DE7740378U1 - Elektromagnetisches Relais - Google Patents

Elektromagnetisches Relais

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    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00Electromagnetic relays
    • H01H51/22Polarised relays
    • H01H51/2272Polarised relays comprising rockable armature, rocking movement around central axis parallel to the main plane of the armature
    • H01H51/2281Contacts rigidly combined with armature

Description

HOiMtANN · DSTTL-E <3t PARTNER
T"> Λ πι "WZI XT m A ^T «■ T Yw πι V^ DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) . Dl PL.-I NG. W. E ITlE · D R. RER. NAT. K. H O FFMAN N . D I PL.-I N G. W. IE H N
DIPL.-ING. K.FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERN HAUS) · D-8000 MON CH EN 81 · TELEFON (089) »11087 . TELEX 05-29619 (PATHE)
ISKRA ZP Ljubljana,o.sub.ο., Ljubljana / Jugoslawien
. Elektromagnetisches Relais
(Ausscheidung aus G 77 33 950.5)
Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Relais, bei dem im Spulenkörper Polschuhe, deren Anschlüsse und die Anschlüsse für die Erregerspule sowie ferromagnetische Einlagen fest eingebaut sind, und das mit einem ferromagnetischen Joch als U-förmigem Deckel umgeben ist, wobei sich innerhalb des Spulenkörpers ein flacher ferromagnetischer Anker befindet.
Ein derartiges Relais ist beispielsweise durch die DE-OS 24 61 884 bekannt geworden. Dieses Relais weist neben seinen guten Eigenschaften den Nachteil auf, daß die Lage des Ankers in Längsrichtung nicht eindeutig bestimmt ist. Deswegen besteht bei einer solchen Befestigung des Relais, bei der sich der Anker in einer senkrechten Lage befindet, die Möglichkeit, daß der Anker bei Schlagen von außen auf das Relais nach unten rutscht und sich mit seinem unteren Ende an die untere Macrnet-
Einlage oder den Spulenkörper anlehnt, was Unzuverlässigkeit beim Umschlagen zur Folge hat. Das .bekannte Relais ermöglicht nach dem Zusammenbau auch keine Änderung der Empfindlichkeit bzw. keine Einstellung dieser Empfindlichkeit auf einen vorgeschriebenen Wert, welcher wegen der Toleranzen der Magnete, die in das Relais eingebaut werden, sowie der Toleranzen der übrigen Bauteile nicht eingehalten werden kann. So ist es notwendig,, daß diese Magnete sowie die übrigen Bauteile genau ausgewählt werden, wodurch die Herstellung kostenaufwendiger wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Relais der eingangs beschriebenen Art mit großem und zuverlässigem Kontaktdruck zu schaffen. Das Relais soll einfach und preiswert herstellbar sein. Alle Ausführungen sollen auch die Eigenschaft besitzen, daß ihre Befestigungslage beliebig ist, wodurch sie unempfindlich gegen Schläge aus jeder Richtung sind.
Diese Aufgabe der Erfindung wird mit einem Relais der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anordnung der als Dauermagnete ausgebildeten ferromagnetischen Einlagen im Spulenkörper derart unsymmetrisch ist, daß bei | einem Paar einander gegenüber angeordneter Polschuhe die jj
Dauermagnete im Raum zwischen dem jeweiligen Polschuh und | dem Joch angeordnet und in einer Richtung polarisiert sind, | während der dritte Dauermagnet zwischen den beiden Polschuhen des gegenüberliegenden Paares der Polschuhe angeordnet und in Gegenrichtung der übrigen Dauermagnete polarisiert ist. Dieses Relais ist als bistabiles Relais verwendbar.
Um eine Längsverschiebung des Ankers zu verhindern, weist der Anker in der Mitte zwei seitliche rechteckige Ansätze auf, welche in der Ankerebene liegen. Diese Ansätze ragen in die Lager, die eine Vertiefung in Form des Querschnittes durch
eine bikonkave Linse aufweisen. Die Ansätze können demgemäß abwälzend über ein derart geformtes Lager rollen, eine Längsverschiebung des Ankers ist dagegen vollständig verhindert. Da weiter der Ansatz in Längsrichtung des Ankers sehr kurz ist, ist dadurch das Drehmoment gering ,das auch der Anker zu überwinden hat, wenn der Ansatz mit seinem Rand an der Innenwand des Lagers anliegt.
Eine monostabile Ausführung des Relais ist zweckmäßig so aufgebaut, daß auf derjenigen Seite des Relais, auf v/elcher der Dauermagnet zwischen den Polschuhen angeordnet ist, im Raum zwischen dem einen Polschuh und dem Joch ein zusätzlicher Dauermagnet angeordnet ist, der in der gleichen Richtung wie der Dauermagnet zwischen den Polschuhen polarisiert ist»
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1 eine erste Ausführung des Relais im Aufriß und Querschnitt,
Fig. 2 die erste Ausführung des Relais im Grundriß und Querschnitt,
Fig. 3 eine zweite Ausführung des Relais im Aufriß und Querschnitt,
Fig. 4 die zweite Ausführung des Relais im Grundriß und Querschnitt, und
Fig. 5 die erste Ausführung des Relais in axonometrischer Projektion des Querschnitts.
Fig. 1 und 2 stellen die erste Ausführung des Relais im Querschnitt dar. Das Relais enthält vier ferromagnetische Einlagen 1, 2, 3 und 4, die in bistabiler Ausführung alle Dauermagnete und in gleicher Richtung so polarisiert sind, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Weiter sind vier ferromagnetische Polschuhe 7, 8, 9 und 10 nahe den ferromagnetischen Einlagen 1, 2, 3 und 4 angeordnet, die gleichzeitig als elektrische Kontakte wirken. Die ferromagnetischen Einlagen 1, 2, 3 und 4 sind von den ferromagnetischen Polschuhen 7, 8, 9 und 10 durch einen Spulenkörper 11 oder ein anderes Isolierelement getrennt, wodurch neben der elektrischen auch eine teilweise magnetische Isolierung erzielt wird. Ein Anker 5, der durch eine sich auf dem Spulenkörper 11 befindende Spule 12 erregt wird, schließt jeweils zwei diametral angeox'dnete ferromagnetische Polschuhe 7 und 10 oder 8 und 9 kurz, welche gleichzeitig elektrische Kontakte sind. Der Anker 5, der sowohl elektrisch als auch magnetisch leitend ist, ist aus weichmagnetischem Werkstoff mit niedriger Elastizität hergestellt, er ist flach und besitzt eine Kreuzform. Auf diese Weise vorgesehene seitliche Ansätze 14 ermöglichen eine drehbare Einspannung in Lager 13. Die Lager 13 weisen eine Vertiefung in Form des Querschnitts durch eine bikonkave Linse auf. In dieser Vertiefung befinden sich die Ansätze 14 des Ankers 5. Der waagerechte Durchmesser der Vertiefung ist etwas größer als die Breite des Ansatzes 14. Dadurch wird trotz größerer Fertigungsabweichungen beim Anker 5, den. Polschuhen 7, 8, 9 und 10 und dem Spulenkörper 11 ein gutes Anliegen des Ankers 5 an die magnetischen Polschuhe 7, 8, 9 und 10 sichergestellt.
