DE1291832C2

DE1291832C2 - ELECTROMAGNETIC RELAY

Info

Publication number: DE1291832C2
Application number: DE1964G0040455
Authority: DE
Inventors: Hans 8000 München; Grüner Wolfgang 7209 Wehningen Sauer
Original assignee: Matsushita Elektric Works Ltd., Osaka (Japan); Sauer, Hans, 8000 München
Priority date: 1964-04-25
Filing date: 1964-04-25
Publication date: 1975-10-09
Also published as: DE1291832B; US3340487A; JPS5135710B1; GB1107571A

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais, dessen Magnetsystem einen langgestreckten Kern, ein entsprechend ausgebildetes Joch und einen winkelförmig ausgebildeten Klappanker aufweist, dessen dem Kern abgewandtes Ende gabelförmig ausgebildet ist und mit dem Joch — in dessen Ende eingreifend — einen zusätzlichen Luftspalt bildet.The invention relates to an electromagnetic relay, the magnet system of which has an elongated core has a correspondingly designed yoke and an angled hinged armature, the one of which Core facing away from the end is fork-shaped and with the yoke - engaging in the end - a forms additional air gap.

Bei einem nach der DT-PS 6 22 791 bekannten Relais dieser Art bewegt sich das gabelförmige Ende des Klappankers bei kleiner werdendem Luftspalt zwischen Kern und Klappanker aus der Ebene des Jochschenkels hinaus. Das Joch dieses Relais hat nur einen Schenkel.In a relay of this type known from DT-PS 6 22 791, the fork-shaped end of the moves Hinged armature with a decreasing air gap between the core and the hinged armature from the plane of the yoke leg out. The yoke of this relay has only one leg.

Bekannt ist auch ein Stufenrelais (DT-PS 9 52 835), das 7wei oder mehrere Spulen und einen um einen Drehpunkt am Jochende verschwenkbaren abgewinkelten Klappanker aufweist. Dieses bekannte Relais ist so ausgebildet, daß der Klappanker mehrere Arbeitsstellungen einnehmen kann, je nachdem welche Spule erregt ist. In einer der Arbeitsstellungen steht eine der Klappankerstirnflächen einer entsprechenden Stirnfläche des Jochs unter Luftspaltbildung gegenüber, so daß der Fluß zwischen dem Klappanker und dem Joch fließt. Das abgewinkelte Klappankerende liegt bei einer anderen Arbeitsstellung des Klappankers seitlich an einem Jochschenkel an. Wird der Klappanker von dem einen Spulenkern angezogen, so wird das anliegende Klappankerende von dem betreffenden Jochschenkel entfernt Dabei tritt jedoch eine der auf den Klappanker ausgeübten Anziehungskraft entgegenwirkende magnetische Kraftkomponente auf.Also known is a step relay (DT-PS 9 52 835) that has 7 two or more coils and one around one Has pivot point at the end of the yoke pivotable angled hinged armature. This known relay is like that designed that the hinged armature can occupy several working positions, depending on which coil is excited. One of the hinged anchor faces of a corresponding face is in one of the working positions of the yoke with the formation of an air gap, so that the river flows between the hinged armature and the yoke. The angled end of the hinged anchor rests on the side when the hinged anchor is in a different working position one yoke leg on. If the hinged armature is attracted to one of the coil core, the adjacent The hinged armature end is removed from the relevant yoke limb exerted attractive force counteracting magnetic force component.

