DE7040697U

DE7040697U - Polarisiertes elektromagnetisches Relais

Info

Publication number: DE7040697U
Application number: DE19707040697
Authority: DE
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1970-11-03
Filing date: 1970-11-03
Publication date: 1971-02-18

Description

HARTMANN & BRAUN 2.11.1970

Aktiengesellschaft

Polarisiertes elektromagnetisches Relais

Die Erfindung bezieht sich auf ein polarisiertes elektromagnetisches Relais, insbesondere Leiterplattenreiais, mit einem E-förmigen Kernjoch, einem auf den Enden des Kernjoches aufliegenden U-förmigen Anker, einem Spulenkörper mit angeformter Führung für einen Kontaktbetätigungsschieber und einem unterhalb des Eisenkreiset liegenden Kontaktfedersatz.

Polarisierte elektromagnetische Relais, bei welchen durch den Einbau von Dauermagneten in den Eisenkreis zwei stabile Stellungen des Ankers erzwungen werden, sind in mehreren Ausführungen bekannt geworden. Ein zum Stand der Technik gehörendes polarisiertes Leiterplattenrelais besteht im Wesentlichen aus einem E-förmigen Kernjoch, einem ü-förmigen Anker, einer Spule, einem unter dem Eisenkreis liegenden Kontaktfedersatz und zwei Dauermagneten, die als Hauptmagnet und Hilfsmagnet bezeiche^nt sind. Der quaderförmige Hauptmagnet ist auf das Endaidea-jKiftteIschenkels des E-förmigen Kernjoches aufgeklebt und vertikal zur Jochebene magnetisiert. Der Hilfs-

magnet ist oberhalb des Ankers mit dem Spulenkörper so verbunden, daß er den Anker in der hochgeklappten Stellung festhält. Die beiden Magnete liegen also oberhalb und unterhalb des ü-förmigen Ankerbleches. Bei dieser Konstruktion wird der von der Spule ausgehende Magnetfluß über den Hauptmagneten geführt. Für diesen Fluß stellt daher der Hauptmagnet im Eisenkreis einen erhöhten magnetischen Widerstand dar. Als nachteilig bei dieser Konstruktion ist ferner anzusehen, daß zumindest der Hauptmagnet durch einen Klebevorgang befestigt werden muß. Außerdem sind die beiden Magnete vom Volumen her eng begrenzt, so daß sich keine großen Haltekräfte erzielen lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Magnetkreis für polarisierte Relais so auszubilden, daß man mit einem einzigen Magneten auskommt^der leicht und billig zu montieren ist und große Haltekräfte liefert. Vor allem soll dieser Magnet an einer Stelle des Eisenkreises untergebracht werden,an der relativ viel Platz zur Verfügung steht,ohne daß dadurch die Außenabmessungen des Relais als Ganzes vergrößert werden müssen.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß auf den Quersteg des E-förmigen Kernjoches ein quaderförmiger Dauermagnet und auf diesen ein U-förmiges Joch aufgesetzt ist, daß die Außenschenkel des E-fÖrmigen Kernjoches verkürzt sind und daß die Endkanten dieser Auöenschenkel derart als Schneidenlager für

den U-förmigen Anker dienen/ daß dieser in der ersten stabilen Position von dem U-förmigen Joch und dem Mittelschenkel des E-förmigen Kernjoches und in der zweiten stabilen Position unter Umkehr der Flußrichtung im Anker von dem U-fÖrmigen Joch und den Außenschenkeln des E-förmigen Kernjoches gehalten wird.

Durch die Erfindung gelingt es in überraschender Weise, mit einem einsigen Magneten zwei stabile Endpositionen üu erreichen, Dabei sind der Magnet und das zusätzliche U-förmige Joch so außerhalb des Spulenkörpers untergebracht, daß die Gesamtbauhöhe des Relais dadurch nicht vergrößert wird. Es können daher weitgehend gleiche Teile für eine gepolte und nicht gepolte Ausführung des Relais verwendet werden.

von/ Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand Figur 1 bis 3 der Zeichnung erläutert.

Figur 1 zeigt in auseinandergezogener Darstellung den Eisenkreis eines polarisierten Relais. Aus Figur 2 und 3 sind die Ankerstellungen in den beiden stabilen Schaltpositionen erkennbar.

Einander entsprechende Teile sind mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.

In Figur 1 ist mit 1 ein im wesentlichen E-förmiges Kernjoch bezeichnet, auf dessen Mittelschenkel la eine Spule 2 sitzt.

