DE6610173U

DE6610173U - Elektromagnetischer haftmagnet, insbesondere fuer ein haftrelais.

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Publication number: DE6610173U
Application number: DE19656610173
Authority: DE
Original assignee: SCHIELE VERWALTUNGSGMBH
Current assignee: SCHIELE VERWALTUNGSGMBH
Priority date: 1965-01-26
Filing date: 1965-01-26
Publication date: 1973-05-03
Also published as: FR1469247A; DE1514719A1; CH452056A

Description

Elektromagnetischer Haftmagnet, insbesondere für ein Haftrelais

Die Erfindung betrifft einen elektromagnetischen Haftmagneten, insbesondere für ein Haftrelais.

Es sind bereits polarisierte Relais bzw. elektromagnetische Haftrelais bekannt, bei denen der magnetische Fluß eines Dauermagneten sich im Ruhezustand, d.h. im nicht erregten Zustand, einerseits über einen Magnetanker schließt. Der über den Magnetanker sich schließende Magnetfluß reicht aus, um den Anker gegen die Kraft einer Feder zu halten] er reicht jedoch nicht aus, den abgefallenen Anker anzuziehen. Ist der Anker entweder durch eine entsprechende Erregung einer Wicklung oder durch mechanische Betätigung angezogen worden, so ist es mittels einer Gegenerregung in der ■ Aus löse wicklung möglich, den Fluß durch den Magnetanker aufzuheben bzw. auf den magnetischen Nebenschluß au verdrängen, so daß der Anker durch die Federkraft oder dergleichen abfällt.

Der magnetische Nebenschluß solcher Relais konnte entweder aus Eisen oder aber aus Eisen und einesi in Serie geschalteten

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Luftspalt bestehen. Das Vorhandensein eines Luftspaltes hat den Vorteil, daß sich eine in wesentlichen lineare Charakteristik g des NebenschluSweges ergibt» Üän. nur geringe Streuungen in der I Ansprechempfindlichkeit zu erhalten,, ist es bei solchen Relais |

'i mit Luftspalt erforderlieh_s diesen Luftspalt mit sehr niedrigen ^₁ Toleranzen herzustellen, was die fertigung außerordentlich erschwert. Außerdem muß die Fläche des? Luftspaltes zum Erhalten eines verhältnismäßig niedrigen magnetischen Widerstandes groß ausgebildet sein. Diese Forderung fuhrt su verhältnismäßig voiuminösen Relais.

Um den erforderlichen Luftspalt des Nebenschlusses herzustellen, ist es bereits bekannt, zwei Platten aus magnetischem Werkstoff, wie Nickeleisen, durch eine Zwischenlage, wie Glimmer, voneinander zu trennen. Nach diesem Zusammensetzen müssen diese Teile jjedoch der magnetischen Eigenschaften wegen ausgeglüht werden» und wegen g der verhältnismäßig großen Flächen bilden sich leicht Verwerfungen an diesen Platten, so daß der sich ergebende Luftspalt ziemlich ungenau definiert ist. Außerdem können spätere Korrosionsansätze oder sonstige Umgebungseinflüsse den Luftspalt verändern»

Alle diese aufgeführten Schwierigkeiten der bisher bekannten Konstruktionen besitzen neben den bereits erwähnten Nachteilen in der Herstellung den wesentlichen Nachteil, daß die Ansprechempfindlichkeit solcher Relais verhältnismäßig stark schwanken kann. Diese Schwankungen beziehen sich einerseits auf sehr starke Pertigungsstreuungen und andererseits auf Änderung der Daten infolge Alterung.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe Siigrunde, einen elektromagnetischen Haftmagneten, insbesondere für ein Haftrelais, vorzuschla- ' gen, der auf sehr einfache Weise ohne große Anforderungen an die Fertigungstoleranzen hergestellt werden kann. Außerdem ist es wünschenswert, die verhältnismäßig großen Abmessungen der bisher bekannten Anordnungen zu verkleinern.