Es ist ferner ein Mikroelektromagnet bekannt (DT-AS 11 25 546), der mit einem um eine Achse drehbaren, zu zwei Ankerlappen abgewinkelten Klappanker versehen ist. Im abgefallenen Zustand des Klappankers besteht sowohl zwischen dem einen Ankerlappen und dem Kern als auch zwischen dem anderen Ankerlappen und dem Joch jeweils ein Luftspalt. Dieser Luftspalt wird im angezogenen Zustand des Klappankers bis auf Null reduziert Dadurch ist die auf den Klappanker ausgeübte Anziehungskraft um so stärker, je geringer die jeweilige Luftspaltbreite ist. Die Anziehungskraft ist damit stark von der Lage des Klappankers gegenüber dem Kern und dem Joch abhängig. Es addieren sich nämlich bei Erregung des Relais die vom Magnetfluß in den beiden Luftspalten erzeugten, auf den Klappanker wirkenden Kräfte; beide Kräfte nehmen mit abnehmender Luftspaltbreite sehr stark zu, so daß der größte Wert der auf den Anker wirkenden Kraft kurz vor dem Aufprallen des Ankers auf den Kern gegeben ist. Eine derartige Abhängigkeit ist insbesondere dann unerwünscht, wenn das Relais extreme Abfallbedingungen aufweisen soll oder ein in der Endphase gedämpfter An?ug des Ankers gefordert ist.There is also a micro-electromagnet known (DT-AS 11 25 546), which is around an axis rotatable, to two anchor tabs angled hinged anchor is provided. In the fallen state of the The hinged anchor exists between the one anchor tab and the core as well as between the other anchor tabs and the yoke each have an air gap. This air gap is tightened in the The state of the hinged anchor is reduced to zero The smaller the air gap width, the stronger the force of attraction. The attraction is strong on the position of the hinged armature relative to the core and the yoke. Namely, they add up at Excitation of the relay generated by the magnetic flux in the two air gaps, acting on the hinged armature Forces; Both forces increase very strongly with decreasing air gap width, so that the greatest value the force acting on the anchor is given shortly before the anchor hits the core. One such dependency is particularly undesirable when the relay has extreme drop-out conditions should have or a dampened approach of the armature is required in the end phase.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Relais eingangs genannter Art dahingehend weiterzubilden, daß der zwischen dem Joch und dem gabelförmigen Ende des Klappankers auftretende Magnetfluß weitestgehend mit zur Zugkraftentwicklung im Sinne der Betätigung des Klappankers herangezogen wird, so daß eine Verstärkung dieser Zugkraft während des Klappankerweges, aber nur bis kurz vor seinem Aufprall auf den Kern, bewirkt wird.The invention is based on the object of developing a relay of the type mentioned at the beginning to the effect that that the magnetic flux occurring between the yoke and the fork-shaped end of the hinged armature largely is used with the development of tensile force in the sense of actuating the hinged armature, so that an increase in this tensile force during the hinged anchor path, but only until shortly before its impact the core, is effected.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Relais dadurch gekennzeichnet, daß das Joch mehrschenklig ausgebildet ist und nur ein erster Jochschenkel mit dem gabelförmigen Ende des Klappankers zusammenwirkt, während an weiteren, seitlich angeordneten Jochschenkeln der Klappanker gelagert ist, und daß der erste Jochschenkel und das gabelförmige, in seiner ganzen Länge geradlinig ausgebildete Ende des Klappankers etwa in einer Ebene liegen, derart, daß in abgefahrener Stellung des Klappankers dessen gabelförmiges Ende etwas aus dieser Ebene heraustritt und bei Anzug des Ankers in diese Ebene hineingezogen wird.To solve this problem, the relay is characterized in that the yoke has multiple legs is and only a first yoke leg cooperates with the fork-shaped end of the hinged armature, while the hinged armature is mounted on further, laterally arranged yoke legs, and that the first Yoke legs and the fork-shaped end of the hinged armature that is straight over its entire length lie approximately in one plane, such that in the moved position of the hinged armature its fork-shaped end something emerges from this plane and is drawn into this plane when the anchor is tightened.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird erreicht, daß sich der Kraft-Weg-Charakteristik zwischen dem Klappanker und dem Kern, die durch eine steigende Anziehungskraft mit geringer werdendem Luftspalt gekennzeichnet ist, nunmehr noch eine Kraft-Weg-Charakteristik zwischen dem gabelförmigen Ende des Klappankers und dem Jochschenkel überlagert, die ähnlich derjenigen eines Tauchspulensystems ist Die Kraft-Weg-Charakteristik zwischen dem gabelförmigen Ende des Klappankers und dem Jochschenkel verläuft bei starker Annäherung des gabelförmigen Endes an den Jochschenkel im umgekehrten Sinne wie die Kraft-Weg-Charakteristik zwischen dem Klappanker und dem Kern. Dadurch tritt eine gewisse Kompensation der Gesamtcharakteristik ein. Dieser Effekt kann durch die Wahl des Winkels zwischen dem Klappanker und seinem gegabelten Ende variiert werden. Das gabelförmige Ende des Klappankers und der Jochschenkel bleiben bei den in Frage kommendenBy the measure according to the invention it is achieved that the force-displacement characteristic between the hinged armature and the core, which are caused by an increasing attraction with decreasing Air gap is characterized, now a force-displacement characteristic between the fork-shaped The end of the hinged armature and the yoke leg are superimposed, which is similar to that of a moving coil system is the force-displacement characteristic between the fork-shaped end of the hinged armature and the yoke leg runs when the fork-shaped end approaches the yoke leg in the opposite sense the force-displacement characteristic between the hinged armature and the core. This causes a certain Compensation of the overall characteristic. This effect can be achieved by choosing the angle between the Hinged anchor and its forked end can be varied. The forked end of the hinged armature and the yoke legs remain with those in question

