DE4445069A1 - Polarisiertes Relais - Google Patents
Polarisiertes RelaisInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein polarisiertes Relais nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solches Relais kann beispielsweise zur Steuerung eines
Kommutatormotors verwendet werden. Dies gilt insbesondere
dann, wenn das Relais tristabiles Verhalten aufweist und
die drei stabilen Zustände des Relais den Motorzuständen
"ruhend", "rechtsdrehend" und "linksdrehend" zugeordnet
werden können.
Aus der DE 32 43 266 C2 ist ein polarisiertes Relais be
kannt, das aus zwei im Querschnitt U-förmigen, mit ihren
kurzen Schenkeln einander zugewandten ersten Jochen und von
diesen im Abstand umschlossenen kleineren, zweiten Jochen
besteht. Dabei ist zwischen den ersten und den zweiten
Jochen ein Permanentmagnet mit rechtwinklig zu den Großflä
chen der Joche verlaufender magnetischer Achse angeordnet.
Die zweiten Joche umschließen außerdem eine Erregerspule,
die einen in Richtung der Spulenachse verschiebbaren, stan
genförmigen Anker umgibt, dessen beide außerhalb der Erre
gerspule liegende Enden als Platten ausgebildet sind, die
zwischen den Polflächen bildenden Innenflächen der kurzen
Schenkeln der ersten Joche und den Stirnflächen der zweiten
Joche verschiebbar sind. Der Anker besteht aus zwei in der
Mitte der Erregerspule radial geteilten Stangenhälften,
zwischen denen eine Schraubendruckfeder angeordnet ist,
deren Vorspannung derart bemessen ist, daß die Platten des
Ankers im stromlosen Zustand der Erregerspule an den Polflä
chen der kurzen Schenkel der ersten Joche anliegen, während
im stromdurchflossenen Zustand der Erregerspule, abhängig
von der Stromflußrichtung entweder die eine oder die andere
Platte an den entsprechenden Stirnflächen der zweiten Joche
anliegt.
Dieses Relais zeigt unter Verwendung nur einer Erregerspule
tristabiles Verhalten. Allerdings ist damit ein sehr aufwen
diger und komplizierter Aufbau des Relais verbunden, das
neben der Erregerspule und deren zweigeteiltem Anker eine
Druckfeder, zwei Permanentmagnete und vier Joche aufweist.
Außerdem muß bei jedem Schaltvorgang die Federkraft der
Druckfeder durch die Kraft des von der Erregerspule aufge
bauten Magnetfeldes überwunden werden, was entsprechend
große Erregerströme erfordert.
Aus der DE 35 46 382 A1 ist ein polarisiertes elektrisches
Kleinrelais bekannt, das als zweifach-Umschaltrelais ausge
bildet ist. An den beiden freien Enden eines Spulenkerns
sind jeweils ein Blattanker und Rückflußelemente angeord
net. Die Blattanker werden durch in Reihe gesetzte Dauerma
gnete gehalten und führen bei Erregung der Spule einen
synchronen Schaltvorgang aus.
Dieses Zweifach-Umschaltrelais ist lediglich für einen
mono- und bistabilen Betrieb vorgesehen. Es hat ferner den
Nachteil, daß die Konstruktion der Rückflußelemente sehr
viel Weicheisen erfordert, um den für eine sichere Funktion
des Relais notwendigen magnetischen Rückfluß zu gewährlei
sten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein polarisiertes
Relais der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei
Verwendung nur einer Erregerspule tristabiles Verhalten
zeigt, das einfach aufgebaut ist und das mit möglichst ge
ringen Erregerströmen Schaltvorgänge aus löst und damit zur
Steuerung elektrischer Verbraucher und/oder kleiner mechani
scher, hydraulischer oder dergleichen Stellvorrichtungen,
insbesondere zur Steuerung eines Kommutatormotors geeignet
ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen
den Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß ein polarisier
tes Relais mit tristabilen Verhalten und einfachem Aufbau
bei Verwendung nur einer Erregerspule geschaffen werden
kann, wenn an den beiden Stirnseiten eines Elektromagneten,
der von der Erregerspule und dem darin angeordneten Spulen
kern gebildet wird, jeweils ein entlang seiner magnetischen
Achse verschiebbarer Permanentmagnet angeordnet ist, wobei
die beiden Permanentmagnete den Stirnseiten des Spulenkerns
mit gleichnamigen Polen zugewandt sind.
