DE953894C - Electromagnetic relay with laminated armature - Google Patents

Description

Elektromagnetisches Relais mit lamelliertem .Anker Bei ferngesteuerten Flugmodellen kommt es darauf an, da.ß das Gewicht der Fernsteueranlagen möglichst gering ist, da man sonst nur größere Flugmodelle mit Fernsteueranlagen ausrüsten kann. Außerdem geht das Gewicht der Fernsteueranlage von dem tragbaren Nutzgewicht ab, was insbesondere bei Wetterdiens.tmodellen nachteilig empfunden wird. Das Gewicht der bisher gebauten einfachen Fernsteueranlagen beträgt etwa 3oo bis qoo g. Der größte Anteil des Gewichtes entfällt auf die für den Betrieb der Anlagen erforderlichen Batterien. Insbesondere erfordert der Schaltmagnet erhebliche Betriebsströme und meistens eine besondere Batterie. Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, einen hochempfindlichen leichten Schaltmagneten zu schaffen, der unmittelbar aus der Endröhre des Empfängers mit geringen Strömen gesteuert wird, so daß nicht nur das Gewicht des Steuerrelais entfällt und das Gewicht des Schaltmagneten leichter wird, sondern daß vor allem die meist zusätzlich erforderliche Batterie für den Schaltmagneten eingespart wird. Mit einer derartigen Relais- und Schaltanordnung wurde das Gewicht eines Empfängers, der mit normalen Schaltmagneten ausgerüstet war und qoo g wog, auf 17o g reduziert. Unter normalem Schaltmagneten wird dabei ein Magnet verstanden, der zwei Schenkel besitzt, von deren Polschuhen der Anker, der in der Ruhelage einen erheblichen Abstand s (etwa r mm) haben muß, angezogen wird. Die dabei auf den Anker sich auswirkende Kraft ist wobei F die Fläche der Polschuhe in cm2, (wi) die Amperewindungszahl und a der Arbeitsweg des Ankers in Zentimeter ist.Electromagnetic relay with laminated armature With remote-controlled model aircraft it is important that the weight of the remote control systems is as low as possible, otherwise only larger model aircraft can be equipped with remote control systems. In addition, the weight of the remote control system depends on the usable portable weight, which is felt to be disadvantageous in particular in the case of Wetterdiens.tmodellen. The weight of the simple remote control systems built so far is around 3oo to qoo g. The majority of the weight is attributable to the batteries required to operate the systems. In particular, the solenoid requires considerable operating currents and usually a special battery. The invention has set itself the task of creating a highly sensitive, lightweight switching magnet that is controlled directly from the end tube of the receiver with low currents, so that not only the weight of the control relay is eliminated and the weight of the switching magnet is lighter, but above all that usually the additional battery required for the solenoid is saved. With such a relay and switching arrangement, the weight of a receiver, which was equipped with normal switching magnets and weighed qoo g, was reduced to 170 g. A normal switching magnet is understood to mean a magnet that has two legs, from whose pole pieces the armature, which in the rest position must have a considerable distance s (approximately r mm), is attracted. The force acting on the anchor is where F is the area of the pole pieces in cm2, (wi) is the number of ampere-turns and a is the travel of the armature in centimeters.

Wird nun eine bekannte- Magnetanordnung für das Schaltrelais verwendet, bei der der Anker in einen Luftspalt des Magneten hineingezogen wird, und ist der dabei bleibende restliche Luftspalt s klein gegen den Luftspalt des Magneten, so ist die hier auftretende Kraft auf den Anker in Richtung des Luftspaltes (Abb. 2) Wesentlich dabei ist, daß der Luftspalt s erheblich kleiner gewählt werden kann als der Arbeitsweg a, so daß die Kraftwirkung dieser Magnetanordnung, die über a konstant ist, wesentlich größer ist als die Magnetanordnung nach Abb. r.If a known magnet arrangement is used for the switching relay, in which the armature is drawn into an air gap in the magnet, and if the remaining air gap s is small compared to the air gap of the magnet, the force that occurs here on the armature is in the direction of the Air gap (Fig. 2) It is essential that the air gap s can be chosen to be considerably smaller than the working travel a, so that the force effect of this magnet arrangement, which is constant over a, is considerably greater than the magnet arrangement according to Fig. R.