Dc.s Ende des Mittelsteges la 1st abgeschrägt. Die beiden Außenstege Ib und lc sind verkürzt und an den Enden leicht nach oben abgewinkelt, so daß die Kanten Id und Ie als Schneidenlager für den Anker dienen. Der mit 3 bezeichnete Anker ist U-förmig gestaltet und mit abgewinkelten Federn 4 und 5 verbunden,die der Ankerhalterung dienen. Mit 6 ist ein quaderförmiger Dauermagnet bezeichnet, der an der unteren hinteren Kantt* einen Schlitz 6a aufweist ,in welchen die abgewinkelten Enden der Federn 4 und 5 hineingesteckt werden, über dem Dauermagnet 6 ist ein U-förmiges Joch dargestellt, dessen Schenkel etwa die gleiche Länge aufweisen, wie der Mittelschenkel la des E-förmigen KernJoches.

Die Teile 1, 6 und 7 sind mit Bohrungen versehen, die Befestigungsschrauben aufnehmen. Diese Befestigungsschrauben können so ausgebildet sein, daß sie sich ihr eigenes Gewinde in entsprechenden Löchern des nicht dargestellten Kontaktfederkörpers schneiden. Mit 8 ist ein Kontaktbetätigungsschieber bezeichnet, der um den Mittelschenkel la des Kernjoches 1 herumgreift unu auf der Unterseite des Ankers 3 aufliegt.

Figur 2 zeigt den Eisenkreis des Relais in der ersten stabilen Position, in welcher der U-förmige Anker 3 auf dem Mittelschenkel la des Kernjoches und den Außenschenkeln des U-förmigen Joches aufliegt. Mit 9 ist schematisch ein Umschaltkontakt angedeutet. Die Feder 4 ist in der dargestellten Ankerposition nach oben

gewölbt. Aus den eingetragen-n Zeichen N und S ergibt es sich, daß der Magnet 6 senkreckt zur I ichebene aufmagnetisiert ist. Der Flußverlauf über die Eisenteile ist mit unterbrochenen Linien angedeutet.

Aus Figur 3 ist die zweite stabile Position des Ankers erkennbar. Der Anker 3 berührt die Schenkelenden des U-förmigen Joches 7 und zugleich die Außenschenkel Ib und Ic des E-förmigen Kernjoches 1. Die Feder 4 liegt in diesem Falle flach auf dem Schenkel Ib auf.

Der Flußverlauf im Eisenkreis ist wiederum mit unterbrochenen Linien eingezeichnet.

Ein Vergleich von Figur 2 und 3 zeigt, daß sich die Flußrichtung in den Schenkeln des U-förmigen Ankers 3 beim Umschalten des Relais umkehrt. Das Relais wird durch Stromimpulse in der Erregerspule 2 umgeschaltet. Dabei überlagert sich der in der einen oder anderen Richtung verlaufende elektromagnetische Fluß derart mit dem dauermagnetischen Fluß, daß der Anker seine stabile Position wechselt. Die Bewegungsvorgänge sind dabei im einzelnen folgende:

Wenn in Figur 3 das linke Ende des Ankers 3 nach unten bewegt wird, so rollt der Anker auf der als Schneidenlager wirkenden Kante Id ab. Dabei nähert sich die rechte obere Kante des Ankers 3 dem Joch 7 so weit, daß diese Kante durch dauernagnetische Kräfte ganz an das Joch herangezogen wird. Damit ist die in Figur 2 dargestellte Position./erreicht. Die auftretenden Kräfte sind

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groß genug, um zugleich die Federkräfte des Kontaktsatzes 9 zu überwinden. Bei der Umschaltung von der zweiten in die erste stabile Position wird der Anker durch die Kräfte der Kontaktfedern zusätzlich beschleunigt.

Man erkennt aus Figur 2, daß die Ankerhaltefedern 4 und 5 relativ stark verformt werden. Man verwendet daher sehr schlanke Federn aus einem nicht'ferromagnetischen Material, um keinen unerwünschten magnetischen Nebenschluß zu schaffen. Die Federn könnten selbstverstänlich auch nach unten abgewinkelt und in Schlitzen der Schenkel Ib und Ic befestigt sein. Auch were es denkbar, die Federn flach unter den Dauermagneten 6 zu klemmen, jedoch ergibt sich dadurch ein zusätzlicher Luftspalt. Im übrigen können die Ankerfedern ganz weggelassen werden, wenn man den Anker durch Formgebung des nicht dargestellten Relaisgehäuses so führt, daß er die Umschaltbewegungen ausführen kann_fohne dabei aus seiner Soilage herauszurutschen.

