DE3225845C2 - Polarisiertes Relais - Google Patents

Abstract

Das Relais besitzt einen innerhalb der Erregerspule angeordneten stabförmigen Anker (7) sowie eine außerhalb der Spule angeordnete Dauermagnetanordnung (4), von deren vier Dauermagnetbereichen jeweils ein Joch (6) abgewinkelt ist, um mit dem Anker (7) je einen Arbeitsluftspalt zu bilden. Der Anker ist über Lagerelemente (8) um eine außerhalb der Spulenmitte liegende Achse schwenkbar gelagert und betätigt über einen rahmenförmigen Kontaktträger (13) seitlich der Spule angeordnete Kontaktelemente (12).

Description

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selbst auf dem Anker angeordnet, wodurch dieser eine beiden Seitenschenkel des Betätigungsorgans diagonal

verhältnismäßig große Masse enthält vor den Spulenenden erstrecken, annähernd in ihrer

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais der eingangs Mitte den Anker tragen und mit ihren freien Enden an

genannten Art so zu gestalten, daß bei gleicher Wirk- der den Kontaktelementen gegenüberliegenden Spu-

samkeit des Magnetsystems der erzielbare Kontaktab- 5 lenseite gelagert sind.

stand im Vergleich zum Ankerhub verhältnismäßig groß Dia Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbei-

wird, wobei gleichzeitig eine möglichst große Kontakt- spielen näher erläutert. Es zeigt

zahl in einem möglichst kompakten Gesamtaufbau des F i g. 1 ein Relais mit Schwenkanker und Brückenkon-Relais untergebracht werden kann. takten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, io F i g. 2 und 3 zwei verschiedene Ausführungsformen

daß der Anker an seinen beiden Enden jeweils über ein von Brückenkontakten für ein Relais nach F i g. 1,

Lagerelement um eine zur Spulenachse parallele, zu die- F i g. 4 ein Geger.kontaktelement für ein Relais nach

ser jedoch versetzte Lagerachse schwenkbar gelagert Fig. 1,

ist und daß ein einziges, mit beiden Ankerenden verbun- F i g. 5 eine gegenüber F i g. 1 abgewandelte Lage-

denes und die Spule seitlich umgreifendes Kontaktbetä- is rung des Ankers,

tigungsorgan vorgesehen ist, welches mit mindestens F i g. 6 ein Relais mit Schwenkanker in einer gegen-

einem parallel zur Spulenachse verlaufenden Längssteg über F i g. 1 abgewandelten Ausführungsform,

die seitlich von der Spule angeordneten beweglichen F i g. 7 und 8 eine weiter abgewandelte Ausführungs-

Kontaktelemente betätigt form eines Relais mit Schwenkanker in zwei Ansichten.

Beim erfindungsgemäßen Relais wird also ein polari- 20 Das in F i g. 1 dargestellte Relais besitzt einen flachen siertes Magnetsystem mit vier Arbeitsluftspalten auf ei- Grundkörper 1, auf dem ein Spulenkörper 2 mit der ne Konstruktion angewendet, bei der der Anker sich Wicklung 3 angeordnet ist Auf dem Spulenkörper ist nicht um die eigene Achse dreht sondern um eine zur parallel zum Grundkörper 1 ein plattenförmiger Dauerspulenachse parallele Achse schwenkbar ist. Da die zu magnet 4 angeordnet welche vier unterschiedlich aufbetätigenden Kontakte seitlich neben der Spule liegen, 25 magnetisierte Dauermagnetbereiche in den vier Ecken läßt sich durch Wahl der Lage für die Drehachse ein besitzt. Die Magnetisierungsrichtung N—S des Dauergewünschtes Übersetzungsverhältnis vom Ankerhub magneten ist in allen Bereichen vertikal zur Ebene des zum Hub des Betätigungsorgans erzielen. Damit lassen Grundkörpers gerichtet Auf dem Dauermagneten 4 sich auf jeden Fall Kontaktabstände erreichen, die grö- liegt eine Flußplaite 5, welche die an der Obeseite ließer sind als der reine Ankerhub zwischen den Jochen. 30 genden Dauermagnetpole miteinander koppelt

