DE2320317C3 - Elektromagnetisches Relais mit Speichercharakteristik aufweisendem Topfmagneten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais mit Speichercharakteristik aufweisendem Topfmagneten, das an mindestens einer Stirnseite des Topfmagneten einen weichmagnetischen, scheibenförmigen, federbelasteten Anker aufweist.

Elektromagnetische Betätigungsvorrichtungen mit einem Topfmagneten, der an einer oder beiden seiner Stirnseiten mit einem weichmagnetischen, scheibenförmigen federbelasteten Anker zusammenarbeitet, sind bekannt (GB-PS 6 21 Oil, GB-PS 8 84 726). Derartige Topfmagnete erlauben aufgrund ihrer günstigen Bauform die Gestaltung eines besonders wirksamen Magnetkreises. Die erwähnten bekannten Anordnungen arbeiten nach dem Prinzip des Haftmagneten, bei dem ein Elektromagnet dazu dient, den in seiner Magnetisierung unveränderten Dauermagneten in seiner Wirkung auf den Luftspalt zwecks Anzugs des Ankers zu stärken und zwecks Abfalls des Ankers zu schwächen. Hierzu muß jeweils die Stromrichtung in der Spule des Elektromagneten geändert werden. Für bestimmte Anwendungsfälle, z. B. bei Koppelrelais der Fernsprechtechnik, erfordert eine Änderung der Stromrichtung jedoch einen erhöhten schaltungstechnischen Aufwand.

Es ist weiterhin bekann!, die feststehenden Magneikreisteile von Reedrelais mit Speichercharakteristik aus einem dauermagnetischen Werkstoff auszuführen, der durch die Erregerwicklungen der Relais betriebsmäßig umpolbar ist (Artikel »The Ferreed - A New Switching Device« in »The Bell System Technical Journal«, Januar 1960, Seiten 1 bis 30).

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisches Relais mit Speichercharakteristik aufweisendem Topfmagneten zu schaffen, dessen Magnetsystem aus sogenannten halbhartem dauermagnetischem Werkstoff besteht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Die Erfindung vereinigt in vorteilhafter Weise die guten magnetischen Eigenschaften eines Topfmagneten und die Vorzüge des sogenannten Ferreed-Prinzips.

Weiterbildungen der Erfindung sehen vor, daß die weichmagnetischen Anker als Membrananker ausgebildet sind und daß diese Membrananker innerhalb einer Schutzkapsel auf der Stirnseite des Topfmagneten angeordnet sind. Derartige Ausbildungen und Anordnungen von Membranankern sind an sich bekannt (CH-PS 4 83 110).

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung betätigt der Membrananker über ein Betätigungsglied elektrische Kontakte, deren Zuleitungen durch die Schutzkapsel hindurchgeführt sind. Eine derartige Anordnung ist ebenfalls an sich bekannt (US-PS 29 33 572).

Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:

Fig. 1 einen Topfmagnet mit zwei Ankern, in schematischer Darstellung, von der Seite gesehen,

F i g. 2 den Topfmagnet nach F i g. 1, ohne Anker, von oben gesehen,

Fig.3 einen Teil eines anderen Topfmagneten mit einem Membrananker, von der Seite gesehen,

Fig.4 ein mit einem Topfmagneten aufgebautes Membranrelais, in schematischer Darstellung, von der Seite gesehen,

F i g. 5 einen Membrananker, von oben gesehen,

F i g. 6 ein weiteres Membranrelais auf der Basis eines Topfmagneten, in schematischer Darstellung, von der Seite gesehen.

