EP0072976A1 - Polarisiertes elektromagnetisches Relais - Google Patents

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EP0072976A1
EP0072976A1 EP82107303A EP82107303A EP0072976A1 EP 0072976 A1 EP0072976 A1 EP 0072976A1 EP 82107303 A EP82107303 A EP 82107303A EP 82107303 A EP82107303 A EP 82107303A EP 0072976 A1 EP0072976 A1 EP 0072976A1
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EP
European Patent Office
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coil
yokes
permanent magnet
relay according
armature
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Application number
EP82107303A
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English (en)
French (fr)
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EP0072976B1 (de
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Rolf-Dieter Dipl.-Phys. Kimpel
Ulf Dipl.-Phys. Rauterberg
Horst Dipl.-Ing. Tamm
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication of EP0072976A1 publication Critical patent/EP0072976A1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00—Electromagnetic relays
    • H01H51/22—Polarised relays
    • H01H51/2236—Polarised relays comprising pivotable armature, pivoting at extremity or bending point of armature
    • H01H51/2245—Armature inside coil

Definitions

  • the invention relates to a polarized electromagnetic relay with a rod-shaped armature, which is arranged on one side and is arranged within a coil body approximately along the coil axis and which projects with its free end into the space between two opposing pole plates, which in their displacement form two yokes which in lying next to each other on a plane are coupled to two poles of the same name of a four-pole permanent magnet arrangement, the two poles of the permanent magnet arrangement opposite the yokes being coupled to one another and to the mounted end of the armature via a flux plate.
  • Such a relay is known from DE-PS 27 23 220.
  • the permanent magnet arrangement is arranged on the front side in front of the coil body, a ferromagnetic housing cap being used as the flux plate. Additional flow transition pieces formed on the yokes enable a particularly good coupling of the control flow, so that the relay can be made very sensitive.
  • this system offers, above all, the advantage of using the four-pole permanent magnet arrangement that different switching characteristics of the relay can be set without design differences simply by subsequently magnetizing or adjusting the two permanent magnet ranges.
  • a monostable or bistable switching behavior can be adjusted.
  • the object of the invention is to modify this known basic principle of a four-pole magnetic circuit so that even larger pole faces can be obtained by even more favorable arrangement of the permanent magnet in the relay, with a very precise optimization between the contact force achievable by the permanent magnet and by tuning air gaps parallel to the permanent magnet the response sensitivity that can be achieved by good coupling of the control flow circuit becomes possible.
  • space should be gained for at least two changeover contacts which can be actuated by the armature by means of a favorable arrangement of the magnet system.
  • this object is achieved in that the two yokes formed by angling on the one hand and the flux plate coupled to the armature bearing and also angled on the other hand extend parallel to one another and to the coil axis and, in addition to the coil winding, form an overlap area in which the permanent magnet arrangement essentially with the coil axis perpendicular polarization directions is arranged.
  • the pole faces can be made substantially larger than when coupled at the end, which is particularly advantageous in the case of a longer coil with a smaller cross-section.
  • the arrangement according to the invention of the permanent magnet (s) next to the coil winding means that the permanent magnet lies above the winding in the radial direction. Seen from the connection side of the relay, this can mean that the magnet lies below, laterally or - according to a preferred embodiment - above the coil.
  • Such a flat magnet the extent of which in the direction parallel to the coil axis is a multiple of the extent in the direction of magnetization (approximately perpendicular to the coil axis), also increases the overall height of the relay only slightly by the arrangement next to or above the coil winding. Since the entire coil length is available for the length of the yokes and the flux plate, the overlap area of these parts on the one hand and the pole faces of the permanent magnet on the other hand can be chosen to be optimally large, regardless of spatial restrictions.
  • the excitation circuit can also be coupled very well, since very large areas of the yokes and the flux plate face each other in the overlap area and thus form a favorable air gap for the transition of the control flow.
  • the overlap area does not have to be completely filled by the permanent magnet, so that in addition to the permanent magnet, another air gap facilitates the transition of the control flow.
  • a very flat permanent magnet can be used so that the distance which is decisive for the magnetic resistance of the air gap next to its surface is kept small.
  • additional flaps can also be formed on these parts, which in addition to the permanent magnet allow a reduction in the distance and thus a better flow transition.
