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Neutrales Kleinrelais Neutrale Relais sind seit langem in verschiedenen
Formen bekannt. Diesen Relais ist ein magnetischer Kreis gemeinsam, der aus folgenden
Gliedern besteht: einem feststehenden Magnetkern, der fast stets die Magnetwicklung
trägt, einem beweglichen Anker, der die Magnetkraft hebelartig überträgt, und in
den meisten Fällen einem feststehenden Joch.
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Da bekanntlich die magnetische Anziehungskraft etwa umgekehrt proportional
dem Luftspalt ist, der praktisch den gesamten magnetischen Widerstand darstellt,
werden Kleinrelais mit möglichst kleinem Luftspalt ausgelegt. Dadurch wird der Ankerweg
von seiner Ruhelage bei nicht erregtem Relais bis zur Anzugslage entsprechend klein.
Um nun einen genügend großen Kontaktweg zu erreichen, wird der Anker so ausgebildet,
daß er als ungleicher Hebel arbeitet, dessen kürzerer Arm vom Drehpunkt zum Kern
zeigt, während der längere parallel zu den Kontakten liegt. Bei dieser Relaisbauart
ist es gegenüber älteren und größeren Relais vorteilhaft, daß der Drehpunkt des
Ankers etwa dem angenommenen Drehpunkt der Kontaktfedern .entspricht. Die Kontaktanschlüsse
liegen auf der Ankerseite, jedoch ist der Aufbau recht kompliziert, und das Relais
besteht aus einer großen Anzahl verschiedener Teile.
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Um unter Beibehaltung eines möglichst kleinen Luftspaltes eine günstige
Kraft- und Wegübersetzung zu erreichen, ist es gegenüber diesen bekannten Konstruktionen
vorteilhaft, den Anker so anzuordnen., daß er eine Parallelbewegung zum Spulenkern
ausführt. Hierbei ändert sich der Luftspalt während des ganzen Ankerweges nur wenig
und kann deshalb verhältnismäßig klein gehalten werden.
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Derartige Anordnungen sind z. B. für den Antrieb von schwingenden
Werkzeugen (vgl. deutsche Patentschrift 666 552) und auch für Relais (vgl. deutsche
Patentschrift 879 731) bekannt. Das in der letztgenannten Patentschrift beschriebene
Relais zeigt jedoch einen recht komplizierten und vielteiligen Aufbau.
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Im folgenden ist ein neutrales Kleinrelais beschrieben, dessen magnetischer
Kreis durch ein gelenkig aufgebautes Parallellogramm gebildet wird, wobei erfindungsgemäß
die Teile des Parallelogramms durch eine einzige Feder umschlossn werden, die gleichzeitig
zum Zusammenhalten der beweglichen Teile und als Anke.rrückstellfeder dient.
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Durch diese Anordnung wird ein besonders einfacher Aufbau des Relais
erreicht und die Montage sehr erleichtert, denn nach dem Zusammensetzen der Teile
des Parallelogramms wird einfach die Feder im ganzen übergestreift, und alle Teile
sind ohne weitere Einjustierung in ihrer vorbestimmten Lage fixiert.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung soll nun an Hand der Figuren
näher erläutert werden.
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Fig.1 zeigt den Aufbau des gesamten Relais, während in Fig.2 eine
Ausführungsform einer Kontaktfeder dargestellt ist.
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In Fig. 1 ist 1 der Magnetkern mit der Wicklung 2. Joch und Anker
werden durch ein Parallelogramm mit den gleichen Seitenteilen 3 und 4 und den oberen
und unteren Teilen 5 und 6 gebildet. Diese- Teile sind so aufeinandergelegt, daß
die Berührungskanten der einzelnen Teile Drehachsen sind. Sie können, wie beispielsweise
in der Fig.1 an den oberen Lagern angedeutet, als Schneid'enlager ausgebildet sein.
Hierdurch wird eine Parallelverschiebung des ganzen Parallelogramms in sich ermöglicht.
