DE69732876T2

DE69732876T2 - Elektromagnetisches Relais

Info

Publication number: DE69732876T2
Application number: DE69732876T
Authority: DE
Inventors: Tatsunori Nagaokakyo-City Yamaguchi; Takashi Nagaokakyo-City Noguchi
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1996-05-27
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2017-05-28
Also published as: CN1167996A; EP0810620A3; US5880654A; EP0810620A2; CN1107332C; DE69732876D1; EP0810620B1

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais und im Einzelnen den Bewegungsmechanismus, welcher die Kontakte des Relais schließt und öffnet.
Hintergrund der Erfindung
Ein Beispiel eines zum Stand der Technik gehörenden elektromagnetischen Relais ist in 16 gezeigt. Dieses Relais umfasst einen elektromagnetischen Block 1, welcher durch Wickeln einer Spule 1c um zwei einander zugekehrte L-förmige Kerne 1a und 1b gebildet ist; eine H-Elektrode 2b, welche ansprechend auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Erregung im elektromagnetischen Block 1 eine Welle 2a um ihre Achse dreht; einen Übertragungsmechanismus 3, welcher mit der Drehung der H-Elektrode 2b vorwärts und rückwärts wandert; einen Kontaktmechanismus 6, in welchem die Bewegung des Übertragungsmechanismus 3 bewirkt, dass bewegliche Kontakte 4a auf Elementen 4 in Berührung miteinander kommen oder sich von Festkontakten 5a auf Elementen 5 wegbewegen.
7 ist eine auf einem Träger 8 angebrachte Feder zum Rückführen des Mechanismus 3 in seine Ausgangsstellung.
Bei dem elektromagnetischen Relais, das wir gerade diskutiert haben, wird der Kontaktmechanismus 6 durch die H-Elektrode 2b und den Übertragungsmechanismus 3 angetrieben, ein Schema, welches eine große Anzahl von Komponenten erfordert. Dies zieht eine große Anzahl von Montagevorgängen nach sich und erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass die Präzision, mit der die Komponenten zusammengebaut werden, und damit die Arbeitscharakteristik schwankt.
Auch sind bei diesem elektromagnetischen Block 1 die H-Elektrode 2b und der Kontaktmechanismus 6 in einer linearen Weise angeordnet, wodurch die Länge des Relais tendenziell erhöht wird. Da die Länge des Kontaktmechanismus 6 mit der Anzahl von Schaltkreisen zunimmt, ist es unmöglich, ein kurzes elektromagnetisches Relais herzustellen, wenn eine große Anzahl von Schaltkreisen geöffnet und geschlossen werden soll.
Ein elektromagnetisches Relais gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist aus DE 32 24 070 A bekannt.
Zusammenfassung der Erfindung
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektromagnetischen Relais mit weniger Komponenten, so dass es kürzer gehalten werden kann.
Bei dem oben beschriebenen Relais sind H-Elektrode und Übertragungsmechanismus diskrete Komponenten, die nicht zu einem Teil zusammen gefügt sind und nicht als eine Komponente arbeiten. Aus diesem Grund besteht die Gefahr, dass ihre Montagegenauigkeit und Arbeitscharakteristik schwanken, was die Wiederholbarkeit ihres Ansprechens beeinträchtigt.
Im Lichte dieser Schwierigkeiten ist es ein weiteres Ziel der Erfindung, ein elektromagnetisches Relais zu schaffen, dessen Montagegenauigkeit und Arbeitscharakteristik nicht schwanken und das eine gute Ansprechcharakteristik hat.
Zur Erreichung der oben dargelegten Ziele ist das elektromagnetische Relais gemäß der Erfindung wie in Anspruch 1 definiert.
Die vorerwähnten elektromagnetischen und beweglichen Blöcke sind in einem kastenförmigen Basisblock eingeschlossen, der zwei Basen umfasst, an deren Außenseiten die vorgenannten Kontaktmechanismen montiert sind. Die vorgenannten Basen sollten eine identische Form haben. Die Positionen der vorgenannten elektromagnetischen und beweglichen Blöcke sollten innerhalb des vorgenannten kastenförmigen Basisblocks in axialer Richtung des vorgenannten Kerns justierbar sein, so dass die Arbeitscharakteristiken der oben genannten Kontaktmechanismen justiert werden können.
Der vorgenannte Kontaktmechanismus umfasst eine Anzahl von Paaren aus Beweglich- und Festkontakten, die in Nuten in den Außenwänden der vorgenannten kastenförmigen Basis eingepasst sind. Diese Kontakte sollten als Unterteilungen wirken, welche die Innenwände der auf die vorgenannte Basis aufgesetzten Abdeckung berühren, so dass die Wände durch jeden Satz aus beweglichem und Festkontakt unterteilt sind.
An den Innenwänden der vorgenannten Abdeckung sollten Rippen vorhanden sein, welche an die vorgenannte Unterteilungen angrenzen.
