DE2557901C2 - Bistable electromagnetic relay - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein bistabiles elektromagnetisches Relais mit einem frei beweglichen, vorzugsweise als Dauermagnet ausgebildeten Kontaktarmer, der in einem Schutzraum angeordnet ist und von zumindest einer außerhalb des Schutzraumes angeordneten Erregerspule beeinflußt wird. Mit Hilfe derartiger Relaiskonstruktionen werden Kontakte hergestellt, die in einer Schutzgasatmosphäre unter günstigen Bedingungen arbeiten können und deshalb für einen Langzeitbetrieb einsetzbar sind. Die Verwendung frei beweglicher Anker versucht die Schwierigkeiten zu vermeiden, die bei der Justierung der sonst notwendigen Ankerhaltefedern im Hinblick auf die Bedingungen von Kontaktdruck und Schaltgeschwindigkeit entstehen.The invention relates to a bistable electromagnetic relay with a freely movable, preferably designed as a permanent magnet contact arm, which is arranged in a protective space and of at least an excitation coil arranged outside the protected space is influenced. With the help of such Relay constructions are made contacts in a protective gas atmosphere under favorable conditions can work and can therefore be used for long-term operation. Free to use movable armature tries to avoid the difficulties involved in adjusting the otherwise necessary Armature retaining springs arise with regard to the conditions of contact pressure and switching speed.

In der DT-OS 16 14 943 ist bereits eine Anordnung beschrieben, in der ein Anker aus Magnetmaterial sich innerhalb eines geschlossenen Raumes bewegt, in den die mit dem Anker Kontakt bildenden elektrischen Pole eingeführt sind. Entsprechend dem Anspruch 2 der genannten Anmeldung soll der bewegliche Anker frei im Inneren des Relais angeordnet sein und im Verhältnis zu den feststehenden Teilen keinerlei Befestigungen oder mechanische Rückführelemente besitzen. Bei dieser Anordnung ist nachteilig zu empfinden, daß die mit dem Anker Kontakt bildenden elektrischen Pole in den Innenraum des Relais eingeführt werden müssen. Insbesondere bei der als Zusatz angemeldeten DT-OS 19 35 955 ist in Fig.2 zu erkennen, daß das dort vorgesehene Schutzgehäuse, ein abgeschlossenes Glasgehäuse, das es gestattet, die elektrischen Kontakte unter Vakuum, unter einem Schutzgas oder in einer dielektrischen Flüssigkeit zu halten, mit vier Kontaktdurchführungen versehen werden muß. Diese bedeuten regelmäßig besondere Aufwendungen und Schwierigkeiten in der Fertigung und erschweren die rationelle Herstellung großer Stückzahlen.In the DT-OS 16 14 943 an arrangement is already described in which an armature made of magnetic material moved within a closed space in which the electrical poles making contact with the armature are introduced. According to claim 2 of said application, the movable armature should be free be arranged inside the relay and no fastenings in relation to the fixed parts or have mechanical feedback elements. In this arrangement is to be felt disadvantageously that the with the armature contact forming electrical poles must be introduced into the interior of the relay. In particular in the case of the DT-OS 19 35 955 registered as an addition, it can be seen in FIG provided protective housing, a closed glass housing that allows the electrical contacts to be kept under vacuum, under a protective gas or in a dielectric liquid, with four contact bushings must be provided. These regularly mean special expenses and difficulties in production and complicate the efficient production of large quantities.

Ein weiteres aus der DT-AS 16 14 672 bekanntes gepoltes Relais zeigt einen V-förmigen Drehanker zwischen paarweise angeordneten, gleichzeitig der Flußführung dienenden und an ihren Enden keilförmig zueinander verlaufenden Kontaktelementen in einem Schutzrohr. Bei dieser Anordnung erscheint wiederum nachteilig, daß die Kontaktelemente über gasdichte Durchführungen in das Innere des Schutzrohres eingeführt werden müssen.Another polarized relay known from DT-AS 16 14 672 shows a V-shaped rotating armature between paired, at the same time serving to guide the flow and wedge-shaped at their ends mutually extending contact elements in a protective tube. With this arrangement appears again disadvantageous that the contact elements via gas-tight feedthroughs into the interior of the protective tube must be introduced.

Es ist Zweck der Erfindung, die geschilderten Nachteile zu vermeiden und ein gepoltes Relais zu bauen, bei dem gasdichte Durchführungen von Kontaktanschlüssen vermieden sind und keine Justierung dei Ankerhalterung erforderlich ist. Außerdem soll die Form des Relais eine Möglichkeit bieten, in rationellei Weise mehrere Relais in einer gemeinsamen Träger platte herzustellen und über Vielfachkontakte miteinan der zu kombinieren.It is the purpose of the invention to avoid the disadvantages outlined and to use a polarized relay build, in which gas-tight feedthroughs of contact connections are avoided and no adjustment of the dei Anchor bracket is required. In addition, the shape of the relay should offer a possibility in rationali Way to produce several relays in a common carrier plate and miteinan via multiple contacts to combine.

