DE1614672B2

DE1614672B2 - Gepoltes relais mit zweifluegeligem drehanker

Info

Publication number: DE1614672B2
Application number: DE19671614672
Authority: DE
Inventors: Ulf Dipl.-Phys. 8000 München Reuterberg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-12-04
Filing date: 1967-12-04
Publication date: 1972-05-10
Also published as: DE1614672A1; BE724894A; GB1191049A; US3525958A; CH479948A; FR1594064A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein gepoltes Relais mit einem zweiflügeligen, um seinen Schwerpunkt drehbaren Anker, der in jeder seiner beiden Ruhelagen zwei einander gegenüberstehende Flußführungselemente verbindet und hier durch eine mittels Dauermagneten erzeugte Vormagnetisierung festgehalten wird.

Es ist bereits bekannt, bei elektromagnetischen Relais einen Drehanker zu verwenden, der zweiflügelig ausgeführt ist. Dadurch ergeben sich bei entsprechender Anordnung der Flußführungsteile zwei Arbeitsluftspalte, in denen die betriebsmäßigen Anzugskräfte wirksam werden. So wird beispielsweise in der deutsehen Auslegeschrift 1 019 383 ein gepoltes Relais beschrieben, bei welchem ein zweiflügeliger, V-förmiger Anker mit seiner Mittelkante auf der Polfläche eines Dauermagneten oder auf einem; entsprechenden Polblech abrollt und dadurch Schaltbewegungen ausführt. Je nach Richtung des Erregerstroms wird dabei der Dauermagnetfluß in dem einen Ankerflügel und im zugehörigen Luftspalt verstärkt, im anderen dagegen geschwächt. Um ein Abwandern des Ankers aus seiner Mittelstellung zu verhindern, ist allerdings für diese Art Wälzanker eine Lagefixierung, beispielsweise durch eine Feder od. dgl., erforderlich.

In der deutschen Patentschrift 910 459 ist weiterhin ein Magnetsystem beschrieben, bei welchem ein Anker in jeder seiher beiden Schaltstellungen zwei diagonal gegenüberstehende Flußführungselemente verbindet; durch Drehung um seinen Schwerpunkt führt dieser Anker Schaltbewegungen aus. Auch hier ist es jedoch erforderlich, den Anker in seinem Drehpunkt durch eine Achse zu fixieren, um ein Abwandern aus der Sollstellung zu verhindern.

Bei den bekannten Ausführungsformen elektromagnetischer Relais besitzt also der Anker jeweils eine mechanische Ankerlagerung, die beispielsweise durch einen Lagerstift oder durch eine entsprechend ausgebildete Lagerfeder gebildet wird. Jede mechanische Lagerung eines Ankers bewirkt jedoch eine vielfach nicht zu vernachlässigende Lagerreibung, die insbesondere bei Relais hoher Ansprechempfindlichkeit eine erhebliche Bedeutung besitzt. Dies gilt vor allem dann, wenn für ein Relais eine möglichst kleine Bauform gewählt werden soll. Bei der vielfach erforderlichen Miniaturisierung des Relaisaufbaus ergibt sich oft auch eine schwierige Justierung des Ankers. Die Einstellwerte bleiben aber bei einer mechanischen Lagerung nicht immer konstant, so daß sich die Betriebsdaten des Relais in unzulässiger Weise ändern können. Die geschilderten Nachteile werden bei einem gepolten Relais der eingangs näher bezeichneten Art dadurch beseitigt, daß die beiden in der jeweiligen Ruhelage durch den Anker überbrückten Flußführungselemente jeweils zueinander nicht parallele Berührungsflächen mit dem Anker aufweisen, und daß der lagerfrei angeordnete Anker durch formschlüssige Anlage an beiden Berührungsflächen in seiner Ruhelage stabilisiert wird.

Der wesentliche Unterschied gegenüber den bisher bekannten Lösungen besteht nach der Erfindung darin, daß der Drehanker weder durch eine starre Achse noch durch eine Lagerfeder gefesselt ist, sondern ein lose eingefügtes Teil des Relaissystems darstellt. Da der Anker nicht befestigt wird, braucht er auch in keiner Weise justiert zu werden. Er wird durch magnetische Kräfte in seiner jeweiligen Ruhelage gehalten. Dabei führt der Anker während des Umschaltvorgangs von der einen in die andere Ruhelage eine freie Drehung aus und erhält durch das nach jedem Umschaltvorgang erfolgende Anlegen an die Flußführungselemente eine Selbstjustierung. Da der Drehanker ohne Lagerung die betriebsmäßig vorgesehenen Bewegungen ausführt, besteht tatsächlich eine völlige Reibfreiheit bei der Ankerbewegung.

Der konstruktive Aufbau wird auch dadurch vereinfacht, daß die Flußführungselemente gleichzeitig als Kontaktelemente dienen; der Anker wirkt dann in an sich bekannter Weise als elektrische Kontaktbrücke und bewirkt somit das unmittelbare Öffnen und Schließen von Nutzstromkreisen. Auf diese Weise ist die Zahl der benötigten Einzelteile eines derartigen Kleinstrelais besonders gering, auch die Formgebung der magnetisch leitenden Einzelteile,

wie Zuführungselemente und Anker, ist derart, daß sie auf einfache Weise durch Biege- bzw. Prägevorgänge herstellbar sind. Die zum Erreichen eines gepolten Betriebsverhaltens notwendigen Dauermagnete können dabei zur Einstellung der gewünschten An-Sprecherregung durch teilweises Entmagnetisieren entsprechend abgestimmt werden. Damit ergeben sich im Rahmen einer automatisierten Fertigung besonders einfache Arbeitsvorgänge.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß zur Vormagnetisierung je ein Dauermagnet gleicher Polung zwischen den paarweise angeordneten Flußführungselementen formschlüssig eingeführt ist. Im übrigen kann durch einen keilförmigen Verlauf der paarweise angeordneten Kontaktelemente eine gute Anpassung an einen V-förmig ausgeführten Drehanker vorgenommen werden. Durch die formschlüssige Berührung der Anlageflächen zwischen Anker und Flußführungselementen bzw. Kontaktelementen ergibt sich auch eine gute elektrische Kontaktgabe. Zur Steuerung des gepolten Relais nach •der Erfindung verwendet man zweckmäßigerweise ein axial wirkendes Erregerfeld, wobei dieses Feld durch entsprechende Umpolung des Erregerstroms derart umkehrbar ist, daß der Anker von der einen Ruhelage in die andere umschaltet. Weiterhin ist es vorteilhaft, das gesamte Relaissystem innerhalb eines Schutzrohrs anzubringen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, wobei die Figur in schematischer Darstellung die Relaisausführung nach der Erfindung in Verbindung mit einem Schutzrohr zeigt. Innerhalb des erwähnten Schutzrohrs 9 befinden sich paarweise angeordnete Kontaktelemente 2 und 3 bzw. 4 und 5, wobei die Kontaktelemente 2 und 4 einen keilförmigen Verlauf besitzen. Zwischen den Kontaktelementen ist an ihren Enden ein V-förmig ausgebildeter Drehanker 1 eingefügt, der mit seinen Enden 1 α und 1 b sich mit den Enden der Kontaktelemente überläppt. Die jeweils mit einem Dauermagneten zu einer Einheit verbundenen Kontaktelemente sind spiegelbildlich aufgebaut. Das gilt für die Kontaktelemente 2 und 3 in Verbindung mit dem dazwischenliegenden Dauermagneto sowie für die Kontaktelemente 4 und 5 in Verbindung mit dem Dauermagneten?.

Die möglichen Ruhelagen des Drehankers 1 sind dabei derart, daß durch ihn jeweils die diagonal gegenüberstehenden Kontaktelemente elektrisch und magnetisch verbunden werden. Durch den Fluß der Dauermagnete 6 und 7 mit gleichsinniger Polung entsteht für den Drehanker 1 in den beiden möglichen Ruhestellungen eine Haftwirkung, deren Größe durch die Feldstärke der Dauermagnete 6 und 7 bestimmt ist. Die wirksamen Flüsse, die sich bei einer betriebsmäßigen Überlagerung von Dauerfluß und Erregerfluß ergeben, sind in der Figur durch entsprechende Kennzeichnung Φ_ο und Φ_Ε angegeben. Ist der resultierende Fluß in den Arbeitsluftspalten größer als an den Kontaktstellen zwischen dem Drehanker und den Kontaktelementen, dann hebt der Drehanker 1 an seinen beiden Enden 1 α und 1 b ab und dreht dabei ohne mechanische Abstützung in die andere Ruhelage. Die jeweilige Umsteuerung des Drehankers und damit die Flußverteilung in den Arbeitsluftspalten wird durch die an der Erregerwicklung 8 wirksame Polung der Betriebsspannung bestimmt. Besitzen die Dauermagnete 6 und 7 gleiche magnetische Feldstärke, so besitzt der Drehanker 1 dementsprechend auch ein symmetrisches Schaltverhalten für beide Ruhelagen. Soll dagegen eine einseitige Ruhelage des Drehankers 1 erreicht werden, so wählt man in bekannter Weise zusätzliche Dauermagnete. Die Abstimmung auf bestimmte Ansprechwerte ist auf diese Weise durch Entmagnetisierung der Dauermagnete möglich. Da die teilweise Entmagnetisierung auch noch im Endzustand des Relais vorgenommen werden kann, läßt sich auch dann eine einheitliche Fertigung derartiger Relaissysteme erreichen, wenn die gefertigten Relais mit unterschiedlichen Betriebsdaten arbeiten sollen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gepoltes Relais mit einem zweiflügeligen, um seinen Schwerpunkt drehbaren Anker, der in jeder seiner beiden Ruhelagen zwei einander gegenüberstehende Flußführungselemente verbindet und hierbei durch eine mittels Dauermagneten erzielte Vormagnetisierung festgehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden in der jeweiligen Ruhelage durch den Anker (1) überbrückten Flußführungselemente (2, 5; 3, 4) jeweils zueinander nicht parallele Berührungsflächen mit dem Anker (1) aufweisen, und daß der lagerfrei angeordnete Anker (1) durch formschlüssige Anlage an beiden Berührungsflächen in seiner Ruhelage stabilisiert wird.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (1) als elektrische Kontaktbrücke zwischen den als elektrische Kontaktelemente ausgebildeten Flußführungsteilen (2, 5; 3, 4) dient und somit das unmittelbare Öffnen und Schließen von Nutzstromkreisen bewirkt.

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß je ein Dauermagnet (6, 7) gleieher Polung zwischen den paarweise angeordneten Flußführungselementen (2, 3; 4, 5) formschlüssig eingefügt ist.

4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es durch ein axial wirkendes Erregerfeld mittels eines Solenoids steuerbar ist.

5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es innerhalb eines Schutzrohres untergebracht ist.

6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flußführungselemente (2, 3; 4, 5) in bezug auf den Anker (1) spiegelbildlich ausgeführt sind.

7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstimmung auf die erforderliche Ansprecherregung bzw. zur Erzielung einer einseitigen Ruhelage des Ankers (1) die Dauermagnete (6, 7) hinsichtlich ihrer wirksamen Feldstärke durch eine im montierten Zustand vorgenommene Entmagnetisierung abstimmbar sind.