DE2004029C - Bistabiles elektromagnetisches Relais - Google Patents
Bistabiles elektromagnetisches RelaisInfo
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Description
ändert bleibt. Demzufolge verlagert sich der Fluß
des Dauermagneten zunehmend vom Nebenschluß-
35 kreis in den Arbeitskreis, wobei nach Definitionen der einschlägigen Fachwelt von einem »Kippverhalten«
des Relais gesprochen wird. Der vorgenannte
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches weichmagnetische Nebenschluß ist also bei einem
Relais mit einem den Erregerkreis vormagnetisie- Relais der vorliegenden Art aus rein magnetischen
renden Dauermagnet und einem dem Dauermagnet 40 Gründen in jedem Falle zwingend notwendig und
parallelgeschalteten magnetischen Nebenschluß aus auch vorhanden. Weil sich jedoch, wie bereits
einem weichmagnetischen Kompensations-Werkstoff, erwähnt, die Induktion des Dauermagneten in
dessen magnetische Induktion zumindest in dem im Abhängigkeit von der ihn umgebenden Temperatur
Arbeitsbereich des Relais praktisch interessierenden ändert, tritt zwangläufig auch eine Änderung der
positiven Temperaturbereich mit steigender Tempe- 45 Vormagnetisierung des Relais ein. Benützt man nun
ratur stärker abfällt als diejenige des Dauermagneten. gemäß der Lehre aus der eingangs zitierten Literatur-
Bei Relais der vorgenannten Art werden beim der- stelle den Nebenschluß des Relais zur Kompensation
zeitigen Stand der Technik fast ausnahmslos söge- der durch den Temperaturgang des Dauermagneten
nannte Ferrit-Dauermagnete verwendet, die sich verursachten Änderung seiner Induktion, indem man
insbesondere durch ihre kleinen Abmessungen aus- 5° den Nebenschluß nicht aus weichmagnetischem
zeichnen. Der hierbei verwendete Dauermagnet- Kompensations-Werkstoff, sondern aus einem tempe-Werkstoff
ist allerdings mit dem Nachteil eines raturabhängigen Werkstoff ausbildet, so hat dies den
Temperaturganges behaftet, d.h. seine magnetische schwerwiegenden Nachteil, daß ein solcher Nebeninduktion
sinkt mit zunehmender Temperatur, so schluß zwar den temperaturbedingten Induktionsgang
daß hiervon abhängig auch die für den Anzug bzw. 55 des Dauermagneten kompensieren würde, andererfür
den Abfall des Relais notwendigen magnetischen seits auch die bereits erwähnte Aufteilung des VorErregungen
in nicht unbeträchtlichem Maße schwan- magnetisierungsflusses in den beiden Flußkreisen des
ken. Diese Betriebstoleranzen erschweren natur- Relais unzulässig verändert würde. Wenn also beigemäß
die Dimensionierung einer Schaltung unter spielsweise der Nebenschluß infolge Temperatur-Verwendung
einschlägiger Relais und sind in man- 60 anstieg magnetisch hochohmiger wird, so würde
chen Betriebsfällen überhaupt nicht tragbar. automatisch der Anteil an Vormagnetisierungsfluß
Als Gegenmaßnahme ist bereits vorgeschlagen im Arbeitskreis bzw. im Arbeitsluftspalt des Relais
worden, einen Teil des Eisenkreises des Relais außer- größer und damit wäre nicht nur die Begrenzung
halb des Dauermagneten, vorzugsweise den von der des Vormagnetisierungsflusses zur Vermeidung einer
Erregerwicklung umschlossenen Teil des Relais- 65 fehlerhaften Betätigung des Relaisankers, sondern
kernes teilweise in Gießharz mit temperaturabhängi- außerdem auch das Kippverhalten des Relais insgegem
Ε-Modul zu vergießen. Diese Methode erfordert samt gefährdet. Anders ausgedrückt, würde ein
allerdings ein entsprechendes Abdichten von Relais- geschildertes Verhalten zu einer die Grenzen zulässi-
, . -t e ~;η oplcanselter, mit inertem Gas
ger Toleranzen überschreitenden Verschiebung des Schutzdeckel, mit 5 em gewp ^ ^ ^ Ankef_
sogenannten Arbeitspunktes des Rel&is führen, so SefüUter Kontaktraum, mi bewe^ch gelager-
daß wenn nicht überhaupt ein voüiges Versagen des rückstellfeder 7 am ^ ^ontaktanker, mit 8 eine
Relais einträte, in jedem Falle die vorgeschriebenen ter magnetisierbarer ft- - s ,^„^φ^. aus
Betriebswerte desselben nicht einzuhalten wären. 5 Erregerwicklung, nut ν ma-rnetisierbare Fluß-
Die geschilderten Nachteile der bekannten Anord- Isolierwerkstoff, mit iu «w A e£ejtsluftspalt zwi.