In den F i g. 1 und 2 ist ein Topf magnet dargestellt, der

einen stabförmigen inneren Magnet 1 und einen koaxial zu diesem angeordneten, hohlzylinderförmigen äußeren Magnet 2 aus umpolbar dauermagnetischem Werkstoff aufweist. Der innere Magnet 1 trägt eine Erregerwicklung 3 und der äußere Magnet 2 ist mit einer Erregerwicklung 4 direkt bewickelt. An den beiden Stirnseiten des Topfmagneten ist jeweils ein scheibenförmiger weichmagnetischer Anker 5 bzw. 6 angeordnet, der mit den entsprechenden Stirnflächen der Magnete I, 2 zusammenarbeitet. Die Anker 5, 6 unterliegen jeweils einer Rückslellkraft, die der Anzugrichtung der Magnete 1, 2 entgegengerichtet ist und die durch Rückstellfedern 7 bzw. 8 aufgebracht wird, die an den Ankern 5, 6 befestigt sind. Für den Anzug der Anker 5 und 6 wird die innere Erregerwicklung 3 erregt, während die äußere Erregerwicklung 4 beide Magnete 1 und 2 in der gleichen Richtung magnetisiert, so daß die Anker 5 und 6 von deren Rückstellfedern 7 bzw. 8 abgerissen werden können.

Die Fig. 3 zeigt einen Teil eines Fopfmagneten mit zwei koaxial angeordneten Magneten 1 und 2, deren Stirnseiten mit einem Membrananker 9 zusammenarbeiten. Diese Bauform ist energetisch besonders günstig. Die Rückstellkraft des Membranankers 9 kann wiederum durch eine Rückstellfeder 10 unterstützt werden.

In Fig.4 ist ein unsymmetrisches Ausführungsbeispiel eines mit einem Topfmagnet aufgebauten Membranrelais dargestellt. Der stabförmige innere Magnet 1 ist mit einer Erregerwicklung 3 bewickelt, während der hohlzylinderförmige äußere Magnet 2 eine Erregerwicklung 4 trägt. An der einen Stirnseite des äußeren Magneten 2 ist ein scheibenförmiger Membrananker 11 mit seinem Rand 20 befestigt und arbeitet mit seiner zentralen Ankerfläche 18 mit der Stirnfläche des inneren Magneten 1 zusammen, der zur Herstellung des erforderlichen Arbeitsluftspalies etwas kürzer ist als der äußere Magnet 2. An der dem Arbeitsluftspalt abgewandten Seite des Membranankers 11 ist ein stempeiförmiges Betätigungsglied 12 angebracht, durch welches elektrische Kontakte 13 und 14 betätigt werden, deren Zuleitungen 15 durch eine Schutzkapsel 16 hindurchgeführt sind, welche auf die Stirnseite des Topfmagneten aufgesetzt ist und den Membrananker 11 und die Kontakte 13, 14 überdeckt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Rückstellung des Membranankers 11 durch dessen Eigenelastizität und/oder durch die Rückstellkraft der elektrischen Kontaktfedern. Die der Schutzkapsel 16 gegenüberliegende Stirnseite des Topfmagneten ist durch einen Flansch 17 geschlossen.

Die F i g. 5 zeigt einen Membrananker 11, der mit drei kreisbogenförmigen Schlitzen 19 versehen ist, deren Länge sehr viel größer ist als deren Breite, und die dazu dienen, die Elastizität des Membranankers 11 zu vergrößern und dadurch die aufzuwendende Kraft zur Auslenkung der zentralen Ankeriläche 18 gegen die Stirnfläche des Magneten 1 zu verringern. Die Schlitze 19 sind so angeordnet, daß die zentrale Ankerfläche 18 über drei schmale längliche Zungen 21 mit dem Rand 20 des Membranankers U verbunden ist. Diese Anordnung erlaubt der zentralen Ankerfläche 18 eine beträchtliche Bewegungsfreiheit und stellt gleichzeitig sicher, daß sie sich bei einer entsprechenden Erregung der Magnete 1 und 2 im wesentlichen senkrecht an die Stirnfläche des Magneten 1 anlegt.

In Fig.6 ist ein auf der Basis eines Topfmagneten aufgebautes Membranrelais dargestellt, dessen Membrananker 22 als Kontaktanker ausgebildet ist, dessen zentrale Koniaktfläche 23 einerseits mit der Stirnfläche des Magneten 1 und andererseits mit einem Abschnitt der Schutzkapsel 24 kontaktgebend zusammenarbeitet. Hierzu ist der Membrananker 22 sowohl von den Magneten 1 und 2 als auch von der Schutzkapsel 24 durch ringförmige Isolierungen 25 bzw. 26 elektrisch getrennt. Die der Schutzkapsel 24 gegenüberliegende Stirnseite des Topfmagneten ist durch einen Flansch 30 geschlossen. Die elektrischen Anschlüsse 27, 28 und 29 des Relais sind an der Schutzkapsel 24, am Membrananker 22 sowie an dem Flansch 30 angebracht. Die Magnete 1 und 2 tragen jeweils eine Erregerwicklung 3 bzw. 4.

