EP0400537A2 - Polarisiertes Ankerkontaktrelais - Google Patents
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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- H01H1/645—Protective enclosures, baffle plates, or screens for contacts containing getter material
Definitions
- the invention relates to a polarized armature contact relay with a coil body, which carries a winding between two end flanges, and with two tongue anchors, which are arranged opposite and parallel to one another within the hollow coil body.
- DE-OS 29 31 409 specifies various possibilities for arranging two changeover contacts with tongue anchors within a common coil former. Examples are also shown in which two tongue anchors are arranged opposite one another in parallel in a single axial cavity of the coil body in such a way that in each coil flange a contacting end of a tongue anchor can be switched between two contacting pole pieces. However, there the fastening end of an armature in the respective coil flange is covered and shielded by an upstream pole shoe in the axial direction, so that the magnetic flux circuits, in particular the permanent flux circuits, are inadequately closed. As can be seen from the description, the arrangement there is therefore essentially only suitable for monostable relays.
- the object of the present invention is to provide an improved relay of the type mentioned at the outset, which enables good guidance of the magnetic flux for all circuits and in particular also a good adjustment of the respective permanent magnetic circuits in order to enable an optimal switching behavior for both changeover contacts.
- the exposed ends of the two tongue anchors and the separately provided flux plates for the two changeover contacts each create separate, well-closed permanent magnet circuits.
- the four-pole permanent magnets resting on the end faces of the pole shoes are easily accessible for magnetic adjustment, so that the response values for each changeover contact and within the changeover contacts can also be set separately and optimally for both sides.
- the pole shoes which each lie in pairs vertically next to one another on the end faces of the coil body flanges and form their connecting elements downward, are essentially designed as flat parts, the narrow sides facing the tongue anchor forming contact sections coated with contact material.
- These contact sections can expediently be slightly bent or angled into the coil body interior, but the contacting surfaces are cut parallel to the respective side surface of the tongue anchor. This results in a somewhat larger contact area; in addition, the contact area is shifted somewhat into the inside of the coil body, so that the end of the tongue armature does not abut the flat permanent magnet or an insulating film inserted between the permanent magnet and pole pieces.
- At least one getter body is expediently arranged in the interior of the coil body in the region between the two tongue anchors.
- each tongue anchor has a separate contact space which extends through the coil body parallel to the coil axis.
- the intermediate wall separating the two contact spaces gives the coil former better dimensional stability.
- a separate getter body is expediently arranged in a corresponding recess for each contact space.
- the relay shown in FIGS. 1 to 4 has a coil former 1 with an excitation winding 11, which is applied between two coil former flanges 2 and 3. With a bistable characteristic of the relay, two excitation windings could of course also be provided.
- the coil former has two parallel contact spaces 12 and 13 which are continuous in the axially parallel direction and are separated from one another by a partition 14 which is completely or partially continuous in the longitudinal direction.
- This intermediate wall 14 increases the dimensional stability of the bobbin; it could also be interrupted if necessary to create a connection between the two contact spaces 12 and 13.
- a cavity 15 or 16 is formed from each flange side, which is connected to the adjacent contact space 12 or 13 and serves to receive a getter body 17.
- the bobbin 1 is with all parts and Recesses designed axially symmetrical to a central axis running perpendicular to the installation plane and to the coil axis, so that two contact units symmetrical to this central axis can be formed from each of the two flanges 2 and 3.
- the individual parts are completely identical for both contact units, which keeps the number of different parts small and simplifies the overall production.
- An armature contact element 4 is inserted in each of the two contact spaces - in the opposite direction.
- This armature contact element each has a contact tongue 41 and on its fastening end in the area of the clamping on both sides a freely cut fastening tab 42 which is connected to the contact tongue 41 via a torsion bar 43.
- the fastening tabs 42 are each inserted into bearing grooves 21, 31 of the bobbin flange 2 and 3 and glued there.
- the contact tongue 41 can be adjusted in the center or to one side, as described for example in DE-A-33 38 198.