Der vorgenannte bewegliche Block erfasst ein Element, welches auf einer Karte angebracht ist, von welcher wenigstens ein Antriebsstab nach einer Seite vorspringt, um die vorgenannten Kontaktmechanismen anzutreiben.
Der vorgenannte bewegliche Block sollte einen Permanentmagneten umfassen, welcher zwischen zwei beweglichen Eisenelementen zwischengenommen ist.
Zwei Ausschnittabschnitte auf der Seite des vorgenannten unteren Elements sollten zwei Erhebungen auf der Innenfläche der vorgenannten Karte erfassen.
Der vorgenannte Permanentmagnet sollte zwischen einem Paar von Erhebungen auf der Innenfläche der vorgenannten Karte angreifen.
Die Ausschnittabschnitte an dem beweglichen Element am oberen Ende des Magneten sollten Mitnehmer erfassen, die sich vom oberen Rand der vorgenannten Karte nach oben erstrecken.
Alternativ kann der vorgenannte bewegliche Block durch zwei Federn gehaltert sein, welche an den Enden der Karte in einer solchen Weise angreifen, dass sich der Block auf einer Bahn frei vorwärts und rückwärts bewegen kann, die parallel zur Achse des vorgenannten Kerns ist.
Die äußeren Vorderkanten der Karte, die mit den nach innen weisenden Flächen der vorgenannten Federn in Berührung kommen, können in unterschiedlichen Abständen von der Mittellinie der Karte sein.
Kurze Beschreibung der Erfindung
1 ist eine auseinander gezogene perspektivische Zeichnung eines elektromagnetischen Relais, welche eine ideale Ausführungsform der Erfindung ist.
2 ist eine auseinander gezogene perspektivische Zeichnung des in 1 gezeigten Relais, wenn es teilmontiert ist.
3 ist eine Vorderansicht der in der Basis installierten elektromagnetischen und beweglichen Blöcke.
4 ist eine perspektivische Zeichnung, welche zeigt, wie die Abdeckung auf dem Basisblock angebracht wird.
5 ist eine frontale Schnittansicht des Relais aus 1, wenn die Abdeckung auf dem die elektromagnetischen und beweglichen Blöcke umschließenden Basisblock installiert ist.
6 ist eine vergrößerte perspektivische Zeichnung der Basiseinheiten, welche den Basisblock umfassen.
7 ist eine auseinander gezogene perspektivische Zeichnung, die zeigt, wie die Kontaktmechanismen auf der Basis installiert sind.
8 zeigt eine der Basiseinheiten. (a) ist eine perspektivische Zeichnung der Einheit, gesehen von innen; (b) ist eine Zeichnung der gleichen Einheit, gesehen von außen.
9 ist eine perspektivische Zeichnung des elektromagnetischen Blocks.
10 ist eine auseinander gezogene perspektivische Zeichnung des elektromagnetischen Blocks.
11 zeigt eine der in 10 abgebildeten Halterungsfedern. (a) ist eine Vorderansicht der Feder vor ihrer Biegung. (b) ist eine Vorderansicht der Feder nach ihrer Biegung. (c) ist eine Ansicht von links. (d) ist eine Ansicht von hinten. (e) ist eine perspektivische Zeichnung der Feder, gesehen von unten.
12 ist eine auseinander gezogene perspektivische Zeichnung des beweglichen Blocks.
13 zeigt die Karte für den beweglichen Block. (a) ist eine Draufsicht. (b) ist eine vergrößerte Ansicht eines wesentlichen Teils des Blocks. (c) ist eine perspektivische Zeichnung eines Querschnitts des Blocks. (d) ist ein Querschnitt gesehen von vorne.
14 ist eine perspektivische Zeichnung, welche den beweglichen Block, montiert auf dem elektromagnetischen Block, zeigt.
15 zeigt die elektromagnetischen und beweglichen Blöcke aus 14. (a) ist eine Vorderansicht und (b) ist eine vereinfachte Vorderansicht.
16 ist ein Querschnitt eines zum Stand der Technik gehörenden elektromagnetischen Relais, gesehen von vorne.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Als nächstes werden wir eine ideale Ausführungsform dieser Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen in den 1 bis 15 diskutieren.
Das in 1 gezeigte elektromagnetische Relais ist eine Ausführungsform dieser Erfindung. Es umfasst in erster Linie einen Basisblock 10, einen elektromagnetischen Block 40, einen beweglichen Block 60 und eine Gehäuseabdeckung 80.
Der Basisblock 10 ist grob kastenförmig und umfasst zwei Hälften, Basiseinheit 20 und Basiseinheit 21 (s. 6). Kontaktmechanismen 30 sind an den Außenseiten der vorgenannten Basiseinheiten 20 und 21 installiert. Da die Basiseinheiten 20 und 21 in der Form identisch sind, werden wir eine detaillierte Erläuterung der Basiseinheit 20 aus Gründen der Kürze weglassen.
