DE2461884A1

DE2461884A1 - Elektromagnetisches schaltgeraet

Info

Publication number: DE2461884A1
Application number: DE19742461884
Authority: DE
Inventors: Sepp Franz Dipl Ing Antonitsch
Original assignee: SDS Elektro GmbH
Current assignee: SDS Elektro GmbH
Priority date: 1974-12-30
Filing date: 1974-12-30
Publication date: 1976-07-01
Also published as: ATA914075A; BR7503368A; AT359154B; GB1513966A; FR2296932B1; DD123717A1; FR2296932A1; AU504993B2; DE2461884B2; DE2461884C3; SE7506110L; AU8337575A; US3987383A; CA1033786A; SE401054B; YU136475A; PL109313B1; CS191930B2; CH600546A5; IT1044606B

Description

SDS- ELEKTRO GMBH 8o24 Deisenhofen, den 3o. 12.74

Fichtenstr. 5

74/12/2

Elektromagnetis ches S chaltgerät

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Schaltgerät mit einem als Spulenkörper ausgebildeten Schutzrohr, in dem ein Anker angeordnet ist und mit im Spulenkörper formgebunden fest eingebetteten Kontakt- und Spulenanschlüssen sowie Polschuhen.

Ein elektromagnetisches Schaltgerät dieser Art ist aus der deutschen Patentschrift 1 9o9 94o bekannt. Es zeichnet sich trotz kleiner Abmessungen durch guten Wirkungsgrad und infolge der Trennung von Kontakt und Wickelraum durch hohe Kontaktsicherheit aus. Außerdem ist dieses Relais, das einen Umschaltkontakt besitzt, wirtschaftlich herstellbar. Trotz dieser positiven Merkmale ist das Relais jedoch für die Anwendungsfälle nicht geeignet, in denen ein vom Ruhekontakt getrennter Arbeitskontakt oder eine doppelte Unterbrechung bzw. Schließung eines Stromkreises gefordert sind.

Elektromagnetisches Schaltgeräte, mit einer Kontaktbestückung, die diese Merkmale erfüllen, sind z.B. aus der DT-OS 1 614 943 sowie der US-PS 3 768 o51 bekannt. In·diesen Fällen handelt es sich dabei um Anordnungen, bei denen ein lagerfreier Anker in einer hermetisch geschlossenen Kontaktkapsel zwischen zwei Paaren von Festkontakten angeordnet ist. Zu beiden Seiten der Kontaktkapsel sind Dauermagnete in einem Gehäuse gelagert, so daß ungleichnamige Pole einander gegenüberliegen und der Magnetfluß über den Anker geschlossen wird. Zwischen den Magneten, die in einem Falle brückenartig ausgebildet, im anderen Falle mit PoI-schuhen versehen sind, ist auf die Kontaktkapsel eine Erregerwicklung aufgebracht. Die insoweit bekannten Schalter verhalten

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sich bistabil und sind mit Impulsen ansteuerbar. Von Nachteil ist allerdings, daß sie z.B. durch die Notwendigkeit einer Kontaktkapsel und eines die Magnete aufnehmenden Gehäuses konstruktiv aufwendig sind, und außerdem nur einen relativ niedrigen Wirkungsgrad aufweisen, da durch die Kontaktkapsel für die Funktion nutzlose magnetische Luftspalte vorhanden sind. Bei der Verwendung brückenartiger und somit schon wegen dieser Formgebung relativ teuer zu fertigender Dauermagnete tritt dabei noch der zusätzliche Nachteil auf, daß der für die Erregerwicklung vorgesehene Wickelraum durch die Dauermagnete eingeschränkt wird. Eine Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit durch Steigerung der Windungszahl ist damit weitgehend ausgeschlossen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisches Schaltgerät der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei einfachem kompaktem Aufbau problemlos herstellbar ist, sich durch hohen Wirkungsgrad auszeichnet und außerdem unterschiedliches Schaltverhalten, wie z.B. auch monostabiles oder mittlere Ruhelage zuläßt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Anker zwei mit Kontaktwerkstoff belegte freie Enden aufweist, daß im Spulenkörper beiderseits des Schutzrohres Kontakträume eingeformt sind, in denen die freien Enden des Ankers jeweils den an einander gegenüberliegenden Seiten aus der Wand des Kontaktraumes austretenden, mit Kontaktwerkstoff belegten Enden der Polschuhe gegenüberstehen, und daß in den Spulenflanschen Dauermagnete und Polschuhe symmetrisch zur Spulenlängsachse und einer zu dieser senkrechten Achse angeordnet sind.

Durch die Verwendung eines Spulenkörpers als Schutzrohr, sowie als Träger für die Dauermagnete, Polschuhe und Kontakte erhält man einen elektromagnetischen Schalter, bei dem alle magnetisch wirksamen Bestandteile auf engstem Raum angeordnet sind, so daß Ver-

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luste auf ein Minimum beschränkt sind und ein hoher Wirkungsgrad erzielt wird. Hinsichtlich des zur Verfügung stehenden Raumes besteht bei der erfindungsgemäßen Anordnung weitgehende Unabhängigkeit bei der Dimensionierung der Spule und der Magnete, deren Polschuhe in jedem Falle im Streuflußarmen Bereich der Spulenflansche in der Nähe der Stirnseiten der Spulenwicklung liegen.

Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung bestehen darin, daß zwischen jedem Polschuh und einer ferromagnetisehen Gehäusekappe je ein Dauermagnet in, in den Spulenflanschen eingeformten, der Form der Dauermagnete angepaßten Räumen, angeordnet ist, und daß in jedem Spulenkörperflansch zwischen den anschlußseitigen Enden zweier gegenüberliegender Polschuhe je ein Dauermagnet in einer für ihn vorgesehenen Magnetkammer im Spulenkörper gelagert ist.

Die Dauermagnete sind im wesentlichen quaderförmig ausgebildet und somit einfach herstellbar. Im erstgenannten Falle finden vier, im zweiten Falle zwei Magnete Verwendung. Die für die Dauermagnete vorgesehenen Räume sind derart ausgebildet, daß sie durch schmale Abschnitte aus Kunststoff, aus dem der Spulenkörper besteht, elektrisch von den stromführenden Pqlschuhen bzw. von der Gehäusekappe isoliert sind.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß der Spulenkörper von dem aus Schutzrohr, Kontakträumen und Magnetkammern gebildeten Raum vollständig durchdrungen und vor dem Einlegen der Dauermagnete an seinen beiden Stirnseiten offen ist.

Durch den zu beiden Stirnseiten offenen Spulenkörper läßt sich eine Reinigung oder Entgasung von Kontaktraum und Schutzrohr

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besonders wirkungsvoll durchführen. Die Reinigung ist in jedem Falle erforderlich um eine im Zuge der Fertigung erfolgte unvermeidbare Verunreinigung der Kontakte, z.B. mit organischen Niederschlagen, die von Klebstoffen oder Ausdünstungen des Spulenkörpers herrühren können, zu beseitigen. Sie erfolgt unmittelbar vor dem hermetischen Verschluß des Kontaktraumes z.B. durch den Dauermagneten, und hat somit wesentlichen Einfluß auf die Kontakteigenschaften.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der im Schutzrohr angeordnete Anker lagerfrei ist. In diesem Falle sind die Dauermagnete so gepolt, daß auf einer Seite der Spulenlängsachse befindliche Polschuhe ungleichnamige Polarität aufweisen, so daß der Anker an diesen Polschuhen anliegt. Bei entsprechender Erregung der Spule wird der Anker so aufmagnetisiert, daß er von diesen Polschuhen abgestoßen und von den gegenüberliegenden angezogen wird. Die Ankerbewegung erfolgt dabei im wesentlichen parallel zur Spulenlängsachse. Um bei Nichterregung und gleichzeitiger starker Erschütterung eine Überbrückung und somit unerwünschte elektrische Verbindung gegenüberliegender Polschuhe durch ein Verkanten des Ankers, der als langgestrecktes Plättchen mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet sein kann, sicher auszuschließen, kann vorgesehen sein, daß der im Schutzrohr angeordnete Anker federgefesselt ist. Die Federfesselung gewährleistet hierbei, daß der Anker stets parallel zu den Polschuhen ausgerichtet ist. Die Wirkung der Federkraft kann dabei so schwach sein, daß das bistabile Schaltverhalten bestehen bleibt.

