DE2710869A1

DE2710869A1 - Hochempfindlich einstellbares elektrisches haftrelais

Info

Publication number: DE2710869A1
Application number: DE19772710869
Authority: DE
Inventors: Horst Zielasko
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Priority date: 1977-03-12
Filing date: 1977-03-12
Publication date: 1978-09-14
Also published as: FR2383517A1; DE7707671U1; FR2383517B1

Description

Anmelder: Feiten & Guilleaume Carlswerk Aktiengesellschaft 5000 Köln 80 Schanzenstraße

Köln-Mülheim, den 8. März 1977 Hochempfindlich einstellbares elektrisches Haftrelais

Die Erfindung bezieht sich auf ein hochempfindlich einstellbares elektrisches Haftrelais, bestehend aus einem permanentmagnetischen Kreis mit weichmagnetischein Nebenschluß und Polschuhen, Erregerspulen und einem unter Federkraft stehenden, magnetisch an den Polschuhen anliegenden Anker alb schaltende Abhebevorrichtung, sowie einem Betätigungsglied.

Derartige Haftrelais besitzen Magnetsysteme für den Einsatz in elektrischen Schaltungen, in denen SchaItvorgänge mit kleinen Strömen gesteuert werden. Die Haftrelais sind dabei im allgemeinen mit Klappänkern ausgestattet, die bei ihrer Kippbewegung ein Betätigungsglied in einer vorgegebenen Richtung bewegen und direkt oder indirekt Kontakte in einem Stromkreis betätigen. Ursächlich fUr die Bewegung des Betätigungsgliedes sind einmal die Aufhebung der Haftung des Ankers an einem der Polschuhe des Haftrelais und zum anderen eine Feder, die den Klappanker zum Kippen bringt. Diese Feder 1st meistens eine Zugfeder, die im Ruhezustand des Haftrelais (Anker angezogen) Ihre größte Vorspannung besitzt. Im Verlaufe der Kippbewegung des Ankers nimmt diese Vorspannung ab und erreicht, falls der Anker in seiner Bewegungsfreiheit beim Kippen nicht begrenzt ist, eine völlige Ent-

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spannung. Das bedeutet, daß in der vielleicht entscheidenden Phase der Kraftübertragung von der Zugfeder her keine Reserven mehr zur Verfugung stehen. Es muß Jedoch aus Gründen der Sicherheit und der Zuverlässigkeit bei solchen Haftrelais gewährleistet sein, daß die Kraftübertragung von der Feder über den Anker des Haftrelais auf das Betätigungsglied stets so ausreichend ist, daß der Auslösemechanismus in keiner Weise beeinträchtigt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für hochempfindlich einstellbare elektrische Haftrelais das Magnetsystem derart weiterzuentwickeln, daß die Kraftwirkung auf die zu betätigenden Elemente zu Beginn des Abhebens des Ankers klein und zum Ende dieses Vorganges groß sind, damit eine kraftverstärkende Funktion auf das Betätigungsglied erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Haftrelais dadurch gelöst, daß die Feder mit ihrem einen Ende in der Nähe der Schneidkante des Ankers und mit ihrem anderen Ende an einem aus dem Anker gebildeten Hebelarm derart angeordnet 1st, daß Federachse und Ankerachse im Ruhezustand des Relais einen kleinen Winkel ¹X , und im Arbeitsiustand des Relais einen großen Winkel <*, ₂ bilden, und daß die auf den Anker durch diese Feder als Drehkraft bewirkte Kraftkomponente P im vorgespannten Ruhezustand klein und im teilweise entspannten Arbeitszustand groß ist.

Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung gehen aus den UnteransprUchen 2 und 3 hervor.

Ein derartiges Haftrelais hat den Vorteil, daß nur eine geringe Differenz zwischen ausreichender magnetischer Haltekraft und dem Ansprechpunkt des Ankers durch elektromagnetische Entregung des Ankerkreises erforderlich ist. Damit ergibt sich die gewünschte geringe elektrische Ansprechleistung des Systems. Nachdem der Anker einige Winkelgrade Weg zurückgelegt hat, steigt die mechanisch abgegebene Kraft stark an und steht voll zur Betätigung mechanischer Elemente zur Verfügung.

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Das Haftrelais kann gemäß einer zweiten Lösung auch derart ausgeführt sein, daß oberhalb und Im Abstand zum Anker ein weiteres federndes Element angeordnet 1st, das in der Nähe eines als Auflagefläche für den Anker dienenden Polschuhs mit einer zum Anker gerichteten Durchbiegung versehen und zum Anker hin mechanisch vorgespannt ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen gemäß der zweiten Lösung gehen aus den UnteransprUchen 5 bis 7 hervor.

Hiermit werden folgende Vorteile erreicht:

Mit der weiteren Feder ist nunmehr eine echte Arbeitsteilung gegeben. FUr den Ansprechpunkt des Ankers ist die Kraft der Zugfeder allein bestimmend und erst beim weiteren Kippvorgang des Ankers wird die zusätzliche Feder angestoßen, die damit eine kraftverstärkende Funktion auf das Betätigungsglied ausübt. Damit läßt sich das Haftrelais in dieser AusfUhrungsform besonders gut einstellen, da Differenzen der Reibungsbeiwerte der zweiten Feder, die stark streuen können, sich nicht nachteilig auf das Nagnetsystem des Haftrelais auswirken.

AusfUhrungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Flg. 1 ein Haftrelais mit einer Zugfeder bei geschlossenem Anker, Fig. la dieses Haftrelais bei geöffnetem Anker, Flg. 2 ein Haftrelais mit einer Drahtbiegefeder bei geschlossenem Anker,

Flg. 2a dieses Haftrelais bei geöffnetem Anker, Fig. 3 ein Haftrelais mit einer Schrauben- und einer Biegeblattfeder

bei geschlossenem Anker,
Fig. ^a dieses Haftrelais bei geöffnetem Anker.

Nach Flg. 1 und la besteht dieses Haftrelais aus einem U-förmigen Joch 1, das auf einem seiner Schenkel eine Erregerspule 2 trägt. Unterhalb des Verbindungsteils der Schenkel liegt ein Permanentmagnet 3 an. Auf den Polschuhen liegt im Ruhezustand ein Anker 4 auf. Eine

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als Drehpunkt des Ankers dienende Schneidkante 5 ruht in einem Aufnahmelager 6, das mit einem Aufsatz 7 versehen ist. Zwischen diesem Aufsatz und dem Anker ist eine Feder 8a (Schraubenfeder) gespannt. Der Anker bewegt beim Abhebevorgang ein Betätigungsglied 9 in einer vorgegebenen Richtung. Federachse und Ankerachse bilden im Ruhezustand einen kleinen Winkel X₁, der in einen wesentlich größeren Winkel x«übergeht, sobald der Anker geöffnet hat.

Fig. 2 und 2a betreffen das gleiche Haftrelais wie in Fig. 1 und la, jedoch mit einer Feder 8b, die als Drahtbiegefeder ausgebildet ist.

Nach Fig. 3 und 3a besteht das Haftrelais gemäß der zweiten Lösung gleichfalls aus einem U-förmigen Joch 1 mit einer Erregerspule 2 und einem Permanentmagneten 3. Der Anker 4 liegt auf einem Polschuh 14 als Drehpunkt auf und trägt an einem Ende eine Schraubenfeder 8c. über dem Anker 4 befindet sich eine Anordnung mit einem weiteren vorgespannten federnden Element 10. Dieses Element ist eine Biegeblattfeder, die eine Durchbiegung 11 aufweist, an welcher der Anker seine Bewegung auf die Biegeblattfeder Übertragen kann. Im Ruhezustand liegt diese Feder an einem Anschlag 12 an.

Zweckmäßig ist die Durchbiegung der Biegeblattfeder selbstfedernd ausgeführt;. Dadurch wird ermöglicht, daß die Rückstellung des Ankers sowie das Wiederspannen beider Federn mittels des Betätigungsgliedes 9 in einem Vorgang erfolgen kann.

Damit die Biegeblattfeder in ihrer ersten Bewegungsphase unbehindert in die krafterzeugende Gegenrichtung umspringen kann, ist ein gewisses Spiel 13 zwischen Biegeblattfeder und Betätigungsglied 9 erforderlich.

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Claims

SchutzansprUche:

/ 1. Hochempfindlich einstellbares elektrisches Haftrelais, bestehend V—/aus einem permanentmagnetischen Kreis mit weichmagnetischem "Nebenschluß und Polschuhen, Erregerspulen und einem unter Federkraft stehenden, magnetisch an den Polschuhen anliegenden Anker als schaltende Abhebevorrichtung, sowie einem Betätigungsglied, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (8a, b) mit ihrem einen Ende in der Nähe der Schneidkante (5) des Ankers (4) und mit ihrem anderen Ende an einem aus dem Anker gebildeten Hebelarm derart angeordnet 1st, daß Federachse und Ankerachse im Ruhezustand des Relais einen kleinen Winkel x, und im Arbeitszustand des Relais einen großen Winkel X₂ bilden und daß die auf den Anker durch diese Feder als Drehkraft bewirkte Kraftkomponente P im vorgespannten Ruhezustand klein und im teilweise entspannten Arbeitszustand groß ist.
2. Haftrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (8a) eine Schraubenfeder ist, deren eines Ende ar> einem Aufsatz (7) oberhalb des Aufnahmelagers (6) für die Schneidkante (5) befestigt ist.
3* Haftrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (8b) eine Drahtbiegefeder ist, die frei Über eine Kante des Aufnahmelagers (6) für die Schneidkante (5) geführt, spiralförmig vorgespannt und deren eines Ende mit dem Joch (1) des Magnetsystems verbunden ist.
4. Hochempfindlich einstellbares elektrisches Haftrelais, bestehend aus einem permanentmagnetischen Kreis mit weichmagnetischem Nebenschluß und Polschuhen, Erregerspulen und einem unter Federkraft stehenden, magnetisch an den Polschuhen anliegenden Anker als schaltende Abhebevorrichtung, sowie einem Betätigungsglied, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb und im Abstand zum Anker (4) ein weiteres federndes Element (10)

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angeordnet ist, das in der Nähe eines als Auflagefläche für den Anker dienenden Polschuhs (14) mit einer zum Anker (4) gerichteten Durchbiegung (U) versehen und zum Anker hin mechanisch vorgespannt ist.
5. Haftrelais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß das weitere federnde Element (10) eine Biegeblattfeder ist.
6. Haftrelais nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere federnde Element (10) in der vorgespannten Ruhestellung gegen einen festen oder einen einstellbaren Anschlag (12) aufliegt.
7. Haftrelais nach den Ansprüchen 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß beide Federn (8c, 10) durch das Betätigungsglied (9) gleichzeitig vorspannbar sind.

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