DE2163428C3 - Selbsthaltender polarisierter Relaisumschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen selbsthaltenden polari-•ierten Relaisumschalter mit einem in beide Polrichtungen erregbaren, ortsfesten Ε-Magneten, der einen eine geringe Remanenz aufweisenden Kern hat; mit einem ym eine ortsfeste Achse schwenkbar gelagerten Anker Bebst einem daran befestigten Ankermagneten, von dem jeweils nur einer der beiden Pole sich im Anziehungsbereich des Kerns befindet; mit einer dem Anker tugeordneten, bistabilen, mechanischen Vorspannungseinrichtung nebst zwei Begrenzungsanschlägen und zumindest zwei festen Kontakten sowie zumindest einem vom Anker betätigten beweglichen Kontakt.

Es ist bereits ein Umschalter der erwähnten Art nach der DTPS 5 54 798 bekannt, welcher als Ankermagnet einen Elektromagneten mit Mittelabgriff und Schleifbürsten umfaßt. Als ortsfester Ε-Magnet ist ein Hufeisenmagnet vorgesehen. Ein solcher Aufbau beansprucht verhältnismäßig viel Platz, was bei Anwendung auf dem Starkstromgebiet eine geringe Rolle spielen mag, für Schwachstrom-Bauelemente, insbesondere Bauteile in Miniaturabmessungen, jedoch sehr erheb-

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lieh wird. Ferner müssen bei dem bekannten Umschal^fl ter zwecks Erzielung größerer Drehmomente die Αη^Γ kermagneten beträchtliche Durchmesser aufweisen)?; während andererseits die schließlich in eine- der beiderifj Betriebsstellungen erreichte Kontaktkraft unabhängig^; von der zur Erregung des ortsfesten Hufeisenmagneten]! aufgewendeten elektrischen Leistung isL

Es ist auch ein ähnlicher Umschalter nach der US-PS-26 32 072 bekannt, bei dem der als Permanentmagnet; ausgebildete Ankermagnet über ein haarnadelförmiges Federelement an die ortsfeste Achse angelenkt ist, wobei das Federelement gleichzeitig als Schalterwippe wirksam ist. Die Achse des Ankermagneten ist in jeder der beiden Betriebsstellungen gegenüber der Achse des ortsfesten Ε-Magneten gekippt, wobei der Ankermagnet bei jedem Umschaltvorgang auch eine axiale Bewegungskomponente hat. Dies bedeutet, daß der Luftspalt zwischen dem Ankermagneten und dem ortsfesten Ε-Magneten nicht konstant ist. Vielmehr ist in beiden Ruhestellungen diese Kraft sogar noch unterschiedlich groß. Infolgedessen besteht die Gefahr, daß bei größeren Erschütterungen der Ankermagnet in eine Grundstellung fällt, in welcher keiner der beiden Ankerpole sich in Anziehungsberührung mit dem Kern des E-Magneten befindet. Die Ausführungen gelten auch für ein weiteres Ausführungsbeispiel der genannten Patentschrift mit einem symmetrisch um eine ortsfeste Achse schwenkbar gelagerten, als Permanentmagnet ausgebildeten hufeisenförmigen Ankermagneten, lediglich mit der Maßgabe, daß dort in beiden Ruhestellungen des Ankers eine im wesentlichen gleichmäßige Anziehungskraft gegenüber dem Kern des Ε-Magneten erreicht wird, während andererseits die Gefahr eines ungewollten Umschaltvorganges beim Auftreten von Erschütterungen ebenfalls besteht.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Umschalters, welcher bei einfachstem Aufbau Miniaturabmessungen aufweisen kann und damit als Schwachstrom-Bauelement geeignet ist, wobei eine einmal eingenommene Betriebsstellung der beiden möglichen Betriebsstellungen auch beim Auftreten größerer Erschütterungen sicher beibehalten wird. Erreicht wird dies durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.

Durch den konstant geringen Luftspalt zwischen dem eingelegten Ankermagneten 10 und dem ortsfesten Ε-Magneten läßt sich beim Erfindungsgegenstand eine Verschwenkung der kreissektorförmigen Platte mit einer sehr geringen Erregerleistung erreichen. Da infolge der besonderen Anordnung des eingelegten Ankermagneten in der kreissektorförmigen Platte der ortsfeste Ε-Magnet mit gekrümmter Stabform ausgebildet sein kann, ergibt sich gegenüber der eingangs abgehandelten DT-PS 5 54 798 ein sehr geringer Platz bedarf, wobei dieser Vorteil noch dadurch gesteigert wird, daß die kreissektorförmige Platte noch die an sich beispielsweise aus der DT-PS 12 66 850 bekannte bistabile mechanische Vorspannungseinrichtung nebst Druckkörper aufnehmen kann.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert, welche ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Umschalters in schematischer Teildarstellung zeigt.