Zur praktischen Ausbildung des äußeren Magneten 2 gibt es verschiedene Möglichkeiten. Er kann u. a. aus einem Rohrabschnitt bestehen, aus dünnem Blech gewickelt sein oder aus Drahtabschnitten zusammengesetzt sein.

Die verwendeten Erregerwicklungen 3 und 4 können in mehrere Lagen oder Abschnitte getrennt sein, die je nach der gewünschten Betätigungsweise des Topfmagneten miteinander verschaltet sind.

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Bezugszeichenliste	innerer Magnet
1	äußerer Magnet
2	Erregerwicklung
3	Erregerwicklung
4	Anker
5	Anker
6	Rückstellfeder
7	Rückstellfeder
8	Membrananker
9	Rückstellfeder
10	Membrananker
11	Betätigungsglied
12	elektrischer Kontakt
13	elektrischer Kontakt
14	Zuleitung
15	Schutzkapsel
16	Flansch
17	zentrale Ankerfläche
18	Schlitz
19	Rand
20	Zunge
21	Membrananker
22	zentrale Kontaklfläche
23	Schutzkapsel
24	ringförmige Isolierung
25	ringförmige Isolierung
26	elektrischer Anschluß
27	elektrischer Anschluß
28	elektrischer Anschluß
29	Flansch
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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Relais mit Speichercharakleristik aufweisendem Topfmagneten, das an mindestens einer Stirnseite des Topfmagneten einen weichmagnetischen, scheibenförmigen, federbelasteten Anker aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Teile des Magnetsystems durch zwei jeweils unmittelbar mit m zumindest einer Erregerwicklung (3 bzw. 4) bewikkelte koaxial angeordnete Körper (1, 2) aus sogenanntem halbhartem, dauermagnetischem Werkstoff bestehen und die Auslegung und Anordnung des Magnetsystems derart getroffen ist, daß bei kurzzeitiger Erregung nu^r der den inneren dauermagneüschen Körper (1) umgebenden Wicklung (3) aufgrund der dadurch bewirkten Serienmagnetisierung der beiden dauermagnetischen Körper (1, 2) der/die Anker (5, 6, 9, 11, 20, 22) anzieht/anziehen und bei darauffolgender kurzzeitiger Erregung der den äußeren dauermagnetischen Körper (2) umgebenden Wicklung (4) aufgrund der dadurch bewirkten Ummagnetisierung des äußeren dauermagnetischen Körpers (2) der/die Anker abfallen.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der/die weichmagnetische(n) Anker als Membrananker (z. B. 9) ausgebildet ist/sind.

3. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der/die Membrananker (z. B. 11) innerhalb einer/zweier Schutzkapsel(n) (16) angeordnet ist/ sind, die auf die Stirnseite des Topfmagneten aufgesetzt ist/sind.

4. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Membrananker (11) über ein Betätigungsglied (12) elektrische Kontakte (13, 14) betätigt, deren Zuleitungen (15) durch die Schutzkapsel (16) hindurchgeführt sind.

5. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Menbrananker (22) als Kontaktanker ausgebildet ist und sowohl von den dauermagnetischen Körpern (1, 2) als auch von der Schutzkapsel (24) durch Isolierungen (25 bzw. 26) getrennt ist.

6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere dauermagnetische Körper (2) als Rohrabschnitt ausgebildet ist.

7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere dauermagnetische Körper (2) aus dünnem Band gewickelt ist.

8. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere dauermagnetische Körper (2) aus Drahtabschnitten zusammengesetzt ist.

9. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklungen (3, 4) in mehrere Lagen oder Abschnitte getrennt sind, die je nach der gewünschten Betätigungsweise des Relais miteinander verschaltet sind.

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