  • this air gap also forms a shunt for the permanent magnet, it is chosen to be so small that sufficient continuous flow is still available to generate the holding forces for the armature. In individual cases, one will optimize between the required contact force and the contact force generated by the permanent magnet and the contact force th end of the control flow circuit achievable response sensitivity of the relay.
  • the two pole plates are formed on the inner sides of the yokes lying in one plane and bent on the front side of the coil body in the direction of the free armature end, parallel to the flat side of the armature. They also face the armature with their flat sides and thus form large pole faces overlapping with the armature.
  • the yokes themselves are expediently between the permanent magnet arrangement and the coil winding, so that the bent pole plates do not overlap with the magnet or with the flux plate.
  • the flux plate arranged on the outside above the permanent magnet can be relatively thin and allows a good coupling of outer pole pieces to balance the two permanent magnet areas.
  • contact surfaces are expediently provided on the coil former.
  • lugs are formed on the coil flanges, by means of which the pole plates are pressed against the contact surfaces.
  • pins can also be formed on the coil flanges. It is useful if these pins of the thermoplastic coil body grip through holes in the flow plate and are deformed to form rivet heads.
  • This space is expediently closed off on the underside of the relay by a base body in which the contact connections are anchored.
  • This basic body made of insulating material can furthermore have a central recess for a precisely fitting reception of the coil body, so that a precise distance between the pole faces of the pole plates and the contact elements actuated by the armature is ensured.
  • the relay is expediently closed by a cap made of insulating material, which is put over the coil and forms an all-round sealing gap with the base body.
  • the magnet system shown schematically in FIGS. 1 and 2 has a flat permanent magnet 1 with the two oppositely polarized magnet regions 1a and 1b.
  • One of the two yokes 2 and 3 is coupled to each of these magnetic regions 1a and 1b, while the opposite poles of the permanent magnet arrangement are coupled to a flux plate 4.
  • Bent pole plates 2a and 3a are formed on the yokes 2 and 3, which enclose the end 5a of a rod-shaped armature 5 to form a working air gap 6.
  • the armature is arranged in a coil 7 along the coil axis and is supported at its other end 5b; the angled leg 4a of the flow plate 4 is coupled to this anchor end 5b to form a small air gap 8.
  • the area of overlap can also be chosen to be larger than the pole faces of the permanent magnet 1.
  • the yokes 2 and 3 can be brought up to the leg 4a of the flux plate in order to achieve a small air gap 9a. If necessary, a bent tab 3b can also be provided on the yokes 2 or 3 in order to further reduce the air gap 9 or: 9a.
  • the air gaps 8 and 9 are to be optimized so that the sensitivity is as large as possible, but the permanent magnetic force is not yet weakened too much by the secondary air gap 9.
  • the air gap 8 should be as small as possible, in any case significantly smaller than the air gap 9. The smaller the air gap 9 becomes, de-sto. the smaller the permanent magnetic attraction force acting on the armature, the greater the sensitivity.
  • FIG. 3 to 5 show in different views an inventive relay.
  • This relay is built on a base body 11 and closed with an insulating protective cap 12.
  • the edge joint 13 between the base body and the cap is sealed with casting resin 14, the bushings of coil connecting pins 15 also being sealed.
  • On the base body 11 sits in a precisely fitting recess 16, a coil body 17 with the winding 18, which is delimited on the end face by the two coil flanges 19 and 20.
  • a rod-shaped armature 21 extends along the coil axis within the coil body and is supported at its end 21b on the coil flange 20 and can make switching movements between two pole plates 22 and 23 with its free end 21a.
  • contact surfaces 25 and 26 are provided on the coil former 17, against which the pole shoes 22 and 23 are pressed by lugs 27 and 28 formed on the coil flanges.
  • the pole plates 22 and 23 are each part of the two yokes 29 and 30, which extend above the coil parallel to the coil axis and to the base body 11.
  • These yokes 29 and 30 have a flat and also elongated permanent magnet 31 with two oppositely polarized permanent magnet regions 31a and 31b.
  • the region 31a thus forms a large pole area with respect to the yoke 29, while the permanent magnet region 31b has a large pole area in common with the yoke 30.
  • the pole faces of the four-pole permanent magnet arrangement opposite the yokes are covered by a flux plate 32 which both couples the two permanent magnet regions 31a and 31b to one another and also couples the two regions to the armature end 21b via the angled leg 32a.
