EP0118715B1

EP0118715B1 - Polarisiertes elektromagnetisches Relais

Info

Publication number: EP0118715B1
Application number: EP84101008A
Authority: EP
Inventors: Martin Aidn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-02-03
Filing date: 1984-02-01
Publication date: 1987-05-13
Also published as: DE3303665A1; EP0118715A1; JPS59143235A; DE3463707D1; US4551698A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein polarisiertes elektromagnetisches Relais mit einem Spulenkörper, der mindestens eine Wicklung trägt und axial von einem Spulenkern durchsetzt ist, mit einem ausserhalb der Spule parallel zur Spulenachse angeordneten Wippanker, der mit seinem Mittelteil schwenkbar gelagert ist und mit seinen beiden Enden jeweils einen Arbeitsluftspalt mit jeweils einem Ende des Spulenkerns bildet, wobei der Anker die mindestens eine Spulenwicklung und mindestens einen neben der Spulenwicklung bzw. neben den Spulenwicklungen angeordneten Dauermagneten überbrückt, sowie mit einer mit dem Spulenkörper verbundenen Trägeranordnung für die beweglichen Kontaktelemente und die Gegenkontaktelemente, wobei die Kontaktbetätigung durch den Wippanker ohne getrennt angeordnetes Zwischenglied erfolgt.
Ein derartiges Relais ist beispielsweise aus der DE-A-30 46 947 (entspricht GB-A-20 66 577) bekannt. Dort ist der Dauermagnet parallel neben der Spulenwicklung angeordnet und ausserdem mit einem Nebenschlussblech versehen. Durch diese Anordnung ist der Dauermagnetkreis nicht gut geschlossen, was der Empfindlichkeit des Relais abträglich ist; ausserdem benötigt dort die Anordnung des Dauermagneten verhältnismässig viel Platz. Der Anker und die Kontaktträgeranordnung sind bei dem bekannten Relais an der Oberseite des Magnetsystems angeordnet und bedingen dadurch verhältnismässig lange Wege für die Kontaktanschlüsse. Ungünstig bei dem dort dargestellten Relais ist ferner, dass die Kontaktanschlüsse aus dem Rahmen nach zwei verschiedenen Seiten herausgeführt sind, während die Spulenanschlüsse eine dritte Richtung einnehmen. Um all die Anschlüsse des Relais in eine Einbauebene zusammenzuführen, dürfte deshalb zusätzliches Volumen verloren gehen.
Die EP-A-15 389 beschreibt ein Relais mit einem winkelförmigen Joch und einem am Joch gelagerten winkelförmigen Anker, der über seinen zweiten Schenkel eine oberhalb des Magnetsystems angeordnete Kontaktfeder betätigt. Bei diesem Relais ist zwischen dem Kern und dem Joch ein Dauermagnet angeordnet, dessen Wirkung schon deshalb ziemlich ungünstig ist, weil der Grossteil des Dauermagnetflusses sich über den Kern und das Joch schliesst und zum Anker hin nicht zur Wirkung kommt. Mit zusätzlichen Massnahmen, Aussparungen im Joch und dergleichen, soll bei dem bekannten Relais diese Wirkung verbessert werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein polarisiertes Relais der eingangs genannten Art zu schaffen, welches hohe Empfindlichkeit mit einem einfachen, möglichst raumsparenden Aufbau und einer aus wenigen Teilen bestehenden Konstruktion verbindet, wobei sowohl eine monostabile als auch eine bistabile Ausführungsform mit gleichem Grundaufbau möglich ist.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Durch die Anordnung eines oder zweier Dauermagneten unmittelbar auf dem Kern ergibt sich ein kompakter Aufbau des Relais mit wenigen Einzelteilen, ausserdem eine hohe Ansprechempfindlichkeit, da sich der Dauermagnetkreis in zwei Zweigen direkt über den Anker und die beiden Arbeitsluftspalten zum Kern hin schliesst. In den Arbeitsluftspalten werden der Dauermagnetfluss und der Erregerfluss unmittelbar überlagert. Da die Kontaktanordnung im Sockel unterhalb des Magnetsystems angeordnet ist, ergeben sich kurze Anschlusswege für die Kontaktelemente, was sich ebenfalls raumsparend auswirkt. Durch die unmittelbare Betätigung der Kontaktelemente durch den Anker können zusätzliche Betätigungsschieber entfallen. Die dadurch erreichte geringe Bauhöhe wird auch nicht dadurch vergrössert, dass zur elektrischen Isolierung der Anker oder die Kontaktfedern an den Berührungsstellen jeweils mit einer Isolierfolie oder einem isolierenden Überzug versehen sind.