Wie aus den 7 und 8 ersichtlich, ist die Außenfläche der Basiseinheit 21 durch Trennwände 22a und 22b in drei parallele Nischen, 23a, 23b und 23c, unterteilt. Betätigungsstäbe 65, 66 und 67 im beweglichen Block 60, welcher in 12 gezeigt ist und in Kürze diskutiert wird, erstrecken sich bis zu den innersten Teilen der Nischen 23a, 23b und 23c. Öffnungen, 24a, 24b und 24c, die es den Betätigungsstäben gestatten, sich vorwärts und rückwärts zu bewegen, sind in die Seitenfläche der Basiseinheit 10 geschnitten. An den unteren Enden der Nischen 23a, 23b und 23c befinden sich drei Paare von Schlitzen, 25a bis 25f, welche mit den vorgenannten Nischen 23a, 23b und 23c in Verbindung stehen. Zwei Einkerbungen, 26a und 26b, sind am oberen Abschnitt der Nische 23b vorgesehen. Zwei getrennte Positionierrippen, 27a und 27b, unterteilen jede der vorgenannten Nischen 23a, 23b und 23c in ihren Mittellinien nach unten.
Benachbart zu den vorgenannten Nischen 23a und 23c befinden sich zwei Durchgangslöcher, 28a und 28b, die zur Verstemmung zu verwenden sind. An den Enden der vorgenannten Basiseinheit 21 befinden sich Ausschnittabschnitte 28c, welche Öffnungen 11 ausbilden und später diskutiert werden. In den unteren linken und rechten Ecken der Außenfläche der vorgenannten Basiseinheit 21 befinden sich Erhebungen 28d, welche das Gehäuse erfassen. In den oberen linken und rechten Ecken der Innenfläche der vorgenannten Basiseinheit 21, der Fläche, welche ihr Gegenstück erfasst, befinden sich Zapfen 28e und Loch 28f.
Anschlüsse 31a bis 36a auf Festkontaktelementen 31, 33 und 36 und Beweglichkontaktelementen 32, 34 und 35 werden in die Schlitze 25a bis 25f in der Basiseinheit 21 gedrückt. Auf diese Weise kommen die Festkontaktelemente 31, 33 und 36 mit den Rippen 27a und 27b auf der Basiseinheit 21 in Berührung und werden durch diese in Stellung gehalten; und ihre Festkontakte 31b, 33b und 36b werden in Gegenüberstellung zu den Beweglichkontakten 32b, 34b und 35b gebracht, so dass sie mit diesen einen Kontakt herstellen und unterbrechen können. Da bei dieser Ausführungsform die Lagen der Festkontaktelemente 31, 33 und 36 durch die vorgenannten Rippen 27a und 27b in Stellung gehalten werden, können die Kontakte zwangsgetrennt werden, auch wenn ein Kontaktverschweißen auftreten sollte.
Ferner sind die drei vorgenannten Paare von Rippen 27a und 27b zwischen Festkontaktelementen 31, 33 und 36 sowie ihren entsprechenden Beweglichkontaktelementen 32, 34 und 35 zwischengelegt. Diese Anordnung verbessert die Isolationscharakteristik des Relais.
Auch können bei dieser Ausführungsform die Festkontaktelemente 31, 33 und 36 und die Beweglichkontaktelemente 32, 34 und 35 in verschiedene Stellungen gepresst werden. Diese Anordnung ist insofern bequem, als sie es dem Benutzer erlaubt, eine Anzahl unterschiedlicher elektromagnetischer Relais mit verschiedenen Kontaktspezifikationen zu realisieren.
Da die Basiseinheiten 20 und 21 die gleiche Form haben, sind weniger Komponenten zu verwalten, reicht eine einzige Form aus und können niedrigere Produktionskosten realisiert werden.
Der elektromagnetische Block 40 ist in 9 und 10 abgebildet. Eine Spulenwicklung 44 ist um den Mittelabschnitt des Spulenkörpers 43 gewickelt, welcher linearsymmetrisch ist. An beiden Enden des Spulenkörpers 43 befinden sich Flansche 41 und 42. Die Enden der Wicklung werden nach außen gezogen und auf Wicklungsanschlüsse 45 des Flansches 41 gebunden und mit ihnen verlötet. Ein Kern 50 ist in ein Mittelloch 46 des vorgenannten Spulenkörpers 43 eingesetzt. Eine Magnetisolationsplatte 51, eine Kernhalterung 52 und eine Feder 53 werden nacheinander auf ein vorspringendes Ende des Kerns gesetzt und in Stellung verstemmt. Ein Kernträger 54, eine Magnetisolationsplatte 51 und eine Feder 53 werden nacheinander auf das andere Ende des Kerns gesetzt und in Stellung verstemmt.
Bei dieser Ausführungsform werden dann die Federn 53 direkt am elektromagnetischen Block 40 befestigt. Dies gewährleistet, dass das Relais präzise montiert werden kann, so dass seine Arbeitscharakteristik nicht variiert.
