DE940367C

DE940367C - Toggle armature relay

Info

Publication number: DE940367C
Application number: DES31859A
Authority: DE
Inventors: Josef Fischer; Hans Sauer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1953-01-19
Filing date: 1953-01-20
Publication date: 1956-03-15

Description

AUSGEGEBEN AM 15. MÄRZ 1956ISSUED MARCH 15, 1956

S 31859 VIII c 13igS 31859 VIII c 13ig

KippankerrelaisToggle armature relay

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kippankerrelais, bei welchem die die wirksamen Luftspalte bildenden Polschuh- und Ankerflächen schräg zur Drehachse des Ankers gestellt sind. Diese Schrägstellung hat bekanntlich den Vorteil, daß der Stellweg des Ankers wesentlich größer als der bauliche Abstand zwischen Polschuhen und Ankerflächen (Dicke der Arbeitbluftspalte) wird. Man kann dann mit sehr kleinen Luftspalten und entsprechend geringen elektrischen Leistungen für die Betätigung von Kontakten od. dgl. ausreichend große Ankerwege erzielen.The invention relates to a toggle armature relay, in which the effective air gaps forming pole shoe and armature surfaces are placed obliquely to the axis of rotation of the armature. This inclination is known to have the advantage that the travel of the armature is much greater than the structural travel Distance between pole pieces and armature surfaces (thickness of the working air gap) is. Then you can with very small air gaps and correspondingly low electrical power for actuation of contacts or the like. Achieve sufficiently large anchor distances.

Bei einem bekannten, neutralen Kippankerrelais dieser Art sind die wirksamen Polschuh- und Ankerflächen bei Verwendung eines zweiflügeligen Ankers windschief zueinander ausgebildet. Dies erschwert die Justierung des Ankers bezüglich der feststehenden Polschuhe und ermöglicht auch nur eine einseitige Kontaktbetätigung.In a known, neutral toggle armature relay of this type, the effective pole piece and Anchor surfaces when using a two-wing anchor formed skewed to each other. This makes it difficult the adjustment of the armature with respect to the fixed pole pieces and also only allows a one-sided contact actuation.

Günstigere Verhältnisse ergeben sich, wenn erfindungsgemäß bei einem als polarisiertes Relais ausgebildeten Relais der polarisierte Anker sich radial nach entgegengesetzten Richtungen erstrekkende, verschieden polarisierte Flügel trägt, vonMore favorable conditions result if, according to the invention, a polarized relay formed relay the polarized armature extending radially in opposite directions, wears differently polarized wings, from

denen der eine — in Richtung der Drehachse gesehen — vor und der andere hinter den zugehörigen Polschuhen des Stators liegt, und hierbei sämtlich wirksame Flächen der. Flügel und Polschuhe miteinander parallel liegen.those of the one - seen in the direction of the axis of rotation - in front of and the other behind the associated pole pieces of the stator, and here all effective areas of the. Wings and pole pieces are parallel to each other.

Weitere Einzelheiten, der Erfindung sind an einem in der Zeichnung in Fig. ι in Seitenansicht, teilweise im Schnitt, in Fig. 2 schaubildlich dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Das Ausführungsbeispiel zeigt ein polarisiertes Relais mit Dauermagnetanker. Die Erfindung ist mit gleichen Vorteilen bei neutralen Relais anwendbar. An dem Kern der Relaisspule ι sind die durch eine" Traverse 2 aus nichtmagnetischem Material zusammengehaltenen Magnetjoche 3 und 4 angesetzt, welche winkelförmig umgebogene und dachartig abgeschrägte Polschuhe 3_a und 4„ besitzen. Die durch die strichpunktierte Linie a-a angedeutete Drehachse des Ankers wird durch die beiden Zapfen 5Further details of the invention are explained in more detail in an exemplary embodiment shown diagrammatically in FIG. 2 in a side view, partially in section, in the drawing in FIG. The embodiment shows a polarized relay with a permanent magnet armature. The invention can be used with neutral relays with the same advantages. By a "held together cross-piece 2 of non-magnetic material yokes set 3 and 4, which angularly bent and roof-like tapered pole pieces 3 _a and 4" are ι to the core of the relay coil own. The cited by the dashed line indicated the axis of rotation of the armature is determined by the both pins 5

ao verkörpert, die in aus Fig. 1 ersichtlicher Weise in der Traverse 2 bzw. in einem an dieser Traverse befestigten Tragbügel 6 gelagert sind. Der Anker besteht aus dem Kern 7 und den flügelartigen Ansätzen % bis y_d. Kern und Polschuhe sind aus ma-ao embodied, which are mounted in the manner shown in FIG. 1 in the crossbeam 2 or in a support bracket 6 attached to this crossbeam. The anchor consists of the core 7 and the wing-like approaches % to y _d . The core and pole pieces are made of

s5 gnetischem Material hergestellt, und zumindest der Kern 7 ist ein Dauermagnet, oder es sind in ihm ein oder mehrere Dauermagnete eingelagert, etwa dergestalt, daß die Flügel y_a und y_b Nordpole und die Flügel y_c nndy_d Südpole bilden, oder umgekehrt.s5 magnetic material, and at least the core 7 is a permanent magnet, or one or more permanent magnets are embedded in it, such that the wings y _a and y _{b form} north poles and the wings y _c nndy _d south poles, or vice versa.