Der Wippanker ist zweckmässigerweise mittels einer eingeprägten zylindrischen Vertiefung auf einer zylindrisch geformten Rippe eines Spulenflansches gelagert.
Um den Abstand zwischen Anker und Kontaktanordnung genau festzulegen, weist der Spulenkörper zweckmässigerweise in Flanschbereichen neben dem Anker Vorsprünge auf, welche auf Anlageflächen des Sockels aufliegen. Im Sockel selbst sind die Kontaktanschlusselemente zweckmässigerweise durch Umspritzen eingebettet, und zwar derart, dass die Kontaktoberflächen der Gegenkontaktelemente sowie Auflageflächen für die Befestigung beweglicher Kontaktfedern mit der Oberfläche des Kontaktträgers plan abschliessen. In einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die beweglichen Kontaktelemente mittels einer eingeprägten Lagerstelle in einer Einkerbung ihrer Anschlusselemente gelagert und durch ihre Vorspannung gegenüber dem Anker gehalten sind. In einer weiteren Abwandlung kann aber auch vorgesehen sein, dass die beweglichen Kontaktelemente über ein Isolierstück am Anker selbst befestigt und über eine leitende Folie mit ihren zugehörigen Anschlusselementen am Sockel elektrisch verbunden sind.
Das Magnetsystem kann durch unterschiedliche Anordnung einer oder mehrerer Wicklungen sowie eines oder mehrerer Dauermagneten vielfach variiert werden. Die einfachste Anordnung besteht in einer einzigen Wicklung und einem einzigen daneben angeordneten Dauermagneten, wobei ein zwischen beiden vorgesehener Spulenflansch etwa in der Mitte der axialen Länge des Kerns liegt und zur Lagerung des Ankers dient. Ein solches Relais hat eine monostabile Charakteristik, da der Anker auf einer Seite des Lagers unmittelbar durch den Dauermagneten angezogen wird und deshalb bei Abschalten der Erregung sich immer auf die Dauermagnetseite legen wird.
Vielfach ist es jedoch nicht nötig, für einen Dauermagneten ebensoviel Platz vorzusehen wie für die Spulenwicklung. In diesem Fall können für die Wicklung zwei Bereiche vorgesehen werden, welche durch einen das Ankerlager bildenden Flansch unterbrochen sind. Andererseits ist es aber auch möglich, unabhängig von Spulenflansch über der Wicklung selbst eine Lagerstelle vorzusehen, indem ein eigenes Lagerstück verwendet wird, welches an einem oder an zwei Spulenflanschen befestigt ist. Bei einem symmetrischen Aufbau des Magnetsystems kann auch der Dauermagnet in der Mitte zwischen zwei Wicklungen vorgesehen werden, wobei eine Lagerstelle für den Anker entweder unmittelbar durch den Dauermagneten oder durch ein die Magnetkammer abschliessendes Lagerstück gebildet wird.
Der Anker selbst ist in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit beiden Enden zum geradlinig ausgeführten Kern hin gekröpft. In einer Abwandlung könnte jedoch auch der Anker geradlinig ausgeführt sein und mit einem an den Enden gekröpft gestalteten Kern zusammenwirken. Auch eine weitere Ausführungsform ist denkbar, bei der sowohl der Anker als auch der Kern an den Enden gekröpft ist. In diesem Fall könnten für den Anker und für den Kern identische Teile verwendet werden. Der gleiche Vorteil ergibt sich, wenn Anker und Kern jeweils an einem Ende gekröpft ausgebildet und derart verdreht zueinander angeordnet sind, dass jeweils ein gekröpftes Ende mit einem geradlinigen Ende des Ankers bzw. des Kerns zusammenwirkt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Relais nach der Erfindung in Schnittdarstellung,
Fig. 2 eine Kontaktanordnung für ein Relais nach Fig. 1 vor dem Umspritzen,
Fig. 3 und Fig. 4 einen Sockel mit Kontaktelementen in Seitenansicht und in Aufsicht,
Fig. 5 einen Querschnitt durch ein Relais nach Fig.1,
Fig. 6 bis 9 gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausführungsformen eines Relais,
Fig. 10 bis Fig. 26 eine schematische Darstellung des Magnetsystems in verschiedenen Variationen,
Fig. 27 eine weitere Abwandlung des Relais nach Fig. 1.

