DE3300717A1 - Piezoelektrisches relais mit magnetischer rueckhaltung - Google Patents
Piezoelektrisches relais mit magnetischer rueckhaltungInfo
- Publication number
- DE3300717A1 DE3300717A1 DE3300717A DE3300717A DE3300717A1 DE 3300717 A1 DE3300717 A1 DE 3300717A1 DE 3300717 A DE3300717 A DE 3300717A DE 3300717 A DE3300717 A DE 3300717A DE 3300717 A1 DE3300717 A1 DE 3300717A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- contact
- bending element
- movable part
- magnetic
- piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 title claims description 10
- 238000004353 relayed correlation spectroscopy Methods 0.000 title 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 27
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000003462 Bender reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 208000034656 Contusions Diseases 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000000418 atomic force spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N dioxido(oxo)titanium;lead(2+) Chemical compound [Pb+2].[O-][Ti]([O-])=O NKZSPGSOXYXWQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H57/00—Electrostrictive relays; Piezoelectric relays
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H57/00—Electrostrictive relays; Piezoelectric relays
- H01H2057/003—Electrostrictive relays; Piezoelectric relays the relay being latched in actuated position by magnet
Landscapes
- Electromagnets (AREA)
Description
11401 Sch/Vu
U.S. Ser. No. 338,228
vom 11. Januar 1982
U.S. Ser. No. 448,471
vom 15. Dezember 1982
vom 11. Januar 1982
U.S. Ser. No. 448,471
vom 15. Dezember 1982
Piezo Electric Products, Inc. Cambridge, Massachusetts (V.St.A.)
Piezoelektrisches Relais mit magnetischer
Die Erfindung bezieht sich auf ein piezoelektrisches Relais mit magnetischer Rückhaltung. Piezoelektrische Relais,
die durch piezoelektrische Biegeelemente betätigt werden, können ein Schnappelement zur Akkumulierung .oder Speicherung
der dem piezoelektrischen Biegeelemente zugeführten Energie verwenden, wie dies beispielsweise in der US-Patentanmeldung
Ser. No. 200,390 vom 24. Oktober 1980 beschrieben ist. Die volle Treiberspannung wird anfänglich zugeführt, und wenn
genügend Energie gespeichert·ist, dann erfolgt die Auslösung, wonach das Schnappelement schnell und kräftig in Aktion
tritt.
Bei manchen Anwendungsfällen steht die volle Treiberspannung anfänglich nicht zur Verfügung: Sie ist eine sich langsam
verändernde Steuerspannung, wie man es bei automatisch arbeitenden Straßenbeleuchtungssystemen antrifft, und sie muß
dennoch eine schnelle positive Wirkung auslösen, wenn die Betriebsspannung erreicht ist. Beispielsweise müssen Relais,
die zum Ein- und Ausschalten von Straßenlaternen bei der Morgen- und Abenddämmerung benutzt werden, bei einem vorbestimmten
Spannungspegel der sich langsam verändernden Steuer-
COPY
Spannung von einem lichtempfindlichen Element arbeiten. Das
Schalten soll bei einem relativ hohen Beleuchtungspegel reichlich oberhalb des Zustandes bei völliger Dunkelheit erfolgen.
Das Schalten muß auch plötzlich und aktiv erfolgen, damit Kontaktprellungen und daraus resultierende Lichtbogenbildung
und Zerstörung der Kontakte vermieden werden.
Versuche, ein Schnappelement in Verbindung mit einem piezoelektrischen
Biegeelement zu verwenden, führten zu einem schlechteren Verhalten, als es erwünscht ist. Die.Kontaktkraft
wird Null, ehe die Kontakte öffnen, und ein Teil des Betätigungshubes wird für eine Vorbewegung verbraucht, wenn
die Kontakte zu schließen beginnen. Eine mechanische Auslösung des Schnappelementes oder einer Umspringfeder ist
ungeeignet: Sie ergibt ein Ausmaß an Bewegung, welches im Verhältnis zu dem verfügbaren Kontakthub erheblich ist.
Piezoelektrische Elemente bewirken eine sehr kleine Bewegung, die mehr in der Größenordnung von durch thermische Ausdehnung
erzeugten Bewegungen liegt als in der Größenordnung des Hubes von Relaisankern. Dadurch wird das Problem der Schaffung
eines praktischen reproduzierbaren Piezorelais noch schwieriger.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbes-" sertes piezoelektrisches Relais zu schaffen, welches eine
schnelle plötzliche Auslösung zum öffnen und Schließen elektrischer
Kontakte sicherstellt. Ein solches piezoelektrisches Relais soll eine verbesserte Magnetrückhaltetechnik verwenden,
ohne daß dazu kostspielige oder komplexe mechanische Anordnungen nötig sind. Es soll ferner eine magnetische Rückhaltung
verwenden, und die Haltekraft, der Kraftgradient und die Spaltlänge bei der Magnetrückhaltewirkung sollen genau
steuerbar sein.