Im stromlosen Zustand wird der Spulenkern durch die Perma
nentmagnete magnetisch derart polarisiert, daß eine anzie
hende Wechselwirkung zwischen dem Spulenkern und jedem der
beiden Permanentmagnete besteht. In dieser stabilen Ruhe
stellung des polarisierten Relais liegen die beiden Perma
nentmagnete mit ihren dem Spulenkern zugewandten, gleichna
migen Polen jeweils an einer Stirnseite des Spulenkerns an,
falls nicht durch die Verwendung von Distanzstücken oder
dergl. ein Abstand zwischen dem Elektromagneten und den
beiden Permanentmagneten erzwungen wird. Bei Bestromung der
Spule mit einem Gleichstrom wirkt in Abhängigkeit von
dessen Richtung jeweils auf einen der beiden Permanentmagne
te eine anziehende und auf den anderen eine abstoßende
magnetische Kraft. Letzterer wird durch die abstoßende
magnetische Kraft in einen größeren Abstand von dem Spulen
kern gebracht.
Insgesamt können also mit dem erfindungsgemäßen Relais drei
Zustände verwirklicht werden, d. h. das Relais zeigt trista
biles Verhalten. Dies wird durch Verwendung lediglich eines
Elektromagneten und zweier Permanentmagnete erreicht, wobei
bei den Schaltvorgängen nur geringe Kräfte überwunden
werden müssen, da die Lage der beiden Permanentmagnete
ausschließlich durch die wirkenden magnetischen Kräfte
bestimmt wird. Es treten keine Federkräfte oder ähnliches
auf.
Damit eignet sich das erfindungsgemäße polarisierte Relais
zur Auslösung von Schaltvorgängen mit geringen Erregerströ
men, insbesondere zur Steuerung elektrischer Verbraucher,
sowie kleiner mechanischer, hydraulischer oder dergleichen
Stellvorrichtungen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß bei stromloser Erregerspule die beiden
Permanentmagnete an jeweils einer Stirnseite des Spulen
kerns anliegen und bei Bestromung der Spule mit einem
Gleichstrom vorgegebener Stärke in Abhängigkeit von dessen
Richtung jeweils einer der Permanentmagnete in einen vorge
gebenen Abstand von dein Spulenkern bringbar ist. Bei dieser
Ausführungsform der Erfindung können die Schaltvorgänge mit
besonders kleinen magnetischen Kräften ausgeführt werden,
da sich die Permanentmagnete in unmittelbarer Nähe des
Elektromagneten befinden und im stromlosen Zustand sogar an
dessen Stirnseiten anliegen. Zu Gewährleistung eines siche
ren Schaltvorganges sind die Dauermagnete und die Erreger
ströme aufeinander abzustimmen.
Zur Befestigung von Relaiskontakten an den beiden Permanent
magneten ist an den dem Spulenkern abgewandten Enden der
Permanentmagnete jeweils eine Halteplatte für die Relaiskon
takte vorgesehen.
In diesem Fall ist das Relais vorzugsweise so ausgelegt,
daß die an den Halteplatten der Permanentmagnete befestig
ten Relaiskontakte bei stromloser Erregerspule auf identi
sche erste Potentiale geschaltet sind und daß bei Be
stromung der Erregerspule mit einem Gleichstrom in Abhängig
keit von dessen Richtung jeweils einer der Relaiskontakte
durch magnetische Abstoßung des zugehörigen Permanentmagne
ten auf ein anderes, zweites Potential schaltbar ist.
Zur Gewährleistung einer sicheren Verschiebbarkeit der Per
manentmagnete relativ zu dem Spulenkern in Abhängigkeit von
den wirkenden magnetischen Kräften kann vorgesehen sein,
daß die Erregerspule auf einen Grundkörper gewickelt ist,
in dem der Spulenkern ortsfest angeordnet ist und in dem
den beiden Stirnseiten des Spulenkerns jeweils ein Perma
nentmagnet gegenübersteht, der in Führungen des Grundkör
pers entlang seiner magnetischen Achse verschiebbar ist.