Die Flügel des Ankers erstrecken sich von der Drehachse a-a aus mit zunächst senkrecht zur Drehachse stehenden Flächen radial in entgegengesetzter Richtung und sind dann zu den Polschuhen 3₀ und 4a des Stators hin gebogen. Die Flügelenden y_a bis 7a stehen -also nicht senkrecht zur Zeichenebene der Fig. i, sondern sind gegenüber ihren Wurzelflächen so verdreht, daß sie zu den dachförmig abgeschrägten Polschuhen (s. Fig. 2) etwa parallel stehen. In beiden Figuren ist der Anker der Deutlichkeit wegen in seiner Mittellage dargestellt. Praktisch kippt der polarisierte Anker stets von einer Endlage in die andere, so daß er die dargestellte Stellung zwar passiert, aber niemals als Ruhelage einnimmt. Die Ausschläge des Ankers sind durch den an ihm befestigten Betätigungshebel 8 begrenzt, der -sich zwischen der nicht dargestellten Kontaktanordnung in Richtung des in Fig. 2 angegebenen Pfeiles 8_a innerhalb eines bestimmten Bereiches vor- und zurückbewegen kann. Die Spule 1 kann wahlweise so erregt werden, daß der Nordpol des Stators im Polschuh 3_a und der Südpol entsprechend im Polschuh 4_a liegt, oder umgekehrt. Im ersteren Falle werden die Flügel y_b und y_c an die Polschuhe gezogen, so daß der Betätigungshebel 8 aus der Zeichenebene der Fig. 1 nach rückwärts ausschlägt ; im zweiten Falle werden die Flügel y_a und y_d an die Polschuhe des Stators herangezogen, so daß der Betätigungshebel 8 aus der Zeichenebene der Fig. 1 nach vorn gezogen wird. Weil die den Polschuhen gegenüberstehenden Ankerflügel y_a bis y_d nicht senkrecht zur Drehachse a-a, sondern ebenso wie die Polschuhe 3_O und 4₀ schräg zu dieser Drehachse stehen, ist der Auslenkungsweg dieser Flügel wesentlich größer, nämlich etwa doppelt so groß, wie die dabei eintretende Luftspaltänderung zwischen den Flügeln und den feststehenden Polschuhen 3_a und 4_fl. Dieser durch die Schrägstellung gemäß der Erfindung erzielte Effekt gewährleistet also große Ankerwege bei kleinem Luftspalt. Der Effekt tritt an sich bei jeder beliebigen Schrägstellung der die Luftspalte begrenzenden Flächen relativ zur Drehachse des Ankers ein und ist, wie auch rechnerische Überlegungen beweisen können, am größten, wenn die Flügelenden gegenüber den Flügelwurzeln um 20 bis 25° verdreht stehen. Durch diese relative Verkleinerung des Luftspaltes konzentriert sich der magnetische, bei polarisierten Relais vorhandene Dauerfluß mehr, über die Polflächen und weniger über den Spulenkern. Diese bessere Abgrenzung von Dauer- und Erregerfluß bringt eine erhöhte Ansprechempfindlichkeit sowohl durch die Flußgestaltung als auch durch den besser ausgenutzten Wi'okelraum der Spule. Denn der Querschnitt des Spulenkernes kann um den Sättigungsanteil des um die Polflächen geleiteten Dauerflusses vermindert werden, und der dadurch ersparte Wickelraum, in Kernnähe, ist wegen der geringen Cu-Verluste besonders wirtschaftlich. The wings of the armature extending from the axis of rotation of aa with first plane perpendicular to the rotational axis faces radially in the opposite direction and are then bent to the pole pieces 3 ₀ and 4a of the stator back. The wing ends y _a to 7 a are thus not perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 1, but are rotated with respect to their root surfaces in such a way that they are approximately parallel to the roof-shaped beveled pole pieces (see FIG. 2). In both figures, the anchor is shown in its central position for the sake of clarity. In practice, the polarized armature always tilts from one end position to the other, so that although it passes the position shown, it never assumes a rest position. The deflections of the armature is limited by the fixed to it operating lever 8, the --SiCH between the not shown contact assembly in the direction shown in Fig. 2 arrow 8 _a forth within a certain range and can move back. The coil 1 can optionally be excited so that the north pole of the stator is in the pole piece 3 _a and the south pole is accordingly in the pole piece 4 _a , or vice versa. In the former case, the wings y _b and y _{c are drawn} to the pole shoes so that the actuating lever 8 deflects backwards from the plane of the drawing in FIG. 1; in the second case, the wings y _a and y _{d are drawn} to the pole shoes of the stator, so that the actuating lever 8 is pulled forward from the plane of the drawing in FIG. Because the armature wings y _a to y _d opposite the pole pieces are not perpendicular to the axis of rotation aa, but, like the pole pieces 3 _O and 4 _{0, are} inclined to this axis of rotation, the deflection path of these wings is much greater, namely about twice as large as the one here occurring air gap change between the wings and the fixed pole pieces 3 _a and 4 _fl . This effect achieved by the inclination according to the invention thus ensures large anchor paths with a small air gap. The effect occurs with any inclination of the surfaces delimiting the air gaps relative to the axis of rotation of the armature and, as mathematical considerations can also prove, is greatest when the wing tips are rotated by 20 to 25 ° with respect to the wing roots. As a result of this relative reduction in the air gap, the permanent flux present in polarized relays is concentrated more over the pole faces and less over the coil core. This better demarcation of continuous and excitation flux results in increased responsiveness both through the design of the flux and through the better use of the coil space. This is because the cross-section of the coil core can be reduced by the saturation portion of the continuous flux conducted around the pole faces, and the winding space that is saved as a result, close to the core, is particularly economical due to the low copper losses.