Zweckmäßigerweise ist der Anker über am Lagerele- An der Unterseite des Dauermagneten 4 sind vier

ment angeformte Lagerzapfen jeweils in Lagerbuchsen Joche 6 angeordnet von denen jedes an der Polfläche

des Grundkörpers oder auch des auf dem Grundkörper eines der Dauermagnetbereiche anliegt. Die Joche 6

befestigten Spulenkörper gelagert Das Betätigungsor- sind in der Weise abgewinkelt, daß sie jeweils an beiden

gan ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Er- 35 spulenenden paarweise einander gegenüberstehende

findung als ein die Spule rahmenförmig umschließender Polbleche 6a bilden, so daß zusammen mit dem zwi-

Kontaktträger ausgebildet, welcher im Bereich der Spu- sehen ihnen beweglich angeordneten Anker 7 an beiden

lenenden jeweils über die Lagerelemente mit dem An- Spulenenden zwei Arbeitsluftspalte entstehen,

ker gekoppelt isi und mit den Längsstegen neben der Der Anker 7 ist an beiden Enden über je ein Lagerele-

Spulenwicklung jeweils Brückenkontaktelemente trägt 40 ment 8 um eine durch Lagerzapfen 9 gebildete Achse

wobei unter jedem Brückenkontaktelement jeweils schwenkbar gelagert, wobei er in jeder Schaltstellung

zwei Gegenkontkatelemente im Grundkörper veran- parallel zur Spulenachse liegt. Die Schwenkachse selbst

kert sind. Die Brückenkontaktelemente können jeweils ist gegenüber der Spulenachse versetzt, und zwar im

in Form von Metallblechstreifen in Nuten des Kontakt- Beispiel nach F i g. 1 nach unten. Die am Lagerelement 8

trägers eingesteckt sein. Der zur Kontaktgabe erforder- 45 angeformten Lagerzapfen 9 sind in einer Lagerschale 10

liehe Federweg kann nach einem Ausführungsbeispiel des Grundkörpers gelagert. Um stets ein flaches Auflie-

dadurch erzielt werden, daß in den Nuten des Kontakt- gen des Ankers auf den Polblechen 6a zu erreichen, sind

trägers an der dsr Kontaktoberfläche des jeweiligen diese nicht genau senkrecht zur Grundebene abgewin-

Brückenkontaktelementes abgewandten Seite jeweils kelt sondern etwas schräg gestellt,

ein elastisches Dämpfungselement vorgesehen ist. In ei- 50 Zu beiden Seiten der Spule sind im Grundkörper 1

ner anderen Ausführungsform kann die Federwirkung mehrere Paare von Gegenkontaktelementen 11 veran-

auch an den Gegenkontaktelementen vorgesehen sein, kert, welche mit Kontaktbrücken 12 zusammenwirken,

wobei diese jeweils im Bereich ihrer kontaktgebenden Diese Kontaktbrücken 12 sind in einem Kontaktträger

Enden eine U-förmige Biegung aufweisen. Ζιτ Erzie- 13 befestigt, welcher rahmenförmig die Spule umgibt

lung eines kompakten Aufbaus sind zweckmäßigerwei- 55 und im vorliegenden Beispiel in einem Stück mit den

se die Seitenstege des Kontaktträgers jeweils unterhalb Lagerelementen 8 und den Lagerzapfen 9 gefertigt ist.

der Dauermagnetanordnung angeordnet. Die Dauer- Die Kontaktbrücken sind dabei jeweils in den Längsste-

magnetanordnung kann zur Erzielung eines flachen gen 13a untergebracht, wodurch der Platz unterhalb der

Aufbaus durch zwei Dauermagnete gebildet sein, wel- Dauermagnetanordnung gut ausgenutzt wird. Die Län-

che zu beiden Seiten neben der Spule und über den eo ge der Stege 136 bestimmt den Abstand der Kontakt-

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tätigungsorgans angeordnet sind. Setzungsverhältnis der Kontaktbewegung gegenüber Eine besonders flache Ausführungsform läßt sich der Ankerbewegung. Durch die Verwendung von Brükdann erzielen, wenn das Betätigungsorgan annähernd kenkontakten wird darüber hinaus der doppelte Kon-U-förmig ausgebildet ist, wobei lediglich an einer Seite 65 taktabstand gegenüber normalen Schaltkontakten erder Spule ein mit Brückenkontaktelementen versehener reicht.

