DE1926514A1 - Neutrales Klappankerrelais hoher Ansprechempfindlichkeit mit einseitiger Ruhelage des zweifluegeligen Ankers - Google Patents

Neutrales Klappankerrelais hoher Ansprechempfindlichkeit mit einseitiger Ruhelage des zweifluegeligen Ankers

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DE1926514A1
DE1926514A1 DE19691926514 DE1926514A DE1926514A1 DE 1926514 A1 DE1926514 A1 DE 1926514A1 DE 19691926514 DE19691926514 DE 19691926514 DE 1926514 A DE1926514 A DE 1926514A DE 1926514 A1 DE1926514 A1 DE 1926514A1
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/36Stationary parts of magnetic circuit, e.g. yoke
    • H01H50/42Auxiliary magnetic circuits, e.g. for maintaining armature in, or returning armature to, position of rest, for damping or accelerating movement

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Description

  • Meutrales Klappankerrelais hoher Ansprechempfindlichkeit mit einseitiger Ruhelage des zweiflügeligen Ankers Die Erfindung bezieht sich auf ein neutrales Klappankerrelais mit Weicheisenkern und einseitiger Ruhelage des zweiflügeligen Drehankers, wobei der Drchanker mit dem einen Ankerflügel der Ausuenseite des einen Jechschenkels und mit seinem anderen Ankerflügel der Innenseite des anderen Jechschenkels gegenübersteht.
  • Bckanntlich versteht man unter einem neutralen Relais eine durch Impulse steuerbare Schaltanordnung, bei der unabhängig von der Stromrichtung der Steuerimpulse ein gleichartiges Ansprechen der Schaltanordnung erfolgt. Neutrale Relais, insbesendere Klappankerrelais mit Weicheisenkern und einseitiger Ruhelage des Ankers, etellen in der Relaistechnik die an hinflgst@@ verwendete Auslührungsferm dar. Ihr Einsatz ist jedsch dann in Frage gestellt sder überhaupt nicht mehr möglich, wenn derartige Relais für Aufgaben benutzt werden sollen, bei denen eine relativ hohe Ansprechempfindlichkeit verlangt wird. Für derartige Verwendungsswecke benutzt man daher häufig gepolte Relais, bei denen durch eine Vormagnetisierung bestimmter Flußkreise eine Empfindlichkeitssteigerung erreicht wird. Nachteilig ist dabei jedoch, daß bei diesen bekannten Anordnungen swangsläufig das neutrale Arbeitsverhalten verlassen wird, wodurch eine Auslese hinsichtlich der Stromrichtung der auf das Relais wirkenden Steuerimpulse zwangsläufig entsteht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Klappankerrelais zu schaffen, bei dem unter Beibehaltung eines neutralen Betriebsverhaltens eine erhebliche Empfindlichkeitssteierung des Relais eintritt. Dabei wird neben der erhöhten Ansprechempfindlichkeit die Forderung gestellt, daß die Relaisanordnung nech für eine relativ hehe Schaltfrequenz geeignet ist, was nur durch eine extreme Verkleinerung des Massenträgheitsmoments der beweglichen Teile ermöglicht werden kann.
  • E3 ist zwar bei elektromagnetischen Relais bereits bekannt, zur Erhöhung des Wirkungsgrades und darnit der hnsprechempfindlichkeit den Klappanker nicht nur mit einem Flügel zu vorsehen, sondern zweiflügelig auszuführen, da sich bei entsprechender Flußführung dann zwei Arbeitsluftspalte ausbilden, die sich hinsichtlich der auf den Anker betriebsmäßig wirkenden Drchmomente dann unterstützen. Bei gleichem wirksamen Hub des Ankers entsteht dann bei eincr bestimmten Erregung annähernd eine Verdopplung des Drehmoments bzw. die Ansprecherregung des Systems erhöht sich dabei in entsprechender Weise.