Das in Fig. 1 dargestellte Relais besitzt in einem Spulenkörper 1 einen geradlinigen Kern 2, der mit einem Anker 3 zwei Arbeitsluftspalten 4 und 5 bildet. Der Spulenkörper trägt zwischen den Flanschen 6 und 7 eine Erregerwicklung 8 und bildet neben dem Flansch 7 eine Kammer 9 für einen Dauermagneten 10, der mit einem Pol unmittelbar auf dem Kern 2 sitzt. Dem Dauermagneten gegenüberliegend ist in einer weiteren Kammer des Spulenkörpers ein Getter 11 vorgesehen, welcher beispielsweise in dickflüssigem Zustand eingebracht und dann getrocknet werden kann oder gleich in Form einer Tablette eingesetzt wird.
Der Anker 3 ist unterhalb des Spulenkörpers mit seinem Mittelteil etwa parallel zur Spulenachse angeordnet und um eine waagrechte, quer zur Spulenlängsrichtung verlaufende Achse schwenkbar gelagert. Das Lager 12 ist geometrisch als Zylinder-Gleitlager ausgebildet, wodurch im Gegensatz zu Schneidlagern nur eine geringe spezifische Flächenpressung, dafür aber ein grösserer Reibweg auftritt. Da der Schwenkwinkel des Ankers jedoch klein ist, ist auch der Reibweg im Lager klein. Die zylindrische Vertiefung 3 im Anker wird mit grosser Glätte eingeprägt, ebenso wird am Spulenflansch 7 eine zylindrische Rippe mit möglichst glatter Oberfläche ausgebildet. Die Werkstoffkombination des metallischen Ankers mit dem Kunststoff des Spulenkörpers ergibt ein verschliessarmes Lager. Zur seitlichen Führung des Ankers und als mechanische Stossicherung ragen Vorsprünge 13 des Lagerflansches 7 in seitliche Ausnehmungen des Ankers hinein. Ausserdem ist am Sockel 14 eine Rippe 15 angeformt, welche ein Abheben des Ankers aus dem Lager begrenzt.
Der Anker 3 umgreift etwa U-förmig von unten her sowohl die Spulenwicklung 8 als auch den Dauermagneten 10 und ist mit seinen freien Enden 3a und 3b zur Bildung der Arbeitsluftspalte 4 und 5 parallel zum Kern 2 gekröpft. Der Fluss des Dauermagneten 10 verzweigt sich im Kern 2 zu den beiden Arbeitsluftspalten und von dort über den Anker und den Luftspalt 16 zurück zum Dauermagneten. Durch Überlagerung des Dauermagnetflusses mit einem Steuerfluss in den Arbeitsluftspalten 4 und 5 ist das Relais stromrichtungsempfindlich. Die asymmetrische Anordnung des Dauermagneten verleiht dem Magnetsystem eine monostabile Charakteristik. Diese entsteht dadurch, dass die Eisenweglänge vom Dauermagneten 10 zum Arbeitsluftspalt 5 kleiner ist als zum Arbeitsluftspalt 4 und ausserdem der Luftspalt 16 zwischen Dauermagnet und Anker bei geschlossenem Arbeitsluftspalt 5 kleiner ist als bei geschlossenem Arbeitsluftspalt 4. Dadurch wird der Arbeitsluftspalt 5 vom Dauerfluss bevorzugt, so dass dort immer die grössere Zugkraft entsteht. Die Monostabilität des Magnetsystems kann durch zusätzliche Einflussgrössen, wie unterschiedlich ^grosse Polflächen, Trennbleche, Kompensationsfedern und dergleichen, in bekannter Weise gesteigert oder gemindert werden.
