DE2052173B2 - Relais, insbesondere Miniaturrelais - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Relais, insbesondere ein Miniaturrelais, nach dem Oberbegriff des vorstehenden Patentanspruchs.

Das seit Jahren bestehende Bestreben, Geräte und Schaltungen der Nachrichtentechnik und Elektronik aus Gründen der Platzersparnis immer mehr zu verkleinern, führt neben der Miniaturisierung der Bauteile auch dazu, daß man Geräte und Schaltungen mit solchen Bauteilen in möglichst gedrängter Form aufbaut. Dieser Tendenz sind wegen der gegenseitigen Beeinflussung der Bauteile und wegen der Erwärmung der Bauteile im Betrieb Grenzen gesetzt Die Erwärmung eines Relais führt z. B. dazu, daß der Widerstand der Erregerwicklung zunimmt, wodurch für die Betätigung des Relais ohne besondere Maßnahmen eine höhere Spannung erforderlich ist als im kalten Zustand des Relais.

Zur Kompensation der bei Temperaturerhöhung und unveränderter Erregerspannung der Relaiswicklung auftretenden verminderten Amperewindungszahl in ihrer Auswirkung auf die Anzugskraft des Relais ist es aus der FR-PS 7 62 728 bekannt, einen magnetischen Hilfskreis aus einem Material vorzusehen, dessen Permeabilität sich mit der Temperatur schnell ändert. Aus der GB-PS 2 11 119 ist ebenfalls ein magnetischer Kreis für Relais oder ähnliche Bauelemente bekannt, der zu dem erwähnten Zweck einen temperaturabhängigen Nebenschluß enthält, der die temperaturbedingte Widerstandsänderung in der Erregerwicklung dadurch kompensiert, daß er aus einer Legierung besteht, deren Permeabilität mit ansteigender Temperatur abnimmt. Diese bekannten Relaisstrukturen sind jedoch nicht geeignet für Miniaturrelais, deren gedrängte Bauform den Einsatz eines magnetischen Hilfskreises bzw. Nebenschlusses nicht zuläßt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Relais zu schaffen, bei welchem der magnetische Hauptkreis des Relais selbst derart angelegt ist, daß bei erhöhter Temperatur keine wesentliche Spannungserhöhung zum Anzug der Relais erforderlich ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt den Verlauf der magnetischen Induktion (B) in Abhängigkeit von der Temperatur (T) für Eisen bei verschiedenen Feldstärken (H). Man erkennt, daß bei hohen Feldstärken (H > 100

ίο Oersted) die Permeabilität bzw. die Induktion B mit steigender Temperatur fortlaufend stärker abnimmt und schließlich nach abrupter Abnahme beim Curie-Punkt praktisch auf den Wert Null abfällt. Weiter ist ersichtlich, daß bei kleinen Feldstärken (H < 20 Oersted) die Induktion mit steigender Temperatur zunimmt, ein Maximum durchläuft und dann wieder beim Curie-Punkt praktisch den Wert Null erreicht.

Der steigende Induktionsverlauf bei kleinen Feldstärken wird nun dahingehend ausgenützt, daß sich eine bestimmte Induktion bei steigender Temperatur mit einer progressiv abnehmenden Amperewindungszahl aufrechterhalten läßt.

Wird ein Relais nach längerer Betriebsunterbrechung eingeschaltet, so stellt sich aufgrund der Auslegung des magnetischen Kreises und der Windungszahl der Erregerwicklung bei Anlegen der Betriebsspannung an die Wicklung eine bestimmte Induktion bzw. ein bestimmter Fluß ein, wodurch das Relais anzieht. Bleibt das Relais während längerer Zeit im Betrieb, so erwärmt es sich, und damit nimmt der Widerstand der Erregerwicklung zu. Wird das Relais abgeschaltet und nach kurzer Unterbrechung wieder eingeschaltet, so sind bei unveränderter Betriebsspannung wegen des erhöhten Wicklungswiderstandes die Amperewindungszahl und damit der Induktionsfluß kleiner als im Kaltzustand des Relais, so daß die Anzugskraft des Relais bei sonst unveränderten Bedingungen ebenfalls kleiner ist und möglicherweise für die Betätigung des Relais nicht mehr genügt. Die Auslegung des Relais wird vorzugsweise so vorgenommen, daß das Arbeiten in einem Bereich erfolgt, in welchem mit zunehmender Temperatur der magnetische Fluß bei gleicher Betriebsspannung und verminderter Amperewindungszahl aufrechterhalten werden kann. Auf diese Weise ergibt sich eine vollständige Kompensation der temperaturbedingten Erhöhung des Wicklungswiderstandes auf die Anzugskraft des Relais. Je nach Wahl der Verhältnisse kann auch eine unvollständige Kompensation oder gar eine Überkompensation eintreten, obwohl in der Regel die vollständige Kompensation angestrebt wird. Das Ausmaß der Kompensation richtet sich u. a. auch nach dem Temperaturbereich, über welchen eine Kompensation erzielt werden soll.
Vorzugsweise werden der Werkstoff für den magnetisehen Kreis und die magnetische Feldstärke in diesem im Kaltzustand des Relais so gewählt, daß sich die genannte Temperaturkompensation über einen Bereich von 20° bis 100⁰C erstreckt. Hierzu sind magnetische Werkstoffe, deren Feldstärke im Kaltzustand weniger

to als 20 Oersted beträgt, geeignet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Relais, insbesondere Miniaturrelais, bei dem die bei Temperaturerhöhung und unveränderter Erregerspannung der Relaiswicklung auftretende verminderte Amperewindungszahl in ihrer Auswirkung auf die Anzugskraft des Relais durch entsprechende Auslegung des magnetischen Kreises teilweise oder ganz kompensiert wird, gekennzeichnet durch eine Wahl des Werkstoffes des magnetischen Kreises und der magnetischen Feldstärke in diesem im Kaltzustand derart, daß im Bereich der im Betrieb des Relais auftretenden Temperaturen bei zunehmender Temperatur die Permeabilität des Materials des magnetischen Kreises in der Weise steigt, daß die Kompensation durch die durch diesen Anstieg bewirkte, pro Amperewindung erhöhte magnetische Induktion herbeigeführt wird.