeinflußt werden können. Die Haltekraft
des Dauermagneten wird erhöht durch die sich aus der Ankeranordnunc, des Relais
ergebende Flußeinschnürung in einer der Schaltstellung, die bedingt, daß sich der
auf die große Ankerfläche streuende Dauermagnetfluß an einer schmalen Stelle konzentriert
und dort vom Anker direkt in den Kernbügel übertritt.
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Die Erfindung wird an Hand der Ausführungsbeispiele im folgenden näher
erläutert.
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F i g. 1 zeigt zunächst das Schema des Relais. Die zum Verständnis
der Erfindung nicht wesentlichen Teile des Relais sind weggelassen. Das Relais ist
aus zwei Eisenkreisen in an sich bekannter Weise auf-Crebaut. Ein Flußbügel
1 U-förmiger Ausbildung ragt mit den beiden Schenkeln zwischen zwei Kernbügel
2 und 3. Die Kernbügel sind mit seitlichen Lappen 4 an einen der Schenkel
des Flußbügels angekoppelt, so daß ein magnetisierbarer Eisenkreis besteht. Beiderseits
des anderen Schenkels des Flußbügels 1 ist je ein Anker
5 angeordnet. Bei Erregen der Magnetisierungswicklung 6 werden die
Anker von den Kernbügeln angezogen und können dabei eine der gewünschten Aufgaben,
wie beispielsweise Kontaktgabe, ausführen.
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Diesem Relais ist nun eine Dauermagnetanordnung 7 mit drei
freien Magnetpolen zugeordnet. Sie ist T-förmig aufgebaut und so polarisiert, daß
die beiden einander gegenüberliegenden Pole 8 und 9
gleiche Polarität
besitzen, während der dritte Pol 10
die entgegengesetzte Polarität hat.
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Damit ist also jedem der vorher geschilderten Eisenkreise
1, 2, 5 oder 1, 3, 5 ein paralleler, überwiegend von der Dauermagnetanordnung
7 gebildeter Eisenkreis zugeordnet. Der Dauerfluß verläuft also beispielsweise
vom Pol 9 in den Kernbügel 2 und von
dort über den Anker
5 und einen Pol des Flußbügels 1
zurück zum Pol 10. Er durchsetzt
dabei den Anker 5
in jeder seiner Lagen. Sofern aber der Anker an dem Kernbügel
2 angezogen ist, bildet sich aus der großen Streufläche zwischen Flußbügel
1 und Anker 5 und der kleinen übergangsstelle zwischen Anker
5 und Kernbügel 2 eine sogenannte Flußeinschnürung, die eine erhöhte'Haltekraft
und damit den Erfolg des Selbsthaltens bedingt.
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Der Dauermagnet 7 kann als einzelner Dauermagnet hergestellt
werden und beispielsweise aus ferromagnetischem Material gesintert und in der gewünschten
Art polarisiert werden.
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Es ist aber auch möglich, den Dauermagneten aus mehreren Teilen zusammenzusetzen,
wobei sich leicht erkennbare Vorteile in der Fertigung und für den Magnetisierungsvorgang
ergeben. So ist beispielsweise in F i g. 3 eine Dauermagnetanordnung dargestellt,
die aus zwei kleineren, bereits polarisierten Dauermagneten 11 und 12 und
einem in der Mitte zwischen beiden angeordneten Weicheisenteil 13 besteht.
Die Dauermagneten 11 und 12 können in beliebiger Stärke vormagnetisiert werden
und sind dann, beispielsweise durch Klebung, zu der dargestellten Anordnung mit
dem Weicheisenteil verbunden.
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Eine weitere Möglichkeit, die Dauermagnetanordnung herzustellen, zeigt
F i g. 4, in der ein einzelner Dauermagnet 14 mit einem quer über einem seiner
Pole angeordneten Weicheisenteil 15 verbunden ist.
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Die an sich bekannte Relaisanordnung wird häufig zu Streifen zusammengestellt,
bei denen mehrere derartige Relais hintereinander angeordnet sind und die besondere
Vorteile der fertigungsmäßigen Herstellung aufweisen. Ausschnitte aus einem derartigen
Relaisstreifen sind in F i g. 2 dargestellt. Zur Verwendung in diesem Relais
können jeweils zwei der geschilderten Dauerinagnetanordnungen mit drei freien Magnetpolen
zu einer Dauerinagnetanordnung mit vier freien Magnetpolen zusammengefaßt werden.
Die in F i g. 2 dargestellten kreuzförmigen Dauermagnetanordnungen
16 sind so polarisiert, daß ihre jeweils gegenüberliegenden freien Enden
gleiche Polarität besitzen. Bei einer derartigen Anordnung werden beispielsweise
dem Anker 17 und dem zugehörigen Eisenkreis, bestehend aus Flußbügel
18 und Keinbügel 19, zwei permanente Flußkreise zugeordnet, von denen
je einer über die zunächst liegenden freien Enden einer der beiden rechts
und links des Flußbügels liegenden Dauermagnetanordnungen verläuft. Es ist leicht
erkennbar, daß auf diese Weise eine genauere Bemessung des Dauermagnetflusses erzielt
werden kann, da nunmehr zwei permanente Flüsse zur Verfügung stehen, deren etwaige
Abweichungen von der gewünschten Stärke sich gegenseitig ausgleichen können.
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Ein besonderer Vorteil der beschriebenen Dauermagnetanordnung liegt
noch darin, daß sie in Form und Aufbau der bestehenden Relaiskonstruktion angepaßt
ist, so daß der Einbau in bereits vorhandene Relais oder Relaisstreifen ohne konstruktive
und handwerkliche Änderungen möglich ist.