Es sei noch erwähnt, daß das Ausführungsbeispiel eine besonders zweckmäßige Lösung bei einem polarisierten Relais darstellt. Die Erfindung ist natürlich auch bei ungepolten Relais anwendbar, wobei auf der Drehachse des Ankers beispielsweise nur ein einziger, aus Weicheisen bestehender Fügel angeordnet zu sein braucht. Besser sind natürlich zwei Schrägflügel, die dann so anzuordnen wären wie beispielsweise die Flügel y_a und y_d beim Ausführungsbeispiel, jedenfalls so, daß sich die beiden Schrägkomponenten kompensieren und der magnetische Kreis lediglich durch den Luftspalt unterbrochen wird. Ein solches Flügelpaar würde grundsätzlich auch beim dargestellten polarisierten Relais bereits genügen. Es ist auch offenbar nicht unbedingte Parallelität zwischen den sich einander gegenüberstehenden Flächen von Polschuh 3_α bzw. 4a und Flügeln y_a bis y_d erforderlich, vielmehr könnten diese Flächen auch mehr oder weniger schiefwinkelig zueinander verlaufen, und trotzdem würde der angestrebte Effekt eintreten. Schließlich ist auch die genau senkrechte Anordnung der Ankerdrehachse a-a zum Spulenkern wohl zweckmäßig, aber nicht notwendig.It should also be mentioned that the exemplary embodiment represents a particularly expedient solution in the case of a polarized relay. The invention can of course also be used with non-polarized relays, with only a single wing made of soft iron, for example, needing to be arranged on the axis of rotation of the armature. Of course, it is better to have two inclined vanes, which would then have to be arranged like, for example, the vanes y _a and y _d in the exemplary embodiment, in any case so that the two inclined components compensate each other and the magnetic circuit is only interrupted by the air gap. Such a pair of wings would in principle already suffice for the polarized relay shown. Obviously, parallelism between the opposing surfaces of pole piece 3 _α or 4a and wings y _a to y _d is also obviously not necessary; rather, these surfaces could also run more or less at an oblique angle to one another, and the desired effect would nevertheless occur. Finally, the exactly perpendicular arrangement of the armature axis of rotation aa to the coil core is also useful, but not necessary.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Tilt armature relay with pole shoe and armature surfaces at an angle to the armature axis of rotation, characterized in that in the case of training of the relay as a polarized relay the polarized armature is radially opposite Differently polarized wings extending in different directions, one of which - seen in the direction of the axis of rotation - in front of and the other behind the associated pole pieces of the stator is where the effective areas

the wings and pole pieces are all parallel to each other.

2. toggle armature relay according to claim i, characterized by a four-leaf armature, wherein the pole pieces of the stator face differently polarized wings on both sides.

3. Tilting armature relay according to claim 1 or 2, characterized in that the axis of rotation of the Armature is directed perpendicular to the coil axis.

Referred publications:
Austrian patent specification No. 122 685.

1 sheet of drawings