DE4223287C2

DE4223287C2 - Poled electromagnetic relay

Info

Publication number: DE4223287C2
Application number: DE19924223287
Authority: DE
Inventors: Johann Lipp
Original assignee: Tyco Electronics Austria GmbH
Current assignee: Tyco Electronics Austria GmbH
Priority date: 1991-07-17
Filing date: 1992-07-15
Publication date: 2002-10-31
Anticipated expiration: 2012-07-16
Also published as: ATA143991A; DE4223287A1; AT402581B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein gepoltes elektromagnetisches Relais nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a polarized electromagnetic relay according to the Preamble of claim 1.

Bekannte derartige Relais weisen einen Aufbau auf, bei dem meist eine Platte mit einem die Spule durchsetzenden Kern über einen Steg verbunden ist und unter Zwischenlage des Permanentmagneten Schenkel von der Platte aufragen, wobei der Anker zwischen die aufragenden Schenkel eingreift den Kern übergreift.Known relays of this type have a structure in which a plate is usually used a core penetrating the coil is connected via a web and under Intermediate layer of the permanent magnet project leg from the plate, whereby the anchor engages between the upstanding legs and engages over the core.

Aus der EP 0 172 080 B ist ein Relais der eingangs genannten Art bekannt, bei dem das Magnetgestell aus zwei U-förmigen Jochen ausgebildet ist. Dazwischen befin det sich der Permanentmagnet innerhalb der Spule. In einer speziellen Ausfüh rungsform sind die offenen Seiten der U-förmigen Joche einander abgewandt mit Abstand voneinander angeordnet, wobei der Abstand durch den Permanentma gneten ausgefüllt wird. In einer anderen Variante sind die beiden Joche unter schiedlicher Größe gleichsinnig ineinander angeordnet, wobei der Permanentma gnet zwischen den Stegen der U-Querschnitte sitzt und die Spule einerseits im In nenraum des inneren Jochs liegt und andererseits auf der äußeren Steg-Rücksei te des größeren U-förmigen Jochs.From EP 0 172 080 B a relay of the type mentioned is known, in which the magnetic frame is formed from two U-shaped yokes. In between the permanent magnet is inside the coil. In a special version form, the open sides of the U-shaped yokes face away from each other Distance from each other, the distance through the permanentma filled in. In another variant, the two yokes are below different sizes arranged in the same direction, with the Permanentma gnet sits between the webs of the U cross-sections and the coil on the one hand in the inner space of the inner yoke and on the other hand on the outer web back te of the larger U-shaped yoke.

Aus der DE 11 46 197 B ist ein gepoltes Relais mit einem durch zwei U-förmige Joche gebildeten Magnetgestell bekannt, wobei die Joche gleich ausgerichtet sind und zwischen den inneren Schenkeln der Permanentmagnet angeordnet ist, wäh rend die Spule von den inneren Schenkeln durchsetzt wird. Der Anker ist kippbar an einem der inneren Schenkel eines Jochs ausgebildet, wozu dieser Schenkel verlängert ausgeführt ist. Die äußeren Enden des Ankers schlagen an die jeweili ge Stirnseite eines äußeren Schenkels eines Jochs an.From DE 11 46 197 B is a polarized relay with one through two U-shaped Yokes formed magnetic frame known, the yokes are aligned identically and the permanent magnet is arranged between the inner legs, while rend the coil is penetrated by the inner legs. The anchor can be tilted formed on one of the inner legs of a yoke, which is why this leg is extended. The outer ends of the anchor hit the respective face of an outer leg of a yoke.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Relais der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, das sich durch einen einfachen Aufbau aus zeichnet und sich für bistabile und monostabile Ausfüh rungsformen eignet.The object of the invention is a relay of the aforementioned Kind of propose that is characterized by a simple structure stands out for bistable and monostable execution forms.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die U-förmigen Joche gleich ausgerichtet nebeneinander angeordnet sind, wobei deren jeweils innere Schenkel die Spule durchsetzen und deren jeweils äußere Schenkel die Spule umfassen, daß zwischen den die Spule durchsetzenden inneren Schenkeln der Permanentmagnet angeordnet ist, der mit jeweils einem Pol an je weils einem Joch anliegt, und daß die inneren Schenkel vom U- förmigen Anker umfaßt sind.According to the invention, this is achieved by that the U-shaped yokes are aligned the same are arranged side by side, the respective inner legs of which Push through the coil and the outer legs of the coil include that between the inner legs passing through the coil the permanent magnet is arranged, each with one pole because there is a yoke, and that the inner legs of the U- shaped anchor are included.