Das Kontaktsystem ist unmittelbar unter dem Anker angeordnet, wobei der Sockel 14 als Träger dient. Dabei sind paarweise Gegenkontaktelemente 17 und 18 sowie Anschlusselemente 19 für bewegliche Kontaktfedern 20 in den Sockel 14 eingespritzt. Die beweglichen Kontaktfedern 20 sind auf die Auflagefläche 19a aufgeschweisst und nach oben zum Anker hin vorgespannt, so dass sie unmittelbar durch die Schultern 3c bzw. 3d des Ankers betätigt werden. Zur elektrischen Isolierung ist der Anker in diesem Bereich mit einer Isolierfolie 21 überzogen.
Das Magnetsystem mit dem Spulenkörper 1 als Träger und die Kontaktanordnung mit dem Sockel 14 als Träger werden über eine Zapfenverbindung 22 zusammengesteckt. Dabei kommen Vorsprünge 23 des Spulenkörpers auf Anlageflächen 24 des Sockels zu liegen und ergeben dadurch die richtige Zuordnung zwischen Anker und Kontaktanordnung. Eine Schutzkappe 25 bildet mit dem Sockelrand eine umlaufende Nut 26, (siehe auch Fig. 5). Durch Ausgiessen dieser Nut 26 mit Giessharz wird der Gehäusespalt zwischen Sockel und Schutzkappe abgedichtet. Gleichzeitig werden auch die Kontaktanschlüsse 17, 18, 19 sowie die Spulenanschlüsse 27 zusätzlich abgedichtet.
Fig. 2 und 3 zeigen die Kontaktanordnung vor und nach dem Umspritzen im Sockel 14. Die Gegenkontaktelemente 17 und 18 sowie die Anschlusselemente 19 für die Kontaktfedern werden aus einer Platine 28 gewonnen, welche gemäss Fig. 2 ausgeschnitten und U-förmig gebogen wird. Auf den Gegenkontaktelementen 17 und 18 sind bereits Kontaktstücke 29 aufgeschweisst; dann wird der Platinenstreifen mit Kunststoff umspritzt. Dabei liegen die Verbindungsstreifen von den Kontaktstücken zu den Anschlussfahnen isoliert im Inneren des Sockels. Durch Anpressen der planen Kontaktstücke 29 und der Kontaktfeder-Anschweissflächen 19a gegen eine plane Spritzform wird erreicht, dass diese funktionswichtigen Flächen nicht mit Kunststoff überspritzt werden und dass sie nach dem Umspritzen gleichzeitig ideal in einer Ebene liegen. Damit sich beim Umspritzen auf den Kontaktflächen keine Kunststoffdämpfe ablagern, können die Flächen mit einem Schutzüberzug versehen sein, der nach dem Umspritzen abgewaschen wird.
Am fertigen Sockel 14 werden die Anschlussfahnen freigeschnitten und die Kontaktfedern 20 auf die Flächen 19a aufgeschweisst. Die Kontaktfedern 20 sind vorgebogen, um eine gewünschte Vorspannung gegenüber dem Anker zu erhalten. Durch diese Vorspannung der Kontaktfedern und durch die dauermagnetischen Anzugskräfte wird der Anker nach dem Zusammenbau des Relais in seiner Lagerung gehalten, so dass eine eigene Lagerfeder nicht erforderlich ist.
Fig. 4 zeigt den fertigen Sockel 14 von oben gesehen. Die beiden Kontaktfedern 20 sind aufgeschweisst und liegen mit ihren kontaktgebenden Enden jeweils über den Gegenkontaktelementen 17 und 18. Der Sockel 14 weist Löcher 21 a zur Aufnahme der Befestigungszapfen 21 des Spulenkörpers auf. Ausserdem sind die Spulenanschlussstifte 27 miteingebettet. Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch das fertige Relais.