Einstellungen dieses Winkels im wesentlichen immer in einer Ebene und berühren sich nie; daher tritt zwischen ihnen auch keine Luftspaltlängenänderung auf und damit auch keine unerwünscht starx ansteigende Zugkrafiänderung bei Bewegung des Klappankers, sondern die Zugkraft verhält sich abhängig von dem von dem gabelförmigen Ende des Klappankers in Richtung auf den Jochschenkel zurückgelegten Weg erst steigend und dann fallend. Demzufolge wird die Kraft-Weg-Charakteristik der Resultierenden der Anzugskräfte verhältnismäßig flach und damit die Zugkraftänderung geringer.Settings of this angle are essentially always in one plane and never touch each other; therefore occurs between there is also no change in the length of the air gap, and therefore no undesirably increasing increases Tensile force change when moving the hinged armature, but the tensile force is dependent on the the fork-shaped end of the hinged armature in the direction of the yoke leg covered path only rising and then falling. As a result, the force-displacement characteristic of the resultant of the tightening forces becomes proportionate flat and thus the change in tensile force is lower.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung beschrieben.The invention is described below using an exemplary embodiment with reference to the drawing described.

F i g. 1 zeigt das Relais, betrachtet von der Seite des eisten Jochschenkels,F i g. 1 shows the relay viewed from the side of the most yoke leg,

Fig. II zeigt das Relais nach Fig. 1 l.n Schnitt längs der Linie A-B. FIG. II shows the relay according to FIG. 1 in section along the line AB.

Fig. IV zeigt Kraft-Weg-Charakteristiken zur Erläuterung der Funktionsweise des Relais.Fig. IV shows force-displacement characteristics for explanation how the relay works.