Längssteg mit entsprechenden Gegenkontaktelemen- F i g. 2 zeigt die Befestigung einer Kontaktbrücke 12

ten im Grundkörper vorgesehen ist, während sich die im Kontaktträger 13. Der Kontaktträger besitzt zu die-

sem Zweck jeweils zur Seite offene Nuten 14, in welche die plattenförmigen Kontaktbrücken 12 eingsteckt werden. Um einen bestimmten erforderlichen Federweg zu gewährleisten, kann beispielsweise im Kontaktträger für die Kontaktbrücken 12 eine elastische Unterlage 15 vorgesehen sein, welche beispielsweise aus Elastomer besteht Eine entsprechende Anordnung ist in Fig.3 dargestellt. Der erforderliche Federweg kann aber auch durch die Gegenkontaktelemente 11 erreicht werden. In diesem Fall besitzen die Gegenkontaktelemente, wie in F i g. 1 und in F i g. 4 dargestellt, in ihrem kontaktgebenden Bereich jeweils eine U-förmige Biegung 11a.

F i g. 5 zeigt eine Detaildarstellung eines Relais, bei dem gegenüber F i g. 1 die Lagerung des Ankers abgewandelt ist. In diesem Fall ist oberhalb des Ankers am <5 Spulenkörper 16 eine Lagerschale 17 (an beiden Spulenenden) ausgebildet, in welcher ein Lagerzapfen 18 des Lagerelementes 19 gelagert ist Das Lagerclement 19 ist analog zu F i g. 1 mit einem rahmenförmig Kontaktträger 20 verbunden.

F i g. 6 zeigt ein Relais mit flacher Bauweise. Auf einem Grundkörper 21 ist auch in diesem Fall ein Spulenkörper 22 angeordnet, in welchem ein Anker 23 über ein Lagerelement 24 mit Lagerzapfen 25 schwenkbar gelagert ist Das Lagerelement 24 besitzt auch in diesem Fall einen rahmenförmigen Kontaktträger 25 sowie Lagerzapfen 26, welche in Lagerschalen 27 des Grundkörpers liegen.

Zur Verringerung der Bauhöhe ist gegenüber F i g. 1 die Dauermagnetanordnung nicht oberhalb des Spulenkörpers 22, sondern seitlich vom Spulenkörper in Gestalt zweier stabförmiger Dauermagnete 28 vorgesehen. Diese Dauermagnete 28 sind mit ihren jeweils zwei Dauermagnetbereichen analog zu F i g. 1 über vier Joche 29 an die vier Arbeitsluftspalte gegenüber dem Anker 23 angekoppelt Durch die gewählte Abbiegung der Joche nach oben ergibt sich eine geringe Streuung parallel zum Arbeitsluftspalt Die den Jochen gegenüberliegenden Dauermagnetpole sind durch ein rahmenförmiges Flußblech 30 miteinander gekoppelt.

Durch die stirnseitige Ansicht von F i g. 6 ist der niedrige und kompakte Aufbau des Relais besonders deutlich zu erkennen. Seitlich der Spule liegen die Dauermagnete und unter den Dauermagneten jeweils die Längsstege des rahmenförmigen Kontktträgers 25, welche an ihrer Unterseite mit Kontaktbrücken 31 versehen sind, welche ihrerseits wiederum mit Gegenkontaktelementen 32 des Grundkorpers 21 zusammenwirken.

Einen noch flacheren Aufbau besitzt das Relais gemäß F i g. 7 und S. Es besitzt einen Grundkörper 41, auf welchem ein Spulenkörper 42 angeordnet ist Auch in diesem Fall besteht die Dauermagnetanordnung aus zwei beiderseits der Spule angeordneten langgestreckten und flachen Dauermagneten 43, welche jeweils zwei unterschiedlich abgleichbare Dauermagnetbereiche aufweisen (in der stirnseitigen Ansicht von F i g. 7 und Fig.8 ist jeweils nur ein Dauermagnetbereich zu sehen). Über den Dauermagneten ist ein rahmenförmiges Flußblech 44 angeordnet Unterhalb eines jeden Dauermagnetbereiches sind Joche 45 und 46 jeweils an beiden Spulenenden angeordnet Diese Joche sind in Richtung auf den innerhalb des Spulenkörpers liegenden stabförmigen Anker 47 jeweils unterschiedlich abgekröpft, so daß sie für den Anker an jedem Spulenende zwei übereinander liegende Arbeitsluftspalte 48 bilden. Der Anker führt also beim Schalten jeweils eine Vertikalbewegung über seine ganze Länge zwischen den paarweise an beiden Spulenenden angeordneten Jochen 45 und 46 bzw. deren abgekröpfte Polschenkel 45a und 46a aus.