Bei dem Relais nach Fig. 1 bis 5 war die Kontakteinheit mit Fremddruckkontakten ausgestattet, d.h., dass der Kontaktdruck durch den Druck des Ankers auf die Kontaktfedern erzeugt wird. Fig. 6 zeigt eine Abwandlung des Relais, bei der Eigendruckkontakte verwendet sind. Dabei entsteht der Kontaktdruck durch die Vorspannung der Kontaktfedern 35 gegenüber den Gegenkontaktelementen 36 und 37, welche aus dem Sockel 34 heraustreten und die Kontaktfeder 35 übergreifen. Im Beispiel der Fig. 6 wird die Vorspannung der plan ausgebildeten Kontaktfeder 35 gegenüber den Gegenkontaktelementen 36 und 37 dadurch erreicht, dass der Sockel im mittleren Bereich 34a, in welchem die Kontaktfeder 35 aufliegt, höher ist als in den seitlichen Bereichen 34b und 34c, wo die Gegenkontaktelemente 36 und 37 angeordnet sind. Die Kontaktfeder 35 liegt also im entspannten Zustand auch ohne Vorspannknick an den Gegenkontaktelementen 36 bzw. 37 an. Um die Kontaktfeder betätigen zu können, ist der Anker 33 in diesem Fall an seinen Schulterbereichen 33a und 33b nach unten gebogen. Im übrigen ist das Relais nach Fig. 6 im Prinzip genauso aufgebaut wie das Relais nach Fig. 1.
Fig. 7 zeigt eine weitere Abwandlung des Relais, wobei entgegen der Ausführungsform von Fig. 1 ein Umschaltekontakt nicht mit zwei an entgegengesetzten Enden des Relais angeordneten Gegenkontaktelementen, sondern mit zwei übereinander liegenden Gegenkontaktelementen erzielt wird. Die bewegliche Kontaktfeder 38 ist dabei an einer Seite des Sockels 39 an ihrem Anschlusselement 40 befestigt und ist mit ihrem freien Ende zwischen zwei Gegenkontaktelementen 41 und 42 schaltbar. Als Angriffspunkt für den Anker dient eine in die Kontaktfeder 38 eingeprägte Sicke 43. Bei dieser Ausführungsform erhält man für die Kontaktfeder 38 eine besonders lange freie Federlänge.
Die Ausführungsform gemäss Fig. 8 zeigt eine Fremddruck-Kontaktanordnung mit lose eingelegten Kontaktfedern. Dabei ist der Sockel 44 mit den Gegenkontaktelementen 45 und 46 sowie dem Anschlusselement 47 für die Kontaktfeder 48 ähnlich ausgebildet wie der Sockel 14 nach Fig. 1. Die Kontaktfeder 48 ist jedoch nicht durch Schweissen auf dem Anschlusselement 47 befestigt, sondern durch eine Sicke 49 in einer flachen Ausnehmung 50 des Anschlusselementes 47 gelagert. In dem durch die Ausnehmung 50 gebildeten Rollager ist die Feder formschlüssig gehalten. Zur Erniedrigung des Stromübergangswiderstandes können die Teile im Lagerbereich mit Edelmetall belegt sein. Eine entsprechende Ausführung mit lose eingelegten Kontaktfedern ist natürlich auch mit Eigendruckkontakten möglich.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 sind die Kontaktfedern 51 über ein Isolierstück 52 am Anker 53 befestigt. Der Sockel 54 trägt Gegenkontaktelemente 55 und 56 sowie ein Anschlusselement 57 für die Kontaktfeder 51. Die elektrische Verbindung zwischen dem Anschlusselement 57 und der Kontaktfeder 51 wird durch eine flexible Kupferfolie 58 hergestellt. Zwischen dem Anker 53 und dem Isolierstück 52 ist ausserdem eine glatte Isolierfolie 59 eingeklemmt, welche bei Betätigung den Anker von der Kontaktfeder 51 isoliert.
Die Fig. 10 bis 26 zeigen Abwandlungen des Magnetsystems von Fig. 1, jeweils in schematischer Darstellung. So zeigt Fig. 10 eine Ausführung mit einem gegenüber Fig. 1 abgewandelten Spulenkörper 61, welcher einen grösseren Wikkelraum dadurch erhält, dass der Dauermagnet 62 kleiner ausgeführt ist. Um trotzdem den Anker 63 in seiner Mitte auf dem Flansch 64 lagern zu können, ist der Wickelraum in zwei Teile 65 und 66 unterteilt. Gestrichelt sind ausserdem Plätze für einen Getter 11 angedeutet. Durch die grössere Entfernung des Dauermagneten 62 vom Ankerdrehpunkt ist die Ausführung gemäss Fig. 10 stärker monostabil als die nach Fig. 1.