- Each armature contact element has an angled connecting part 44 relative to the tongue 41, which rests on the end face of the respective coil flange and is used for magnetic coupling.
- a connector pin 45 for the electrical connection is formed at the bottom.
- pole pieces 5 and 6 are each formed essentially as flat sheets which are arranged in a vertical plane with respect to the connection plane of the relay and also perpendicular to the coil axis. The pole pieces are between projecting ribs 22 and 32 and lugs 23 and 33 of the respective coils body flange 2 or 3 clamped.
- these ribs 22 and 32 or lugs 23 and 33 is such that they correspond approximately to the thickness of the pole pieces 5 and 6.
- the pole pieces have integrally formed connecting pins 51 and 61 63 is formed (see FIG. 4).
- these contact surfaces are very slightly convex in order to ensure uniformly good contact even when the tongue anchor is slightly inclined.
- the contact spaces 12 and 13 in the coil former can be provisionally closed off by insulating foils 71 and 72, which are attached and optionally welded on the end.
- insulating foils 71 and 72 which are attached and optionally welded on the end.
- a permanent magnet 7 is placed on the outer surface of the pole shoe pairs, with the interposition of the insulating film 72 already mentioned.
- two flux plates 8 are each pushed laterally over the coil body, in such a way that one flux plate 8 couples the outer poles of a permanent magnet 7 to the connecting part 44 of the associated armature contact element 4.
- the aforementioned insulating film 71 is inserted between the connecting part 44 and the flux plate 8 in order to ensure electrical insulation in addition to the sealing function.
- the relay arrangement thus obtained is placed in a cap 9, so that only the connection pins 45, 51 and 61 of the armature contact elements or the pole shoes and the coil connection pins 24 and 34 anchored in the coil flanges 2 and 3 protrude.
- the relay is then potted in the cap 9, which can itself be made of plastic, as a result of which all parts are fixed to one another.
- the films 71 and 72 prevent the potting compound 91 from entering the interior of the contact spaces 12 and 13 flows.
- the permanent magnets 7 with their two permanent magnet regions can be magnetized and adjusted in the desired manner, as will be explained below with reference to FIG. 4.
- the cap 9 can also be omitted if the relay is cast or molded in a mold.
- each pole shoe is assigned its own permanent magnet area, that is to say the permanent magnet area 7 a and the pole shoe 6 the permanent magnet area 7 b.
- This magnetization of the respective permanent magnet 7 can be carried out by magnetization poles applied from the outside.
- a comparison of each individual area 7a or 7b is then carried out, whereby asymmetries in the construction and in the materials of the magnetic circuit can be compensated for by a different comparison of these areas.
- a comparison is also possible in such a way that a certain tongue anchor always responds first, so that a certain switching sequence is set from the outset.
- the adjustment can be carried out on the fully assembled and encapsulated relay, so that the permanent magnet regions 7a and 7b mentioned can be generated in the correct assignment to the pole pieces and regardless of the physical arrangement of the rectangular permanent magnet 7.
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Abstract
Das Relais weist einen Spulenkörper mit zwei achsparallel durchgehenden Kontakträumen (12, 13) auf, in welchen entgegengesetzt parallel zueinander zwei Zungenanker (41) angeordnet sind. Diese Zungenanker (41) sind jeweils von einem der Spulenflansche (2, 3) aus in den Kontaktraum eingesteckt und bilden im Bereich des jeweils anderen Spulenflansches (3, 2) mit paarweise angeordneten Polschuhen (5, 6) Arbeitsluftspalte. Das jeweilige Polschuhpaar (5, 6) ist stirnseitig am Spulenflansch seitlich neben dem jeweiligen Anschlußende des in dem anderen Kontaktraum angeordneten Zungenankers (41) angeordnet. Auf jedem der Polschuhpaare (5, 6) ist ein flacher, vierpoliger Dauermagnet (7) angeordnet, und die beiden außenliegenden Pole des Dauermagneten sind über jeweils ein Flußführungsblech (8) an das Anschlußende des zugehörigen Zungenankers (41) angekoppelt. Durch die jedem Polschuh (5, 6) individuell zugeordneten Dauermagnetbereiche ist ein unabhängiger Abgleich möglich, wodurch ein synchrones Schalten der beiden Zungenanker erzielt wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein polarisiertes Ankerkontaktrelais mit einem Spulenkörper, der zwischen zwei endseitigen Flanschen eine Wicklung trägt, und mit zwei innerhalb des hohlen Spulenkörpers entgegengesetzt parallel zueinander angeordneten Zungenankern.