Die Erfindung geht auf den Gedanken zurück, daß ein wirklich effektives piezoelektrisches Relais mit scharfen Schaltvorgängen
realisiert werden kann durch Verwendung einer magnetischen Auslösung, um die Bewegung der Kontakte zu verhin-
dem, bis ein vorbestimmter Schaltkraftwert erreicht ist,
und daß sich die Rückhaltewirkung genau kontrollieren läßt, wenn man ein sich verjüngendes' Polstück verwendet, das eine
gegenüber der Gegenpolfläche reduzierte Fläche aufweist. 5
Mit der Erfindung wird ein piezoelektrisches*Relais mit
magnetischer Rückhaltung realisiert. Es enthält ein piezoelektrisches Biegeelement mit einem festen Teil und einem
beweglichen Teil. Es sind Mittel zur Lieferung einer Betätigungsspannung zur Auslenkung des·Biegeelementes vorgesehen.
An dem beweglichen Teil ist ein erster Kontakt befestigt, ein zweiter fester Kontakt,"entfernt vom Biegeelement
und in der Nähe des ersten Kontaktes, berührt den ersten Kontakt wahlweise in Abhängigkeit von der Durchbiegung
des Biegeelementes. Ein Magnetkreis enthält einen Magnet, ein erstes stationäres Polglied und ein zweites
Polglied auf dem beweglichen Teil, um den beweglichen Teil des ersten Polgliedes magnetisch anhaften zu lassen, bis
die Ablenkkraft des Biegeelementes die Haltekraft des Magnetkreises übersteigt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform läuft eines der Polglieder
konvergierend auf seine Vorderseite zu, die Polfläche des zulaufenden Polgliedes hat gegenüber der Fläche
des anderen Polgliedes eine geringere Flächenausdehnung.
Mindestens eines der Polglieder kann auf das andere zu und von ihm weg bewegt werden, so daß sich der Spalt zwischen
ihnen einstellen läßt. Ein drittes festes Polglied kann von dem ersten entfernt sein, und zwischen ihnen befindet sich
der bewegliche Teil. Das erste und dritte Polglied sind zusammen bewegbar, so daß ihre Position gegenüber dem beweglichen
Teil justiert werden kann. Der erste und zweite Kontakt liegen in einem Magnetkreis^ Das zweite Polglied kann in dem
ersten Kontakt enthalten sein, es kann auch mit dem ersten Polglied montiert sein und Magnetmaterial enthalten. Der
Magnet kann ein Permanentmagnet oder ein Elektromagnet sein. Die Mittel zur Lieferung der Betätigungsspannung können eine
Elektrode und weiterhin eine Spannungsquelle enthalten.
Der erste Kontakt kann ein erstes Kontaktglied auf dem beweglichen
Teil auf der dem zweiten Kontakt gegenüberliegenden Seite, ein zweites Kontaktglied auf der gegenüberliegenden
Seite des beweglichen Teils und ein dritter Kontakt entfernt vom Biegeelement und in der Nähe des zweiten Kontaktes
zum selektiven Anlegen an diesen enthalten.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und
aus den beliegenden Zeichnungen. In diesen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines piezoelektrischen Relais nach der Erfindung;
Fig. 2 eine Kennlinie der Ablenkung über der zugeführten Spannung bei dem Relais nach Fig. 1;
Fig. 3 eine schematische Draufsicht, bei welcher die elektrischen Kontakte vom Magnetkreis getrennt sind;
Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf ein zweipoliges piezoelektrisches Umschaltrelais gemäß der Erfindung
unter Verwendung eines Elektromagneten;
Fig. 5 eine Endansicht eines Teils eines piezoelektrischen Relais gemäß der Erfindung unter Verwendung eines
einzigen Magnetpols nahe den Relaiskontakten;
Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche Ansicht, bei welcher der Magnet unmittelbar neben einem der Relaiskontakte
liegt und keine zusätzlichen Polkonstruktionen vorgesehen sind;
Fig. -7 eine perspektivische Ansicht eines piezoelektrischen
Relais mit zulaufend ausgebildeten Polgliedern gemäß der Erfindung;
Fig. 8 eine Endansicht eines piezoelektrischen Relais gemäß der Erfindung unter Verwendung verbesserter zulaufender
einstellbarer Polglieder und
Fig. 9A und 9B Veranschaulichungen des Kraftverlaufs über
' dem Abstand für den Fall eines üblichen Magnetpols
bzw. zulaufend ausgebildeter Magnetpolglieder nach der Erfindung.