Der veranschaulichte selbsthaltende polarisierte Relaisumschalter umfaßt einen in beide Polrichtungen erregbaren, ortsfesten Ε-Magneten I, der einen eine geringe Remanenz aufweisenden Kern 3 hat. Ein Anker, der in Form einer kreissektorförmigen Platte 7 ausge-

bildet ist, kann um eine ortsfeste Achse 6 in beiden Richtungen geschwenkt werden. Die Krümmungsachse der Platte 7 fällt hierbei mit der Schwenkachse 6 zusammen. Ein als Permanentmagnet ausgebildeter, eine gekrümmte Stabform aufweisender Ankermagnet 10, dessen Pole in der Zeichnung mit »M< und »S<< bezeichnet sind, ist in dem Bogen 9 der kreissekiorförmigen Platte 7 eingelegt. Das Ende 4 des Kerns 3 des E-Magneten steht in beiden Betriebsstellungen dem Bogen der Platte 7 gegenüber und weist eine diesem Bogen entsprechende Innenkrümmung auf.

An ihrer dein Ankermagneten 10 gegenüberliegenden Seite weist die Platte 7 eine bistabile Vorspannungseinrichtung in Form einer auf die Schwenkachse 6 ausgerichteten Druckfeder 12 und eines mit dieser zusammenwirkenden Druckkörpers in Form einer Kugel 13 auf, wobei die Kugel 13 an eii.em als Schaltwippe 15 ausgebildeten beweglichen Kontakt mit Kontaktplättchen 16, 17 gleitend anliegt. Die Schalterwippe 15 stützt sich in der Mitte gegen ein eine Zuleitung bildendes ortsfestes Lager 14 und über jeweils eines der bei-

den Kontaktplättchen 16, 17, in der veranschaulichten Betriebsstellung über das Kontaktplättchen 17, gegen eines von zwei an ortsfesten Zuleitungen 18, 19 ausgebildeten Kontaktplättchen 20, 21 ab. In der Zeichnung ist die eine Betriebsteilung der Schalterwippe 15 ausgezogen, die andere strichpunktiert dargestellt.

An beiden Seiten der Platte 7 ist außerhalb des Umfangsbereiches des Ankermagneten 10 bzw. an beiden Enden des Bogens 9 je ein zur Zusammenwirkung mit einem zugeordneten ortsfesten Anschlag 22 bestimmter radialer Vorsprung 8 vorgesehen, wodurch der Schwenkwinkel der Platte 7 in beiden Betriebsstellungen festgelegt wird.

Der E-Magnet 1 weist zwei Wicklungen 2a, 2b auf, die über eine Gleichstromquelle sowie wechselseitig zu betätigende Schalter 24, 25 wahlweise beaufschlagt werden können, und zwar derart, daß die Polrichtung des E-Magneten 1 beim Übergang der Beaufschlagung von einer der beiden Wicklungen 2a, 2b auf die jeweils andere umgekehrt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche: 21

1. Selbsthaltender polarisierter Relaisumschalter mit einem in beide Polrichtungen erregbaren, ortsfesten E-Magneten, der einen eine geringe Remanenz aufweisenden Kern hat; mit einem um eine ortsfeste Achse schwenkbar gelagerten Anker nebst einem daran befestigten Arkermagneten. von dem jeweils nur einer der beiden Pole sich im An-Ziehungsbereich des Kerns befindet; mit einer dem Anker zugeordneten, bistabilen, mechanischen Vorspannungseinrichtung nebst zwei Begrenzungsanschlägen und zumindest zwei festen Kontakten sowie zumindest einem vom Anker betätigten beweg- liehen Kontakt, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker als eine im wesentlichen kreissektorförmige Platte (7) ausgebildet ist, deren Krümmungsachse mit der Schwenkachse (6) zusammenfällt, daß der als Permanentmagnet ausgebildete, eine gekrümmte Stabform aufweisende Ankermagnet (10) in den Bogen der kreissektorförmigen Platte (7) eingelegt ist, der in beiden Betriebsstellungen des Ankermagneten dem einen, mit einer der Krümmung des Bogens (9) der kreissektorförmigen Platte (7) entsprechenden Innenkrümmung versehenen Ende (4) des Kerns (3) des Ε-Magneten gegenüberliegt, und daß die kreissektorförmige Platte (7) an ihrer dem Ankermagneten (10) gegenüberliegenden Seite die bistabile Vorspannungseinrichtung in Form einer auf die Schwenkachse (6) ausgerichteten Druckfeder (12) und eines mit dieser zusammenwirkenden Druckkörpers (Kugel 13) aufnimmt, wobei dieser Druckkörper an dem als Schalterwippe (15) ausgebildeten, beweglichen Kontakt gleitend anliegt.

2. Umschalter nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Seiten der kreissektorförmigen Platte (7) außerhalb des Umfangsbereichs des Ankermagneten (10) je ein zur Zusammenwirkung mit einem zugeordneten Anschlag (22) bestimmter radialer Vorsprung (8) vorgesehen ist.