Das Relais nach dem Ausführungsbeispiel weist ein Magnetsystem mit einem langgestreckten Kern 4, ein Joch mit drei Jochschenkeln 5, 6, 7 und einen winkelförmig ausgebildeten Klappanker 1 auf. Das dem Kern 4 abgewandte Ende 2, 3 des Klappankers 1 ist gabelförmig ausgebildet und bildet mit dem Jochschenkel 7 — in dessen Ebene eingreifend — zusätzliche Luftspalte. Der Klappanker 1 ist an den seitlich angeordneten Jochschenkeln 5, 6 gelagert. Der erste Jochschenkel 7 und das gabelförmige, in seiner ganzen Länge geradlinig ausgebildete Ende 2, 3 des Klappankers 1 liegen etwa in einer Ebene derart, daß in abgefallener Stellung des Klappankers 1 dessen gabelförmiges Ende 2, 3 etwas aus dieser Ebene heraustritt und bei Anzug des Ankers in diese Ebene hineingezogen wird. Den stirnseitigen Querkanten von an dem gabelförmigen Ende 2, 3 des Klappankers 1 befindlichen Ankerlappen 8, 9 stehen entsprechend ausgebildete Querkanten 10, 11 des ersten Jochschenkels 7 gegenüber.The relay according to the exemplary embodiment has a magnet system with an elongated core 4 Yoke with three yoke legs 5, 6, 7 and an angled hinged armature 1. That the The end 2, 3 of the hinged armature 1 facing away from the core 4 is fork-shaped and forms with the yoke leg 7 - engaging in its plane - additional air gaps. The hinged anchor 1 is on the side arranged yoke legs 5, 6 mounted. The first yoke leg 7 and the fork-shaped, in its entirety Length of rectilinear end 2, 3 of the hinged armature 1 are approximately in a plane such that in fallen position of the hinged armature 1, the fork-shaped end 2, 3 slightly out of this plane emerges and is drawn into this plane when the anchor is tightened. The front transverse edges of anchor tabs 8, 9 located at the fork-shaped end 2, 3 of the hinged armature 1 are correspondingly formed transverse edges 10, 11 of the first yoke leg 7 opposite.

Durch nicht dargestellte Einstellglieder ist die Einstellung des gabelförmigen Endes 2, 3 des Klappankers 1 in bezug auf die Ebene des mit ihm zusammenwirkenden Jochschenkels 7 veränderbar.The adjustment of the fork-shaped end 2, 3 of the hinged armature is not shown by setting members 1 with respect to the level of the yoke leg 7 cooperating with it can be changed.

Durch ebenfalls nicht dargestellte Mittel ist der mit dem gabelförmigen Ende 2, 3 des Klappankers 1 zusammenwirkende Jochschenkel 7 zur Befestigung des Relais ausgebildet.By means also not shown, the one with the fork-shaped end 2, 3 of the hinged armature 1 cooperating yoke legs 7 formed for fastening the relay.

Die Jochschenkel 5, 6 sind einander parallel und von dem Klappanker 1 überbrückt. Der Klappanker 1 is; scharfkantig abgewinkelt und lagert an je einer Kante der Jochschenkel 5, 6; hierzu sind bekannte, nicht dargestellte Hiltsglieder vorgesehen.The yoke legs 5, 6 are parallel to one another and bridged by the hinged armature 1. The hinged anchor 1 is; Sharp-edged angled and supported on one edge of each of the yoke legs 5, 6; these are known, not Hiltsglieder shown provided.

Der Luftspalt zwischen den Querkanten 10, U und den Ankerlappen 8, 9 bildet einen relativ großen Betätigungsweg, der zweckmäßig relativ weit vom Drehpunkt entfernt ist, um ein möglichst großes Drehmoment zu erhalten.The air gap between the transverse edges 10, U and the anchor tabs 8, 9 forms a relatively large one Actuating travel, which is expediently relatively far from the pivot point, to the largest possible To obtain torque.