-ΙΟΙ Fig. 1 zeigt ein piezoelektrisches Relais 10 gemäß der Erfindung,
welches einen Rahmen 12 mit einer Plastikschiene 14 und einem Montageblock 16 enthält. An einem Ende der
Schiene 14 sind eiserne Polplatten 18 und 20 in gegenseitigem Abstand mit einem dazwischen befindlichen Permanentmagnet
22 befestigt. Die Polplatte 18 trägt einen festen Kontakt 24, der elektrisch mit der Polplatte 18 verbunden
ist und über die Elektrode 26 äußerlich angeschlossen werden kann. Ein piezoelektrischer Bieger 30 enthält eine
Metallklinge 32, die sich zwischen piezoelektrischen Platten 34 und 36 befindet. Der Bieger 30 kann auch nur eine
piezoelektrische Platte statt zweien aufweisen, wie es dargestellt ist. Solche Bieger, die auch als unsymmetrische
Monolaminate bekannt sind, werden üblicherweise benutzt, um Bewegungen in nur einer Richtung auszuführen. Der feste
Teil 38 des Biegers 30 ist im Montageblock 16 befestigt. Der bewegliche Teil 40 des Biegers 30 trägt einen beweglichen
Kontakt 42 nahe dem festen Kontakt 24 der Polplatte 18. Der Kontakt 42 ist elektrisch mit einer Metallplatte 32 verbunden,
sein äußerer Anschluß erfolgt über die Elektrode 44.
über die Elektroden 46 und 48, die mit den piezoelektrischen
Gliedern 34 und 36 verbunden sind, wird dem Bieger 30 Treiberspannung zugeführt. Die Kontakte 24 und 42 können magnetische
Materialien wie Eisen oder Nickel enthalten oder ganz aus diesen bestehen. Das Element 50 kann ebenfalls aus
Magnetmaterial bestehen, um die Anziehungskraft zur Polplatte 20 zu verstärken. Der Magnetkreis 21 verläuft über
den Permanentmagnet 22, die Polplatten 18 und 20, den Spalt 23, die Kontakte 24 und 42 und das Element 50.
Die piezoelektrischen Platten 34 und 36 haben eine Länge von 31,75 mm (1,25"), eine Breite von 1,27 mm (0,050") und eine
Dicke von 0,25 mm (0,010") und können aus piezoelektrischen Materialien wie Bleititanat und Bleizirkonat bestehen. Die
Kontakte 42 und 24 sind durchgängige oder plattierte Eisenkontakte von 6,35 mm (0,25") Durchmesser. Der Permanentmagnet
22 kann eine Feldstärke im Spalt von 0,381 mm (0,015") zwischen den Polplatten 18 und 20 und dem beweglichen Element
COPY J
50, 42 hervorrufen, welches eine Haltekraft von etwa 50g zwischen dem Pol 20 und dem Element 50 bei offener Kontaktstellung
oder zwischen den Kontakten 42 und 24 in geschlossener Stellung erzeugt. Um diese Magnethaltung zu überwinden
wird eine Spannung zwischen den Elektroden 46 und 48 von 150 V benötigt. Piezoelektrische Biegeelemente sind auf diesem
Gebiet in verschiedener Ausführung bekannt als Bieger, als Bimorphe, als Polymorphe, als Bilaminate (bilams) und
allgemeiner als Bieger oder Biegeelemente. Wenn hier die Biegeelemente veranschaulicht sind unter Verwendung einer
einzelnen Metallklinge, die zwischen zwei piezoelektrischen Elementen in Sandwichweise eingefügt ist, so ist hierin jedoch
keine Beschränkung der Erfindung zu sehen, da ebenso Monolaminate, einzelne, einseitige Schichten oder Vielfachschichten
verwendet werden können. In diesem Zusammenhang wird auf die US-Patentanmeldungen Nr. 222,649 vom 5. Januar
1981, 270,370 vom 4. Januar 1981 und 300,025 vom 8. September 1981 verwiesen.
Die schnelle Reaktion des Relais 10 ist in Fig. 2 veranschaulicht,
wo eine anfängliche Spannungszuführung keine Auslenkung
des beweglichen Kontaktes hervorruft, ehe nicht eine vorbestimmte Spannung, z.B. 150 V, erreicht wird, und dann
wird die magnetische Haltekraft von 50 g plötzlich und sauber überwunden, und die Kontakte schnellen mit einer Kraft zusammen,
die etwa gleich der magnetischen Haltekraft ist. Dadurch wird der bewegliche Teil 40 über den ganzen Bereich
des 0,381 mm breiten Spalts zwischen den Kontakten 42 und 24 geschwenkt.
