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Elektromagnetisches Relais Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches
Relais mit einem langgestreckten Kern, mit einem an einem Ende des Kernes angeordneten
Klappanker, der eine Verlängerung aufweist, die sich im wesentlichen parallel zu
dem langgestreckten Kern erstreckt, und mit einem Joch, an dessen einem Ende das
andere Ende der Kernes magnetisch angekoppelt
ist und das einen
Jochschenkel aufweist, der sich ebenfalls im wesentlichen parallel zudem langgestreckten
Kern erstreckt und an dem mindestens eine Kante vorgesehen ist, die einer entsprechenden
Kante der Verlängerung gegenübersteht und mit dieser einen Luftspalt bildet.
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Es ist eine bekannte Erscheinung bei elektromagnetischen Relais mit
Klappanker, daß die Anziehungskraft auf den Klappanker in der von dem Kern des Elektromagneten
entferntesten Stellung am geringsten ist und sich mit geringer werdender Distanz
vergrößert. Eine derartige Abhängigkeit der Anziehungskraft von dem Abstand zwischen
dem Anker und Kern ist im allgemeinen unerwünscht.
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Um diesen Abhängigkeitseffekt zu mindern und die Anziehungskraft auf
den Klappanker besonders im Startmoment des Anziehungsvorganges, also bei größtem
Abstand zwischen Klappanker und Kern, zu vergrößern, ist man dazu übergegangen,-einen
Luftspalt zwischen dem Joch und dem Klappanker einzuführen, dessen Breite mit der
Bewegung des Klappankers Klappankers variiert wird. Dadurch wird auf den Klappanker
eine zusätzliche Anziehungskraft-Komponente aus-' geübt, die sich der Grundkomponente
überlagert. Diese zusätzliche Komponente zeigt in einem gewissen Bereich eine umgekehrte
Abhängigkeit von dem Abstand zwischen dem Anker und dem Kern. Dadurch wird bei der
Überlagerung
eine weniger starke Abhängigkeit in dem erwähnten Bereich
bewirkt. Zumindestens erlaubt diese Maßnahme die Abhängigkeit der Anziehungskraft
in Grenzen nach Wunsch zu beeinflussen. Ein bekanntes elektromagnetisches Relais,
bei dem diese Maßnahme realisiert ist, besteht aus einem Klappankersystem mit einem
dreischenkligen Joch. Die drei Jochschenkel erstrecken sich im wesentlichen parallel
zu dem Kern des Elektromagneten. Der quer zu dem einen Ende des Kernes angeordnete
Klappanker weist eine zweiteilige abgewinkelte Verlängerung auf. Beide Teile der
Verlängerung erstrecken sich ebenfalls im wesentlichen parallel zu dem Kern und
umfassen zangenartig den mittleren der drei Jochschenkel, ohne ihn zu berühren.
Die Stirnkanten und teilweise auch die inneren Seitenkanten beider Verlängerungsteile
stehen entsprechenden Kanten des umfaßten Jochschenkels unter Bildung eines Luftspaltes
der erwähnten Art gegenüber.
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Das erfindungsgemäße elektromagnetische Relais unterscheidet sich
demgegenüber durch einen vereinfachten Aufbau. Es ist dadurch gekennzeichnet, da.ß
die Verlängerung zusammenhängend und einteilig ausgebildet ist und da.B der Jochschenkel,
eine Ausnehmung aufweist, die mindestens den Endteil der Verlängerung umfaßt.
Eine
besondere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, daß der Jochschenkel
in zwei Teilschenkel gespalten ist und da.ß die Ausnehmung von dem Zwischenraum
zwischen den Teilschenkeln gebildet ist.
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Zur Bildung des Luftspaltes bei der erwähnten besonderen Auführungsform
kann der Endteil der Verlängerung als Verbreiterung ausgebildet sein, die mit einer
Stirnkante und zwei Seitenkanten den entsprechenden Kanten des Zwischenraumes zwischen
den Teilschenkeln näher gegenübersteht als der nicht verbreiterte übrige Teil der
Verlängerung.
