DE2004029C - Bistable electromagnetic relay - Google Patents

Bistable electromagnetic relay

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DE2004029C DE19702004029 DE2004029A DE2004029C DE 2004029 C DE2004029 C DE 2004029C DE 19702004029 DE19702004029 DE 19702004029 DE 2004029 A DE2004029 A DE 2004029A DE 2004029 C DE2004029 C DE 2004029C
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Description

ändert bleibt. Demzufolge verlagert sich der Flußchanges remains. As a result, the flow shifts

des Dauermagneten zunehmend vom Nebenschluß-of the permanent magnet increasingly from the shunt

35 kreis in den Arbeitskreis, wobei nach Definitionen der einschlägigen Fachwelt von einem »Kippverhalten« des Relais gesprochen wird. Der vorgenannte35 circle in the working group, whereby according to definitions of the relevant professional world of a "tipping behavior" the relay is spoken. The aforementioned

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches weichmagnetische Nebenschluß ist also bei einem Relais mit einem den Erregerkreis vormagnetisie- Relais der vorliegenden Art aus rein magnetischen renden Dauermagnet und einem dem Dauermagnet 40 Gründen in jedem Falle zwingend notwendig und parallelgeschalteten magnetischen Nebenschluß aus auch vorhanden. Weil sich jedoch, wie bereits einem weichmagnetischen Kompensations-Werkstoff, erwähnt, die Induktion des Dauermagneten in dessen magnetische Induktion zumindest in dem im Abhängigkeit von der ihn umgebenden Temperatur Arbeitsbereich des Relais praktisch interessierenden ändert, tritt zwangläufig auch eine Änderung der positiven Temperaturbereich mit steigender Tempe- 45 Vormagnetisierung des Relais ein. Benützt man nun ratur stärker abfällt als diejenige des Dauermagneten. gemäß der Lehre aus der eingangs zitierten Literatur-The invention relates to an electromagnetic soft magnetic shunt is therefore in one Relay with one of the energizing circuit pre-magnetizing relay of the present type made of purely magnetic Renden permanent magnet and a permanent magnet 40 reasons are absolutely necessary and in each case parallel magnetic shunt also available. Because, however, as already a soft magnetic compensation material, mentioned, the induction of the permanent magnet in its magnetic induction at least as a function of the temperature surrounding it If the operating range of the relay changes in practice, a change inevitably occurs positive temperature range with increasing tempe- 45 pre-magnetization of the relay. One uses now falls more sharply than that of the permanent magnet. according to the teaching from the literature cited at the beginning

Bei Relais der vorgenannten Art werden beim der- stelle den Nebenschluß des Relais zur Kompensation zeitigen Stand der Technik fast ausnahmslos söge- der durch den Temperaturgang des Dauermagneten nannte Ferrit-Dauermagnete verwendet, die sich verursachten Änderung seiner Induktion, indem man insbesondere durch ihre kleinen Abmessungen aus- 5° den Nebenschluß nicht aus weichmagnetischem zeichnen. Der hierbei verwendete Dauermagnet- Kompensations-Werkstoff, sondern aus einem tempe-Werkstoff ist allerdings mit dem Nachteil eines raturabhängigen Werkstoff ausbildet, so hat dies den Temperaturganges behaftet, d.h. seine magnetische schwerwiegenden Nachteil, daß ein solcher Nebeninduktion sinkt mit zunehmender Temperatur, so schluß zwar den temperaturbedingten Induktionsgang daß hiervon abhängig auch die für den Anzug bzw. 55 des Dauermagneten kompensieren würde, andererfür den Abfall des Relais notwendigen magnetischen seits auch die bereits erwähnte Aufteilung des VorErregungen in nicht unbeträchtlichem Maße schwan- magnetisierungsflusses in den beiden Flußkreisen des ken. Diese Betriebstoleranzen erschweren natur- Relais unzulässig verändert würde. Wenn also beigemäß die Dimensionierung einer Schaltung unter spielsweise der Nebenschluß infolge Temperatur-Verwendung einschlägiger Relais und sind in man- 60 anstieg magnetisch hochohmiger wird, so würde chen Betriebsfällen überhaupt nicht tragbar. automatisch der Anteil an VormagnetisierungsflußIn the case of relays of the aforementioned type, the shunt of the relay is used for compensation current state of the art almost without exception due to the temperature variation of the permanent magnet called ferrite permanent magnets used, which caused change in its induction by one in particular due to their small dimensions, the shunt is not made of soft magnetic material to draw. The permanent magnet compensation material used here, but from a tempe material is, however, formed with the disadvantage of a temperature-dependent material, this has the Afflicted with temperature response, i.e. its magnetic serious disadvantage that such a secondary induction if it decreases with increasing temperature, the temperature-dependent induction path ends that depending on this would also compensate for the attraction or 55 of the permanent magnet, others for the drop of the relay necessary magnetic side also the already mentioned division of the pre-excitations to a not inconsiderable extent fluctuating magnetization flux in the two flux circles of the ken. These operating tolerances make it more difficult, of course, to change the relay in an impermissible manner. So if incidentally the dimensioning of a circuit under, for example, the shunt due to temperature use Relevant relays and are in man- 60 increase magnetically high resistance, so would such cases of operation are not at all acceptable. automatically the proportion of bias flux