Auf diese Weise ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau des Magnetgestelles, der aus zwei identen U-förmigen Bauteilen be steht. Dabei können diese unter Zwischenlage des Permanent magneten leicht in die Spule eingesetzt werden, wodurch sich ein entsprechend geringer Montageaufwand ergibt.This results in a very simple construction of the Magnetic frame, which consists of two identical U-shaped components stands. This can with the interposition of the permanent magnets can be easily inserted into the coil, making themselves a correspondingly low installation effort results.

Dabei kann weiters vorgesehen sein, daß der Permanentmagnet als flaches Plättchen ausgebildet ist, das quer zu seiner Längsachse magnetisiert ist. It can also be provided that the permanent magnet is formed as a flat plate that is transverse to it Longitudinal axis is magnetized.

Auf diese Weise ergibt sich ein sehr einfacher Aufbau des Magnetgestells, der aus zwei identischen U-förmigen Bauteilen besteht. Dabei können diese unter Zwi schenlage des Permanentmagneten leicht in die Spule eingesetzt werden, wo durch sich ein entsprechend geringer Montageaufwand ergibt.This results in a very simple construction of the magnetic frame consists of two identical U-shaped components. You can do this under Zwi position of the permanent magnet can be easily inserted into the coil where resulting in a correspondingly low installation effort.

Dabei kann weiters vorgesehen sein, daß der Permanentmagnet als flaches Plätt chen ausgebildet ist, das quer zu seiner Längsachse magnetisiert ist.It can also be provided that the permanent magnet as a flat plate Chen is formed, which is magnetized transverse to its longitudinal axis.

Dadurch kann der Durchmesser der Spule relativ klein gehalten werden.As a result, the diameter of the coil can be kept relatively small.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen 3 und 4.Advantageous embodiments result from claims 3 and 4.

Bei der Ausführungsform nach Anspruch 3 ergibt sich bei jeder stabilen Endstel lung des Ankers ein geschlossener magnetischer Kreis. Damit weist diese Ausfüh rungsform ein bistabiles Verhalten auf.In the embodiment according to claim 3, each stable end position results armature a closed magnetic circuit. This shows that form of bistable behavior.

Durch die Maßnahmen nach Anspruch 4 ist sichergestellt, daß s nur in einer Lage zu einem geschlossenen magnetischen Kreis ohne nennenswerten Luftspalt kommt. In dieser Lage ergibt sich die stabile Lage des Ankers, in der er durch den vom Permanentmagneten erzeugten magnetischen Fluß gehalten wird. Wird die ser Fluß bei Erregung der Spule entsprechend geschwächt bzw. kommt es dabei zu einer Umpolung des magnetischen Flusses, so springt der Anker um, wobei der eine Schenkel des Ankers an dem entsprechenden mittleren Schenkel des Magnetgestelles zur Anlage kommt. Dabei verbleibt jedoch zwischen der Außen seite des einen Schenkels des Ankers und Innenseite des einen äußeren Schen kels des Magnetgestelles ein Luftspalt. Dadurch kann der Anker nach Unterbre chung des Stromflusses durch die Spule nicht mehr in dieser Lage gehalten wer den und kehrt in seine Ruhelage zurück, wobei dies noch durch eine entsprechen de Vorspannung des Ankers mittels einer Feder unterstützt werden kann.The measures according to claim 4 ensure that s only in one position to a closed magnetic circuit with no significant air gap comes. This position results in the stable position of the armature, in which it can move through the magnetic flux generated by the permanent magnet is held. Will the water flow when the coil is excited accordingly weakened or it occurs to reverse the polarity of the magnetic flux, the armature jumps around, whereby one leg of the anchor on the corresponding middle leg of the Magnetic frame comes to the plant. However, it remains between the outside side of one leg of the anchor and inside of an outer leg kels of the magnetic frame an air gap. This allows the anchor to move to Unterbre The current flow through the coil is no longer held in this position and returns to its rest position, whereby this still corresponds to a de preload of the anchor can be supported by a spring.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen: The invention will now be explained in more detail with reference to the drawings. Show:

Fig. 1 und 2 eine erste Ausführungsform eines erfin dungsgemäßen Relais, und Fig. 1 and 2, a first embodiment of a relay OF INVENTION to the invention, and

Fig. 3 und 4 eine weitere Ausführungsform eines er findungsgemäßen Relais. FIGS. 3 and 4 a further embodiment of he inventive relay.

