DE69313721T2

DE69313721T2 - Polarisiertes elektromagnetisches Relais

Info

Publication number: DE69313721T2
Application number: DE69313721T
Authority: DE
Inventors: Shigemitsu Aoki; Yoshinori Sakurai; Noboru Tomono
Original assignee: Takamisawa Electric Co Ltd
Current assignee: Takamisawa Electric Co Ltd
Priority date: 1992-05-19
Filing date: 1993-01-08
Publication date: 1998-04-09
Anticipated expiration: 2013-01-09
Also published as: KR970004308B1; EP0571064B1; DE69313721D1; US5264812A; TW230818B; EP0571064A1; HK1001600A1; KR930024041A

Description

Hintergrund der Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Relais und insbesondere auf ein polarisiertes elektromagnetisches Relais, das zwei Gruppen von elektromagnetischen Relaisabschnitten aufweist, und bezieht sich ferner auf die Verwendung eines solchen Relais.

2. Beschreibung des Standes der Technik

In den letzten Jahren wurden in Übereinstimmung mit den Fortschritten bei Luxuskraftfahrzeugen unterschiedliche Arten von elektrischen Geräten für diese Kraftfahrzeuge entwikkelt.
Ein grundlegender Mechanismus von elektrischen Geräten für Kraftfahrzeuge besteht in der Bereitstellung einer Einrichtung zur Steuerung der Richtung der Drehung eines Motors, oder zur Steuerung der Richtung der Bewegung eines Solenoids (Magnetspule), wobei ein elektromagnetisches Relais zur Steuerung von diesen Richtungen eingesetzt wird. Ms Beispiel wird in einem Kraftfahrzeug ein Motor zur Steuerung des Betriebs eines automatischen Fensters (Leistungsfensters bzw. motorisch betriebenen Fensters), eines zurückziehbaren Frontscheinwerfers, eines Sonnendachs, eines motorbetätigten Sitzes, eines elektrisch gefalteten oder faltbaren Spiegels usw., eingesetzt, und es wird ein Solenoid zur Steuerung des Betriebs eines automatischen Türschlosses und von verschiedenen Betätigungselementen benutzt.
Es ist anzumerken, daß in den letzten Jahren hinsichtlich eines elektromagnetischen Relais die Forderungen bestehen, daß dieses hinsichtlich seiner Größe und seiner Kosten verringert wird, und es ist folglich ein elektromagnetisches Relais entwickelt worden, das zwei Gruppen von elektromagnetischen Relaisabschnitten, das heißt zwei Spulenelemente, zwei bewegliche Kerne, zwei bewegliche Kontaktfedern usw., enthält. Weiterhin wurde von dem gleichen Anmelder, dem auch das vorliegende Patent zugeordnet ist, in der JP-A 4-272630, die am 29. September 1992 veröffentlicht worden ist, ein polarisiertes elektromagnetisches Relais vorgeschlagen, das zwei Gruppen von elektromagnetischen Relaisabschnitten und eine Permanentmagnet enthält.

Kurzfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines polarisierten elektromagnetischen Relais, das zwei Gruppen von elektromagnetischen Relaisabschnitten aufweist und kleine Größe aufweist, die kostengünstig bereitstellbar ist. Ferner besteht eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein polarisiertes elektromagnetisches Relais zu schaffen, das zwei Gruppen von elektromagnetischen Relaisabschnitten aufweist und das einen stabilen Betrieb unabhängig von den Zuständen der Magnetisierung oder der fehlenden Magnetisierung einer oder beider Spulen der beiden elektromagnetischen Relaisabschnitte zeigt. Darüber hinaus ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein polarisiertes elektromagnetisches Relais zu schaffen, das zwei Gruppen von elektromagnetischen Relaisabschnitten aufweist und das einen stabilen Betrieb und eine verbesserte Festigkeit bzw. Langzeitbeständigkeit durch Verbesserung des kartenförmigen Aufbaus der beiden elektromagnetischen Relaisabschnitte besitzt.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird ein polarisiertes elektromagnetisches Relais geschaffen, das die Kombination der im Patentanspruch 1 defmierten Merkmale aufweist.
Das zweite Joch kann sich mit dem Permanentmagneten mittels eines Polstücks in Kontakt befinden. Das zweite Joch und das Polstück können gleichförmig oder als ein Stück ausgebildet werden. Der oberseitige Abschnitt des zweiten Jochs kann mit einer E-förmigen Gestalt zur Bildung des Polstücks ausgebildet werden oder es kann der oberseitige Abschnitt des zweiten Jochs mit einer T-förmigen Gestalt zur Bildung des Polstücks ausgebildet werden.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird weiterhin ein polarisiertes elektromagnetisches Relais geschaffen, das die Kombination der in dem Patentanspruch 6 defmierten Merkmale aufweist.
Die Karte bzw. Platte kann an einem Ende der Karte ein Loch aufweisen, das Spulenelement kann einen vorspringenden Abschnitt an einem Flansch des Spulenelements enthalten, und es kann der vorspringende Abschnitt des Spulenelements in das Loch der Karte eingeführt sein. Weiterhin kann die Karte einen vorspringenden Abschnitt an einem Ende der Karte enthalten, das Spulenelement kann ein Loch an einem Flansch des Spulenelements aufweisen, und es kann der vorspringende Abschnitt der Karte in das Loch des Spulenelements eingeführt sein.
Ein Ende der Karte kann an einem Lagerpunkt mittels des Stützelements abgestützt sein, und es kann der bewegliche Kern an einem festgelegten Punkt mittels der Karte bzw. Platte befestigt sein. Die Karte bzw. Platte kann um den Lagerpunkt herum abgerundet sein.
Die Karte kann eine Rille in Form eines U ungefähr in der Mitte der Karte aufweisen, und es kann die bewegliche Kontaktfeder in die Rille der Karte bzw. Platte eingepaßt sein. Das polarisierte elektromagnetische Relais kann zur Steuerung der Richtung der Drehung eines Motors oder zur Steuerung der Richtung der Bewegung eines Solenoids eingesetzt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorliegende Erfindung läßt sich anhand der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele gemäß den nachstehenden Erläuterungen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch besser verstehen:
Fig. 1 zeigt eine auseinandergezogene, perspektivische Darstellung, in der ein Beispiel eines polarisierten elektromagnetischen Relais gemäß dem zugehörigen Stand der Technik dargestellt ist,
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung, in der das in Fig. 1 gezeigte, polarisierte elektromagnetische Relais teilweise im Schnitt dargestellt ist,
Fig. 3A und 3B sind Darstellungen zur Erläuterung von Betriebszuständen des polarisierten elektromagnetischen Relais,
Fig. 4A, 4B und 4D sind Darstellungen zur Erläuterung von Betriebszuständen von Spulenelementen und von beweglichen Kernen des in Fig. 1 dargestellten polarisierten elektromagnetischen Relais,
Fig. 5 zeigt eine Darstellung, in der ein äquivalenter magnetischer Kreis des in Fig. 1 dargestellten polarisierten elektromagnetischen Relais gezeigt ist,
Fig. 6A, 6B und 6C sind Darstellungen zur Erläuterung von Betriebszuständen eines Motors unter Verwendung eines elektromagnetischen Relais,
Fig. 7 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung von Momenten, die auf eine bewegliche Kontaktfeder des in Fig. 1 dargestellten, elektromagnetischen polarisierten Relais ausgeübt werden,
Fig. 8 zeigt eine zusammengebaute, perspektivische Darstellung, in der ein erstes Ausführungsbeispiel eines in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden, polarisierten elektromagnetischen Relais dargestellt ist,
Fig. 9 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung, in der das polarisierte elektromagnetische Relais gezeigt ist, das in Fig. 8 dargestellt ist,
Fig. 10 zeigt eine auseinandergezogene, perspektivische Darstellung, in der modifizierte Karten bzw. Platten und Spulenelemente des in Fig. 8 gezeigten polarisierten elektromagnetischen Relais dargestellt sind,
Fig. 11A und 11B sind Darstellungen zur Erläuterung von Betriebszuständen des in Fig. 8 gezeigten polarisierten elektromagnetischen Relais,
Fig. 12A, 12B, 12C und 12D zeigen Darstellungen zur Veranschaulichung von Betriebszuständen von Spulenelementen und von beweglichen Kernen des in Fig. 8 gezeigten polarisierten elektromagnetischen Relais,
Fig. 13 zeigt eine Darstellung, in der ein Äquivalenter magnetischer Kreis bzw. ein magnetisches Äquivalenzschaltbild des in Fig. 8 gezeigten polarisierten elektromagnetischen Relais dargestellt ist,
Fig. 14 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung von Momenten, die auf eine bewegliche Kontaktfeder des in Fig. 8 dargestellten polarisierten elektromagnetischen Relais ausgeübt werden,
Fig. 15 zeigt eine perspektivische Darstellung, in der die hauptsächlichen Abschnitte eines zweiten Ausführungsbeispiels eines in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden polarisierten elektromagnetischen Relais dargestellt sind,
Fig. 16 zeigt eine perspektivische Ansicht, in der ein drittes Ausführungsbeispiels eines in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden polarisierten elektromagnetischen Relais dargestellt ist, und
Fig. 17 zeigt eine perspektivische Ansicht, in der ein viertes Ausführungsbeispiels eines in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden polarisierten elektromagnetischen Relais gezeigt ist.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Zum besseren Verständnis der bevorzugten Ausführungsbeispiele werden die Probleme des Standes der Technik unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 7 näher erläutert.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel eines polarisierten elektromagnetischen Relais gemäß dem zugehörigen Stand der Technik. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 101 einen Basisblock, während die Bezugszeichen 102 und 102' bewegliche Kontaktfedern bezeichnen. Mit dem Bezugszeichen 103, 103' sind als Unterbrecher bzw. Öffner dienende stationäre Kontaktfedern bezeichnet; mit den Bezugszeichen 104 und 104' sind als Schließer dienende stationäre Kontaktfedern bezeichnet, während das Bezugszeichen 105 ein Joch bezeichnet. Weiterhin bezeichnen die Bezugszeichen 106 und 106' in Fig. 1 Spulenelemente, wohinge gen die Bezugszeichen 107, 107' Spulen bezeichnen, die Bezugszeichen 108, 108' Karten bezeichnen, 109 und 109' bewegliche Kerne bezeichnen, 110 einen Permanentmagnet bezeichnet, und 111 ein Polstück bezeichnet.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, weist das elektromagnetische Relais gemäß dem Stand der Technik zwei Gruppen von elektromagnetischen Relaisabschnitten auf. Hierbei weist ein elektromagnetischer Relaisabschnitt eine bewegliche Kontaktfeder 102, eine stationäre, als Unterbrecher bzw. Öffner dienende Kontaktfeder 103, eine stationäre, als Schließer dienende Kontaktfeder 104, ein Spulenelement 106, eine Spule 107, eine Karte 108, und eine beweglichen Kern 109 auf; während der andere elektromagnetische Relaisabschnitt eine bewegliche Kontaktfeder 102', eine als Unterbrecher bzw. dienenden stationäre Kontaktfeder 103', eine als Schließer dienende Kontaktfeder 104', ein Spulenelement 106', eine Spule 107', eine Karte 108' und einen beweglichen Kern 109' enthält.