Zwar zeigt Fig. 1 die elektrischen Kontakte im Magnetkreis liegend und teilweise oder ganz aus Magnetmaterial bestehend,
jedoch ist die Erfindung nicht hierauf beschränkt. Beispielsweise bestehen gemäß Fig. 3 die Kontakte 42e und 24a nicht
aus magnetischem Material. Der Kontakt 42a ist über die Metallklinge 32a elektrisch mit der äußeren Elektrode 44a
verbunden. Der Kontakt 24a ist auf einem Träger 61 befestigt und über ihn mit der Elektrode 26a elektrisch verbunden. Im
Spalt 23a befindet sich ein separates Polglied, das Element
aus Magnetmaterial, welches unter Einfluß des Magnetfeldes
dazu beiträgt, daß die Metallplatte 32a am Pol 20a in der geöffneten Kontaktstellung haftet und daß das Element 62 in
der geschlossenen Stellung am Pol 18a haftet, wie dies Fig.3 zeigt. Zu den Polplatten 18, 20, können zusätzliche getrennte
Polglieder oder Polstücke hinzugefügt werden, oder die Platten können selbst als Polglieder dienen. Ist das Element
62 nicht vorhanden, dann würde die lokale Fläche der Klinge 32a selbst als ein Polglied wirken. Das Element 62 kann
ebensogut auf der gegenüberliegenden Seite der Metallklinge 32a angeordnet sein, wie dies bei 62a gestrichelt gezeichnet
ist, oder solche Elemente können sich auf beiden Seiten der Metallklinge 32a befinden. Auf diese Weise lassen sich der
magnetische Haltekreis und die gesteuerte elektrische Schaltung voneinander isolieren. Die Schiene 40 ist in den
Fig. 3 bis 6 aus Gründen der Klarheit weggelassen worden. Eine Möglichkeit zur Zuführung der Betätigungsspannung zusätzlich
zu den Elektroden 46 und 48 ist in Form einer Schaltspannungsquelle 64 veranschaulicht, welche die nötige
Spannung liefert, wie sie beispielsweise in Fig. 2 eingetragen ist.
Der Magnet, welcher den Magnetkreis versorgt, muß nicht unbedingt ein Permanentmagnet sein. Er kann genausogut ein Elektromagnet
22b gemäß Fig. 4 sein, der einen Weicheisenkern 70 mit einer diesen umgebenden Wicklung 72 enthält und von
einer Batterie 74 erregt wird. Stellt man den Strom in der Spule 72, beispielsweise mit Hilfe eines veränderbaren Widerstandes
75, ein, dann kann man die Spannung bestimmen, bei welcher das Schalten erfolgen soll. Man kann auch eine Kombination
eines Permanentmagneten mit einem Elektromagneten benutzen, um die Höhe des benötigten Stromes zu verringern.
Fig. 4 zeigt auch einen Umschalter, bei welchem die Kontakte 24b und 42b durch einen zweiten Satz von Kontakten 24bb und
42bb ergänzt sind.
Bei bestimmten Konstruktionen ist es notwendig und zweckmäßig, eine der Polplatten wegzulassen, so daß nur die
Copy J
andere Polplatte 20c (in Fig. 5) übrig bleibt, oder es können auch beide Polplatten weggelassen werden, wobei dann der
Magnet 22d (Fig. 6) der Pol wird.
Eine genauere Kontrolle der magnetischen Haltekraft läßt
sich mit dem Relais 1Oe (gemäß Fig. 7) erreichen. Im Gegensatz zu den vorherigen Figuren sind hier der Rahmen 12e mit
der Schiene 14e und dem Block 16e einteilig hergestellt, und es sind zwei Kontaktsätze vorgesehen: Die Kontakte 42e und
24e, die auf den Trägern 104 bzw. 61e befestigt sind, und die Kontakte 42ee und 24ee (die nicht sichtbar sind), welche
auf den Trägern 104e bzw. 61ee montiert sind. Die Metallplatte 32 ist typischerweise ein Magnetblechmaterial zur
Verstärkung der Wirkung des Magnetkreises 21e.
Das Relais 1Oe zeichnet sich durch eine Anzahl von Merkmalen aus, welche die Kontrolle über die Magnethaltewirkung verbessern.
Erstens befinden sich im Rahmen 12e zwei Ausnehmungen 106, 108, welche (nicht sichtbare) Vorsprünge 110 und
112 der Polplatten 18e bzw. 20e aufnehmen und die Justierung
der Position der Polplatten 18e und 20e und der Polglieder oder Polstücke 114 und 116 gegenüber dem Ende der
Platte 32e mit Hilfe der Schraube 118 gestatten. Der Spalt
zwischen den Polgliedern 114 und 116 kann also gegenüber der Platte 32e verschoben werden.