Eine Magnetisolationsplatte 51 und eine Feder 53 werden zu der gleichen Zeit, zu der der Kernträger 52 in Stellung verstemmt wird, befestigt. Dies vermindert die Anzahl an erforderlichen Montagevorgängen.
Die Magnetisolationsplatte 51 umfasst eine dünne Platte aus Federmaterial, in welche ein Loch 51a, welches zur Verstemmung zu verwenden ist, gestanzt ist. Ihre Unterkante ist unter rechtem Winkel abgebogen und bildet einen Positionieranschlag 51b. Der Anschlag 51b erfasst die Unterseite des Kernträgers 52 und gewährleistet, dass dieser Träger sicher befestigt wird.
Die Kernträger 52 und 54 haben eine kreuzförmige Frontfläche. Arme 52a und 54a, die im Verstemmungsvorgang verwendet werden, ragen nach beiden Seiten eines jeden Trägers ab. Die oberen Enden der betreffenden Träger dienen als Magnetpole 52b und 54b. Löcher 52c und 54c, die ebenfalls zur Verstemmung verwendet werden, sind in den Mitten der unteren Abschnitte der beiden Träger vorhanden.
Halterungsfedern, die in 11 zu sehen sind, sind aus einem dünnen Federmaterial ausgestanzt, das dann in Form gebogen wird. Wenn das untere Ende der Feder nach oben gebogen und auf sich selbst gefaltet ist, ragt Lappen 53b, der den Boden der Feder in Stellung verriegelt, über die Unterkante von Loch 53a hinaus, wobei Verstemmungsloch 53c offen gelassen wird. Die Halterungsfedern 53 weisen zwei Einkerbungen 53e an ihren Seiten auf, die es ihnen erlauben, in andere Komponenten einzugreifen.
Der vorgenannte Lappen 53b kommt mit der Unterkante des Lochs 53a in Berührung, welche nahe der Linie 53d liegt, die den durch Biegen der Feder erzeugten Winkel markiert. Die obere Hälfte einer jeden Feder 53 dreht also auf der Achse der Linie 53d. Es gibt keine Möglichkeit, dass das Lager rutscht, womit die Arbeitscharakteristik stabil bleiben wird.
Ein in 12 gezeigter beweglicher Block 60 wird ausgebildet, indem auf einer Karte 61 nacheinander ein L-förmiges bewegliches Eisenteil 70 (erstes bewegliches Teil), ein Permanentmagnet 71, der die Form eines rechteckigen Prismas hat, und ein C-förmiger beweglicher Eisenkern 72 (zweites bewegliches Teil) angebracht werden.
Eine in 13 dargestellte Karte 61 weist zwei parallele Seitenwände 62 auf. An der Innenseite einer jeden Wand befindet sich ein Paar von L-förmigen Vorsprüngen 63a und 63b. Lappen 64a und 64b ragen von den Oberkanten beider der vorgenannten Wände 62 ab. Stege 69a und 69b, welche die Enden der Karte queren, kommen mit den vorgenannten Halterungsfedern 53 in Berührung. Ausnehmungen 68a stehen einander an den Innenflächen der vorgenannten Arme 68 gegenüber.
Ein Querschnitt des einen der vorgenannten Stege 69a und 69b würde mit einer der vorgenannten Halterungsfedern 53 einen Linienkontakt bilden. Die Innenkanten der Stege 69a und 69b liegen in gleichem Abstand von der Mittellinie der Karte 61. Die Belastungen der beiden Halterungsfedern 53 ändern sich jedoch, wenn sich ihre Drehwinkel ändern, so dass die Außenkanten der Stege 69a und 69b unterschiedliche Abstände von der Mittellinie der Karte 61 sein werden.
Wie in 12 gezeigt, weist das erste bewegliche Element 70 zwei Ausnehmungen 70c an seinen seitlichen Wänden zwischen seinen beiden Enden 70a und 70b auf.
Der Permanentmagnet 71 hat eine Länge, die es ihm erlaubt, in einen Bereich 63c zwischen den vorgenannten Vorsprüngen 63a und 63b, wie in den 13(c) und 13(d) gezeigt, zu passen.
Das zweite bewegliche Element 72 hat, wie in 12 gezeigt, einen Vorsprung 72c an der Seitenfläche eines jeden seiner Enden. Zwischen den Vorsprüngen 72c weist es zwei Einkerbungen 72d und 72e an seiner Seitenfläche auf.
Wenn also das erste bewegliche Element 70 von oben zwischen den Seitenwänden 62 auf die Karte 60 gesetzt wird, erfassen die Ausnehmungen 70c die Vorsprünge 63a und 63b an den Innenseiten der Wände 62 und verriegeln das Element in Bezug sowohl auf seine Länge als auch auf seine Breite in Stellung.