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Die Teile 3, 4, 5 und 6 werden durch eine Feder 9 zusammengehalten,
die gleichzeitig eine gewünschte Vorspannung ergibt und zweckmäßig so geformt ist,
daß eine Lageempfindlichkeit praktisch nicht auftritt. Der oder die Kontakte 7 werden
durch einen Mitnehmer 8 umgelegt, der zweckmäßig hakenförmig durch eine CSffnung
der Kontaktfeder hindurchgreift. Der die Wicklung 2 tragende Wickelkörper 10 oder
ein entsprechender Teil kann so dimensioniert sein, daß -er als Anschlag dient oder
daß durch ihn die Schaltzustände »abgefallen« und »angezogen« definiert sind. Im
dargestellten Beispiel sind die Kontaktfedern und der den unteren Teil des Parallelogramms
tragende Kern. von einem isolierenden, unmagnetischen Kunststoffteil gehalten, der
auch so ausgelegt sein kann, daß er das Aufsetzen einer Kappe ermöglicht. Mit 12
sind die Anschlußstifte der Relaiswicklung bezeichnet.
Die Ausbildung
des Ankers als Parallelogrammanker, im folgenden kurz P-Anker genannt, ergibt eine
einem Hebel entsprechende Drehmomententransformation. Der mittlere Winkel zwischen
den Schenkeln 3 und 4 und der Senkrechten auf Teil 6 sei a. Dann ist die Kraft K
in senkrechter Richtung zur Kraft P in waagerechter Richtung gleich P - ctg a; der
Weg beim Anziehen oder Abfallen des Relais sei lk in Richtung K und 1n in Richtung
P. Dann gilt das Hebelgesetz lk - K = l" - P bei Gleichgewicht.
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Man hat also bei einfacher Konstruktion die wegen des gewünschten
kleinen Luftspaltes erforderliche Kraft- und Wegübersetzung, die bei gleicher Konstruktion
zudem für verschiedene Ausführungen bequem geändert werden kann. Man wird a zwischen
etwa 5 und 15' wählen und kann so auch übersetzungsverhältnisse erhalten,
die bei bekannten Kleinrelais aus Platzgründen nicht zu erreichen sind. Der P-Anker
hat weiter den Vorteil, daß die Kontakt- und Ankerbewegungen wieder parallelogrammähnlich
sind, so daß die Kraft P ganz zur Kontaktauslenkung zur Verfügung steht. In bestimmten
Fällen, wenn z. B. eine Kurvenbewegung des Mitnehmers 8 erwünscht ist, kann man
auch von der exakten Parallelogrammform etwas abweichen.
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Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Konstruktion ist, daß sie sehr
klein und besonders niedrig ausgeführt werden kann und daß die Anschlußstifte 12
der Wicklung sowie die Anschlußfahnen 13 der Kontakte so ausgebildet sein können,
daß sie entweder als Lötfahnen oder als Messer in einer entsprechenden Steckfassung
oder zum direkten Anlöten in eine gedrückte Schaltung, deren Rastermaß sie zu entsprechen
haben, dienen können. Hierfür zeigt Fig.2 eine Möglichkeit der Ausführung einer
Kontaktfeder mit Anschlußfahne. In diesem Beispiel ist an die Kontaktfeder 14 eine
Anschlußfahne 15 angeschweißt. Die Anschlußfahne 15 ist am Ende der Einfachheit
halber gerade dargestellt, obwohl diese Form zum Einbetten in den Kunststoffteil
11 der Fig. 1 nicht zweckmäßig ist, sondern diese Teile in bekannter Weise geraubt
oder gefaltet sein müßten.
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Dadurch, daß zwei magnetische Pfade vorhanden sind, können die Teile
3, 4, 5 und 6 mit sehr kleinem Querschnitt ausgeführt werden, so daß sie leicht
genug sind, um auch recht kurze Anzugs- und Abfallzeiten zu erreichen. Weiter ist
bei diesem Relais vorteilhaft, daß der Drehpunkt des Parallelogramms dem Drehpunkt
der Kontaktfedern entspricht, und da sowohl die Kraftübersetzung als auch die Wegübersetzung
durch entsprechende Bemessung der Parallelogrammseiten und des Winkels wählbar sind,
erreicht man eine besonders günstige Anpassung der Magnetkraft an die Federkraft.
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Das Relais besteht aus wenigen einfachen Teilen und kann sehr klein
ausgeführt werden. Besonders die Höhe kann sehr klein gehalten werden, so daß sich
ein sehr flacher Aufbau ergibt, der besonders zum Einbau in gedruckte Schaltungen
geeignet ist.