DE2014247A1 - Elektromagnetisches Relais - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. Egon Prinz Dr. Gertrud Hauser Dipl.-Ing. Gottfried Leiser

. Patentanwälte

Telegramme: Labyrinth München

Telefon: 83 15 10 . Postscheckkonto: München 117078

8000 München 60,

Ernsbergerstrasse 19

Unser Zeichen: T 856

THOMSON-CSP
101, Boulevard Murat, Paris l6e/Frankreieh

Elektromagnetisches Relais

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Relais, das in einer Kleinstausführung, einer sogenannten Mikro -Miniatur ausführ ung, dicht abgeschlossen, polarisiert und bistabil mit zwei Umschaltern hergestellt ist.

Bu/ku

Das

00984171670

Das erfindungsgemäße Relais weist die Vorteile eines innerlich widerstandsfähigen Aufbaus, einer zufriedenstellenden Arbeitsweise in einem weiten Temperaturbereich, eines sehr geringen Platzbedarfs und eines geringen Herstellungspreises auf.

Es wijjest einen Halbbrücken-Nagnetkreis und eine Anordnung von Kontakten mit zwei biegsamen Federn auf, die in Ruhestelitngan festen Kontakten anliegen.

W Als polarisierter Halbbrücken-Magnetkreis wird eine Anordnung bezeichnet, welche aus einem festen, U-förmigen, mit zwei Erregerwicklungen versehenen Weicheisenanker und einem beweglichen Anker besteht, der mit dem festen Anker zwei veränderliche, gegenüberliegende Spalte bildet, wobei ein Magnet (oder zwei gegenüberliegende Magnete) in diesen Ankern einen Magnetfluß erzeugen, welcher sich auf die beiden Spalte aufteilt.

Die Erfindung schafft ein miniaturisiertes elektromagnetisches Relais, gekennzeichnet durch eine die Speiseanschlüsse und die Kontakte tragende Grundplatte, ein Brükfe kenglied, welches einerseits mit Zungen für seine Befestigung an der Grundplatte und andererseits mit zwei weiteren, den Magnetkreis stützenden Zungen versehen ist, sowie durch eine in der Mitte des Brückengliedes senkrecht zur Ebene desselben angeordnete Achse, welche den beweglichen Anker des Magnetkreises trägt.

Anhand der Figuren wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen

Figur 1

009841/1670 BAD ORIGINAL

201A247

Figur 1 eine schematische Prinzlpdarstellung eines bistabilen polarisierten Relais mit Halbbrücken-Hagnetkreis und zwei beweglichen Blattfedern und

Figuren 2 und 3 Gesamtansicht bzw. auseinandergezogene Ansicht des erfindungsgemäßen Relais.

In allen Figuren sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Gemäß Figur 1 weist ein Weicheisen-Magnetkreis einen festen Teil 100 und einen beweglichen Anker 4 auf, die durch zwei Spalte 2 und 3 voneinander getrennt sind. Der feste Teil 100 weist einen Magnet 1 mit zwei Nordpolen an seinen Enden und einem mittleren Südpol auf, wobei dieser Magnet auch durch zwei entgegengesetzt angeordnete Magneten ersetzt werden kann. Der Teil 100 weist außerdem ein U-förmiges Glied aus Weicheisen auf, welches zwei Polschuhe 6 und 7 aufweist, an denen der Magnet 1 befestigt ist, wobei diese beiden Polschuhe durch einen Kern 19 miteinander verbunden sind, welcher zwei Erregerwicklungen 24 und 25 trägt, die wahlweise gespeist werden können, um Magnetflüsse in entgegengesetzter Richtung zu erzeugen.

Der Magnet- 1 liefert einen konstanten Magnetfluß, welcher sich auf die beiden Spalte 2 und 3 aufteilt, während der zusätzlich von einer der beiden Wicklungen 2k und 25 erzeugte Magnetfluß in Reihe die beiden Spalte durchsetzt.

Dieser zusätzliche, auf einer Wicklung beruhende Magnetfluß addiert sich zu denjenigen des Magneten in einem

009841/1670

20U2A7

Spalt und subtrahiert sich vom Magnetfluß im anderen Spalt. Man kann so mittels der Wicklungen 2k und 25 das Kippen des beweglichen Ankers in eine seiner stabilen Stellungen bewirken.

Ein erster Umschalter besteht aus einer einen beweglichen Kontakt bildenden Blattfeder 8, welche an einem ihrer Enden 9 befestigt ist. In Ruhestellung liegt sie am festen Kontakt 10 mit einer vorgeregelten Andruckkraft an. Wenn sich der Magnetfluß im Spalt 2 vermindert ψ und im Spalt 3 erhöht, was auf dem zusätzlichen, von

einer der beiden Spulen hervorgerufenen Magnetfluß beruht, wird die Blattfeder über den fest mit dem beweglichen Anker k verbundenen Stößel 12 auf den anderen festen Kontakt 11 gedrückt. Die Rückkehr der Blattfeder zum festen Ruhekontakt 10 bei Abwesenheit der Wirkung des Stößels wird durch ihre Eigenelastizität gewährleistet. Ein zweiter, dem ersten zugeordneter Umschalter, welcher diesem entgegengesetzt arbeitet, wird von einer der Feder 8 gleichen Blattfeder Ik gebildet, die an ihrem Ende 15 befestigt ist und an dem festen Kontakt 16 zur Anlage kommt. Wenn der Anker k kippt, drückt der StEBeI ^ 17 die Blattfeder Ik zum anderen festen Kontakt 18, wäh-" rend die Blattfeder 8 in ihre Ruhestellung am Kontakt zurückkehrt.

Für zwei miteinander verbundene Umschalter sind daher nur zwei Stößel erforderlich.

Das in Figur 2 gezeigte Kontaktglied 20 ist ausführlicher in auseinandergezogener Ansicht in Figur 3 dargestellt. Eine Grundplatte 201, welche die festen Kontakte

009841/1670

20H247

10, ll, 16 und.18 und die Blattfedern 8 und 14 trägt, wird von zehn Ausgangsleitern 60 bis 69 durchsetzt, die isoliert und dicht in Durchführungen aus gefristetem Glas eingeschmolzen sind. Die Grundplatte ist außerdem mit vier Einkerbungen 208 versehen.

Die festen winkelförmigen Kontakte bestehen aus Neusilber, plattiert mit Silber und Gold, und sind an die Enden der entsprechenden Ausgängsleiter 60, 64, 65 und 69 angeschweißt. Diese Winkelform ermöglicht die Verwendung von gleichen Teilen für die beiden Paare von festen Kontakten. Die Blättfedern 8 und 14 bestehen aus einem Material mit vorteilhaften mechanischen und elektrischen Eigenschaften.

Beispielsweise ist die Legierung Ag - Mg Ni ein zweckmäßiges Material. Die Federn sind jeweils mit einem Ende an zwei weitere Ausgangsleiter 6l und 66 mittels Eckstücken 203 und 204 angeschweißt. Diese: Federn 205 und 206 werden von den gleichen Eckstücken getragen und liegen mit Reibung an den entsprechenden Blattfedern an. Diese Gegenfedern bezwecken eine Verminderung der von den Hauptfedern aufgenommenen mechanischen Belastung und eine Schwächung des Zurückfederns, wenn sie zu ihren entsprechenden Ruhekontakten 1"6 bzw. 10 zurückkehren. Die vier letzten Ausgangsleiter 62, 63, 67 und 68 werden zur Speisung der Wicklungen verwendet.

Ein ebenfalls in der auseinandergezogenen Ansicht der Figur 3 dargestelltes Brückenglied 21 wird durch Ausschneiden u^n Aufbiegen einer Platte aus nicht-magnetischem

Material

009841/1670

20U247

Material erhalten. Es trägt nach unten gebogene Zungen 210, die in die Einkerbungen 208 der Grundplatte eingreifen und an dieser angeschweißt sind, sowie nach oben gebogene Zungen 212.

Diese Trägerform ermöglicht gleichzeitig die Anbringung der den Nagnetkreis bildenden Teile und die Befestigung der Anordnung auf der Grundplatte des Relais in einfacher Welse.

Ein Drehzapfen 211 ist am Träger 21 angeschweißt. Er nimmt den beweglichen Anker 4 auf, der in der Gesamtansicht (Figur 2) und in der auseinandergezogenen Ansicht (Figur 3) dargestellt ist. An diesem Anker sind vorher in zwei Aussparungen 223 und 224 zwei Stößel 12 und 17 angeschweißt worden, die jeweils abwechselnd auf die Blattfedern 8 und 14 drücken.

Jeder Stößel besteht aus einer Stange aus Eisenmaterial, welche an einem Ende eine kleine Glaskugel trägt. Zwei Löcher 220 im Träger 21 ermöglichen ihren Durchtritt.

Der bewegliche Anker 4 wird auf dem Drehzapfen 211 durch Anquetschen einer Beilagscheibe 213 an das Ende dieses Drehzapfens gehalten.