Wenn der Permanentmagnet 71 in den Bereich zwischen den vorgenannten benachbarten Vorsprüngen 63a und 63b eingesetzt wird, wird auch er in Bezug auf seine Länge und Breite immobilisiert.
Die Vorsprünge 72c an dem zweiten beweglichen Teil 72 greifen in Ausnehmungen 68a der Karte 61 ein. Wenn die Einkerbungen 72d und 72e Lappen 64a und 64b auf Seitenwänden 62 erfassen, wird das zweite bewegliche Element 72 in Bezug auf seine Länge und Höhe immobilisiert. Dies schließt die Montage des beweglichen Blocks 60 ab.
Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, dass der Permanentmagnet 71 sicher an der Karte 61 befestigt ist.
Wenn die Halterungsfedern 53 im elektromagnetischen Block 40 ausgedehnt werden, greifen die Enden von Armen 68 des beweglichen Blocks 60 in Ausnehmungen 53e der Federn ein. Auf diese Weise berühren die Stege 69a und 69b der Karte 61 die Innenflächen der Halterungsfedern 53 längs einer einzelnen Linie, und der bewegliche Block 60 wird in einer solchen Weise gehaltert, dass er sich parallel zur Mittellinie des Kerns 50 vorwärts und rückwärts bewegen kann (s. 14).
Bei dieser Ausführungsform werden die Enden des beweglichen Blocks 60 damit durch zwei Federn 53 gehaltert. Diese Anordnung minimiert die Wirkungen der Reibung und stabilisiert so die Arbeitscharakteristik.
Da ferner die Enden der Blöcke 60 durch zwei Federn 53 gehaltert werden, ändert sich die aggregierte Federkraft auch dann nicht, wenn die Federcharakteristik einzelner Federn, die in unterschiedlichen Chargen produziert sind, möglicherweise schwankt. Es gibt also keine Schwankung der Arbeitscharakteristik als Folge von Schwankungen der Genauigkeit, mit der die Federn 53 hergestellt worden sind.
Sobald sie, wie oben dargelegt, zusammengebaut sind, werden der elektromagnetische Block 40 und der bewegliche Block 60 an den Innenwänden der Basis 20 angebracht. Beweglichkontaktelemente 32, 34 und 35 werden in Schlitze 65a, 66a und 67a in den Antriebsstäben 65, 66 und 67 der Karte 61 gepresst, welche durch Fenster 24a, 24b und 24c in der Basiseinheit vorstehen.
Wenn die vorgenannten Zapfen 28e und Löcher 28f an den Basiseinheiten 20 und 21 ineinander eingreifen, werden die Beweglichkontaktelemente 32, 34 und 35 in die Schlitze 65a, 66a und 67a in den Antriebsstäben 65, 66 und 67 gepresst, welche aus Fenstern 24a, d 24b und 24c in der Basiseinheit 21 vorstehen.
Wenn die Arme 52a und 54a der Kernhalterungen 52 und 54, welche aus den Durchgangslöchern 28a und 28b der Basiseinheiten 20 und 21 hervorstehen, verstemmt werden, werden die Basiseinheiten 20 und 21 zu einer Einheit miteinander kombiniert, womit der Basisblock 10 fertiggestellt ist.
Bei dieser Ausführungsform können sich die Arme 52a und 54a geringfügig in Richtung ihrer Länge in den Durchgangslöchern 28a und 28b bewegen. Wenn also die Last auf der Feder als eine Folge einer Änderung der Kombination von Arbeits- und Ruhekontakten variiert, kann man sie durch Verschieben der elektromagnetischen und beweglichen Blöcke in Längsrichtung in Bezug auf den Basisblock einstellen. Diese Anordnung gestattet einem die Realisierung verschiedener elektromagnetischer Relais mit unterschiedlichen Kontaktspezifikationen unter Verwendung des gleichen Satzes von Komponenten.
Bei dieser Ausführungsform bilden, wenn die Ausschnittabschnitte 28c in den Basiseinheiten 20 und 21 zusammengefügt werden, die Öffnung 11, was die Justierung der Haltungsfedern 53 an den beiden Enden des Basisblocks 10 gestattet. Der Benutzer kann also die Arbeitscharakteristik vor Anbringung der Abdeckung 80, die in Kürze diskutiert wird, prüfen. Wenn die Charakteristik nicht geeignet ist, kann er sie durch Justieren der Halterungsfedern ändern.
Die Kontakte im Kontaktmechanismus 30 werden durch elektromagnetischen Block 40 und beweglichen Block 60 mit Hilfe von Basiseinheiten 20 und 21 getrennt. Diese Anordnung stellt sicher, dass das elektromagnetische Relais ausgezeichnete Isolationseigenschaften hat.