Das erfindungsgemäße polarisierte Relais ist insbesondere
für die Steuervorrichtung eines Kommutatormotors mit einer
Leiterplatte, auf der eine Steuerelektronik, die Bürsten
eines Kommutatormotors und das polarisierte Relais angeord
net sind, verwendbar.
Diese Steuervorrichtung für einen Kommutatormotor zeichnet
sich insbesondere durch die einfache Bauweise und den
geringen Platzbedarf des polarisierten Relais aus, das mit
nur einer Erregerspule die Bestromung des Kommutatormotors
steuert. Durch die kompakte Bauweise des Relais lassen sich
die Steuerelektronik für den Motor, das polarisierte Relais
und die Bürsten des Kommutatormotors platzsparend auf einer
Leiterplatte anordnen. Dies führt auch zu einer Senkung der
Fertigungskosten.
Aus der EP 0 474 904 A1 ist allgemein eine Kommutator-Ge
triebe-Antriebseinheit bekannt, bei der ein IC-Baustein,
zwei Motorrelais und die Bürsten des Kommutatormotors auf
einer Leiterplatte angeordnet sind, jedoch ist diese Anord
nung insbesondere aufgrund der Verwendung zweier Motorre
lais wesentlich aufwendiger und platzbedürftiger als die
vorliegende Steuervorrichtung für einen Kommutatormotor.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist gegenüber dem Stand
der Technik den wesentlichen Vorteil auf, daß durch die be
sonders einfache und kompakte Gestaltung des polarisierten
Relais die Steuervorrichtung für den Kommutatormotor insge
samt wesentlich kostengünstiger hergestellt werden kann und
einen geringeren Platzbedarf hat.
Bevorzugte Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die
die Gestaltung des polarisierten Relais als solches betref
fen, ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche 8
bis 10.
Der notwendige Kontakt zwischen den auf der Leiterplatte
angeordneten Bürsten des Kommutatormotors und dem Kommuta
tor wird beispielsweise dadurch ermöglicht, daß die Leiter
platte eine Ausnehmung aufweist, in der der Kommutator
angeordnet ist und in die die Bürsten des Kommutatormotors
hineinragen. Die Bürsten können dabei mit Druckfedern gegen
den Kommutator gedrückt werden.
Eine besonders kompakte Anordnung der Steuerung für einen
Kommutatormotor auf einer Leiterplatte ist möglich, wenn
das polarisierte Relais unmittelbar neben den Bürsten des
Kommutatormotors angeordnet ist.
Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, daß die Gestaltung
des polarisierten Relais derart an den Verlauf der Wand der
Ausnehmung für den Kommutator angepaßt ist, daß die äußere
Kontur des Relais zumindest in einem Abschnitt entlang der
Wand der Ausnehmung verläuft. Durch den einfachen Aufbau
des erfindungsgemäßen Relais ist dies bei geeigneter Gestal
tung von dessen Bauteilen (insbesondere Grundkörper und
Spulenkern) selbst dann möglich, wenn die Wand der Ausneh
mung in dem besagten Abschnitt eine Krümmung aufweist.
Anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei
spielen soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke
näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein polarisiertes Relais
nach der Erfindung bei stromloser Erregerspule;
Fig. 2 das polarisierte Relais gemäß Fig. 1 mit einer
von einem Erregerstrom in einer ersten Richtung
durchflossenen Erregerspule;
Fig. 3 das polarisierte Relais gemäß Fig. 1 mit einer
Erregerspule, die von einem Erregerstrom in entge
gengesetzter Richtung zur Flußrichtung gemäß
Fig. 2 durchflossenen wird und
Fig. 4 eine auf einer Leiterplatte angeordnete Steuervor
richtung für einen Kommutatormotor mit einem in
der Nähe der Bürsten angeordneten polarisierten
Relais.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
polarisierten Relais. Auf einen Grundkörper 1 ist eine
Erregerspule 2 gewickelt, in der als Spulenkern ein Weich
eisenkern 3 ortsfest angeordnet ist. Die Erregerspule 2 und
der Spulenkern 3 bilden also einen Elektromagneten. An den
beiden Stirnseiten 31, 32 des Spulenkerns 3 ist jeweils ein
Permanentmagnet 4 und 5 in Führungen 12 bzw. 13 des Grund
körpers 1 entlang seiner magnetischen Achse (A) verschieb
bar gelagert. Die Permanentmagnete 4 und 5 sind jeweils
einer Stirnseite 31 bzw. 32 des Spulenkerns 3 mit gleichna
migen Polen (N) zugewandt. An den dem Spulenkern 3 abgewand
ten Enden (Südpole S) der Permanentmagnete 4, 5 ist jeweils
eine Halteplatte 6, 7 für die zweiteiligen Relaiskontakte
8, 9 befestigt. Die Relaiskontakte 8, 9 können über flexi
ble Kupferlitzen 10, 11 beispielsweise mit den Bürsten
eines Kommutatormotors leitend verbunden sein.
Gemäß Fig. 1 befinden sich die beiden Anschlüsse 20, 21 der
Erregerspule 2 auf gleichem Potential (-), so daß die
Erregerspule 2 stromlos ist. Der Spulenkern 3 wird dann
durch die Permanentmagnete 4, 5 magnetisch derart polari
siert, daß eine anziehende magnetische Wechselwirkung
zwischen dem Spulenkern 3 und den Permanentmagneten 4, 5
besteht. Daher liegen beide Permanentmagnete 4, 5 mit ihrem
dem Spulenkern 3 zugewandten Pol (N) an jeweils einer der
Stirnseiten 31, 32 des Spulenkerns 3 an. Die an den Halte
platten 6, 7 befestigten Relaiskontakte 8 und 9 sind dann
mit den stationären Lastkontakten 23 bzw. 24 in Kontakt, die
sich beide auf negativem Potential (-) befinden. Dadurch
sind auch die Relaiskontakte 8, 9 und die zugehörigen
flexiblen Kupferlitzen 10, 11 auf gleiche Potential geschal
tet und ein an die Kupferlitzen 10, 11 angeschlossener
Verbraucher würde nicht bestromt.
Fig. 2 und Fig. 3 zeigen ebenfalls das Ausführungsbeispiel
eines polarisierten Relais gemäß Fig. 1, wobei sich nun
allerdings die Anschlüsse 20, 21 der Erregerspule 2 auf
unterschiedlichen Potentialen befinden und die Erregerspu
le 2 von einem Gleichstrom durchflossen wird. Da der Aufbau
des polarisierten Relais bereits anhand von Fig. 1 detail
liert beschrieben wurde, sind in den Fig. 2 und 3 der
Übersichtlichkeit halber nur einige der Bauteile des polari
sierten Relais mit Bezugszeichen versehen.
Gemäß Fig. 2 befindet sich der Anschluß 20 der Erregerspu
le 2 auf negativem (-) und deren Anschluß 21 auf positivem
Potential (+). Die Erregerspule 2 wird dann von einem Strom
derart durchflossen, daß die Stirnseite 31 des Spulenkerns
als Nordpol (N) fungiert, während sich auf der anderen
Stirnseite 32 ein Südpol (S) bildet. Da beide Permanent
magnete 4, 5 dem Spulenkern 3 mit ihrem Nordpol (N) zuge
wandt sind, bedeutet dies, daß der Permanentmagnet 4 von
der Stirnseite 31 des Spulenkerns 3 abgestoßen wird. Dabei
verharrt der Permanantmagnet 5 in seiner Position und seine
Lage wird durch eine größere Anziehungskraft stabilisiert.
Dadurch kommt der Relaiskontakt 8 mit dem Lastkontakt 22 in
Kontakt und wird dementsprechend auf ein positives Potenti
al (+) geschaltet. Der Relaiskontakt 9 bleibt demgegenüber
auf seinem negativen Potential (-).