- In der DE-OS 29 31 409 sind verschiedene Möglichkeiten angegeben, innerhalb eines gemeinsamen Spulenkörpers zwei Umschaltekontakte mit Zungenankern anzuordnen. Dabei sind auch Beispiele gezeigt, bei denen zwei Zungenanker entgegengesetzt parallel zueinander in einem einzigen axialen Hohlraum des Spulenkörpers derart angeordnet sind, daß in jedem Spulenflansch jeweils ein kontaktgebendes Ende eines Zungenankers zwischen zwei kontaktgebenden Polschuhen umschaltbar ist. Allerdings wird dort jeweils das Befestigungsende eines Ankers im jeweiligen Spulenflansch durch einen in Axialrichtung vorgelagerten Polschuh überdeckt und abgeschirmt, so daß die magnetischen Flußkreise, insbesondere die Dauerflußkreise, nur unzulänglich geschlossen sind. Wie aus der Beschreibung hervorgeht, ist deshalb die dortige Anordnung im wesentlichen auch nur für monostabile Relais geeignet.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Relais der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das eine gute Führung des Magnetflusses für alle Kreise und insbesondere auch einen guten Abgleich der jeweiligen Dauermagnetkreise ermöglicht, um ein optimales Schaltverhalten für beide Umschaltkontakte zu ermöglichen.
- Erfindungsgemäß weist das Relais der eingangs genannten Art die folgenden Merkmale auf:
- a) in jedem Spulenflansch sind jeweils stirnseitig nebeneinan der zwei flach aufliegende Polschuhe, welche das Ende eines Zungenankers zwischen sich einschließen und im Bereich neben den Polschuhen das Anschlußende des jeweils anderen Zungenankers befestigt;
- b) auf den Polschuhpaaren in jedem Spulenflansch ist jeweils ein flacher, vierpoliger Dauermagnet mit zwei entgegengesetzten, zur Spulenachse parallelen Polarisierungsrichtungen derart angeordnet, daß die jeweils nebeneinander liegenden Polschuhe an ungleichnamige Dauermagnetpole angekoppelt sind;
- c) die außenliegenden Pole des jeweiligen Dauermagneten sind jeweils gemeinsam über je ein Flußblech an das Anschlußende des zugehörigen Zungenankers gekoppelt.
- Durch die stirnseitig freiliegenden Anschlußenden der beiden Zungenanker und durch die getrennt vorgesehenen Flußbleche für die beiden Umschaltkontakte sind jeweils getrennte, in sich gut geschlossene Dauermagnetkreise geschaffen. Außerdem sind die auf den Stirnseiten der Polschuhe aufliegenden vierpoligen Dauermagnete gut für einen magnetischen Abgleich zugänglich, so daß die Ansprechwerte für jeden Umschaltkontakt und innerhalb der Umschaltekontakte auch für beide Seiten getrennt und optimal eingestellt werden können.
- Die Polschuhe, die jeweils paarweise senkrecht nebeneinander an den Stirnseiten der Spulenkörperflansche aufliegen und nach unten ihre Anschlußelemente bilden, sind im wesentlichen als Flachteile ausgebildet, wobei jeweils die dem Zungenanker zugewandten Schmalseiten mit Kontaktwerkstoff beschichtete Kontaktabschnitte bilden. Diese Kontaktabschnitte können zweckmäßigerweise leicht in das Spulenkörperinnere hinein gebogen oder abgewinkelt sein, wobei jedoch die kontaktgebenden Flächen parallel zur jeweiligen Seitenfläche des Zungenankers geschnitten sind. Damit ergibt sich eine etwas vergrößerte Kontaktfläche; außerdem wird der Kontaktbereich etwas in das Spulenkörperinnere verlagert, so daß das Ende des Zungenankers nicht am flach aufgelegten Dauermagneten bzw. an einer zwischen Dauermagnet und Polschuhen eingefügten Isolierfolie anstößt.