Erreicht wird dieser Zweck dadurch, daß de Schutzraum von einem Durchbruch einer Platte au Isoliermaterial gebildet wird, dessen obere und unten öffnung von je einem Deckel aus elektrisch leitfähiger Material verschlossen ist und dessen Form in der Eben parallel zu den beiden Deckeln nicht rotationssymmeThis purpose is achieved in that de protective space from an opening in a plate au Insulating material is formed, the upper and lower openings of which are each made of an electrically conductive cover Material is closed and its shape is not rotationally symmetrical in the plane parallel to the two lids

¹I ¹ I.

sch ist. und daß die die Bewegungsfreiheit beeinflusenden Ankerabmessungen nur wenig kleiner sind als die entsprechenden Abmessungen des Schutzraumes.is nice. and that those affecting freedom of movement Anchor dimensions are only slightly smaller than the corresponding dimensions of the shelter.

Der erfindungsgemäße Aufbau ergibt ein sehr einfach herzustellendes Relais, dessen Anker durch den Magnetfluß einer Erregerspule in seiner Lage verändert erden kann und entweder an einem der beiden Deckel haftet odw· beide miteinander verbindet Die Deckel aus lektrisch leitendem Material dienen dabei als Kontakt^e Schlüsse und ein Dauermagnettfluß zur AufrechterhaluinR der jeweiligen Lage. Der geschilderte Aufbau rlaubt eine besonders rationelle Fertigung, die ohne Schwierigkeiten automatisierbar ist Die Herstellung von Isolierstoffplatten, beispielsweise aus Keramik, ist mit bekannten Mittein leicht möglich. Ihre Stärke, die an die Dicke des Ankers angepaßt sein muß, kann schon in der Fertigung sehr eng toleriert werden, da die Herstellung von Werkstücken mit planparallelen Flächen nicht schwierig ist Für besondere Anforderunist aus den gleichen Gründen eine Nacharbeit ohne komplizierten Aufwand möglich. Die Ausbildung von mehreren Durchbrüchen, beispielsweise in einem Streifen mit Sollbruchstellen zwischen den Durchbrüchen ermöglicht die Fertigung von Einzelrelais, die bis zum Ende der Fertigungsstraße zum gemeinsamen Transport miteinander verbunden bleiben. Aber auch die Ausbildung von mehreren Durchbrüchen in Zeilen und Reihen ist möglich, beispielsweise für Vielkontaktrelais oder Koppelfelder, die auf diese Weise mit einfachen und leicht zu überschauenden Fertigungsmitteln hergestellt werden.The construction according to the invention results in a very easy to produce relay whose armature changed by the magnetic flux of an exciter coil in position can ground, and either one of the two lid odw liable · connects the two together The lid lectric conductive material serve as a contact ^e-circuits and a Permanent magnetic flux to maintain the respective situation. The structure described allows a particularly efficient production that can be automated without difficulty. The production of insulating plates, for example made of ceramic, is easily possible with known means. Their strength, which must be adapted to the thickness of the armature, can already be tolerated very closely during production, since the production of workpieces with plane-parallel surfaces is not difficult. For the same reasons, reworking is possible without complicated effort for special requirements. The formation of several breakthroughs, for example in a strip with predetermined breaking points between the breakthroughs, enables the production of individual relays, which remain connected to one another for joint transport until the end of the production line. However, it is also possible to form several openings in rows and rows, for example for multi-contact relays or coupling fields, which are produced in this way with simple and easily comprehensible manufacturing equipment.

