DE2807311B2 - Bistabiles, polarisiertes Relais - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein bistabiles, polarisiertes Relais mit einer Steuerspule mit Eisenkern, und einem
zwischen zwei Haltepolen beweglichen, an einem Betätigungsglied für einen elektrischen Kontakt befestigten Dauermagneten, wobei der eine Haltepol von
dem Eisenkern gebildet ist.
Ein derartiges Relais ist in dem DE-GM 19 79712
beschrieben. Ein ähnliches Relais, bei dem jedoch der Dauermagnet selbst den Kern der Steuerspule bildet, ist
in der US-PS 34 70 504 gezeigt. Bei diesen Relais ist der zweite Haltepol mit magnetischen Teilen mit dem
ersten Haltepol gekoppelt. Der zweite Haltepol liegt damit im magnetischen Steuerfluß der Steuerspule. Bei
solchen Relais muß der zweite Haliepol bei jedem Umschaltvorgang ummagnetisiert werden. Der Ummagnetisierungsvorgang
wirkt sich in schwer zu erfassender Weise verzögernd auf das Schaltverhalten der
Relais aus.
Bistabile, polarisierte Relais, die mit zwei Steuerspu-
Bistabile, polarisierte Relais, die mit zwei Steuerspu-
len arbeiten, sind aus dem DE-GM 75 40 935 und der US-PS 32 02 886 bekannt. Bei diesen ist der Bauaufwand
allein schon aufgrund der beiden notwendigen Steuerspulen beträchtlich größer als bei den Relais, die mit nur
einer Steuerspule arbeiten.
ίο In der DE-OS 24 25486 und der FR-PS 11 75 Ib7 sind
monostabile, polarisierte Relais beschrieben. Diese arbeiten nicht mit einem zweiten Haltepol.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das bei geringer Trägheit,
geringem Steuerleistungsbedarf und geringen Schaltze-.Uoleranzen einen einfachen Aufbau aufweist
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Relais der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der
zweite Haltepol im wesentlichen außerhalb des
magnetischen Steuerflusses der Steuerspule liegt und
daß das Betätigungsglied eine im zu schaltenden
elektrischen Kreis liegende, federnde Kontaktzunge ist
deshalb auch nicht ummagnetisiert zu werden. Damit
sind Ummagnetisierungsverluste vermieden. Im Gegensatz zu den bekannten, bipolaren, polarisierten Relais
wird hier mit offenevr Magnetkreisen gearbeitet. Ein zusätzliches Hebelsystem zur Betätigung der elektri-
jo sehen Kontakte entfällt Das erfindungsgemäße Relais
arbeitet mit geringe«! Toleranzen der Schaltzeitpunkte. Es läßt sich damit beispielsweise eine Thyristorschaltung bei einem bestimmten Phasenwinkel exakt
ansteuern. Über die Kontaktzunge lassen sich auch hohe
!5 Ströme schalten. Außerdem ist der erforderliche
Bauaufwand gering.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist zur Führung des Sleuerflusses vom dem Dauermagneten
gegenüberliegenden Ende des Eisenkerns in die
Bewegungsbahn des Dauermagnet!..ι ein Jochbügel
vorgesehen. Durch diesen an sich bekannten jochbügei wird das Schaltverhalten des Relais weiter verbessert.
In Ausgestaltung der Erfindung sind der Jochbügel
sowie ein den zweiten Haltepol bildender Rastbügel an
4r> einer gemeinsamen Trägerplatte befestigt und die Bügel
sind um etwa 90° gegeneinander versetzt. Hierdurch ist einerseits ein vereinfachter Aufbau des Relais möglich.
Andererseits ist durch die Versetzung gewährleistet, daß der Rastbügel von der Steuerspule praktisch nicht
r>o magnetisiert wird.
Vorzugsweise ist an der Kontaktzunge zwischen dem Dauermagneten und einer Lagerstelle ein elektrischer
Kortakt ausgebildet und ein Gegenkontakt ist an der Trägerplatte angebracht. Die Kontaktzunge und der
ri5 Gegenkontakt liegen an je einer Kontaktbahn der
Trägerplatte. Das Material der Kontaktzunge läßt sich entsprechend der notwendigen Stromleitung wählen.