Eine Ausführung der Federfesselung kann darin bestehen, daß an einer oder zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Ankers mittig eine sich im wesentlichen über die Länge des Schutzrohres

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erstreckende, sich mit Vorspannung an der Wand des Schutzrohres abstützende Blattfeder befestigt ist. Außer einer Sicherung des Ankers kann man hiermit auch auf einfache Weise das Schaltverhalten beeinflussen. Bei Verwendung nur einer, jedoch entsprechend stark bemessenen Blattfeder, die Federkraft ist hierbei größer als die dauermagnetische Stellkraft, erhält man moriostabiles Schaltverhalten.

Anstelle des parallel zu den Polschuhen beweglichen Ankers kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, daß für den Anker mittig eine Zapfen- öder Schneidenlagerung vorgesehen ist. In diesem Falle führt der Anker bei Spulenerregung eine Drehbewegung aus. Die Dauermagnete sind hierbei so gepolt, daß auf einer Seite der Spulenlängsachse befindliche Polschuhe gleichnamige Polarität aufweisen. Sofern das Magnetsystem symmetrisch aufgebaut ist und keine Federkräfte auf den Anker einwirken, ruht der Anker in Ruhelage mit seinen mit Kontaktwerkstoff belegten Enden an einander diametral gegenüberliegenden Polschuhen. Die Zapfenlagerung ist bevorzugt derart ausgebildet, daß ein zylindrischer Lagerzapfen mit dem Anker verbunden ist und daß der Lagerzapfen mit toleranzangleichendem Spiel im Schutzrohr ruht. Der Lagerzapfen kann dabei auf den Anker aufgesteckt oder durch eine entsprechende Umspritzung des Ankers mit Kunststoff realisiert sein. Sofern der Spulenkörper aus zwei identischen Teilen zusammengesetzt ist, kann eine besonders wirtschaftlich herstellbare Schneldenlagerung derart ausgebildet sein, daß im Schutzrohr an einander gegenüberliegenden Seiten sickenartige VorSprünge angeformt sind, und daß der Anker' mit Spiel zwischen diesen Vorsprüngen hindurchge- $ührt ist.

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Für den Fall, daß ein langgestrecktes Plättchen, z.B. aus Weicheisen, als Anker Verwendung findet, kann eine Ausgestaltung der Erfindung darin bestehen, daß der Anker endseitig gegenüber seinem Mittelabschnitt verbreitert ist. Durch diese Maßnahme werden besonders hohe Kontaktkräfte erzielt. Gegebenenfalls können die verbreiterten endseitigen Bereiche zur Bildung von Doppelkontakten geteilt sein.

Nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Anker die Form eines Stabes hat und kreisrunden Querschnitt aufweist und daß die einander gegenüberliegenden Polschuhe mit einer der Form des Ankers im wesentlichen angepaßten kreisbogenartigen Ausnehmungen versehen sind, oder daß der Anker die Form eines Stabes aufweist und an den, den Polschuhen gegenüberliegenden Flächen mit kreisbogenartigen Wölbungen -versehen ist, und daß die Polschuhe mit kreisbogenartigen konkaven Ausnehmungen an diese konvexen Wölbungen angepaßt sind.

Durch diese Maßnahmen erreicht man bei hoher Kontaktsicherheit eine gewisse Selbstzentrierung des Ankers. Bezogen auf die Ankermasse erhält man zunächst eine geringere wirksame Polfläche als bei einem Flachanker, was jedoch weitgehend durch eine Vergrößerung der Länge der Polschuhe in Ankerlängsrichtung ausgeglichen werden kann. Eine unerwünschte Überbrückung einander gegenüberliegender Polschuhe durch einen derartigen Anker infolge starker Erschütterung, wird dadurch ausgeschlossen, daß sich das Schutzrohr in seiner Höhe im wesentlichen lediglich über die Höhe der kreisbogenartigen Ausnehmungen in den Polschuhen erstreckt. Die lagerfreie Beweglichkeit des Ankers bleibt dabei erhalten, vermieden wird jedoch, daß der Anker in die Bereiche eintreten

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kann, in denen die Abstände einander gegenüberliegender konkav gewölbter Polschuhe am geringsten sind.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die Polschuhe an einander gegenüberliegenden Seiten aus der Wand des Kontaktraumes austreten und am übergang vom Kontaktraum zum Schutzrohr in Richtung der Spulenlängsachse abgewinkelt sind, parallel zum Anker bis in den Bereich des Endes des Wickelraumes verlaufen, und daß das freie Ende des Ankers und die abgewinkelten Enden der Polschuhe in deren Überdeckungsbereich mit Kontaktwerkstoff belegt sind.

Infolge der durch die abgewinkelten Enden der Polschuhe gebildeten Polfläche sind die magnetischen Anzugskräfte und damit auch die Kontaktkräfte erhöht, so daß neben galvanischen Kontaktbelägen auch Massivkontakte mit den sich daraus ergebenden magnetischei?Luftspalten (Trennblech) anwendbar sind. Hieraus ergibt sich der Vorteil höherer Strombelastbarkeit der Kontakte, wobei auch der Kontaktwiderstand besser beherrschbar ist als bei galvanischen Kontakten. Infolge größerer Verschleißmöglichkeit verlängert sich dabei auch noch die Lebensdauer der Kontakte.

Ferner ist vorgesehen, daß die stromführenden Polschuhe vor dem Einbettungsvorgang an die zugehörigen Kontaktanschlüsse angeschweißt sind. Diese Maßnahme kann z.B. zu einer Vereinfachung der die Kontakt- und Spulenanschlüsse tragenden Platine führen. Beispielsweise kann in diesem Falle als Material für die Platine und damit der Kontakt- und Spulenanschlüsse Neusilber verwendet werden, das ohne Nachbehandlung lötbar und korrosionsbeständig ist.

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Zur Gewährleistung hoher Kontaktkräfte sind die Polschuhe mit ihren abgewinkelten Enden bis in die Streuflußarmen Bereiche an den Enden des Wickelraumes mit relativ großen Polflächen parallel zum Anker geführt. Dabei ist von Vorteil, daß trotz der großen Polfläche eine Justierung der Polschuhe überflüssig ist, da diese in ihrer Position durch die formgebundene Einbettung im Spulenkörper exakt festgelegt sind. Hierzu ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die anschlußseitigen, den Dauermagneten gegenüberliegenden Enden der Polschuhe derart in die Wandungen der Magnetkammern eingebettet sind, daß jeder Polschuh zu beiden Seiten freiliegende Abschnitte aufweist, die zueinander um einen Abstand (a), in welchem die Polschuhe beiderseits eingebettet sind, versetzt sind, und daß die freiliegenden Abschnitte der Polschuhe innerhalb der Magnetkammer dem stirnseitigen Ende des Spulenkörpers benachbart sind.

Der Kontaktabstand wird beim Spritz-, Spritzpreß- oder Preßvorgang des Spulenkörpers durch einen Einschub definierter Breite festgelegt. Hierzu werden die abgewinkelten Enden der Polschuhe durch an deren freiliegenden Abschnitten angreifende seitliche Einschübe von einander gegenüberliegenden Seiten an den erstgenannten Einschub angedrückt, wodurch der gewünschte Kontaktabstand exakt reproduziert wird.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Spulenkörper aus zwei formschlüssigen, miteinander verschweißbaren Hälften aus Kunststoff besteht, daß beim Verschweißen der Spulenkörperhälften eine Materialverformung lediglich im Bereich der Schweißnaht durch Laser- oder Ultraschalleinwirkung stattfindet, daß zumindest eine der Spulenkörperhälften in der Ebene.in der die Verbindung erfolgt, mit einer entlang dieser Ebene laufenden stegartigen Erhebung ver-

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sehen ist, oder daß die erste Spulenkörperhälfte entlang der Berührungsebene eine stegartige Erhebung aufweist und die zweite mit einer mit der stegartigen Erhebung korrespondierenden Nut versehen ist, daß eine den Kontaktabstand bzw. den Ankerweg (s) bestimmende Montagelehre während des Schweißvorganges zwischen den einander gegenüberliegenden mit Kontaktwerkstoff belegten Enden der Polschuhe in den beiden Spulenkörperhälften eingelegt ist.

