DE3235479A1 - Elektromagnetisches kleinrelais - Google Patents

Description

• Elektromagnetisches Kleinrelais
• Däs Hauptpatent . .. ... {Patentanmeldung P 31 24 412.2) schützt ein polarisiertes elektromagnetisches Kleinrelais mit zwei innerhalb eines Gehäuses angeordneten Magnetspulen, die jeweils einen magnetisierbaren Spulenkern aufweisen, deren Längsachsen im wesentlichen zueinander aus--ger-ichtet sind und die zwischen den zwei benachbarten Enden einen Kontaktspalt definieren, der Teil eines zwischen den Magnetspulen ausgebildeten Kontaktraumes ist, und mit einem als Schalter wirkenden Blattanker, der im Kontaktraum gelagert ist und mit einem freien Ende in den Kontaktspalt ragt, bei dem beide Magnetspulen auf einem Spulenkörper angeordnet sind und ihre Wicklungen elektrisch in ~Reihe geschaltet sind, weiter der Blattanker auf einer Seite an der Polfläche eines Dauermagneten verschwenkbar gelagert ist und der Dauermagnet im Kontaktraum angeordnet ist, derart, daß sich der magnetische FluB des Dauermagneten über den Blattanker und je nach dessen Schaltlage über einen der Spulenkerne und über den magnetischen Flußkreis der zugeordneten Magnetspule schließt.
• Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung des polarisierten elektromagnetischen Kleinrelais nach dem Hauptpatent und hat sich zur Aufgabe gestellt, ein derartiges polarisiertes elektromagnetisches Rleinrelais hinsichtlich seiner Ansprechempfindlichkeit wesentlich zu verbessern.
• Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß wenigstens einer der Spulenkerne als U-förmiges Jochelement ausgebildet ist, wobei auf einem Schenkel des U-förmigen Jochelements (3) die Magnetspule (9a) angeordnet ist, während der andere Schenkel bis zum Dauermagneten (4) reicht.
• Durch die Erfindung wird zum einen der Widerstand des magnetischen Flußkreises über den als Schalter wirkenden Blattanker und über die jeweiligen Magnetspulenkerne minimal gestaltet und andererseits der magnetische Widerstand der in Reihe geschalteten Magnetspulen auf ein Minimum reduziert. Auf diese Weise wird unter Beibehaltung eines groSenKontaktdruckes des Blattankers in Ruhestellung eine höhere Ansprechempfindlichkeit des Kleinrelais erzielt.
• Das elektromagnetische Kleinrelais nach der vorliegenden Erfindung ist sowohl in bistabiler Ausführung als auch in monostabiler Ausführung realisierbar.
• Bei der monostabilen Arbeitsweise des Kleinrelais muß der magnetische Flußkreis über den als Schalter wirkenden Blattanker und über die jeweiligen Spulenkerne größere Unterschiede aufweisen, damit der Blattanker nach Abfall der Erregung wieder selbsttätig die Ruhe-Schalt lage einnimmt.
• Der Widerstand des magnetischen Flußkreises von wenigstens einer der Magnetspulen läßt sich dadurch noch weiter reduzieren, daß das U-förmige Jochelement mit einer seiner Breitseiten einer Hauptfläche des Dauermagneten gegenüberliegend angeordnet ist.
• ImFalle einer monostabilen Ausführung mit einer ferromagnetischen Gehäusekappe kann die Erfindung weiter da durch eine vorteilhafte Ausgestaltung erfahren, daß der Spulenkern einer der Magnetspulen eine derart kleine Koppelfläche zur ferromagnetischen Gehäusekappe aufweist, daß nach Abfall der Erregung der Blattanker selbsttätig in die ursprüngliche Schalt-Ausgangslage zurückkehrt.
• Wenn der Kontaktbereich der Spulenkerne der Magnetspulen mit einem nicht ferromagnetischen Kontaktüberzug versehen ist, kann die monostabile Arbeitsweise des Relais dadurch noch unterstützt werden, daß der Kontaktüberzug an einem der Spulenkerne dicker ausgebildet ist als am anderen Spulenkern. Dadurch wird verhindert, daß der Blattanker nach Abfall der Erregung in der Arbeitsstellung an dem betreffenden Spulenkern haften bleibt.
• Um die Forderung nach selbsttätigem Schalten des Blattankers in die Ruhestellung bei einer bestimmten Abfallspannung zu erreichen, wird die ferromagnetische Gehäusekappe soweit verschoben, daß der Abstand von der Innen- seite der Gehäusekappe zu einem der Spulenkerne einen bestimmten Wert erreicht. Auf diese Weise wird der magnetische Widerstand der einen Magnetspule einstellbar ausgebildet.
• Zur Erzielung einer besonders hohen Ansprechempfindlichkeit sind die magnetischen Koppelflächen der Spulenkerne bzw. der U-förmigen Jochelemente zur ferromagnetischen Gehäusekappe möglichst groß ausgebildet. Zu diesem Zweck kann wenigstens einer der Spulenkörper mit einem zusätzlichen seitlichen magnetischen Koppelelement ausgestattet sein.
• Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung besteht auch darin, daß das U-förmige Jochelement einstückig mit einem elektrischen Anschlußstift verbunden ist.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand eines AusfUhrungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur ein elektromagnetisches Kleinrelais mit Merkmalen nach der Erfindung im Längsschnitt zeigt.
• In der einzigen Figur ist das Relais mit Merkmalen nach der Erfindung allgemein mit 1 bezeichnet und es umfaßt eine Bodenplatte oder Halterungsteil 10 und eine Gehäusekappe 2, die zweckmäßigerweise aus einem ferromagnetischen Material besteht. Innerhalb der Gehäusekappe sind auf einem nicht näher gezeigten Spulenkörper zwei Magnetspulen angeordnet und ihre Wicklungen sind elektrisch miteinander in Reihe geschaltet. Die zwei Magnetspulen sind mit ihren Längsachsen im wesentlichen zueinander ausgerichtet und bilden zwischen sich einen nicht näher gezeigten Kontaktraum, in dem ein Blattanker 6 auf einem Dauer- magneten 4 verschwenkbar bzw. kippbar gelagert ist.
• Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die eine Magnetspule 9a mit einem Spulenkern in Form eines U-fömigen Jochelements 3 ausgestattet, wobei die Magnetspule auf dem einen Schenkel des U-förmigen Jochelements angeordnet ist, während der andere Schenkel außen um die Magnetspule herum verläuft und sich bis zu dem Dauermagneten 4 erstreckt bzw. so relativ zum Dauermagneten 4 verläuft, dat die innere Hauptfläche 5 des U-förmigen Jochelements einer der Hauptflächen des Dauermagneten gegenffbertiegt.
• Der Dauermagnet 4 ist durch eine nicht näher bezeichnete Isolierschicht gegenüber dem U-förmigen Jochelement 3 elektrisch isoliert.
• Durch die gezeigte Anordnung bzw. Ausbildung des Spulenkernes 3 wird einmal der Widerstand des magnetischen FluB-kreises für die Magnetspule 9a minimal gestaltet und zum anderen wird gegenüber der anderen Magnetspule 9b ein großer Unterschied hinsichtlich des Widerstandes des magnetischen Flußkreises erreicht, so daß bei der gezeigten Ausführungsform eine besonders ausgeprägte monostabile Arbeitsweise realisiert wird.
• Es wird darauf hingewiesen, -B die Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt ist, sondern daß selbstverständlich auch beide hälften des Kleinrelais symmetrisch ausgebildet sein können, so daß also auch die Magnetspule 9b ein U-förmiges Jochelement 3 enthält.
• Bei diesem letzteren Ausführungsbeispiel ergibt sich eine bistabile Arbeitsweise des Relais, wobei jedoch die magne- tischen Flußkreise der Magnetspulen jeweils abhängig von der Schaltlage des Blattankers nahezu kurz geschlossen sind.
• Dadurch ergibt sich eine äußerst hohe Ansprechempfindlichkeit <in der Größenordnung von 10 Milliwatt - im Gegensatz zu ca. 30 Milliwatt nach dem Stand der Technik).
• Eine genaue Justierung des magnetischen Widerstandes von wenigstens einer der Magnetspulen läßt sich dadurch erreichen, in dem man die ferromagnetische Gehäusekappe 2 auf dem Halterungsteil bzw. Sockel 10 derart verschiebbar anordnet, daß sich der räumliche Abstand a verändern läßt.
• Bei dem gezeigten Ausffihrungsbeispiel ist die linke Magnetspule 9a zusätzlich mit einem oder mit mehreren seitlichen magnetischen Koppelelementen 8 ausgestattet, die am Außenumfang der Magnetspule 9a entlang in axialer Richtung verlaufen und nach Möglichkeit so breit wie möglich ausgebildet sind, um dadurch eine möglichst große seitliche magnetische Koppelfläche zu realisieren.
• Das magnetische Koppelelement 8 kann auch einstückig mit dem U-fdrmigen Jochelement ausgebildet sein. Das U-förmige Jochelement 3 ist ferner einstückig mit einem Anschlußstift 7 versehen, so daß die aus dem U-förmigen Jochelement, dem seitlichen magnetischen Koppelelement 8 und dem Anschlußstift 7 bestehenden Abschnitte in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden können.