  • the control flow circuit is also largely closed via this flow plate 32. Due to the large areas, which are opposed by the yokes 29 and 30 on the one hand and the flow plate 32 on the other hand, an air gap 33 which is favorable for the river transition is formed and which also continues in addition to the permanent magnet 31.
  • This air gap '33 allows to optimize, on the one hand the desired duration magnetic force is available and on the other hand, a high Sensitivity of the magnet system, ie a low excitation power, can be set.
  • the anchor is in attached to a carrier 34, which is mounted in molded bushes 35 in bearing bushes 36. These bearing bushes are each formed by two resilient holding arms 37 which are molded onto the coil flange 20.
  • the armature is thus held in a bearing in a defined manner via the carrier 34, so that the armature end 21b has a precisely defined air gap with respect to the flux plate leg 32a.
  • This air gap 38 can be kept very small and very constant, since the armature end 21b only moves a very short distance during the switching movement, so that even when the flux plate leg 32a is in direct contact there is only slight friction.
  • the carrier 34 also contains a center contact spring 39 on both sides, which are firmly connected to the armature in this way and participate in the switching movements without the need for a separate contact slide.
  • the free end 39a of these center contact springs alternately makes contact with one of the mating contact elements 40 or 41.
  • the center contact springs 39 are each connected to a connecting pin 43 via a wire 42.
  • the counter-contact elements 40 and 41 are each anchored directly in the base body 11.
  • the two yokes 29 and 30 are pushed onto the coil former 17 in such a way that the pole plates 22 and 23 are positioned between the contact surfaces 25 and 26 on the one hand and the lugs 27 and 28 on the other hand.
  • Yokes 29 and 30 lie on paragraphs 44 and 45 the coil flanges 19 and 20 respectively. They are fixed together with the permanent magnet 31 and the flux plate 32 by two pins 46 and 47, which are molded onto the thermoplastic coil body 17. These pins 46 and 47 are inserted through recesses 48 and 49 of the flow plate 31 and deformed over the flow plate into rivet heads 46a and 47a.
  • the characteristic of the relay is then set by applying external magnetic fields.
  • the two Treasuremagnetbe - rich 31a and 31b by application of pole pieces to the flux plate 32 and the cap 12 so magnetized above the flux plate 32 and are matched, that different thresholds for both anchor positions and depending on the choice a monostable or bistable switching behavior be generated.
  • a relay is obtained in which the same construction parts can be used for different designs and in which the entire assembly can be carried out independently of the subsequent relay characteristic.

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Abstract

Das Relais besitzt einen im Spulenkörper (17) angeordneten stabförmigen Anker (21) dessen freies Ende (21a) zwischen zwei Polblechen (22, 23) bewegbar ist. Das Relais bestitzt außerdem eine flache Dauermagnetanordnung (31), die neben der Spulenwicklung mit zur Spulenachse senkrechter Vorzugsrichtung angeordnet ist. Dadurch ergeben sich große Ankoppelflächen der Dauermagnetanordnung und eine gute Zugänglichkeit zum Abgleich verschiedener Relaischarakteristiken.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein polarisiertes elektromagnetisches Relais mit einem innerhalb eines Spulenkörpers etwa längs der Spulenachse angeordneten stabförmigen, einseitig gelagerten Anker, der mit seinem freien Ende in den Raum zwischen zwei einander gegenüberstehenden Polblechen ragt, welche in ihrer Verlägerung zwei Joche bilden, die in einer Ebene nebeneinander liegend mit zwei ungleichnamigen Polen einer vierpoligen Dauermagnetanordnung gekoppelt sind, wobei die beiden den Jochen entgegengesetzten Pole der Dauermagnetanordnung über ein Flußblech miteinander und an das gelagerte Ende des Ankers gekoppelt sind.