  • Es ist auch bereits bckannt, die Rückstellkraft eines federlesen Ankers durch einen Dauermagneten zu erzeugen, wodurch sich die Verwendung einer besonderen Rückstellfeder für den Anker erübrigt. Bei gepolten slcktromagnet schen Relais ist es forner bekannt, daß mindestens ein Dauermagnet eine Vormagnetisierung des Ankers bzw. bestimmter Teile des Erregerflußkreises übernimmt, wodurch sich eine Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit gegenüber gleichartigen Systemen ohne Vormagnetisierung ergibt. Der Nachtel dieser letztgenannten Anerdnung liegt aber besogen auf die Aufgabenstellung vorliegender Erfindung darin, daß das Relaissystem durch den Dauermagneten ein gepoltes Verhalten erhält, so daß Impulse wechselnder Richtung nicht mehr in gleicher Weise, wie beimneutralen System, ausgewertet werden können.
  • Es sind ferner bereits elektremagnetische Relais mit einem Drehanker bekannt geworden, bei denen sich zwei den beiden Ankerflügeln zugeordnete Luftspalte ergeben. Beispielsweise zeigt die amerikanische Patentschrift 3 317 871 ein derartiges System, webei jedoch nur ein wirksamer Arbeitsluftspalt für den Drehanker vorhanden ist. Der andere Luftspalt ist dagegen als inaktiver Arbeitsluftsyalt zu werten, da das dort auftretende Drehmement sich mit dem Drchmoment des anderen Ankerflügels nicht addiert, sondern sogar subtrahiert. Dadurch kann - obwohl zwei Luftspalte an den Ankerflügeln zu den Jochschenkeln vorhanden sind - nicht von einer Epfindlichkeitssteigerung gesprochen werden, die durch dne zweiflügeligen Drehanker erreicht wird. Bei der erwähnten Ausführungsform ist auch ein Dauermagnet vorhanden, der die Rückstellkraft für den federlosen Drchanker erzougt. Dieser Dauermagnet befindet sich aber, zumindest bei ener bestimmten Folung des Erregerstroms, innerhalb des Erregerflußkreises.
  • Man kann bei dieser bekannten Anordnung auch davon ausgehen, daß der Dauermagnet zur Empfindlichkeitssteigerung auch eine Vormagnetsierung des Erregerkreises erzeugt, doch ist hierbei der Ankerflügel im wesentlichen in Längsrichtung vom Dauerfluß durcllsetzt-, Dies hat den schwerwiegenden Nachteil, daß zur Vermeidung von Sättigungserscheinangen der Querschnitt des Drehankers entsprechend groß dinensioniert werden muß, so daß ein rclativ großes Trägheitsmoment für den Anker entsteht Da aber die Größe des Trägheitsmomentsbestimmend für die betriebsmäßig erzielbare Schaltfrequenz eines derartigen Relais ist, kann auch die in der Regel gestellte Forderung nach kleinem Fassenträgheitsmoment und damit hoher Schaltgeschwindigkeit des Relais nicht erfüllt werden.
  • Wenn auch einzelne der folgenden Merkmale bei Relais belcannt sind, so zeigt die erfindungsgemäße lösung eine Anordnung, wie diese zum Teil bckannten Merkmale kombiniert werden können, um ein neutrales Relais hoher Ansprechempfindlichkeit sowie großer Schaltgeschwindigkeit zu schaffen, ohne daß die bei bckannten Anerdnungen sich ergebenden Nachteile auftreten Nach der Erfindung lassen sich die gestellten Forderungen dadurch erfüllen, daß bei einem Relais der eingangs näher bezeichneten Art eine Kombination folgender drei Merkmale vorgenomn.en wird: a) Der -orzugsr/cisc im Schwerpunkt gelagerte Drehanker bildet mit seinen Ankerflügeln zu den Jochsehenkeln zwei Arbeitsluftspalte, wobei die betriebsmäßige auf den Anker wirkenden Drehmomente sich üterstützen.
  • b) Die Rückstellkraft des federlosen Drehankers ist durch einen in wesentlichen außerhalb des Erregerflußkreises liegenden Dauermagneten erzeugt, dessen Polschuhc einen Ankerflügel zangenförmig umfassen, wodurch ein größerer Arbeitsluftspalt und einn im Vergleich dazu kleinerer Hilfsluftspalt entsteht.
