DE2604285C2 - Bistable, polarized electromagnetic relay - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein bistabiles, polarisiertes elektromagnetisches Relais mit zumindest einem seiner Vormagnetisierung und gleichzeitig der stromlosen Haftung seiner beweglichen Eisenkreisteile in der jeweiligen Endlage dienenden Permanentmagneten, insbesondere Relais mit in Schutzgasatmosphäre gekapselten Kontakten für Fernmeldeanlagen, das zwei beweglich gelagerte, magnetisierbare Anker besitzt, deren freie Enden in der einen der zwei stabilen Endlagen der Anker jeweils einen magnetischen Arbeitsluftspalt mit einem ortsfest zwischen ihnen angeordneten, vorzugsweise aus zwei magnetisch miteinander gekoppelten Teilen aufgebauten magnetischen Gegenpol bilden, wobei der Permanentmagnet und die Erregerwicklung über Flußführungsteile auf der den Arbeitsluftspalten gegenüberliegenden Außenseite mit den Ankern magnetisch derart gekoppelt sind, daß der Permanentmagnetfluß und der von der Erregerwicklung erzeugte Steuerfluß frei in jeder Betriebslage des Relais voneinander unabhängige magnetische Flußpfade haben, wobei die Anker vom Permanentmagnetfluß in ihre Längsrichtung, vom Steuerfluß hingegen im Bereich der Arbeitsluftspalte quer zu ihrer Längsrichtung durchflutet werden, nach Patent 20 38 181. The invention relates to a bistable, polarized electromagnetic relay with at least one of its premagnetization and at the same time the currentless adhesion of its movable iron circle parts in the respective end position serving permanent magnets, in particular relays with contacts for telecommunications systems encapsulated in a protective gas atmosphere, which has two movably mounted, magnetizable armatures whose free Ends in one of the two stable end positions of the armature each form a magnetic working air gap with a stationary magnetic counterpole arranged between them, preferably made up of two magnetically coupled parts, the permanent magnet and the excitation winding with the armatures via flux guide parts on the outside opposite the working air gaps are magnetically coupled in such a way that the permanent magnetic flux and the control flux generated by the excitation winding are freely independent of one another in every operating position of the relay Have magnetic flux paths, the armatures being flooded by permanent magnetic flux in their longitudinal direction, while the control flux flows through them in the area of the working air gaps transversely to their longitudinal direction, according to patent 20 38 181.

Relais der geschilderten Art werden wegen ihrer hohen Schaltgeschwindigkeit und dem gleichzeitig S hohen Kontaktdruck bei geringer Masse der Kontaktanker in großer Stückzahl zur Erfüllung der verschiedenartigen Aufgaben auf dem Gebiet der Fernmeldetechnik verwendet Unterschiedliche Aufgaben verlangen aber in vielen Fällen von den zum EinsatzRelays of the type described are because of their high switching speed and at the same time S high contact pressure with a low mass of contact anchors used in large numbers to fulfill the various tasks in the field of telecommunications technology, but in many cases different tasks require the use

ίο kommenden Bauteilen auch unterschiedliche Funktionsbedingungen, wobei die Ansprechempfindlichkeit eines Relais in verschiedenen Fällen besonders strengen Anforderungen unterliegt. ίο coming components also have different functional conditions, whereby the sensitivity of a relay is subject to particularly strict requirements in various cases.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, durch einfache konstruktive Maßnahmen eine Möglichkeit zu schaffen, die Ansprechempfindlichkeit der Kontaktanker nachträglich zu justieren, wobei Wert darauf gelegt wird, daß die Haltekraft für die bistabilen Endlagen bei dieser Justierung möglichs*. nicht verändert wird. It is therefore the object of the invention to create a possibility, by means of simple structural measures, to adjust the sensitivity of the contact armature afterwards, whereby emphasis is placed on the fact that the holding force for the bistable end positions is possible during this adjustment *. is not changed.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß die Anker als zweiarmige Hebel ausgebildet sind, deren Drehpunkte von dem kontaktfernen Ende soweit entfernt sind, daß beliebig veränderbare Anteile des Dauermagnetflusses beiderseits der Lagerstelle ankoppelbarsind. This is achieved according to the invention in that the anchors are designed as two-armed levers whose Pivot points from the end remote from the contact are far enough away that arbitrarily changeable proportions of the Permanent magnetic flux can be coupled on both sides of the bearing point.

Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die beiden sich ergebenden Teilhebel des Ankers, die den Drehpunkt beiderseits überragen, von unterschiedlichen Momenten beeinflußt werden, die den jeweiligen angekoppelten Dauertnagnetflüssen entsprechen, und sich die beiderseits der Lagerstelle auftretenden Momente durch Einfluß auf entgegengesetzte Bewegungen gegenseitig aufheben. Auf diese Weise wird die Kippbewegung des Ankers vom Dauermagneten weg erleichtert oder erschwert, so daß eine deutlich erkennbare Veränderung der Ansprechempfindlichkeit erzielt wird. Darüber hinaus ergibt sich im Bereich der Lagerstelle der geringstmögliche Luftspalt für die Ankoppelung des Dauermagnetflusses an den Anker, so daß gerade dort der höchste Wirkungsgrad erzielt werden kann. Dabei erscheint es besonders vorteilhaft, daß der auf diese Weise eingespeiste und zur Lagefixierung des Ankers in seinen beiden Endlagen dienenden Dauermagnetfluß unabhängig von der Justierung nahezu gleich bleibt, da sich nur in bezug auf die Ankerbewegung die Zugkräfte des Dauermagneten, nicht aber die Flüsse der verschiedenen Teilzonen aufheben. Die für das Abwerfen des Ankers zu überwindende Haltekraft am kontaktseitigen Ende bleibt daher nahezu gleich.This arrangement has the advantage that the two resulting partial levers of the armature, which form the fulcrum protrude on both sides, are influenced by different moments that are coupled to the respective Corresponding permanent magnetic fluxes, and the moments occurring on both sides of the bearing point through Mutually cancel out influence on opposing movements. In this way, the tilting movement of the Armature away from the permanent magnet made easier or more difficult, so that a clearly recognizable change the responsiveness is achieved. In addition, there is the in the area of the bearing smallest possible air gap for the coupling of the permanent magnetic flux to the armature, so that just there the highest degree of efficiency can be achieved. It seems particularly advantageous that the on this Wise fed permanent magnetic flux which is used to fix the position of the armature in its two end positions remains almost the same regardless of the adjustment, since the tensile forces are only different in relation to the armature movement of the permanent magnet, but not the flow of the various sub-zones. The one for discarding of the armature to overcome the holding force at the contact-side end therefore remains almost the same.

Zweckmäßigerweise kann die Veränderung der Flußanteile durch Veränderung der Lage des Dauermagneten erfolgen. Da es nicht schwierig ist, im Rahmen einer Massenfertigung die Lage des Dauermagneten innerhalb der Flußbleche veränderbar zu machen, bietet sich diese an sich bekannte Anordnung auch für die Justierung der Dauermagnetflüsse an, wobei, je nachdem welche Bedingungen in den Extremfällen gefordert werden können, die Grenzen der Verschiebbarkeit gewählt werden müssen. So ist es beispielsweise möglich, den Dauermagneten soweit verschiebbar zu machen, daß die Ankopplung des ganzen Flusses an den die Lagerstelle an der kontnktfernen Seite überragenden Teil des Ankers erfolgt. Das dort wirkende magnetische Moment beeinflußt dann den Anker in Richtung Kontaktbewegung, d. h. die gesamte magnetische Zugkraft wirkt als Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit. Justierbewegungen des Dauermagnc ten in Richtung der LagerstelleThe change in the flux components can expediently be achieved by changing the position of the permanent magnet respectively. Since it is not difficult to determine the location of the permanent magnet as part of a mass production To make it changeable within the flux plates, this arrangement, known per se, offers itself also for the adjustment of the permanent magnetic fluxes, depending on the conditions in the Extreme cases can be required, the limits of the displaceability must be selected. That's the way it is For example, it is possible to make the permanent magnet displaceable so far that the coupling of the entire river to the part of the anchor protruding from the bearing on the side remote from the contact he follows. The magnetic moment acting there then influences the armature in the direction of contact movement, d. H. the total magnetic pull acts as an increase in responsiveness. Adjustment movements of the permanent magnet in the direction of the depository