Fig. 11 zeigt einen Spulenkörper 67 mit zwei Wickelräumen 68 und 69, wobei der Dauermagnet 70 zwischen den beiden Wickelräumen angeordnet ist. In diesem Fall liegt der Dauermagnet 70 nahe am Ankerdrehpunkt, so dass dieses Relais nur in geringem Masse asymmetrisch und mehr bistabil ist.
Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 12 besitzt der Spulenkörper 71 einen vergrösserten Wickelraum, wobei der Anker aussermittig auf dem Spulenflansch 72 gelagert ist. Dies bewirkt in den Arbeitsluftspalten 4 und 5 unterschiedlich grosse Hübe. Eine solche Ausführungsform kann für eine besondere Kontaktanordnung nützlich sein, bei der z.B. der eine Kontakt eine grössere Kontaktöffnung benötigt als der andere. Ausserdem zeigt Fig. 12 die Befestigung einer Gettertablette 74 durch einen federnden Halter 75, der am Spulenkörper 71 angeformt ist. Eine derartige Befestigung ist natürlich auch bei allen anderen Ausführungsformen des Relais möglich.
Fig. 13 zeigt ein Magnetsystem, bei dem der Grundkörper 76 wiederum einen vergrösserten Wickelraum aufweist. Um in diesem Fall jedoch den Anker mittig lagern zu können, ist die Spule durch eine Lagerplatte 77 aus Metall oder Kunststoff überbrückt. Wird die Lagerplatte aus weichmagnetischem Werkstoff hergestellt und, wie gestrichelt dargestellt, mit einem Fortsatz 78 über den Dauermagnet 79 hinweggeführt, so dient sie zusätzlich als Flussführung für den Dauerfluss. Eine derartige Lagerplatte 77 ist in Fig. 14 dargestellt. Die seitlichen Vorsprünge 80 dienen dabei zur Führung des Ankers.
Fig. 15 zeigt eine Ausführungsform eines Spulenkörpers 81, bei dem eine Lagerbrücke 82 einstückig über ein Filmbandscharnier 83 angeformt ist. Sie kann nach dem Wickeln der Spule mit einem Haken 84 am Spulenkörperflansch 85 eingerastet werden.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 16 ist auf dem Dauermagnet 86 ein Träger 87 befestigt, der ein Schneidenlager 88 für den Anker 89 bildet. Wird dieser Träger 87 aus weichmagnetischem Werkstoff hergestellt, so dient er zusätzlich auch als Flussführung für den Dauermagnetfluss. Eine Einstellung des Ankerhubes kann durch Biegen des Trägers 87 erfolgen. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 17 ist ein Lagerwinkel 90 in einen Spulenflansch 91 eingelassen. Eine ähnliche Ausführungsform zeigt Fig. 18, wo ein Lagerwinkel 92 in einen Spulenflansch 93 eingesteckt ist und auf dem anderen Spulenflansch 94 aufliegt. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 19 ist eine Lagerplatte 95, bestehend aus Metall oder aus Kunststoff, in einen Spulenflansch 96 eingepresst. Auch hier ist eine Hubeinstellung des Ankers durch Verschieben der Lagerplatte 95 im Spulenflansch möglich. Fig. 20 zeigt eine bistabile Magnetsystemausführung, bei der der Anker 97 direkt auf dem Dauermagnet 98 schneidengelagert ist. Die Ankerhubeinstellung kann dabei durch Einschieben von Plättchen 99 zwischen Dauermagnet 98 und Kern 100 erfolgen. Eine ähnliche Ausführung zeigt Fig. 21, wobei lediglich der Anker 97 nicht unmittelbar auf dem Magnet 101, sondern auf einer gesonderten, den Magnet abdeckenden Lagerplatte 102 gelagert ist. Auch diese Lagerplatte 102 kann aus Metall oder Kunststoff gefertigt sein. Soll sie aus Isolierstoff bestehen, so kann sie auch einstückig mit dem Spulenkörper 103 hergestellt sein. In diesem Fall kann der Dauermagnet 101 seitlich eingesteckt werden.