  • c) Der Dauermagnet erzeugt eine Vormagnetisierung des diesem räumlich benachbarten ankerflügels, wobei der Dauerfluß diesen Ankerflügel im wesentlichen in Querrichtung durchsetzt.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, den durch den Dauermagneten wirksamen Fluß, der sowohl die Rückstellkraft des federlosen Drchankers als auch die Vormagnetisierung erzeugt, einstellbar zu machen. Zweckmäßigerweise wählt man dazu eine dem freiliegenden Polschuh des Dauermagneten zugeordnete ferromagnetische Einstellschraube, die den wirksamen Abstand cincs d-en Daucrfluß führenden Nebenluftspalts bestimmt.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, wobei die Figur in schematischer Darstellung das Elektromagnetsystem nach der Erfindung zeigt. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausfährung eines Klappankerrelais mit Dauermagneten handelt es sich un ein quasigepoltes Elektromagnetsystem, welches auf Impulse wechselnder Richtung in gleicher Weise anspricht, wie ein neutrales Relais. Der Drehanker 1 wird dabei vom Erregerfluß # E und dem Ausgleichsfluß # A des Dauermagneten 6 in Längsrichtung durchflossen, während der wesentliche Teil des Dauerflusses den Ankerfluügel 1a in Querrichtung durchsetzt. Aus diesen Grund kann man in der Praxis den Querschnitt des Drehankers relativ klein halten, wadurch auch sein Massenträgheitsmoment gering bleibt. Auf diese Weise ist es möglich, entsprechend kurze Ansprech- und Hubzeiten für den Drehanker 1 zu erreichen, wodurch sich die erreichbare Schaltfrequenz des Systems wesentlich vergrößert. Der Drehanker ist im übrigen mit eine Achse 2 im Schwerpunkt gelagert, wodurch eine hohe Stoß- und Schüttelfestigkeit erzeielt wird. An der Achsc 2 befindet sich der elektrische Anschluß c für die Umschaltkontakteinrichtung mit den weiteren Anschlüssen a und b.
  • Die Rückstellung des Ankers von der labileii Arbeitslage in die stabile Ruhelage erzeugt der bereits erwähnte Dauerinagnet 6, der den Dauerfluß # D erzeugt. Um diese Rückstellung zu erreichen, ist der den Dauermagneten 6 am niichstcn liegende Ankerflügel 1a unsymmetrisch zwischen dem Polschuh 4 und dem Jochschenkel 5a derart angeordnet, daß stets die Anzugskraft des Dauermagneten 6 im Hilfsluftspalt 7 höher ist, als im Arbeitsluftspalt 8a. Beim Auftreten des Erregerflusses durch Anlegen der Betriebsspannung an die Punkte x und y der rregerwicklung 11 überlagert sich dieser mit dem Dauerfluß, wobei je nach iiichtung des Erregerflusses eine Schwächung oder Verstärkung des Dauerflusses in den dem Ankerflügel la nächstgelegenen Arbeitsluftspalt 8a erfolgt. Durch den Fortfall der sonst notwendigen Ankerrückstellfeder ist der konstruktive Aufbau des Elektromagnetsystems relativ enfach.
  • Mit Hilfe einer Einstellschraube 9 kann der über den Neben luftspalt 12 flicßcndc Dauerfluß innerhalb eines bestimmten Bereichs optimal abgeglichen werden.
  • Der dem Ankerflügel 1a des Drehankers 1 gegenüberliegende Ankerflügel 1b arbeitet wic bei einem üblichen neutralen Klappankerrelais. Das auf diesen Ankerflügel 1b wirksame Drehmoment ist zwar wegen der hier feiilenden Vormagnetisierung geringer, es ist aber mit den Drehmoment des anderen Ankerflügeis 1a gleichsinnig, so daß sich in jedem Fall beide Drchmomente addieren. Das gilt sowohl für den Fall, daß die auf die Erregerwicklung 11 wirksamen Steuerimpulse positiv oder auch negativ sind. Infolgc der Uberlagerung des Erregerflusses mit den Daucrfluß in nur einer. der beiden Arbeitsluftspalte wird je nach Richtung der wirksamen Stcucrimpulse die Ansprecherregung des Elektromagnetsystem allerdings verschieden sein.
  • Dieser scheinbare Nachteil läßt sich jedoch bei Auswerteschaltungen in vorteilhafter Weise verwenden, wenn beispielsweise der Istwert des positiven Steuerimpuls kleiner ist als die Ansprechempfindlichkeit, der Istwert des negativon Steuerimpulses aber die Ansprochempfindlichkeit erreicht.
  • 3 P a t e n t a n s p r ü c h e 1 Figur

