DE2265522C2 - Elektromagnetisches Relais mit zwei magnetisch in Reihe geschalteten abgeschlossenen Kontakten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1,

Durch die DE-AS 21 04 258 ist ein elektromagnetisches Relais mit zwei abgeschlossenen Kontakten bekannt Jeder Kontakt weist eine ebene Grundplatte auf, in der ein langer Stiftkern mittels einer Druckglaseinschmelzung befestigt ist. Die Stiftkerne der beiden Kontakte liogen parallel nebeneinander und sind von einer Erregerwicklung umschlossen. Bei diesem Relais ist es schwierig und daher teuer, die langen Stiftkerne einzuschmelzen. Weiterhin muß die Erregerwicklung aufgrund der parallelen Anordnung der Stiftkerne auf einen Spulenkörper mit ovalem Kern aufgebracht werden und erhält daher eine verhältnismäßig große mittlere Windungslänge. Dadurch erhöht sich der Platzbedarf des bekannten Relais erheblich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisches Relais zu schaffen, das einfach herstellbar ist, einen geringen Platzbedarf hat und bei im wesentlichen gleicher Bauweise den Aufbau der

2Q verschiedensten Relaistypen gestattet

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen konstruktiven Maßnahmen gelöst
Aufgrund dieser exakt spiegelbildlichen Anordnung der Polscheiben kann auch die Magnetisierungswicklung des Relais in vorteilhafter Weise koaxial zur gemeinsamen Achse der Polscheiben angeordnet werden und eine kleine mittlere Windungslänge aufweisen. Werden gemäß der in Anspruch 1 angegebenen Alternative an die einander zugewandten Flächen der Polscheiben jeweils magnetisch leitende Winkelstücke exzentrisch angeschweißt deren Schenkel senkrecht zur Ebene der Grundplatten dicht nebeneinander angeordnet sind, so wird ein besonders guter, weil großflächiger magnetischer Übergang zwischen den beiden Relaiskontakten erreicht Die Stiftkerne der beiden Kontakte des Relais nach der DE-AS 21 04 258 liegen zwar ebenfalls dicht nebeneinander, doch schrumpft dort die Räche der größten Annäherung

■ro zwischen den beiden zylindrischen Stiftkernen zu einer Linie zusammen.

Die Anordnung nach Patentanspruch 5 eröffnet die Möglichkeit das Relais als Koinzidenzrelais in einem Koppelvielfach zu verwenden.

Die Erfindung wird an verschiedenen Ausführungsbeispielen anhand von Zeichnungen erläutert in denen zeigt

F i g. 1 ein elektromagnetisches Relais mit zwei mit ihren Grundplatten einander zugewandten Kontakten,

so von der Seite gesehen und aufgeschnitten,

F i g. 2 das Relais nach F i g. 1, aufgeschnitten entlang der Linie ΑΈ,

F i g. 3 eine Weiterbildung des Relais nach F i g. 1 und 2, von der Seite gesehen,

F i g. 4 das Relais nach F i g. 3 von der Seite gesehen um 90° gedreht teilweise aufgeschnitten,

Fig.5, 6 und 7 verschiedene magnetisch leitende Winkelstücke, die bei dem Relais nach Fig.3 und 4 verwendet werden, in räumlicher Darstellung,

Fig.8 ein elektromagnetisches Haftrelais mit zwei mit ihren Deckeln einander zugewandten Kontakten, von der Seite gesehen und aufgeschnitten,

F i g. 9 eine Weiterbildung des Haftrelais nach F i g. 8, von der Seite gesehen und aufgeschnitten.

"5 In F i g. 1 und 2 ist ein elektromagnetisches Relais mit zwei abgeschlossenen Kontakten 21, 22 dargestellt. Die Kontakte weisen je ein Gehäuse aus einer ebenen Grundplatte und einem haubenförmigen Deckel 1 auf.

