DE2807311A1

DE2807311A1 - Polarisiertes relais

Info

Publication number: DE2807311A1
Application number: DE19782807311
Authority: DE
Inventors: Alfred Ing Grad Meisner; Walter Spitzl
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1978-02-21
Filing date: 1978-02-21
Publication date: 1979-08-23
Also published as: FR2417844A1; GB2015826B; GB2015826A; IT7920251A0; IT1111727B; DE2807311B2; DE2807311C3

Description

Fa. D I E H L, Stephanstr. 49, 8500 Nürnberg

Polarisiertes Relais

Die Erfindung betrifft ein polarisiertes Relais mit einer Steuerspule mit Eisenkern, einem Dauermagneten und zwei Haltepolen.

Ein derartiges Relais ist aus der DE-AS 10 19 383 bekannt. Bei diesem überlagern sich der magnetische Steuerfluß der Steuerspule und der magnetische Haltefluß des Dauermagneten in positivem oder negativem Sinn. Der Dauermagnet ruht bezogen auf das System. Entsprechend der Richtung des Steuerflusses schaltet ein die magnetischen Kreise weitgehend schließender Schaltanker um. Elektrische Schaltkontakte werden über ein zusätzliches Hebelsystem betätigt.

In der DE-PS 12 16 430 ist ein ähnliches polarisiertes Relais beschrieben. Bei diesem ist an beiden Enden eines U-förmigen Jochs des Elektromagnetsystems je ein den Anker zangenförmig umfassender Dauermagnet angebracht. Bei beiden Relais ist ein relativ aufwendiger Aufbau des Magnetkreises notwendig. Darüber hinaus kann der Anker selbst nicht zur Leitung des zu schaltenden Stromes herangezogen werden. Zur Schaltung der elektrischen Kontakte ist ein Hebelsystem erforderlich.

Ein bezüglich des Magnetkreises einfach aufgebautes Relais ist in der DE-OS 24 56 361 beschrieben. Dieses Relais arbeitet mit einem in der Erregerspule selbst angeordneten Kippanker, der nach einer Betätigung unter der Wirkung eines

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Dauermagneten in seine Ruhestellung zurückgeht. Es handelt sich nicht um ein polarisiertes Relais.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein polarisiertes Relais der eingangs genannten Art anzugeben, das einen einfachen Aufbau verbunden mit geringer Trägheit und geringem Steuerleistungsbedarf aufweist.

Erfindungsgemäß ist genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß der Dauermagnet an einer Kontaktzunge sitzt und seine Bewegungsbahn zwischen den beiden Haltepolen verläuft und daß der erste Haltepol vom Eisenkern gebildet ist und der zeite Haltepol im wesentlichen außerhalb des Steuerflusses liegt. Der Dauermagnet selbst ist hier bewegt. Der Eisenkern der Erregerspule hat eine Doppelfunktion, indem er einerseits bei Erregung der Steuerspule den Dauermagneten anzieht oder abstößt und andererseits bei nichterregter Spule den einen Haltepol für den einen Pol des Dauermagneten bildet. In der anderen Schaltstellung liegt der Gegenpol des Dauermagneten am zweiten Haltepol. Dieser liegt so außerhalb des magnetischen Streuflusses des Eisenkerns, daß er von diesem praktisch nicht magnetisiert wird. Im Gegensatz zu üblichen polarisierten Relais wird hier mit weitgehend offenen Magnetkreisen gearbeitet.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist zur Führung des Steuerflusses vom dem Dauermagneten gegenüberliegenden Ende des Eisenkerns in die Bewegungsbahn des Dauermagneten ein Jochwinkel vorgesehen. Durch diesen Jochwinkel wird das Schaltverhalten des Relais verbessert.

In Ausgestaltung der Erfindung sind der Jochbügel sowie ein den zweiten Haltepol bildender Rastbügel an einer gemeinsamen Trägerplatte befestigt und die Bügel sind um etwa 90° gegeneinander versetzt. Hierdurch ist einerseits ein einfacher

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Aufbau des Relais möglich. Andererseits ist durch die Versetzung gewährleistet, daß der Rastbügel von der Steuerspule praktisch nicht magnetisiert wird»

Vorzugsweise ist an der Kontaktzunge zwischen dem Dauermagneten und einer Lagerstelle ein elektrischer Kontakt ausgebildet und ein Gegenkontakt ist an der Trägerplatte angebracht. Die Kontaktzunge und der Gegenkontakt liegen an je einer Kontaktbahn der Trägerplatte. Ein zusätzliches Hebelsystem zur Betätigung der elektrischen Kontakte entfällt dabei» Das Material der Kontaktzunge läßt sich entsprechend der notwendigen Stromleitung wählen. Die Auswahl ist nicht durch Forderungen im Hinblick auf ihre magnetischen Eigenschaften beschränkt.