  • Ein derartiges Relais ist aus der DE-PS 27 23 220 bekannt. Dort ist die Dauermagnetanordnung stirnseitig vor dem Spulenkörper angeordnet, wobei eine ferromagnetische Gehäusekappe als Flußblech verwendet wird. An den Jochen ausgebildete zusätzliche Flußübergangsstücke ermöglichen dabei eine besonders gute Kopplung des Steuerflusses, so daß das Relais sehr empfindlich gemacht werden kann. Dazu bietet dieses System durch die Verwendung der vierpoligen Dauermagnetanordnung vor allem auch den Vorteil, daß ohne konstruktive Unterschiede allein durch nachträglich unterschiedliches Aufmagnetisieren bzw. Abgleichen der beiden Dauermagnetbereiche verschiedene Schaltcharakteristiken des Relais eingestellt werden können. So kann bei ein und demselben fertig montierten Relais wahlweise ein monostabiles oder ein bistabiles Schaltverhalten, gegebenenfalls auch mit unterschiedlichen A-nsprechwerten in beiden Ankerstellungen, eingestellt werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, dieses bekannte Grundprinzip eines vierpoligen Magnetkreises so abzuwandeln, daß durch noch günstigere Anordnung des Dauermagneten im Relais noch größere Polflächen gewonnen werden, wobei durch Abstimmung von Luftspalten parallel zum Dauermagneten eine sehr genaue Optimierung zwischen der durch den Dauermagneten erzielbaren Kontaktkraft und der durch gute Kopplung des Steuerflußkreises erzielbaren Ansprechempfindlichkeit möglich wird. Außerdem soll durch günstige Anordnung des Magnetsystems Raum für mindestens zwei vom Anker betätigbare Umschaltkontakte gewonnen werden.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die beiden durch Abwinkelung gebildeten Joche einerseits und das an die Ankerlagerung angekoppelte und ebenfalls abgewinkelte Flußblech andererseits sich parallel zueinander und zur Spulenachse erstrecken und neben der Spulenwicklung einen Überlappungsbereich bilden, in welchem die Dauermagnetanordnung mit im wesentlichen zur Spulenachse senkrechten Polarisierungsrichtungen angeordnet ist.
  • Durch die erfindungsgemäße Anordnung der vierpoligen Dauermagnetanordnung, die zweckmäßigerweise durch einen einzigen Magneten gebildet wird, neben der Spulenwicklung können die Polflächen wesentlich größer ausgeführt werden als bei stirnseitiger Ankopplung, was insbesondere bei einer längeren Spule mit kleinerem Querschnitt günstig ist. Die erfindungsgemäße Anordnung des bzw. der Dauermagneten neben der Spulenwicklung besagt, daß der Dauermagnet in Radialrichtung über der Wicklung liegt. Von der Anschlußseite des Relais aus gesehen kann dies bedeuten, daß der Magnet unterhalb, seitlich oder - entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform - über der Spule liegt. Dadurch können die Vorteile von sehr flachen Magneten mit sehr kleiner Ausdehnung in Vorzugsrichtung, beispielsweise von Ferritmagneten, gut ausgenutzt werden. Ein derartig flacher Magnet, dessen Ausdehnung in Richtung parallel zur Spulenachse ein Mehrfaches zur Ausdehnung in Magnetisierungsrichtung (etwa senkrecht zur Spulenachse) beträgt, vergrößert auch die Bauhöhe des Relais durch die Anordnung neben bzw. über der Spulenwicklung nur wenig. Da für die Länge der Joche und des Flußbleches die ganze Spulenlänge zur Verfügung steht, können der Überlappungsbereich dieser Teile einerseits und die Polflächen des Dauermagneten andererseits ohne Rücksicht auf räumliche Beschränkungen optimal groß gewählt werden.