Der Erfindungsgegenstand ist dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Kern des Haftmagneten aus magnetisch leitendem Material einen Teil kleineren -und einen Seil größeren Durchmessers hat, daß der Teil größeren Durchmessers als Nebenschluß dient und in einer zylindrischen Hülse aus magnetisch leitendem Material befestigt ist, während auf dem Teil kleineren Durchmessers einerseits an dem Ankerende die Auslösewicklung und andererseits der Dauermagnet sitzen, und daß der Magnetanker mit der Endfläche der zylindrischen Hülse und der Endfläche des Kernteiles kleineren Durchmessers zusammenarbeitet.

Der erfindungsgemäße elektromagnetische Haftmagnet besitzt vor allem den wesentlichen Vorteil, daß er ohne weitere Hilfselemente, wie z»B. Nieten, Schrauben oder dergleichen, auskommt. Die Auslösewicklung kann auf einem Spulenkörper fertig gewickelt werden und braucht lediglich auf den zylindrischen Teil aufgesteckt zu werden. Dieses war bei bekannten Konstruktionen unter Umständen nicht möglich, wenn die Auslösewicklung in ein geschlossenes Fenster des Eisenkerns eingebracht werden mußte. Außerdem besitzt die erfin«· dungsgemäße Konstruktion den Vorteil, daß aus nur wenigen Teilen eine Reihe von verschiedenen Haftmagnetkonstruktionen hergestellt

werden kann.

Eine vorteilhafte Ausbildung des Srflndungsgegenstandes ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zylindrischen Teil großen Durchmessers des Kerns und der zylindrischen Hülse eine Schicht aus magnetisch nicht leitendem Material vorgesehen ist. Diese Schicht bildet den Luftspalt für den magnetischen Nebenschluß. Vorzugsweise ist die Schicht aus magnetisch nicht leitendem Material a-nf den zylindrischen Teil großen Durchmessers des Kerns aufgebracht. Das Aufbringen erfolgt in vorteilhafter Weise auf galvanischem Wege, und zwar besteht die aufgebrachte Schicht vorzugsweise aus einem Metall, z.B. aus Kupfer.

Diese Ausbildung des Luftspaltes zwischen dem zylindrischen Teil großen Durchmessers und der umgebenden zylindrischen Hülse hat den Vorteil, daß eine sehr große Oberfläche des Luftspaltes bei kleinstem Volumen erreicht wird. Der Luftspalt ist dabei genau definiert und kann sich nicht verändern, weil eine Korrosion der

betreffenden Flächen des magnetisch leitfähigen Materials durch «w* den Überzug sicher verhindert wird. Ein Nachbehandeln der einzelnen Teile durch Nachglühen ist nicht erforderlich.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind den Unteransprüchen in Verbindung mit den Figuren und der Figurenbeschreibung von Ausführungsbeispielen zu entnehmen.

Der Erfindungsgegenstand wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Erfindungsgegenstand schematisch im Schnitt,

Fig. 2 die zylindrische Hülse der Anordnung der Figur 1 im Schnitt und um 9o° gegenüber der Figur 1 verdreht,

Fig. 3 eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes mit Dauermagnet und eingezeichnetem Magnetfluß,

Fig. 4 eine Anordnung wie in der ^igur 3, jedoch mit einem Elektromagneten anstelle des Dauermagneten,

Fig. 5 eine andere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes mit einem Dauermagneten,

Fig. 6 eine Anordnung wie in der Figur 5> jedoch mit einem Elektromagneten anstelle des Dauermagneten,

Fig. 7 eine andere Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes mit einem aäial magnetisierten Dauermagneten und

Fig. S eine Anordnung wie in der Figur 7, jedoch mit einem axial wirkenden Elektromagneten anstelle des Dauermagneten.

Der in der Figur 1 gezeigte Haftmagnet besteht aus einem zylindrischen Kern 2, der aus einem Teil kleineren Durchmessers und einem Teil größeren Durchmessers besteht. Der größere Teil des Kerns ist an seinem Umfang mit einer Sdaicht 3 aus magnetisch nicht leitendem Material überzogen. Diese Schicht kann z.B. aus Kupfer bestehen und auf galvanischem Wege aufgebracht sein. Auf diesen größeren Teil des Kerns 2, d.h. auf die Überzugsschicht 3, ist die zylindrische Hülse 6 aus magnetisch leitfähigem Material

aufgeschrumpft oder auf andere geeignete Weise, z.B. durch Kleben, ,;. befestigt. !