Die Gehäuseabdeckung 80 hat die Form eines Kastens, der den Basisblock 10 erfasst und den elektromagnetischen Block 40 und beweglichen Block 60 umschließt. Sie hat zwei parallele Rippen 81a und 81b an ihrer Innenseite. Selbst wenn sich die Abdeckung 80 nach außen aufweitet, greifen die Rippen 81a und 81b immer noch in die Einkerbungen 26a und 26b in den Basiseinheiten 20 und 21 ein, so dass sie mit den Trennwänden 22a und 22b in Berührung bleiben. Aus diesem Grund nimmt der Oberflächenabstand zwischen den Nischen 23a, 23b und 23c zu, und die Isolationscharakteristik verbessert sich. 82 sind Verankerungslöcher und 83 sind die Anker, die durch diese verlaufen.
Wie aus 4 ersichtlich, werden die Rippen 81a und 81b der Abdeckung 80 in Ausnehmungen 26a und 26b im Basisblock 10 gepresst, welcher den elektromagnetischen Block 40 und beweglichen Block 60 umschließt. Die Buckel 28d auf den Basiseinheiten 20 und 21 greifen in Löcher 82 der Abdeckung 20 ein. An diesem Punkt ist der Montagevorgang abgeschlossen.
Bei dieser Ausführungsform liegen die Trennwände 22a und 22b auf den Basiseinheiten und der Abdeckung 80 zwischen jedem Paar aus Fest- und Beweglichkontaktelementen im Kontaktmechanismus 30. Diese Anordnung gewährleistet, dass die Isolationscharakteristik günstig ist.
Wir werden als nächstes das Arbeiten eines wie oben aufgebauten elektromagnetischen Relais diskutieren.
Wie aus 15(b) ersichtlich, sind die einander gegenüberstehenden Oberflächenbereiche des Endsegments 70b des ersten beweglichen Elements 70 und des Magnetpols 54b des Kernträgers 54 groß, wie dies auch die einander gegenüberliegenden Oberflächenbereiche des Endsegments 72a des zweiten beweglichen Elements 72 und des Magnetpols 52b des Kernträgers 52 sind. Dies zerstört das magnetische Gleichgewicht nach links und rechts.
Aus diesem Grund werden, wenn Spannung an die Wicklung 44 im elektromagnetischen Block 40 gelegt wird, das Endsegment 70b des ersten beweglichen Elements 70 und das Endsegment 72a des zweiten beweglichen Elements 72 durch die magnetische Kraft des Permanentmagneten 71 entgegen der Federkraft der Halterungsfedern 53 an die vorgenannten Magnetpole 54b und 52b gezogen.
Dementsprechend lösen sich, wie aus 5 ersichtlich, die Beweglichkontakte 32b und 34b auf den Kontaktelementen 32 und 34 von den Festkontakten 31b und 33b auf den Elementen 31 und 33, und der bewegliche Kontakt 35b auf dem Kontaktelement 35 bewegt sich herüber und berührt Festkontaktelement 36b auf Element 36.
Wenn Spannung so an die Wicklung 44 gelegt wird, dass ein magnetischer Fluss in einer Richtung erzeugt wird, welche den magnetischen Fluss des vorgenannten Permanentmagneten 71 negiert, wird das Endsegment 70a auf dem ersten beweglichen Element 70 zum Magnetpol 52b des Kernträgers 52 gezogen. Das Endsegment 72b auf dem zweiten beweglichen Element 72 wird zum Magnetpol 54b des Kernträgers 54 gezogen. Das Endsegment 70b auf dem ersten beweglichen Element 70 löst sich vom Pol 54b des Kernträgers 54, und das Segment 72a auf dem zweiten beweglichen Element 72 löst sich vom Pol 52b des Kernträgers 52. Dadurch gleitet der bewegliche Block 60 gegen die Magnetkraft des Magneten 71 und die Federkraft der Feder 53 zum Spulenanschluss 54 hin. Der bewegliche Kontakt 35b löst sich vom Festkontakt 36b, und die beweglichen Kontakte 32b und 34b kontaktieren die Festkontakte 31b und 33b, womit alle Kontakte geschaltet werden. Das Segment 70a auf dem ersten beweglichen Element 70 wird gegen den Magnetpol 52b des Kernträgers 52 gezogen, und das Segment 72b auf dem zweiten beweglichen Kontaktelement 72 wird gegen den Pol 54b des Kernträgers 54 gezogen.
Wenn diese Erregung weggenommen wird, bewirken die Federkraft der Halterungsfedern 53 und die Magnetkraft des Permanentmagneten 71, dass der bewegliche Block 60 in entgegengesetzter Richtung gleitet und in seinen Ausgangszustand zurückkehrt.
Mit dieser Ausführungsform haben wir ein Relais diskutiert, bei welchem die Kontakte automatisch in ihren Ausgangszustand zurückkehren. Durch Wahl einer geeigneten Federkraft für die Beweglichkontakte und die Halterungsfedern und einer geeigneten Magnetkraft für den Permanentmagneten jedoch könnten wir die Erfindung auch in einem elektromagnetischen Relais anwenden, welches sich automatisch im geschalteten Zustand hielte.