Zur Lagerung des Ankers und als Kontaktbrückenträger dient ein etwa U-förmiges Lagerelement 49, dessen Mittelteil sich als Längssteg 49a neben der Spule bzw. neben dem Dauermagneten 43 auf einer Seite der Spule erstreckt und Brückenkontakte 50 trägt, welche mit im Grundkörper 41 verankerten Gegenkontaktelementen 51 zusammenwirken. Die Seitenteile 496 des Lagerelementes 49 verlaufen jeweils diagonal vor der Stirnseite des Spulenkörpers 42 und tragen etwa in ihrer Mitte jeweils ein Ende des Ankers 47. An der dem Längssteg 49a gegenüberliegenden Seite des Spulenkörpers 42 sind die Seitenteile 496 über angeformte Lagerzapfen 52 jeweils in Lagerschalen 53 des Grundkorpers 41 gelagert. F i g. 8 zeigt eine stirnseitige Ansicht dieses Relais, während F i g. 7 ebenfalls eine stirnseitige Anicht auf den Spulenkörper bzw. auf die Joche zeigt, wobei der Seitenteil 49b des Lagerelementes 49 entfernt ist

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

1 2 gnete (28) angeordnet sind. Patentansprüche: 10. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan

1. Polarisiertes Relais mit einer Erregerspule, ei- (49) annähernd U-förmig ausgebildet ist, wobei der nem im Spulenkörper parallel zur Spulenachse an- 5 mit Brückenkontaktelementen (50) versehene geordneten stabförmigen Anker, einer Dauerma- Längssteg sich neben der Spule (42) erstreckt, wähgnetanordnung mit zwei Jochpaaren, welche im Be- rend die beiden Seitenschenke! (49έ>; sich diagonal reich der beiden Spulenenden jeweils ein freies An- vor den Spulenenden erstrecken, annähernd in ihrer kerende unter Bildung von Arbeitsluftspalten zwi- Mitte den Anker (47) tragen und mit ihren freien sehen sich einschließen, sowie mit mindestens einem to Enden an der dem Längssteg (49a,} gegen überliegenmit dem Anker verbundenen Kontaktbetätigungsor- den Spulenseite gelagert sind

gan, mit welchem bewegliche, mit in einem Grundköper verankerten Gegenkontaktelementen zusam-

menwirkende Kontaktelemente betätigbar sind,

dadurch gekennzeichnet, daß der Anker is

(7; 23; 47) an seinen beiden Enden jeweils über ein Die Erfindung bezieht sich auf ein polarisiertes Relais Lagerelement (8; 19; 49) um eine zur Spulenachse mit einer Erregerspule, einem im Spulenkörper parallel parallele, zu dieser jedoch versetzte Lagerashse zur Spulenachse angeordneten stabförmigen Anker, eischwsnkbar gelagert ist und daß ein einziges, mit ner Dauermagnetanordnung mit zwei Jochpaaren, welbeiden Ankerenden verbundenes und die Spule (3) 20 ehe im Bereich der beiden Spulenenden jeweils ein freiseitlich umgreifendes Kontaktbetätigungsorgan (13; es Ankerende unter Bildung von Arbeitsluftspalten zwi-25; 49a^ vorgesehen ist, welches mit mindestens ei- sehen sich einschließen, sowie mit mindestens einem mit nem parallel zur Spulenachse verlaufenden Längs- dem Anker verbundenen Kontaktbetätigungsorgan, mit steg die seitlich von der Spule angeordneten beweg- welchem bewegliche, mit ineinem Grundkörper veranlichen Kontaktelemente (12; 31; 50) betätigt 25 kerten Gegenkontaktelementen zusammenwirkende

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- Kontaktelemente betätigbar sind.

net, daß der Anker (7; 23; 47) über am Lagerelement Derartige polarisierte Relais sind bekannt (DE-AS

(8; 19; 24;49) angeformte Lagerzapfen (9; 18; 26; 52) 12 68 743). Diese polarisierten Magnetsysteme mit vier

in Lagerbuchsen (10; 17; 27; 53) des Grundkörpers Arbeitsluftspalten sind magnetisch sehr wirksam und

(1; 21; 41) bzw. des Spulenkörpers (16) gelagert ist 30 eignen sich besonders für Relais mit größerer Kontakt-