Als Gegenmaßnahme ist bereits vorgeschlagen im Arbeitskreis bzw. im Arbeitsluftspalt des Relais worden, einen Teil des Eisenkreises des Relais außer- größer und damit wäre nicht nur die Begrenzung halb des Dauermagneten, vorzugsweise den von der des Vormagnetisierungsflusses zur Vermeidung einer Erregerwicklung umschlossenen Teil des Relais- 65 fehlerhaften Betätigung des Relaisankers, sondern kernes teilweise in Gießharz mit temperaturabhängi- außerdem auch das Kippverhalten des Relais insgegem Ε-Modul zu vergießen. Diese Methode erfordert samt gefährdet. Anders ausgedrückt, würde ein allerdings ein entsprechendes Abdichten von Relais- geschildertes Verhalten zu einer die Grenzen zulässi-A countermeasure has already been proposed in the working group or in the working air gap of the relay a part of the iron circle of the relay would be out of order and thus not only the limitation would be half of the permanent magnet, preferably that of the bias flux to avoid a Excitation winding enclosed part of the relay 65 incorrect actuation of the relay armature, but rather Core partly in cast resin with temperature-dependent also the tilting behavior of the relay in total Potting Ε module. This method requires everyone to be endangered. In other words, a would however, a corresponding sealing of relay - described behavior to a limit admissible

, . -t e ~;η oplcanselter, mit inertem Gas,. -te ~; η oplcanselter, with inert gas

ger Toleranzen überschreitenden Verschiebung des Schutzdeckel, mit 5 em gewp ^ ^ ^ Ankef_ sogenannten Arbeitspunktes des Rel&is führen, so SefüUter Kontaktraum, mi bewe^ch gelager-ger tolerances exceeding displacement of the protective cover, with 5 em gewp ^ ^ ^ Ankef _ so-called operating point of the Rel & is lead, so SefüUter contact space, mi movable bearing-

daß wenn nicht überhaupt ein voüiges Versagen des rückstellfeder 7 am ^ ^ontaktanker, mit 8 eine Relais einträte, in jedem Falle die vorgeschriebenen ter magnetisierbarer ft- - s ,^„^φ^. aus that if not at all a complete failure of the return spring 7 on the ^ ^ ontaktanker, with 8 a relay would occur, in any case the prescribed magnetizable ft- - s , ^ "^ φ ^. out

Betriebswerte desselben nicht einzuhalten wären. 5 Erregerwicklung, nut ν ma-rnetisierbare Fluß-Operating values of the same would not be complied with. 5 excitation winding, nut ν magnetizable flux

Die geschilderten Nachteile der bekannten Anord- Isolierwerkstoff, mit iu «w A e£ejtsluftspalt zwi. nung werden mit der vorliegenden Erfindung dadurch rückführungsplatte, nut xj- EndeQ des Ankers 6 und vermieden, daß das Relais mit zwei dem Dauer- sehen den kon^8V^[vein zwischen der Flußrückmagnet magnetisch parallelgeschalteten Neben- des Stiftkernes 3, mit xj. Trä„erpiatte 1 angeordneschlüssen ausgerüstet ist, von denen der eine aus dem io führungsplatte 10 una uc ^r ^ ^^ ^ ^ Werkstoff mit der genannten temperaturabhängigen ter Ferrit-Dauermagnel °~ def Erregerwicklung 8 Induktion und der andere aus weichmagneiischem verschiedene, nut den c Schutzdeckel 4The described disadvantages of the known arrangement insulating material, with iu «w A e £ e j tsluftspalt betwi . With the present invention, the feedback plate, groove xj- endQ of armature 6 and avoid that the relay with two permanent con ^ 8 V ^ [v a between the flux return magnet magnetically parallel-connected secondary of the pin core 3, with xj. Trä "is equipped erp iatte 1 is arrange circuits, one of which from the io guide plate 10 una uc ^ r ^ ^^ ^ ^ material having said temperature dependent ter ferrite Dauermagn el ° ~ def excitation winding 8 Induction and the other from weichmagneiischem different, use the c protective cover 4