Aus der vorhergehenden Diskussion sollte klar sein, dass das in Anspruch 1 dieser Anmeldung offenbarte elektromagnetische Relais einen beweglichen Block aufweist, welcher die gleiche Funktion erfüllt wie die H-Elektrode und der Übertragungsmechanismus im Beispiel des Standes der Technik. Diese Erfindung erfordert dann weniger Komponenten. Weniger Herstellungsvorgänge sind erforderlich, und es tritt keine Schwankung in der Präzision, mit der die Teile zusammengefügt werden, oder in der Arbeitscharakteristik auf, wie dies bei bekannten Relais der Fall war.
Da der Kontaktmechanismus direkt mittels des beweglichen Blocks angetrieben wird, ist der Energieverlust minimiert und der energetische Wirkungsgrad des Relais ausgezeichnet.
Die gewählte Anordnung, bei der der bewegliche Block oben auf dem elektromagnetischen Block sitzt und die Kontaktmechanismen an irgendeiner Seite des elektromagnetischen Blocks angeordnet sind, erlaubt uns die Erzielung eines kürzeren Relais. Anordnen der Kontaktmechanismen auf beiden Seiten des elektromagnetischen Blocks liefert das Ergebnis, dass die Länge der Relais nicht direkt mit der Anzahl von Kontakten oder der Länge des Kontaktmechanismus, wie beim Stand der Technik, zunimmt. Der Kontaktmechanismus wird durch den elektromagnetischen Block und den beweglichen Block mit Hilfe der Basis aufgeteilt. Diese Anordnung gestattet uns die Erzielung eines elektromagnetischen Relais mit überlegener Isolationscharakteristik.
Der kastenförmige Basisblock ist aus zwei Basiseinheiten gebildet. Infolgedessen hat die Form, die zur Ausbildung der vorgenannten Basis verwendet wird, einen einfacheren Aufbau, als er erforderlich wäre, um einen gesamten kastenförmigen Basisblock auszubilden und einfacher aufzubauen.
Mit der in Anspruch 2 offenbarten Erfindung besteht keine Notwendigkeit, zwei Arten von Basiseinheiten auf Lager zu halten. Dies vereinfacht die Teilesteuerung und gestattet uns die Verwendung einer einzigen Form zur Ausbildung der Basis.
Die Position des elektromagnetischen Blocks und beweglichen Blocks kann durch Verschieben derselben längs der Axialrichtung des Kerns justiert werden. Dies ändert die Arbeitscharakteristik des Kontaktmechanismus. Auch wenn sich die Belastung der Federn ändert, wenn die Kombination aus Beweglich- und Festkontaktelementen im Mechanismus geändert wird, lässt sich diese Belastung justieren. Es können also Kontaktmechanismen mit unterschiedlichen Spezifikationen durch den gleichen elektromagnetischen Block angetrieben werden. Da die gleichen Komponenten für vielfache Zwecke in Benutzung genommen werden können, ist die Teilesteuerung vereinfacht.
Mit der in Anspruch 3 offenbarten Erfindung weist der Kontaktmechanismus, der von der Basis umgeben ist, auf welcher die Abdeckung angebracht worden ist, eine Trennwand zwischen jedem Paar aus Beweglich- und Festkontaktelementen auf. Dieser Aufbau führt zu einem Kontaktmechanismus mit überlegener Isolationscharakteristik.
Mit der in Anspruch 4 offenbarten Erfindung berühren die Rippen der Abdeckung die Trennwände der vorgenannten Basis. Dies hat die Wirkung einer Erzeugung einer längeren Oberfläche zwischen benachbarten Paaren von Kontaktelementen, die bereits durch die Basistrennwände isoliert sind, was die Isolationscharakteristik des Relais weiter steigert.
Bei dem in Anspruch 5 offenbarten elektromagnetischen Relais ist ein beweglicher Block auf einer Karte als ein Teil mit einem beweglichen Eisenelement installiert. Dieser bewegliche Block bewegt sich mit seinem Element ansprechend auf das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Erregung im elektromagnetischen Block vor und zurück, womit der Kontaktmechanismus betätigt wird. Diese Anordnung beseitigt eine Schwankung in der Präzision, mit welcher die Teile zusammengefügt werden, und der Präzision, mit welcher das Relais arbeitet. Auch ist die Ansprechcharakteristik derjenigen bekannter Relais überlegen.
Bei dem in Anspruch 6 offenbarten elektromagnetischen Relais ist der bewegliche Block polarisiert, um es einfacher zu machen, ein elektromagnetisches Relais mit den gewünschten Arbeitsspezifikationen zu erzielen.
Bei den in den Ansprüchen 7, 8 und 9 offenbarten elektromagnetischen Relais können die beiden beweglichen Eisenelemente und der Permanentmagnet leicht und mit einem hohen Grad an Präzision auf der Karte montiert werden.
