DE3145546A1

DE3145546A1 - Elektromagnetisches relais

Info

Publication number: DE3145546A1
Application number: DE19813145546
Authority: DE
Inventors: Ciro Aversa Caserta Calenda; Pietro De Filippis; Guiseppe Pomigliano d'Arco Notaro; Amedeo Napoli Salvatore
Original assignee: Texas Instruments Italia SRL
Current assignee: Texas Instruments Italia SRL
Priority date: 1980-11-19
Filing date: 1981-11-17
Publication date: 1982-10-14
Also published as: JPS57154734A; FR2494494A1; US4445079A; GB2088135A; IT1145396B; IT8050204A0

Description

COHAUSZ & FLORACK

PATENTANWALTSBÜRO SCHUMANNSTR. 97 D-4000 DÜSSELDORF 1

Telefon:(0211) 683346 Telex:08586513copd

PATENTANWÄLTE:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · DipHng. R. KNAUF · Dipl.-lng H. B COHAUSZ - Dipl.-Ing. D. H. WERNER

Anm.: Fa. TEXAS INSTRUMENTS ITALIA S.ρ.Α., 81031 AVERSA (Caserta)

Elektromagnetisches Relais

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Relais.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisches Relais zu schaffen, das im Aufbau robust ist und sich mit geringen Kosten herstellen läßt. Das Relais soll insbesondere zur Verwendung für Anfahrwicklungen von Wechselstrommotoren für Kompressoren geeignet sein. Für diesen besonderen Zweck sollte es mit Steckanschlüssen am Gehäuse des Kompressormotors für eine direkte Verbindung mit der Stromquelle ausgerüstet sein.

Diese Aufgabe ward mit den Merkmalen des Patentanspruchs gelöst. In Untercinsprüchen sind Ausgestaltungen der Erfindung gekennzeichnet.
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Im folgenden wird die Erfindung _r unter Bezugnahme auf ein in einer Zeichnung dargestelltes, bevorzugtes Ausführungsbeispiel, näher erläutert. Im einzelnen zeigen

Fig. 1 ein Schaltbild mit dem elektromagnetischen

Relais,

Fig. 2 den konstruktiven Aufbau des elektromagnetischen Relais in auseinandergezogener, per

spektivischer Ansicht,

Fig. 3-6 das elektromagnetische Relais gemäß Fig. 2 in verschiedenen Draufsichten.

Bei einem Einphasen-Asynchronmotor 10 mit einer Betriebswicklung AN und einer Anfahrwicklung AV muß zum Anfahren des Motors 10 die Anfahrwicklung AV kurzzeitig erregt werden. Die dafür erforderlichen Einrichtungen gibt es in verschiedenen Ausführungen.

In dem Schaltbild ist die Masse C des Motors 10 über einen Schalter T mit einer Leitung A einer Stromquelle verbunden, während die Klemme M der Betriebswicklung AM unmittelbar an die Leitung B der Stromquelle angeschlossen ist. Die Klemme S der Anfahrwicklung AV ist" mit der Leitung B über einen beweglichen Kontakt K des Relais 11 verbunden. Der bewegliche Kontakt K wird vom Elektromagneten BB des Relais betätigt, der kurzzeitig über einen PTC-Widerstand aus einem Leiterwerkstoff mit positivem Temperaturbeiwert erregt wird. Solche Widerstände, die bei Umgebungstemperatur einen niedrigen Widerstand und bei Betriebstemperatur einen sehr hohen Widerstand haben, sind bekannt.

Das Relais weist ein Paar Elemente 20, 21 auf, die den statischen Magnetkreis bilden und vom elektrischen Strom durchflossen werden. Diese Elemente 20, 21 bestehen aus Weicheisen und tragen einen Überzug aus Edelmetall (Silber oder Nickel). Sie sind überlappend in einem Isolierträ-

ger 22 befestigt und elektrisch voneinander isoliert. Am Element 20 ist ein Bauteil 23 für den elektrischen Anschluß in Stückausführung befestigt. Ferner ist am Element 21 ein ähnliches, in Fig. 2 nicht sichtbares, Anschlußteil 24 befestigt. Der obere Teil des Elementes 21 ist als das innere Teil eines Schnellanschlusses 25 ausgebildet.