Es ist anzumerken, daß ein Basisblock 101, ein Joch 105, ein Permanentmagnet 110 und die Polstücke gemeinsam für die beiden elektromagnetischen Relaisabschnitte vorgesehen sind und daß ein Teil eines magnetischen Kreises gemeinsam für die elektromagnetischen Relaisabschnitte benutzt wird, so daß folglich die Größe des polarisierten elektromagnetischen Relais klein sein kann und die Gesamtkosten des polarisierten elektromagnetischen Relais verringert werden können. Insbesondere sind die Kosten für den Permanentmagnet 110 recht erheblich, und es ist daher wirkungsvoll, die Kosten des polarisierten elektromagnetischen Relais dadurch zu verringern, daß ein Permanentmagnet 110 gemeinsam für die beiden elektromagnetischen Relaisabschnitte vorgesehen wird.
Fig. 2 zeigt das in Fig. 1 dargestellte polarisierte elektromagnetische Relais. In Fig. 2 bezeichnen die Bezugszeichen P01 und P02 festgelegte Punkte zwischen der Karte (bzw. Platte) 108 und dem beweglichen Kern 109.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist die Karte 108 mit dem beweglichen Kern 109 an den festgelegten Punkten (Stützpositionen) P01 und P02 an einem Ende 108a der Karte in Kontakt gebracht. Die bewegliche Kontaktfeder 102 ist mit der Karte 108 an einem Rillenabschnitt 108b Kontaktpunkt oder Kraftausübungspunkt P0) der Karte 102 in Berürung gebracht (hierbei wird auf die Fig. 1, 4A und 4B bezug genommen).
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des polarisierten elektromagnetischen Relais gemäß dem zugehörigen Stand der Technik erläutert.
In den Fig. 3A und 3B sind Betriebszustände des in Fig. 1 dargestellten polarisierten elektromagnetischen Relais gezeigt. Weiterhin sind in den Fig. 4A, 4B, 4C und 4D ebenfalls Betriebszustände von Spulenelementen und von beweglichen Kernen des in Fig. 1 gezeigten polarisierten elektromagnetischen Relais dargestellt. In den Fig. 3A und 4A ist der Zustand gezeigt, wenn die beiden Spulen 107 und 107' nicht magnetisiert sind, wohingegen in den Fig. 3B und 4B der Zustand gezeigt ist, wenn eine Spule 107' magnetisiert ist, während die andere Spule 107 nicht erregt ist. In Fig. 4C ist der Zustand gezeigt, daß eine Spule 107 magnetisiert ist, während die andere Spule 107' nicht magnetisiert ist. In Fig. 4D ist der Zustand gezeigt, daß die beiden Spulen 107 und 107' magnetisiert sind.
In den Fig. 4A bis 4D bezeichnen die Bezugszeichen Rb11 und Rb12 magnetische Reluktanzen zwischen einem Ende der beweglichen Kerne 109' und 109 und dem Joch 105; die Bezugszeichen Rd11 und Rc12 bezeichnen magnetische Reluktanzen zwischen den einem Ende der beweglichen Kerne 109' und 109 und dem Polstück 111; und die Bezugszeichen Ra11 und Ra12 bezeichnen magnetische Reluktanzen zwischen den anderen Enden der beweglichen Kerne 109' und 109 und dem Kern 105.
Wenn, wie in den Fig. 3A und 4A gezeigt ist, die beiden Spulen 107 und 107' nicht magnetisiert sind, sind die beweglichen Kerne 109 und 109' zunächst an das Polstück 111 angezogen, wobei die beweglichen Kontakte 102a und 102a' der beweglichen Kontaktfedem 102 und 102' durch die Karten bzw. Platten 108 und 108' in Kontakt mit den als Öffner dienenden stationären Kontakten 103a und 103a' gebracht sind. Hierdurch wird jeder elektromagnetische Relaisabschnitt in einem Unterbrechungszustand gehalten. In diesem Zustand wird ein magnetischer Kreis, der durch den Permanentmagnet 110 hervorgerufen wird und durch eine durchgezogene Linie dargestellt wird, geschaffen, und es fließt ein durch den Permanentmagneten hervorgerufener magnetischer Fluß durch die beweglichen Kerne 109 und 109'.
Wenn, wie in den Fig. 3B und 4B gezeigt ist, die Spule 107' magnetisiert ist und die Spule 107 nicht erregt ist, wird ein durch den Permanentmagnet 110 hervorgerufener magnetischer Fluß zwischen dem beweglichen Kern 109' und dem Polstück 111 durch den Magnetfluß, der durch die Spule 107' fließt, negiert bzw. kompensiert, so daß der obere Abschnitt (ein Ende) des beweglichen Kerns 109' auf die gleiche Polarität wie die Polarität des Polstücks 111 wechselt und abgestoßen wird, so daß der bewegliche Kern 109' an das Joch 105 angezogen wird. Ein Ende des beweglichen Kerns 109' wird durch die Magnetisierung der Spule 107' gedreht, wobei er an seinem anderen, als ein Stück- bzw. Lagerpunkt dienenden Ende verschwenkt wird, und es wird der bewegliche Kern 109' an das Joch 105 angezogen. Weiterhin arbeitet der bewegliche Kern 109' mit der Karte 108' zusammen, es wird der bewegliche Kontakt 102a' durch die bewegliche Kontaktfeder 102' in Berührung mit dem als Schließer dienenden stationären Kontakt 104a' gebracht, und es wird hierdurch ein elektromagnetischer Relaisabschnitt, der die bewegliche Kontaktfeder 102' enthält, so umgeschaltet, daß er den Schließzustand annimmt, wohingegen der andere elektromagnetische Relaisabschnitt, der die bewegliche Kontaktfeder 102 enthält, in einem Unterbrechungszustand gehalten wird. Wenn die Spule 107' dann so geändert wird, daß sie nicht magnetisiert ist, kehrt der in den Fig. 3B und 4B gezeigte Zustand zu dem in den Fig. 3A und 4A gezeigten Zustand zurück.
Wie in Fig. 4B gezeigt ist, fließen nach dem Anziehen des beweglichen Kerns 109' an das Joch 105 der durch den Permanentmagnet 110 verursachte magnetische Fluß (dieser ist in Fig. 4B mit einer durchgezogenen Linie dargestellt) und der durch die magnetisierte Spule 107' hervorgerufene magnetische Fluß (dieser ist in Fig. 4B durch eine punktierte Linle dargestellt) in dem beweglichen Kern 109' in den entgegengesetzten Richtungen, so daß der Magnetfluß der magnetisierten Spule 107' folglich groß sein muß. Dies bedeutet, daß die elektrische Leistung, die in die magnetisierte Spule 107' fließt, groß wird, oder daß eine Fläche, die durch die Spule 107' gelegt wird, groß ist.
Wie in Fig. 4C gezeigt ist, wird dann, wenn die Spule 107 magnetisiert ist und die Spule 107' nicht magnetisiert ist, ein durch den Permanentmagnet 110 hervorgerufener magnetischer Fluß zwischen dem beweglichen Kern 109 und dem Polstück 111 durch den magnetischen Fluß, der durch die Spule 107 fließt, negiert bzw. abgewiesen, und es wird der bewegliche Kern 109 an das Joch 105 angezogen, so daß ein elektromagnetischer Relaisabschnitt, der die bewegliche Kontaktfeder 102 enthält, so umgeschaltet wird, daß er in den geschlossenen Zustand gelangt, und es wird der elektromagnetische Relaisabschnitt, der die bewegliche Kontaktfeder 102 enthält, in einem unterbrochenen Zustand gehalten. Wenn die Spule 107 so geändert wird, daß sie nicht magnetisiert ist, wird der in der Fig. 4C gezeigte Zustand auf den Zustand zurückgeführt, der in den Fig. 3A und 4A dargestellt ist.
Es ist anzumerken, daß dieser in der Fig. 4C gezeigte Zustand ein Zustand ist, der entgegengesetzt ist zu dem in den Fig. 3B und 4B gezeigten Zustand. Wie in Fig. 4C dargestellt ist, fließen der durch den Permanentmagnet 110 hervorgerufene magnetische Fluß (der in Fig. 4C mit einer durchgezogenen Linie dargestellt ist) und der durch die magnetisierte Spule 107 hervorgerufene magnetische Fluß (dieser ist in Fig. 4C mit einer punktierten Linie dargestellt) nach dem Anziehen des beweglichen Kerns 109 an das Joch 105 in entgegengesetzten Richtungen in dem beweglichen Kern 109, und es muß somit der magnetische Fluß der magnetisierten Spule 107 groß sein. Dies bedeutet, daß die elektrische Leistung, die in die magnetisierte Spule 107 fließt, groß ist, oder daß eine durch die Spule 107 belegte Fläche groß ist.
Wie in Fig. 4D weiterhin gezeigt ist, wird dann, wenn die beiden Spulen 107 und 107' magnetisiert sind, ein durch den Permanentmagnet 110 hervorgerufener magnetischer Fluß zwischen dem beweglichen Kern 109' und dem Polstück 111 durch den magnetischen Fluß, der durch die Spule 107' fließt, negiert, und es wird weiterhin ein durch den Permanentmagnet 110 hervorgerufener magnetischer Fluß zwischen dem beweglichen Kern 109 und dem Polstück 111, der durch den Permanentmagnet 110 hervorgerufen wird, durch den magnetischen Fluß negiert, der durch die Spule 107 fließt. Der bewegliche Kern 109' wird daher an das Joch 105 angezogen, und es wird weiterhin der bewegliche Kern 109 an das Joch 105 angezogen, so daß die beiden elektromagnetischen Relaisabschnitte in den Schließzustand umgeschaltet sind. Wenn die Spulen 107 und 107' so geändert bzw. umgeschaltet werden, daß sie nicht magnetisiert sind, wird der in Fig. 4D gezeigte Zustand auf den Zustand zurückgefüht, der in den Fig. 3A und 4A gezeigt ist.