und mit einer Teilfläche über diese hinaus verandern zunächst das Moment durch Veränderung der Hebeiarme, danach, sofern auf der anderen Seite der Lagerstelle ebenfalls ein Moment wirksam wird, beginnt eine gegenseitige Aufhebung, bis schließlich die gesamte S Ankoppelung an der anderen Seite der Lagerstelle erfolgt, wo jedes Moment entgegen der Ankerkippbewegung wirksam wird.and change with a partial area beyond this first the moment by changing the lifting arms, then, if on the other side of the bearing point a moment also takes effect, a mutual cancellation begins, until finally the entire S Coupling takes place on the other side of the bearing point, where every moment counteracts the armature tilting movement takes effect.

Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann die Veränderung der Flußanteile durch partielle ic Magnetisierung von Teilzonen des Dauermagneten erfolgen. Bei dieser Anordnung ist der Dauermagnet ortsfest im Bereich der Lagerstelle angeordnet und wird im Zuge eines Justierverfahrens partiell magnetisiert. Mit Hilfe einer Justierspule, die über Hochspannungsimpulse — kürzer als die mechanische Zeitkonstante des Kontaktsystems — ein stark gebündeltes Magnetfeld erzeugt, können Teile des Magneten auf-, ab- oder entmagnetisiert und so die wirksame Zugkraft des Dauermagneten an der einen oder anderen Seite der Lagerstelle verändert werden. Auf diese Weise kann das gleiche Ergebnis wie durch Verschiebung des Dauermagneten erreicht werden, es ist jedoch zu beachten, daß bei dieser Justierung die Flußdichte des Magneten verändert wird, so daß der Einfluß sich auch auf die Haltekraft erstreckt. Im Zuge des Justiervorganges maß also auch diese durch eine Nachjustierung der Flußdichte auf den gewünschten Wert gebrach t werden. Vorteil dieser Anordnung ist einmal die ortsfeste Anordnung des Dauermagneten, die eine Veränderung der Justierung durch Erschütterung oder dergleichen ausschließt, zum anderen die größere mögliche Genauigkeit des Justierverfahrens mit Hilfe von elektrischen Impulsen und zum dritten die größere Geschwindigkeit, mit der der Justiervorgang ablaufen kann.According to a further concept of the invention, the flux components can be changed by partial magnetization of sub-zones of the permanent magnet. In this arrangement, the permanent magnet is arranged in a stationary manner in the area of the bearing point and is partially magnetized in the course of an adjustment process. With the help of an adjustment coil, which generates a strongly bundled magnetic field via high-voltage pulses - shorter than the mechanical time constant of the contact system - parts of the magnet can be magnetized up, down or demagnetized, thus changing the effective pulling force of the permanent magnet on one side or the other of the bearing point will. In this way the same result can be achieved as by shifting the permanent magnet, however, it should be noted that with this adjustment the flux density of the magnet is changed, so that the influence also extends to the holding force. In the course of the adjustment process, this also measured by readjusting the flux density to the desired value. The advantage of this arrangement is, on the one hand, the fixed arrangement of the permanent magnet, which excludes a change in the adjustment due to shock or the like, and, on the other hand, the greater possible accuracy of the adjustment process with the aid of electrical pulses and, thirdly, the greater speed with which the adjustment process can take place.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele näher erläutert: Es zeigenThe invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments: They show

Fig. 1 einen Schnitt durch ein betriebsfähiges Relais mit betätigbaren Kontakten,Fig. 1 is a section through an operational relay with actuatable contacts,

F i g. 2 einen vergrößerten Schnitt durch ein halbes Relais mit einer Justierspule zum Teilmagnetisieren.F i g. 2 shows an enlarged section through half a relay with an adjustment coil for partial magnetization.

In Fig. 1 ist mit 1 eine Platine bezeichnet, die zusammen mit einem gasdicht aufgebrachten Gehäuse 2 den Kontaktarm 3 umschließt. In diesem sind über zwei Federbleche 4 die beiden Anker 5 gelagert. Die Anker sind mit den Blechen verschweißt. Die die Anker nach oben überragenden Enden der Federbleche 4 dienen als Kontaktbleche und arbeiten mit Gegenkontakten 6 zusammen, während für die Anker 5 im Bereich der Gegenkontakte 6 Gegenpolbleche 7 zur Anlage vorgesehen sind. Die Federbleche 4 sind an ihren kontaktfernen Enden 8 starr befestigt In diesem Bereich, in dem die Federbleche 4 gekröpft sind, belindet sich ein Durchbruch für das kontaktferne Ende des Ankers und dort entsteht am äußeren Ende der Kröpfung ein Drehpunkt 9 für den Anker. Im Bereich dieses Drehpunktes sind zwei Dauermagnete 10 angeordnet, deren Fluß von Leitblechen 11 zu dem von einer Spule 12 umfaßten Relaiskern 13 geführt wird. Bei der dargestellten Anordnung ist zu erkennen, daß die Dauermagnete 10 mit dem größeren Teil ihrer in Längsrichtung des Ankers verlaufenden Ausdehnung oberhalb des Drehpunktes und mit dem kleineren Teil unterhalb des Drehpunktes angeordnet sind. Der in den Anker eintretende Dauermagnetfluß wird also oberhalb und unterhalb des Ankerdrehpunktes je ein Moment unterschiedlicher Größe und gegenläufiger Richtung erzeugen, das, abhängig von der Flußdichte, der jeweils zugehörigen Magnetfläche und dem mittleren Hebelarm entspricht. Die Dauermagnete sind zwischen ihren Flußblechen 11 und dem Gehäuse verschiebbar angeordnet. Durch Verschiebung in Längsrichtung des Ankers verändern sich die oben beschriebenen Momente mit der Veränderung der oberhalb bzw. unterhalb des Drehpunktes liegenden Magnetflächen.In FIG. 1, 1 designates a circuit board which, together with a housing 2, which is applied in a gas-tight manner the contact arm 3 encloses. The two anchors 5 are mounted in this via two spring plates 4. The anchors are welded to the metal sheets. The ends of the spring steel sheets 4 projecting upwardly beyond the armature serve as Contact plates and work together with mating contacts 6, while for the armature 5 in the area of Mating contacts 6 mating pole plates 7 are provided for the system. The spring plates 4 are on their ends 8 remote from contact rigidly attached In this area, in which the spring steel sheets 4 are cranked, There is a breakthrough for the end remote from the contact of the armature and there arises a pivot point 9 for the armature at the outer end of the crank. In the area this pivot point two permanent magnets 10 are arranged, the flow of baffles 11 to that of a coil 12 comprised relay core 13 is performed. In the arrangement shown it can be seen that the Permanent magnets 10 with the greater part of their extent extending in the longitudinal direction of the armature are arranged above the pivot point and with the smaller part below the pivot point. The one in the Permanent magnetic flux entering the armature becomes a moment above and below the armature pivot point of different sizes and in opposite directions, depending on the flux density of each corresponding magnetic surface and the middle lever arm. The permanent magnets are between theirs Flux plates 11 and the housing arranged displaceably. By moving the Anchor, the moments described above change with the change in the above or below the Fulcrum lying magnetic surfaces.