Zweitens ist mindestens eines der Polglieder 114, 116 unabhängig
einstellbar zur Veränderung der Länge des Spaltes 23e zwischen den Polgliedern und den Polgliedern auf der
Platte 32e. Da die Magnethaltekraft vom magnetischen Widerstand abhängt und dieser proportional zur Polgliedkraftfläche
geteilt durch die Spaltlänge ist, erhält man über eine Bestimmung der Spaltlänge durch Justierung der Polglieder
114, 116 eine Einstellmöglichkeit für die Haltekraft.
Der Einstellmechanismus ist in Fig. 8 dargestellt, wo die Polglieder 114, 116 jeweils Schlitze 120 zur Aufnahme
einer Schraubenzieherklinge und Gewinde 122 haben, die in Gewinde in ihren jeweiligen Polplatten I8e, 20e eingreifen.
Am beweglichen Ende der Platte 32e können spezielle Polglieder montiert sein, die den Polgliedern 114, 116 gegenüberliegen,
oder die Platte 32e kann selbst als Polglied für die gegenüberliegenden Polglieder 114, 116 fungieren. Fig. 8
zeigt auch eine Justierschraube 118, deren Gewinde 119 in
ein Gewinde 121 im Rahmen 12e eingreift und deren Ende im Ring 123 der Polplatte 18e gelagert ist.
Drittens ist jedes Polstück 114, 116 (Fig. 7 und 8) mit
einem zulaufenden oder sich verjüngenden, typischerweise konischen, Profil (bei 126) und einer reduzierten Polfläche
128 ausgebildet; letztere erhöht die Magnethaltekraft gegenüber üblichen flachen Gegenflächen. Zusätzlich ergibt die
Verjüngung 126 einen besseren Kraftgradienten um sicherzustellen, daß die Haltekraft schnell abfällt, wenn der Abstand
zwischen der magnetisch angezogenen Platte 32e und dem Polglied sich vergrößert. Dies ist in. den Fig. 9A und
9B veranschaulicht, wo die ziemlich allmähliche Abnahme der Kraft F mit der Distanz X bei üblichen flachen gegenüberliegenden
Polgliedern P1, P- durch die Kennlinie 110 (Fig.9A)
veranschaulicht ist und der wünschenswertere scharfe Abfall infolge des verjüngten Polgliedes P,, welches dem flachen
Polglied oder Polstück P. gegenüberliegt, durch die Kennlinie 132 (Fig. 9B) gezeigt ist.
Diese kleinen zusätzlichen Abstimmerkmale, welche den Kraftgradienten,
die Haltekraft und die Spaltlänge und Position vergrößern, sind außerordentlich wichtig, wenn man sie im
Hinblick der piezoelektrischen Wirkung und typischer gräfte und Abstände betrachtet, wie sie hier vorliegen. Bei piezoelektrischen
Vorrichtungen liegen die Bewegungen mehr in der Größenordnung von thermischen Ausdehnungen als von Ankerbewegungen,
jedoch haben die Erfinder festgestellt, daß diese Abstände und Kräfte trotz ihrer Geringfügigkeit so ausgenutzt
werden können, daß sich ein praktisch für Massenfertigung geeignetes Relais herstellen läßt, wenn alle der Parameter
bekannt, verstanden und für die neue Konstruktion gemäß der Erfindung berücksichtigt werden. Für den Fachmann verstehen
-15-
1 sich weitere Ausführungsformen, die von den beiliegenden
Ansprüchen erfaßt werden.
Claims (19)
1))Piezoelektrisches Relais mit magnetischer Rückhaltung,
g e~~k e η η zeichnet durch
- ein piezoelektrisches Biegeelement (30) mit einem festen Teil (38) und einem beweglichen Teil (40),
- eine Einrichtung (46,48) zur Lieferung einer Betätigungsspannung zur Auslenkung des Biegeelementes,
- einen ersten Kontakt (42) auf dem beweglichen Teil und
einen zweiten festen Kontakt (24), der von dem Biegeelement getrennt ist und sich nahe dem ersten Kontakt befindet
zur selektiven Berührung mit diesem bei Auslenkung des Biegeelementes und
- einen Magnetkreis (21) mit einem Magnet (22), Polen (18,
20) und einem Magnetteil (50) auf dem beweglichen Teil zum magnetischen Anhaften des beweglichen Teils an dem Pol (20)
POSTSCHECK MÖNCHEN NR. 691 «β-8OO ■ BANKKONTO HYPOBANK MÖNCHEN (BLZ 700 SOO 4Ol KTO. 60 60 267 37» SWIFT HYPO DE
bis die Auslenkkraft des Biegeelementes die Haltekraft
des Magnetkreises übersteigt.
2) Piezoelektrisches Relais nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Kontakt (42,24) sich in dem Magnetkreis (21) befinden.
3) Piezoelektrisches Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetteil im ersten Kontakt (42)
enthalten ist.