Bei dem in Anspruch 10 offenbarten elektromagnetischen Relais erfassen Halterungsfedern beide Enden des beweglichen Blocks. Dies erlaubt eine Halterung des Blocks in einer solchen Weise, dass er sich vorwärts und rückwärts bewegen kann. Bei dieser Anordnung variiert die aggregierte Federkraft auch dann nicht, wenn die Federcharakteristik von zwei in unterschiedlichen Chargen hergestellten Federn variiert. Es gibt also keine Schwankung der Arbeitscharakteristik infolge von Schwankungen der Präzision, mit der die Federn produziert werden.
Bei dem in Anspruch 11 offenbarten elektromagnetischen Relais justiert eine Änderung der Form eines Querschnitts der Stege auf der Karte, die mit den Halterungsfedern in Berührung kommen, den Schwenkwinkel der Federn und ihre Kraft. Dies erhöht den der Konstruktion innewohnenden Freiheitsgrad.

Claims

Elektromagnetisches Relais, welches aufweist: einen elektromagnetischen Block (40), der durch Wickeln einer Spule (44) um einen Kern (50) ausgebildet ist; einen beweglichen Block (60), der auf einem oberen Ende des elektromagnetischen Blocks (40) angeordnet ist und ein Eisenteil (70, 72) aufweist, welches sich ansprechend auf eine Magnetisierung und Entmagnetisierung des elektromagnetischen Blocks parallel zum Kern (50) hin und her bewegt, wobei der bewegliche Block (60) an dem elektromagnetischen Block (40) durch Halterungsfedern (53) aufgehängt ist; und einen Kontaktmechanismus (30) mit einem Festkontakt (31b, 33b, 36b) und einem durch eine Bewegung des beweglichen Blocks (60) betätigten beweglichen Kontakt (32b, 34b, 35b), welcher an einer Seite des elektromagnetischen Blocks (40) angebracht ist; gekennzeichnet durch einen sowohl den elektromagnetischen Block (40) als auch den beweglichen Block (60) umschließenden kastenförmigen Basisblock (10), an dessen Außenseite der Kontaktmechanismus (30) angebracht ist, wobei der bewegliche Block (60) mit einem Betätigungsstab (65, 66, 67) versehen ist, der aus einem in dem kastenförmigen Basisblock (40) ausgebildeten Fenster (24a, 24b, 24c) herausragt, wobei der Betätigungsstab (65, 66, 67) an dem beweglichen Kontakt (32b, 32b, 35b) des Kontaktmechanismus angreift.
Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, wobei der kastenförmige Basisblock (10) ein Paar von Basiseinheiten (20, 21) gleicher Form aufweist.
Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, wobei der Basisblock (10) eine Basiseinheit (20, 21) mit einer Abteilung zur Trennung eines Satzes aus zwei Kontaktelementen (31, 32; 33, 34; 35, 36) für den Festkontakt (31b, 33b, 36b) und den beweglichen Kontakt (32b, 34b, 35b) von anderen Sätzen aus zwei Kontaktelementen aufweist.
Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 3, wobei die Basiseinheit (20, 21) ferner eine Rippe (27a, 27b) zur Trennung des Satzes aus zwei Kontaktelementen aufweist.
Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, wobei der bewegliche Block (60) eine Karte (61) mit einem Betätigungsstab (65, 66, 67) zum Betätigen eines Kontaktelements (32, 34, 35) für den beweglichen Kontakt (32b, 34b, 35b) aufweist.
Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 5, wobei der bewegliche Block (60) ferner aufweist: ein erstes und zweites bewegliches Element (70, 72), welche durch die Magnetisierung des elektromagnetischen Blocks (10) betätigt werden; und einen zwischen dem ersten und zweiten beweglichen Element (70, 72) liegenden Permanentmagneten (71).
Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 5, wobei eine Ausnehmung (70c) des ersten beweglichen Elements (70) einen Vorsprung (63a, 63b) auf einer Innenfläche der Karte (61) erfasst.
Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 5, wobei der Permanentmagnet (71) zwischen einem Paar von Vorsprüngen (63a, 63b) auf einer Innenfläche der Karte (61) festgesetzt ist.
Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 5, wobei der bewegliche Block (60) ferner eine Einsenkung (72d, 72e) des beweglichen Elements (72), die mit einem Lappen (64a, 64b) auf der Karte (61) in Eingriff ist, aufweist.
Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 5, wobei die Halterungsfedern (53) Enden der Karte (61) in einer solchen Weise erfassen, dass der bewegliche Block (60) parallel zu einer Achse des Kerns (50) in dem elektromagnetischen Block (40) frei hin und her gleiten kann.
Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 10, wobei ein Abstand zwischen einer mit einer der Halterungsfedern (53) in Berührung stehenden Rippe (69a) und der Mitte der Karte (61) von einem Abstand zwischen einer mit einer anderen der Halterungsfedern (53) in Berührung stehenden Rippe (69b) und der Mitte der Karte (61) verschieden ist.