Claims (3)

  1. P a n t e n t a n s p r ü c h e 1. Neutrales Klappankerrelais mit Weicheisenkern und einseitiger Ruhelage des zweiflügeligen Drehankers, wobei der Drehanker mit dem einen Ankerflügel der Außenseite des einen Jochschenkels und mit dcn anderen Ankerflügel der Innenseite des anderen Jochschenkels gegenübersteht, gekennzeichnet durch eine Kombination folgender drei Merkmale: a) daß der vorzugsweise im Schwerpunkt gelagerte Drehanker (1) mit seinen beiden Ankerflügeln (1a, 1b) zu den Jochschenkeln (51, 5b) zwei Arbeitsluftspalte (8a, 8b) bildet, wobei dic betriebsmäßig auf den Drehanker (i) wirkenden Drehmomente sich unterstützen, b) daß die Rückstellkraft des federlosen Drehankers (i) durch einen in wesentlichen außerhalb des Erregerflußkreises liegenden Dauermagneten (6) erzeugt ist, dessen wirksame Polsehuhe einen der Ankerflügel (la) zangenförmig umfassen, während sowohl in der Ruhelage ais auch in der Arbeitslage ein größercr Arbeitsluftspalt (8a) und in Vergleich dazu kleinerer Hilfsluftspalt (7) entsteht, c) daß der Dauermagnet (6) eine Vormagnetisierung des einen, räumlich benachbarten Ankerflügels (la) erzeugt, wobei der Daucrfluß ( # D) diesen Ankerflügel im wesentlichen in Qucrrichtung durchsetzt.
  2. 2. Neutrales Klappankerrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Fluß des Dauermagneten (6) über eine Nebenluftspalt (12) inncrhalb eincs bestimmten 3ereichs einstellbar ist.
  3. 3. Neutrales Klappankerrelais nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Einstellung des Nebenluftspalts (12) durch eine im Jochschenkel (5a) des Weicheisenkerns (5) befindliche ferromagnetische Schraube (9) erzielbar ist.
    L e e r s e i t e
DE19691926514 1968-06-12 1969-05-23 Neutrales Klappankerrelais hoher Ansprechempfindlichkeit mit einseitiger Ruhelage des zweiflügeligen Ankers Expired DE1926514C (de)

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CH873468A CH492294A (de) 1968-06-12 1968-06-12 Neutrales Klappankerrelais hoher Ansprechempfindlichkeit mit einseitiger Ruhelage des zweiflügeligen Ankers
CH783468 1968-06-12

Publications (3)

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DE1926514A1 true DE1926514A1 (de) 1969-12-18
DE1926514B2 DE1926514B2 (de) 1972-11-02
DE1926514C DE1926514C (de) 1973-05-30

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0361392A2 (de) * 1988-09-27 1990-04-04 Matsushita Electric Works, Ltd. Polarisiertes elektromagnetisches Relais

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0361392A2 (de) * 1988-09-27 1990-04-04 Matsushita Electric Works, Ltd. Polarisiertes elektromagnetisches Relais
EP0361392A3 (en) * 1988-09-27 1990-08-29 Matsushita Electric Works, Ltd. Polarized electromagnetic relay

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CH492294A (de) 1970-06-15

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