• Darüberhinaus kann zur Verbesserung der monostabilen Arbeitsweise der Kontaktüberzug am Spulenkern 3' der Magnet- spule 9b besonders dick ausgebildet sein, womit sichergestellt wird, daß der Blattanker nach Abfall der Erregung nicht in der Arbeitsstellung an dem Spulenkern 3' haften bleibt.
• Wenn im Falle der bistabilen Ausführung des Kleinrelais die Jochelemente symmetrisch ausgebildet sind und neben einer U-förmigen Gestalt zusätzlich seitliche Koppelflächen aufweisen, läßt sich der magnetische Widerstand der einzelnen Magnetspulen zur Erreichung eines hohen Kontaktdruckes des Blattankers in der Ruhestellung äußerst gering halten und gleichzeitig läßt sich der magnetische Widerstand der in Reihe geschalteten Magnetspulen auf ein Minimum reduzieren, wodurch die extrem hohe Ansprechempfindlichkeit erreicht wird. Eine Justierung der Ansprechwerte durch Verschieben der ferromagnetischen Ge-Gehäusekappe ist auch bei der bistabilen Ausfthrungsform möglich.

Claims (8)

1. Elektromagnetisches Kleinrelais PATENTANSPRUCHE: 1. Elektromagnetisches Kleinrelais mit zwei innerhalb eines Gehäuses angeordneten Magnetspulen, die jeweils einen magnetisierbaren Spulenkern aufweisen, deren -Längsachsen im wesentlichen zueinander ausgerichtet sind und die zwischen den zwei benachbarten Enden einen Kontaktspalt definieren, der Teil eines zwischen den Magnetspulen ausgebildeten Kontaktraumes ist, und mit einem als Schalter wirkenden Blattanker, der im Kontaktraum gelagert ist und mit einem freien Ende in den Kontakspalt ragt, bei dem beide Magnetspulen auf einem Spulenkörper angeordnet sind und ihre Wicklungen elektrisch in Reihe geschaltet sind, weiter der Blattanker auf einer Seite an der Polfläche eines Dauermagneten verschwenkbar gelagert ist und der Dauermagnet im Kontaktraum angeordnet ist, derart, daß sich der magnetische Fluß des Dauermagneten dber den Blattanker und je nach dessen Schaltlage über einen der Spulenkerne und über den magnetischen Flußkreis der zugeordneten Magnetspule schließt, nach Hauptpatent .. .. ... (Patentanmeldung P 31 24 416.2), dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens einer der Spulenkerne (3) als U-förmiges Jochelement ausgebildet ist, wobei auf einem Schenkel des U-förmigen Jochelements (3> die Magnetspule (9a) angeordnet ist, während der andere Schenkel bis zum Dauermagneten (4) reicht.
2. 2. Relais nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Jochelement (3) mit einer seiner Breitseiten einer Hauptfläche des Dauermagneten (4) gegenüberliegend angeordnet ist.
3. 3. Relais nach Anspruch 1, mit einer ferromagnetischen Gehäusekappe, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Spulenkern (3') einer der Magnetspulen (9b) eine derart kleine Koppelfläche zur ferromagnetischen Gehäusekappe (2) aufweist, daß nach Abfall der Erregung der Blattanker selbsttätig in die ursprüngliche Schalt-Ausgangslage zurückkehrt.
4. 4. Relais nach Anspruch 1 und 3, mit einem nichtferromagnetischen Kontaktüberzug an den Spulenkernen, dadurch g e k e n n z e i c h ne t , daß der Kontakt-Überzug an einem der Spulenkerne (3';- dicker ausgebildet ist als am anderen Spulenkern (3).
5. 5. Relais nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die ferromagnetische Gehäusekappe (2) relativ zu wenigstens einem der Spulenkerne verstellbar ausgebildet ist.
6. 6. Relais nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Abstand (a) einer Seitenfläche der ferromagnetischen Gehäusekappe (2) zu einem der Spulenkerne (3') verstellbar ist.
7. 7. Relais nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einer ferromagnetischen Gehäusekappe, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß wenigstens einer der - Magnetspulen mit einem zusätzlichen seitlichen magnetischen Koppelelement (8) zur Erhöhung der magnetischen Kopplung des betreffenden Spulenkerns mit der ferromagnetischen Gehäusekappe (2) ausgestattet ist.
8. 8. Relais nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das U-förmige Jochelement (3) einbneinstUckig mit diesem ausgebildeten Anschlußstift (7) aufweist.