  • Neben der guten Kopplung des Dauermagnetkreises durch große Polflächen kann aber auch der Erregerkreis sehr gut gekoppelt werden, da im Überlappungsbereich sehr große Flächen der Joche und des Flußbleches einander gegenüberstehen und damit einen günstigen Luftspalt für den Übergang des Steuerflusses bilden. Der Überlappungsbereich muß dabei nicht völlig vom Dauermagneten ausgefüllt sein, so daß neben dem Dauermagneten noch ein weiterer Luftspalt den Übergang des Steuerflusses erleichtert. Wie erwähnt, kann ein sehr flacher Dauermagnet verwendet werden, so daß der für den magnetischen Widerstand des Luftspaltes neben seiner Fläche maßgebende Abstand gering gehalten wird. Zur Verringerung des magnetischen Widerstandes dieses Luftspaltes zwischen den Jochen und dem Flußblech können an diesen Teilen auch zusätzliche Lappen angeformt sein, die im Bereich neben dem Dauermagneten noch eine Verringerung des Abstandes und damit noch einen besseren Flußübergang ermöglichen. Da dieser Luftspalt auch für den Dauermagneten einen Nebenschluß bildet, wird er nur so klein gewählt, daß noch genügend Dauerfluß zur Erzeugung der Haltekräfte für den Anker zur Verfügung steht. Im Einzelfall wird man also optimieren zwischen der geforderten und vom Dauermagneten erzeugten Kontaktkraft und der durch einen guten Schluß des Steuerflußkreises erzielbaren Ansprechempfindlichkeit des Relais.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Polbleche an den Innenseiten der in einer Ebene liegenden Joche angeformt und an der Stirnseite des Spulenkörpers in Richtung auf das freie Ankerende, parallel zur Flachseite des Ankers, abgebogen. Sie stehen damit auch dem Anker mit ihren Flachseiten gegenüber und bilden somit große mit dem Anker-überlappende Polflächen. Die Joche selbst liegen zweckmäßigerweise zwischen der Dauermagnetanordnung und der Spulenwicklung, so daß die abgebogenen Polbleche sich nicht mit dem Magneten oder mit dem Flußblech überschneiden. Das außen über dem Dauermagneten angeordnete Flußblech kann nach den vorliegenden Erfahrungen relativ dünn sein und gestattet eine gute Ankopplung von äußeren Polschuhen zum Abgleich der beiden Dauermagnetbereiche.
  • Um einen vorgegebenen Abstand zwischen den beiden Polblechen, der dem Ankerhub entspricht, einzuhalten, sind zweckmäßigerweise am Spulenkörper Anlageflächen vorgesehen. Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn an den Spulenflanschen Nasen angeformt sind, durch die die Polbleche gegen die Anlageflächen gedrückt werden. Bei der Montage der Joche können somit die beiden Polbleche zwischen die Anlageflächen und die Nasen eingesteckt werden. Zur Befestigung der Joche sowie der Dauermagnetanordnung mit dem Flußblech können weiterhin an den Spulenflanschen Zapfen angeformt sein. Dabei ist es zweckmäßig, wenn diese Zapfen des thermoplastischen Spulenkörpers durch Bohrungen des Flußbleches greifen und zur Bildung von Nietköpfen verformt sind.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Relais ist die Dauermagnetanordnung mit den Jochen und dem Flußblech breiter als der Spulendurchmesser, so daß unterhalb der Joche beiderseits der Spule ein Raum für Kontaktelemente gebildet wird. Dieser Raum wird zweckmäßigerweise an der Unterseite des Relais durch einen Grundkörper abgeschlossen, in welchem die Kontaktanschlüsse verankert sind. Dieser aus Isolierstoff bestehende Grundkörper kann weiterhin eine mittige Ausnehmung zur paßgenauen Aufnahme des Spulenkörpers besitzen, so daß ein genauer Abstand zwischen den Polflächen der Polbleche und den durch den Anker betätigten Kontaktelementen gewährleistet wird. Das Relais wird zweckmäßigerweise durch eine Kappe aus Isolierstoff geschlossen, die über die Spule gestülpt ist und mit dem-Grundkörper einen ringsum verlaufenden Dichtungsspalt bildet.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der_Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
    • Fig. 1 und 2 eine schematische Darstellung des Magnetkreises für ein erfindungsgemäßes Relais,
    • Fig. 3 bis 5 ein erfindungsgemäß gestaltetes Relais in drei Ansichten.
  • Das in den Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte Magnetsystem besitzt einen flachen Dauermagneten 1 mit den beiden entgegengesetzt gepolten Magnetbereichen 1a und 1b. An jeden dieser Magnetbereiche 1a und 1b ist eines der beiden Joche 2 und 3 angekoppelt, während die entgegengesetzten Pole der Dauermagnetanordnung an ein Flußblech 4 angekoppelt sind. An den Jochen 2 und 3 sind jeweils abgebogene Polbleche 2a und 3a angeformt, welche das Ende 5a eines stabförmigen Ankers 5 unter Bildung eines Arbeitsluftspaltes 6 umfassen. Der Anker ist in einer Spule 7 längs der Spulenachse angeordnet und mit seinem anderen Ende 5b gelagert; an dieses Ankerende 5b ist der abgewinkelte Schenkel 4a des Flußbleches 4 unter Bildung eines kleinen Luftspaltes 8 angekoppelt.