Vorteilhaft ergeben sich dabei für die Abdichtung der öffnungen mit Hilfe der elektrisch leitfähigen Deckel nur planpa:allele Flächen, die mit Hilfe der üblichen Maßnahmen, wie Löten, Kleben oder Glasschmelzen, miteinander verbunden werden, Planparallele Auflagen können sehr leicht, beispielsweise durch Schleifen, aneinander angepaßt werden und verlangen von den Fertigungsmaßnahmen nur eine zweidimensional Annassung der Werkzeuge. Gleichmäßige Erhitzung der Auflagen für den Glasschmelzfluß oder das Lot werden daher am ganzen Umfang sehr viel leichter möglich sein, als bei Anordnungen, die auch noch einen Höhenunterschied in der Auflage aufweisen. Zum anderen ist mit diesem Aufbau auch der gleichmäßige Abstand der beiden Deckel voneinander gegeben, der ja zusammen mit der Dicke des Kontaktankers den Kontaktabstand bildet Da auch der Kontaktanker planparallel und somit sehr genau hergestellt werden kann, Können auch die hier gewünschten Toleranzen leicht eingehalten wer^deBesonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Vermeidung der Rotationssymmetrie in der Ebene narallel zu den Deckeln in Zusammenhang mit den Abmessungen, die dem Anker nur eine geringe Bewegungsfreiheit erlauben, da so ein lageunabhangiger Einsatz des Relais möglich ist. So wäre beispielsweise ein runder Durchbruch nicht brauchbar, da der Anker in einer Ebene drehbar und damit nicht mehr polarisierbar wäre, während größere Unterschiede in den Abmessungen von Durchbruch und Anker ebenfalls Verdrehung aber auch Verklemmen in bestimmten Lagen des Relais zur Folge haben können.Advantageously, only planpa results for sealing the openings with the aid of the electrically conductive cover: allelic surfaces that are connected to one another with the help of the usual measures such as soldering, gluing or glass melting, plane-parallel supports can very easily, for example by grinding, on one another be adapted and only require a two-dimensional adjustment of the tools from the manufacturing measures. Uniform heating of the supports for the glass melt flow or the solder will therefore be much easier over the entire circumference than with arrangements which also have a height difference in the support. Secondly, with this structure and the uniform spacing of the two covers is given another which indeed together with the thickness of the contact armature contact space forms Since the contact anchor plane-parallel and thus can very be produced exactly can the desired here tolerances easily met who ^de The inventive avoidance of rotational symmetry in the plane parallel to the covers is particularly advantageous in connection with the dimensions that allow the armature only little freedom of movement, since this enables the relay to be used in any position. For example, a round opening would not be useful because the armature would be rotatable in one plane and thus no longer polarizable, while larger differences in the dimensions of the opening and armature can also result in rotation but also jamming in certain positions of the relay.

Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung kann der Durchbruch rechteckig sein. Dies gibt auch für den Anker eine in allen drei Dimensionen leicht und genau herstellbare Form, die eine optimale Anpassung der Teile aneinander ermöglicht.According to an expedient development of the invention, the opening can be rectangular. This gives also for the anchor a shape that can be easily and precisely produced in all three dimensions, which is an optimal one Allows adaptation of the parts to one another.

Zweckmäßig können die Deckel aus weichmagnetischem Material gebildet »ein. Im Zusammenhang mit dem als Dauermagnet ausgebildeten Anker oder auch im Zusammenhang mit einem Weicheisenanker, der von äußeren Dauermagneten, deren Fluß über die Deckel verläuft, beeinflußt wird, ergibt sich dabei ein polarisiertes Relais mit zwei stabilen Endlagen, was für viele Relaisverwendungszwecke von Vorteil ist.The cover can expediently be formed from a soft magnetic material. In connection with the armature designed as a permanent magnet or in connection with a soft iron armature, which by external permanent magnets, the flux of which runs over the cover, is influenced, the result is a polarized one Relay with two stable end positions, which is advantageous for many relay uses.

Vorteilhaft können die Kanten des Ankers verrundet sein. Eine derartige Ausbildung verhindert Verkantungen des Ankers in irgendeiner Lage des Relais, da keine Ecke mehr besteht die in einer entsprechenden Ecke des Schutzraumes verklemmt werden könnte. Darüber hinaus werden auf diese Weise Verletzungen der •5 einander gegenüberliegenden Flächen, die bei der Kontaktbetätigung aufeinandertreffen, soweit wie möglich vermieden.The edges of the anchor can advantageously be rounded. Such a training prevents canting of the armature in any position of the relay, since there is no longer a corner in a corresponding corner the protective space could be jammed. In addition, this way violations of the • 5 opposing surfaces that meet when the contact is actuated, as far as possible avoided.

Ein weiterer Gedanke der Erfindung sieht vor, daß der dauermagnetische Anker in Richtung der Kontakt- *° gäbe Enden aus weichmagnetischem Eisen hat. Dauermagnete mit besonders guten magnetischen Eigenschaften bestehen meist aus sehr sprödem Material und sind deshalb als Kontaktanker nur bedingt geeignet, da die ständigen Kontaktwechsel mit ihrem schlagartigen Belastungen bei sprödem Material zu einem erhöhten Verschleiß führen. Die Ausbildung der Enden aus weichmagnetischem Eisen löst diese Probleme ohne die vorteilhaften Eigenschaften des Dauermagnetmaterials einzuschränken.Another idea of the invention provides that the permanent magnet armature in the direction of the contact * ° would have ends made of magnetically soft iron. Permanent magnets with particularly good magnetic properties usually consist of very brittle material and are therefore only suitable to a limited extent as a contact anchor, since the constant contact changes with their sudden Loads on brittle material lead to increased wear. Forming the ends off Soft magnetic iron solves these problems without the beneficial properties of the permanent magnet material to restrict.