Obwohl in diesem Falle eine Deformation der entlang der Berührungsebene laufenden stegartigen Erhebung stattfindet, erreicht man durch die Verwendung der Montagelehre, daß der gewünschte Ankerweg, bzw. Kontaktluftspalt auf einfache Weise exakt eingehalten wird. Im Vergleich zum bekannten Klebeverfahren ergibt sich sogar der Vorteil, daß mit Montagelehren geringfügig unterschiedlicher Höhe entsprechend verschiedene Ankerwege bzw. Kontaktluftspalte und damit unterschiedliche Spannungsfestigkeiten erzielbar sind.

Zur Schaffung eines elektromagnetischen Schaltgerätes mit neutraler Mittelstellung des Ankers können Ausgestaltungen der Erfindung darin bestehen, daß der durch die mit Kontaktwerkstoff belegten Enden der Polschuhe gebildete Kontaktabstand (s) so groß gewählt ist, daß der Anker bei unerregtem Schaltgerät von den Festkontakten abgehoben ist und sich in Mittelstellung befindet, und daß die Mittelstellung des Ankers bei unerregtem Relais durch zu beiden Seiten des Ankers angeordnete Mittelstellungsfedern festgelegt ist.

Zu diesem Zweck ist nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung vorgesehen, daß die Mittelstellungsfeder mit ihren Enden unmittelbar oder über Stützplatten einerseits an nasenartigen

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Vorsprüngenandererseits an Seitenwänden des für sie vorgesehenen Raumes unter Vorspannung anliegen, und daß die Stützkräfte der Mittelstellungsfedern durch zur Verschiebung der an den Seitenwänden des für die Mittelstellungsfedern vorgesehenen Raumes anliegenden Stützplatten geeignete Stellglieder getrennt voneinander einstellbar sind. Eine derartige Einstellung kann z.B. mit einer Stellschraube erfolgen.

Die Mittelstellungsfedern sind z.B. als Spiral-, Schraubenoder Teleskopfedern ausgebildet oder als S-förmig gebogene Blattfedern im Bereich des freien Endes des Ankers angeordnet. In all diesen Fällen erhält man Federn mit gewünschter flacher Federcharakteristik, so daß die Justierkräfte feinfühlig einstellbar sind.

Die Erfindung ist noch dahingehend ausgestaltet, daß zwei miteinander fluchtende nasenartige Vorsprünge beiderseits des Ankers vorgesehen sind, und daß diese Vorsprünge in der durch die Mittelstellung des Ankers gegebenen Ebene liegen, und daß die Breite (f) der nasenartigen Vorsprünge in Richtung der von den Mittelstellungsfedern ausgeübten Kraft die Breite (g) des Ankers geringfügig überschreitet.

Damit lassen sich die Ansprechwerte des Relais in beiden Schaltrichtungen leichter einstellen, als wenn kein definierter Mittelstellungsanschlag für den Anker vorgesehen wäre.

Die Funktion der definierten Mittelstellung läßt sich ohne Verwendung von Stützplatten dadurch erreichen, daß die Mittelstellungsfedern endseitig im rechten Winkel abgebogen sind,

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derart, daß sie sowohl an der Seitenwand des für sie vorgesehenen Raumes als auch am nasenartigen Vorsprung oder dem Anker mit ihren Stirnseiten anliegen, daß die rechtwinkelig abgebogenen Abschnitte einer jeden Justierfeder um 9o zueinander versetzt sind, und daß in der Seitenwand des für die Mittelstellungsfedern vorgesehenen Raumes rinnenartige Vertiefungen zur Aufnahme des einen rechtwinkelig abgebogenen Abschnittes einer jeden Mittelstellungsfeder eingeformt sind. Eine derart ausgebildete Mittelstellungsfeder ist in dem für sie vorgesehenen Raum nahezu reibungsfrei gelagert und braucht im Zuge der Fertigung lediglich in diesem Raum eingelegt zu werden.

Die Mittelstellungsfedern sind bevorzugt derart bemessen, daß bei Kontaktgabe die dauermagnetische Stellkraft kleiner als die Federkraft der gespannten Mittelstellungsfedern ist. Hierdurch ist gewährleistet, daß sich der Anker bei fehlender Erregung in der neutralen Mittelstellung befindet.

Zur Erhöhung des Wirkungsgrades ist ferner vorgesehen, daß das Schaltgerät von einer den Dauermagnetfluß leitenden ferromagnetischen Gehäusekappe umgeben ist, oder daß zwischen den, den Polschuhen abgewandten Enden, der in den Spulenflanschen befindlichen Dauermagnete Joche angeordnet sind.

Zur Erzielung einseitiger Kontaktruhelage kann man dabei derart verfahren, daß die Summe der im unerregten Zustand wirksamen magnetischen Luftspalte (si + a + s4) etwa doppelt so groß ist wie die Summe der auf der Ruhekontaktseite durch Kontaktwerkstoffeinlagen (s2) und den für eine elektrische Isolation erforderlichen Abstand ( s3 ) des Dauermagneten von der Gehäusekappe bzw. vom Joch gegebenen Restluftspalt. Bei einem symmetrisch aufgebauten Magnetsystem kann dabei der das monostabile Schaltverhalten bewirkende magne-

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tische Luftspalte a durch Verwendung eines, verglichen mit dem auf der Ruhekontaktseite wirksamen, verkleinerten oder schwächeren Dauermagneten herbeigeführt sein.

Eine Weiterbildung der Erfindung im Hinblick auf die Schaffung eines Schaltgerätes höherer Kontaktzahl besteht darin, daß im Spulenkörper zwei parallel zur Spulenlängsachse ausgerichtete, hintereinander angeordnete Anker vorgesehen sind. Hierdurch sind auf einfache Weise zwei Arbeits- und zwei Ruhekontakte, bzw. zwei Umschaltekontakte realisiert. Zur Vermeidung unerwünschter Kontaktgabe sind die Anker durch eine im Spulenkörper eingeformte Isolierstoffwand von einander getrennt. Zur Ankerbetätigung ist normalerweise eine einzige Spule vorgesehen, eine getrennte Betätigung ist mit zwei Spulen durchführbar. Es ist eine bevorzugte Ausgestaltung eines solchen Schaltgerätes, daß für die einander benachbarten Enden der hintereinander liegenden Anker gemeinsame Dauermagnete,jedoch elektrisch voneinander getrennte Polschuhe vorgesehen sind. Durch diese Maßnahme erhält man, infolge der geringen Zahl von Dauermagneten ein besonders wirtschaftlich aufzubauendes Schaltgerät.

Neben der beschriebenen Anordnung der Anker, sind nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung im Spulenkörper wenigstens zwei parallel zur Spulenlängsachse ausgerichtete nebeneinander angeordnete Anker vorgesehen. Die Ankerbetätigung erfolgt in diesem Falle synchron. Zur Einsparung von Dauermagneten pro Kontaktsatz gegenüber einer Ausführung mit nur einem Arbeits- und Ruhekontakt können hierbei zwischen den nebeneinander angeordneten Ankern im Spulenkörper ruhende, in Richtung der Spulenlängsachse fluchtende Dauermagnete beidseitig mit Polschuhen versehen sein oder zwischen den nebeneinander angeordneten Ankern im Spulenkörper als PoI-

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schuhe dienende, in Richtung der Spulenlängsachse fluchtende Leitbleche eingebettet sein. Infolge der gleichlaufenden Bewegung der nebeneinanderliegenden Anker können diese ferner ' mit zwei begrenzten Freiheitsgraden mechanisch miteinander verbunden^ jedoch elektrisch voneinander isoliert sein, womit Vorsorge gegen ein Verkanten eines Ankers z.B. beim Auftreten starker Erschüttungen getroffen ist.

Zur Schaffung eines abdichtbaren Kontaktraumes kann ferner vorgesehen sein, daß zwischen dem Kontaktraum und der Magnetkammer eine für eine Klebeverbindung geeignete Anlagefläche für einen im wesentlichen quaderförmigen Dauermagneten vorgesehen ist, mit dem der Kontaktraum dicht verschließbar ist.

Des weiteren ist vorgesehen, daß der in der an den Kontaktraum angrenzenden Magnetkammer untergebrachte Dauermagnet aus Bariumferrit oder einer sogenannten Seltenen Erde besteht und als Getter aktiviert ist. Hierdurch ist gewährleistet, daß im Kontaktbereich während des Betriebes eventuell auftretende, die Kontakteigenschaften beeinträchtigende Gase sicher adsorbiert werden. Zusätzlich kann es auch noch vorteilhaft sein, den für den Anker vorgesehenen Raum, der eine relativ große Oberfläche besitzt, mit Gettermaterial zu beschichten, das für die Adsorbtion spezieller Gase ausgewählt ist. Die Nutzung der Oberfläche des für den Anker vorgesehenen Raumes kommt beispielsweise bei zweiteiligen Spulenkörpern infrage. Die Aktivierung des als Dauermagneten dienenden Getters erfolgt im Vakuum bei 1o Torr, gegebenenfalls unter gleichzeitiger Wärmeeinwirkung. Bei diesem Vorgang kann zugleich auch eine Entgasung des Spulenkörpers stattfinden. Von besonderem Vorteil ist in diesem Falle, daß der für die Adsorbtion schädlicher Gase maßgebende Getter in unmittelbarer Nachbarschaft der Kontakte angeordnet und somit besonders wirkungsvoll ist.

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Bevorzugt sind die Dauermagnete durch eine beidseitige mit Klebestoff beschichtete Folie an den Anlageflächen zum Kontaktraum fixiert. Die Klebefolien sind dabei derart zugeschnitten, daß sie sich im wesentlichen lediglich über die Randbereiche der Dauermagneten erstrecken.

Durch Verwendung von derartigen Klebefolien erübrigt sich das Aufbringen von Klebstoff im Siebdruckverfahren, was fertigungstechnisch aufwendig wäre und außerdem die Gefahr in sich birgt, daß lösungsmittelhaltige Klebstofftröpfchen unbeabsichtigt auch außerhalb der Klebefläche aufgetragen werden.

Nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung sind zwischen den Kontakträumen und den Magnetkammern für die Aufnahme von Molekularsieben oder zusätzlicher Getter geeignete Räume vorgesehen, wobei die Molekularsiebe, bzw. die zusätzlichen Getter und/oder die Dauermagnete durch thermische Verformung endseitiger Wandbereiche des aus Kunststoff bestehenden Spulenkörpers fixiert sind. Hierbei werden der Dauermagnet bzw. der zusätzliche Getter in einem einzigen Arbeitsgang sicher befestigt, wobei Klebstoffe vollkommen vermieden werden.

Ferner besteht eine Ausgestaltung der Erfindung darin, daß an der Unterseite des Spulenkörpers um die Kontaktanschlüsse bzw. Spulenanschlüsse, Ausnehmungen eingeformt sind, und daß diese Ausnehmungen zumindest teilweise mit Gießharz ausgefüllt sind. Durch diese Maßnahme erreicht man für Kontakt- und Spulenanschlüsse eine besonders wäremefeste Einbettung, so daß die Anschlüsse auch bei überdurchschnittlicher Erwärmung, z.B. durch unsachgemäßes Löten, ihre Position beibehalten. Zur hermetischen Abdichtung des elektromagnetischen Schaltgerätes kann des weiteren eine Gehäusekappe vorgesehen sein, deren Zwischenraum zum Spulenkörper mit Vergußmittel ausgefüllt ist. Die Gehäusekappe kann dabei aus ferromagnetischem Material bestehen und gleichzeitig der magnetischen Abschirmung und Flußführung dienen. Im Hinblick auf den Einsatz des Schaltgerätes in gedruckten Schaltungen

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kann es schließlich zweckmäßig sein, daß die aus dem Schaltgerät austretenden Kontaktanschlüsse und Spulenanschlüsse zueinander im sogenannten 5 mm-Raster angeordnet sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Im einzelnen zeigt:

Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 3 ein elektromagnetisches Schaltgerät in verschiedenen Schnitten bei welchem in den Spulenkörperflanschen ruhende Dauermagnete zwischen den Polschuhen und einer ferromagnetischen Gehäusekappe angeordnet sind,

Fig. 4 und Fig. 5 Detaildarstellungen von verschiedenen, im Schnitt gezeigten Ankern,

Fig. 6 und Fig. 7 ein elektromagnetisches Schaltgerät, bei dem die in den Spulenkörperflanschen befindlichen Dauermagnete jeweils zwischen den anschlußseitigen Enden zweier gegenüberliegender Polschuhe gelagert sind,

Fig. 8 und Fig. 9 elektromagnetische Schaltgeräte mit federgefesseltem Anker,

Fig. 1o und Fig. 11 elektromagnetische Schaltgeräte, bei denen der Anker zapfen- oder schneidengelagert ist, wobei der Anker des in Fig. 11 gezeigten durch Verwendung von Mittelstellungsfedern eine neutrale Ruhelager aufweist,

Fig. 12 eine Detailzeichnung zur Verdeutlichung der Wirkungsweise von Mittelstellungsfedern,

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Fig. 13 eine perspektivische Darstellung zweier identischer, bei dem in Fig. 11 gezeigten Schaltgerät verwendeten Mittelstellungsfedern und

Fig. 14 und Fig. 15 elektromagnetische Schaltgeräte mit jeweils zwei im Spulenkörper parallel zur Spulenlängsachse ausgerichteten, hintereinander bzw. nebeneinander angeordneten Ankern.

Das in Fig. 1 bis 3 gezeigte Schaltgerät besitzt einen als Schutzrohr 2 ausgebildeten Spulenkörper 1, in dem sich ein lagerfreier, ferromagnetischer Anker 3 befindet. Im Spulenkörper 1 sind Kontakt- und Spulenanschlüsse 4, 4·, 5, 5¹ sowie Polschuhe 6, 6', 7, 7' formgebunden fest eingebettet. Die Enden 9, 9' des Ankers 3 sind beidseitig mit Kontaktwerkstoff 2o versehen und stehen den ebenfalls mit Kontaktwerkstoff 2o belegten Polschuhen 6, 6¹, 7, 7' in Kontakträumen 8, 8¹ gegenüber. Die Kontakträume 8, 8' können dabei sowohl an das Schutzrohr angrenzende Räume, als auch Bestandteil des Schutzrohres 2 sein. Zwischen jedem Polschuh 6, 6¹, 7,7' und einer ferromagnetischen Gehäusekappe sind Dauermagnete 13, 13' in den Spulenkörperflanschen 33, 33' eingeformten Räumen symmetrisch zur Spulenlängachse 64 und einer zu dieser senkrechten Achse 65 und/oder 65'angeordnet. Zur Vermeidung unerwünschter elektrischer Überbrückungen sind die Dauermagnete z.B. durch einen Luftspalt oder eine Isolierstoffeinlage von der Gehäusekappe getrennt. Für den Fall, daß keramische Magnete verwendet sind, kann eine solche Maßnahme überflüssig sein. Der lagerfreie Anker 13, 13' wird bei Erregung des Schaltgerätes im wesentlichen parallel zur Spulenlängsachse 64 bewegt. Die Polarität der Dauermagnete 13, 13' ist deshalb so gewählt, daß auf einer Seite der Spulenlängsachse 64 in den Spulenkörperflanschen 33, 33' angeordnete Dauermagnete 13' oder 13 mit ungleichnamigen Polen auf dem Anker 3 einwirken.

