DE2245803C3 - Drehankerrelais - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Drehankerrelais, wel ches eine ferromagnetische Grundplatte, einen au der Grundplatte angeordneten Spulenkörper um

ίο einen in einem Hohlraum des Spulenkörpers drehba aelagerten Anker aufweist.

Ein derartiges Drehankerrelais ist bereits aus de deutschen Patentschrift 1213 917 bekannt. Es is derart aufgebaut, daß die Gesamtanordnung an bei

den Seilen einer Spule, die einen Anker enthält, vor zwei Polschuhen gehalten und auf einer Grundplatn montiert ist und somit den Nachteil hat, daß die Bau höhe des Relais relativ groß ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais der ein-

ao gangs genannten Art zu schaffen, das bei besonders stabilen und gleichbleibenden Betriebseigenschaften eine möglichst geringe Bauhöhe aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß als Vorsprünge ausgebildete Magnetpole mit Abstand voneinander im wesentlichen im Mittelabschnitt der Grundplatte herausragen, daß ein magnetischer Rückschluß (Polschuh) um das Oberteil des Spulenkörpers herumgeführt und gegenüber den Magnetpolen angeordnet ist, daß ein Permanentmagnet zwischen dem Polschuh und der Grundplatte eingefügt ist. daß jeweils zwischen die gegabelten freien Enden der am Anker angebrachten Betätigungsstücke zumindest eine Kontaktfeder eingefügt und derart betätigbar ist, daß eine zwangsweise bilaterale Koniaktgabe mit einem stationären Gegenkontakt erfolgt und daß ein Befestigungsrahmen den Polschuh, den Spulenkörper und den Permanentmagneten in ili ι er Lage fixiert.

Kin Vorteil ergibt sich ferner daraus, daß ein elektromagnetisches Relais geschaffen wird, bei dem mit Hilfe der Justierfeder auf einfache Weise sowohl einseitige oder zweiseitige Ruhelage als auch Ruhelage in der Mittelstellung des Ankers einstellbar ist.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in den Figuren dargestellten Ausfiihrungsbcispiels näher erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig 1 eine perspektivische Ansicht eines elektromagnetischen Relais nach der vorliegenden Erfindung, das in seine Einzelteile zerlegt ist,

1- i g. 2 a. 2 b, und 2 c die Reihenfolge der Montage des Relais.

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht des Relais,

Fi g 4 einen teilweise geschnittenen Aufriß,

F i g. 5 eine Seitenansicht des in Fig. 4 dargestellten Relais.

F i g. 6 eine Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise des Relais und

F i g. 7 ein Betätigungsstück, das an seinen freien Enden drei Isolierpimpel besitzt.

I-ig. 1 ist eine perspektivische Darstellung eines Relais nach der vorliegenden Erfindung, das in seine Einzelteile zerlegt ist. Mit 1 ist eine Grundplatte bezeichnet, die aus magnetisch leitendem Material besieht. Diese Grundplatte I weist zwei ebenfalls aus

6f magnetisch leitendem Material bestehende Vorspriingc 2 und 2' auf. die im Mittelabschnitt der Grundplatte I mit Abstand voneinander angeordnet sind und aus der Grundplatte herausrapen Intim-