Insgesamt ist das Relais in seinem Aufbau einfach. Es eignet sich zur Schaltung hoher Ströme und arbeitet mit geringen Schaltzeittoleranzen, so daß es sichbeispielsnreise durch eine Thyristorschaltung bei einem bestimmten Phasenwinkel ansteuern läßt»

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels ο In der Zeichnung zeigen%

Figo 1 ein polarisiertes Relais im Schnitt

Figo 2 eine Ansicht des Relais nach Figo 1 von oben»

Figo 3 eine Ansicht des Relais nach Figo 1 von unten«

Figo 4 schematisch die eine Schaltstellung und

Figo 5 schematisch die andere Schaltstellung des Relais_o

An einer Trägerplatte 1 ist ein Jochbügel 2 und ein Rastbügel 3 befestigt. Beide Bügel sind hierfür in Durchbrechungen der Trägerplatte 1 gesteckt und auf der jeweiligen Gegenseite an ihren Enden 2', 2¹' bzw. 3' und 3¹' verschränkt.

Der Jochbügel 2 trägt einen Eisenkern 4. Zwischen dem Eisenkern 4 und dem Jochbügel 2 ist ein Spulenträger 5 angeordnet. Die Spule ist in Fig. 1 nicht im einzelnen dargestellt. Sie ist an Kontaktbahnen 6, 7 der Trägerplatte 1 angeschlossen (vgl. Fig. 3).

Der Eisenkern 4 weist einen Haltepol 8 auf. Dieser liegt weniger weit über der Trägerplatte 1 als die Enden 2·, 2¹¹ des Jochbügels.

Abwinklungen 9', 9^{f f} und 9'" einer Kontaktzunge 9 sind durch die Trägerplatte 1 gesteckt und mit einer Leiterbahn 10 der Trägerplatte 1 verlötet. An das freie Ende der Kontaktzunge 9 ist ein Dauermagnet 11 angeklebt. Zwischen dem Dauermagneten 11 und der Abwinklung 9¹ ist an der Kontaktzunge 9 ein Kontakt 12 befestigt, der einem an der Trägerplatte 1 angeordneten Kontakt 13 gegenübersteht. Der Kontakt 12 kann auch durch Einwalzen von Kontaktmaterial in die Kontaktsunge gebildet sein. Die Höhenlage des Kontakts 13 ist mittels einer Justierschraube 14 einstellbar. Der Kontakt 13 ist an eine weitere Leiterbahn 15 der Trägerplatte 1 dadurch angeschlossen, daß Abwinklungen 13¹ und 13 * * des Kontakts 13 mit der Leiterbahn 15 verlötet sind.

Der Bügel 3 bildet angrenzend an den Dauermagneten 11 einen Haltepol 16, der gegenüber der Trägerplatte 1 so geneigt ist, daß die Kontaktsunge 9 mit dem Dauermagneten 11 in der in Fig. 1 dargestellten Stellung plan am Kältepol 16 anliegt.

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Der Jochbügel 2 und der Rastbügel 3 sind an der Trägerplatte 1 gegeneinander um etwa 90° versetzt, so daß die Enden 2·, 2¹¹ und 3¹, 3¹¹ voneinander beabstandet sind.

Der Jochbügel 2 und der Haltepol 16 bestehen aus Weicheisen. Die Kontaktzunge 9 ist aus Federbronze gefertigt. Sie weist einen niedrigen spezifischen Widerstand auf.

Die Wirkungsweise des Relais wird anhand der Figuren 4 und 5 erläutert.

Bei der Schaltstellung in Fig. 4 liegt der Dauermagnet 11 mit seinem Nordpol am Haltepol 8 des Eisenkerns 4 an. Der Kontakt 12, 13 ist geschlossen; von der Leiterbahn 10 fließt über die Kontaktzunge 9 Strom zur Leiterbahn 15. Dieser Strom kann beispielsweise in der Größenordnung von 1OA liegen. Durch die an der Kontaktzunge 9 auftretende Hebelwirkung ist der Kontaktdruck hoch.

Zur Umschaltung des Relais wird auf die auf dem Spulenträger 5 sitzende Steuerspule 17 ein Stromstoß gegeben, dessen Polarität am Haltepol 8 einen Nordpol erzeugt.

Der Stromstoß ist beispielsweise über einen Thyristor aus einer Wechselspannung abgeleitet und dauert von einem gewissen Phasenwinkel der Wechselspannung bis zu deren Nulldurchgang. Durch den Stromstoß wird der Dauermagnet 11 vom Haltepol 8 abgestoßen. Dabei öffnet sich der Kontakt 12, 13. Das schlagartige Öffnen des Kontakts ist dadurch begünstigt, daß gleichzeitig der Südpol des Dauermagneten 11 vom Haltepol 16 angezogen wird. Der Haltepol 16 liegt außerhalb der vom ersten Haltepol 8 zu den Enden 2· und 2¹¹ des Jochbügels 2 verlaufenden magnetischen Flusses, so daß der Haltepol 16 selbst nicht magnetisiert ist. Die Haltepole übernehmen außerdem die Begrenzung des Verschwenkweges der Kontaktzunge.

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Die Kontakte 12, 13 werden dadurch offengehalten, daß sich der Dauermagnet 11 am Haltepol 16 hält.

Wird ein Stromstoß umgekehrter Richtung auf die Steuerspule 17 gegeben, baut sich am Haltepol 8 ein Südpol auf. Dieser zieht den Nordpol des Dauermagneten 11 an, so daß sich die Kontakte 12, 15 wieder schließen.

Das beschriebene Relais arbeitet mit geringen Schaltzeittoleranzen. Eingestellte Stromflußwinkel, bei denen das Relais schalten soll, werden exakt eingehalten. Für das Relais braucht keine eigene Trägerplatte vorgesehen sein. Es wird vorzugsweise auf einer Platte montiert, die auch die Ansteuerschaltung für die Steuerspule trägt.

Das beschriebene Relais läßt sich auch als Umschaltrelais aufbauen. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, daß ein weiterer feststehender Kontakt über der Trägerplatte so angeordnet wird, daß die Kontaktzunge bzw. deren Kontakt an diesem weiteren Kontakt anliegt, wenn die Kontaktzunge am Haltepol 16 gehalten ist.

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Claims

28Q7311 Patentansprüche:

1.jPolarisiertes Relais mit einer Steuerspule mit Eisenkern, einem Dauermagneten und zwei Haltepolen, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (11) an einer Kontaktzunge (9) sitzt und seine Bewegungsbahn zwischen den beiden Haltepolen (8, 16) verläuft, daß der erste Haltepol (8) vom Eisenkern gebildet ist und der zweite Haltepol (16) im wesentlichen außerhalb des Steuerflusses liegt.

2. Polarisiertes Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung des Steuerflusses vom dem Dauermagneten (11) gegenüberliegenden Ende des Eisenkerns (4) in die Bewegungsbahn des Dauermagneten (11) ein Jochwinkel (2) vorgesehen ist.

3. Polarisiertes Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltepole (8, 16) die Bewegungsbahn der Kontaktzunge (9) begrenzen.

4. Polarisiertes Relais nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Jochwinkel von einem U-förmigen Jochbügel (2) gebildet ist.

5. Polarisiertes Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Haltepol (16) von einem Rastbügel (3) gebildet ist.

6. Polarisiertes Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Jochbügel (2) sowie der Rastbügel (3) an einer gemeinsamen Trägerplatte (1) befestigt sind und die Bügel um etwa 90° gegeneinander versetzt sind.

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7. Polarisiertes Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastbügel (3) entsprechend der Winkeldrehung des Dauermagneten gebogen ist.

8. Polarisiertes Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kontaktzunge (9) zwischen dem Dauermagneten (11) und einer Lagerstelle (9¹) ein elektrischer Kontakt (12) ausgebildet ist, und ein Gegenkontakt (13) an der Trägerplatte (1) angebracht ist, und daß die Kontaktzunge (9) und der Gegenkontakt (13) an Je einer Kontaktbahn (10, 15) der Trägerplatte (1) liegen.

9. Polarisiertes Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Jochbügel (2) die auf den Eisenkern (4) aufgesetzte Erregerspule (17) an der Trägerplatte (1) hält.

10. Polarisiertes Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastbügel aus Weicheisen besteht.

11. Polarisiertes Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzunge (9) aus einer NE-Legierung besteht.

12. Polarisiertes Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzunge (9) eine Federzunge ist.

13. Polarisiertes Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt (12, 13) geschlossen ist, wenn der Dauermagnet (11) am vom Eisenkern (4) gebildeten ersten Haltepol (8) anliegt.

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