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Zur Einführung eines weiteren Luftspaltes kann die besondere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet sein, da.ß der übrige Teil der
Verlängerung mindestens einen seitlichen flügelartigen Vorsprung aufweist, der über
den Zwischenraum zwischen den Teilschenkeln hinausragt und gegenüber der Verlängerung
derart versetzt ist, da.ß er sich außerhalb des Zwischenraumes unter Bildung eines
Luftspaltes im wesentlichen parallel zu den Teilschenkeln erstreckt und bei angezogenem
Klappanker den Teilschenkeln näher ist als bei gelöstem Klappanker. Mit diesem zusätzlichen
Luftspaat erhält man einen zusätzlichen Parameter zur Beeinflussung der Anziehungskraft.
Aus
Symmetriegründen können zweckmäßiger zwei sich gegenüberliegende und nach
den entgegengesetzten Seiten erstreckende Vorsprünge vorgesehen sein.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, daß
der Jochschenke. einteilig und zusammen- . hängend ausgebildet ist und daß die Ausnehmung
von einem Durchbruch in dem Jochschenkel gebildet ist, der zur Aufnahme des gegenüber
dem übrigen Teil der Ver%;ngerung in Richtung des Jochschenkels hervorspringenden
Endteiles der Verlängerung vorgesehen ist.
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Die Bildung des Luftspalten bei der weiteren Ausführungsform kann
dadurch erreicht werden, da.ß der übrige Teil der Verlängerung im wesentlichen parallel
zu dem Jochschenkel verläuft und daß der Abstand des übrigen Teiles der VerÜngerung
zu dem Jochschenkel größer ist als der Abßta.nd der Kanten des Endteiles der Verlängerung
zu den entsprechenden Kanten des Durchbruches.
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Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich a.us
der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele, wobei auf die beigefügten
Zeichnungen Bezug genommen wird. In der Zeichnung stellen dar: Eig, 1 die
Vorderansicht einer Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung;
Fig.
2 die Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 1; Fig. 3 eine perspektivische
Ansicht des Klappankers mit Verlängerung aus der Ausführungsform nach Fig. 1; Fig.
4 eine perspektivische Ansicht des Joches mit Kern aus der Ausführungsform nach
Fig. 1; Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Klappankers mit Verlängerung einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform; Fig. 6 eine perspektivische Ansicht
des Joches mit Kern für die weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, passend zu
dem Klappanker nach Fig. 5; Fig. 7 eine perspektivische Ansicht einer dritten erfindungsgemäßen
Ausführungsform; Fig. 8 die graphische Darstellung der Abhängigkeit der Anziehungskraft
des Kernes auf den Klappanker von dem Abstand zwischen dem Kern und dem Klappanker.
Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes elektromagnetisches Relais in Vorderansicht mit
einem Kern 12, auf dem eine
Wicklung 10 angebracht ist, mit einem
Joch 18, mit einem Klappanker 14 und mit dessen Verlängerung 16. Fig. 2 zeigt die
Seitenansicht der Ausführungsform nach Fig. 1. Man erkennt darin, daß die Verlängerung
16 von dem Klappanker 14 abgewinkelt ist, so da.ß sie sich im wesentlichen parallel
zu dem Kern 12 erstreckt. Auch da.s Joch 18 ist .-förmig abgewinkelt und weist einen
sich im wesentlichen parallel zu dem Kern 12 . erstreckenden Schenkel auf.
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Fig. 3 zeigt den Klappanker 14 mit Verlängerung 16 in perspektivischer
Ansicht. Die Verlängerung 16 besteht aus einem verbreiterten Endteil 16b und einem
übrigen Teil 16a. Das verbreiterte Endteil 16b der Verlängerung 16 bildet mit dem
Jochschenkel 18a. einen Zuftspa.lt: Dieser Luftspalt wird durch die Stirnkante 17
und zwei Seitenkanten 19a., 19b, a.n dem verbreiterten Endteil 16b und entsprechenden
Ka.nteÜ an dem Jochschenkel 18a. definiert. Weiterhin erkennt man in Fig. 3, da.ß
der Klappanker seitlich neben der abgewinkelten Verlängerung 16 zwei Vorsprünge
20a. und 20b aufweist, die zur Lagerung des Klappankers vorgesehen sind.