Der Rand des Deckels 1 ist mit der Grundplatte entweder staubdicht oder hermetisch fest verbunden. Diese Verbindung kann beispielsweise durch eine ringförmige Schweißstelle hergestellt werden. Die Grundplatte des Kontakts besteht aus einem ringförmigen Außenteil 2 und einer Polscheibe 3, die mittels eines Glasrings 4 durch Druckglaseinschmelzung so zusammengefügt sind, daß sie zumindest auf der Innenseite der Grundplatte in einer Ebene liegen. Die Polscheibe 3 ist exzentrisch innerhalb des Außenteils 2 angeordnet Ein als flaches Bauteil ausgebildeter Anker 5 ist mittels einer Ankerbaltefeder 6 an der Innenseite des Deckels 1 befestigt und steht sowohl einem Abschnitt der Polscheibe 3 als auch einem Abschnitt des Außenteils 2 gegenüber. Um Fertigungs- oder Abnutzungstoleranzen auszugleichen, kann die mit der Polscheibe 3 zusammenarbeitende Fläche des Ankers 5 ballig ausgebildet sein. Die Grundplatten der Kontakte sind einander zugewandt Zwischen den beiden Grundplatten der Kontakte 21,22 sind ein Dauermagnet 23 und ein Elektromagnet angeordnet, die über die Kontakte 21, 22 magnetisch in Reihe geschaltet sind. Der Elektromagnet besteht aus einem magnetisch leitenden Stift 24 und einer Magnetisierungswicklung 25 und ist an die sich gegenüberstehenden Polscheiben 3 der Kontakte 21,22 angelegt Der Dauermagnet 23 ist mit jeweils einem seiner Pole neben dem Elektromagneten an die sich gegenüberstehenden Flächen der Außenteile 2 angekoppelt Der Abstand der beiden sich gegenüberstehenden Grundplatten ist so gewählt, daß im Zwischenraum 26 zwischen den beiden Grundplatten ein Nebenschluß für den Dauermagneten 23 und ein Reihenschluß für den Elektromagneten 24,25 gebildet wird. In dem in Fi g. 2 dargestellten Schnitt ist die Nebenschlußfläche mit 27 bezeichnet

Bei gleichbleibender Bauweise des Relais nach F i g. 1 können verschiedene Relaistypen geschaffen werden. Der Dauermagnet 23 erzeugt im Magnetkreis des Relais eine Vorerregung, deren Größe von den Magnetabmessungen und der Magnetstärke sowie vom Magnetkreis des Relais abhängt Ist die Vorerregung kleiner als die Abfallerregung, so erhält man ein neutrales Relais mit verkleinerten Ansprech- und Abfallwerten. 1st die Vorerregung größer als der Haltewert, so ist das Relais bistabil. Übersteigt die Vorerregung durch den Dauermagnet 23 schließlich die Anzugserregung des neutralen Relais, so erhält man ein Relais mit Ruhekontakten. Diese drei Relaistypen lassen sich durch Einschwächung eines hinreichend großen Dauermagneten, der bei voller Magnetisierung das Relais zum Anzug bringt, oder durch Einsetzen von Dauermagneten mit verschieden großem Querschnitt verwirklichen.

In den Fig.3 und 4 ist ein weiteres elektromagnetisches Relais dargestellt, das ebenfalls zwei Kontakte 28 und 29 aufweist, dtren Grundplatten einander zugewandt sind. An die sich gegenüberstehenden Flächen der Polscheiben 3 ist jeweils ein magnetisch leitendes Winkelstück 30 bzw. 31 angeschweißt Die Winkelstükke 30,31 liegen senkrecht zur Ebene der Grundplatten dicht nebeneinander und werden gemeinsam von einer Mägnetisiefüngswicklüng 32 Umschlössen. Die Winkelstücke 30,31 weisen jeweils eine Verlängerung auf, die als Lötfahne 33 bzw. 34 dient und einen der elektrischen Anschlüsse radial zu den Kontakten 28 bzw. 29 herausführt. Der andere elektrische Anschluß der Kontakte 28 bzw. Ά wird durch eine am Deckel 1 befestigte Lötanschlußfah?e 15 hergestellt.

In den Fi g. 5, 6 und 7 sind verschiedene magnetisch leitende Winkelstücke 35,36 und 37 mit Lötfahnen 38, 39 bzw, 40 dargestellt, die bei dem Relais nach Fig,3 und 4 verwendet werden können. Die abgewinkelter. Enden, an denen die Winkelstücke 35, 36, 37 an die Polscheiben 3 angeschweißt werden, sind mit 41,42 und 43 bezeichnet

Bei den in den Fig, 1 bis 4 dargestellten Relais mit einander gegenüberstehenden Grundplatten bestehen die Außenteile 2 aus magnetisch leitendem und die Deckel 1 aus magnetisch nicht leitendem Material Die Deckel 1 können aber auch aus magnetischem Werkstoff hergestellt werden.