  • Zwischen den Jochen 2 und 3 einerseits und dem Flußblech 4 andererseits besteht ein weiterer Luftspalt 9, dessen magnetischer Widerstand von der Größe der einander gegenüberstehenden Flächen und von ihrem Abstand (Dicke des Dauermagneten) abhängt. Dabei kann der Überlappungsbereich auch größer gewählt werden als die Polflächen des Dauermagneten 1. Die Joche 2 und 3 können bis an den Schenkel 4a des Flußbleches herangeführt werden, um einen kleinen Luftspalt 9a zu erzielen. Gegebenenfalls kann an den Jochen 2 bzw. 3 auch ein abgebogener Lappen 3b vorgesehen werden, um den Luftspalt 9 bzw: 9a weiter zu verringern. Bei einem bestimmten Relais sind die Luftspalte 8 und 9 so zu optimieren, daß die Empfindlichkeit möglichst groß, die Dauermagnetkraft aber durch den Nebenluftspalt 9 noch nicht zu stark geschwächt wird. Der Luftspalt 8 soll dabei so klein wie möglich, auf jeden Fall wesentlich kleiner als der Luftspalt 9 sein. Je kleiner der Luftspalt 9 wird, de-sto. kleiner ist die auf den Anker wirkende dauermagnetische Anzugskraft, desto größer ist aber auch die Empfindlichkeit.
  • Die Fig. 3 bis 5 zeigen in verschiedenen Ansichten ein erfindungsgemäß gestaltetes Relais. Dieses Relais ist auf einem Grundkörper 11 aufgebaut und mit einer isolierenden Schutzkappe 12 verschlossen. Die Randfuge 13 zwischen Grundkörper und Kappe ist mit Gießharz 14 abgedichtet, wobei auch die Durchführungen von Spulenanschlußstiften 15 mit abgedichtet sind. Auf dem Grundkörper 11 sitzt in einer paßgenauen Ausnehmung 16 ein Spulenkörper 17 mit der Wicklung 18, die durch die beiden Spulenflansche 19 und 20 stirnseitig begrenzt wird. Innerhalb des Spulenkörpers erstreckt sich längs der Spulenachse ein stabförmiger Anker 21, der mit seinem Ende 21b am Spulenflansch 20 gelagert ist und mit seinem freien Ende 21a Schaltbewegungen zwischen zwei Polblechen 22 und 23 ausführen kann.
  • Um die Breite des Arbeitsluftspaltes 24 zwischen den beiden Polblechen 22 und 23 genau festzulegen, sind am Spulenkörper 17 jeweils Anlageflächen 25 und 26 vorgesehen, gegen die die Polschuhe 22 bzw. 23 durch an den Spulenflanschen angeformte Nasen 27 und 28 gedrückt werden.
  • Die Polbleche 22 und 23 sind jeweils Teil der beiden Joche 29 bzw. 30, welche sich oberhalb der Spule parallel zur Spulenachse und zum Grundkörper 11 erstrecken. Auf . diesen Jochen 29 und 30 liegt ein flacher und ebenfalls langgestreckter Dauermagnet 31 mit zwei entgegengesetzt gepolten Dauermagnetbereichen 31a und 31b. Der Bereich 31a bildet somit eine große Polfläche gegenüber dem Joch 29, während der Dauermagnetbereich 31b eine große Polfläche mit dem Joch 30 gemeinsam hat. Die den Jochen entgegengesetzten Polflächen der vierpoligen Dauermagnetanordnung sind durch ein Flußblech 32 abgedeckt, welches sowohl die beiden Dauermagnetbereiche 31a und 31b aneinander koppelt als auch die beiden Bereiche über den abgewinkelten Schenkel 32a an das Ankerende 21b ankoppelt.
  • Über dieses Flußblech 32 wird außerdem der Steuerflußkreis weitgehend geschlossen. Durch die großen Flächen, die sich von den Jochen 29 und 30 einerseits und vom Flußblech 32 andererseits gegenüberstehen, wird ein für den Flußübergang günstiger Luftspalt 33 gebildet, der sich auch neben dem Dauermagneten 31 noch fortsetzt. Durch die Größe der Überlappung der Joche 29 und 30 und des Flußbleches 32 einerseits und durch den Abstand, der durch die Dicke des Dauermagneten bestimmt wird, läßt sich dieser Luftspalt ' 33 so optimieren, daß einerseits die gewünschte Dauermagnetkraft zur Verfügung steht und andererseits eine hohe Empfindlichkeit des Magnetsystems, d.h. eine geringe Erregerleistung, einstellen läßt.
  • Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Anker in einem Träger 34 befestigt, welcher über angeformte Lagerzapfen 35 in Lagerbuchsen 36 gelagert ist. Diese Lagerbuchsen werden jeweils von zwei federnden Haltearmen 37 gebildet, die am Spulenflansch 20 angeformt sind. Über den Träger 34 wird also der Anker definiert in einem Lager gehalten, so daß das Ankerende 21b einen genau definierten Luftspalt gegenüber dem Flußblechschenkel 32a besitzt. Dieser Luftspalt 38 kann sehr klein und sehr konstant gehalten werden, da das Ankerende 21b bei der Schaltbewegung nur einen sehr-kurzen Weg zurücklegt, so daß selbst bei direktem Anliegen des Flußblechschenkels 32a nur eine geringe Reibung auftritt. Es wäre aber auch möglich, den Anker durch den Flußblechschenkel 32a im Lager, beispielsweise in-einem Schneidenlager zu halten, wobei der Flußblechschenkel 32a unmittelbar oder gegebenenfalls über eine Folie am Ankerende 21b angreifen würde. Da also der Luftspalt 38 sehr klein ist, ergibt sich eine gute Kopplung sowohl-des Dauermagnetkreises als auch des Steuerflußkreises des Relais.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel enthält der Träger 34 außerdem beiderseits je eine Mittelkontaktfeder 39, welche auf diese Weise fest mit dem Anker verbunden sind und dessen Schaltbewegungen mitmachen, ohne daß ein eigener Kontaktschieber erforderlich wäre. Das freie Ende 39a dieser Mittelkontaktfedern gibt dabei abwechselnd Kontakt mit einem der Gegenkontaktelemente 40 oder 41. Über eine Litze 42 sind die Mittelkontaktfedern 39 jeweils mit einem Anschlußstift 43 verbunden. Die Gegerkontaktelemente 40 und 41 sind jeweils unmittelbar im Grundkörper 11 verankert.
  • Bei der Montage des Magnetsystems werden die beiden Joche 29 und 30 so auf den Spulenkörper 17 geschoben, daß die Polbleche 22 und 23 zwischen den Anlageflächen 25 und 26 einerseits und den Nasen 27 und 28 andererseits positioniert werden. Die Joche 29 und 30 liegen auf Absätzen 44 und 45 der Spulenflansche 19 bzw. 20 auf. Sie werden gemeinsam mit dem Dauermagneten 31 und dem Flußblech 32 durch zwei Zapfen 46 und 47 fixiert, welche an dem thermoplastischen Spulenkörper 17 angeformt sind. Diese Zapfen 46 und 47 werden durch Ausnehmungen 48 bzw. 49 des Flußbleches 31 gesteckt und über dem Flußblech zu Nietköpfen 46a bzw. 47a verformt.
  • Nach der Montage der Schutzkappe 12 wird dann die Charakteristik des Relais durch Anlegen von äußeren Magnetfeldern eingestellt. Dabei können die beiden Dauermagnetbe- reiche 31a und 31b durch Anlegen von Polschuhen an das Flußblech 32 bzw. an die Kappe 12 über dem Flußblech 32 so aufmagnetisiert und abgeglichen werden, daß unterschiedliche Ansprechwerte für beide Ankerlagen und je nach Wahl ein monostabiles oder ein bistabiles Schaltverhalten erzeugt werden. Auf diese Weise erhält man ein Relais, bei dem für unterschiedliche Ausführungen jeweils gleiche Konstruktionsteile verwendet werden können und bei denen die gesamte Montage unabhängig von der späteren Relaischarakteristik durchgeführt werden kann.

