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Polarisiertes mono- oder bistabiles elektromagnetisches
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Relais Die Erfindung betrifft die Ansführung polarisierter mono-oder
bistabiler elektromagnetischer Relais mit etwa längs der Spulenachse angeordnetem,
einseitig gelagertem Anker Bekannte Relaissausführungen mit polarisierten Triebsystemen
dieser Art (z.3. DB-PS 2723220 und DE-PS 2717451) weisen iiin federnd gelagerten
Zungenanker auf, dessen aus der Spule herausragendes freies Ende sich zwischen den
Polsohuhen einer Dauermagnetanordnung bewegt. Sie stellen Einzwecklösungen für einpolige
Relais dar, wobei das freie Ende des Zungenankers und die Anschlagszonen der Polschuhe
gleichzeitig mit Kontaktflächen versehen sind und dieSchaltfunktion ansfüren.
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Alls der Doppelfunktion von Zungenenker und Polschuhen resultiert
eine relativ komplizierte Gestaltung und Fertigungstechnologie dieser Magnetkreisteile,
ein erhöhter Aufwand für Isolierelemente sowie eine aufwendige federnde Ankerlagerung
mit notwendiger Justage. Die flächenhafte Ankerausbildung und die Anordnung von
Feder- und Verbindungselementen im Spulenrohr bedingen eine relativ große mittlere
Windungsläge und somit eine erhöhte Erregerleistung Die Magnetkreisausführung mit
teilweise inhomogenen oder unterschiedlich gerichteten Polarisierungen der Dauermagnete
schlißen deren vorteilhafte kombinierte Magnetisierung und Arbeitspunkteinstellung
am kompletten Relais aus.
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Ziel der Erfindung ist die günstige Ausführting polarisierter Relais
mit einseitiger Ankerlagerung in bezug auf eine einfache und relativ unkritische
Fertigung, eine hohe Empfindlichkeit, eine einfache funktionelle Modifizierbarkeit
sowie eine Verwendbarkeit für unterschiedliche Kontakt systeme.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere das Triebsystem
eines polarisierten Relais der eingangs genannten Art so auszuführen, daß es fertigungsmäßig
möglichst einfach und unkritisch ist, durch geringe Unterschiede in der Gestaltung
die mono- oder bistabile Funktionsweise realisiert werden kann, die Magnetisierung
und Arbeitspunkteinstellung der Dauermagnete am kompletten Relais möglich ist und
daß es mit nach Art und Polzahl unterschiedlichen Kontaktsystemen kombiniert werden
kann. Durch eine gute Raumausnutzung fär Dauermagnete und Wicklung sowie eine geringe
mittlere Windungslänge soll desweiteren eine hohe Empfindlichkeit erzielt werden.
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ErSindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Anker prismatisch
oder zylindrisch ausgeführt und in einer dem Ankerquerschnitt entsprechenden Aussparung
des Jochs lose gelagert ist, daß die Dauermagnete zwischen den Polbiechen beidseitig
des Ankers angeordnet sind, und daß ein im wesentlichen U-förmig ausgebildetes Joch
mit seinen Jochschenkeln die Spule sowie die aus den Dauermagneten und den Polblechen
bestehende Magnetbaugruppe umfaßt.
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In einer zweckmäßigen Ausführung sind die Polbieche eben und der Anker
kreiszylindrisch gestaltet, was eine einfache Teilefertigung bedingt und durch die
geringe mittlere Windungslänge der zylindrisch angepaßten Wicklung die Empfindlichkeit
des Relais erhöht.
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Zur Gewahrleistung der bistabilen Funktionsweise sind die Jochschenkel
im Bereich der Polbleche etwa symmetrisch gestaltet und etwa symmetrisch zu den
Polblechen angeordnet.
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Zur Realisierung der monostabilen Funktionsweise sind die Joehsehenkel
im Bereich der Polbleche hinsichtlich ihrer Bläche und/oder ihres Abstandes zu den
Polblechen unterschiedlich
ausgefrhrt und/oder angeordnet.
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In einer günstigen Austuhung mit etwa symmetrisch gestaltetem und
angeordnetem Joch wird die monostabile Funktionsweise dadurch erzielt, daß zwischen
einem Polblech und dem benachbarten Jochschenkel ein ferromagnetisches Teil, welches
den Zwischenraum ganz oder teilweise ausfüllt, eingefügt ist.