In Fig. 5 ist ein magnetischer Äquivalenzkreis für das polarisierte elektromagnetische Relais gezeigt, das in Fig. 1 dargestellt ist.
Wie in den Fig. 4A bis 4D und in Fig. 5 gezeigt ist, wird der magnetische Fluß des Permanentmagnet 110, der durch den beweglichen Kern 109 in einem elektromagnetischen Relaisabschnitt fließt, in Abhängigkeit von der Anderung von Zuständen des anderen elektromagnetischen Relaisabschnitts geändert. Als Beispiel unterscheidet sich nämlich der magnetische Fluß, der durch den beweglichen Kern 109 in dem in Fig. 4B gezeigten Zustand fließt, bei dem lediglich die Spule 107' erregt ist, von dem magnetischen Fluß bei den Zuständen, die in den Fig. 4A und 4D gezeigt sind, da der magnetische Fluß des Permanentmagneten 110, der zuvor durch einen beweglichen Kern 109' floß, nun durch den anderen beweglichen Kern 109 fließen muß. In gleichartiger Weise unterscheidet sich der magnetische Fluß, der durch den beweglichen Kern 109' in dem in Fig. 4C gezeigten Zustand fließt, bei dem lediglich die Spule 107 magnetisiert ist, von dem magnetischen Fluß bei dem in den Fig. 4A und 4D gezeigten Zustand, da der magnetische Fluß des Permanentmagneten 110, der zuvor durch den beweglichen Kern 109 geflossen ist, nun durch den beweglichen Kern 109' fließen muß.
Bei dem vorstehend erläuterten, polarisierten elektromagnetischen Relais gemäß dem Stand der Technik wird somit ein magnetischer Fluß des Permanentmagnet 110, der zu dem Spulenelement 106 (ein elelttromagnetischer Abschnitt) fließt, in Abhängigkeit von der Änderung der magnetischen Reluktanz des magnetischen Kreises des Spulenelements 106' (ein weiterer elektromagnetischer Abschnitt) geändert. Ein magnetischer Fluß des Permanentmagnet 110, der zu jedem der elektromagnetischen Abschnitte fließt, ist nämlich bei den beiden Zuständen, bei dem eine Spule 107 magnetisiert und die andere Spule 107' nicht magnetisiert ist, und bei dem die beiden Spulen 107 und 107' erregt sind, jeweils unterschiedlich. Daher muß die nachstehend angegebene Beziehung erfüllt sein.
R11-AUS < R11-EIN: Hierbei bezeichnen R11-AUS und R11-EIN die magnetischen Reluktanzen in den Fällen, bei denen die Spulen magnetisiert bzw. nicht magnetisiert sind, oder in den Fällen, bei denen die elektromagnetischen Relaisabschnitte betätigt bzw. gestoppt oder nicht betätigt sind.
Bei dem polarisierten elektromagnetischen Relais gemäß dem Stand der Technik ist das Problem vorhanden, daß die Betriebsspannungen der Spulenelemente 106 oder 106' bei dem Zustand, bei dem eine Spule 107 (107') magnetisiert und die andere Spule 107' (107) nicht magnetisiert ist, und bei dem Zustand, daß beide Spulen 107 und 107' magnetisiert sind, jeweils schwanken.
In den Fig. 6A, 6B, 6C und 6D sind die Betriebszustände eines Motors bei Verwendung eines elektromagnetischen Relais dargestellt. In den Fig. 6A bis 6D bezeichnet das Bezugszeichen MM einen Motor, während mit dem Bezugszeichen Ma und Mb Anschlüsse des Motors MM bezeichnet sind. Mit den Bezugszeichen S1 und S2 sind Schalter bezeich net, die den beiden elektromagnetischen Relaisabschnitten des polarisierten elektromagnetischen Relais entsprechen. Es ist anzumerken, daß der in den Fig. 3A und 4A gezeigte Zustand, bei dem die beiden Spulen 107 und 107' nicht magnetisiert sind, dem in der Fig. 6A gezeigten Fall entsprechen, wohingegen der in den Fig. 3B und 4B gezeigte Zustand, bei dem lediglich eine Spule 107' magnetisiert ist, dem in Fig. 6B dargestellten Fall entspricht. Weiterhin entspricht der Zustand, daß lediglich eine Spule 107 magnetisiert ist, wie es in Fig. 4C gezeigt ist, dem in der Fig. 6C dargestellten Fall, wohingegen der in der Fig. 4D gezeigte Zustand, bei dem die beiden Spulen 107 und 107' magnetisiert sind, dem in Fig. 6 dargestellten Fall entsprechen.
Wie in Fig. 6A gezeigt ist, be'mden sich die beweglichen Kontakte 102a' und 102a dann, wenn die beiden Spulen 107' und 107 nicht magnetisiert sind, mit den als Öffner dienenden stationären Kontakten 103a' und 103 in den beiden Schaltern S1 und S2 in Kontakt, und es befmden sich die beiden Anschlüsse Ma und Mb des Motors MM mit einem negativen Pol bzw. Anschluß einer Batterie EE in Kontakt, so daß der Motor MM angehalten ist.
Wenn aber, wie in Fig. 6B dargestellt ist, die Spule 107 magnetisiert ist und die Spule 107' nicht magnetisiert ist, befindet sich der bewegliche Kontakt 102' mit dem als Schließer dienenden stationären Kontakt 104a' in dem Schalter S1 in Kontakt, während sich der bewegliche Kontakt 102a mit dem als Öffner dienenden stationären Kontakt 103a in dem Schalter S2 in Kontakt befmdet, so daß der Anschluß Ma des Motors MM mit einem positiven Pol der Batterie EE in Kontakt steht und sich sein Anschluß Mb mit dem negativen Pol der Batterie EE in Kontakt befindet, so daß der Motor MM gedreht wird, beispielsweise im Uhrzeigersinn. Wenn umgekehrt hierzu, wie in Fig. 6C gezeigt ist, die Spule 107' magnetisiert ist und die Spule 107 nicht magnetisiert ist, befindet sich der bewegliche Kontakt 102a mit einem als Schließer dienenden stationären Kontakt 104a in dem Schalter S1 in Berührung, und es ist der bewegliche Kontakt 102a' mit dem als Öffner dienenden stationären Kontakt 103a' in dem Schalter S2 in Kontakt, und es befindet sich der Anschluß Ma des Motors MM in Kontakt mit dem negativen Pol der Batterie EE, während der Anschluß Mb des Motors mit dem negativen Pol der Batterie EE in Kontakt steht, so daß der Motor MM gedreht wird, beispielsweise im Gegenuhrzeigersinn.
Wenn, wie in Fig. 6D gezeigt ist, die beiden Spulen 107' und 107 magnetisiert sind, die beweglichen Kontakte 102a' und 102a mit den als Schließer dienenden stationären Kontakten 104a' und 104 in den beiden Schaltern S1 und S2 in Kontakt stehen, und die beiden Anschlüsse Ma und Mb des Motors MM mit dem positiven Pol der Batterie EE in Kontakt stehen, wird der Motor MM angehalten.
Fig. 7 zeigt Momente, die auf eine bewegliche Kontaktfeder des in Fig. 1 dargestellten polarisierten elektromagnetischen Relais ausgeübt werden. In Fig. 7 bezeichnet das Bezugszeichen Pol '02) einen festgelegten Punkt zwischen der Karte (Platte) 108' (108) und dem beweglichen Kern 109' (109), während das Bezugszeichen P00 einen Kraftausübungspunkt bezeichnet, bei dem Kraft auf die Karte 108' (108) ausgeübt wird. Wenn eine Kraft F, die durch die bewegliche Kontaktfeder 102' hervorgerufen wird, auf die Karte 108', die die Länge L zwischen den Punkten P01 und P00 aufweist, an dem Punkt P00 rechtwinklig zu der Linie P01-P00 der Karte 108' ausgeübt wird, ist ein Biegemoment M01 an dem Punkt P01 als M01 = FL festgelegt und es ist ein Biegemoment M00 an dem Punkt P00 als M00 = 0 festgelegt.
Es ist anzumerken, daß, wie in Fig. 7 gezeigt ist, in einer Karte, die für das vorstehend erläuterte elektromagnetische Relais gemäß dem Stand der Technik benutzt wird, eine bewegliche Kontaktfeder 102' (102) durch eine Karte 108' (108) bewegt wird, in die ein oberer Abschnitt eines beweglichen Kerns 109' (109) eingeführt und an einer Position (festgelegte Punkte P01, P02) verbunden ist, wobei sich die festgelegte Position P01 (P02) der Karte 108' und des beweglichen Kerns 109' von der Position P00 unterscheidet, bei der die Kraft F der beweglichen Kontaktfeder 102' ausgeübt wird, und es wird daher ein Biegemoment M01 an der festgelegten Pol (P02) zwischen der Karte 108' und dem beweglichen Kern 109' hervorgerufen. Der Verbindungsabschnitt (P01, P02) zwischen der Karte 108' und dem beweglichen Kern 109' kann daher abgeschwächt sein, und es kann das Maß bzw. die Federkraft der beweglichen Kontaktfeder 102', die mit der Karte 108' zusammenwirkt, geändert werden, so daß der Nachteil auftritt, daß Änderungen der Betriebsspannung verursacht werden können. Weiterhin ist es erforderlich, daß der bewegliche Kern 109' und die Karte 108' unter Verwendung eines als Verstärkung zwischen ihnen dienenden Klebmittels festgelegt werden sollten.