nung werden mit der vorliegenden Erfindung dadurch rückführungsplatte, nut xj- EndeQ des Ankers 6 und
vermieden, daß das Relais mit zwei dem Dauer- sehen den kon^8V^[vein zwischen der Flußrückmagnet
magnetisch parallelgeschalteten Neben- des Stiftkernes 3, mit xj. Trä„erpiatte 1 angeordneschlüssen
ausgerüstet ist, von denen der eine aus dem io führungsplatte 10 una uc ^r ^ ^^ ^ ^
Werkstoff mit der genannten temperaturabhängigen ter Ferrit-Dauermagnel °~ def Erregerwicklung 8
Induktion und der andere aus weichmagneiischem verschiedene, nut den c Schutzdeckel 4
Werkstoff ausgebildet ist . bzw über ^^SS^Sm *» Relais elek'
Eine besonders günstige AusbUdung des Relais letztlich mit der ^KSSSdeinente, während das
ergibt sich, wenn gemäß einer Weiterbildung der 15 ^^m^L\^uSZog^ oder mehrteilige
Erfindung der Nebenschluß aus weichmagnetischem Teil 15 eine einteihg tietge τψ zwischen der
Werkstoff gleichzeitig als ein das magnetische Streu- Isolierfolie zur fektnscnen ir ^ ^^
feld des Relais nach außen kapselndes Schirmblech Trägerplatte und dem Dau«magn« ^
ausgebildet ist Hierbei werden, wiederum ohne Hch ^^.,f^Jf^SLen der Erfindung
zusätzliches Bauteil und ohne zusätzlichen Arbeits- ao stift 3 darstellt. Uie «"Λ*1 Nebenschlüsse sind
aufwand, gegenüber einem nicht kompensierten mteressiereadm »g^11 ^ sind in ersichtlicher
Relais der eingangs genannten Art gleichzeitig drei mit I* und 16 be^"n^12 ma„netisch parallel
Effekte erzielt, nämlich erstens die an sich bekannte Weise dem Ρ3"ε™^η%"η"£ε"56 in Polar.-magnetische
Wirkung des weichmagnetischen Neben- gesch. - t ^^^f^^^^J^^
Schlusses auf das Kippverhalten des Relais, zweitens a5 satbnsnchtung und sum an unmittelbar
die gleichfalls bekannte magnetische Schirmwirkung we.se m\der .^^^^S NebenscUüssen ,m
und drittens die Temperaturkompensation durch den magB-tjy.'hs gekoppe^ voi weichmagnetischem
zweiten Nebenschluß. der mit 14 ^lcnncic
Wenn gemäß einer Fortbildung der Erfindung der Werkstoff ausgeh« Wet und B^rtos»1 ??*
aus dem Werkstoff mit der temperaturabhängigen 30 nannte Kippverhalten ^^^S^
Induktion ausgebildete Nebenschluß den Dauer- eine Abschirmung des magnets^hcn ^f^
magnet unter Ausschaltung aller magnetischen Vor- Relais, wogegen der Ne~P^aer Induktion bewiderstände
unmittelbar magnetisch überbrückt, so Werkstoff mit temPerat"^b a h n a B ng^r Daue™efen
bringt dies eine spürbare Verbesserung der ange- steht und den Temperaturgang des Dauermagneten
strebten Kompensation des Temperaturganges des 35 12 kompensiert Ordinate die magnetische
Dauermagneten auch im negativen Temperatur- In der F1 g. 2 ist aufderurouiaie^u g
bereich, weil sich die vom Dauermagnet abweichende Ansprech- bzw. Abwurferrejang des m der F g. 1
Induktionsänderung des Nebenschlusses mit dem gezeigten elektromagnetischen Relais m aw (^m
genannten Temperaturverhalten unmittelbar und perewindungen; und auf der .ADSzisse_"e
damit stärker auswirkt als bei indirekter magneti- 4<>
peraturf im Bereich zwischenl±^^75 C jutgetragen
scher Ankopplung und ein solches Verhalten im Von den eingezeichneten Κ»Γ^^2^™ ^d
unteren Temperaturbereich gemäß den festgestellten ausgezogenen Kurven diu A«g«^^^ das Abwurf
Kennlinien notwendig ist. die gestrichelt «f^^^T^S
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der verhalten des Relais, wöb
Zeichnuni näher erläutert. Dabei zeigt 45 Kurvenpaar das Relais mit
^^ttfÜhbiild ^^^
^L^thnttr ΓηΠ^
ρ g 2 irbiagramm über die Anzugs- und mit einem Nebenschluß 14 aus
^S h Fi 1 ^ Abhä* ÄSÄ
magnetisierbarem Werkstoff, mit 2 eine Druckglas- ändern wogegen sie bei dem ^P^^ ^.