4) Piezoelektrisches Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kontakt (24) am Polstück (18)
montiert ist.
5) Piezoelektrisches Relais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kontakt (24) Magnetmaterial
enthält.
6) Piezoelektrisches Relais nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Magnet (22) einen Permanentmagnet (22e) enthält.
7) Piezoelektrisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet einen Elektromagneten (22b)
enthält.
8) Piezoelektrisches Relais nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet ferner eine Einrichtung (75)
zur Veränderung des zum Elektromagneten fließenden Stroms zwecks Bestimmung der Spannung, bei welcher das Biegeelement
aktiviert wird, enthält.
9) Piezoelektrisches Relais nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die die Betätigungsspannung liefernde Einrichtung Elektroden (46,48) enthält.
10) Piezoelektrisches Relais nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die die Betätigungsspannung liefernde
Einrichtung ferner eine Spannungsquelle (24) aufweist.
11) Piezoelektrisches Relais nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der erste Kontakt ein erstes Kontaktglied (42b) auf dem beweglichen Teil (40) auf der dem
zweiten Kontakt (24b) gegenüberliegenden Seite und ein zweites Kontaktglied (42bb) auf der entgegengesetzten Seite
des beweglichen Teils sowie einen dritten Kontakt (24bb), der vom Biegeelement getrennt ist und sich in der Nähe des
zweiten Kontaktgliedes zur selektiven Berührung mit diesem befindet, aufweist.
12) Piezoelektrisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polstück ein Polglied (50) auf
einer Seite des beweglichen Teils in der Nähe des Magnetteils enthält.
13) Piezoelektrisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pole ein Paar in gegenseitigem Abstand
befindlicher Polstücke (18,20) aufweisen·und daß sich
in dem dazwischen befindlichen Spalt (23) der das Magnetteil (50) tragende bewegliche Teil (40) befindet.
-
14) Piezoelektrisches Relais mit magnetischer Rückhaltung, gekennzeichnet durch ein piezoelektrisches Biegeelement
(30) mit einem festen Teil (38) und einem beweglichen Teil (40),
- durch eine Einrichtung (46,48) zur Lieferung einer Betätigungsspannung
zur Auslenkung des Biegeelementes, - durch einen am beweglichen Teil befestigten ersten Kontakt
(42) und einen vom Biegeelement getrennten zweiten festen Kontakt (24), der sich nahe beim ersten Kontakt zur wahlweisen
Berührung mit diesem bei Auslenkung des Biegeelementes befindet, wobei der erste Kontakt (42) ein erstes
Kontaktelement am beweglichen Teil auf der dem zweiten Kontakt (24) gegenüberliegenden Seite und ein auf der ent-
-A-
gegengesetzten Seite beweglichen Teils befindliches zweites Kontaktglied (42bb) sowie einen vom Biegeelement
getrennten dritten Kontakt (24bb) enthält, welcher sich in der Nähe des zweiten Kontaktgliedes (42bb) zur wahlweisen
Berührung mit diesem befindet, und wobei der Magnetkreis (21) einen Magnet (22), Polstücke
(18,20) und ein Magnetteil (50 bzw. 62) auf dem beweglichen Teil zum magnetischen Anhaften des beweglichen
Teils an dem Polstück (18), bis die Auslenkkraft des Biegeelementes die Haltekraft des Magnetkreises überschreitet,
enthält.
15) Piezoelektrisches Relais mit magnetischer Rückhaltung,
dadurch gekennzeichnet, daß ein piezoelektrisches Biegeelement (30) mit einem festen Teil (38) und einem beweglichen
Teil (40) sowie eine Einrichtung (46,48) zur Lieferung einer Betätigungsspannung zur Auslenkung des Biegeelementes sowie
ein Magnetkreis vorgesehen sind, der einen Magnet (22), Polstücke (18·, 20) und einen in dem Magnetkreis am beweglichen
Teil (38) befestigten ersten Magnetkontakt (42) sowie einen im Magnetkreis an dem Polstück (18) befestigten zweiten Kontakt
(24) zur wahlweisen Berührung mit dem ersten Kontakt bei Auslenkung des Biegelementes enthält, und daß die Kontakte
magnetisch aneinanderhaften, bis die Auslenkkraft des
Biegeelementes die Haltekraft des Magnetkreises überschreitet.