Die Auswahl ist nicht durch Forderungen im Hinblick auf ihre magnetischen Eigenschaften beschränkt.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
wird nachstehend beschrieben. In der Zeichnung zeigt F i g. I ein polarisiertes Relais im Schnitt,
F i g. 2 eine Ansicht des Relais nach F i g. 1 von oben, F i g. 3 eine Ansicht des Relais nach F i g. 1 von unten,
hr> F i g. 4 schematisch die eine Schaltstellung und
Fig. 5 schematisch die andere Schaltstellung des Relais.
An der Trägerplatte 1 ist ein Jochbügel 2 und ein
Rastbügel 3 befestigt. Beide Büge! sind hierfür in
Durchbrechungen der Trägerplatte I gesteckt und auf der jeweiligen Gegenseite an ihren Enden 2', 2" bzw, 3'
und 3" verschränkt.
Der Jochbügel 2 trägt einen Eisenkern 4, Zwischen
dem Eisenkern 4 und dem Jochbügel 2 ist ein Spulenträger 5 angeordnet Die Spule ist in Fi g. I nicht
im einzelnen dargestellt Sie ist an Kontaktbahnen 6, 7 der Trägerplatte 1 angeschlossen (vgl. F i g. 3).
Der Eisenkern 4 weist einen Haltepol 8 auf. Dieser liegt weniger weit über der Trägerplatte 1 als die Enden
2', 2" des Jochbügels.
Abwinklungen 9', 9" und 9"' einer federnden Kontaktzunge 9 sind durch die Trägerplatte 1 gesteckt
und mit einer Leiterbahn 1Ü der Trägerplatte 1 verlötet An das freie Ende der Kontaktzunge 9 ist ein
Dauermagnet 11 angeklebt Zwischen dem Dauermagneten 11 und der Abwinklung 9' ist an der
Kontaktzunge 9 ein Kontakt 12 befestigt der einem an der Trägerplatte 1 angeordneten Kontakt 13 gegenübersteht.
Der Kontakt 12 kann auch durch Einwalzen von Kuntaklmaterial in die Konlaklzunge gebildet sein.
Die Höhenlage des Kontakts 13 ist mitten, einer Justierschraube 14 einstellbar. Der Kontakt 13 ist an
eine weitere Leiterbahn 15 der Trägerplatte 1 dadurch angeschlossen, daß Abwinklungen 13 und 13" des
Kontakts 13 mit der Leiterbahn 15 verlötet sind.
Der Bügel 3 bildet angrenzend an den Dauermagneten 11 einen Haltepol 16, der gegenüber der
Trägerplatte 1 so geneigt ist, daß die Kontaktzunge 9 mit dem Dauermagneten 11 in der in Fig. I
dargestellten Stellung plan am Haltepol 16 anliegt.
Der Jochbügel 2 und der Rastbügel 3 sind an der Trägerplatte 1 gegeneinander um etwa 90° versetzt, so
daß die Enden 2', 2" und 3', 3" voneinander entfernt liegen.
Der Jochbügel 2 und der Haltebügel 16 bestehen aus Weicheisen. Die Kontaktzunge 9 ist aus Federbronze
gefertigt. Sie weist einen niedrigen spezifischen Widerstand auf.
Die Wirkungsweise des Relais wird anhand der F i g. 4
und 5 erläutert.
Bei der Schaltstellung in Fig.4 liegt der Dauermagnet
11 mit seinem Nordpol am Haltepol 8 des Eisenkerns 4 an. Der Kontakt 12,13 ist geschlossen; von
der Leiterbahn 10 fließt über die Kontaktzunge 9 Strom zur Leiterbahn 15, Dieser Strom kann beispielsweise in
der Größenordnung von 10A liegen. Durch die an der Kontaktzunge 9 auftretende Hebelwirkung ist der
ι Kontaktdruck hoch.