Es erscheint zweckmäßig, zumindest Teile derIt seems appropriate to at least parts of the

hs erscneini zwaMimuig, tu...,..w»-.~ hs erscneini zwaMimuig, tu ..., .. w »-. ~

Ankeroberfläche mit Kontaktmaterial zu beschichten. Da die von einem frei beweglichen Kontaktanker hergestellten Kontaktstellen denselben schwierigen Bedingungen unterliegen, wie alle anderen elektrischen Kontakte, kann durch Aufbringen bestimmter Materialien der Kontaktabrieb, der Kontaktabbrand oder die Materialwanderung vorteilhaft beeinflußt werden. Zweckmäßig können dann ebenfalls Bereiche der dem Anker gegenüberliegenden Deckelflächen mit Kontaktmaterial beschichtet sein. Wegen der geringen Bewegungsfähigkeit des Ankers wird diese Fläche in verhältnismäßig engen Grenzen feststellbar und während des Fertigungsvorganges der Deckel leicht mit Kontaktmaterial platierbar sein. Damit wird der Übergangswiderstand, der neben den oben geschilderten mechanischen Schwierigkeiten die Kontaktgüte beeinflußt, niedrig gehalten. In Fortsetzung dieses Prinzips kann der Durchbruch von den Deckeln gasdicht verschlossen und mit Schutzgasatmosphäre 50 gefüllt sein. So kann den Kontakten eine Atmosphäre zur Verfügung gestellt werden, die in Zusammenwirken mit den anderen chemischen, elektrischen und mechanischen Vorgängen beim öffnen und Schließen von Kontakten optimale Bedingungen ergibt. 55 Vorteilhaft kann der Schutzraum in der Bewegungsebene des Ankers gan? oder teilweise von einem Flußblech umschlossen sein, das eine oder mehrere Erregerspulen trägt. Derartige Flußbleche dienen in bekannter Weise sowohl der Führung des Dauermag-60 netflusses als auch der des Erregerflusses. Dabei kann beispielsweise das Flußblech im Bereich der Ankerenden beiderseits Ankoppelungsjoche mit Erregerspulen aufweisen. Diese Ausgestaltung gibt dem frei beweglichen Anker die optimalen Bedingungen, um jede der 65 vier möglichen Lagen einnehmen zu können.Coating anchor surface with contact material. Since that of a freely movable contact anchor manufactured contact points are subject to the same difficult conditions as all other electrical Contacts, through the application of certain materials, the contact abrasion, the contact erosion or the Material migration can be influenced advantageously. Appropriately, areas of the dem Anchor opposite cover surfaces be coated with contact material. Because of the low mobility of the anchor, this area can be determined within relatively narrow limits and during the production process of the cover can easily be plated with contact material. This becomes the Contact resistance, which in addition to the mechanical difficulties described above, the quality of contact influenced, kept low. In continuation of this principle, the breakthrough can be made from the lids be sealed gas-tight and filled with protective gas atmosphere 50. So the contacts can create an atmosphere be made available that interact with the other chemical, electrical and mechanical Processes when opening and closing contacts results in optimal conditions. 55 Can the protective space be advantageous in the plane of movement of the anchor? or partially from one Flux sheet be enclosed, which carries one or more excitation coils. Such flow plates are used in As is known, both the management of the permanent magnet flow and that of the excitation flow. Here can For example, the flux sheet in the area of the armature ends on both sides coupling yokes with excitation coils exhibit. This configuration gives the freely movable anchor the optimal conditions to each of the 65 to be able to occupy four possible positions.

Zweckmäßig kann aber auch das Flußblech U-förmig mit ungleich langen Schenkeln ausgebildet sein und an einer Seite den gesamten Schutzraum und an derAppropriately, however, the flow plate can also be U-shaped with legs of unequal length and on one side the entire shelter and on the

gegenüberliegenden Seite einen Teil des Schutzraumes überdecken, wobei in dem die beiden Schenkel verbindenden Teil eine Erregerspule angeordnet werden kann. Auf diese Weise ist mit dem geringstmöglichen Aufwand eine für die notwendige Kontaktbetätigung ausreichende Ankoppelung von Dauermagnet- und Erregerfluß vorgenommen, die es zudem noch erlaubt, die Kontaktflächen im Inneren des Schutzraumes klein zu halten, da nur zwei von vier möglichen Endlagen ausgenützt werden.opposite side cover part of the protective space, in which the two legs connecting part an excitation coil can be arranged. This way is with the least possible Effort a coupling of permanent magnet coupling sufficient for the necessary contact actuation and made excitation flow, which also allows the contact surfaces inside the shelter to be kept small, as only two of four possible end positions are used.

Für eine spezielle Ausführung des Erfindungsgegenstandes kann der längere der beiden Schenkel im Bereich der Ankerenden zwei Joche bilden und den dazwischenliegenden Bereich frei lassen. Damit entsteht ein Raum für eine direkt den Schutzraum umfassende Spule, die als Ersatz für den Dauermagnetfluß dienen kann und es ermöglicht, einen Anker aus weichmagnetischem Eisen zu verwenden.For a special design of the subject matter of the invention, the longer of the two legs can be used in the Form two yokes in the area of the anchor ends and leave the area in between free. This creates a space for a coil directly encompassing the protective space, which are used as a substitute for the permanent magnetic flux can and makes it possible to use an armature made of magnetically soft iron.

Nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel können mehrere Schutzräume in einer Platte neben und/oder hintereinander in einer Reihe und/oder Zeile angeordnet sein. Der erfindungsgemäße Aufbau eines Relais eignet sich, wie eingangs bereits erwähnt, besonders für eine Massenfertigung und dabei wiederum insbesondere für eine auf engem Raum anzuordnende Vielzahl von Relais. Die leichte Herstellbarkeit der einfachen geometrischen Formen der Teile, die für die Relais erforderlich sind und ihre Anordnung schichtweise übereinander bieten eine Vielzahl bereits oben erwähnter Vorteile.According to a particularly preferred embodiment, several protective spaces can be in one plate be arranged next to and / or behind one another in a row and / or row. The structure according to the invention of a relay is, as already mentioned, particularly suitable for mass production and in turn especially for a large number of relays to be arranged in a confined space. The ease with which the simple geometric shapes of the parts required for the relays and their arrangement in layers one above the other offer a multitude of advantages already mentioned above.

Dabei kann zweckmäßig eine Seite aller in einer Reihe und/oder eine Seite aller in einer Zeile liegenden Schutzräume von einem gemeinsamen Deckel verschlossen sein. Bekannte Anordnungen einer Vielzahl von Relais in Zeilen und Reihen zueinander, sogenannte Koppler, benötigen häufig gemeinsame Anschlüsse aller Kontakte einer Zeile oder einer Reihe, sogenannte Kontaktvielfache. Diese können bei der erfindungsgemäßen Anordnung durch Blechstreifen, die mehrere Schutzräume nacheinander überdecken und gemeinsam verschließen, in besonders einfacher Weise gebildet werden.One side of all in a row and / or one side of all in one row can expediently be Shelters can be closed by a common cover. Known arrangements of a large number of relays in rows and rows to one another, so-called couplers, often require common connections for all Contacts in a row or a row, so-called contact multiples. These can be used in the inventive Arrangement by sheet metal strips that cover several protective spaces one after the other and together close, are formed in a particularly simple manner.

Weitere Einzelheiten der Erfindung können den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen entnommen werden.Further details of the invention can be found in the exemplary embodiments shown in the figures will.

In diesem zeigen dieIn this show the

F i g. 1 und 2 das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Anordnung,F i g. 1 and 2 the basic principle of the invention Arrangement,

F i g. 3 eine Anordnung mit vielseitiger Verwendungsmöglichkeit, F i g. 3 an arrangement with a wide range of uses,

F i g. 4 ein erfindungsgemäßes Relais mit besonders rationellem Aufbau,F i g. 4 a relay according to the invention with a particularly efficient structure,

F i g. 5 ein Relais mit Anker aus weichmagnetischem Eisen,F i g. 5 a relay with armature made of soft magnetic iron,

Fig.6 eine Darstellung einer erfindungsgemäßen Isolierstoffplatte mit Durchbrüchen in Zeilen und Reihen,6 shows an illustration of an insulating plate according to the invention with openings in lines and Rows,

F i g. 7 die gleiche Anordnung als Koppler mit Kontaktvielfachen in Zeilen und Reihen.F i g. 7 shows the same arrangement as a coupler with multiple contacts in rows and rows.

Die F i g. 1 und 2 lassen deutlich den schichtweisen Aufbau mit einer Isolierstoffplatte 1 und den Deckeln 2 und 3 erkennen. Alle Teile haben ebene Flächen, die ohne weiteres aiufeinanderpassen. Sie sind nach einem der bekannten technologischen Verfahren, wie z. B. Löten, Diffussionslöten, Kleben usw. gasdicht miteinander verbunden, wobei der Abdichtungsvorgang in bekannter Weise in Schutzgas stattfinden kann, so daß auch der Innenraum Schutzgasatmosphäre enthält. Die Deckel 2 und 3 sind aus Magnetweicheisen. Im Inneren des Schutzraumes ist ein Anker 4 angeordnet. Der Anker ist aus Dauermagnetmateinal und wird zusammen mit den Deckeln einen Fkißkreis aufbauen. In F i g. 1 befindet sich der Anker 4 in seiner Ruhelage und baut abhängig von seiner Polarisiierungsrichtung über den Deckel 2 einen Flußkreis im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigersinn auf. Dieser Flußkreis bewirkt eine stabile Lage des Ankers, unabhängig von der Lage des Schutzraumes im Verhältnis zur Schwerkraft. Wird der Anker 4 durch äußere Einflüsse in die in F i g. 2 gezeigte Lage gebracht, so baut er Flußkreise auf, die beide Deckel 2 und 3 durchdringen und sich über den Luftraum kurzschließen müssen. Auch diese Lage ist, abhängig von der Kraft des Dauermagneten 4, ausreichend stabil um den Anker unabhängig von der Richtung der Schwerkraft zu halten. Im Zusammenhang mit den für die Betätigung erforderlichen Flußleitblechen, die in den F i g. 1 und 2 weggelassen sind, werden diese Bedingungen erheblich verbessert, da der von den Kraftlinien zu überbrückende Luft- bzw. Isolierraum auf diese Weise erheblich verkürzt wird.The F i g. 1 and 2 clearly show the layered structure with an insulating plate 1 and the covers 2 and 3. All parts have flat surfaces that fit together easily. You are after one of the known technological processes, such as. B. soldering, diffusion soldering, gluing, etc. gas-tight connected to each other, the sealing process can take place in a known manner in protective gas, so that the interior contains a protective gas atmosphere. The covers 2 and 3 are made of magnetic soft iron. An anchor 4 is arranged in the interior of the protective space. The anchor is made of permanent magnet material and, together with the lids, will build up a circle. In Fig. 1, the armature 4 is in its rest position and, depending on its direction of polarization, builds a flux circle clockwise or counterclockwise over the cover 2. This flow circle causes the anchor to be in a stable position, regardless of the position of the shelter in relation to gravity. If the armature 4 is affected by external influences in the in F i g. 2 brought the position shown, so he builds flux circles that penetrate both covers 2 and 3 and have to short-circuit through the air space. This position is also sufficiently stable, depending on the force of the permanent magnet 4, to keep the armature independent of the direction of gravity. In connection with the flux guide plates required for actuation, which are shown in FIGS. 1 and 2 are omitted, these conditions are considerably improved, since the air or insulation space to be bridged by the lines of force is considerably shortened in this way.