Diese Hülse ist in der Figur 2 im Schnitt gezeigt. Um durch hohe | Spannungen beim Aufschrumpfen die Permeabilität des magnetisch leitenden Materials nicht zu verschlechtern, sind an dieser Auf- ; Schrumpfungsstelle in dem Zylindermantel Schlitze bzw. andere geeignete Aussparungen 16 angebracht.

Auf den Teil kleineren Durchmessers des Kerns 2 ist ein radial magnetisierter Dauermagnet 4 aufgeschoben und durch Kleben oder dergleichen fixiert. Auf der dem Magnetanker 7 zugekehrten Seite des Kerns 2 ist schließlich die Auslösewicklung 5 angebracht.

Zwischen dem Anker 7 und der Auslösespule 5 ist eine Druckfeder 8 angedeutet, die den Anker von den Endpolen des Kerns 2 und der-Sülse 6 fort drückt. Die gesamte Baueinheit ist in einem Gehäuse untergebracht, das an dem unteren Ende 1 umgebördelt ist. Das Mggseisysiesi wird, auf diese Weise zwischen einem Absatz 17 in dem Gehäuse und. dieser Umftördelung gehalten. Das Gehäuse besteht vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff, und die Umbördelüng geschieht vorteilhafterweise unter Anwendung von Wärme. Durch eine Bohrung in Gehäuse 12 ist eine Betätigungsachse 9 des Ankers* naefc. außen geführt.. Außerdem wird der H_ub des Ankers 7 durch Ansätze 11 begrenzt.

3ie Figur 3 seigt nun die Funktion der in der Figur 1 abgebildeten Anordnung. Ia linken Seil der Figur 3 sind die magnetischen ij-aftliziien ibei angezogenem Anker ohne Erregung der Auslöse spule xmä. im jrecniben Seil im angezogenen ^^js^axid bei einer Gegenerregung

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in der Auslösespule 5 gezeigt. Es ist zu sehen, daß der Magnetfluß der unter Gegenerregung stehenden Auslösespule 5 den Magnetfluß des Dauermagneten 4 im Bereich des Ankers"7 aufhebt. Der Anker 7 fällt also unter Einwirkung der Kraft der Feder 8 (Figur l)

ab* j

Die Figur 4 zeigt ein© der Figur 3 ähnliche Anordnung, bei der der radial magnetisierte Dauermagnet 4 durch einen Elektromagneten, der aus den Kernen 15 und den Spulen 14 besteht, ersetzt ist. Durch diesen Elektromagneten 14, 15 ist es möglich, eine weitere Steuergröße in die Anordnung einzubringen.

Die 3?igur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem radial magnet!siertea Dauermagneten 4a, der im unteren Teil der Anordnung in der Hülse 6 befestigt ist. Der Teil größeren Durchmessers des Kerns 2a befindet sich etwa in der Mitte des Kerns «nd dient la gleicher ¥eise wie h&i der Figur 3 als magnetischer Neben3chluS -. Di« Mgur 6 zeigt 4ie entsprechende iTbsnng axt einem Elektromagneten 14a, 15a anstelle eines i/auermagneten.

Bei der Lösung der Figur 7 ist im unteren Teil der Anordnung ein in Achsrichtung magnetisierter Dauermagnet 4b gezeigt, dessen magnetischer ^weg ausserdem durch das scheibenförmige Teil 5» das auch den Boden des Teiles 6 sein kann., aus magnetisch leitendem Material geschlossen wird.

Der den magnetischen Hebenschluß bildende Seil 2b befindet sieb, ebenfalls etwa in der Mitte der Anordnung, kann aber auch zwecks

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besserer Raumausnutzung glockenförmig über den Magneten - mit gewissem radialen Abstand - gezogen sein. Dadurch kann dieses System wesentlich kürzer gebaut werden, ohne an wirksamer Fläche für den Nebenschluß zu verlieren. Die Figur 8 zeigt die der Figur entsprechende Lösung mit einem Elektromagneten 14b-15b.