Der Isolierträger 22 ist so gestaltet, daß er die Spule für die Erregerwicklung umfaßt. Im Anfangsabschnitt der Erregerwicklung weist der Träger 22 eine Öffnung 25' auf, die einen Teil des Elementes -21 freigibt. Diese Öffnung 25' dient dazu, daß die abisolierte Spitze des Kupferdrahtes der Erregerwicklung mit dem freiliegenden Teil des Elementes 21 kontaktieren kann und somit eine elektrische Verbindung ohne Lötung bildet, die der sogenannten "wirewrap "-Verbindung gleichwertig ist.

Das Bauteil 20 weist einen abgebogenen Schenkel 26 auf, der eine Erweiterung des Pols des Magnetkreises und einen Träger für einen elektrischen Kontakt bildet. Das Element 21' ist mit einer Zunge 27 versehen, an der der bewegliche Anker 28 des Relais angelenkt ist. An dem Anker 28 ist eine Kontaktfeder 29 aus Kupfer mit Berillium befestigt, die einen elektrischen Kontakt entsprechend dem elektrisehen Kontakt am Schenkel 26 trägt. Die Kontaktfeder 29 weist eine Verlängerung 30 auf, die mit der Zunge 27 derart zusammenwirkt, daß die Vorspannung der Feder 29 für den Anker 28 durch Verformen der Zunge 27 einstellbar ist.

Das ÖffnungsspieL des Ankers 28 ist definiert durch ein von Verlängerungen 31, 32 gebildetes Fenster in einer Wand des Trägers 22.

Der Träger 22 ist so beschaffen, daß er mit einer Öffnung 33 in der einen Wand und einer ähnlichen Öffnung in der gegenüberliegenden, anderen Wand ein Federelement 34 hält, das im wesentlichen die Form eines E hat. Die Mittelzunge 35 des Federelementes 34 ist dazu bestimmt, einen Kontakt an der nicht gezeigten Erregerwicklung des Relais herzustellen, insbesondere am abisolierten Ende des Wicklungsdrahtes, und zwar so, daß eine elektrische Verbindung ohne Löten sich ergibt.

Die anderen Zungen 36, 37 des Federelementes 34 sind so angeordnet, daß sie mit der Innenseite eines tablettenförmigen Kaltleiters 38 aus Keramikwerkstoff mit positivem Temperaturbeiwert kontaktieren. Der tablettenförmige KaItleiter 38 hat im kalten Zustand einen sehr geringen Widerstand. Infolge Stromdurchgangs erwärmt er sich nach einer bestimmten Zeit (ca. eine Sekunde), die durch die physikalischen Konstanten der Tabelle und den dafür gewählten Werkstoff bestimmt wird, wodurch der Widerstand auf einen sehr hohen Wert ansteigt, der in der Größenordnung von 500 Kiloohm liegt und deshalb einem offenen Stromkreis gleichwertig ist.

Der tablettenförmige Kaltleiter 3 8 wird durch die Kraft des Federelementes 34 an einem Finger 39 eines Bauteils 40 gehalten, an dem ein elektrisches Anschlußelement 41 in Steckausführung und darüber ein Deckelverschluß 4 3 befestigt sind.

Alle beschriebenen Bauteile sind in einem Kunststoffgehäuse 42 eingesetzt und werden durch entsprechende Formgebung in Stellung gehalten und von dem Deckel 43 geschützt,

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In Fig. 3 ist die Konstruktion der Elemente aus magnetisierbarem Weicheisen gezeigt, die den Magnetkreis des Relais bilden. In dieser Abbildung ist die genaue Anordnung der Elemente 20, 21, des beweglichen Ankers 28, der Feder 29 und der Einstellzunge 27 zu erkennen.