Aufgrund des durch die Bestromung der Erregerspule 2 ausge
lösten Schaltvorganges befinden sich die beiden flexiblen
Kupferlitzen 10 und 11 nun auf unterschiedlichen Potentia
len (+) bzw. (-), so daß ein an diese Litzen angeschlosse
ner Kommutatormotor veranlaßt würde, sich in eine bestimmte
Richtung zu drehen.
Gemäß Fig. 3 ist an die Anschlüsse 20, 21 der Erregerspu
le 2 die zu Fig. 2 entgegengesetzte Spannung angelegt. Die
Erregerspule 2 wird dann von einem Strom derart durchflos
sen, daß die Stirnseite 31 des Spulenkerns als Südpol (S)
fungiert, während sich auf der anderen Stirnseite 32 ein
Nordpol (N) bildet. Dies bedeutet, daß der Permanentmagnet
5 von der Stirnseite 32 des Spulenkerns 3 abgestoßen wird.
Dadurch kommt der Relaiskontakt 9 mit dem Lastkontakt 25 in
Kontakt und wird auf ein positives Potential (+) geschal
tet. Der Relaiskontakt 8 wird demgegenüber auf ein negati
ves Potential (-) geschaltet, da der Permanentmagnet 4 von
dem Spulenkern 3 magnetisch angezogen wird und daher mit
seinem Nordpol (N) an der Stirnseite 31 des Spulenkerns 3
anliegt.
Die Potentialdifferenz zwischen den flexiblen Kupferlitzen
10, 11 ist entgegengesetzt zu dem vorhergehenden Fall gemäß
Fig. 2 und ein an diese Litzen angeschlossener Kommutatormo
tor würde sich in die entgegengesetzte Richtung drehen.
In Fig. 4 wird die Steuervorrichtung eines Kommutatormotors
gezeigt, bei der ein polarisiertes Relais 100 zur Steuerung
des Motors verwendet wird und deren Bauteile platzsparend
auf einer Leiterplatte 50 angeordnet sind. Diese kompakte
Bauweise wird in erster Linie durch den besonders einfachen
Aufbau des polarisierten Relais ermöglicht.
Die Leiterplatte 50, die etwa doppelt so lang wie breit
ist, zerfällt in ihrer Längsrichtung im wesentlichen in
zwei Abschnitte, von denen einer die Steuerelektronik 50
aufweist und der andere mit den Bürsten 52, 53 des Kommuta
tormotors sowie dem polarisierten Relais 100, mit dessen
Hilfe die Bestromung der Bürsten 52, 53 gesteuert wird,
versehen ist.
Die Steuerelektronik 51 umfaßt beispielsweise einen Mikro
prozessor (µC) 61 und einen anwendungsspezifischen inte
grierten Schaltkreis (ASIC) 62. Die Bürsten 52, 53 des
Kommutatormotors sind an Bürstenhaltern 58, 59 befestigt
und ragen in eine Ausnehmung 57 der Leiterplatte 50 hinein,
durch die der Kommutator 56 eines Kommutatormotors geführt
ist. Mit Hilfe von Druckfedern 54, 55 werden die Bürsten
52, 53 federnd gegen den Kommutator 56 gedrückt.
Die klare konstruktive Trennung von Steuer- und Leistungs
teil verringert die Gefahr von Störungen, welche durch
elektromagnetische Felder verursacht werden können und
erhöht somit die elektromagnetische Verträglichkeit des
Systems.
Die Bürsten 52, 53 sind über flexible Kupferlitzen 10, 11
mit den an den Halteplatten 6, 7 befestigten Relaiskontak
ten 8, 9 verbunden. Das polarisierte Relais 100 ist
unmittelbar an die Ausnehmung 57 angrenzend neben dem
Kommutator 56 angeordnet und hat prinzipiell den gleichen
Aufbau und die gleiche Funktionsweise wie das vorstehend
anhand der Fig. 1 bis 3 beschriebene Relais. Das Relais
100 unterscheidet sich von dem anhand der Fig. 1 bis 3
beschriebenen lediglich dadurch, daß der Grundkörper 1, auf
dem die Erregerspule 2 gewickelt ist, und der Spulenkern 3
eine derart gebogene Form aufweisen, daß die an die Ausneh
mung 57 angrenzende äußere Kontur des Relais 100 zumindest
in einem Abschnitt entlang der gekrümmten Wand der Ausneh
mung 57 verläuft. Das Relais kann aufgrund seines einfachen
Aufbaus und durch geeignete Formgebung der wenigen Bautei
le, aus denen es besteht, problemlos auch an weitere räumli
che Erfordernisse, beispielsweise einen abgerundeten Endab
schnitt 65 der Leiterplatte 50 angepaßt werden.