Schlüsse 3 und 3' sind jeweils über Isolatoren 4 in der Grundplatte 1 befestigt. Ein aus magnetisch leitendem Material bestehender Anker 5 ist in seiner Mitte mit einer als Zapfenlagerung dienenden Bohrung versehen. Mit 7, T ist je ein Y-förmiges Betätigungsstück bezeichnet, an dessen Enden entweder Glaskugeln 8 α und 8 b bzw. 8 a' und 8 b' angeschmolzen oder elektrisch isolierende Schläuche aufgeschrumpft sind. Eine Achse 9 ist in die Bohrung 6 des Ankers 5 einsetzbar. Ferner sind Aufnahmeplatten 10 und 10' aus elastischem Material vorgesehen, die in ihrer Mitte jeweils Bohrung 11 und 11' aufweisen. In diese Bohrungen 11 und 11' sind jeweils die Enden der Achse 9 einsetzbar. Mit 12 ist ein aus Isolationsmaterial bestehender Spulenkörper bezeichnet, der mit einer Spule 13 bewickelt und mit einem Hohlraum 14 versehen ist. Des weiteren ist ein Permanentmagnet 15 und ein U-förmiger Polschuh 16 vorgesehen. L-förmige Festkontakte 17, 17' sird jeweils an bestimmten Anschlüssen der Lötanschlüsse 3 angeschweißt. Kontaktfedern 18, 18' sind jeweils an den Enden L-förmiger Stützarme 19 und 19' befestigt, die mit ihren Unterteilen jeweils an bestimmte Lötanschlüsse 3' angeschweißt werden. Ein aus nichtmagnetischem Metall bestehender Befestigungsrahmen 20 ist mit federnden Abschnitten 21 und 21', die der Justierung des Relais dienen, mit Befestigungsabschnitten 22 und 22' für die Fixierung des Befestigungsrahmens 20 an der Grundplatte 1 und mit beidseitig heruntergebogenen Abschnitten 20' für die Halterung eines Permanentmagneten versehen. Mit 23 ist ein aus nichtmagnetischem, metallischem Material bestehendes Gehäuse bezeichnet.

Im folgenden wird die Montage eines Relais nach der vorliegenden Erfindung beschrieben, deren Ablauf aus den F i g. 2 a, 2 b und 2 c ersichtlich ist.

F i g. 2 a zeigt die Grundplatte 1 bei der die Festkontakte 17 und 17' bereits an die Lötanschlüsse 3 angeschweißt sind; daran anschließend wird das Betätigungsstück 7 an eine Seite des Ankers 5 angeschweißt (vgl. Fig. 1), die Welle9 in die Bohrung6 des Ankers eingesetzt und beide Enden der Welle 9 in die Bohrungen 11 und 11' der Aufnahmeplatten 10 und 10' eingeführt. Der Anker wird in diesem Zustand in den Hohlraum 14 des Spulenkörpers eingesetzt und das Betätigungsstück T an anderen Ende des Ankers 5 angeschweißt. Der Spulenkörper 12 wird zwischen den als Magnetpole dienenden Vorsprüngen 2 und 2' der Grundplatte 1 montiert. Dieser Zustand ist in F i g. 2 b gezeigt. Anschließend werden die Tragarme 19 und 19' der Kontaktfedern 18 und 18' an bestimmte Lötanschlüsse 3' angeschweißt.

Der Permanentmagnet 15 wird längs der Seite des Spulenkörpers 12, die den Festkontakten 17 und 17' gegenüberliegt, angeordnet und der Polschuh 16 an den Befestigungsrahmen 20 in der Nähe der Stellen, an denen die Justierfedern 21 und 2Γ des Befestigungsrahmens 20 abzweigen, angeschweißt. Die Breite b des Permanentmagneten 15 (s. Fig. 1) und die Höhe α der Seite 12' des Spulenkörpers 12 sind von gleicher Größe. Die Schenkel 16' des Polschuhs 16 werden auf den Seiten 12' des Spulenkörpers 12 montiert. Hierzu wird der Polschuh 16 über dem Permanentmagneten 15 und dem Spulenkörper 12 angeordnet und von oben mit dem Befcstigungsrahmen 20 heruntergedrückt. Die Befestigungsabschnitte 22 und 22' des Befestigungsrahmens 20 sind an der Grundplatte 1 angeschweißt.

F i g. 2 c zeigt diesen Zustand, in dem die Justierfedern 21 und 21' des Befestigungsrahmens jeweils so ausgebildet sind, daß sie gegen die oberen Glaskugeln 8 b und 8 6' der Betätigungsstücke 7 und T drücken.

Durch entsprechende Einstellung der Justierfedern 21 und 21' wird entweder ein Relais mit einseitiger oder zweiseitiger Ruhelage des Ankers einjustiert. Nach der Montage und der Justierung wird das Relais im Vakuum getrocknet und das Gehäuse 23 in einer Schutzgasatmosphäre an die Grundplatte 1 angeschweißt.