Zur Umschaltung des Relais wird auf die auf dem Spulenträger 5 sitzende Steuerspule 17 ein Stromstoß
gegeben, dessen Polarität am Haltepol 8 einen Nordpol erzeugt
in Der Stromstoß ist beispielsweise über einen Thyristor
aus einer Wechselspannung abgeleitet und dauert von einem gewissen Phasenwinkel der Wechselspannung bis
zu deren Nulldurchgang. Durch den Stromstoß wird der Dauermagnet 11 vom Haltepol 8 abgestoßen. Dabei
öffnet sich der Kontakt 12,13. Das schlagartige öffnen
des Kontakts ist dadurch begünstigt, daß gleichzeitig der Südpol des Dauermagneten 11 vom Haltepol 16
angezogen wird. Der Haltepol 16 liegt außerhalb der vom ersten Haltepol 8 zu den Enden 2' und 2" des
2» Jochbügels 2 verlaufenden magnetischen Flusses, so daß
der Haltepol 16 selbst nicht rnagrfrisiert ist Die
Haltepole übernehmen außerdem die Ce.prenzung des
Verschwenkweges der Kontaktzunge.
Die Kontakte 12, 13 werden dadurch offengehalten,
-'■> daß sich der Dauermagnet U am Haltepol 16 hält.
Wird ein Stromstoß umgekehrter Richtung auf die Steuerspule 17 gegeben, baut sich am Haltepol 8 ein
Südpol auf. Dieser zieht den Nordpol des Dauermagneten 11 an, so daß sich die Kontakte 12, 13 wieder
schließen.
Das beschriebene Relais arbeitet mit geringen Schaltzeittoleranzen. Eingestellte Stromflußwinkel, bei
denen das Relais schalten soll, werden exakt eingehalten. Für das Relais braucht keine eigene Trägerplatte
» vorgesehen sein. Es wird vorzugsweise auf einer Platte
montiert, die auch die Ansteuerschaltung für die Steuerspule trägt.
Das beschriebene Relais läßt sich auch als Umschaltrelais
aufbauen. Dies ist beispielsweise dadurch möglich,
«' daß ein weiterer feststehender Kontakt über der Trägerplatte so angeordnet wird, daß die Kontaktzunge
bzw. deren Kontakt an diesem weiteren Kontakt anliegt, wenn die Kontaktzunge am Hallepol 16
gehalten ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Bistabiles, polarisiertes Relais mit einer
Steuerspule mit Eisenkern und einem zwischen zwei Haltepolen beweglichen, an einem Betätigungsglied
für einen elektrischen Kontakt befestigten Dauermagneten, wobei der eine Haltepol vom Eisenkern
gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Haltepol (16) im wesentlichen außerhalb
des magnetischen Steuerflusses der Steuerspule (17) liegt und daß das Betätigungsglied eine im zu
schaltenden elektrischen Kreis liegende, federnde Kontaktzunge (9) ist.
2. Relais nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß zur Führung des Steuerflusses vom dem
Dauermagneten (11) gegenüberliegenden Ende des Eisenkerns (4) in die Bewegungsbahn des Dauermagneten (U) ein Jochbügel (2) vorgesehen ist
3. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der fochbügel U-förmig ausgebildet ist
4. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der jochbügei (2) sowie ein den zweiten
Haltepol (16) bildender Rastbügel (3) an einer gemeinsamen Trägerplatte (1) um etwa 90° gegeneinander versetzt befestigt sind.
5. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der
Kontaktzunge (9) zwischen dem Dauermagneten (11) und einer Lagerstelle (9') ein elektrischer
Kontakt (12) ausgebildet ist, daß ein Gegenkontakt (13) an der Trägerplatte (1) angebracht ist und daß
die Kontaktzur je (9) und der Gegenkontakt (13) an je einer Kontaktbahn (10, 15) r»er Trägerplatte (I)
liegen.
6. Relais nach Anspruch 4, dadi.<-ch gekennzeichnet, daß der Rastbügel (3) entsprechend der
Winkeldrehung des Dauermagneten (11) bzw. der Kontaktzunge (9) gebogen ist.
7. Relais nach einem der Ansprüche 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rastbügel (3) aus
Weicheisen besteht.
8. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzunge (9) aus einer N E-Legierung besteht.
9. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zu
steuernde elektrische Kreis (12, 13) geschlossen ist, wenn der Dauermagnet (U) am ersten Haltepol (4,
8) anliegt.
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