Das Schaltgerät ist infolge seines einfachen Aufbaus problemlos herstellbar. Der Spulenkörper 1, besteht beispielsweise aus zwei identischen Hälften 1', 1'', die vor dem Aufbringen der Spulenwicklung 43 und dem Einlegen der Dauermagnete 13, 13· miteinander

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verklebt oder durch Anwendung eines Ultraschall- oder Spiegelschweißverfahrens miteinander verbunden werden. Hierbei werden Schutzrohr 2 und Kontakträume 8, 8¹ hermetisch dicht verschlossen. Da alle magnetisch wirksamen Bestandteile auf engstem Raum angeordnet sind und die Polschuhe 6, 6¹, 7, 7¹ bis in die Streuflußarmen Bereiche in der Nähe der Stirnseiten der Spulenwicklung 43 geführt sind, werden Verluste insgesamt klein gehalten und ein hoher Wirkungsgrad erzielt. Von besonderem Vorteil ist ferner, daß Spulenwicklung 43 und Dauermagnete 13, 13' weitgehend unabhängig voneinander dimensionierbar und somit Ansprechempfindlichkeit und Kontaktkräfte in einem großem Bereich frei wählbar sind.

Zur Erzielung größerer Kontaktkräfte kann man auch, wie im vorliegenden Beispiel gezeigt, die Enden des Ankers 3 verbreiten. Abweichend von dem in Fig. 1,2 und 3 dargestellten Schaltgerät, dessen Anker 3 im wesentlichen plättchenförmig ist und quadratische*! Querschnitt besitzt, kann aber auch wie Fig. 4 und Fig. 5 zeigen, ein stabförmiger Anker 3 verwendet werden, der kreisrunden Querschnitt oder an den, den Polschuhen 7, ?' zugewandten Flächen mit kreisbogenartigen Wölbungen 72, 72' versehen ist, wobei die Polschuhe 7, 7· der Form des Ankers 3 angepaßte kreisbogenartige Ausnehmungen (71) aufweisen. Ein solcher Anker zentriert sich während des Betriebs des Schaltgerätes von selbst. Wenn man das Schutzrohr 2 gleichzeitig so ausbildet, daß es sich im wesentlichen lediglich über die Höhe der Polschuhe 7, 7¹ erstreckt, vermeidet man, daß der Anker 3 in die Bereiche eintreten kann, in denen der Abstand der einander gegenüberliegenden Polschuhe 7, 7' am geringsten ist. Durch diese Maßnahme wird eine unerwünschte überbrückung der Polschuhe 7, 7¹ durch den Anker 3 beim Auftreten starker Erschütterungen sicher abgeschlossen.

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Das in Fig. 1 bis 3 dargestellte Schaltgerät zeichnet sich durch bistabiles Schaltverhalten aus. Sofern jedoch einseitige Kontaktruhelage, somit monostabiles Schaltverhalten, erwünscht ist, kann man derart verfahren, daß man die Summe der im unerregten Zustand wirksamen magnetischen Luftspalte si + a + s4 etwa doppelt so groß wählt, wie die Summe der auf der Ruhekontaktseite durch Kontaktwerkstoffeinlagen s2 und den für eine elektrische Isolation erforderlichen Abstand s3 des Dauermagneten 13, 13¹ von der Gehäusekappe 57 gegebenen Restluftspalt wählt. Bevorzugt erzielt man den magnetischen Luftspalt a durch Verwendung von entsprechend kleineren Magneten 13 wie dies in Fig. 1 durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Die gleiche Wirkung kann aber auch mit einem gegenüber dem Dauermagneten 13· schwächeren Magneten 13 herbeigeführt werden.

Bei dem in Fig. 6 und Fig. 7 gezeigten ebenfalls mit einem lagerfreien Anker 3 versehenen elektromagnetischen Schaltgerät ist in jedem Spulenkörperflansch 33, 33· zwischen den anschlußseitigen Enden 1o, 11, 1ο¹, 11' zweier gegenüberliegender Polschuhe 6, 7, T je ein Dauermagnet 13, 13' in einer für ihn vorgesehenen Magnetkammer 12, 12^s im Spulenkörper 1 gelagert. Vor dem Einbringen der Dauermagnete 13, 13' wird der Spulenkörper 1 von dem aus dem Schutzrohr 2 den Kontakträumen 8, 8' und Magnetkammern 12, 12^s gebildeten Raum vollständig durchdrungen, so daß die Kontakte 2o sowie der gesamte Innenraum für eine Reinigung z.B. im Ultraschallbad besonders gut zugänglich sind. In den Spulenkörperflanschen 33, 33⁸ sind die aus den Seitenwänden der Kontaktkammern austretenden Polschuhe 6 _f 7 zur Relaismitte hin abgewinkelt und an ihren Enden 18, 19, die parallel zueinander und zur Spulenlängsachse verlaufen, mit ein- bzw. aufgewalztem Kontaktwerkstoff 2o versehen, formgebunden eingebettet. Nach dem Reinigungsvorgang werden die Kontakträume 8, 8' durch in den Spulenkörperf1ansehen 33, 33· befindliche Dauermagnete 13, 13¹ an den Änlageflachen

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16,16' vorzugsweise mittels beidseitig mit Klebestoff beschichteten Folien 28, 28¹, die sich im wesentlichen lediglich über die Randbereiche 29, 29* der Dauermagnete 13, 13' erstrecken, abgeschlossen. Die in den Spulenkörperflanschen 33, 33' eingebetteten Polschuhe 6, 6', 7 7¹ weisen zu beiden Seiten freiliegende Abschnitte 21, 22, 23, 24 auf, die um einen Abstand a zueinander versetzt sind. Diese sowie der Abstand a sind erforderlich, um den gegenseitigen Abstand der abgewinkelten, mit Kontaktwerkstoff 2o versehenen Enden 18, 19 der Polschuhe 6, 7 beim Einbettungsvorgang, z.B. Einspritzen, Einpressen bzw. Spritzpressen genau festzulegen. An den freiliegenden Abschnitten 21, 23 der Polschuhe 6, 7 drücken beim Einbettungsvorgang Seitenschieber des Herstellungswerkzeuges über die freiliegenden Abschnitte 22, 24 und 18, 19 der Polschuhe 6, 7 auf ein stirnseitig eingeführtes Stempelwerkzeug, das die Kontur von Kontaktraum 8 und Magnetkammer 12 und somit auch den den Kontaktabstand mitbestimmenden stempelformgebundenen Abstand der beiden abgewinkelten Enden 18, 19 der Polschuhe 6, 7 hinreichend genau festlegt.

Nachdem der Spulenkörper 1 mit der Spulenwicklung 43 versehen und diese mit den Spulenanschlüssen 5, 5¹, 5*' verbunden ist, wird das Schaltgerät einem Vakuum von etwa 1o Torr bei gleichzeitiger Temperatureinwirkung zwischen 1oo°C und 15o°C ausgesetzt, um kristallin gebundene. Feuchtigkeit zu entziehen. Gleichzeitig können hierbei die aus Bariumferrit bzw. Seltenen Erde bestehenden Dauermagnete 13, 13' als Getter aktiviert werden. Danach wird das Vakuum durch ein Schutzgas mit Normaldruck (ca. 76o Torr) ersetzt und das Schutzrohr 2 sowie die Kontakträume 8, 8' durch die Dauermagnete in der beschriebenen Weise abgeschlossen.

Zur magnetischen Abschirmung und Erhöhung des magnetischen Wirkungsgrades ist das Schaltgerät mit einer Gehäusekappe 57 aus ferromagnetisehern Material umgeben, die durch Vergußmittel 58,

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z.B. eines unter dem Handelsnamen "Araldit" bekannten Gießharzes gehaltert ist, wodurch gleichzeitig die Dichtigkeit und die mechanische sowie funktionelle Stabilität des Relais beachtlich erhöht wird.Besteht der Spulenkörper 1 aus einem Thermoplasten, so empfiehlt es sich, Ausnehmungen 31 (Fig. 1) um die Kontakt- und Spulenanschlüsse 4, 4', 4¹¹, 5, 5¹, 5¹¹ vorzusehen, die zumindest teilweise mit dem Vergußmittel 58 ausgefüllt werden, da dieses in seiner Formbeständigkeit dem Thermoplasten überlegen ist und somit die Maßhaltigkeit der Kontakt- und Spulenanschlüsse auch bei überdurchschnittlicher Erhitzung während des Einlötens gewährleistet bleibt.

Da die Getterwirkung der aktivierten Dauermagnete 13, 13' im Einzelfall nicht voll ausreichend sein kann und zwischen Dauermagneten 13, 13' und Polflächen ohnehin ein gewisser Abstand erforderlich ist, ist dazwischen ein zusätzlicher Raum 3o vorgesehen, in dem Spezialgetter oder Molekularsiebe untergebracht sind. Anstelle einer Gettereinlage kann auch der Innenraum des als Schutzrohr dienenden Spulenkörpers mit einem Gettermaterial beaufschlagt werden, wie dies z.B. im Aufdampfverfahren an Elektronenröhren praktiziert wird. Eine solche Maßnahme verhindert das Austreten vonGasen aus Kunststoffen und erhöht somit die Zuverlässigkeit der Kontaktgabe.

Fig. 8 und Fig. 9 zeigen elektromagnetische Schaltgeräte mit einteiligem Spulenkörper gemäß dem in Fig. 6 und Fig. 7 dargestellten jedoch mit im Schutzrohr 2 federgefesselten Anker 3. Im einzelnen ist dabei an einer (Fig. 8) oder an zwei (Fig. 9) einander gegenüberliegenden Seiten des Ankers eine sich im wesentlichen über die Länge des Schutzrohres erstreckende, sich mit Vorspannung an der Wand des Schutzrohres abstützende Blattfeder 66,66'befestigt. Außer einer Sicherung des Ankers 3 gegen ein Verkanten beim Auftreten starker Stöße kann man mit diesen Federn auch das Schalt-

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verhalten beeinflussen. Sofern bei dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel die Federkraft die dauermagnetische Stellkraft überwiegt, erhält man monostables Schaltverhalten. Beim Ausführungsbeispiel· nach Fig. 9 können die Federn 66, 66' so schwach bemessen sein, daß bistabiles Schaltverhalten bestehen bleibt.

Fig. 1o und Fig. 11 stellen Ausführungsbeispiele der Erfindung dar, bei denen der Anker 3 bei Spulenerregung eine Drehbewegung zur Spulenmitte ausführt. Hierzu ist für den Anker 3 mittig eine Zapfen oder Schneidenlagerung vorgesehen. Die Dauermagnete 13, 13' sind in diesen beiden Fällen so gepolt, daß auf einer Seite der Spulenlängsachse angeordnete Polschuhe 6, 7 bzw. 6¹, 7' gleichnamige Polarität aufweisen. Bei dem in Fig. 1o dargestellten, bistabilen Magnetsystem ruht der Anker 3 mit seinen mit Kontaktwerkstoff 2o belegten Enden an einander diametral gegenüberliegenden Polschuhen 6', 7. Zur Lagerung ist ein zylindrischer, mit dem Anker 3 verbundener Lagerzapfen 6,7 vorgesehen, der mit toleranzausgleichendem Spiel 1 im Schutzrohr 2 ruht. Bei einem aus zwei identischen Hälften 1¹, 1'' bestehenden Spulenkörper 1 (Fig. 11) ist eine Schneidenlagerung besonders wirtschaftlich herstellbar. Hierbei sind an einander gegenüberliegenden Seiten im Schutzrohr sickenartige VorSprünge 68, 68' angeformt, zwischen denen der Anker 3 mit losem Spiel 1 hindurchgeführt ist.

Das in Fig. 11 dargeste^te Schabgerät weist außerdem eine neutrale Mittelstellung des Ankers 3 bei fehlender Spulenerregung auf, die durch\ beiden Seiten des Ankers 3 angeordnete Mittelstellungsfedern 45, 45' festgelegt ist. Für die Abstützung der Mittelstellungsfedern werden wie in Fig. 12 schematisch dargestellt, zu beiden Seiten des Ankers 3 Stützplatten 46', 47' angeordnet, die von den Mittelstellungsfedern 45, 45' gegen nasenartige Vorsprünge 48, 48' gedrückt werden. Mit ihren anderen Enden drücken die Mittelstellungsfedern 45, 45' gegen weitere Stützplatten 46, 47, die wiederum entweder an den Seitenwänden 49, 49' des Spulenkörpers 1' oder an Stellgliedern 51, 51', z.B. Stell-

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schrauben, anliegen. Es empfiehlt sich dabei die Breite f der nasenartigen Vorsprünge 48, 48' geringfügig größer zu gestalten als die Stärke g des Ankers 3. Eine zweckmäßige Ausbildung der Mittelstellungsfedern 45, 45' ist in Fig. 13 perspektivisch und in Fig. 11 im eingebauten Zustand gezeigt. Dabei handelt es sich um im wesentlichen S-förmig gebogene Blattfedern 52, 52', die im Bereich der Enden 9, 9¹ des Ankers 3 angeordnet sind. Diese Federn 52, 52' weisen an ihren Enden rechtwinklig abgebogene Abschnitte 55, 55' auf, die zueinander um 9o° versetzt sind und die Funktion der Stützplatten 46, 46' (Fig. 12) übernehmen. In der Seitenwand 49, 49' des für die Mittelstellungsfedern vorgesehenen Raumes 5o, sind rinnenartige Vertiefungen 56, 56' zur Aufnahme der Abschnitte 55 der Mittelstellungsfedern eingeformt. Eine Mittelstellungsfeder dieser Art braucht nur in den für sie vorgesehenen Raum 5o eingelegt zu werden; denn sie wird durch den nicht federnden Abschnitt 55 (Fig 13) der etwas breiter gewählt ist, auch seitlich gegenüber der Innenwand der Spulenflansche 33, 33' und der Dauermagnete 13, 13' gehaltert. Die Mittelstellungsfedern 45, 45' sind außerdem an den dem Anker 3 zugewandten Stirnseiten 53, 54 mit VorSprüngen 76, 76' versehen, die den Anker mit Spiel umgreifen und deren Höhe h kleiner als die Hälfte der Breite f der nasenartigen Vorsprünge 48, 48' ist. Durch diese Maßnahme erreicht man auf einfache Weise · eine seitliche Führung des Ankers 3, wobei eine gegenseitige Beeinflussung der Mittelstellungsfedern 45, 45* ausgeschlossen ist.

Bei den in Fig. 14 und Fig. 15 gezeigten Schaltgeräten sind jeweils zwei parallel zur Spulenlängsachse 64 ausgerichtete hintereinander (Fig. 14) oder nebeneinander(Fig. 15) liegende Anker 3, 3¹, 3¹' vorgesehen, wodurch auf einfache Weise Mehrkontaktanordnungen erhalten werden. Im Falle der hintereinander angeordneten Anker 3, 3¹ ist in der Mitte des Spulenkörpers 1 ein weiterer Spulenflansch 35 angeformt, in dem Dauermagnete 13'' eingelagert sind. Diese gemeinsamen Dauermagnete 13'' wirken auf beide Anker 3, 3' und sind deshalb mit elektrisch voneinander getrennten Polschuhen 6¹¹, 7¹¹ versehen, ihre Polung ist ungleichnamig zur Polung der auf der selben Seite der Spulenlängsachse 64 in den äußeren Spulen-

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flanschen 33, 33' liegenden Dauermagnete 13, 13'. Aus diesem Grunde ist die Schaltbewegung der Anker 3, 3' gegenläufig zueinander sofern eine einzige Erregerspule 43 verwendet ist. Mit Vorteil können bei diesem Ausführungsbeispiel aber auch zwei getrennte Erregerspulen 43, 43' Anwendung finden, womit jeder Anker 3, 3' separat ansteuerbar ist. Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 15 hingegen, bei dem ein ungeteilter und damit leichter zu bewickelnder Wickelraum vorgesehen ist erfolgt immer eine gleichförmige synchrone Bewegung der nebeneinanderliegenden Anker 3, 3¹¹. Auch in diesem Falle ist es möglich, bezogen auf einen Schaltkontakt mit einer geringeren Zahl von Magneten auszukommen als bei einem Einfachkontakt. Beispielsweise können hierzu zwischen den nebeneinander angeordneten Ankern 3, 3'' im Spulenkörper 1 ruhende in Richtung der Spulenlängsachse fluchtende Dauermagnete 13'''' beidseitig mit Polschuhen 6¹'' , 7' " versehen sein oder auch, wie im dargestellten Beispiel, im Spulenkörper 1 als Polschuhe 6¹'¹, 7¹¹· dienende, in Richtung der Spulenlängsachse 64 fluchtende Leitbleche eingebettet sein. Infolge der gleichförmigen Ankerbewegung ist es bei nebeneinanderliegenden Ankern 3, 3'' auch möglich, diese mit zwei begrenzten Freiheitsgraden mechanisch miteinander zu verbinden, wobei jedoch deren elektrische Trennung voneinander erhalten bleibt. Bevorzugt findet hierzu ein die Enden der Anker 3, 3^lf umgreifendes Isolierstück 36 Verwendung, das gleichzeitig gewährleistet, daß eine unerwünschte überbrückung gegenüberliegender Polschuhe 6" , 6¹ " bzw. 7· «, 7¹ " durch die Anker 3, 3" bei Stoßbeanspruchung ausgeschlossen ist. Schließlich ist noch von Vorteil, daß die in Fig. 14 und Fig. 15 gezeigten Anordnungen bei kombinierter Anwendung eine weitere Erhöhung der Kontaktzahl gestatten.