Werkstoff ausgebildet ist . bzw über ^^SS^Sm *» Relais elek'Material is formed. or via ^^ SS ^ Sm * » relay elek '

Eine besonders günstige AusbUdung des Relais letztlich mit der ^KSSSdeinente, während das ergibt sich, wenn gemäß einer Weiterbildung der 15 ^^m^L\^uSZog^ oder mehrteilige Erfindung der Nebenschluß aus weichmagnetischem Teil 15 eine einteihg tietge τψ zwischen der A particularly favorable AusbUdung the relay ultimately with the ^ KSSSdeinente while the results when, according to a further development of the 15 ^^ m ^ L \ ^ uSZog ^ or multi-part invention, the shunt of soft-magnetic part 15 is a eintei hg Tietge τ ψ between the

Werkstoff gleichzeitig als ein das magnetische Streu- Isolierfolie zur fektnscnen ir ^ ^^Material at the same time as a magnetic scattering insulating film for functional ir ^ ^^

feld des Relais nach außen kapselndes Schirmblech Trägerplatte und dem Dau«magn« ^field of the relay to the outside encapsulating shield plate carrier plate and the Dau «magn« ^

ausgebildet ist Hierbei werden, wiederum ohne Hch ^^.,f^Jf^SLen der Erfindung zusätzliches Bauteil und ohne zusätzlichen Arbeits- ao stift 3 darstellt. Uie «"Λ*1 Nebenschlüsse sind aufwand, gegenüber einem nicht kompensierten mteressiereadm »g^11 ^ sind in ersichtlicher Relais der eingangs genannten Art gleichzeitig drei mit I* und 16 be^"n^12 ma„netisch parallel Effekte erzielt, nämlich erstens die an sich bekannte Weise dem Ρ3"ε™^η%"η"£ε"56 in Polar.-magnetische Wirkung des weichmagnetischen Neben- gesch. - t ^^^f^^^^J^^ Schlusses auf das Kippverhalten des Relais, zweitens a5 satbnsnchtung und sum an unmittelbarHere are formed, again without Hch ^^., f ^ Jf ^ SLen of the invention additional component and without additional work ao pin 3 represents. Uie "" Λ * 1 Ne benschlüsse are expenses, compared to a non-compensated mteressiereadm »g ^ 11 ^ are in ersich te law relay of the type mentioned at the same time three of I * and 16 be ^" obtained n ^ 12 ma "ne table parallel effects namely, firstly, the well-known manner of the Ρ 3 " ε ™ ^ η %" η "£ ε " 56 in polar.-magnetic effect of the soft magnetic auxiliary - t ^^^ f ^^^^ J ^^ conclusion on the tilting behavior of the relay, secondly a 5 satbnsnchtung and sum an immediately

die gleichfalls bekannte magnetische Schirmwirkung we.se m\der .^^^^S NebenscUüssen ,m und drittens die Temperaturkompensation durch den magB-tjy.'hs gekoppe^ voi weichmagnetischemthe likewise well-known magnetic shielding effect we.se m \ der . ^^^^ S NebenscUussen, m and thirdly the temperature compensation by the magB-tjy.'hs coupled ^ voi soft magnetic

zweiten Nebenschluß. der mit 14 ^lcnncicsecond shunt. the one with 14 ^ lcnncic

Wenn gemäß einer Fortbildung der Erfindung der Werkstoff ausgeh« Wet und B^rtos»1 ??* aus dem Werkstoff mit der temperaturabhängigen 30 nannte Kippverhalten ^^^S^ Induktion ausgebildete Nebenschluß den Dauer- eine Abschirmung des magnets^hcn ^f^ magnet unter Ausschaltung aller magnetischen Vor- Relais, wogegen der Ne~P^aer Induktion bewiderstände unmittelbar magnetisch überbrückt, so Werkstoff mit temPerat"^b a h n a B ng^r Daue™efen bringt dies eine spürbare Verbesserung der ange- steht und den Temperaturgang des Dauermagneten strebten Kompensation des Temperaturganges des 35 12 kompensiert Ordinate die magnetischeIf, according to a further development of the invention, the material goes out "Wet and B ^ rtos" 1 ?? * from the material with the temperature-dependent tilting behavior ^^^ S ^ induction trained shunt the permanent shielding of the magnet s ^ hcn ^ f ^ magnet with disconnection of all magnetic pre-relays, whereas the Ne ~ P ^ aer induction bridges resistances directly magnetically, so material with t em p erat "^ b a h n a B ng ^ r D a ue ™ e f e n brings this a noticeable improvement in the pending and the temperature response of the permanent magnet sought compensation of the temperature response of the 35 12 compensates the magnetic ordinate

