DE2807311C3

DE2807311C3 - Bistabiles, polarisiertes Relais

Info

Publication number: DE2807311C3
Application number: DE2807311A
Authority: DE
Inventors: Walter 8501 Heroldsberg Spitzl
Original assignee: Diehl GmbH and Co
Current assignee: Diehl Verwaltungs Stiftung
Priority date: 1978-02-21
Filing date: 1978-02-21
Publication date: 1981-09-10
Also published as: IT1111727B; IT7920251A0; DE2807311B2; GB2015826A; GB2015826B; FR2417844A1; DE2807311A1

Description

Die Erfindung betrifft ein bistabiles, polarisiertes Relais mit einer Steuerspule mit Eisenkern, und einem zwischen zwei Haltepolen beweglichen, an einem Betätigungsglied für einen elektrischen Kontakt befestigten Dauermagneten, wobei der eine Haltepol von dem Eisenkern gebildet ist.

Ein derartiges Relais ist in dem DE-GM 19 79 712 beschrieben. Ein ähnliches Relais, bei dem jedoch der Dauermagnet selbst den Kern der Steuerspule bildet, ist in der US-PS 34 70 504 gezeigt. Bei diesen Relais ist der zweite Haltepol mit magnetischen Teilen mit dem ersten Haltepol gekoppelt. Der zweite Haltepol liegt damit im magnetischen Steuerfluß der Steuerspule. Bei solchen Relais muß der zweite Haltepol bei jedem Umschaltvorgang ummagnetisiert werden. Der Ummagnetisierungsvorgang wirkt sich in schwer zu erfassender Weise verzögernd auf das Schaltverhalten der Relais aus.

Bistabile, polarisierte Relais, die mit zwei Steuerspulen arbeiten, sind aus dem DE-GM 75 40 935 und der US-PS 32 02 886 bekannt Bei diesen ist der Bauaufwand allein schon aufgrund der beiden notwendigen Steuerspulen beträchtlich größer als bei den Relais, die mit nur einer Steuerspule arbeiten.

ίο In der DE-OS 24 25 486 und der FR-PS 11 75 167 sind monostabil, polarisierte Relais beschrieben. Diese arbeiten nicht mit einem zweiten Haltepol.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das bei geringer Trägheit,

Ii geringem Steuerleistungsbedari und geringen Schaltzeittoleranzen einen einfacher Aufbau aufweist.

Erfindungsgemäß ist obigr. Aufgabe bei einem Relais der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der zweite Haltepol im wesentlichen außerhalb des magnetischen Steuerflusses der Steuerspule liegt und daß das Betätigungsglied eine im zu schaltenden elektrischen Kreis liegende, federnde Kontaktzunge ist.

Der zweite Haltepol wird vom Steuerfluß des

Eisenkerns praktisch nicht magnetisiert Er braucht

?"> deshalb auch nicht ummagnetisiert zu werden. Damit sind Ummagnetisierungsverluste vermieden. Im Gegensatz zu den bekannten, bipolaren, polarisierten Relais wird hier mit offenen Magnetkreisen gearbeitet. Ein zusätzliches Hebelsystem zur Betätigung der elektri-

i<> sehen Kontakte entfällt. Das erfindungsgemäße Relais arbeitet mit geringen Toleranzen der Schaltzeitpunkte. Es läßt sich damit beispielsweise eine Thyristorschaltung bei einem bestimmten Phasenwinkel exakt ansteuern. Über die Kontaktzunge lassen sich auch hohe

J5 Ströme schalten. Außerdem ist der erforderliche Bauaufwand gering.

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

In Ausgestaltung der Erfindung sind der Jochbügel sowie ein den zweiten Haltepol bildender Rastbügel an

r> einer gemeinsamen Trägerplatte befestigt und die Bügel sind um etwa 90° gegeneinander versetzt. Hierdurch ist einerseits ein vereinfachter Aufbau des Relais möglich. Andererseits ist durch die Versetzung gewährleistet, daß der Rastbügel von der Steuerspule praktisch nicht

ΐ(ΐ 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

i^r> Gegenkontakt liegen an je einer Kontaktbahn der Trägerplatte. Das Material der Kontaktzunge läßt sich entsprechend der notwendigen Stromleitung wählen. Die Auswahl ist nicht durch Forderungen im Hinblick auf ihre magnetischen Eigenschaften beschränkt.

ti» Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend beschrieben. In der Zeichnung zeigt F i g. 1 ein polarisiertes Relais im Schnitt, F i g. 2 eine Ansicht des Relais nach F i g. 1 von oben, Fig. 3 eine Ansicht des Relaisnach Fig. 1 von unten,

h^r> F i g. 4 schematisch die eine Schaltstellung und

F i g. 5 schematisch die andere Schaltstellung des Relais.
An der Trägerplatte 1 ist ein |ochbügel 2 und ein

Rastbügel 3 befestigt. Beide Büge! sind hierfür in Durchbrechungen der Trägerplatte 1 gesteckt und auf Jer jeweiligen Gegenseite an ihren Enden 2', 2" bzw. 3' und 3" verschränkt

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

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

Abwinklungen 9', 9" und 9'" einer federnden 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 9' 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 Kontaktzunge 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 13' 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 Kontaktzunge 9 mit dem Dauermagneten 11 in der in Fig. 1 dargestellten Stellung plan am Haltepol 16 anliegt.

Der Jochbügel 2 und der Rastbügel 3 sind an der Trägerplatte 1 gegeneinander um etwa 90° versetzt, so daß die Enden 2', 2" und 3', 3" voneinander entfernt liegen.

Der Jochbügel 2 und der Haltebügel 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 F i g. 4 und 5 erläutert.

Bei der Schaltstellung in F i g. 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 10.4 liegen. Durch die an der Kontaktzunge 9 auftretende Hebeiwirkung ist der ϊ 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

ίο 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 2" des

•?o Jochbügels 2 verlaufenden magnetischen Flusses, so daß der Haltepol 16 selbst nicht magnetisiert ist. Die Haltepole übernehmen außerdem die Begrenzung des Verschwenkweges der Kontaktzunge.

Die Kontakte 12, 13 werden dadurch offengehalten,

2^r. 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 U an, so daß sich die Kontakte 12, 13 wieder

Jo 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

i> 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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bistabiles, polarisiertes Relais mit einer Steuerspule mit Eisenkern und einem zwischen zwei Haltepolen beweglichen, an einem Betätigungsglied für einen elektrischen Kontakt befestigten Dauermagneten, wobei der eine Haltepol vom Eisenkern gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Haltepol (16) im wesentlichen außerhalb des magnetischen Steuerflusses der Steuerspule (17) liegt und daß das Betätigungsglied eine im zu schaltenden elektrischen Kreis liegende, federnde Kontaktzunge (9) ist.

Z 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 Jochbügel (2) vergesehen ist.

3. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Jochbügel U-förmig ausgebildet ist.

4. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Jochbügel (2) sowie ein den zweiten Haltepol (16) bildender Rastbügel (3) an einer gemeinsamen Trägerplatte (1) um etwa 90° gegeneinander versetzt befestigt sind.

5. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kontaktzunge (9) zwischen dem Dauermagneten (11) und einer Lagerstclle (9') ein elektrischer Kontakt (12) ausgebildet ist, daß ein Gegenkontakt (13) an der Trägerplatte (1) angebracht ist und daß die Kontaktzunge (9) und der Gegenkontakt (13) an je einer Kontakibahn (10, 15) der Trägerplatte (1) liegen.

6. Relais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastbügel (3) entsprechend der Winkeldrehung des Dauermagneten (11) bzw. der Kontaktzunge (9) gebogen ist.

7. Relais nach einem der Ansprüche 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastbügel (3) aus Weicheisen besteht.

8. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzunge (9) aus einer N E- Legierung besteht.

9. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zu steuernde elektrische Kreis (12, 13) geschlossen ist, wenn der Dauermagnet (11) am ersten Haltepol (4, 8) anliegt.