In Fig. 4 ist die Grundkonstruktion des Trägers 22 und der verschiedenen, diesem zugeordneten Teile gezeigt. In Abb. 5 ist die Anordnung der Feder 34 und der Zunge 35, die den Kontakt mit den freiliegenden Windungen 35' der Relaiswicklung herstellt, gezeigt.

In Fig. 6 ist die Anordnung zum Halten des tablettenförmigen Kaltleiters 38 einschließlich des Bauteils 40 mit dem Finger 39 gezeigt.

Mit dem erfinduhgsgemäßen Relais ist es möglich, unter Ausnutzung der besonderen Bauweise, eine Anfangs-Schließwirkung der Kontakte über den festen, am Schenkel 26 befindlichen Kontakt und den an der Feder 29 befindlichen Kontakt und damit eine erste Kontaktwirkung, zu erhalten, mit der sich große Ströme zwischen dem Schenkel 26 und dem metallischen Teil des Ankers 28 halten lassen, die, wie zuvor erwähnt, beide unter Strom stehen.

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PATENTANWÄLTE:
Dipl.-Ing. W, COHAUSZ ■ Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ · Dipl.-Ing. D. H. WERNER

24. März 1982 Ansprüche:

1,/ Elektromagnetisches Relais mit gesteuerter Betätigungszeit,

gekennzeichnet durch einen Magnetkreis (20,21,22), eine Erregerwicklung für den Magnetkreis (20,21,22) und Mittel (38) zum Betätigen dieser Wicklung für eine vorbestimmte Zeitdauer, die ein Element (38) mit positivem Temperaturbeiwert (PTC-Widerstand oder Kaltleiter) umfassen, das zwischen dieser Wicklung und der elektrischen Zuleitung in Reihe geschaltet ist.
2. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerwicklung eine Drahtspule ist, deren abisolierte Spitze um ein erstes, an die elektrische Stromquelle angeschlossenes Leiterelement (22) gewickelt ist und deren abisoliertes Ende elastisch in elektrischem Kontakt mit einem zweiten, an die Stromquelle (A,B) angeschlossenen Leiterelement (40) steht.
3. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Leiterelement (40) Halterungsmittel (36, 37,39) für einen PTC-Widerstand (38) zum Steuern der Erregung aufweist.

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4. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente (20,21,28) des Magnetkreises elektrische Kontaktelemente bilden.
5. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Anker (28) von einer Kontaktfeder (29) getragen ist, deren Verlängerung (30) mit statischen Mitteln (27) derart zusammenwirkt, daß die Kontaktfeder (29) dem beweglichen Anker (28) als Rückholfeder dient.
6. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß zum Kalibrieren des Relais mit den statischen, verformbaren Mitteln (27) die Vorspannung der Rückholfeder (29,30) einstellbar ist.
7. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

gekennzeichnet durch doppelte Arbeitskontakte, von denen ein Kontakt der eine erste Schließung bewirkenden Arbeitskontakte von der Kontaktfeder (29) und ein Kontakt der eine zweite Schließung bewirkenden Arbeitskontakte von dem beweglichen Anker (28) gebildet werden, an dem das Element (20) des Magnetkreises unter Spannung des Relais anliegt.
8. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Masse der beweglichen Teilen (28,29) und die

Federkonstante der als Rückholfeder dienenden Kontaktfeder (29,30) so gewählt sind, daß die eigene Resonanzfrequenz dieser Teile (28,29) weit unter der harmonischen Hauptkomponenten des Erregerstromes liegt.
9. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch aktiven Bauteile (20,21,25,28,29,40) des Relais mit elektrischen Anschlußelementen für Schnellanschluß ausgerüstet sind.
1O₀ Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 8, dadurch gekennz eichnet, daß mindestens ein Teil der elektrischen Anschlußelemente als Lötklemmen für gedruckte Schaltungen ausgeführt ist.
11. Verwendung eines elektromagnetischen Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Anfahrrelais für elektrische Einphasen-Asynchronmotoren.