Nachfolgend werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele eines in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden polarisierten elektromagnetischen Relais unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 8 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines polarisierten elektromagnetischen Relais in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wahrend in Fig. 9 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung gezeigt ist, die das in Fig. 8 dargestellte polarisierte elektromagnetische Relais veranschaulicht.
In den Fig. 8 und 9 bezeichnen die Bezugszeichen 1 einen Basisblock, 2, 2' bewegliche Kontaktfedern, 3, 3' als Öffner dienende stationäre Kontaktfedern, 4, 4' als Schließer dienende stationäre Kontaktfedern, und 5 ein erstes Joch. Weiterhin bezeichnen in den Fig. 8 und 9 die Bezugszeichen 6, 6' Spulenelemente, 7, 7' Spulen, 8, 8' Karten bzw. Platten, 9, 9' bewegliche Kerne, 10 einen Permanentmagnet, 11 ein Polstück und 12 ein zweites Joch. Die beweglichen Kontaktfedern 2 und 2', die als Unterbrecher dienenden stationären Kontaktfedern 3 und 3' und die als Schließer dienenden stationären Kontaktfedern 4 und 4' sind direkt an dem Basisblock 1 befestigt.
Wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, weist das erste Joch 5 vier obere Abschnitte 5c in der Form eines L auf, wobei diese oberseitigen Abschnitte 5c in vier Löcher 1a eingeführt sind, die an dem Basisblock 1 an dessen Boden vorgesehen sind. Es ist anzumerken, daß ein Permanentmagnet 10 durch ein Durchgangsloch 1b eingeführt ist und an der Oberfläche des ersten Jochs 5 positioniert ist. Die Spulenelemente 6 und 6' enthalten vorspringende Abschnitte 6a und 6a' an dem Boden eines Flanschabschnitts der Spulenelemente 6 und 6' und Spulenanschlüsse 6c und 6c' an dem Boden von einem weiteren Flanschabschnitt derselben, und es enthalten die Spulenelemente 6 und 6' weiterhin vorspringende Abschnitte 6b und 6b' an der Oberseite eines weiteren Flanschabschnitts derselben. Die vorspringenden Abschnitte 6a und 6a' sind in das erste Joch 5 durch den Basisblock 1 eingeführt, und es ist die Oberseite jedes vorspringenden Abschnitts 6a und 6a', die von der Bodenseite des ersten Jochs 5 vorstehen, verstemmt. Die Spulenanschlüsse 6c und 6c' sind in die Löcher 5b und 5b' des ersten Jochs 5 über Löcher 1c des Basisblocks 1 eingeführt. Daher sind die Spulenelemente 6 und 6' und das erste Joch 5 an dem Basisblock 1 montiert. Weiterhin sind die vorspringenden Abschnitte 6b und 6b' in Durchgangslöcher 8c und 8c', die an einem Ende der Karten 8 und 8' vorgesehen sind, eingeführt, so daß die beweglichen Kontaktfedern 2 und 2' gleichzeitig in die U-förmigen Rillen 8b und 8b' der Karten 8 und 8' eingepaßt sind.
Wie in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, sind die beweglichen Kerne 9 und 9' in zentrale Hohlräume 6d und 6d' der Spulenelemente 6 und 6' und in die Löcher 8a und 8a' der Karten 8, 8' von der Seite des Spulenanschlusses 6c her eingeführt. Weiterhin ist ein vorspringender Abschnitt 11a des Polstücks 11 in ein Löch 11a des zweiten Jochs 12 eingeführt, und es weist das zweite Joch die Form eines L auf. Ein oberer Abschnitt 12b der L-förmigen Gestalt des zweiten Jochs 12 ist in ein Loch 1d des Basisblocks 1 eingedrückt, und es ist das Polstück 11 an dem Permanentmagnet 10 montiert. Es ist anzumerken, daß ein Klebmittel von der Bodenseite des Basisblocks 1 her eingefüllt ist, daß die Spulenanschlüsse und die Löcher für die jeweiligen Federanschlüsse abgedichtet sind, und daß die Spulenanschlüsse und die Federanschlüsse an dem Basisblock 1 befestigt sind, so daß das in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehende, in Fig. 8 gezeigte polarisierte elektromagnetische Relais fertig zusammengebaut ist.
In Fig. 10 sind modifizierte Karten bzw. Platten und Spulenelemente des in Fig 8 dargestellten polarisierten elektromagnetischen Relais gezeigt.
Wie in Fig. 10 dargestellt ist, können die beiden vorspringenden Abschnitte 6b und 6b', die an den Flanschen der in den Fig. 8 und 9 gezeigten Spulenelemente 6 und 6' vorgesehen sind, in Form von Löchern 61b und 61b' ausgebildet sein. In diesem Fall sind die Löcher 8c und 8c' der Karten 8 und 8', die in den Fig. 8 und 9 gezeigt sind, als vorspringende Abschnitte 81c und 81c' ausgebildet, die in den Karten 8 und 8' vorgesehen sind. Die Löcher 8a und 8a' sind an einem Ende der Karten 8 und 8' vorgesehen, und es sind die vorspringenden Abschnitte an dem Flansch der Spulenelemente 6 und 6' vorhanden. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, können dennoch Löcher 61b und 61b' in dem Flansch der Spulenelemente 6 und 6' vorgesehen sein und es können die vorspringenden Abschnitte 81c und 81c' an eine Ende der Karten 8 und 8' vorgesehen sein.
Wie vorstehend erläutert, weist das polarisierte elektromagnetische Relais gemäß diesem Ausführungsbeispiel zwei Gruppen von elektromagnetischen Relaisabschnitten auf. Ein elektromagnetischer Relaisabschnitt weist eine bewegliche Kontaktfeder 2, als Unterbrecher dienenden stationäre Kontaktfeder 3, eine als Schließer dienende stationäre Kontaktfeder 4, ein Spulenelement 6, eine Spule 7, eine Karte bzw. Platte 8 und einen beweglichen Kern 9 auf; und es enthält ein weiterer elektromagnetischer Relaisabschnitt eine bewegliche Kontaktfeder 2', eine als Unterbrecher bzw. Öffner dienende stationäre Kontaktfeder 3', eine als Schließer dienende stationäre Kontaktfeder 4', ein Spulenelement 6', eine Spule 7', eine Karte bzw. Platte 8' und einen beweglichen Kern 9' auf. Es ist anzumerken, daß ein Basisblock, ein erstes Joch 5, ein Permanentmagnet 10, ein Polstück 11 und ein zweites Joch 12 gemeinsam für die beiden elektromagnetischen Relaisabschnitte vorgesehen sind, oder daß ein Teil eines magnetischen Kreises gemeinsam für die beiden elektromagnetischen Relaisabschnitte benutzt wird.
Wie vorstehend erläutert, kann gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ein polan siertes elektromagnetisches Relais mit kleiner Größe und ökonomischer Gestaltung bereitgestellt werden, das zwei Gruppen von elektromagnetischen Relais aufweist.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des polarisierten elektromagnetischen Relais, das die vorliegende Erfindung verkörpert, erläutert.
In den Fig. 11A und 11B sind Arbeitszustände des polarisierten elektromagnetischen Relais gezeigt, das in Fig. 8 dargestellt ist. Weiterhin sind auch in den Fig. 12A, 12B, 12C und 12D Arbeitszustände von Spulenelementen und von beweglichen Kernen des polarisierten elektromagnetischen Relais gezeigt, das in Fig. 8 dargestellt ist. In den Fig. 11A und 12A ist derjenige Zustand gezeigt, bei dem die beiden Spulen 7 und 7' nicht magnetisiert sind, wohingegen in den Fig. 11B und 12B der Zustand gezeigt ist, bei dem eine Spule 7' magnetisiert ist, während die andere Spule 7 nicht magnetisiert ist. In Fig. 12C ist der Zustand gezeigt, daß eine Spule 7 magnetisiert ist, wohingegen die andere Spule 7' nicht magnetisiert ist. Fig. 12D zeigt den Zustand, bei dem die beiden Spulen 7 und 7' magnetisiert sind. In den Fig. 12A bis 12D bezeichnen die Bezugszeichen Rb1 und Rb2 magnetische Reluktanzen zwischen einem Ende der beweglichen Kerne 9' und 9 und dem ersten Joch 5, während Rc1 und Rc2 magnetische Reluktanzen zwischen einem Ende der beweglichen Kerne 9', 9 und dem Polstück 11 bezeichnen. Die Bezugszeichen Ra1 und Ra2 bezeichnen magnetische Reluktanzen zwischen den anderen Enden der beweglichen Kerne 9', 9 und dem ersten Joch 5, während die Bezugszeichen Rd1 und Rd2 magnetische Reluktanzen zwischen den anderen Enden der beweglichen Kerne 9', 9 und dem zweiten Joch 12 bezeichnen. Es ist anzumerken, daß die Werte der magnetischen Reluktanzen Ra1 und Ra2 nahezu gleich groß sind wie diejenigen der magnetischen Reluktanzen Rd1 und Rd2.