In Längsrichtung wird der Anker 5 so kurz wie möglich ausgebildet, um die Massenträgheitskrafte klein zu halten. Andererseits muß der Anker 5 aber so lang ausgebildet werden, daß ein ausreichender und optimaler Kontaktdruck zwischen Anker 5 und Polschuhen 7, 8, 9 und 10 sichergestellt ist.
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Wenn für die diametral liegenden ferromagnetischen Einlagen, z. B. die Einlagen 1 und 4, Dauermagnete und für die übrigen ferromagnetischen Einlagen 2 und 3 weichmagnetische Einlagen gewählt | werden, wird eine monostabile Ausführung des erfindungsgemäßen Ά Relais erreicht, bei welcher bei unerregter Spule 12 die Pölschuhe 7 und 10, bei Erregung der Spule 12 in richtiger Richtung jedoch die Polschuhe 8 und 9 und dadurch die dazugehörenden elektrischen Anschlüsse kurzgeschlossen werden.
Wie aus Fig. 1 und 3 ersichtlich, befindet sich zwischen den einzelnen Polschuhen 7, 8, 9 und 10 und den ferromagnetischen Einlagen 1, 2, 3 und 4, die Dauermagnete sein können, ein Spulenkörperteil, der es verhindert, daß die magnetischen Kraftlinien, die aus den Magneten austreten, gänzlich in die einzelnen Polschuhe 7, 8, 9 und 10 übergehen und es so ermöglicht, daß jeder dieser Magnete ein Streufeld besitzt. Wenn dar; erfindungsgemäße Relais derart in ein magnetisches Feld gebracht wird, daß dieses Feld ) weder senkrecht zur Ebene des Ankers 5 noch in Richtung des An- ; kers 5 verläuft, dann werden die einzelnen Dauermagnete, wenn es Keramikmagnete sind, in Richtung der Kraftlinien dieses äußeren Magnetfeldes magnetisiert werden. Deshalb wird sich ihre effektive, in Richtung der Polschuhe gerichtete Komponente ändern, wodurch sich auch die Empfindlichkeit des Relais ändern wird. Auf diese Weise ist es bei gleichzeitiger Kontrolle der Empfindlichkeit des Relais und dessen Drehen im äußeren Magnetfeld möglich, seine Umschlagempfindlichkeit, die von der Stromstärke durch die Spule 12 abhängig ist, nach dem Zusammenbau des Relais zu ändern.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Relais ist in Fig. 3 und 4 dargestellt. Dieses Relais, das an einem seiner Enden wie das Relais nach.Fig. 1 und 2 zwei Dauermagnete 1 und 2 aufweist, die in einer Richtung polarisiert sind, besitzt am anderen Ende, eingelegt zwischen den beiden Polschuhen 9 und 10, einen einzigen Dauermagneten 16, der in Gegenrichtung polarisiert ist. Dieses Relais ist in solcher Ausführung ein bistabiles Re-
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lais, das sich von der Grundausführung insofern unterscheidet, als nur drei Dauermagnete verwendet werden. Diese Ausführung kann durch Ergänzung mit einem weiteren Dauermagneten 3, der sich auf der gleichen Seite wie der Dauermagnet 16 und im Raum zwischen dem Joch. 6 und dem Polschuh 9 befindet und auch in gleicher Richtung wie der Dauermagnet 16 polarisiert ist, in eine monostabile Ausführung geändert werden, die sich von der monostabilen Ausführung' nach dem ersten Ausführungsbeispiel insofern unterscheidet, als die Ruhelage des Ankers 5 bei dieser zweiten Ausführung viel stärker ausgeprägt ist. Die Ursache da-· für liegt darin, daß sich in der Ruhelage des Ankers 5 die Anziehungskräfte der Dauermagnete 1, 3 und 16 addieren, in der Gegenlage, die mit einer entsprechenden Erregung der Spule 12 erreicht wird, dagegen die Anziehungskräfte der Dauermagnete 1 und 16 addieren, während sich die Anziehungskräfte der Dauermagnete 2 und 3 kompensieren.
Obwohl diese zusätzlichen Ausführungen der Relais nicht in solchem Maße für eine magnetische Einstellung deren Empfindlichkeit geeignet sind, würde eine entsprechend konstruierte Magnetisie- I rungsvorrichtung, die den Einfluß des Außenmagnetfeldes hauptsäch-j lieh auf eine Relaishälfte begrenzt, auch eine magnetische Einstellung bei zusammengebautem Relais ermöglichen. I
Nuten 17 im Inneren des Spulenkörpers 11 sind vorzugsv/eise so > ausgeführt, daß sie eine möglichst große Oberfläche aufweisen, wodurch die Eigenschaft verbessert ist, daß darin Staub verbleibt, der beim Aufeinanderschlagen der Kontakte aufeinander an diesen entsteht und abfällt. Die Nuten 17 haben deshalb eine ringförmi- ]
ge Form und einen quadratischen Querschnitt. . . j
Es ist zweckmäßig, daß der Anker 5 und die Polschuhe 7, 8, 9 und 10, die aus weichmagnetischem Werkstoff gefertigt sind, galva- , nisch mit einer dickeren Schicht mit niedrigem ohmschem Widerstand überzogen oder mit Kontaktbauteilen, z.B. Kontaktnieten, \
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ausgestattet werden, wodurch der übergangswiderstand herabgesetzt und die Betriebszuverlässigkeit erhöht wird.
Das erfindungsgemäße elektromagnetische Relais wird auf bekannte Weise hermetisch mit einer Vergußmasse 15 verschlossen und mit einem Schutzgas gefüllt.