einschmelzperle, mit 3 ein magnetisierbarer Kernstift, gemäß Kurve II zumindest im gjjjven Temperatur
mit 4 ein auf die Tfigeq>\a.tte gasdicht aufgesetzter 55 bereich annähernd konstant bleiben.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Elektromagnetisches Relais mit einem den Fabrikation von Relais der einschlägigen Art eignen.
Erregerkreis vormagnetisierenden Dauermagnet 5 Darüber hinaus ist es aus der einschlägigen Fach-
und einem dem Dauermagnet parallelgeschalte- literatur bereits bekannt, den Temperaturgang des
ten Nebenschluß aus einem weichmagnetischen Dauermagneten eines elektromagnetischen Relais
Kompensations-Werkstoff, dessen magnetische durch einen magnetischen Nebenschluß aus einem
Induktion zumindest in dem im Arbeitsbereich Werkstoff mit temperaturabhängiger Induktion zu
des Relais praktisch interessierenden positiven xo kompensieren. Diese Methode eignet sich allerdings
Temperaturbereich mit steigender Temperatur nur für Relais mit normaler Funktion, jedoch nicht
stärker abfällt als diejenige des Dauermagneten, für ein der Erfindung zugrundeliegendes bistabües
dadurchgekennzeichnet, daß das Relais Relais, das ein ganz spezifisches magnetisches Vermit
jiwei dem Dauermagnet magnetisch parallel- halten aufweist Derartige bistabile Relais zeigen
geschalteten Nebenschlüssen ausgerüstet ist, von 15 nämlich ein sogenanntes Kippverhalten, d. h. der
denen der eine (16) aus dem Werkstoff mit der vom Dauermagnet ausgehende Vbnnagnetisierungsgenannten
temperaturabhängigen Induktion und fluß verzweigt sich in zwei Flußkreise, nämlich einer
der andere (14) aus weichmagnetischem Werk- seits in einen Arbeitskreis über den Arbeitsluftspalt
stoff ausgebildet ist. de·- Kontaktvorrichtung und andererseits in der.
2. Elektromagnetisches Relais nach An- ao Nebenschlußkreis über einen Nebenschluß aus
spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weichmagnetischem Kompensations-Werkstoff. Dabo
Nebenschluß aus weichmagnetischem Werkstoff ist das Relais derart dimensioniert, daß in seiner
(14) gleichzeitig als ein das magnetische Streu- Ruhelage der Flußanteil im Nebenschlußkreis zumin
feld des Relais nach außen kapselndes Schirm- dest ebenso groß ist wie derjenige im Arbeitskreis,
blech ausgebildet ist. »5 damit eine Fehlbetätigung der Kontakteinrichtung
3. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1 vermieden ist. Wird dann das Relais elektromagne-
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der aus tisch erregt und sein Anker im Arbeiislufispal;
dem Werkstoff mit der temperaturabhängigen angezogen, so sinkt mit zunehmender Verkleinerung
Induktion ausgebildete Nebenschluß (16) den des Abstandes zwischen dem Anker und seinem
x Dauermagnet (12) unter Ausschaltung aller 30 magnetischen Gegenpol auch der magnetische. Widermagnetischen
Vorwiderstände unmittelbar ma- stand im Arbeitskreis, wogegen der magnetische gnetisch überbrückt. Widerstand im Nebenschlußkreis praktisch unver
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