Bei beiden Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Relais weist das Magnetgestell 1 zwei idente U-förmige Joche 2 auf. Die einen Schenkel 3 dieser Joche 2 sind in eine Spule 4 ein geschoben, wobei die äußeren Schenkel 5 der Joche 2 an der Außenseite der Spule verlaufen.In both embodiments of a relay according to the invention, the magnet frame 1 has two identical U-shaped yokes 2 . One leg 3 of these yokes 2 are pushed into a coil 4 , the outer legs 5 of the yokes 2 running on the outside of the coil.

Zwischen den inneren Schenkeln 3 der Joche 2 ist ein im wesentlichen plättchenförmiger Permanentmagnet 6 eingelegt.An essentially plate-shaped permanent magnet 6 is inserted between the inner legs 3 of the yokes 2 .

Der im Querschnitt ebenfalls U-förmige Anker 8 übergreift die beiden inneren Schenkel 3 der beiden Joche 2 und greift zwi schen die äußeren Schenkel 5 der beiden Joche 2 bzw. des Magnetgestelles 1 ein. Aufgrund der magnetischen Durchflutung des Magnetgestelles 1 durch den Permanentmagnet 6 legt sich der Anker mit einem seiner beiden Schenkel an der Innenseite eines äußeren Schenkels 5 des Magnetgestelles 1 an, wobei der zweite Schenkel des Ankers 8 an einem Innenschenkel 3 der Joche 2 anliegt.The cross-section also U-shaped armature 8 engages over the two inner legs 3 of the two yokes 2 and engages between the outer legs 5 of the two yokes 2 and the magnet frame 1 . Due to the magnetic flow through the magnetic frame 1 through the permanent magnet 6 , the armature rests with one of its two legs on the inside of an outer leg 5 of the magnet frame 1 , the second leg of the armature 8 abutting an inner leg 3 of the yokes 2 .

Dabei weist der Anker 8 eine Abmessung über seine beiden Schenkel 9 auf, die dem lichten Abstand der äußeren Schenkel 5 des Magnetgestelles 1 entspricht. Dabei entspricht der lichte Abstand der Schenkel 9 des Ankers 8 dem Abstand der gleichge richteten Seiten 10 bzw. 11 eines äußeren Schenkels 5 und eines mittleren Schenkels 3 des Magnetgestelles entspricht. Dadurch ergibt sich, wie ein Vergleich der Fig. 1 und 2 zeigt, daß sich in beiden Endstellungen des Ankers 8 ein ge schlossener magnetischer Kreis ohne nennenswerte Luftspalte ergibt, damit ergibt sich ein bistabiles Betriebsvehalten des Relais.The armature 8 has a dimension over its two legs 9 which corresponds to the clear distance between the outer legs 5 of the magnet frame 1 . Here, the clear distance between the legs 9 of the armature 8 corresponds to the distance between the rectified sides 10 and 11 of an outer leg 5 and a middle leg 3 of the magnet frame. This results, as a comparison of FIGS. 1 and 2 shows that in both end positions of the armature 8, a ge closed magnetic circuit without significant air gaps results, so that there is a bistable operating behavior of the relay.

So bleibt der Anker 8 aufgrund des Magnetflusses Φ_M des Perma nentmagneten 5 z. B. in der in der Fig. 1 dargestellten Lage.So the armature 8 remains due to the magnetic flux Φ _{M of} the permanent magnet 5 z. B. in the position shown in FIG. 1.

Wird nun die Spule 4 erregt, so wirkt der von der Spule 4 ver ursachte Fluß Φ_Sp dem Magnetfluß Φ_M des Permanentmagneten 6 entgegen und schwächt diesen so weit bis der Anker nicht mehr gehalten werden kann und umspringt, wodurch sich die in der Fig. 2 dargestellte Lage des Ankers 8 ergibt.If the coil 4 is now energized, the flux Φ _Sp caused by the coil 4 counteracts the magnetic flux Φ _{M of} the permanent magnet 6 and weakens it until the armature can no longer be held and jumps around, as a result of which the position shown in FIG. 2 shown position of the armature 8 results.