Durch die Anpassung der Gestaltung des polarisierten Re
lais 100 an die Form der Ausnehmung 57 für den Kommuta
tor 56 oder gegebenenfalls andere räumliche Erfordernisse
läßt sich weiterer Platz einsparen. Zusammenfassend wird
die sehr kompakte Ausbildung der Steuervorrichtung für den
Kommutatormotor in erster Linie dadurch erreicht, daß das
polarisierte Relais, mit dessen Hilfe der Kommutatormotor
gesteuert wird, lediglich eine Erregerspule, einen Spulen
kern und zwei Permanentmagnete umfaßt, wenn man einmal von
den Relaiskontakten und ähnlichen sehr kleinen Bauteilen
absieht.
Die Steuervorrichtung ermöglicht daher gegenüber dem Stand
der Technik, wonach zwei Relais zur Steuerung eines Kommuta
tormotores auf einer Leiterplatte angeordnet sind, eine
wesentliche Platz- und Kostenersparnis.
Die Funktion des Relais 100 bei der Steuerung der
Bestromung der Bürsten 52, 53 und damit der Drehrichtung
des Motores braucht hier nicht noch einmal erläutert zu
werden, da sie bereits vorstehend anhand der Fig. 1
bis 3 detailliert dargestellt wurde. Im Zusammenhang mit
Fig. 4 sei lediglich erwähnt, daß zur Steuerung der Ein
gangsspannung an der Erregerspule 2, durch die die Schalt
vorgänge in dem polarisierten Relais 100 ausgelöst werden,
die Steuerelektronik 51 dient.
Die Erfindung ist in ihrem Anwendungsbereich nicht auf die
dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann
auch als Steuer-, Stell- und Antriebsvorrichtung für kleine
mechanische, elektromechanische, hydraulische, pneumatische
oder dgl. Stellvorrichtungen verwendet werden.
Claims (14)
1. Polarisiertes Relais mit einem Elektromagneten, der
aus einer Erregerspule und einem in der Erregerspu
le angeordneten Spulenkern besteht, insbesondere
zur Steuerung eines elektrischen Verbrauchers
und/oder eines beweglichen mechanischen, hydrauli
schen oder pneumatischen Bauteils,
dadurch gekennzeichnet,
daß an den beiden Stirnseiten (31, 32) des Spulen
kerns (3) jeweils ein entlang seiner magnetischen
Achse (A) verschiebbarer Permanentmagnet (4, 5)
angeordnet ist und daß die beiden Permanentmagne
te (4, 5) mit gleichnamigen Polen (N) jeweils einer
der Stirnseiten (31, 32) des Spulenkerns (3) zuge
wandt sind.
2. Polarisiertes Relais nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß bei stromloser Erregerspule (2)
die beiden Permanentmagnete (4, 5) an jeweils einer
Stirnseite (31, 32) des Spulenkerns (3) anliegen
und daß bei Bestromung der Spule (2) mit einem
Gleichstrom vorgegebener Stärke in Abhängigkeit von
dessen Richtung jeweils einer der Permanentmagnete
(4, 5) durch magnetische Abstoßung in einen vorgege
benen Abstand von dem Spulenkern (3) bringbar ist.
3. Polarisiertes Relais nach Anspruch 1 oder 2, da
durch gekennzeichnet, daß an den dem Spulenkern (3)
abgewandten Enden der Permanentmagnete (4, 5)
jeweils eine Halteplatte (6, 7) für Relaiskontakte
(8, 9) vorgesehen ist.