Anstelle der in den Figuren gezeigten einzigen Auslösewicklung 5 : können selbstverständlich mehrere, mit je einer Wicklung versehene Spulen axial hintereinander angeordnet sein. Außerdem ist es möglich, eine einzige Spule mit mehreren Wicklungen vorzusehen.

jDer Auslösepunkt des erfindungsgemäßen Magneten kann entweder durch' Verschieben des Dauermagneten oder durch Verkürzen bzw. Abdrehen des zylindrischen Teil größeren Durchmessers des Kerns 2 erfolgen. Bei den Ausführungen nach Fig. 5-6 kann auch zur Veränderung des Ansprechpunktes eine verschiebbare Scheibe unter der Stirnseite des Teiles 6 und 2 dienen. Ist anstelle des Dauermagneten ein Elektromagnet vorhanden, so kann der Auslösepunkt auf einfache Weise ,χτβϊΌπ Verändern der Erregung dieses Elektromagneten eingestellt ;irerden.

3>as gesamte Magnetsystem ist nach außen in magnetischer Hinsicht vollkommen geschlossen, so daß eine Beeinflussung benachbarter Seile nicht erfolgen kann.

erfindungsgemäße elektromagnetische Hartmagnet kann Vorzugs— weise für Haftrelais verwendet werden, insbesondere als Auslöser

in FehlstromscJautzschaltungen, bei denen, es besonders wegen der nur geringen zur Verfugung stehenden Auslöseleisirungen auf

äußerste Empfindlichkeit bei gleichzeitig robustem Aufbau ankommt .

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Claims

RA.042 058*26.1.65 "^l0

Ansprüche

1, Elektromagnetischer Haftsiagnet, insbesondere für ein Haftrelais, mit einem Davermagneten, dessen magnetischer ITuß sich im Ruhestand einerseits über einen magnetischen Nebenschluß und andererseits über einen Magnetanker schließt, und bei dem mittels einer Auslösewicklung durch Gegenerregung der 5Tuß durch den Magnetanker aufgehoben bzw. auf den magnetischen Nebenschluß verdrängt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Kern (2) aus magnetisch leitendem Material einen Teil kleineren und einen ieil größeren Durchmessers hat, daß der Teil größeren Durchmessers als Nebenschluß dient und in einer zylindrischen Hülse (6) aus magnetisch leitendem Material befestigt ist, während auf dem Teil kleineren Druckmessers einerseits an dem Ankerende die Auslösewicklung (5) und andererseits der Dauermagnet (4) sitzen, wobei der Magnetanker (7) im Bereich der Endfläche der zylindrischen Hülse (6) und der Endfläche des Kernteiles (2) kleineren Durchmessers liegt.

2. Elektromagnetischer Haftmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zylindrischen Teil großen Durchmessers des Kerns (2) und der zylindrischen Hülse (6) eine Schicht (3) aus magnetisch nicht leitendem Material vorgesehen ist.

3. Elektromagnetischer Haftmagnet nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Schicht (3) aus magnetisch nicht leitendem Material auf den zylindrischen Teil großen Durchmessers des Kerns (2) aufgebracht ist.

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4. Elektromagnetischer Haftmagnet nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet , daß die magnetisch nicht leitende Schicht (z.B. Kupfer) auf galvanischem Wege aufgebracht ist.

5. Elektromagnetischer Haftmagnet nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Hülse (6) auf den mit einem nicht leitenden Materials" überzogenen Teil des Kerns (2) aufgeschrumpft, geklebt oder auf eine sonstige geeignete Weise befestigt ist.

6. Elektromagnetischer Haftmagnet nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die auf dem überzogenen !Teil des Kerns (2) aufgeschrumpfte zylindrische Hülse(6) an dieser Stelle Schlitze (16) oder sonstige Aussp arungen hat.