16) Piezoelektrisches Relais mit Magnetrückhaltung, dadurch gekennzeichnet, daß ein piezoelektrisches Biegeelemente (30)
mit einem festen Teil (38) und einem beweglichen Teil (40), eine Einrichtung (46,48) zur Lieferung einer Betätigungsspannung
für die Auslenkung des Biegeelementes, ein am beweglichen Teil befestigter erster Kontakt (42) und ein vom beweglichen
Teil getrennter zweiter fester Kontakt in der Nähe des ersten Kontaktes zur wahlweisen Berührung mit diesem bei Auslenkung
des Biegeelementes und ein Magnetkreis (21) vorgesehen sind, welcher einen Magneten (22), ein erstes festes
Polstück (18,20) und ein zweites Polstück (62) auf dem be-
weglichen Teil zum magnetischen Anhaften des beweglichen Teils an dem ersten festen Polstück (18a), bis die Auslenk-
-kraft des Biegeelementes die Haltekraft des Magnetkreises übersteigt, enthält, und daß eines der Polstücke sich auf
seine Vorderfläche zu konvergierend verjüngt (bei 126).
17) Piezoelektrisches Relais nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Polstück mit der konvergierenden
Verjüngung (126) eine Fläche reduzierter Ausdehnung gegenüber der Ausdehnung der Fläche des anderen Polstückes (32e)
aufweist.
18) Piezoelektrisches Relais nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkreis ein drittes festes PoI-stück
(12e) im Abstand vom ersten Polstück aufweist und daß der bewegliche Teil sich zwischen ihnen befindet, und daß
ferner das erste und dritte Polstück aufeinander zu beweglich sind zur Einstellung der Position der ersten und zweiten
Polstücke gegenüber dem beweglichen Teil.
19) Piezoelektrisches Relais nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der Polstücke (18e,2Oe)
auf das andere zu und von ihm weg beweglich ist zur Einstellung der Länge des dazwischen befindlichen Spaltes.
copy J
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/338,228 US4461968A (en) | 1982-01-11 | 1982-01-11 | Piezoelectric relay with magnetic detent |
| US06/448,471 US4458171A (en) | 1982-01-11 | 1982-12-15 | Piezoelectric relay with tapered magnetic detent |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3300717A1 true DE3300717A1 (de) | 1983-08-18 |
| DE3300717C2 DE3300717C2 (de) | 1987-08-13 |
Family
ID=26991099
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3300717A Granted DE3300717A1 (de) | 1982-01-11 | 1983-01-11 | Piezoelektrisches relais mit magnetischer rueckhaltung |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4458171A (de) |
| DE (1) | DE3300717A1 (de) |
| GB (1) | GB2113474B (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102011108949A1 (de) * | 2011-07-29 | 2013-01-31 | Ceramtec Gmbh | Elektromagnetisches Relais |
| US9155871B2 (en) | 2010-11-19 | 2015-10-13 | C. Miethke Gmbh & Co Kg | Electrically operable, in one possible embodiment programmable hydrocephalus valve |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1225694A (en) * | 1983-12-09 | 1987-08-18 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Piezoelectric actuator using bimorph element |
| DE3570318D1 (en) * | 1984-07-24 | 1989-06-22 | Siemens Ag | Piezoelectric relay |
| US4620123A (en) * | 1984-12-21 | 1986-10-28 | General Electric Company | Synchronously operable electrical current switching apparatus having multiple circuit switching capability and/or reduced contact resistance |
| EP0189302B1 (de) * | 1985-01-21 | 1991-10-16 | Nec Corporation | Piezoelektrische bistabile Betätigungsvorrichtung mit einem Projektil das einen Stoss empfängt |
| AU2802595A (en) * | 1994-07-04 | 1996-01-25 | Powerbreaker Plc | Detent mechanism |
| AU7128598A (en) * | 1997-04-15 | 1998-11-24 | Franklin E. Barnett | Magnetic ratchet/clutch type apparatus |
| DE19804194C1 (de) * | 1998-02-03 | 1999-04-29 | Siemens Ag | Piezoelektrisches Relais |
| TW201213638A (en) * | 2010-09-24 | 2012-04-01 | Foxsemicon Integrated Tech Inc | Rail |
| FR2992463B1 (fr) * | 2012-06-26 | 2015-05-29 | Const Electr Fels | Relais electrique actionne par une lame piezoelectrique ajustable |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE950490C (de) * | 1952-08-31 | 1956-10-11 | Standard Elek K Ag | Elektromagnetisches Relais mit verschiebbarem Polschuh |
| DE1001768B (de) * | 1954-12-24 | 1957-01-31 | Standard Elektrik Ag | AEnderung der Ankerabfallzeit bei elektromagnetischem Relais |