Claims (2)

  1. • *
    HOFFMANN · ίΕΪΤ^Ε ·& PARTNER
    PAT E N TAN WALTE
    DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197«) . Dl PL.-I NG. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · Dl PL.-ING. W. LEHN
    DIPL.-ING. K.FOCHSIE ■ DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABEUASTRASSE 4 (STERN HAUS) . D-BOOO MONCH EN 6! ■ TELEFON (069) 911087 · TELEX 05-2961? (PATHE)
    ISKRA ZP Ljubljana, ο.sub.ο., Ljubljana / Jugoslawien
    Elektromagnetisches Ralais
    (Ausscheidung aus G 77 33 950.5)
    Schutzansprüche
    Elektromagnetisches Relais, bei dem im Spulenkörper Polschuhe, deren Anschlüsse und die Anschlüsse für die Erregerspule sowie ferromagnetische Einlagen fest eingebaut sind, und das mit einem ferromagnetischen Joch als U-förmigem Deckel umgeben ist, wobei sich innerhalb des Spulenkörpers ein flacher ferromagnetischer Anker befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung der als Dauermagnete ausgebildeten ferromagnetischen Einlagen (1, 2, 16) im Spulenkörper (11) derart unsymmetrisch ist, daß bei einem Paar einander gegenüber angeordneter Polschuhe (7, 8) die Dauermagnete (1, 2) im Raum zwischen dem jeweiligen Polschuh (7, 8) und dem Joch (6) angeordnet und in einer Richtung polarisiert sind, während der dritte Dauermagnet (16) zwischen den beiden Polschuhen (9, 10) des gegenüberliegenden Paares der Polschuhe (9, 10) angeordnet und in Gegenrichtung der
    übrigen Dauermagnete (1, 2) polarisiert ist.
  2. 2. Elektromagnetisches Relais.nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf derjenigen Seite des Relais, auf welcher der Dauermagnet (16) zwischen den Polschuhen (9, 10) angeordnet ist, im Raum zwischen dem einen Polschuh (9) und dem Joch (6) ein zusätzlicher Dauermagnet (3) angeordnet ist, der in der gleichen Richtung wie der Dauermagnet (16) zwischen den Polschuhen (9, 10) polarisiert ist.
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