Bei einer weiteren Abwandlung der Konstruktion nach der Erfindung könnte man auf das Hochbiegen der Kanten Id und Ie verzichten, wenn man den Anker 3 an der Lagerstelle entsprechend verformt, indem man ihn beispielsweise mit einer Ausbuchtung nach unten versieht. In diesem Falle könnten die Schenkel Ib und Ic ebensolang ausgebildet sein, wie der Schenkel la,ohne daß dies dem Prinzip der Erfindung abträglich wäre. Es dürfte jedoch zweckmäßig sein, der dargestellten Aus-

fr-1. -igsform den Vorzug zu geben, weil sie eine Gewichts- ^ einsparung mit sich bringt. Wichtig ist jedoch in jedem Falle, daß die Schenkel des U-förmigen Ankers 3 über die Abrollkanten hinaus verlängert sind, damit sich die obere rechte Kante des Ankers dem Joch 7 ausreichend annähern kann.

Das nach dem Prinzip der Erfindung gebaute polarisierte Relais entwickelt außerordentlich hohe Haltekräfte, so daß man Mehrfach-Kontaktsätze mit hohen Kontaxtkräften einbauen kann.

Die Höhe des Magneten und des Joches 7 können so bemessen werden, daß das Joch 7 nicht über die obere Begrenzung des Spulenkörperflansches hinausragt. Es wird also kein zusätzlicher Einbauraum benötigt.

Das dargestellte polarisierte Relais unterscheidet sich von einem nicht gepolten Relais nur durch ein anderes Kernjoch 1, andere Ankerfedern 4 und 5, einen zusätzlichen Magneten 6 und ein zusätzliches Joch 7. Alle anderen Teile, wie z.B. der Spulenköpper und der Kontaktfederkörper, können unverändert von bekannten Konstruktionen übernommen werden.

Die aus nicht ferromagnetischem Material bestehenden Haltefedern 4, 5 find an der Unterseite des Ankers befestigt und stellen zugleich einen gezielten Luftspalt zwischen Anker und Schneidenlagern dar.

In einer weiteren Abwandlung könnte der Dauermagnet f. eine geringere Bauhöhe aufweisen als der Abstand zwischen dem U-förmigen Joe. 7 und dem E-förmigen Kernjoch 1. Dies könnte durch eine Eisenblechzwischenlage erreicht werden. Das Ergebnis wäre eine geänderte Flußverteilung infolge der Änderung des Luftspaltes am Ort des Dauermagneten.

8 Seiten Beschreibung
6 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnung

Claims

1) Polarisiertes elektromagnetisches Relais, insbesondere Leiterplattenrelais, mit einem E-förmigen Kernjoch, einem auf den Enden des Kernjoches aufliegenden U-förmigen Anker, einem Spulenkörper mit angeformter Führung für einen Kontaktbetätigungsschieber und einem unterhalb des Eisenkreises liegenden Kontaktfedersatz, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Quersteg des E-förmigen Kernjoches (1) ein quaderförmiger Dauermagnet (6) und auf diesen ein U-förmiges Joch (7) aufgesetzt ist, daß die Außenschenkel (1b, 1c) des E-förmigen Kernjoches (1) verkürzt sind und daß die Endkanten (1d, 1e) dieser Außenschenkel derart als Schneidenlager für den U-förmigen Anker (3) dienen, daß dieser in der ersten stabilen Position von dem U-förmigen Joch (7) und dem Mittelschenkel (1a) des E-förmigen Kernjoches (1) und in der zweiten stabilen Position unter Umkehr der Flußrichtung im Anker (3) von dem U-förmigen Joch (7) und den Außenschenkeln (1b, 1c) des E-förmigen Kernjoches (1) gehalten wird.

2) Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endkanten (ld, 1e) der Außenschenkel (1b, 1c) des Kernjoches (1) nach oben abgewinkelt sind.

3) Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (3) über relativ schlanke Haltefedern (4, 5) geführt ist.

4·) Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltefedern (4-, 5) aus nicht ferromagnetische!! Material ^vestehen_t an der Unterseite des Ankers (3) befestigt sind und zugleich einen gezielten Luftspalt zwischen Anker und Schneidenlagern darstellen.

5) Relais na^h Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker fliegend angeordnet und lediglich seitlich geführt ist*

6) Relais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (6) eine geringere Bauhöhe aufweist als der Abstand zwischen dem ü-förmigen Joch (7> und dem E-förmigen Kern j och (1).