Dauermagneten auch im negativen Temperatur- In der F1 g. 2 ist aufderurouiaie^u gPermanent magnets even in negative temperature- In the F1 g. 2 is on theurouiaie ^ u g

bereich, weil sich die vom Dauermagnet abweichende Ansprech- bzw. Abwurferrejang des m der F g. 1 Induktionsänderung des Nebenschlusses mit dem gezeigten elektromagnetischen Relais m aw (^m genannten Temperaturverhalten unmittelbar und perewindungen; und auf der .ADSzisse_"e damit stärker auswirkt als bei indirekter magneti- 4<> peraturf im Bereich zwischenl±^^75 C jutgetragen scher Ankopplung und ein solches Verhalten im Von den eingezeichneten Κ»Γ^^2^™ ^d unteren Temperaturbereich gemäß den festgestellten ausgezogenen Kurven diu A«g«^^^ das Abwurf Kennlinien notwendig ist. die gestrichelt «f^^^T^Srange, because the response or throw-off rejang of the m of the F g. 1 Induction change of the shunt with the electromagnetic relay shown m aw (^ m called temperature behavior direct and perewindings; and on the .ADSzissa_ " e thus has a stronger effect than with indirect magneti- 4 <> temperature in the range between ± ^^ 75 C jut carried shear coupling and such a behavior in the lower temperature range of the drawn in Κ »Γ ^^ 2 ^ ™ ^ d according to the established solid curves diu A« g «^^^ the throwing characteristics is necessary. the dashed« f ^^^ T ^ S

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der verhalten des Relais, wöb Zeichnuni näher erläutert. Dabei zeigt 45 Kurvenpaar das Relais mitIn the following the invention is based on the behavior of the relay, wöb Drawings explained in more detail. 45 pairs of curves show the relay with

^^ttfÜhbiild ^^^^^ tt fÜhbiild ^^^

^L^thnttr ΓηΠ^^ L ^ thnttr ΓηΠ ^

ρ g 2 irbiagramm über die Anzugs- und mit einem Nebenschluß 14 ausρ g 2 irdiagramm over the pull-in and with a shunt 14 out

^S h Fi 1 ^ Abhä* ÄSÄ^ S h Fi 1 ^ Abhä * ÄSÄ

magnetisierbarem Werkstoff, mit 2 eine Druckglas- ändern wogegen sie bei dem ^P^^ ^. einschmelzperle, mit 3 ein magnetisierbarer Kernstift, gemäß Kurve II zumindest im gjjjven Temperatur mit 4 ein auf die Tfigeq>\a.tte gasdicht aufgesetzter 55 bereich annähernd konstant bleiben.magnetizable material, with 2 a pressure glass change whereas with the ^ P ^^ ^. A melt-in bead, with 3 a magnetizable core pin, according to curve II at least in the current temperature with 4 an area placed gas-tight on the Tfigeq> \ a.tte 55 remain approximately constant.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

