EP0053154A1 - Polarisiertes, bistabiles Relais. - Google Patents

Polarisiertes, bistabiles Relais.

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EP0053154A1
EP0053154A1 EP81901539A EP81901539A EP0053154A1 EP 0053154 A1 EP0053154 A1 EP 0053154A1 EP 81901539 A EP81901539 A EP 81901539A EP 81901539 A EP81901539 A EP 81901539A EP 0053154 A1 EP0053154 A1 EP 0053154A1
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EP
European Patent Office
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relay
armature
switching
contact
permanent magnet
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EP81901539A
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EP0053154B1 (de
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Rudolf Reiner
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Hengstler GmbH
Original Assignee
E Haller & Co KG GmbH
Haller & Co KG E GmbH
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H51/22—Polarised relays
    • H01H51/2227—Polarised relays in which the movable part comprises at least one permanent magnet, sandwiched between pole-plates, each forming an active air-gap with parts of the stationary magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16—Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/18—Movable parts of magnetic circuits, e.g. armature
    • H01H50/32—Latching movable parts mechanically
    • H01H50/326—Latching movable parts mechanically with manual intervention, e.g. for testing, resetting or mode selection

Definitions

  • the invention relates to a relay for switching high
  • the object of the present invention is to develop a relay for switching high currents in such a way that high currents / powers can be switched with relatively low drive powers, such as can be provided by electronic control circuits, while ensuring the necessary distances (creepage / clearance distances ) between control circuit and load circuit (contact circuit) as well as particularly robust connections for the load circuit.
  • the invention is characterized in that the relay has a polar drive system with a permanent magnet and a switching system with double contact interruption.
  • An essential feature of the present invention is therefore the design of the relay with a polar drive system (bistable switching behavior). This makes it possible, for example, to control the relay according to the invention from an electronic circuit with TTL level, with which very high currents / powers can be switched due to the design of the contact system with double contact interruption. So the features of a contactor (high switching capacity) are combined with the features of a relay with low drive power. This combination feature, which is essential to the invention, achieves significant advantages at the same time:
  • a drive system with low drive power is achieved by using a polar drive system, which is particularly bistable.
  • this drive system can then be switched depending on the direction.
  • the permanent magnet supports the switching behavior in that from a certain pivot point of the armature the field of the permanent magnet and the electromagnetic field of the coil are rectified in their force effect and therefore a faster and more sensitive response of the armature to lower drive power is the result.
  • pull-type clamps the relay can be switched directly into a power circuit as a power relay, because the robust pull-type clamps can be used to directly connect wires with a large cross-section. This results in a significant simplification of circuitry and wiring for the compact arrangement.
  • the relay consists of a spring block 1, on which the clamp clamps, consisting of the hollow clamps 21 and the cheese head screws 22, are arranged. These clamp clamps are connected to the corresponding contact pieces via connecting brackets 23.
  • the spring block 1 is with the help of cheese head screws 18 on the yoke 3 of the drive systems releasably attached.
  • the drive system consists of the bobbin 2, the yoke 3 and the yoke 4 arranged on the other side of the bobbin, which is fastened to the spring block 1 by means of a countersunk screw 19.
  • the magnetic circuit to the core 5 is produced via the yokes 3, 4.
  • the magnetic circuit closes by means of a permanent magnet 8, which is received between a bearing plate 10 of a pivotable armature 9, which is mounted on the relay in the pivot point 24.
  • a lever 7 On the armature receptacle 28 of the armature 9 there is a lever 7 which protrudes through a recess in the hood 20 of the relay, so that with the position of the lever 7 of the armature receptacles 28 there is a switch position indicator and a possibility for manual switching of the armature 9.
  • connection of the coil former 2 are led out at solder connections 6 for connection to an electronic drive system.
  • the contact system with double contact interruption consists in that a cylindrical pin 15 is fastened in a recess in the armature receptacle 28 of the armature 9, on which a contact bridge 14 is arranged so as to be axially displaceable.
  • the contact bridge 14 is acted upon from both displacement sides by compression springs 16, which act on corresponding disks 17 on each end face of the contact bridge 14.
  • the contact bridge 14 In the position shown in FIG. 3, the contact bridge 14 is in direct contact with the contact pieces 27 arranged on this side, the supply to the tension clamp clamps taking place via associated connecting clamps 23. The contact bridge 14 is pressed against the associated contact piece 27 under the force of the compression spring 16. The contact bridge 14 can therefore be pivoted due to the mounting on the free, pivotable end of the armature 9 in the intermediate space 25 between the contact pieces 26, 27.
  • FIG. 2 it is shown that a total of three tension clamps with three angular contacts 11, 12, 13 are provided.