Zunächst werden, wie in den Fig. 11A und 12A gezeigt ist, die beweglichen Kerne 9, 9' dann, wenn die beiden Spulen 7 und 7' nicht magnetisiert sind, an das Polstück 11 angezogen, und es befinden sich die beweglichen Kontakte 2a und 2a' der beweglichen Kontaktfedern 2 und 2' mit den als Unterbrecher dienenden stationären Kontakten 3a, 3a' aufgrund der Karten bzw. Platten 8 und 8' in Kontakt, so daß jeder elektromagnetische Relaisabschnitt hierdurch in einem unterbrochenen Zustand gehalten ist. In diesem Zustand wird ein magnetischer Fluß bzw. Kreis, der durch den Permanentmagnet 10 hervorgerufen wird, und der durch eine durchgezogene Linie veranschaulicht ist, aufgebaut, und es verläuft ein durch den Permanentmagnet 10 hervorgerufener magnetischer Fluß in gleichartiger Weise durch die beweglichen Kerne 9 und 9'.
Wenn aber, wie in den Fig. 11B und 12B gezeigt ist, die Spulen 7' erregt ist und die Spule 7 nicht erregt ist, wird ein durch den Permanentmagnet 10 hervorgerufener magnetischer Fluß zwischen dem beweglichen Kern 9' und dem Polstück 11 negiert bzw. abgelenkt, indem der magnetische Fluß durch die Spule 7' fließt, was bedeutet, daß der obere Abschnitt (ein Ende) des beweglichen Kerns 9' auf die gleiche Polarität wie die Polarität des Polstücks 11 geändert wird und abgestoßen wird, so daß der bewegliche Kern 9' an das erste Joch 5 angezogen wird. Ein Ende des beweglichen Kerns 9' wird durch die Magnetisierung der Spule 7' gedreht, wobei er an seinem anderen Ende als Lagerpunkt verschwenkt wird, und es wird der bewegliche Kern 9' an das Joch 5 angezogen. Weiterhin arbeitet der bewegliche Kern 9' mit der Karte bzw. Platte 8' zusammen, und es wird der bewegliche Kontakt 2a mit dem als Schließer dienenden stationären Kontakt 4a' durch die bewegliche Kontaktfeder 2' in Kontakt gebracht, so daß hierdurch ein elektromagnetischer Relaisabschnitt, der die Kontaktfeder 2' enthält, in den geschlossenen Zustand bzw. Schließerzustand umgeschaltet wird, wohingegen der andere elektromagnetische Relaisabschnitt, der die bewegliche Kontaktfeder 2 enthält, in dem unterbrochenen Zustand gehalten bleibt. Wenn die Spule 7' so umgeschaltet wird, daß sie nicht magnetisiert wird, kehrt der in den Fig. 11B und 12B gezeigte Zustand in den Zustand gemäß den Fig. 11A und 12A zurück.
Es ist anzumerken, daß, wie in Fig. 12B gezeigt ist, nach dem Anziehen des beweglichen Kerns 9' an das erste Joch 5 der durch den Permanentmagnet 10 hervorgerufene magnetische Fluß (dieser ist in Fig. 12B mit einer durchgezogenen Linie dargestellt) und der durch die magnetisierte Spule 7' hervorgerufene magnetische Fluß (dieser ist in Fig. 12B durch eine punktierte Linie dargestellt) in dem beweglichen Kern 9' in der gleichen Richtung fließen, und es kann folglich der magnetische Fluß der magnetisierten Spule klein sein. Hierbei kann nämlich die elektrische Leistung, die in der magnetisierten Spule 7' fließt, klein sein oder es kann eine Fläche, die von der Spule 7' helegt wird, klein sein.
Wenn aber, wie in Fig. 12C gezeigt ist, die Spule 7 magnetisiert ist und die Spule 7' nicht magnetisiert ist, wird ein durch den Permanentmagnet 10 hervorgerufener magnetischer Fluß zwischen dem beweglichen Kern 9 und dem Polstück 11 durch den durch die Spule 7 fließenden magnetischen Fluß negiert bzw. gesperrt, und es wird der bewegliche Kern 9 an das erste Joch 5 angezogen, so daß der elektromagnetische Relaisabschnitt, der die bewegliche Kontaktfeder 2 enthält, in den Schließerzustand umgeschaltet, und es wird der elektromagnetische Relaisabschnitt, der die bewegliche Kontaktfeder 2' enthält, in dem Unterbrecherzustand gehalten. Wenn die Spule 7 aber so umgeschaltet wird, daß sie nicht mehr magnetisiert ist, wird der in Fig. 12C gezeigte Zustand auf den Zustand zurückgeführt, der in den Fig. 11A und 12A dargestellt ist.
Es ist anzumerken, daß dieser in Fig. 12C gezeigte Zustand ein Zustand ist, der entgegengesetzt ist zu dem in den Fig. 11B und 12B gezeigten Zustand. Wie in Fig. 12C gezeigt ist, fließen nämlich nach dem Anziehen des beweglichen Kerns 9 an das erste Joch 5 der durch den Permanentmagnet 10 hervorgerufene magnetische Fluß (dieser ist in Fig. 12C mit einer durchgezogenen Linle dargestellt) und der durch die magnetisierte Spule 7 hervorgerufene magnetische Fluß (dieser ist in Fig. 12C durch eine gepunktete Linle dargestellt) in dem beweglichen Kern 9 in der gleichen Richtung fließen, und es kann somit die elektrische Leistung, die in die magnetisierte Spule 7 fließt, klein sein, oder es kann eine Fläche, die durch die Spule 7 belegt wird, klein sein.
Wenn, wie in Fig. 12D dargestellt ist, die beiden Spulen 7 und 7' magnetisiert sind, wird ein durch den Permanentmagnet 10 hervorgerufener magnetischer Fluß zwischen dem beweglichen Kern 9' und dem Polstück 11 durch den Magnetfluß, der durch die Spule 7, fließt, negiert bzw. gesperrt, und es wird bei den ein magnetischer Fluß zwischen dem beweglichen Kern 9 und dem Polstück 11, der durch den Permanentmagnet 10 hervorgerufen wird, durch den magnetischen Fluß negiert bzw. gesperrt der durch die Spule 7 fließt. Daher wird der bewegliche Kern 9' an das erste Joch 5 angezogen, und es wird weiterhin der bewegliche Kern 9 ebenfalls an das erste Joch 5 angezogen, so daß die beiden elektromagnetischen Relaisabschnitte in ihre Schließerzustände umgeschaltet sind. Wenn die Spulen 107 und 107' dann so umgeschaltet werden, daß sie nicht mehr magnetisiert sind, kehrt der in Fig. 12D gezeigte Zustand in den Zustand zurück, der in den Fig. 11A und 12A dargestellt ist.
Wenn das polarisierte elektromagnetische Relais gemäß der vorliegenden Erfindung beispielsweise zur Steuerung eines Motors eingesetzt wird, entspricht der Zustand, bei dem die beiden Spulen 7 und 7' nicht magnetisiert sind und der in den Fig. 11A und 12A gezeigt ist, dem in Fig. 5A dargestellten Fall, und es entspricht der Zustand, bei dem lediglich eine Spule 7' magnetisiert ist und der in den Fig. 11B und 12B gezeigt ist, dem in der Fig. 5B dargestellten Fall. Weiterhin entspricht der Zustand, bei dem lediglich eine Spule 7 magnetisiert ist und der in Fig. 12C gezeigt ist, dem in Fig. 5C dargestellten Fall, wohingegen der Zustand, daß beide Spulen 7 und 7' magnetisiert sind und der in Fig. 12D gezeigt ist, dem Fall, der in Fig. 5D dargestellt ist. Die Arbeitsweise des Motors ist die gleiche wie diejenige, wenn das polarisierte elektromagnetische Relais gemäß dem zugehörigen Stand der Technik bei dem Motor eingesetzt wird, wie bereits vorstehend erläutert, so daß eine Erläuterung dieser Arbeitsweise entfällt.
In Fig. 13 ist der magnetische Äquivalerkkreis bzw. das magnetische Äquivalenzschaltbild des in Fig. 8 dargestellten polarisierten elektromagnetischen Relais gezeigt. In Fig. 13 bezeichnen die Bezugszeichen Rb1 und Rb2 magnetische Reluktanzen zwischen dem ersten Joch 5 und einem Ende der beweglichen Kerne 9', 9, wohingegen die Bezugszeichen Rc1 und Rc2 magnetische Reluktanzen zwischen dem Polstück 11 und einem Ende der beweglichen Kerne 9', 9 bezeichnen. Die Bezugszeichen Ra1 und Ra2 bezeichnen magnetische Reluktanzen zwischen dem ersten Joch 5 und den anderen Enden der beweglichen Kerne 9'. 9. Die Bezugszeichen Rd1 und Rd2 bezeichnen magnetischen Reluktanzen zwischen dem zweiten Joch 12 und dem anderen Ende der beweglichen Kerne 9'. 9. Es ist anzumerken, daß die magnetischen Reluktanzen Ra1, Ra2 und die magnetischen Reluktanzen Rd1, Rd2 so ausgebildet sind, daß sie nahezu gleich groß sind (Ra1 Ra2 Rd1 Rd2).
Weiterhin sind die magnetischen Reluktanzen Rd-aus, Rc2-aus zwischen den beweglichen Kernen 9', 9 und dem Polstück 11 während eines nicht betriebenen bzw. ausgeschalteten Zustands, und die magnetischen Reluktanzen Rb1-ein, Rb2-ein zwischen den beweglichen Kernen 9', 9 und dem ersten Joch 5 während eines betriebenen bzw. eingeschalteten Zustands so ausgelegt, daß sie annähernd gleich groß sind, und es sind die magnetischen Reluktanzen Rb1-aus, Rb2-aus zwischen den beweglichen Kernen 9', 9 und dem ersten Joch 5 während des nicht betriebenen bzw. ausgeschalteten Zustands und die magnetischen Reluktanzen Rd-ein, Rc2-ein zwischen den beweglichen Kernen 9', 9 und dem Polstück 11 während des betriebenen Zustands so ausgelegt, daß sie annähernd gleich groß sind. Die folgenden Beziehungen sind somit erfüllt:
(Rd-aus Rc2-aus Rb1-ein Rb2-ein)