Die Funktionsweise der in den F i g. 1 bis 4 gezeigten Relais soll nun beschrieben werden, wenn der Dauermagnet 23 für ein Haftrelais bemessen ist Sind die Kontakte z. B. 21,22 geöffnet, so fließt der größte Teil des Flusses des Dauermagneten 23 über den Nebenschluß (Zwischenraum 26) zwischen den beiden Grundplatten durch die Luft Wird durch eine kurzzeitige Erregung der Magnetisierungswicklung 25 (F i g. 1) oder 32 (F i g. 3 und 4) ein M^met in Reihe zu dem Dauermagneten 23 erzeugt so flieQ ein erheblicher Fluß über die Anker 5 und zieht diese zu den Grundplatten. Wegen der Serienschaltung der Kontakte z.B. 21, 22 (Fig. 1) bezüglich des Magnetflusses werden stets beide Kontakte 21, 22 schließen. Die Anker 5 liegen flach auf den Grundplatten auf. Durch eine kurzzeitige Erregung der Magnetisierungswicklung z. B. 25 (Fi g. 1) in Gegenrichtung werden die Anker 5 wieder abgeworfen.

In F i g. 8 ist ein elektromagnetisches Haftrelais mit zwei abgeschlossenen Kontakten 44 und 45 dargestellt, deren Decke! 1 einander zugewandt sind. Zwischen den beiden Deckeln 1 der Kontakte 44 und 45 sind ein Dauermagnet 23 und ein Elektromagnet angeordnet Der Elektromagnet besteht aus einem magnetisch leitenden Stift 24 und einer Magnetisierungswicklung 25. Der Stift 24 ist etwa gleichachsig mit den Polscheiben 3 an die sich gegenüberstehenden Deckel 1 angelegt Neben dem Elektromagnet ist der Dauermagnet 23 mit jeweils einem seiner Pole an die Deckel 1 magnetisch angekoppelt Die Polscheiben 3 der beiden Kontakte 44 und 45 sind durch ein Flußleitblech 46 magnetisch miteinander verbunden, das die beiden Kontakte 44, 45 U-förmig umschließt Bei den Kontakten 44 und 45 bestehen sowohl die Außenteile 2 als auch die Deckel 1 aus unmagnetischem Material.

Der Magnetfluß der geschlossenen Kontakte 44, 45 geht von der Polscheibe 3 zum Anker 5 und verläßt den

so Kontakt 44 bzw. 45 am Ende der Ankerhaltefeder 6 durch den nichtmagnitischen Deckel 1. Die Stoßfestigkeit wird hier nicht durch die mechanische Vorspannung, sondern durch die magnetische Vorspannung erreiche, was durch die folgende Erläuterung des magnetischen Flußverlaufs im offenen Kontakt deutsch wird. Im geöffneten Zustand der Kontakte 44, 45 geht der größte Teil des Flusses des Dauermagneten 23 über den Nebenschluß, d. h. über die Anker 5 und den magnetisch leitenden Stift 24. Wird durch die kurzzeiti-

eo ge Erregung der Magnetisierungswicklung 25 in dem Stift 24 ein Magnetfluß ereeugt, der dem Dauermagnetfluß entgegengesetzt gerichtet ist so wird der Fiuß des Dauermagneten 23 verdrängt und Hießt über die Luftspalte zu den Polscheiben 3 und zurück über das Flußleitblei h 46. Dad'Tch werden die Anker 5 mit ihren freien Enden zu den Polscheiben 3 gezogen und nehmen eine Schräglage ein. Bei einer entgegengesetzten Erregung der Magnetisierungswicklung 25 werden die

Anker 5 an die Deckel 1 gezogen. Bei diesem magnetischen Prinzip ist es vorteilhaft, wenn die unmagnetischen Deckel 1 sehr dünn sind.

In Fig.9 ist ein weiteres Haftrelais mit zwei abgeschlossenen Kontakten 47 und 48 dargestellt, deren Deckel 1 sich gegenüberstehen. Zwischen den beiden Deckeln 1 sind ein Dauermagnet 23 und ein magnetisch leitender Stift 24 angeordnet. Der Stift 24 ist etwa gleichachsig mit den Polscheiben 3 an die einander zugewandten Deckel 1 angelegt. Neben dem Stift 24 ist der Dauermagnet 23 mit jeweils einem seiner Pole an die Deckel 1 magnetisch angekoppelt. Die Polscheiben 3 sind durch ein Flu&leitblech 49 magnetisch miteinander verbunden, das die beiden Kontakte 47, 48 U-förmig umschließt. Das Mittelteil des U-förmigen Flußleitblechs 49 besteht aus zwei parallelliegenden Schenkeln 50, 51, auf denen jeweils eine Spule 52 bzw. 53 angeordnet ist. die durch verschiedene Koordinaten X bzw. Veines Koppelvielfaches angesteuert werden. Die Außenteile 2 und die Deckel 1 der beiden Kontakte 47 und 48 bestehen aus unmagnetischem Werkstoff.