5o Patentansprüche
15 Figuren.

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Claims

Patentansprüche; 74/12/2

f 1.!Elektromagnetisches Schaltgerät mit einem als Spulen-Vw-v körper ausgebildeten; Schutzrohr, in dem ein Anker angeordnet ist und mit im Spulenkörper formgebunden fest eingebetteten Kontakt- und Spulenanschlüssen sowie Polschuhen, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (3) zwei, mit Kontaktwerkstoff (2o) belegte freie Enden (9), (9¹) aufweist, daß im Spulenkörper (1) beiderseits des Schutzrohres (2) Kontakträume (8), (8¹) eingeformt sind, in denen die freien Enden (9), (9') des Ankers (3) jeweils den an einander
gegenüberliegenden Seiten aus der Wand des Kontaktraumes (8), (8¹) austretenden, mit Kontaktwerkstoff (2o) belegten Enden (18), (19) der Polschuhe (6), (7¹) gegenüberstehen, und daß in den Spulenkörperflanschen (33), (33*) Dauermagnete (13), (13·) und Polschuhe (6), (6·)/ (7), (7¹)
symmetrisch zur Spulenlängsachse (64)und einer zu dieser senkrechten Achse (65) , (65' ) angeordnet sind.
2. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem Polschuh (6), (7) und einer ferromagnetischen Gehäusekappe (57) je ein Dauermagnet (13), (13¹.) in den Spulenkörperf lanschen (33), (33¹) eingeformten, der Form der Dauermagnete (13), (13*) angepaßten Räumen, angeordnet ist.
3. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Spulenkörperflansch (33), (33¹) zwischen den anschlußseitigen Enden (1o), (11) zweier
gegenüberliegender Polschuhe (6), (7) je ein Dauermagnet (13), (13^#) in einer für ihn vorgesehenen Magnetkammer (12), (12¹) im Spulenkörper (1) gelagert ist.

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4. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (1) von dem aus Schutzrohr (2), Kontakträumen (8), (8¹) und Magnetkammern (12), (12¹) gebildeten Raum vollständig durchdrungen und vor dem Einlegen der Dauermagnete (13), (13¹) an seinen beiden Stirnseiten (14), (15) offen ist.
5. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der im Schutzrohr (2) angeordnete Anker (3) lagerfrei ist.
6. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche

1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der im Schutzrohr (2) angeordnete Anker (3) federgefesselt ist.
7. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an einer oder zwei einander gegenüberliegenden Seiten des Ankers (3) mittig eine sich im wesentlichen über die Länge des Schutzrohres (2) erstrekkende, sich mit Vorspannung an der Wand des Schutzrohres (2) abstützende Blattfeder (66), (66') befestigt ist.
8. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den Anker (3) mittig eine Zapfen- oder Schneidenlagerung vorgesehen ist.
9. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein zylindrischer Lagerzapfen (67) mit dem Anker (3) verbunden ist und daß der Lagerzapfen (67) mit toleranzausgleichendem Spiel (l)im Schutzrohr (2) ruht.

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10. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Schutzrohr (2) an einander gegenüberliegenden Seiten sickenartige VorSprünge (68) angeformt sind und daß der Anker (3) mit Spiel (1) zwischen diesen Vorsprüngen (68) hindurchgeführt ist.
11. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet/ daß der Anker (3) als langgestrecktes Plättchen (69) mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet ist.
12. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (3) endseitig gegenüber seinem Mittelabschnitt (7o) verbreitert ist.
13. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (3) die Form eines Stabes hat und kreisrunden Querschnitt aufweist und daß die einander gegenüberliegenden Polschuhe mit einer der Form des Ankers (3) im wesentlichen angepaßten kreisbogenartigen Ausnehmung (71) versehen sind.
14. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (3) die Form eines Stabes aufweist und an den, den Polschuhen (6), (7) gegenüberliegenden Flächen mit kreisbogenartigen Wölbungen (72), (72¹) versehen ist und daß die Polschuhe (6), (7) mit kreisbogenartigen, konkaven Ausnehmungen (71), (71') an diese konvexen Wölbungen (72), (72') angepaßt sind.
15. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Schutzrohr (2) in seiner Höhe im wesentlichen lediglich über die Höhe der kreisbogenartigen Ausnehmungen (71), (71·) in den Polschuhen (6), (7) erstreckt.

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16. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Polschuhe (6), (7) an einander gegenüberliegenden Seiten aus der Wand des Kontaktraumes (8) austreten und am Übergang vom Kontaktraum (8) zum Schutzrohr (2) in Richtung der Spulenlängsachse abgewinkelt sind, parallel zum Anker (3) bis in den Bereich des Endes (17) des Wickelraumes verlaufen und daß das freie Ende (9), (9·) des Ankers (3) und die abgewinkelten Enden(18), (19) der Polschuhe (6),

(7) in deren·Überdeckungsbereich mit Kontaktwerkstoff (2o) belegt sind.
17. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das abgewinkelte Ende (18), (19) wenigstens eines der Polschuhe (6), (7) und/oder das freie Ende (9) der diesem Polschuh (6), (7) gegenüberliegenden Kontaktzunge (3) mit ein- oder aufgewalztem Kontaktwerkstoff (2o) belegt sind.
18. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die stromführenden Polschuhe (6), (7) vor dem Einbettungsvorgang an die zugehörigen Kontaktanschlüsse (14) angeschweißt sind.
19. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die anschlußseitigen, den Dauermagneten (13), (13') gegenüberliegenden Enden (1o), (11) der Polschuhe (6), (7) derart in die Wandungen der Magnetkammern (12), (12·) eingebettet sind, daß jeder Polschuh (6), (7) zu beiden Seiten freiliegende Abschnitte (21), (22), (23), (24) aufweist, die zueinander um einen Abstand (a), in welchem die Polschuhe (6), (7) beiderseits eingebettet sind, versetzt sind und daß die frei-

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liegenden Abschnitte (22), (24) der Polschuhe (6), (7) innerhalb der Magnetkammern (12), (12·) den stirnseitigen Enden (14), (15) des Spulenkörpers (1) benachbart sind.
20. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche

1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (1) aus zwei formschlüssigen, miteinander verschweißbaren Hälften (T)/ (1") aus Kunststoff besteht, daß beim Verschweißen der Spulenkörperhälften C\'), (1¹¹) eine Materialverformung lediglich im Bereich der Schweißnaht durch Laser- oder Ultraschalleinwirkung stattfindet, daß zumindest eine der Spulenkörperhälften (1·)* (1¹¹) in der Ebene in der die Verbindung erfolgt, mit einer entlang dieser Ebene laufenden stegartigen Erhebung (25) versehen ist, oder daß die erste Spulenkörperhälfte (1¹) entlang der Berührungsebene eine stegartige Erhebung (25) aufweist und die zweite mit einer mit der stegartigen Erhebung (25) korrespondierenden Nut (26) versehen ist, und daß eine den Kontaktabstand bzw. den Ankerweg (s) bestimmende Montagelehre während des Schweißvorganges zwischen den einander gegenüberliegenden mit Kontaktwerkstoff (2o) belegten Enden (18), (19) der Polschuhe (6), (7) in den beiden Spulenkörperhälften (1') , (1' ') , eingelegt ist.
21. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die mit Kontaktwerkstoff (2o) belegten Enden der Polschuhe (6), (7) gebildete Kontaktabstand (s) so groß gewählt ist, daß der Anker (3) bei unerregtem Schaltgerät von den Festkontakten abgehoben ist und sich in Mittelstellung befindet.