(Rb1-aus Rb2-aus Rd-ein Rc2-ein)
Wie vorstehend im Detail erläutert, wird ein magnetischer Kreis eines anderen Spulenelements dann, wenn der Betriebszustand eines der beiden elektromagnetischen Relaisabschnitte geändert wird, hierdurch nicht beeinflußt, da bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiele die magnetischen Reluktanzen der beiden elektromagnetischen Relaisabschnitte, ausgehend von einem Permanentmagnet, gleich groß ausgelegt sind. In allen Zuständen, die in den Fig. 12A bis 12D gezeigt sind, beeinflußt somit ein magnetischer Kreis den anderen magnetischen Kreis nicht, und es ändert sich folglich die Betriebsspannung nicht. Weiterhin ist in jedem beliebigen Fall, bei dem der magnetisierte oder nicht magnetisierte Zustand der beiden Spulenelemente miteinander verknüpft ist, ein durch den Permanentmagnet 10 hervorgerufener magnetischer Fluß nahezu gleich groß in den beiden Spulenelementen 6, 6' (Spulen 7, 7') und es ist somit die Arbeitsspannung stabil.
In Fig. 14 sind die Momente gezeigt, die auf eine bewegliche Kontaktfeder des in Fig. 8 dargestellten polarisierten elektromagnetischen Relais ausgeübt werden. In Fig. 14 bezeichnet das Bezugszeichen P1 (P2) einen festgelegten Punkt zwischen der Karte bzw. Platte 8' (8) und dem beweglichen Kern 9' (9), und es bezeichnet das Bezugszeichen P3 einen Stützpunkt oder Lagerpunkt der Karte 8' (8), die um die mittige Position der Drehung des beweglichen Kerns 9' (9) abgestützt ist, wohingegen das Bezugszeichen P0 einen Kraftausübungspunkt zur Ausübung der Kraft auf die Karte 8' (8) bezeichnet. Wenn eine Kraft F, die durch die bewegliche Kontaktfeder 2' hervorgerufen wird, auf die Karte 8', die eine Länge (L x 2) zwischen den Punkten P1 und P3 aufweist, an dem Punkt P0 rechtwinklig zu der Linie P1-P3 der Karte 8' ausgeübt wird, ist ein Biegemoment M0 an dem Punkt P0 wie folgt bestimmt: M0 = PL12, und es sind die Biegemomente M1 und M3 an dem festgelegten Punkt P1 und der Stützpunkt P3 wie folgt festgelegt: M1 = M3 = 0.
Wie vorstehend erläutert, wird bei einer kartenförmigen Ausgestaltung gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel im Vergleich zu der kartenförmigen Ausgestaltung gemäß dem zugehörigen Stand der Technik ein Stützpunkt P3 einer Karte 8' an der zentralen Position der Drehung eines beweglichen Kerns 9' (9) vorgesehen (im Drehzentrum), und es wird eine Biegemoment M3 an dem Lagerpunkt P3 und ein Biegemoment Ml an dem festgelegten Punkt P1, die durch die bewegliche Kontaktfeder 2' hervorgerufen werden, dadurch auf Null gebracht, daß die beiden Punkte P1 und P3 der Karte 8' abgestützt sind. Selbst bei einer wiederholten Betätigung des polarisierten elektromagnetischen Relais wird daher ein Verbindungsabschnitt (P1, P2) zwischen der Karte 8' (8) und dem beweglichen Kern 9' (9) nicht geschwächt, und es kann der Betrieb des polarisierten elektromagnetischen Relais stabil bleiben. Weiterhin ist kein Klebmittel zur Verstärkung der Verbindung zwischen der Karte und dem beweglichen Kern erforderlich, und es kann somit der Vorgang der Montage vereinfacht sein und ein ökonomisches elektromagnetisches Relais bereitgestellt werden.
In Fig. 15 sind die hauptsächlichen Abschnitte eines zweiten Ausführungsbeispiels eines in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden polarisierten elektromagnetischen Relais dargestellt.
Wie in Fig. 15 gezeigt ist, sind bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel des polarisierten elektromagnetischen Relais zwei Polstückelemente 11', 11" und zwei Joche 12', 12", die jeweils die gleiche Gestalt aufweisen, anstelle des ersten Polsliicks 11, des ersten Jochs 5 und des zweiten Jochs 12 vorgesehen, die in den Fig. 8 und 9 dargestellt sind. Es ist anzumerken, daß ein Polstückelement 11 größer ausgebildet ist als das andere Polstück 11", wobei die beiden Polstückelemente 11' und 11" an den beiden Jochen 12' und 12" montiert sind, und ein Permanentmagnet 10 zwischen den Polstückelementen 11' und 11" vorgesehen ist. Weiterhin sind die übrigen Ausgestaltungen gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, das unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 14 erläutert wurde. Insbesondere sind die Ausgestaltungen der beweglichen Kontaktfeder 2 (2'), der als Unterbrecher dienenden stationären Kontaktfeder 3 (3'), der als Schließer dienenden stationären Kontaktfeder 4 (4'), des Spulenelements 6 (6'), der Spule 7 (7'), der Karte 8 (8'), und des beweglichen Kerns 9 (9') die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist.
Fig. 16 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden polarisierten elektromagnetischen Relais, während in Fig. 17 ein viertes Ausführungsbeispiel eines in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung stehenden polarisierten elektromagnetischen Relais dargestellt ist.
Wie in Fig. 16 gezeigt ist, ist der obere Abschnitt 12c des zweiten Jochs 12 bei dem dritten Ausführungsbeispiel mit der Gestalt in Form eines E ausgebildet und ist in Richtung zu dem Basisblock 1, oder zu dem Permanentmagnet 10, gebogen. Bei diesem dritten Ausführungsbeispiel ist das in den Fig. 8 und 9 gezeigte Polstück 11 als der obere Abschnitt 12c des zweiten Jochs 12 ausgebildet, und es kann daher das Polstück 11 weggelassen werden. Weiterhin kann die Anzahl von Teilen bei dem Zusammenbau des polarisierten elektromagnetischen Relais verringert sein, und es können die erforderliche Zeitdauer für die Montage und die erforderlichen Kosten verringert werden.
Wie in Fig. 17 gezeigt ist, ist der obere Abschnitt 12d des zweiten Jochs 12 bei dem vierten Ausführungsbeispiel in der Form eines T konfiguriert und ist in Richtung zu dem Basisblock 1, oder zu dem Permanentmagnet 10, gebogen. Bei diesem vierten Ausführungsbeispiel ist das in den Fig. 8 und 9 gezeigte Polstück 11 als der obere Abschnitt 12d des zweiten Jochs 12 ausgebildet, und es kann somit das Polstück 11 weggelassen werden. Die Anzalll von Teilen für die Montage des polarisierten elektromagnetischen Relais kann daher verringert werden, und es können die erforderliche Zeitdauer für die Montage und die benötigten Kosten verringert werden. Bei einem Vergleich zwischen diesem vierten Ausführungsbeispiel und dem in Fig. 16 gezeigten dritten Ausführungsbeispiel kann der Magnetfluß des Permanentmagnet 10, der durch das zweite Joch 12 bei dem vierten Ausfährungsbeispiel fließt, sogar noch stärker als bei dem dritten Ausführungsbeispiel verringert werden. Jedoch kann der Biegevorgang bezüglich des Biegens des oberen Abschnitts 12d des zweiten Jochs 12 bei dem vierten Ausführungsbeispiel gleichwohl leichter ausgeführt werden als derjenige bei dem dritten Ausführungsbeispiel. Es ist anzumerken, daß bei dem in den Fig. 16 und 17 gezeigten Ausführungsbeispielen die übrigen Teile und Gestaltungen, mit Ausnahme derjenigen des oberen Abschnitts des zweiten Jochs 12, dieselben sind wie diejenigen, die in den Fig. 8 und 9 gezeigt sind.
Wie vorstehend erläutert, können in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung polarisierte elektromagnetische Relais, die zwei Gruppen von elektromagnetischen Relais aufweisen, mit kleiner Größe und in ökonomischer Weise bereitgestellt werden. Bei der vorliegenden Erfindung kann ein stabiler Betrieb unabhängig von den Zuständen der Magnetisierung oder fehlenden Magnetisierung einer oder beider Spulen der beiden elektromagnetischen Relaisabschnitte erzielt werden, und es kann weiterhin ein stabiler Betrieb und eine Beständigkeit der beiden elektromagnetischen Relaisabschnitte erzielt werden, indem die kartenförmigen bzw. plattenförmigen Ausgestaltungen in Richtung auf eine Ausgestaltung mit zwei Lagerpunkten verbessert wird, indem ein Biegemoment, das durch die bewegliche Kontaktfeder hervorgerufen wird, verringert wird, und indem ein Verbindungsabschnitt zwischen der Karte und dem beweglichen Kern verstärkt wird. Weiterhin kann gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein kleines ) und ökonomisches elektromagnetisches Relais hergestellt werden, bei dem der Einsatz eines Klebmittels für den Befestigungspunkt zwischen der Karte und dem beweglichen Kern vermieden ist.