Der bewegliche Anker 4 weist außerdem einen vorspringenden Teil 2l4 hinter dem Loch 215 auf, in welches der Drehzapfen 211 eingreift. Dieser vorspringende Teil ermöglicht die Ausbildung eines sehr schmalen Spalts zwischen der Mitte des beweglichen Ankers 4 und dem Magnet

Die

009841/1670

20H247

Die Ausbildung dieses beweglichen Ankers 4 ermöglicht eine wirtschaftliche Herstellung der demselben zugeordneten Teile des Relais sowie einen geringen Platzbedarf des Relais. Der mittige Vorsprung 214 ermöglicht die Verwendung eines Magneten mit minimalen Abmessungen und gestattet infolge des dynamischen Gleichgewichts des Ankers ein hervorragendes Arbeiten des Relais unter Einwirkung von Stoßen oder Schwingungen.

Der Magnet 1 ist ein Stab aus einem Material mit sehr _ä

großer Koerzitivkraft. Beispielsweise 1st die Legierung Pt-Co ein zweckmäßiges Material. Dieser Magnet 1 wird beispielsweise durch Schweißung bei der Herstellung an den Polschuhen 6 und 7 angebracht, wobei der Magnet 1 nach diesem Schweißvorgang magnetisiert wird.

Die mit dem Magnet 1 versehenen beiden Polschuhe 6 und 7 sind an die Aufbiegungen 212 des Trägers 21 derart angeschweißt, daß ein geeichter Spalt zwischen den Polschuhen 6 und 7 und den Flächen des beweglichen Ankers 4 verbleibt, der denselben gegenüber liegt.

Die Polschuhe 6 und 7 bilden an einem ihrer Enden Zinken 216 und 217, die jeweils zwei Einkerbungen 218 und 219 bilden, welche zur Aufnahme der Enden des Kerns 19 bestimmt sind, der zwei auf dem gleichen isolierenden Träger 22 angeordnete Spulen 24 und 25 längs deren Achse " durchsetzt.

Die Enden des Kerns 19 sind jeweils an die Enden der Polschuhe 6 und 7 angeschweißt.

Es

0098417 1670

20U247

Es ist festzustellen, daß diese Form der Folschuhe zu
einer besonders einfachen und wirtschaftlichen Befestigung des Magneten und des Weicheisenkerns der Spulen
führt.

Die Ausgangsdrähte der Spulen 24 und 25 werden jeweils an die Ausgangsleiter 61, 62, 67 und 68 angeschlossen, nachdem sie Löcher 221 oder geschützte Durchführungen 222 des Trägers 21 durchsetzt haben.

Das beschriebene Relais kann leicht mit folgenden Abmessungen hergestellt werden: 5,8 χ 12,7 x 14,4 mm.

Patentansprüche

0 098A1/1670

Claims (6)

1. 20U2A7

   Patentansprüche

   fiJ Miniaturisiertes elektromagnetisches Relais, gekennzeichnet durch eine die Speiseanschlüsse und die Kontakte tragende Grundplatte, ein Brückenglied, welches einerseits mit Zungen für seine Befestigung an der Grundplatte und andererseits mit zwei weiteren, den Magnetkreis stützenden Zungen versehen ist, sowie durch eine in der Mitte des Brückengliedes senkrecht zur Ebene desselben angeordnete Achse, welche den beweglichen Anker des Magnetkreises trägt.
2. 2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkreis zwei jeweils an den weiteren Zungen befestigte Teile aufweist, ein stabförmiger Magnet diese Teile überbrückt und zwei gleiche Pole an seinen Enden und einen mittleren Pol mit entgegengesetztem Vorzeichen aufweist und daß diese Teile jeweils an einem ihrer Enden eine Einkerbung zur Aufnahme des Kerns der "Steuerspulen des beweglichen Ankers aufweisen.
3. 3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Anker an wenigstens einem seiner Enden einen Stößel trägt, welcher das Brückenglied durchsetzt und auf die Kontakte einwirkt.
4. 4. Relais nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Anker in seiner Mitte einen Vorsprung

   009841/1670 BAD ORIGINAL

   20H247

   in Richtung auf den Dauermagneten hin aufweist, wodurch der dieselben trennende Zwischenraum verringert und ein dynamisches Gleichgewicht des Ankers erzielt wird.
5. 5. Relais nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seine Kontakte einerseits aus Blattfedern, mit welchen Gegenfedern verbunden sind, und andererseits aus festen Kontakten bestehen, welche Jeweils den Blattfedern zugeordnet sind und die Form von offenen Winkelstücken besitzen.
6. 6. Relais nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais bistabil ist, der bewegliche Anker an jedem seiner Enden einen Stößel trägt und jeder Stößel einem Kontaktpaar zugeordnet ist.

   009841/1670

   L e e r s e i t e