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Description

RELAIS ZUM SCHALTEN HOHER STRÖME
Gegenstand der Erfindung ist ein Relais zum Schalten hoher
Ströme/Leistungen, bestehend aus einem Spulenkörper mit
Kern und einem daran angeordneten Joch, das auf einen schwenkbar am Relaisgehäuse gelagerten Anker wirkt, der entsprechend seiner Schwenklage die Kontakte betätigt.
Es ist ein eingangs genanntes Relais zum Schalten hoher Ströme/Leistungen bekannt, das als sogenanntes Schaltschütz mit doppelter Unterbrechung ausgebildet ist. Hier besteht die Anpassung der Konstruktion zum Schalten an hohe Ströme/Leistungen darin, daß das Relais unmittelbar mit seinem Anschlußklemmen an entsprechende Starkstromanschlüsse angeklemmt werden kann und daß eine besondere Kontaktsicherheit gegeben ist. Bei diesem bekannten Relais zum Schalten hoher Ströme/Leistungen besteht jedoch der Nachteil, daß zum Schalten relativ hohe Antriebsleistungen verwendet werden.
Für vielfältige Anwendungszwecke ist es aber gefordert, ein Relais zumSchalten hoher Ströme/Leistungen für niedrige Antriebsieistungen auszubilden, z.B. für Rundsteueranlagen. Hier ist/das Ziel, mit einer elektronischen SteuerSchaltung hohe Ströme/Leistungen zu schalten. Bisher hat man hierfür u.a. zusätzliche Schaltschütze verwendet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Relais zum Schalten hoher Ströme so weiterzubilden, daß mit relativ geringen Antriebsleistungen, wie sie von elektronischen Steuerschaltungen zur Verfügung gestellt werden können, hohe Ströme/Leistungen geschaltet werden können unter Sicherstellung der notwendigen Abstände (Kriech-/Luftstrecken) zwischen Steuerkreis und Lastkreis (Kontaktkreis) sowie besonders robusten Anschlüssen für den Lastkreis. Zur Lösung der gestellten Aufgabe, ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Relais ein gepoltes Antriebssystem mit einem Permanentmagneten und ein Schaltsystem mit doppelter Kontaktunterbrechung aufweist.
Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist also die Ausbildung des Relais mit einem gepolten Antriebssystem (bistabiles Schaltverhalten). Hiermit ist es beispielsweise möglich, von einer elektronischen Schaltung mit TTL-Pegel das erfindungsgemässe Relais anzusteuern, mit dem aufgrund der Ausbildung des Kontaktsystems mit doppelter Kontaktunterbrechung sehr hohe Ströme/Leistungen geschaltet werden können. Es werden also die Merkmale eines Schaltschützes (hohe Schaltleistung) mit den Merkmalen eines Relais mit geringer Antriebsleistung verbunden. Durch dieses erfindungswesentliche Kombinationsmerkmal werden wesentliche Vorteile gleichzeitig erzielt:
Durch die. Ausbildung des Relais als Schaltschütz wird ein hohes Schaltvermögen erzielt (massives Kontaktsystem), doppelte Kontaktunterbrechung und damit doppelte Kontaktabstände mit doppelter Schaltgeschwindigkeit (Schließund Trenngeschwindigkeit).
Ferner werden die Vorteile eines mit niedriger Antriebsleistung beaufschlagten AntriebssySternes erzielt durch Verwendung eines gepolten Antriebssystems, das insbesondere bistabil ist. Bei Verwendung eines Permanentmagneten ist dieses Antriebssystem dann richtungsabhängig schaltungsfähig. Der Permanentmagnet unterstützt das Schaltverhalten dadurch, daß ab einem gewissen Schwenk punkt des Ankers das Feld des Permanentmagneten und das elektromagnetische Feld der Spule in ihrer Kraftwirkung gleichgerichtet sind und daher ein schnelleres und empfindlicheres Ansprechen des Ankers auf geringere Antriebsleistungen die Folge ist. Durch die Verwendung von Zugbügelklemmen kann das Relais unmittelbar als Leistungsrelais in einen Leistungskreis eingeschaltet werden, weil mit den robusten Zugbügelklemmen unmittelbar Drähte mit hohem Querschnitt angeklemmt werden können. Es ergibt sich hiermit eine wesentliche Schaltungs- und Verdrahtungsvereinfachung für die kompakte Anordnung.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
Im folgenden wird die Erfindung anhand, von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnung näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
Fig. 1 Mittenlängsschnitt durch ein Relais gemäss der Linie I-I in Fig. 2,
Fig. 2 Draufsicht auf das Relais gemäss dem Pfeil II in Fig. 3,
Fig. 3 Draufsicht auf das Relais gemäss dem Pfeil III in Fig. 2.
Das Relais besteht aus einem Federblock 1 , an dem die Zugbügelklemmen, bestehend aus den Hohlklemmen 21 und den Zylinderschrauben 22, angeordnet sind. Diese Zugbügelklemmen sind über Verbindungsbügel 23 mit den entsprechenden Kontaktstücken verbunden. Der Federblock 1 wird mit Hilfe von Zylinderschrauben 18 am Joch 3 des Antriebs systems lösbar befestigt. Das Antriebssystem besteht aus dem Spulenkörper 2, dem Joch 3 und dem auf der anderen Seite des Spulenkörpers angeordneten Joch 4 , das mit Hilfe einer Senkschraube 19 am Federblock 1 befestigt ist. Über die Joche 3,4 wird der magnetische Kreis zum Kern 5 hergestellt.
Der magnetische Kreis schließt durch einen Permanentmagneten 8, der zwischen einer Lagerplatte 1o eines schwenkbaren, am Relais im Schwenkpunkt 24 gelagerten Ankers 9 aufgenommen ist. An der Ankeraufnahme 28 des Ankers 9 befindet sich ein Hebel 7, der durch, eine Ausnehmung in der Haube 2o des Relais ragt, so daß mit der Stellung des Hebels 7 der Ankeraufnähme 28 eine Schaltstellungsanzeige und eine Möglichkeit zur Handschaltung des Ankers 9 gegeben ist.
Die Anschlüsse des Spulenkörpers 2 sind an Lötanschlüsse 6 zum Anschluß an ein elektronisches Antriebssystem herausgeführt.
Das Kontaktsystem mit doppelter Kontaktunterbrechung besteht darin, daß in einer Ausnehmung der Ankeraufnahme 28 des Ankers 9 ein Zylinderstift 15 befestigt ist, auf dem axial verschiebbar eine Kontaktbrücke 14 angeordnet ist. Die Kontaktbrücke 14 wird von beiden VerschiebungsSeiten her von Druckfedern 16 beaufschlagt, die auf entsprechende Scheiben 17 an jeweils einer Stirnseite der Kontaktbrücke 14 wirken.
In der in Fig. 3 gezeigten Stellung liegt die Kontaktbrücke 14 unmittelbar an den auf dieser Seite angeordneten Kontaktstücken 27 an, wobei die Zuführung zu den Zugbügelklemmen über zugeordnete Verbindungsbügel 23 erfolgt. Das Anpressen der Kontaktbrücke 14 an das zugeordnete Kontaktstück 27 erfolgt unter der Kraft der Druckfeder 16. Die Kontaktbrücke 14 ist also aufgrund der Lagerung am freien, schwenkbaren Ende des Ankers 9 im Zwischenraum 25 zwischen den Kontaktstücken 26,27 verschwenkbar.
In Fig. 2 ist gezeigt, dass insgesamt drei Zugbügelklemmen mit drei Winkelkontakten 11,12,13 vorgesehen sind.