| DE1024637B (de) * | 1957-01-29 | 1958-02-20 | Licentia Gmbh | Zweispuliges Wechselstromrelais |
| GB846032A (en) * | 1957-10-03 | 1960-08-24 | Gen Electric Co Ltd | Improvements in or relating to electric relays |
| GB1096824A (en) * | 1964-03-26 | 1967-12-29 | Plessey Uk Ltd | Improvements in electric relays |
| DE2811524A1 (de) * | 1978-03-16 | 1979-09-20 | Siemens Ag | Bistabiles piezoelektrisches relais |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2342527A (en) * | 1941-01-08 | 1944-02-22 | Herbert E Bucklen | Relay |
| US3125652A (en) * | 1960-12-28 | 1964-03-17 | Multiple coil electromagnetic relays | |
| GB1457614A (en) * | 1974-03-08 | 1976-12-08 | Square D Co | Reed contact units |
| US3914723A (en) * | 1974-07-15 | 1975-10-21 | Price Edison Inc | Positive action magnetic latching relay |
| SU565333A1 (ru) * | 1975-11-03 | 1977-07-15 | Калининский Государственный Университет | Реле времени |
-
1982
- 1982-12-15 US US06/448,471 patent/US4458171A/en not_active Expired - Fee Related
-
1983
- 1983-01-07 GB GB08300388A patent/GB2113474B/en not_active Expired
- 1983-01-11 DE DE3300717A patent/DE3300717A1/de active Granted
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE950490C (de) * | 1952-08-31 | 1956-10-11 | Standard Elek K Ag | Elektromagnetisches Relais mit verschiebbarem Polschuh |
| DE1001768B (de) * | 1954-12-24 | 1957-01-31 | Standard Elektrik Ag | AEnderung der Ankerabfallzeit bei elektromagnetischem Relais |
| DE1024637B (de) * | 1957-01-29 | 1958-02-20 | Licentia Gmbh | Zweispuliges Wechselstromrelais |
| GB846032A (en) * | 1957-10-03 | 1960-08-24 | Gen Electric Co Ltd | Improvements in or relating to electric relays |
| GB1096824A (en) * | 1964-03-26 | 1967-12-29 | Plessey Uk Ltd | Improvements in electric relays |
| DE2811524A1 (de) * | 1978-03-16 | 1979-09-20 | Siemens Ag | Bistabiles piezoelektrisches relais |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9155871B2 (en) | 2010-11-19 | 2015-10-13 | C. Miethke Gmbh & Co Kg | Electrically operable, in one possible embodiment programmable hydrocephalus valve |
| DE102011108949A1 (de) * | 2011-07-29 | 2013-01-31 | Ceramtec Gmbh | Elektromagnetisches Relais |
| US9224562B2 (en) | 2011-07-29 | 2015-12-29 | Ellenberger & Poensgen Gmbh | Electromagnetic relay |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2113474B (en) | 1986-01-08 |
| DE3300717C2 (de) | 1987-08-13 |
| GB8300388D0 (en) | 1983-02-09 |
| US4458171A (en) | 1984-07-03 |
| GB2113474A (en) | 1983-08-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2732538B1 (de) | Induktionsgenerator | |
| DE2728629C2 (de) | Elektromagnetvorrichtung | |
| DE10128616A1 (de) | Schaltvorrichtung | |
| DE3144002A1 (de) | Betaetigungsglied fuer bildplatten | |
| DE1122588B (de) | Elektromagnetischer Vielfachschalter fuer Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen | |
| DE1614159A1 (de) | Betaetigungsvorrichtung | |
| DE2501629C3 (de) | Elektromagnetische Auslösevorrichtung | |
| DE3843359C2 (de) | ||
| DE3300717A1 (de) | Piezoelektrisches relais mit magnetischer rueckhaltung | |
| DE2816555A1 (de) | Magnetkreisanordnung fuer einen elektromagneten fuer einen mit einem permanentmagneten als anker | |
| WO1997044802A1 (de) | Elektrischer schalter mit einem magnetischen antrieb | |
| EP0293638B1 (de) | Nadeldruckkopf mit Klappankermagneten | |
| DE1921160A1 (de) | Elektrische Kontaktanordnung | |
| EP1897108B1 (de) | Elektrische schaltvorrichtung mit magnetischen verstellelementen für ein schaltelement | |
| DE3612289A1 (de) | Magnetisch betaetigtes stellglied | |
| DE1933205A1 (de) | Mikroschritt-Motor | |
| EP0028314B1 (de) | Elektromagnetische Auslösevorrichtung, insbesondere für den Antrieb von Druckhämmern | |
| DE731121C (de) | Kontaktfedergruppe | |
| EP0693788A1 (de) | Biegeaktuator | |
| EP0021335B1 (de) | Elektromagnetische Einrichtung für Druckstösselantrieb | |
| DE3132244A1 (de) | Polarisiertes elektromagnetisches relais | |
| EP0008660A1 (de) | Anordnung in Form eines symmetrischen Magnethaltesystems für Auslösevorrichtungen mit einem Bewegungselement, z.B. einem Druckhammer | |
| DE267556C (de) | ||
| DE2143489A1 (de) | Kleines elektromagnetisches Schaltschütz | |
| EP1246215B1 (de) | Mikrorelais mit neuem Aufbau |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |