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Polarisiertes Flachrelais Die Erfindung betrifft ein polarisiertes
Flachrelais mit grossem Ankerhub zur Bewegung eines Betätigungsmagneten für das
Schalten von Schutzrohrkontakten mit magnetisch schwach angekoppeltem Anker.
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Der Schaltzustand von Schutzrohrkontakten mit magnetisch schwach angekoppeltem
Anker, beispielsweise Schutzrohrkontakten mit einem frei gelagerten Kugelanker,
lSsst sich dadurch verschiebbare Dauermagnete leicht ändern.
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Diese können z.B. durch Tasten mechanisch verschoben werden. Andererseits
ist es mit den Ublichen Mitteln nicht so leicht möglich, derartige Schutzrohrkontakte
unmittelbar durch das Magnetfeld einer Spule zu schalten. Wenn solche Kontakte elektrisch
geschaltet werden sollen, werden daher Anordnungen verwendet, bei denen ein Dauermagnet
d t oh einen Elektromagneten verschoben wird. Eine derartige Anordnung ist in der
deutschen Patentschrift 1 280 412j gezeigt und beschrieben. Dort wird mit Hilfe
eines durch einen Elektromagneten längsverschiebbaren Dauermqnten der Schaltzustand
der Schutzrohrkontakte verändert, indem der längsmagnetisierte Dauermagnet zwischen
gleichnamigen Polen des Elektromagneten angeordnet ist und bei Erregung des Elektromagneten
durch einen Stromstoss in Richtung seines' gegenüber den Polen des Elektromagneten
ungleichnamigen Poles bewegt
wird. Diese Anordnung ist im Aufbau
einfach, benötigt jedoch eine verhältnismässig grosse Erregerleistung.
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Es ist ferner bekannt, ein Flachrelais durch Erweiterungen und Anderungen
zu einem polarisierten Relais mit einer oder zwei Ruhelagen des Ankers auszubauen.
FUr sehr grosse Ankerbewegungen (ca. 4 mm) sind die bekannt gewordenen Anordnungen
Jedoch nicht gut geeignet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Ausnutzung bekannter
Bauelemente ein Magnetsystem zut Antrieb eines Betätigungsmagneten für das Schalten
von SchutzrohrRontakten mit magnetisch schwach angekoppeltem Anker zu schaffen,
das möglichst wenig Erregerleistung benötigt, Ausgehend von einem polarisierten
Flachrelais wird dies erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass bei im wesentlichen
symmetischen Aufbau es Flachrelais zu beiden Seiten des Kernes Je ein Anker angeordnet
ist und in den dabei entstehenden Arbeitsluftspalten flache Dauermagnete liegen,
die am Kernende und/ oder an den Ankerenden befestigt sind. Die dabei auftretende
grosse Ankerbewegung hat den Vorteil dass die mechanische Ubersetzung einer normalen
Ankerbewegung vermieden wird, was entweder eine erhebliche Zunahme der Ausdehnung
der Anordnung mit sich bringen oder den Einsatz weiterer mechanischer Lagerungen
erforderlich machen wUrde.
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Gemäss einer Ausbildung nach der Erfindung sind die beiden Anker in
an sich bekannter Weise mittels Schrauben bzw.
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Muttern am Kern lose gehalten, durch Je eine bogenförmige Ankerlagerfeder
seitlich an den Kern angedrückt, sowie durch einen Ankerhaltewinkel, der in eine
,Nut der einzelnen Anker eingreift, gestUtzt. An dem zusät;zlich angebrachten Anker
braucht nur die Nut fUr den Ankerhaltewinkel versetzt angeordnet zu werden, während
der Anschlagwinkel, der Isoliersteg und der Lötösensatz des normalen Flachrelais
entfallen.
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Bei solch grosser Bewegung des Ankers an derStelle des Arbeitsluftspaltes
hat man die Möglichkeit, ferritische oder bei begrenzter Spulenerregung auch stahllegierte
Dauermagnete in den Luftspalt der Eisenkreiszweige unmittelbar einzusetzen. Daher
werden gemäss weiterer Ausgestaltung der Erfindung in den Arbeitsluftspalten ferritische
oder stahllegierte Dauermagnete verwendet. Dies ist gerade bei einem grossen OffnungsverhEltnis
der Elektromagneteisenkreise von grossem Vorteil, weil dort die Konzentration des
Flusses parallel angeordneterDauermagnete auf den Arbeitsluftspalt nicht ohne weiteres
zu erreichen ist, weswegen die erwähnten bekannten Anordnungen bei einer Vergrösserung
der Ankerbewegung versagen.
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In weiterer Ausbildung der Erfindung wird der Abstand der Anker am
Doppelluftspalt durch ein Abstandsstück aus unmagnetischem Material hergestellt,
das gleichzeitig als Mitnehmer für den Betätigungsmagneten der Schutzrohrkontakte
dient. Dieses Abstandsstück kann beispielsweise aus Neusilberblech gebogen sein.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist am Kernende, unmittelbar
anschliessend an den Spulenflansch, eine U-förmige Stütze auf den Kern aufgesteckt,
die eine gedruckte Leiterplatte trägt und gleichzeitig die Anschläge für die Begrenzung
der Ankerbewegung gegen den Kern bildet.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Schutzrohrkontakte
in der Richtung derAnkerbetätigung in die gedruckte Leiterplatte eingelötet sind
und ein ring-oder brillenförmig ausgebildeter Betätigungsmagnet, der durch das Abstandsstück
in Abhängigkeit von der Ankerbewegung verschoben wird, auf den Schutzrohren gleitet.
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Schutzrohrkontakte mit Kugel anker weisen in der Regel an beiden Stirnseiten
Doppelanschlüsse auf. Bei Verwendung
einer doppeXkasehierten Leiterplatte
hat man dadurch die Möglichkeit, ein sehr vorteilhaftes Löte'rfahren zum winlöten
der Schutzrohrkontakte in die Leiterplatte anzuwenden. Die nach diesem Verfahren
hergestellte Anordnung ist gemäss weiterer Ausbildung der Erfindung dadurch gekennzeichnet,
dass die Schutzrohrkontakte in einen Ausschnitt einer doppeltkaschierten LeiterplattX
eingelegt und durch Tauchlötung vom Rande der Leiterplatte aus mit ihren beidseitig
angeordneten Doppelanschlüssen angelötet sind.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die auf dem Schutzrohr
gleitende Fläche des Betätigangstagneten mit einem gleitfähigen Kunststoff beschichtetf
Durch diese Gleitschicht wird die Reibung des Dauermagneten auf dem gläsernen Schutzrohr
vermindert; Die Erfindung wird anhand von Zeicheungen beschrieben, in denen zeigen:
Fig.l das beschriebene Flachrelais mit Doppelanker, ohne die gedruckte Leiterplatte,
die Schutzrohrkontakte und den Betätigungsmagneten, von oben gesehen; Fig. 2 die
Enden der Anker mit dem Abstandsstück, in räumlicher Darstellung; Fig. 3 einen Teil
der gedruckten Leiterplatte mit eingelöteten Schutzrohrkontakten und dem Betätigungsmagneten,
in räumlicher Darstellung; Fig. 4 das arbeitsseitige Ende des Flachrelais in zusammengebautem
Zustand, in räumlicher Darstellung; Fig. 5 eine Einzelheit aus Fig. 4 mit AbstandsstUck,
BetEtigungsmagnet und Schutzrohrkontakten, in räumlicher Darstellung; Fig. 6 das
Kernende mit aufgeschobener Stütze, in räumlicher Darstellung; Fig. 8 das Einlöten
der Schutzrohrkontakte in die gedruckte Leiterplatte, schematisch dargestellt.
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Das Flachrelais nach Fig. 1 weist eine Spule 1 mit zwei Spulenflanschen
2 und 3, einen die Spule 1 durchdringenden Kern 4 und zwei die Spule 1 umgreifende
Anker 5 und 6 auf.
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Die Anker 5 und 6 sind Jeweils durch zwei Ankerhalteschrauben 7 und
zwei Muttern 8 am Kern 4 lose gehalten und werden Jeweils durch eine bogenförmige
Ankerlagerfeder 9 seitlich an den Kern angedrückt, sowie durch einen Ankerhaltewinkel
lo, der in eine Nut 11 der Anker 5, 6 eingreift, gestützt.