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22. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet/ daß die Mittelstellung des Ankers (3) bei unerregtem Schaltgerät durch zu beiden Seiten des Ankers angeordnete Mittelstellungsfedern (45), (45¹) festgelegt ist.
23. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelstellungsfedern (45), (45¹) mit ihren Enden unmittelbar oder über Stützplatten (46), (46¹)/ T47) , (47¹) einerseits an nasenartigen Vorsprüngen (48), (48») andererseits an Seitenwänden (49), (49') des für sie vorgesehenen Raumes (5o) unter Vorspannung anliegen.
24. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkräfte der Mittelstellungsfedern (45), (45') durch zur Verschiebung der an den Seitenwänden (49), (49') des für die Mittelstellungsfedern (45), (45') vorgesehenen Raumes (5o) anliegenden Stützplatten (46), (47) geeignete Stellglieder (51), (51 ·) getrennt voneinander einstellbar sind.
25. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelstellungsfedern (45), (45') als Spiral-, Schrauben- oder Teleskopfedern ausgebildet sind.
26. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelstellungsfedern als S-förmig gebogene Blattfedern (52), (52¹) im Bereich des freien Endes (9) des Ankers (3) angeordnet sind.
27. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß zwei miteinander fluchtende nasenartige Vorsprünge (48), (48·) beiderseits des Ankers (3) vorgesehen sind, und daß diese Vorsprünge (48), (48· )

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in der durch die Mittelstellung des Ankers (3) gegebenen Ebene liegen.
28. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 23 bis

27, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (f) der nasenartigen Vorsprünge (48), (48·) in Richtung der von den Mittelstellungsfedern (45), (45') ausgeübten Kraft die Breite (g) des Ankers (3) geringfügig überschreitet.
29. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 26 bis

28, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelstellungsfedern (45), (45¹) endseitig im rechten Winkel abgebogen sind, derart, daß sie sowohl an der Seitenwand (49), (49 ·) des für sie vorgesehenen Hohlraumes (5o) als auch am nasenartigen Vorsprung (48), (48¹) oder des Ankers (3) mit ihren Stirnseiten (53), (53·)/ (54), (54') anliegen.
30. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die am Anker (3) anliegenden Stirnseiten (53), (53¹), (54), (54·) der Mittelstellungsfedern (45), (45¹) mit den Anker (3) mit Spiel umgreifenden Vorsprüngen (76), (76·) versehen sind, und daß die Höhe (h) dieser Vorsprünge (76), (76*) kleiner als die Hälfte der Breite (f) der nasenartigen Vorsprünge bemessen ist.
31. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 29 oder 3o dadurch gekennzeichnet, daß die rechtwinkelig abgebogenen Abschnitte (55), (55·) einer jeden Mittelstellungsfeder (45), (45*) um 9o° zueinander versetzt sind.
32. Elektromagnetisches. Schaltgerät nach Anspruch 29 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß in der Seitenwand (49), (49·) des für die Mittelstellungsfedern (45), (45¹) vorgesehenen Raumes (5o) rinnenartige Vertiefungen (56).

(56·) zur Aufnahme des einen rechtwinklig abgebogenen Abschnittes (55) einer jeden Mittelstellungsfeder (45), (45·) eingeformt sind.

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33. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 22 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß bei Kontaktgabe die dauermagnetische Stellkraft kleiner als die Federkraft der gespannten Mittelstellungsfedern (45), (45¹) ist.
34. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltgerät von einer den Dauermagnetfluß leitenden, ferromagnetischen Gehäusekappe (57) umgeben ist, oder daß zwischen den, den Polschuhen (6), (7) abgewandten Enden (73) , (74) , der in den Spulenkörperflanschen (33), (33¹) befindlichen Dauermagnete (13), (13·) Joche angeordnet sind.
35. Elektromagnetisches .Schaltgerät nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einseitiger Kontaktruhelage die Summe der im unerregten Zustand wirksamen magnetischen Luftspalte ( si + a + s4) etwa doppelt so groß ist wie die Summe der auf der Ruhekontaktseite durch Kontaktwerkstoffeinlagen ( s2) und den für eine elektrische Isolation erforderlichen Abstand ( s3) des Dauermagneten (13)von der Gehäusekappe (57) bzw. vom Joch (75) gegebenen Restluftspalt.
36. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Luftspalt (a) durch Verwendung eines, verglichen mit dem auf der Ruhekontaktseite wirksamen, verkleinerten oder schwächeren Dauermagneten (13) herbeigeführt ist.
37. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Spulenkörper (1) zwei parallel zur Spulenlängsachse (64) ausgerichtete, hintereinander angeordnete Anker (3), (3¹) vorgesehen sind.
38. Elektroamgnetisches Schaltgerät nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, daß für die einander benachbarten Enden (9), (9¹) der hintereinander liegenden Anker (3), (3¹) gemeinsame Dauermagnete (13") (13·") jedoch elektrisch voneinander getrennte Polschuhe (6¹¹)» (7¹¹) vorgesehen sind.

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39. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüchei, dadurch gekennzeichnet, daß im Spulenkörper "(1) wenigstens swei parallel zur Spulenlängsachse (64) ausgerichtete nebeneinander angeordnete Anker (3) (3^βί) vorgesehen sind.
40. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den nebeneinander angeordneten Ankern (3), (3⁸¹) im Spulenkörper ' (1) ruhende, in Richtung der Spulenlängsachse (64) fluchtende Dauermagnete (13¹¹¹¹) beidseitig mit Polschuhen (6¹¹¹K (7^ϊ9β) versehen sind.
41. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den nebeneinander angeordneten Ankern (3), (3¹¹) im Spulenkörper (1) als Polschuhe (6¹¹¹)/

(7¹¹¹) dienende, in Richtung der Spulenlängsachse (64) fluchtende Leitbleche eingebettet sind.
42. Elektromagnetisches Shaltgerät nach einem der Ansprüche 39, bis 41, dadurch gekennzeichnet, daß die nebeneinander angeordneten Anker (3), (3¹¹) mit zwei begrenzten Freiheitsgraden mechanisch miteinander verbunden, jedoch elektrisch voneinander isoliert sind.
43. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Kontaktraum (8) und der Magnetkammer (12) eine für eine Klebeverbindung geeignete Anlagefläche (16) für einen im wesentlichen guaderförmigen Dauermagneten (13) vorgesehen ist, mit dem der Kontaktraum (8) dicht verschließbar ist.
44. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der in der an den Kontaktraum (8) angrenzenden Magnetkammer (12) unter-

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gebrachte Dauermagnet (13) aus Bariumferrit oder einer sogenannten seltenen Erde besteht und als Getter aktiviert ist.
45. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnete (13) durch beidseitig mit Klebstoff beschichtete Folien (28) an der Anlagefläche (16) zu dem Kontaktraum (8) fixiert sind, und daß diese Folien (28) derart zugeschnitten sind, daß sie sich im wesentlichen lediglich über die Randbereiche (29) der Dauermagneten (13) erstrecken.
46. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kontakträumen (8) und den Magnetkammern (12) für die Aufnahme von Molekularsieben oder zusätzlicher Getter geeignete Räume (3o) vorgesehen sind.
47. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, daß das Molekularsieb, bzw. die zusätzlichen Getter und/oder der Dauermagnet (13) durch thermische Verformung endseitiger Wandbereiche des aus Kunststoff bestehenden Spulenkörpers (1) fixiert sind.
48. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandungen von Kontaktraum (8) und/oder Schutzrohr (2) mit Gettermaterial beschichtet sind.
49. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der

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Unterseite des Spulenkörpers (1) um die Kontaktanschlüsse (4), (4¹) bzw. Spulenanschlüsse (5), (5¹) Ausnehmungen (31) eingeformt sind und daß diese Ausnehmungen zumindest teilweise mit Gießharz (32) ausgefüllt sind.

5o. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen Spulenkörper (1) und Gehäusekappe (57) mit Vergußmittel (58) ausgefüllt ist.

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