In Fi g. 2 ist der Dauermagnet 10 zwischen Flußblech 11 und Gehäuse 2 ortsfest angeordnet. Seine Lage gegenüber dem Drehpunkt 9 ist also unveränderlich. Die von dem aus seinen Teilflächen auf den Anker 5 übergehenden Fluß ausgeübten Kräfte können daher nicht durch Lageverschiebung des Dauermagneten verändert werden. Wenn aber durch einen kurzen Hochspannungsimpuis einer angedeuteten Justierspule 14 ein stark gebündeltes Magnetfeld auf den Dauermagneten 10 in der gezeichneten Lage einwirkt, so wird die Flußdichte in einem Teil dieser Magnetfläche verändert. Verschiebungen der Justierspule 14 können verschiedene Teilflächen des Magneten beeinflussen. Die Impulslänge soll geringer sein als die mechanische Zeitkonstante der Kontaktanordnung, so daß beim Justieren keine Kontaktbetätigung erfolgt. Dadurch werden Wechselwirkungen bei zwei Kontaktsystemen vermieden. In Fi g. 2, the permanent magnet 10 is fixedly arranged between the flux plate 11 and the housing 2. Its location relative to the pivot point 9 is therefore invariable. The from its partial surfaces on the armature 5 Forces exerted by passing flux cannot therefore be caused by shifting the position of the permanent magnet to be changed. But if by a short high-voltage pulse from an indicated adjustment coil 14 a strongly bundled magnetic field acts on the permanent magnet 10 in the position shown, the Flux density changed in a part of this magnetic surface. Displacements of the adjustment coil 14 can be different Affect partial areas of the magnet. The pulse length should be less than the mechanical time constant the contact arrangement, so that no contact is actuated during adjustment. This will be Interactions with two contact systems avoided.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Bistabiles, polarisiertes elektromagnetisches Relais mit zumindest einem, seiner Vormagnetisierung und gleichzeitig der stromlosen Haftung seiner beweglichen Eisenkreisteile in der jeweiligen Endlage dienenden Permanentmagneten, insbesondere Relais mit in Schutzgasatmosphäre gekapselten Kontakten für Fernmeldeanlagen, das zwei beweglich gelagerte magnetisierbare Anker besitzt, deren freie Enden in der einen der zwei stabilen Endlagen der Anker jeweils einen magnetischen Arbeitsluft spalt mit einem ortsfest zwischen ihnen angeordne ten, vorzugsweise aus zwei magnetisch miteinander gekoppelten Teilen aufgebauten magnetischen Gegenpol bilden, wobei der Permanentmagnet und die Erregerwicklung über Flußführungsteile auf eier den Arbeitsluftspalten gegenüberliegenden Außenseite mit den Ankern magnetisch derart gekoppelt sind, daß der Permanentmagnetfluö und der von der Erregerwicklung erzeugte Steuerfluß zwei in jeder Betriebslage des Relais voneinander unabhängige magnetische Flußpfade haben, wobei die Anker vom Permanentmagnetfluß in ihre Längsrichtung, vom Steuerfluß hingegen im Bereich der Arbeitsluftspalte quer zu ihrer Längsrichtung durchflutet werden, nach Patent 2038 181, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker (5) als zweiarmige Hebel ausgebildet sind, deren Drehpunkte (9) von dem kontaktfernen EmJe soweit entfernt sind, daß beliebig veränderliche Anteile des Dauermagnetflusses beiderseits der Lagerstelle ankoppelbar sind. 1. Bistable, polarized electromagnetic relay with at least one, its pre-magnetization and at the same time the currentless adhesion of its movable iron circle parts in the respective end position serving permanent magnets, in particular relays with contacts for telecommunications systems encapsulated in a protective gas atmosphere, which has two movably mounted magnetizable armatures whose free ends in the one of the two stable end positions of the armature each have a magnetic working air gap with a stationary arranged between them, preferably formed from two magnetically coupled parts built up magnetic opposite pole, the permanent magnet and the excitation winding via flux guide parts on egg the working air gaps opposite outside with the armature are magnetically coupled in such a way that the permanent magnet flux and the control flux generated by the excitation winding have two magnetic flux paths that are independent of one another in each operating position of the relay Aben, the armatures being flooded by permanent magnetic flux in their longitudinal direction and by control flux in the area of the working air gaps transversely to their longitudinal direction, according to patent 2038 181, characterized in that the armatures (5) are designed as two-armed levers, the pivot points (9) of which are so far removed from the contact-distant EmJe that arbitrarily variable proportions of the permanent magnetic flux can be coupled on both sides of the bearing point. 2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Flußanteile durch Veränderung der Lage des Dauermagneten (10) erfolgt.2. Relay according to claim 1, characterized in that the change in the flux components through The position of the permanent magnet (10) changes. 3. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Flußanteile durch partielle Magnetisierung von Teilzonen des Dauermagneten (10) erfolgt.3. Relay according to claim 1, characterized in that the change in the flux components through partial magnetization of sub-zones of the permanent magnet (10) takes place.