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Die Anker 5 und 6 sind an ihrem arbeitsseitigen Ende durch ein Abstandsstück
12 miteinander verbunden. Dieses Abstandsstück 12 besteht vorzugsweise aus Neusilberblech
und ist Jeweils mit seinen Enden durch Umbiegen eines Lappens 13 in einem Loch des
Ankers 5 bzw. 6 beweglich gehalten. Es bestimmt den Abstandder Anker 5, 6 am Doppelluftspalt
und bildet zusammen mit der Ankerhaltelagerung 7, 8, 9, lo die Trapezlagerung des
Doppelankers 5, 6. Unmittelbar anschliessend an den vorderen Spulenflansch 3 ist
eine U-förmige Stütze 14 auf den Kern 4 aufgeste¢kt, deren Zweck später anhand von
Fig. 4 bzw. Fig. 6 erläutert wird. In den zwischen dem Kern 4 und den Ankern 5 und
6 entstehenden Arbeitsluftspalten liegen flache Dauermagnete 15 und 16, die am Kernende
befestigt sind. Die Dauermagnete 15, 16 können aber auch, abweichend von Fig. 1,
an den Ankerenden befestigt sein oder es können in Jedem Arbeitsluftspalt zwei Dauermagnete
vorgesehen sein, von denen einer am Kernende und einer am Ankerende befestigt ist.
Die Befestigung der Dauermagnete 15, 16 geschieht vorzugsweise durch Kleben.
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In den Arbeitsluftspalten können ferritische oder bei begrenzter Spulenerregung
auch stahilegierte Dauermagnete 15, 16 verwendet werden.
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Fig. 2 zeigt die Enden der Anker 5 und 6 mit dem sie verbindenden
Abstandsstück 12. Da das Abstandsstück 12 gleichzeitig als Mitnehmer für den Betätigungsmagneten
17 der Schutzrohrkontakte 18 (Fig. 3) dient, ist es mit zwei nach oben ragenden
Fingern 19 versehen.
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In Fig. 3 ist ein Teil einer gedruckten Leiterplatte 20 dargestellt,
die einen Ausschnitt 23 aufweist, in den die Schutzrohrkontakte 18 eingelötet sind.
Der brillenförmige Betätigungsmagnet 17 gleitet auf den Schutzrohren der Schutzrohrkontakte
18 und ist zu diesem Zweck in seinen Bohrungen mit einem gleitfähigen Kunststoff
beschichtet.
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Fig. 4 zeigt das arbeitsseitige Ende des Flachrelais in zusammengebautem
Zustand. Die gedruckte Leiterplatte 20 ist mittels einer Schraube 21 auf der Stütze
14 befestigt, so dass die Fingerl9 des Abstandsstückes 12 den Betätigungsmagnet
17 seitlich umgreifen. Dieser wird durch das Abstandsstück 12 in Abhängigkeit von
der Bewegung der Anker 5 und 6 verschoben. Eine Einzelheit aus Fig. 4 zeigt die
Fig.-5,.
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aus der das Zusammenwirken von Abstandsstück 12, Betätigungsmagnet
17 und Schutzrohrkontakten 18 deutlich wird.
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In Fig. 6 ist dargestellt, wie die U-förmige Stütze 14 neben dem vorderen
Spulenflansch 3 auf den Kern 4 aufgesteckt ist. Die Stütze 14 weist an ihrer oberen
Fläche eine Gewindebohrung 22 zur Befestigung der gedruckten Leiterplatte 20 auf.
Gleichzeitig bildet die Stütze 14 die Anschläge für die Bewegung der Anker 5 und
6 gegen den Kern 4.
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Fig. 7 zeigt ein vorteilhaftes Verfahren zum Einlöten der Schutzrohrkontakte
18 in den Ausschnitt 23 der gedruckten Leiterplatte 20. Dabei wird vorausgesetzt,
dass die verwendeten Schutzrohrkontakte 18 an ihren Stirnseiten Doppelanschlüsse
24 aufweisen und dass eine doppeltkaschierte Leiterplatte 20 benutzt wird. In diesem
Fall können die Schutzrohrkontakte 18 so in den Ausschnitt 23 der doppeltkaschierten
Leiterplatte 20 eingelegt werden, dass die Doppelanschlüsse 24 die beiderseits mit
Leiterbahnen 25 (Fig. 3) versehenen Kanten des Ausschnittes 23 zwischen sich aufnehmen.
Die so eingelegten Schutzrohrkontakte 18 werden vom Rande der Leiterplatte 20 aus
durch Tauchlöten mit
dieser verbunden. Die Pfeile in Figur 7 sollen
diese Tauchlötung andeuten. Die äussere Verdrahtung wird an Lötstellen am Rande
der Leiterplatte 20 herangeführt.
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8 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnung, 7 Figuren