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- bestückung. Üblicherweise ist der Anker als Drehanker zeichnet daß das Betätigungsorgan (13; 20; 25; 49) in der Spulenmite um eine zur Spulenachse senkrechte einstückig mit dem Lagerelement (8; 19; 24) des An- Achse drehbar gelagert. Die Kontaktbetätigung erfolgt kers ausgebildet ist. dabei über einzelne an den Ankerenden befestigte Betä-

4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da- 35 tigungsstifte, wobei der dadurch erreichbare Kontaktdurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsorgan als weg in etwa mit dem Ankerhub an den freien Ankerenein die Spule rahmenförmig umschließender Kon- den übereinstimmt. Je kleiner das Relais und damit die taktträger (13; 20; 25 ) ausgebildet ist, welcher im Ankerlänge wird, umso geringer ist auch der Ankerhub Bereich der Spulenenden jeweils über die Lagerele- und umso geringer wird bei gleichbleibendem Aufbau mente (8; 19; 24) mit dem Anker (7; 23) gekoppelt ist 40 der mögliche Kontaktabstand. Dies hat zur Folge, daß und mit den Längsstegen (Ua^ neben der Spulen- der Miniaturisierung des Relais da Grenzen gesetzt wicklung jeweils Brückenkontaktelemente (12; 31) sind, wo ein bestirnter minimaler Kontaktabstand nicht trägt, wobei unter jedem Brückenkontaktelement mehr unterschritten werden darf.

jeweils zwei Gegenkontaktelemente (11; 32) im As der US-PS 37 02 981 ist ein ähnlich aufgebautes

Grundkörper (1; 21) verankert sind. 45 Relais bekannt, wobei der innerhalb der Spule gelagerte

5. Relais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich- und mit seinen Enden aus dem Spulenrohr beiderseitig net, daß die Brückenkontaktelemente (12) jeweils in vorstehende Anker jeweils stirnseitig vor der Spule anForm von Metallblechstreifen in Nuten (14) des geordnete Kontaktsätze über einen Quersteg betätigt. Kontaktträgers (13) eingesteckt sind. Da es sich auch dort um ein Drehankersjstem handelt,

6. Relais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich- 50 gelten die gleichen Nachteile wie bei dem vorher genet, daß in den Nuten (14) des Kontaktträgers (13) nannten Relais.

jeweils an der der Kontaktoberfläche des Brücken- Aus der DE-AS 10 39 638 ist ein Relaissystem be-

kontaktelementes abgewandten Seite ein elastisches kannt, bei dem der Anker als flächenförmiger Perma-

Dämpfungselement (15) vorgesehen ist. nentmagnet innerhalb einer Wicklung zwischen Spitzen

7. Relais nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da- 55 drehbar gelagert ist. Auch in diesem Fall steht die Andurch gekennzeichnet, daß die Gegenkontaktele- kerachse senkrecht zur Wicklungsachse, wobei allermente (11) jeweils im Bereich ihrer kontaktgeben- dings konkrete Einzelheiten der Lagerung nicht angegeden Enden eine U-förmige Biegung(Ua)aufweisen. ben sind. Der Anker kann dort innerhalb der Wicklung

8. Relais nach einem der Ansprüche 4 bis 7, da- eine sehr geringe Drehbewegung ausführen, wodurch durch gekennzeichnet, daß die Längsstege (13a,/des 60 ein verhältnismäßig empfindliches System geschaffen Kontaktträgers (13) jeweils unterhalb der Dauer ma- wird. Eine Betätigung einer größeren Anzahl von Kongneianordnung (4) aiigcur uiici sind, takten mit verhältnismäßig großem Kcr.takthub '.st be;

9. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 8, da- dem dortigen System jedoch offenbar nicht ausführbar, durch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten der In der DE-OS 29 36 101 ist schließlich ein Relais beSpule jeweils ein langgestreckter Dauermagnet (28) 65 schrieben, bei dem ein außerhalb der Spule gelagerter, derart angeordnet ist, daß die mit Brückenkontakt- rahmenförmiger Drehanker mit einer zur Spulenachse elementen (31) versehenen Längsstege des Betäti- parallelen Achse seitlich von der Spule angeordnete gungsorgans (25) jeweils unterhalb der Dauerma- Kontaktelemente betätigt.

Dort ist der Dauermagnet