- Im Spulenkörperinneren ist zweckmäßigerweise im Bereich zwischen den beiden Zungenankern mindestens ein Getterkörper angeordnet. In vorteilhafter Ausführungsform besitzt jeder Zungenanker einen getrennten, sich parallel zur Spulenachse durch den Spulenkörper erstreckenden Kontaktraum. Durch die die beiden Kontakträume voneinander trennende Zwischenwand erhält der Spulenkörper eine bessere Formstabilität. In diesem Fall wird zweckmäßigerweise für jeden Kontaktraum ein eigener Getterkörper in einer entsprechenden Ausnehmung angeordnet.
- Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
- FIG 1 die Einzelteile eines erfindungsgemäß gestalteten Relais in Explosionsdarstellung,
- FIG 2 das Relais von FIG 1 in zusammengebauter Form mit einer zusätzlich aufgesetzten Kappe,
- FIG 3 und 4 das Relais von FIG 1 im zusammengebauten Zustand in zwei Schnittdarstellungen.
- Das in den FIG 1 bis 4 gezeigte Relais besitzt einen Spulenkörper 1 mit einer Erregerwicklung 11, die zwischen zwei Spulenkörperflanschen 2 und 3 aufgebracht ist. Bei bistabiler Charakteristik des Relais könnten natürlich auch zwei Erregerwicklungen vorgesehen sein. Der Spulenkörper besitzt zwei parallele, in achsparalleler Richtung durchgehende Kontakträume 12 und 13, die durch eine ganz oder teilweise in Längsrichtung durchgehende Zwischenwand 14 voneinander getrennt sind. Diese Zwischenwand 14 erhöht die Formstabilität des Spulenkörpers; sie könnte bei Bedarf auch unterbrochen sein, um eine Verbindung zwischen den beiden Kontakträumen 12 und 13 zu schaffen. Im vorliegenden Beispiel ist von jeder Flanschseite her jeweils ein Hohlraum 15 bzw. 16 eingeformt, der mit dem daneben liegenden Kontaktraum 12 bzw. 13 in Verbindung steht und zur Aufnahme eines Getterkörpers 17 dient. Der Spulenkörper 1 ist mit allen Teilen und Ausnehmungen axialsymmetrisch zu einer senkrecht zur Einbauebene und zur Spulenachse verlaufenden Mittelachse ausgestaltet, so daß von jedem der beiden Flansche 2 und 3 her zwei zu dieser Mittelachse symmetrische Kontakteinheiten gebildet werden können. Die Einzelteile sind dabei für beide Kontakteinheiten völlig identisch ausgebildet, wodurch die Zahl der unterschiedlichen Teile klein gehalten und die Herstellung insgesamt vereinfacht wird.
- In jeden der beiden Kontakträume ist - in entgegengesetzter Richtung - jeweils ein Ankerkontaktelement 4 eingesetzt. Dieses Ankerkontaktelement besitzt jeweils eine Kontaktzunge 41 und an seinem Befestigungsende im Bereich der Einspannung beiderseits einen frei geschnittenen Befestigungslappen 42, der über einen Torsionssteg 43 mit der Kontaktzunge 41 verbunden ist. Die Befestigungslappen 42 werden jeweils in Lagernuten 21, 31 des Spulenkörperflansches 2 bzw. 3 eingesetzt und dort festgeklebt. Während des Aushärtens des Klebers kann die Kontaktzunge 41 mittig oder auch nach einer Seite hin justiert werden, wie dies beispielsweise in der DE-A-33 38 198 beschrieben ist. Jedes Ankerkontaktelement besitzt jeweils einen gegenüber der Zunge 41 abgewinkelten Anschlußteil 44, der stirnseitig am jeweiligen Spulenflansch aufliegt und zur magnetischen Ankopplung dient. Nach unten ist jeweils ein Anschlußstift 45 für den elektrischen Anschluß angeformt.