Die folgende Erläuterung der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Relais bezieht sich auf die Justierung, nach der der Anker die einseitige Ruhelage aufweist. Die freien Enden der Kontaktfedern 18 und 18' befinden sich jeweils zwischen den Festkontakten 17 bzw. 17'. Falls die Festkontakte 17 a und 17' b Ruhekontakte sind, werden diese Kontakte, wenn Strom durch die Spule 13 fließt und der Anker 5 daraufhin betätigt wird, geöffnet und die Festkontakte 17 b und 17'α geschlossen. Die Beziehungen zwischen den Federkräften der Kontaktfedern 18 und 18', den Federkräften der Justierfedern 21 und 21' und der Stellkraft bei erregter, sowie der Stellkraft bei unerregter Spule sind aus F i g. 6 ersichtlich. Die Wege der Betätigungsstücke 7 und 7' sind an der Abszisse, die Stell- bzw. Anzugs- und die Federkräfte an der Ordinate des in F i g. 6 gezeigten Diagramms aufgetragen. Im Nullpunkt der Ordinate halten sich die Kräfte das Gleichgewicht. Im Diagramm stellt die gekrümmte Linie α die Federcharakteristik der Kontaktfeder, b die Federcharakteristik der Justierfeder, c die resultierende Kraft aus α und b, d die Stellkraft des Ankers bei erregter und e die Stellkraft des Ankers bei unerregter Spule dar.

Wie im Diagramm zu erkennen ist, ist die Position, in der die resultierende Federkraft c null ist, also die Lage der Durchschneidung der Abszisse, von der Mitte 0 des Weges des Betätsgungsstückes versetzt. Die Federkraft r ist die Summe der Federkraft α der Kontaktfedern 18 und 18' und der Federkraft/? der Justierfedern 21 und 21' und ist so bemessen, daß sie kleiner als die Stellkraft d bei erregter und größer als die Stellkraft r bei unerregter Spule ist. Durch die Justierung wird die Distanz des Abschnittes in dem eine Justierfeder 21' mit dem Oberteil einer Glaskugel 8' b in Kontakt ist, zu η gemacht, die Distanz des Abschnittes in welchem das Oberteil der anderer Glaskugel 8 b mit der Justierfeder 21 in Kontakt ist, wird zu m. Das Verhältnis der Abschnitte in dener die Justierfedern 21 und 21' jeweils mit den Glaskugeln 8 b und 8' b in Kontakt stehen, wird unter dei Bedingung variiert, daß m größer als /1 ist und daC zugleich die Distanz () des Abschnittes, in dem die Kontaktfedern 18 und 18' jeweils nicht mit den Glas kugeln 8 (7, Sb, 8'α und 8'b in Kontakt stehen, dar auf abgestimmt verändert wird. Sofern erforderlich können außer den Justierfedern 21 und 21' zusatz liehe, nicht dargestellte Justierfedern vorgeseher sein, durch welche ein Ausgleich der Schwankungei der Stellkraft vorgenommen werden kann.

Die Arbeitsweise des Drehankerrelais wird im fol genden an Hand von Fig. 3 näher beschrieben. Dii Fesikontakte 17 a und 17'ö, in der Ruhestellung ge schlosscne Kontakte, sind geschlossen und die Glas kugel 8 b steht im Eingriff mil der Kontaktfeder 18 Dies ist die Betiiebsstellung an der Seite A in Fi g. 6