In Fig.3 ist ein Anker 5 aus Dauermagnetmaterial dargestellt, dessen Enden 6 und 7 aus weichmagnetischem Eisen bestehen. Ein Flußblech 8 ist über seine Pole 9, 10, 11 und 12 im Bereich der beiden Magnetweicheisenenden des Ankers an jeweils gegenüberliegende Seiten des Schutzraumes angekoppelt. Die Pole 9 bis 12 tragen jeweils Spulenwindungen 13,14,15 und 16, die Erregerflüsse erzeugen können. In der vorliegenden Figur sind alle Windungen so erregt, daß jede einen Fluß von unten nach oben erzeugt. Die Flußrichtung der Spulen ist durch Pfeile sowohl neben ihren Anschlußstellen als auch im Bereich der Kontaktankerenden dargestellt. Weitere: Pfeile zeigen den Fluß des Dauermagneten sowohl im Anker als auch in den Jochen und den gemeinsamen Rückfluß im Flußblech. Die Pfeile fassen erkennen, daß in den Jochen 9 und 12 Erregerfluß und Dauennagnetfluß gleichsinnig und in den Jochen 10 und 11 Erregerfluß und Dauermagnetfluß gegensinnig verlaufen. Die so dargestellte Erregung der Spulen 13 bis 16 bringt den Anker 5. der sich vorher in einer Lage entsprechend F i g. 1 befand, in die hier gezeichnete Lage. Bei Abschalten der Erregung bleibt der Dauermagnetfluß erhalten und über die Joche 9 und 12 und die beiden Außenkreise des Flußbleches 8 kurzgeschlossen. Der Anker verbleibt in dieser Lage, bis durch Gegenerregung der Spulen 13 und 14 bei gleichzeitiger Erregung der Spulen 15 und 16In Figure 3, an armature 5 is made of permanent magnet material shown, the ends 6 and 7 of magnetically soft iron. A flux sheet 8 is over his Poles 9, 10, 11 and 12 in the area of the two magnetically soft iron ends of the armature on opposite sides Coupled sides of the shelter. The poles 9 to 12 each carry coil turns 13, 14, 15 and 16, which can generate excitation flows. In the present figure, all turns are excited so that each creates a flow from the bottom up. The direction of flow of the coils is indicated by arrows next to both their connection points as well as in the area of the contact anchor ends. Others: Show arrows the flux of the permanent magnet both in the armature and in the yokes and the common reflux in the Flux sheet. The arrows show that in yokes 9 and 12 excitation flux and permanent magnetic flux are in the same direction and in the yokes 10 and 11 exciter flux and permanent magnetic flux run in opposite directions. The one shown in this way Excitation of the coils 13 to 16 brings the armature 5. which is previously in a position corresponding to FIG. 1 found in the position shown here. When the excitation is switched off, the permanent magnetic flux is retained and over the yokes 9 and 12 and the two outer circles of the flux sheet 8 short-circuited. The anchor stays in this position until by counter-excitation of the coils 13 and 14 with simultaneous excitation of the coils 15 and 16

in der im Bild gezeichneten Weise die Haltekraft des Dauermagnetflusses überwunden und der Anker abgeworfen wird. Es erscheint ohne weiteres erkennbar, daß durch Richtung und entsprechende Dimensionierung des Erregerflusses bzw. der Gegenerregung der AnkerIn the manner shown in the picture, the holding force of the permanent magnetic flux is overcome and the armature is thrown off will. It appears immediately recognizable that by direction and appropriate dimensioning the excitation flow or the counter-excitation of the armature

in jede beliebige von vier möglichen Lagen gebracht werden kann und in jeder dieser Lagen durch die eigene Haltekraft verbleibt.can be brought into any of four possible positions and in each of these positions by its own Holding force remains.