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In einer weiteren Ausführung mit etwa symmetrisch gestaltetem und
angeordnetem Joch wird die monostabile Funktionsweise durch die wesentlich großere
Dicke eines Polbieches und die dadurch bedingte Abstandsverringerung zum benachbarten
JOchschenkel realisiert.
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Zur Reduzierung zu hoher Kraftspitzen beim Anlegen des Ankers an die
Polbleche können diese aus einem ferromagnetischen Material mit einer Sättigungsinduktion
kleiner als 1 T ausgeführt sein. Eine andere wirksame Maßnahme ist das Aufbringen
einer nichtferromagnetischen Schicht oder die Anordnung einer nichtferromagnetischen
Folie an der Seite des Ankeranschlages.
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Das axiale Ankerspiel des einseitig lose gelagerten Ankers wird zweckmäßig
durch Konturen des Relaisgehäuses begrenzt, die gegenüber den Stirnflächen des Ankers
angeordnet sind.
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Duroh ein Isolierteil, das auf oder an dem freien Ende des Ankers
angeordnet ist, wird die Ankerbewegung auf das Kontaktsystem übertragen.
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Anhand von in der zugehörigen Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispielen
wird die Erfindung naher erläutert. Es zeigen Fig. 1 und 2 die Triebsystemausführung
eines polarisierten bistabilen Relais in zwei Ansichten und Fig. 3 bis 5 Details
zur Magnetkreisausführung bei monostaboiler Funktionsweise des Relais.
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Fig. 1 und 2 zeigen in zwei Ansichten mit teilweiser Schnittdarstellung
die Ausführung des Trieb systems eines polarisierten Relais in magnetisch symmetrischer
bistabiler Funktionsweise, Innerhalb des im wesentlichen U-förmig und symmetrisch
ausgeführten
Jochs 2 sind zueinander fluchtend die Spule 8 sowie die aus ebenen Polbiechen 3;
4 und quaderförmigen Dauermagneten 5; 6 gebildete Nagnetbaugruppe 7 angeordnet.
Der in der instabilen Mittenlage in der gemeinsamen Symmetrieachse von Joch 2, Spule
8 und Magnetbaugruppe 7 liegende kreissylindrische Anker 1 ist in einer kreisförmigen
Aussparung 11 des Jochs 2 lose gelagert. Die Lagerstelle ist als Spielpassung so
ausgeführt, daß einerseits die zwangsfreie Ankerbewegung zwischen den Polblechen
3; 4 und andererseits ein geringer magnetischer Ubergangswiderstand zwischen Anker
1 und Joch 2 gewährleistet ist. Das funktionell notwendige axiale Ankerspiel wird
durch Konturen 15; 16 des Relaisgehäuses, z .3.
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durch die Wände der Relaiskappe, auf ein zulässiges Maß begrenzt.
Auf dem aus der Magnetbaugruppe 7 herausragenden freien Ende des Ankers 1 sitzt
mit einer Spielpassung ein Isolierteil 14, welches die Ankerbewegung direkt auf
die Schaltelemente des Kontaktsystems überträgt.
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Fig, 3 bis 5 zeigen Beispiele der Manetkreisausfürung zur Realisierung
der monostabilen Funktionsweise durch stark unsymmetrische magnetische Übergänge
zwischen den Polblechen 3; 4 und den gegenüberliegenden Abschnitten der Jochschenkel
9; 10.
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Der jeweils stark verringerte magnetische Übergangswieder stand zwischen
Polblech 4 und Jochschenkel 10 wird im Beispiel nach Fig. 3 durch eine starke Abstandsreduzierung
infolge stärkerer Kröpfung des Jochschenkels 10 erreicht.
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Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wird dies durch Einfügen eines
ferromagnetischen Teils 12 zwischen Polblech 4 und Joch schenkel 10 und im Beispiel
nach Fig. 5 mittels einer größeren Dicke des Polblechs 4 realisiert.
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Fig. 5 zeigt we weiterhin die Anordnung einer nichtferromagnetischen
Schicht bzw. Folie 13 auf dem Polbiech 3, welche zweckmäßig die gesamte ankerseitige
Fläche einschließlicht der Anlagebereiche der Dauermagnete 5; 6 bedeckt.
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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Anker 2 Joch 3; 4 Polbleche
5; 6 Danermagnete 7 Magnetbaugru 8 Spule 9; 10 Jochschen 11 Aussparung 12 ferromagnetische
Teil 13 nichtferromagnetische Schicht oder Fo 14 Isolierteil 15; 16 Konturen des
Relaisgehäuses