Claims

1. Polarisiertes elektromagnetisches Relais, das zwei Gruppen von elektromagnetischen Relaisabschnitten aufweist und dadurch charakterisiert ist, daß es umfaßt:

einen Basisblock (1),

ein erstes Joch (5), das an dem Basisblock (1) angebracht ist, einen Permanentmagnet (10),

zwei Spulenelemente (6, 6'), die zwei Spulen (7, 7') enthalten, zwei bewegliche Kerne (9, 9'), die aufgrund der Magnetisierung jeder der Spulen (7, 7') unabhängig angetrieben werden,

zwei Platten (8, 8'), die jeweils an dem oberen Abschnitt jedes der beiden beweglichen Kerne (9, 9') befestigt sind,

zwei bewegliche Kontaktfedern (2, 2'), die bewegliche Kontakte (2a, 2a') aufweisen, die betätigt werden, indem sie mit den Platten (8, 8') zusammenarbeiten, und

zwei Paare von stationären Kontaktfedern (3, 4; 3', 4'), wobei die stationären Kontaktfedern jedes Paars derart vorgesehen sind, daß sie einander an dem Basisblock (1) gegenüberliegen, und jede der beweglichen Kontaktfedern (2, 2') zwischen einem jeweiligen Paar der stationären Kontaktfedern (3, 4; 3', 4') angeordnet ist,

dadurch gekennzeichnet

daß ein zweites Joch (12) an dem Basisblock (1) angebracht ist, um hierbei magnetische Kreise mit dem ersten Joch (5) zu bilden,

daß der Permanentmagnet (10) zwischen dem ersten Joch (5) und dem zweiten Joch (12) vorgesehen ist,

und daß das erste Joch (5) und das zweite Joch (12) zur Führung eines magnetischen Flusses, der durch den Permanentmagnet (10) in dem beweglichen Kern (9; 9') hervorgerufen wird, in der gleichen Richtung wie ein Magneffluß, der durch die Magnetisierung der Spule (7; 7') hervorgerufen wird, eingesetzt werden.

2. Polarisiertes elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, bei dem sich das zweite Joch (12) in Kontakt mit dem Permanentmagnet (10) mittels eines Polstücks (11) befindet.

3. Polarisiertes elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das zweite Joch (12) und das Polstück (11) ein einheitlicher Körper sind.

4. Polarisiertes elektromagnetisches Relais nach Anspruch 3, bei dem der obere Abschnitt des zweiten Jochs (12) in der Form eines E ausgestaltet ist, um hierdurch das Polstück (11) zu bilden.

5. Polarisiertes elektromagnetisches Relais nach Anspruch 3, bei dem der obere Abschnitt des zweiten Jochs (12) in der Form eines T ausgebildet ist, um hierdurch das Polstück (11) zu bilden.

6. Polarisiertes elektromagnetisches Relais mit:

einem Basisblock (1),

einem erstes Jochelement (12'),

einem Permanentmagnet (10),

zwei Spuleneelementen (6, 6') einschließlich zweier Spulen (7, 7'), zwei beweglichen Kernen (9, 9'), die durch die Magnetisierung jeder der Spulen (7, 7') unabhängig voneinander betätigt werden,

zwei beweglichen Kontaktfedern (2, 2'), die bewegliche Kontakte (2a, 2a') aufweisen, die betätigt werden, indem sie mit den Platten (8, 8') zusammenarbeiten, und zwei Paaren von stationären Kontaktfedern (3, 4; 3', 4'), wobei die stationären Kontaktfedern jedes Paars an dem Basisblock (1) derart angeordnet sind, daß sie sich einander gegenüberliegen, und jede der beweglichen Kontaktfedern (2, 2') zwischen einem jeweiligen Paar der stationären Kontaktfedern (3, 4; 3', 4') positioniert ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß ein zweites Jochelement (12") vorgesehen ist, das die gleiche Form wie das erste Jochelement (12) besitzt, und an dem Basisblock (1) angebracht ist,

daß erste und zweite Polstuckelemente (11', 11") zur Bildung von magnetischen Kreisen mittels der ersten und zweiten Jochelemente (12', 12") vorgesehen sind,

daß der Permanentmagnet (10) zwischen dem ersten Polstückelement (11') und dem zweiten Polstückelement (11") angeordnet ist,

und daß das erste und das zweite Jochelement (12', 12") und das erste und das zweite Polstückelement (11', 11") zur Führung eines magnetischen Flusses, der durch den Permanentmagnet (10) in dem beweglichen Kern (9; 9') hervorgerufen wird, in der gleichen Richtung wie ein Magnetfluß, der durch die Magnetisierung der Spule (7; 7') hervorgerufen wird, eingesetzt werden.

7. Polarisiertes elektromagnetisches Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Platte (8, 8') ein Loch (8c, 8c') an einem Ende der Platte (8, 8') enthält, bei dem das Spulenelement (6, 6') einen vorspringenden Abschnitt (6b, 6b') an einem Flansch des Spulenelements (6, 6') enthält, und bei dem der vorspringende Abschnitt (6b, 6b') des Spulenelements (6, 6') in das Loch (8c, 8c') der Platte (8, 8') eingeführt ist.

8. Polarisiertes elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Platte (8, 8') einen vorspringenden Abschnitt (81c, 81c') an einem Ende der Platte (8, 8') enthält, bei dem das Spulenelement (6, 6') ein Loch (61b, 61b') an einem Flansch des Spulenelements (6, 6') aufweist, und bei dem der vorspringende Abschnitt (81c, 81c') der Platte (8, 8') in das Loch (61b, 61b') des Spulenelements (6, 6') eingeführt ist.

9. Polarisiertes elektromagnetisches Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein Ende der Platte (8, 8') an einem Lagerpunkt (P3) mittels des Spulenelements (6, 6') abgestützt ist, und bei dem der bewegliche Kern (9, 9') an einem festgelegten Punkt (P1, P2) mittels der Platte (8, 8') befestigt ist.

10. Polarisiertes elektromagnetisches Relais nach Anspruch 9, bei dem die Platte (8, 8') an dem Lagerpunkt (P3) drehbar gelagert ist.

11. Polarisiertes elektromagnetisches Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Platte (8, 8') eine U-förmige Rille ungefahr in der Mitte (P0) der Platte (8, 8') aufweist, und bei dem die bewegliche Kontaktfeder (2, 2') in die Rille der Platte (8, 8') eingepaßt ist.

12. Verwendung eines polarisierten elektromagnetischen Relais gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche zur Steuerung der Richtung der Drehung eines Motors oder der Richtung der Bewegung eines Solenoids.