7. Elektromagnetischer Haftmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der den magnetischen Nebenschluß bildende Teil des Kernes (2) an dem dem Magnetanker (7) gegenüberliegenden Ende der Hülse (6) und der Dauermagnet (4) zwischen dem bildenden !Teil und der Aus löse wicklung (5) angeordnet ist (Figur 3).

8. Elektromagnetischer Haftmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Dauermagnet (4a) an dem dem Magnetanker (7) gegenüberliegenden Ende der Hülse (6) und der den magnetischen Nebenschluß bildende Teil zwischen dem Dauermagneten (4a) und dem Anker (7) bzw. der Spule (5) angeordnet ist (Figur 5).

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9. Elektromagnetischer Haftmagnet nach Anspruch Ι» dadurch gekennzeichnet, daß der den Nebenschluß bildende Teil (2b) des Kernes (2) den Dauermagneten (4b) mit radialem Spiel glockenförmig übergreift.

.o. iElektromagnetischer Haftmagnet nach Anspruch 7 oder S* d a Huren gekennzeichnet j si=ä# Α^ψ Bs^#rs€^as* radial magnetisiert ist (Figuren 3 und 5)·

.1. Elektromagnetischer Haftmagnet nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet axial magnetisiert ist (Figur 7).

.2. Elektromagnetischer Haftmagnet nach einem ©der mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich net, daß der Dauermagnet als gleichstromerregter Elektromagnet (14, 15) ausgebildet ist (Figuren 4, 6 und 8).

l5= 21ek"trQmagnei;i-sc-her Haftmagnet- nach Anspruch 12 _f ä a i u r e S gekennzeichnet , daß der als Elektromagnet ausgebildete Dauermagnet als zweiter Steuereingang ausgenutzt wird.

w4— Slekinrosiagiie-fcisch.er Haftmagnet naoh Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß der als Elektromagnet ausgebildete Dauermagnet zur Auslösung des Haftmagneten ausgenutzt wird.

L5· SlekirroiHagnebiselier Haftmagnet nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - Ij, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere JlTzslüse-glcVltmgen gorgeseiien sind.

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16. Elektromagnetischer Haftmagnet nach Anspruch 15» dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Auslösewicklungen auf einem Spulenkern vorgesehen sind*

17. Elektromagnetischer Haftmagnet nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere mit $e einer Wicklung versehene Spulen axial hintereinander angeordnet sind.

18. Elektromagnetischer Haftmagnet nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (4) zum Einstellen des Auslösepunktes verschiebbar ist.

19. Elektromagnetischer Haftmagnet nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß dea? magnetische Nebenschluß zum Einstellen, des Auslösepunk-■ites durch Yar !kürzen, bzw. Abdrehen einstellbar ist.

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Ansprüche 13 — 17» dadurch. g e k β η a ζ; e i c h n e t; daß zum Einstellen, des Auslösepunktes die Erregung des als - jElektrosagnet ausgebildeten. Daüersagneten veränderbar ist«

Elektromagnetischer Haftmagnet nach eines oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennze iehnet durch ein um das Magnetsystem angeordnetes Gehäuse aus thermoplastischem Kunststoff, das am Ende unter Wärmeeinwirkung umgebordelt ist.

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22. Elektromagnetischer Haftmagnet nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einen Anschlag (11) zum Begrenzen des Ankerhubes hat.

^J 23. Elektromagnetischer Haftmagnet nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet» daß das Gehäuse Rippen zum Führen des Ankers hat.

24. Elektromagnetischer Haftmagnet nach einem oder mehreren der /- ν vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Magnetsystem nach außen auch magnetisch völlig geschlossen ist.

25l. Elektromagnetischer Haftmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen dem Anker (7) und der Auslösespule (5) eine Druckfeder (8) vorgesehen ist_s

26. Elektromagnetischer Haftmagnet nach einem oder mehreren der VGj?h.®~ge]ieB.u.sn Ansprüche, gekennzeichnet durch seine Verwendung als Auslöser in Fehls tr oiäschutzrs schaltungen oder anderen Schutzschaltungen.

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