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In Fig. 4 ist die besondere Ausbildung des Joches 18 gezeigt. Das
Joch 18 ist mit einem Schenkel 18a. versehen, der in der Mitte eine Ausnehmung
22 aufvreist, so
da.ß sich der Jochschenkel 18a. in zwei
Teilschenkel 18b und 18c aufspaltet. Die Ausnehmung oder der Zwischenraum 22 zwischen
den beiden Teilschenkeln 18b und 1<;c dient zur Aufnahme der Verlängerung 16
des Klappankers und zur Bildung des erwähnten Luftspaltes, wie man in Fig. 1 erkennt.
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Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht des Klappankers einer weiteren
erfindungsgemäßen Ausführungsform. Der Unterschied gegenüber der Ausführungsform
entsprechend Fig. 3 liegt darin, da.ß da.s Endteil 16c der Verlängerung 16 nicht
als Verbreiterung ausgebildet ist, sondern gleich breit ist wie der übrige Teil
16a der Verlängerung 16, aber gegenüber diesem hervorspringt.
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In Fig. 6 ist das zu dem Klappanker nach Fig. 5 passende Joch gezeigt.
Die Ausnehmung in dem Jochschenkel 18a besteht hier a.us einem Durchbruch 22a.,
der zur Aufnahme des Endteiles 16c der Verlängerung 1-6 dient. Die Kanten 19a.,
19b und 21 des Endteiles 16c der Verlängerung 16 (Fig. 5) bilden mit den entsprechenden
Kanten des Durch-Bruches 22a wiederum einen Luftspalt.
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In Fig. 7 ist eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
in perspektivischer Ansicht gezeigt. Neu sind hierin gegenüber der Ausführungsform
nach den Fig. 1 bis 4
vor allem die seitlichen flügelartigen Vorsprünge
24a und 24b an dem übrigen Teil 16a, der Verlängerung-16. Diese sind gegenüber der
Verlängerung 16 versetzt, so da.ß sie sich außerhalb des Zwischenraumes 22 unter
Bildung eines Luftspaltes im wesentlichen parallel zu den Teilschenkeln 18b, 18c
erstrecken. Ist der Klappanker 14 angezogen, so ist der dadurch gebildete Luftspalt
am kleinsten; befindet sich der Klappanker 14 in seiner von dem Kern 12 entferntesten
Stellung, so ist der Luftspalt zwischen den Vorsprüngen 24a., 24b und den Teilschenkeln
16b, 16c am größten. Mit diesem zusätzlichen Luftspalt erhält man einen weiteren
Parameter zur Beeinflussung der Abhängigkeit der Anziehungskraft von dem Abstand
zwischen dem Klappanker 14 und dem Kern 12. Geändert ist bei dieser Ausführungsform
gegenüber den bisher erwähnten Ausführungsformen noch die Aufhängung des Klappankers
14. Diese besteht darin, daß der Klappanker 14 mit seinen Ausspaxungen 21a, 21b
in entsprechend abgesetzte Teile 19a, 19b der Teilschenkel 18b, 18c eingepa,ßt ist.
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In Fig. 8 ist eine graphische Daxstellung der Anziehungskraft des
Kernes 12 auf den Klappanker 14 in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen
dem Klappanker 14 und dem gern 12 gezeigt. Die Kurve F1 stellt die Anziehungskraft
ohne zusätzlichen Luftspalt dar. Die Kurve 2 2 stellt die
Anziehungskra.ftkomponente
dar, die allein von dem Joch 18 über den Luftspalt auf die Verlängerung 16 des Klappankers
14 wirkt. Die Kurve F0 zeigt die resultierende Anziehungskraft aus den Kraftkomponenten
F1 und F2.
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Man erreicht also durch die Einführung eines zusätzlichen Luftspaltes
zwischen Klappanker und Joch einerseits eine weniger starke Abhängigkeit der Anziehungskraft
von dem erwähnten Abstand und andererseits eine vergrößerte Anziehungskraft bei
größeren Abständen gegenüber der Ausführungsform ohne zusätzlichen Luftspalt (Kurve
F1).