4. Polarisiertes Relais nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die an den Halteplatten (6, 7)
der Permanentmagnete (4, 5) befestigten Relaiskon
takte (8, 9) bei stromloser Erregerspule (2) auf
identische erste Potentiale (-) geschaltet sind und
daß bei Bestromung der Erregerspule (2) mit einem
Gleichstrom in Abhängigkeit von dessen Richtung
jeweils einer der Relaiskontakte (8, 9) durch
magnetische Abstoßung des zugehörigen Permanentma
gneten (4, 5) auf ein anderes, zweites Potenti
al (+) schaltbar ist.
5. Polarisiertes Relais nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erreger
spule (2) auf einen Grundkörper (1) gewickelt ist,
in dem der Spulenkern (3) ortsfest befestigt ist
und in dem an den beiden Stirnseiten (31, 32) des
Spulenkerns (3) jeweils ein Permanentmagnet (4, 5)
angeordnet ist, der in Führungen (12, 13) des
Grundkörpers (1) entlang seiner magnetischen Ach
se (A) verschiebbar ist.
6. Polarisiertes Relais nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Relais
kontakte (8, 9) mit den Bürsten eines Kommutatormo
tors durch flexible Kupferlitzen (10, 11) leitend
verbunden sind.
7. Steuervorrichtung für einen Kommutatormotor mit
einer Leiterplatte (50), auf der eine Steuerelektro
nik (51), die Bürsten (52, 53) eines Kommutatormo
tors und ein polarisiertes Relais (100) angeordnet
sind, das folgende Merkmale aufweist:
- (a) einen Elektromagneten, der aus einer Erregerspu le (2) und einem in der Erregerspule (2) ange ordneten Spulenkern (3) besteht;
- (b) zwei Permanentmagnete (4, 5), die an den beiden Stirnseiten (31, 32) des Spulenkerns (3) ent lang ihrer magnetischen Achse (A) verschiebbar angeordnet sind und die mit gleichnamigen Polen (N) jeweils einer der Stirnseiten (31, 32) des Spulenkerns (3) zugewandt sind und
- (c) zwei mit den Bürsten (52, 53) des Kommutatormo tors leitend verbundene Relaiskontakte (8, 9), die jeweils einem der Permanentmagnete (4, 5) zugeordnet sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Relaiskontakte (8, 9) bei stromloser
Erregerspule (2) auf ein erstes Potential (-) ge
schaltet sind und daß bei Bestromung der Erregerspu
le (2) mit einem Gleichstrom in Abhängigkeit von
dessen Richtung jeweils einer der Relaiskontakte
durch magnetische Abstoßung des zugehörigen Perma
nentmagneten (4, 5) auf ein anderes, zweites Poten
tial (+) schaltbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß an den dem Spulenkern (3) abgewandten
Enden der Permanentmagnete (4, 5) jeweils eine
Halteplatte (6, 7) für die Relaiskontakte (8, 9)
befestigt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspule (2)
auf einen Grundkörper (1) gewickelt ist, in dem der
Spulenkern (3) ortsfest befestigt ist und in dem
an den beiden Stirnseiten (31, 32) des
Spulenkerns (3) jeweils ein Permanentmagnet (4, 5)
angeordnet ist, der in Führungen (12, 13) des Grund
körpers (1) entlang seiner magnetischen Achse (A)
verschiebbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte (50)
eine Ausnehmung (57) aufweist, in der der Kommuta
tor (56) angeordnet ist und in die die Bürsten (52,
53) des Kommutatormotors hineinragen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das polarisierte Relais
(100) unmittelbar neben den Bürsten (52, 53) des
Kommutatormotors angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Gestaltung des polarisierten
Relais (100) derart an den Verlauf der Wand der Aus
nehmung (57) angepaßt ist, daß die äußere Kontur
des Relais (100) zumindest in einem Abschnitt
entlang der Wand der Ausnehmung (57) verläuft.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich
net, daß die äußere Kontur des polarisierten Relais
(100) zumindest einen gekrümmten Abschnitt auf
weist, der der Krümmung der Ausnehmung (57) ange
paßt ist.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4445069A DE4445069A1 (de) | 1994-12-06 | 1994-12-06 | Polarisiertes Relais |
US08/860,355 US5949315A (en) | 1994-12-06 | 1995-12-05 | Polarized relay |
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