Claims

P a t e n t a n s p r ü ch e
1. Relais zum Schalten hoher Ströme, bestehend aus einem Spulenkörper mit Kern und einem daran angeordneten Joch, das auf einen schwenkbar am Relaisgehäuse gelagerten Anker wirkt, der entsprechend seiner Schwenklage die Kontakte betätigt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Relais ein gepoltes Antriebssystem mit einem Permanentmagneten (8) und ein Schaltsystem mit doppelter Kontaktunterbrechung aufweist.
2. Relais nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k.e n n z e i ch n e t, daß das gepolte Antriebssystem bistabiles Schaltverhalten durch einen am Anker (9) angeordneten Permanentmagneten (8) aufweist und daß das am freien, schwenkbaren Ende des Ankers (9) angeordnete Schaltsystem aus einer axial auf einem Zylinderstift (15) verschiebbaren, federbelasteten Kontaktbrücke (14) besteht, die schwenkbar im Zwischenraum (25) zwischen den Kontaktstücken (26,27) angeordnet ist.
3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zur unmittelbaren Verdrahtung des Relais in Starkstromleitungen Zugbügelklemmen (21,22) vorgesehen sind.
4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ankeraufnähme (28) des Ankers (9) so angeordnet ist, daß sie aus der Haube (20) des Relais mit einem Hebel
(7) zur Handumschaltung und Schaltstellungsanzeige herausragt.
EP81901539A 1980-06-04 1981-06-03 Polarisiertes, bistabiles Relais Expired EP0053154B1 (de)

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