teilen und weiterhin ein Aushärten des Gießharzes, Patentansprüche: d.h. also Arbeitsgänge, die sich nicht oder nur schlecht für eine erstrebenswerte automatisierteshare and further hardening of the casting resin, patent claims: i.e. operations that are not or only poorly automated for a desirable automation 1. Elektromagnetisches Relais mit einem den Fabrikation von Relais der einschlägigen Art eignen. Erregerkreis vormagnetisierenden Dauermagnet 5 Darüber hinaus ist es aus der einschlägigen Fach- und einem dem Dauermagnet parallelgeschalte- literatur bereits bekannt, den Temperaturgang des ten Nebenschluß aus einem weichmagnetischen Dauermagneten eines elektromagnetischen Relais Kompensations-Werkstoff, dessen magnetische durch einen magnetischen Nebenschluß aus einem Induktion zumindest in dem im Arbeitsbereich Werkstoff mit temperaturabhängiger Induktion zu des Relais praktisch interessierenden positiven xo kompensieren. Diese Methode eignet sich allerdings Temperaturbereich mit steigender Temperatur nur für Relais mit normaler Funktion, jedoch nicht stärker abfällt als diejenige des Dauermagneten, für ein der Erfindung zugrundeliegendes bistabües dadurchgekennzeichnet, daß das Relais Relais, das ein ganz spezifisches magnetisches Vermit jiwei dem Dauermagnet magnetisch parallel- halten aufweist Derartige bistabile Relais zeigen geschalteten Nebenschlüssen ausgerüstet ist, von 15 nämlich ein sogenanntes Kippverhalten, d. h. der denen der eine (16) aus dem Werkstoff mit der vom Dauermagnet ausgehende Vbnnagnetisierungsgenannten temperaturabhängigen Induktion und fluß verzweigt sich in zwei Flußkreise, nämlich einer der andere (14) aus weichmagnetischem Werk- seits in einen Arbeitskreis über den Arbeitsluftspalt stoff ausgebildet ist. de·- Kontaktvorrichtung und andererseits in der.1. Electromagnetic relay with a suitable for the fabrication of relays of the relevant type. Exciter circuit pre-magnetizing permanent magnet 5 In addition, it is already known from the relevant specialist literature and a literature parallel connected to the permanent magnet, the temperature response of the th shunt from a soft magnetic permanent magnet of an electromagnetic relay compensation material, whose magnetic by a magnetic shunt from an induction at least in Compensate for the material with temperature-dependent induction in the working area to the positive xo, which is of practical interest to the relay. This method is, however, temperature range with rising temperature only for relays with normal function, but does not drop more than that of the permanent magnet, for a bistable on which the invention is based is characterized in that the relay relay, which has a very specific magnetic connection, is magnetically parallel to the permanent magnet. Such bistable relays are equipped with switched shunts, namely a so-called tilting behavior of 15, i.e. those of the one (16) made of the material with the temperature-dependent induction and flux emanating from the permanent magnet branches into two flux circuits, namely one of the other ( 14) is made of soft magnetic material in a working group across the working air gap. de · - contact device and on the other hand in the. 2. Elektromagnetisches Relais nach An- ao Nebenschlußkreis über einen Nebenschluß aus spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weichmagnetischem Kompensations-Werkstoff. Dabo Nebenschluß aus weichmagnetischem Werkstoff ist das Relais derart dimensioniert, daß in seiner (14) gleichzeitig als ein das magnetische Streu- Ruhelage der Flußanteil im Nebenschlußkreis zumin feld des Relais nach außen kapselndes Schirm- dest ebenso groß ist wie derjenige im Arbeitskreis, blech ausgebildet ist. »5 damit eine Fehlbetätigung der Kontakteinrichtung2. Electromagnetic relay after anao shunt circuit via a shunt off Claim 1, characterized in that the soft magnetic compensation material. Dabo Shunt made of soft magnetic material, the relay is dimensioned so that in its (14) at the same time as the magnetic stray position of rest the flux component in the shunt circuit at the same time field of the relay to the outside encapsulating shield is at least as large as that in the working group, sheet is formed. »5 thus an incorrect actuation of the contact device 3. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 vermieden ist. Wird dann das Relais elektromagne- oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus tisch erregt und sein Anker im Arbeiislufispal; dem Werkstoff mit der temperaturabhängigen angezogen, so sinkt mit zunehmender Verkleinerung Induktion ausgebildete Nebenschluß (16) den des Abstandes zwischen dem Anker und seinem3. Electromagnetic relay according to claim 1 is avoided. If the relay is then electromagnetic or 2, characterized in that the excited from the table and its anchor in the Arbeiislufispal; the material is attracted to the temperature-dependent, so decreases with increasing reduction Induction formed shunt (16) that of the distance between the armature and his x Dauermagnet (12) unter Ausschaltung aller 30 magnetischen Gegenpol auch der magnetische. Widermagnetischen Vorwiderstände unmittelbar ma- stand im Arbeitskreis, wogegen der magnetische gnetisch überbrückt. Widerstand im Nebenschlußkreis praktisch unver x Permanent magnet (12) with all 30 magnetic opposing poles switched off, including the magnetic one. Anti-magnetic series resistances directly in the working group, whereas the magnetic one is gnetically bridged. Resistance in the shunt circuit practically unchanged
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