Die Kraft-Weg-Charakteristik p-s der aus diesem Luftspalt resultierenden Anzugskraft ρ zeigt die Kurve c in F i g. IV; die Kurve c ähnelt der eines Tauchmagnetsystems und hat die größte Anzugskraft ρ kurz vor dem Eintauchen. Dies entspricht etwa der in Fig. 11 gezeigten Position des Ankerlappens 8. Es ist leicht zu erkennen, daß die Position des Ankerlappens 8 weitgehend unabhängig vom Luftspalt festgelegt werden kann. Wesentlich ist, daß die Kraft-Weg-Charakteristik des Klappankersystems und des Tauchmagnetsystems zusammenwirken. Die steile Kraft-Weg-Charakteristik gemäß Kurve a, die aus der Anzugskraft zwischen dem Klappanker 1 und dem Kern 4 sowie zwischen dem Klappanker 1 und den Jochschenkeln 5 und 6 resultiert, wird durch eine zusätzliche Anzugskraft ρ verstärkt, die ihr Maximum hat, bevor der Klappanker 1 seine angezogene Stellung erreicht, in dieser Stellung jedoch angenähert wieder auf Null zurückgegangen ist.The force- displacement characteristic ps of the attraction force ρ resulting from this air gap is shown by curve c in FIG. IV; the curve c is similar to that of a diving magnet system and has the greatest attraction force ρ shortly before immersion. This corresponds approximately to the position of the anchor tab 8 shown in FIG. 11. It is easy to see that the position of the anchor tab 8 can be determined largely independently of the air gap. It is essential that the force-displacement characteristics of the hinged armature system and the solenoid system interact. The steep force-displacement characteristic according to curve a, which results from the tightening force between the hinged armature 1 and the core 4 and between the hinged armature 1 and the yoke legs 5 and 6, is reinforced by an additional tightening force ρ , which has its maximum before the hinged armature 1 has reached its attracted position, but in this position has almost come back to zero.

Die Kurve b in Fig. IV zeigt die Kraft-Weg-Charakteristik eines kombinierten Systems im Vergleich zur Kurve a, die ohne die zusätzliche Anzugskraft ρ gemäß Kurve c gegeben ist. Die Kurve b in der speziellen dargestellten Form enlsteht allerdings nur dann aus der Kurve a, wenn, wie in Fig. 111 dargestellt, der Ankerlappen 8 in die gestrichelte Position 8' gelangt und damit ein den Anzugskräften auf den Klappanker 1 entgegenwirkendes Gegendrehmoment ausübt. Eine solche Position 8' des Ankerlappens 8, wie sie beispielsweise schon beim Ankerlappen des Relais nach der DT-PS 6 22 791 gegeben ist, wird vorzugsweise dann vorgesehen, wenn ein Relais mit extremen Abfallbedingungen gewünscht ist oder ein in der Endphase stärker gedämpfter Anzug des Klappankers 1 gefordert ist.Curve b in FIG. IV shows the force-displacement characteristic of a combined system in comparison to curve a, which is given without the additional tightening force ρ according to curve c . The curve b in the particular form shown arises from the curve a only when, as shown in FIG. 111, the anchor tab 8 reaches the dashed position 8 'and thus exerts a counter-torque counteracting the tightening forces on the hinged armature 1. Such a position 8 'of the anchor tab 8, as it is already given, for example, with the anchor tab of the relay according to DT-PS 6 22 791, is preferably provided when a relay with extreme fall-off conditions is desired or a more attenuated tightening of the in the end phase Hinged anchor 1 is required.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

12 91 claims:

1. Electromagnetic relay, whose magnet system has an elongated core, a corresponding formed yoke and an angularly formed hinged armature, the core of which remote end is fork-shaped and with the yoke - engaging in its plane - forms an additional air gap, characterized in that the yoke has multiple legs is formed and only a first Jocnschenkel (7) with the fork-shaped end (2,3) of the hinged armature (I) cooperates, while the hinged armature on further, laterally arranged yoke legs (5, 6) (1) is mounted, and that the first yoke leg (7) uad the fork-shaped, in its entire length rectilinear end (2,3) of the hinged armature (1) lie approximately in a plane such that in fallen position of the hinged armature (1) whose fork-shaped end (2, 3) slightly out of this plane emerges and is drawn into this plane when the armature (1) is tightened.

2. Relay according to claim 1, characterized in that the front transverse edges of the in The fork-shaped end (2, 3) of the hinged armature (1) running in the longitudinal direction of the core (4) opposite formed transverse edges (10, 11) of the first yoke leg (7).

3. Relay according to claim 1, characterized in that the setting of the fork-shaped end (2,

3) of the hinged armature (1) can be changed with respect to the plane of the yoke leg (7) which interacts with it is.

4. Relay according to one of claims 1 and 2, characterized in that with the fork-shaped End (2,3) of the hinged armature (1) cooperating yoke legs (7) for fastening the relay is trained.

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