- An jedem der beiden Spulenflansche 2 und 3 ist außerdem stirnseitig, und zwar asymmetrisch neben dem jeweiligen Anschlußteil 44 des jeweiligen Zungenankers, ein Paar von Polschuhen 5 und 6 angeordnet, die mit dem von der gegenüberliegenden Flanschseite her eingesteckten Zungenanker 41 zusammenarbeiten, d. h., sein freies, kontaktgebendes Ende zwischen sich einschließen. Die Polschuhe 5 und 6 sind jeweils im wesentlichen als ebene Bleche ausgebildet, die in einer senkrechten Ebene bezüglich der Anschlußebene des Relais und auch senkrecht zur Spulenachse angeordnet sind. Die Polschuhe sind jeweils zwischen vorspringenden Rippen 22 bzw. 32 und Nasen 23 bzw. 33 des jeweiligen Spulen körperflansches 2 bzw. 3 eingeklemmt. Dabei sind diese Rippen 22 und 32 bzw. Nasen 23 und 33 in ihrer Höhe so bemessen, daß sie etwa der Dicke der Polschuhe 5 und 6 entsprechen. Nach unten besitzen die Polschuhe angeformte Anschlußstifte 51 bzw. 61. Im Bereich des Zungenankerendes besitzen die Polschuhe jeweils etwas frei geschnittene und nach innen leicht abgebogene Kontaktabschnitte 52 bzw. 62, an denen jeweils eine zur Oberfläche des betreffenden Zungenankers 41 im wesentlichen parallele Kontaktoberfläche 53 bzw. 63 ausgebildet ist (siehe FIG 4). Zweckmäßigerweise sind diese Kontaktoberflächen ganz leicht konvex gewölbt, um auch bei leichter Schrägstellung des Zungenankers eine gleichmäßig gute Kontaktgabe zu gewährleisten.
- Nach der Montage der paarweise vorgesehenen Polschuhe 5 und 6 sowie der Ankerkontaktelemente 4 können die Kontakträume 12 und 13 im Spulenkörper jeweils durch stirnseitig aufgebrachte und gegebenenfalls aufgeschweißte Isolierfolien 71 und 72 vorläufig abgeschlossen werden. Danach wird je ein Dauermagnet 7 auf die Außenfläche der Polschuhpaare, unter Zwischenfügung der bereits erwähnten Isolierfolie 72, aufgelegt. Dann werden zwei Flußbleche 8 jeweils seitlich über den Spulenkörper geschoben, derart, daß jeweils ein Flußblech 8 die Außenpole eines Dauermagneten 7 mit dem Anschlußteil 44 des zugehörigen Ankerkontaktelementes 4 koppelt. Die bereits erwähnte Isolierfolie 71 ist jeweils zwischen dem Anschlußteil 44 und dem Flußblech 8 eingefügt, um neben der Abdichtfunktion auch eine elektrische Isolierung zu gewährleisten.
- Die so gewonnene, allerdings noch nicht in allen Teilen fixierte Relaisanordnung wird in eine Kappe 9 gesetzt, so daß lediglich die Anschlußstifte 45, 51 und 61 der Ankerkontaktelemente bzw. der Polschuhe sowie die in den Spulenflanschen 2 und 3 verankerten Spulenanschlußstifte 24 und 34 herausragen. In der Kappe 9, die selbt aus Kunststoff bestehen kann, wird dann das Relais vergossen, wodurch alle Teile zueinander fixiert werden. Durch die Folien 71 und 72 wird dabei verhindert, daß die Vergußmasse 91 in das Innere der Kontakträume 12 und 13 hinein fließt. Danach können die Dauermagnete 7 mit ihren jeweils zwei Dauermagnetbereichen noch in der gewünschten Weise aufmagnetisiert und abgeglichen werden, wie dies nachfolgend anhand der FIG 4 noch erläutert wird. Die Kappe 9 kann auch entfallen, wenn das Relais in einer Form vergossen oder umspritzt wird.