Die Betätigung des Haftrelais nach Fig.9 geschieht wie folgt. Im geöffneten Zustand der Kontakte 47, 48 geht der größte Teil des Flusses des Dauermagneten 23 über die Anker 5 und den magnetisch leitenden Stift 24 zwischen den beiden Deckeln 1. Werden beide Spulen 52 und 53 gleichsinnig kurzzeitig erregt und erzeugen einen Magnetfluß in Reihe zu dem Dauermagneten 23, so wird der Fluß über die Anker 5 zu den Polscheiben 3 verstärkt und bringt die Kontakte 47 und 48 zum Schließen. Wird nur eine Spule z. B. 52 erregt, so wird der von ihr erzeugte Fluß über den anderen Schenkel 51 kurzgeschlossen. Erst bei gleichzeitiger Erregung der Spulen 52 und 53 werden auch die Kontakte 47 und 48 betätigt. Das Relais zieht also nur an, wenn es über beide Koordinaten X und Y- z. B. eines Koppelvielfaches gleichzeitig angesteuert wird. Der Fluß des Dauermagneten 23 hält die Anker 5 in beiden Stellungen.

Bei den in den Fig. 1 bis 4, 8 und 9 dargestellten Relais sind die beiden gegenüberliegenden Kontakte durch Folien oder eine geeignete Kunststoffbeschichtung gegeneinander isoliert.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1. Patentansprüche;

   t. Elektromagnetisches Relais mit zwei magnetisch in Reihe geschalteten abgeschlossenen Kontakten, die von einem gemeinsamen Dauermagnet vormagnetisiert sind, über zumindest eine Magnetisierungswicklung magnetisch betätigbar sind und von denen jeder ein flaches Gehäuse aufweist, das aus einer ebenen Grundplatte mit eingesetztem Polteil und einem haubenförmigen Deckel besteht, dessen herabgezogener Rand einen flanschartigen Ansatz aufweist, der mit der Grundplatte fest verbunden ist, wobei jeder Kontakt mit einem als flaches Bauteil ausgebildeten Anker versehen ist, der . mittels einer Ankerhaltefeder an dem Deckel befestigt ist und sowohl einem Abschnitt des Außenteils der Grundplatte als auch einem auf der Seite des Ackers auf gleicher Ebene wie der Abschnitt des Außenteils der Grundplatte liegenden Abschnitt des Polteils gegenübersteht, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Grundplatte jedes Kontaktes (z. B. 21,22 in F i g. 1 oder 47,48 in Fig.9) eingesetzte Polteil aus einer Scheibe (3) besteht, die im wesentlichen der Dicke des Außenteils (2) der Grundplatte entspricht, daß die zwei spiegelbildlich angeordneten Kontakte (z. B. 21, 22 in Fig. 1 oder 47, 48 in Fig.9) sich mit gleichachsig angeordneten Polscheiben (3) oder Deckeln (1) gegenüberstehen und entweder über einen dazwischen angeordneten, die Magnetisierungswicklung (25) tragenden, magnetisch leitenden Stift (24) oder übet* an die einander zugewandten Flächen der Polscheiben (3) jeweils exzentrisch angeschweißte, magnetisch leitende Winkelstücke (30, 31) magnetisch in Reihe geschaltet sind, wobei die Schenkel der Winkelstücke (30,31) senkrecht zur Ebene der Grundplatten dicht nebeneinander angeordnet sind und gemeinsam von einer Magnetisierungswicklung (32) umschlossen sind.
2. 2. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Winkelstück (z. B. 30) gleichzeitig eine Lötfahne (33) bildet, die einen der elektrischen Anschlüsse radial zu den Kontakten (28,29) herausführt
3. 3. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dauermagnet (23) mit jeweils einem seiner Pole neben dem magnetisch leitenden Stift (24) an die sich gegenüberstehenden Außenteile (4) der Grundplatten oder Deckel (1) angelegt ist
4. 4. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Polscheiben (3) der beiden Kontakte (44,45) durch ein Flußleitblech (46) magnetisch miteinander verbunden sind, daß die beiden Kontakte (44,45) U-förmig umschließt.
5. 5. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil des U-förmigen Flußleitblechs (49) aus zwei parallelliegenden Schenkeln (50,51) besteht, auf denen jeweils eine Spule (52 bzw. 53) angeordnet ist, die durch verschiedene Koordinaten (X bzw. Y) — z. B. eines Koppelvielfaches — angesteuert werden.