F i g. 4 zeigt einen für die Herstellung eines solchen Relais rationell einfachen Aufbau des Flußkreises. Das Flußblech 17 ist dabei U-förmig ausgebildet und nur der Schenkel 18 ist so lang, daß die Flüsse an beiden Enden des Ankers 4 angekoppelt werden. Der Schenkel 19 endet bereits im Bereich des rechten Endes des Ankers 4 und koppelt die vorhandenen Flüsse nur an dieses an Diese Anordnung ermöglicht nur zwei Lagen des Ankers, die Anlage an den Deckel 2 bzw. die in der F i g. 4 gezeigte. Diese beiden Lagen sind aber für der Betrieb eines Relais völlig ausreichend. Außerdem sindF i g. 4 shows one for the manufacture of one Relay rationally simple structure of the flux circuit. The flow plate 17 is U-shaped and only the Leg 18 is so long that the rivers are coupled to both ends of the armature 4. The leg 19 already ends in the area of the right end of the anchor 4 and only couples the existing flows to this This arrangement allows only two layers of the anchor, the plant on the cover 2 or in the F i g. 4 shown. However, these two positions are completely sufficient for the operation of a relay. Also are

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bei dieser Anordnung nur an zwei Stellen flächen 20 und 21 aus Kontaktmaterial erforderlich. Erregerfluß und Dauermagnetfluß sind auch hier durch Pfeile dargestellt. Die Anordnung ist im erregten Zustand der Spule 22 gezeichnet, wobei sich Erregerfluß und Dauermagnelfluß soweit überlagern, daß der Anker 4 die gezeichnete Lage einnimmt. In dieser verharrt er, wie auch bei den vorher gezeigten Anordnungen, durch den von seinem Dauermagnetfluß erzeugten Flußkreis auch nach Abschalten der Spulenerregung.in this arrangement only surfaces 20 in two places and 21 of contact material required. Excitation flux and permanent magnetic flux are also indicated here by arrows shown. The arrangement is shown in the excited state of the coil 22, with excitation flux and Superimpose permanent magnetic flux so far that the armature 4 assumes the position shown. In this he remains as in the arrangements shown above, by the flux circuit generated by its permanent magnetic flux even after switching off the coil excitation.

Die Anordnung nach Fig. 5 entspricht in etwa der nach Fig.4 mit Ausnahme des Ankers 23, der aus weichmagnetischem Eisen besteht und des Flußleitbleches 24, das mit seinem längeren Schenkel zwei Polschuhe 26 und 27 bildet, die an die jeweiligen Enden i$ des Ankers 23 angekoppelt sind und den Raum dazwischen für eine Spule 28, die den Schutzraum umfaßt, überbrücken. Die Erregungsrichtung der Spule 28 ersetzt dabei den Dauermagnetfluß im Anker.The arrangement according to FIG. 5 corresponds approximately to that according to FIG. 4 with the exception of the armature 23, which consists of soft magnetic iron, and the flux guide plate 24, which with its longer leg forms two pole shoes 26 and 27, which are attached to the respective ends i $ des Armature 23 are coupled and the space therebetween for a coil 28, which includes the protective space, bridge. The direction of excitation of the coil 28 replaces the permanent magnetic flux in the armature.