Wenn die Spule 13 erregt wird, betätigt die Glaskugel 8' b die Kontaktfeder 18' und die Glaskugel 8 a die Kontaktfeder 18, um die Festkontakte 17 ο und 17' b zu öffnen und zugleich die normalerweise offenen Kontakte 17 ft und ITa zu schließen. Dies ist die Betriebsstellung an der SeiteB in Fig.6. Dann, wenn der durch die Spule 13 fließende Erregerstrom unterbrochen wird, tritt die Glaskugel 8' a in Kontakt mit der Kontaktfeder 18' und die Glaskugel 8 b mit der Kontaktfeder 18. Dadurch werden die Festkontakte 17 α und 17' b geschlossen. Diese Betriebsstellung herrscht an der Seite A in F i g. 6 vor. Zugleich werden die Festkontakte 17 b und 17' α wieder geöffnet. Die Federkräfte können dabei leicht von beiden Seiten des Relais so eingestellt werden, daß die magnetischen Anzugskräfte weitgehend kompensiert werden. Die Stellung, in der die resultierende Federkraft zu null wird, kann von der Mitte des Weges des Belätigungsstückcs versetzt gewählt werden. Dabei liegt die resultierende Federkraft zwischen der Anzugskraft bei Erregung und Anzugskraft bei nicht erregter Spule, womit sich die einseitige Ruhelage des ίο Drehankers ergibt. Bei entsprechender Kräfteverlagerung sind elektromagnetische Relais mit zweiseitigei Ankerruhelage und Ruhelage in der Mitte des An kerweges auf einfache Weise realisierbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Drehankerrelais mit einer ferromagnetischen Grundplatte, einem auf der Grundplatte angeordneten Spulenkörper und einem in einem Hohlraum des Spulenkörpers drehbar gelagerten Anker, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorsprünge ausgebildete Magnetpole (2, 2') mit Abstand voneinander im wesentlichen im Mittelabschnitt der Grundplatte (1) herausragen, daß ein magnetischer Rückschluß um das Oberteil des Spulenkörpers (J2) herumgeführt und gegenüber den Magnetpolen (2, 2') angeordnet ist, daß ein Permanentmagnet (15) zwischen dem Polschuh (J6) und der Grundpiaite (I) eingefügt ist, daß jeweils zwischen die gegabelten freien Enden der am Anker (5) angebrachten Betätigungsstücke (7, 7'), zumindest eine Kontaktfeder (18, 18') eingefügt und derart betätigbar ist. daß eine zwangsweise bilaterale Kontaktgabe mit einem stationären Gegenkontakt (17, 17') erfolgt und daß ein Befestigungsrahmen (20) den Polschuh, den Spulenkörper und den Permanentmagneten in ihrer Lage fixiert.

2. Drehankerrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Befestigungsrahmen (20) zwei Justierfedern (21, 21') vorgesehen sind und der Abstand in dem sich eine der beiden Justierfedern (21. 2Y) bewegt, während diese in Kontakt mit dem einen ßetä'igungsstück ist, unterschiedlich von dem Abstand gewählt ist, in dem sich die andere Justierfeder während der Kontaklgabe mit dem anderen Betätigungsstück bewegt, daß die Stellung in der die aus der Federkraft der Kontaktfeder (18, 18') und der Federkraft der Justierfeder (21. 21) resultierende Federkraft zu Null wird, von der Mitte des Weges des Betätigungsstücks versetzt und die resultierende Federkraft kleiner als die Stellkraft bei erregter und größer als die Stellkraft bei unerregter Spule ist.

3. Drehankerrelais nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des an einer Seite des Spulenkörpers angeordneten Permanentmagneten und die Höhe dieser Seite des Spulenkörpers einander gleich sind und daß der Polschuh am Befestigungsrahmen angeordnet ist

4. Drehankerrelais nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder zwischen den beiden gegabelten, senkrecht übereinanderliegenden Enden des Betätigungsstücks angeordnet sind und daß die Drehachse des Ankers par- AlIeI zur Grundplatte verläuft.

5. Drehankerrelais nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß sich an jedem aufgegabelten Ende des Betätigungsstücks jeweils eine Glaskugel oder ein elektrisch isolierender Schrumpfschlauch befindet.

(i. Drehankerrelais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Glaskugeln an den beiden aufgegabelten Enden des Betätigunesstücks angebracht sind, die eine Mehrzahl von Betätigungsfedern betätigen.

7. Drehankerrelais nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß ein Halteabschnitt für den Permanentmagneten in der Nähe der Abzweigung der Jusiierfeder des Befestigungsrahmens ange formt ist.