Claims (16)

1. Polarisiertes elektromagnetisches Relais mit einem innerhalb des Spulenkörpers etwa längs der Spulenachse angeordneten stabförmigen, einseitig gelagerten Anker, der mit seinem freien Ende in den Raum zwischen zwei einander gegenüberstehenden Polblechen ragt, welche in ihrer Verlängerung zwei Joche bilden, die in einer Ebene nebeneinanderliegend mit zwei ungleichnamigen Polen einer vierpoligen Dauermagnetanordnung gekoppelt sind; wobei die beiden den Jochen entgegengesetzten Pole der Dauermagnetanordnung über ein Flußblech miteinander und an das gelagerte Ende des Ankers gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden durch Abwinkelung gebildeten Joche (2, 3; 29, 30) einerseits und das an die Ankerlagerung angekoppelte und ebenfalls abgewinkelte Flußblech (4; 32) andererseits sich parallel zueinander und zur Spulenachse erstrecken und neben der Spulenwicklung (7; 18) einen Überlappungsbereich (9; 33) bilden, in welchem die Dauermagnetanordnung (1; 31) mit im wesentlichen zur Spulenachse senkrechten Polarisierungsrichtungen angeordnet ist.
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Polbleche (2a; 3a; 22, 23) an den Innenseiten der in einer Ebene liegenden Joche (2, 3; .29, 30) angeformt und an der Stirnseite des Spulenkörpers (17) in Richtung auf das freie Ankerende (5a; 21a), parallel zur Flachseite des Ankers (21), abgebogen sind.
3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß sich der Überlappungsbereich (9; 33) von Jochen (2, 3; 29, 30) und Flußblech (4; 32) im wesentlichen über die gesamte Spulenlänge erstreckt.
4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Dauermagnetanordnung (1; 31) einstückig ausgebildet ist.
5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Länge der Dauermagnetanordnung (1; 31) in Richtung parallel zur Spulenachse ein Mehrfaches ihrer Dicke in Magnetisierungsrichtung beträgt.
6. Relais nach'einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Dauermagnetanordnung (1; 31) nur einen Teil des Überlappungsbereiches (9; 33) ausfüllt und daß daneben ein zusätzlicher Luftspalt (9, 91; 33) zwischen den Jochen (2, 3; 29, 30) und dem Flußblech (4; 32) gebildet ist.
7. Relais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der zusätzliche Luftspalt (9a) zwischen den Jochen (2, 3) und dem Flußblech (4) durch an einen dieser Teile angeformte Lappen (3b) gebildet ist.
8. Relais nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß der an den Anker (5, 21) angekoppelte Teil (4a; 32a) des Flußbleches (4; 32) mit dem Ankerende (5b; 21b) einen Luftspalt (8; 38) bildet, der wesentlich kleiner als der zwischen den Jochen (2, 3; 29, 30) und dem Flußblech (4; 32) bestehende Luftspalt (9; 33) ist.
9. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Flußblech mittelbar oder unmittelbar am Lagerende (21b) des Ankers (21) anliegt und diesen in seiner Lagerung hält.
10. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Joche (2, 3; 29, 3Q) jeweils zwischen der Dauermagnetanordnung (1; 31) und der Spulenwicklung (7; 18) angeordnet sind.
11. Relais nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Joche (29, 30) auf den Spulenflanschen (19, 20) aufliegen und durch am Spulenkörper (17) angeformte Zapfen (46, 47) gehalten sind.
12. Relais nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die an den Spulenflanschen angeformten Zapfen (46, 47) in Durchbrüchen (48, 49) des Flußbleches (32) vernietet sind.
13. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Polbleche (22, 23) durch Anlageflächen (25, 26) des Spulenkörpers (17) in einem vorgegebenen Abstand gehalten und durch am Spulenflansch (19) angeformte Nasen (27, 28) gegen die Anlageflächen (25, 26) gedrückt werden.
14. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a - durch gekennzeichne-t, daß die über der Spule (18) angeordneten Joche (29, 30) breiter sind als der Spulendurchmesser und daß in dem von den Jochen (29, 30) überdeckten Raum beiderseits der Spule vom Anker (21) betätigbare Kontaktelemente (39, 40, 41) angeordnet sind.
15. Relais nach Anspruch 14, dadurch g e - kennzeichnet, daß die Spule (17, 18) von einem Grundkörper (11) aus Isolierstoff getragen wird, der eine mittige Ausnehmung (16) zur paßgenauen Aufnahme des Spulenkörpers (17) besitzt und in welchem beiderseits Kontaktanschlüsse (40, 41, 43) verankert sind.
16. Relais nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß eine Schutzkappe (12) aus Isolierstoff über den Spulenkörper gestülpt ist und mit dem Grundkörper (11) eine abdichtbare Fuge bildet.
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