- FIG 4 zeigt im Schnitt die jeweils entgegengesetzt parallel magnetisierten Magnetbereiche der beiden Dauermagnete 7. Jedem Polschuh ist dabei ein eigener Dauermagnetbereich zugeordnet, also dem Polschuh 5 jeweils der Dauermagnetbereich 7a und dem Polschuh 6 der Dauermagnetbereich 7b. Durch von außen angelegte Magnetisierungspole kann diese Aufmagnetisierung des jeweiligen Dauermagneten 7 vorgenommen werden. Danach wird ein Abgleich jedes einzelnen Bereiches 7a bzw. 7b vorgenommen, wobei durch einen unterschiedlichen Abgleich dieser Bereiche Unsymmetrien in der Konstruktion und in den Materialien des Magnetkreises kompensiert werden können. Dadurch wird sichergestellt, daß ein möglichst synchrones Ansprechen der beiden Zungenanker 41 erzielt wird. Möglich ist auch ein Abgleich in der Weise, daß immer ein bestimmter Zungenanker zuerst anspricht, daß also eine bestimmte Schaltreihenfolge von vorneherein eingestellt wird. Der Abgleich kann am fertig montierten und vergossenen Relais durchgeführt werden, so daß die erwähnten Dauermagnetbereiche 7a und 7b jeweils in der richtigen Zuordnung zu den Polschuhen und unabhängig von der körperlichen Anordnung des quaderförmigen Dauermagneten 7 erzeugt werden können.
Claims (5)
1. Polarisiertes Ankerkontaktrelais mit einem Spulenkörper (1), der zwischen zwei endseitigen Flanschen (2, 3) eine Wicklung (11) trägt, und mit zwei innerhalb des hohlen Spulenkörpers (1) entgegengesetzt parallel zueinander angeordneten Zungenankern (41), gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
a) in jedem Spulenflansch (2, 3) sind jeweils stirnseitig nebeneinander zwei flach aufliegende Polschuhe (5, 6) welche das Ende eines Zungenankers (41) zwischen sich einschließen, und im Bereich neben den Polschuhen (5, 6) das Anschlußende (44) des jeweils anderen Zungenankers (41) befestigt;
b) auf den Polschuhpaaren (5, 6) in jedem Spulenflansch (2, 3) ist jeweils ein flacher, vierpoliger Dauermagnet (7) mit zwei entgegengesetzten, zur Spulenachse parallelen Polarisierungsrichtungen derart angeordnet, daß jeweils die nebeneinander liegenden Polschuhe (5, 6) an ungleichnamige Dauermagnetpole angekoppelt sind;
c) die außenliegenden Pole des jeweiligen Dauermagneten (7) sind jeweils gemeinsam über je ein Flußblech (8) an das Anschlußende des zugehörigen Zungenankers (41) gekoppelt.
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Schmalseiten der Polschuhe (5, 6) ausgebildete, den jeweiligen Zungenanker (41) zugewandte Kontaktabschnitte (52, 62) jeweils zum Spuleninneren hin abgebogen bzw. abgewinkelt sind, wobei jedoch die Kontaktflächen (53, 63) parallel zur jeweiligen Kontaktfläche des Zungenankers (41) geschnitten sind.
3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Spuleninneren mindestens ein Getterkörper (17) angeordnet ist.
4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zungenanker (41) in einem getrennten, achsparallel den Spulenkörper (1) durchsetzenden Kontaktraum (12, 13) angeordnet ist.
5. Relais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kontaktraum mit einem eigenen, einen Getterkörper (17) aufnehmenden Hohlraum (15, 16) in Verbindung steht.
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