Fig. 6 zeigt eine Isolierstoffplatte 30 in perspektivischer Darstellung, in der Durchbräche 31 rechteckigen Querschnitts in zwei Reihen und vier Zeilen angeordnet sind. Die gleiche Isolierstoffplatte ist in Fig. 7 in Draufsicht zu sehen, wobei über jede Reihe ein Blechstreifen 32 als gemeinsame Abdeckung der Durchbrüche 31 und über die Zeilen Blechstreifen 33 als gemeinsame Abdeckung der gegenüberliegenden öffnung der Durchbrüche 31 angebracht wurden. Das auf diese Weise entstehende Kontaktvielfach, das auch für sehr viel größere Anordnungen möglich ist, gibt jedem der Kontakte eine spezielle Ansteuerungskombination im Sinne eines Kopplers oder Koordinatenschalters.Fig. 6 shows an insulating plate 30 in perspective Representation in which the openings 31 of rectangular cross-section are arranged in two rows and four lines are. The same insulating plate can be seen in Fig. 7 in plan view, with one over each row Sheet metal strips 32 as a common cover for the openings 31 and over the lines of sheet metal strips 33 as common cover of the opposite opening of the openings 31 were attached. That on This way of creating multiple contacts, which is also possible for much larger arrangements, gives everyone the contacts a special control combination in the sense of a coupler or crossbar switch.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (14)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Bistabiles elektromagnetisches Relais mit einem frei beweglichen, vorzugsweise als Dauermagnet ausgebildeten Kontaktanker, der in einem Schutzraum angeordnet ist und von zumindest einer außerhalb des Schutzraumes angeordneten Erregerspule beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzraum von einem Durchbruch (31) einer Platte aus Isoliermaterial (I, 30) gebildet wird, dessen obere und untere öffnung von je einem Deckel (2, 3, 32, 33) aus elektrisch leitfähigem Material verschlossen ist und dessen Form in der Ebene parallel zu den beiden Deckeln nicht rotationssymmetrisch ist und daß die die Bewegungsfreiheit beeinflussenden Abmessungen des Ankers (4, 5, 23) nur wenig kleiner sind, als die entsprechenden Abmessungen des Schutzraumes.1. Bistable electromagnetic relay with a freely movable, preferably permanent magnet formed contact anchor, which is arranged in a protective space and of at least one The excitation coil arranged outside the protected area is influenced, characterized in that that the protective space from an opening (31) of a plate made of insulating material (I, 30) is formed, the upper and lower openings of which are each electrically connected to a cover (2, 3, 32, 33) conductive material is closed and its shape in the plane parallel to the two lids is not rotationally symmetrical and that the dimensions influencing freedom of movement of the armature (4, 5, 23) are only slightly smaller than the corresponding dimensions of the protective space. 2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch (31) rechteckig ist.2. Relay according to claim 1, characterized in that the opening (31) is rectangular. 3. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckel (2, 3,32,33) aus weichmagnetischem Material gebildet sind.3. Relay according to claim 1, characterized in that the cover (2, 3,32,33) made of soft magnetic Material are formed. 4. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des Ankers verrundet sind.4. Relay according to claim 1, characterized in that the edges of the armature are rounded. 5. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dauermagnetische Anker in Richtung der Kontaktgabe Enden (6, 7) aus weichmagnetischem Eisen hat.5. Relay according to claim 1, characterized in that the permanent magnet armature in the direction the contacting ends (6, 7) made of magnetically soft iron. 6. Relais nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Teile der Ankeroberfläche mit Kontaktmaterial beschichtet sind.6. Relay according to claim 1 or 5, characterized in that at least parts of the armature surface are coated with contact material. 7. Relais nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Bereiche der dem Anker gegenüberliegenden Deckelfläche mit Kontaktmalerial (20,21) beschichtet sind.7. Relay according spoke 1, characterized in that at least areas of the armature opposite cover surface are coated with contact material (20,21). 8. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchbruch von den Deckeln gasdicht verschlossen und mit Schutzgasatmosphäre gefüllt ist.8. Relay according to claim 1, characterized in that the opening of the covers is gas-tight is closed and filled with a protective gas atmosphere. 9. Relais nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzraum im Bereich der Bewegungsebene des Ankers ganz oder teilweise von einem Flußblech (8, 17, 24) umschlossen ist, das eine oder mehrere Erregerspulen (13—16,22) trägt.9. Relay according to one or more of the preceding claims, characterized in that that the protective space in the area of the plane of movement of the armature wholly or partially by one Flux plate (8, 17, 24) is enclosed, which carries one or more excitation coils (13-16,22). 10. Relais nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußblech im Bereich der Ankerenden beiderseits Ankoppelungsjoche (9—12) mit Erregerspulen (13—16) aufweist10. Relay according to claim 9, characterized in that the flux plate in the area of the armature ends has coupling yokes (9-12) with excitation coils (13-16) on both sides 11. Relais nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußblech (17) U-förmig mit ungleich langen Schenkeln (18, 19) ausgebildet ist und an einer Seite den gesamten Schutzraum und an der gegenüberliegenden Seite einen Teil des Schutzraumes überdeckt und in dem die beiden Schenkel verbindenden Teil die Erregerspule (22) trägt.11. Relay according to claim 9, characterized in that that the flow plate (17) is U-shaped with legs (18, 19) of unequal length and on one side the entire shelter and on the opposite side part of the shelter covered and in the part connecting the two legs carries the excitation coil (22). 12. Relais nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der längere der beiden Schenkel im Bereich der Ankerenden zwei Joche (26, 27) bildet und den dazwischenliegenden Bereich frei läßt.12. Relay according to claim 11, characterized in that that the longer of the two legs in the area of the anchor ends forms two yokes (26, 27) and leaves the area in between free. 13. Relais nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schutzräume in einer Platte neben- und/oder hintereinander in einer Reihe und/oder Zeile angeordnet sind.13. Relay according to one or more of the preceding claims, characterized in that several protective spaces in a plate next to and / or are arranged one behind the other in a row and / or row. 14. Relais nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seite aller in einer Reihe und/oder eine Seite alier in einer Zeile liegenden Schutzräume von einem gemeinsamen Deckel (33 bzw, 32) verschlossen sind.14. Relay according to claim 13, characterized in that one side is all in a row and / or one side of all the shelters lying in a row are closed by a common cover (33 or 32).