Nach dem Ende der Erregung der Spule verbleibt der Anker 8 in der entsprechenden Stellung, bis die Spule 4 mit umgekehrter Polarität erregt wird.After the end of the excitation of the coil, the armature 8 remains in the corresponding position until the coil 4 is excited with the opposite polarity.

Die Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von jener nach den Fig. 1 und 2 lediglich dadurch, daß ein Schenkel 9' des Ankers 8' dünner als dessen anderer Schenkel 9 ist. Dabei entspricht der lichte Abstand der beiden Schen kel 9, 9' dem Abstand der gleichgerichtetenen Seiten 10 bzw. 11 eines äußeren Schenkels 5 und eines mittleren Schenkels 3 des Magnetgestelles 2. Allerdings weist der Anker 8 eine den lichten Abstand der äußeren Schenkel 5 unterschreitende Breite auf, sodaß in einer Stellung des Ankers 8 ein Luftspalt 12 im magnetischen Kreis verbleibt, wie dies aus einem Vergleich der Fig. 3 und 4 ersichtlich ist.The embodiment according to FIGS. 3 and 4 differs from that according to FIGS. 1 and 2 only in that one leg 9 'of the armature 8 ' is thinner than the other leg 9 thereof. The clearance between the two legs 9 , 9 'corresponds to the distance between the rectified sides 10 and 11 of an outer leg 5 and a middle leg 3 of the magnet frame 2nd However, the armature 8 has a width below the clear distance between the outer legs 5 , so that in one position of the armature 8 an air gap 12 remains in the magnetic circuit, as can be seen from a comparison of FIGS. 3 and 4.

Bei Erregung der Spule 4 kommt es zu einem Umspringen des An kers 8 aufgrund der Schwächung des Flusses des Perma nentmagneten 6 durch den von der Spule 4 erzeugten Fluß wie dies bereits erläutert wurde.When the coil 4 is energized, the core 8 jumps to due to the weakening of the flux of the permanent magnet 6 by the flux generated by the coil 4 , as has already been explained.

Nach Beendigung der Spulenerregung kann jedoch der Anker 8 aufgrund des Luftspaltes 12 nicht in der in der Fig. 4 darge stellten Lage gehalten werden, sodaß der Anker wieder in seine Ausgangslage nach der Fig. 3 zurückkehrt.After termination of the coil excitation, however, the armature 8 cannot be held in the position shown in FIG. 4 due to the air gap 12 , so that the armature returns to its initial position according to FIG. 3.

Der plättchenförmige Permanentmagnet 6 ist quer zu seiner Längsachse magnetisiert. Der Magnet 6 kann im wesentlichen den Abmessungen der Außenseite der Schenkel 3 entsprechen, jedoch ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt, die Dimensionie rung des Magneten wird nämlich vom Energieinhalt des verwende ten Materials beherrscht.The plate-shaped permanent magnet 6 is magnetized transversely to its longitudinal axis. The magnet 6 can substantially correspond to the dimensions of the outside of the legs 3 , but the invention is not limited to this, namely the dimensioning of the magnet is controlled by the energy content of the material used.

Claims

1. Poled electromagnetic relay with a two-part at least three legs with two substantially U-shaped yokes having a magnet frame, with a permanent magnet, a coil and a cross-sectionally U-shaped armature which engages between the legs of the magnet frame, characterized in that the U-shaped yokes ( 2 , 2 ') are arranged next to one another in the same orientation, their respective inner legs ( 3 , 3 ) penetrating the coil ( 4 ) and their respective outer legs ( 5 , 5 ') encompassing the coil ( 4 ) That between the inner legs ( 3 , 3 ') passing through the coil, the permanent magnet ( 6 ) is arranged, which bears with one pole each on a yoke ( 2 , 2 '), and that the inner legs ( 3 , 3rd ') are embraced by the U-shaped armature ( 8 ).

2. Relay according to claim 1, characterized in that the permanent magnet ( 6 ) formed in a manner known per se as a flat plate is magnetized transversely to its longitudinal axis.

3. Relay according to claim 1, characterized in that in the two switching positions of the armature ( 8 ), the legs ( 9 , 9 ') on an inner and egg nem outer magnetically oriented legs ( 3 , 5 ' or 3 ', 5 ) that fit snugly with the yokes ( 2 , 2 ').

4. Relay according to claim 1, characterized in that one of the two legs ( 9 , 9 ') of the armature ( 8 ') is narrower than the other.