Fig. 22 zeigt einen symmetrischen Aufbau eines Spulenkörpers 104 mit zwei Dauermagneten 105 und 106. Ist ein Dauermagnet gegenüber dem anderen geschwächt, dann ist das Magnetsystem monostabil; sind beide Magnete gleich stark aufmagnetisiert, dann ist das System bistabil. Auf diese Weise ist ein getrennter magnetischer Abgleich und eine Einstellung der Relaischarakteristik möglich.
Fig. 23 zeigt ein Magnetsystem mit einem geraden Anker 107 und einem an den Enden gekröpften Kern 108. Hierbei muss der Spulenkörper 109 oder der Kern 108 zweiteilig ausgebildet sein, um die Montage zu ermöglichen, oder der Kern muss beim Spritzen des Spulenkörpers gleich eingebettet werden. Bei der Ausführung gemäss Fig. 24 sind sowohl der Kern 110 als auch der Anker 111 an den Enden gekröpft ausgebildet. Für den Kern und für den Anker können dabei identische Teile verwendet werden. Doch ist auch in diesem Fall das Problem der Montage von Kern und Spulenkörper wie bei der Ausführungsform gemäss Fig. 23 gegeben.
Fig. 25 zeigt eine Ausführungsform mit einem gekröpft ausgebildeten Kern 112, der in Verbindung mit einem Anker 3 gemäss Fig. 1 ein besonders grosses Volumen für den Dauermagnet 113 ermöglicht. Die rationellste Lösung für das Magnetsystem stellt jedoch Fig. 26 dar. Dabei ist der Anker 114 identisch mit dem Kern 115 ausgebildet, nämlich jeweils an einem Ende gekröpft. In diesem Fall kann der Kern wie bei Fig. 1 nachträglich in den Spulenkörper eingepresst werden.
Fig. 27 zeigt schliesslich einen federgelagerten Anker 116, bei dem eine Lagerfeder 117 an der Stelle 118 aufgeschweisst ist. Bei der Montage wird die Lagerfeder 117 mit ihrem hakenförmigen Ende 117a in eine Ausnehmung 119 des Spulenflansches 120 eingerastet. Danach wird der Dauermagnet 10 von der Seite eingeschoben. Der Anker stützt sich auf dem verrundeten Lagerflansch 121 ab und ist allseitig gefesselt. Die seitlichen Vorsprünge 13 des Lagerflansches dienen als Stossicherung. Die Lagerfeder übt eine Richtwirkung auf den Anker aus und unterstützt die Monostabilität des Magnetsystems. Im übrigen ist das Relais gemäss Fig. 27 genauso aufgebaut wie das Relais gemäss Fig. 1.

Claims

1. Polarisiertes elektromagnetisches Relais mit einem Spulenkörper (1; 61; 67; 71; 76; 81; 103; 104; 109), der mindestens eine Wicklung (8; 65, 66; 68, 69) trägt und axial von einem Spulenkern (2; 100; 108; 110; 112; 115) durchsetzt ist, mit einem ausserhalb der Spulenwicklung (8; 65, 66; 68, 69) parallel zur Spulenachse angeordneten Wippanker (3; 33; 53; 63; 73; 89; 97; 107; 111; 114; 116), der mit seinem Mittelteil schwenkbar gelagert ist und mit seinen beiden Enden (3a, 3b) jeweils einen Arbeitsluftspalt (4, 5) mit jeweils einem Ende des Spulenkerns (2; 100; 108; 110; 112; 115) bildet, wobei der Anker (3; 33; 53; 63; 73; 89; 97; 107; 111; 114; 116) die mindestens eine Spulenwicklung (8; 65,66; 68, 69) und mindestens einen neben der Spulenwicklung (8) bzw. neben den Spulenwicklungen (65, 66; 68, 69) angeordneten Dauermagneten (10; 62; 70; 79; 86; 98; 101; 105, 106; 113) überbrückt; sowie mit einer mit dem Spulenkörper (1; 61; 67; 71; 76; 81; 103; 104; 109) verbundenen Trägeranordnung (14; 34; 39; 44; 54) für die beweglichen Kontaktelemente (20; 35; 38; 48; 51) und die Gegenkontaktelemente (17, 18; 36, 37; 41, 42; 45, 46; 55, 56), wobei die Kontaktbetätigung durch den Wippanker ohne getrennt angeordnetes Zwischenglied erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass wahlweise ein Dauermagnet (10; 62; 70; 79; 86; 98; 101; 113) oder zwei Dauermagnete (105, 106) in Längsrichtung des Spulenkerns (2; 100; 108; 110; 112; 115) gesehen neben der Spulenwicklung (8) bzw. neben den Spulenwicklungen (65, 66; 68, 69) angeordnet ist bzw. sind und jeder Dauermagnet mit einem Pol unmittelbar auf dem Spulenkern (2; 100; 108; 110; 112; 115) aufliegt, dass der Anker (3; 33; 53; 63; 73; 89; 97; 107; 111; 114; 116) zusammen mit dem Spulenkern (2; 100; 108; 110; 112; 115) den Dauermagneten (105, 106) bzw. die Dauermagnete (10; 62; 70; 79; 86; 98; 101; 113) umschliesst und zwischen der Spulenwicklung (8) bzw. den Spulenwicklungen (65, 66; 68, 69) und dem zweiten Pol des bzw. der Dauermagneten (10; 62; 70; 79; 86; 98; 101; 105, 106; 113) einerseits und einem als Trägeranordnung für die Kontaktelemente (17, 18, 20; 35, 36, 37; 38, 41, 42; 54, 55, 56) dienenden, unterhalb des Spulenkörpers (1; 61; 67; 71; 76; 81; 103; 104; 109) angeordneten Sockel (14; 34; 39; 44; 54) andererseits angeordnet ist, und dass der Anker (3; 33, 53; 63; 73; 89; 97; 107; 111; 114; 116) oder die beweglichen Kontaktelemente (20; 35; 38; 48; 51 ) an ihren gegenseitigen Berührungsstellen jeweils mit einem isolierenden Überzug (21 ) versehen sind.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (3) mittels einer eingeprägten zylindrischen Vertiefung (12) auf einer zylindrisch geformten Rippe (7a) eines Spulenflansches (7) gelagert ist.

3. Relais nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (1 ) in Flanschbereichen neben dem Anker Vorsprünge (23) aufweist, welche auf Anlageflächen (24) des Sockels (14) aufliegen und den Abstand zwischen Anker und Kontaktanordnung festlegen.

4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktanschlusselemente (17, 18, 19) in den Sockel (14) eingebettet sind und dass Kontaktoberflächen (29) bzw. Auflageflächen (19a) für bewegliche Kontaktfedern (20) mit der Oberfläche des Sokkels (14) plan abschliessen.

5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenkontaktelemente (36, 37) die Enden der beweglichen Kontaktelemente (35) übergreifen, welche ihrerseits als Eigendruckkontakte in Richtung auf den Anker (33) gegenüber den Gegenkontaktelementen (36, 37) vorgespannt sind.

6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Kontaktelemente (48) mittels einer eingeprägten Lagerstelle (49) in einer Einkerbung (50) ihrer Anschlusselemente (47) gelagert und durch ihre Vorspannung gehalten sind.

7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beweglichen Kontaktelemente (51) über ein Isolierstück (52) am Anker (53) befestigt und über eine leitende Folie (58) mit jeweils einem Anschlusselement (57) am Sockel (54) elektrisch verbunden sind.

8. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Spulenwicklung und dem Anker (3) ein Lagerstück (77, 82, 87, 90, 92) für den Anker angeordnet ist.

9. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet (98, 101) in einer Kammer des Spulenkörpers (103) zwischen zwei Wicklungsabschnitten angeordnet ist und dass der Anker (97) im Bereich der Kammer gelagert ist.

10. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkörper (104) mit einem Mittelflansch eine Lagerstelle für den Anker (3) bildet und dass je ein Dauermagnet (105, 106) im Anschluss an die Wicklungs- Endflansche angeordnet ist.