Diese Relaisanordnung hat jedoch in der bisher beschriebenen Ausführung einen Nachteil. Sind die Breiten b und a groß gegenüber der Spaltbreite des Magneten, so treten bei geringster unsymmetrischer Lage des Ankers sehr starke Verdrehungskräfte PD auf (Abb. 3 a), die bei geringem Luftspalt s dazu führen, daß der Anker so durchgebogen wird, d@aß er an den Polschuhen des Magneten anklebt. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird erfindungsgemäß der Anker derart lamelliert, daß sein magnetischer Widerstand senkrecht zur Richtung der Kraftlinien im Luftspalt 'vielfach größer ist als parajlel zur Richtung der Kraftlinien, so daß der magnetische Fluß quer zur Richtung dieser Kraftlinien prraktisch unterbunden wird. Dadurch werden die Kräfte PD, die bei geringster Unsymmetrie der Ankerlage im Luftspalt an dem Anker in Richtung der Kraftlinien wirken und diesen. aus seiner Mittellage heraus zu verdrehen versuchen, aufgehoben (Abb. 3). Die einzelnen Lamellen sind dabei magnetisch voneinander durch eine nicht magnetische Schicht getrennt. Diese Trennung kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung auch dadurch erreicht wer- . den, daß in einen Ankerrohling schmale Nuten eingefräst und mit Hartlot oder einem anderen nicht magnetischen Bindemittel ausgefüllt werden. Nach Erhärtung des Bindemittels kann dann der Anker fertig bearbeitet werden.However, this relay arrangement has a disadvantage in the embodiment described so far. If the widths b and a are large compared to the gap width of the magnet, very strong torsional forces PD occur with the smallest asymmetrical position of the armature (Fig. 3 a), which, with a small air gap s, lead to the armature being bent so that d @ ate it stuck to the pole pieces of the magnet. To avoid this disadvantage, the armature is laminated according to the invention in such a way that its magnetic resistance perpendicular to the direction of the lines of force in the air gap is many times greater than parajlel to the direction of the lines of force, so that the magnetic flux across the direction of these lines of force is practically prevented. As a result, the forces PD, which act with the slightest asymmetry of the armature position in the air gap on the armature in the direction of the lines of force, and these. Try to twist out of its central position, canceled (Fig. 3). The individual lamellae are magnetically separated from one another by a non-magnetic layer. According to a further development of the invention, this separation can also be achieved in this way. the fact that narrow grooves are milled into an anchor blank and filled with hard solder or another non-magnetic binding agent. After the binding agent has hardened, the anchor can then be finished.

Die Unterteilung in Richtung der Kraftlinien sollte mindestens so stark sein, da,ß der Anker aus Würfeln zusammengesetzt erscheint.The subdivision in the direction of the lines of force should be at least like this be strong because the anchor appears to be composed of cubes.

Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung bezieht sich auf die Umsetzung der erzeugten Zugkraft P des Magneten in ein möglichst großes Drehmoment N des Schrittschaltwerkes (Abb. 4a), wobei das Moment M durch eine vorgespannte Trieb-Feder erzeugt und nur über die Sperrklinke S durch die Kraft P ausgelöst wird. Am Auflager des Schalthebels auf der Sperrklinke S entsteht die Auflagekraft A, die entgegen der Bewegungsrichtung des Schalthebels die Reibungskraft O - A erzeugt, wenn O der Reibungskoeffizient zwischen Schaltarm und Klinke ist. Um diese Reibungskraft zu eliminieren, bilden die Auflageflächen zwischen Schalthebel und Sperrklinke den Winkel 9ö°-arc tg o, wie das in Abb. 4b dargestellt wird. Dadurch wird erreicht, daß man mit geringster Kraft P auskommt, um ein Moment M -auszulösen. Mit einer ausgeführten Anordnung konnte mit einem Erregerstrom von 4 mA bei 2o ooo Windungen des Magneten ein Moment von 9o gr-cm ausgelöst werden.Another feature of the invention relates to implementation the generated tensile force P of the magnet into the greatest possible torque N of the stepping mechanism (Fig. 4a), where the moment M is generated by a pretensioned drive spring and only is triggered via the pawl S by the force P. At the support of the shift lever on the pawl S there is the bearing force A, which is opposite to the direction of movement of the shift lever produces the frictional force O - A when O is the coefficient of friction is between the switching arm and the pawl. To eliminate this frictional force, form the contact surfaces between the shift lever and the pawl have an angle of 9ö ° -arc tg o, as shown in Fig. 4b. This ensures that one with the least Force P is enough to trigger a moment M. With an executed arrangement could create a moment with an excitation current of 4 mA with 20,000 turns of the magnet of 9o gr-cm.

Die vorstehend beschriebene Relaisanordnung hat außer dem bereits beschriebenen Vorteil der größtmöglichen Anzugskraft weitere wesentliche Vorteile gegenüber der Anordnung r mit bewegtem Anker iri Richtung der Kraftlinien, die sich besonders bei der . Anwendung von Flugzeugmodellsteuerung und ähnlichen günstig auswirken. Infolge der gleichmäßigen Anzugskraft auf den Anker während des gesamten Schaltweges ist der Unterschied zwischen Abfall- und Anzugsstrom des Relais bei dem durch Rückholefeder vorgespannten Anker sehr gering, so daß der -bisher störende Einfluß von Restströmen wegfällt. Das Relais kann also unmittelbar in der Anodenstromleitung einer Elektrodenröhre als Arbeitsrelais arbeiten. Weiterhin entfällt die Störanfälligkeit gegen Erschütterungen (z. B. durch Motorstöße), wie sie bisher bei Verwendung eines empfindlichen Schaltrelais außer dem Arbeitsrelais auftrat. Und drittens kann der Schaltweg a ohne Hebelübersetzung beliebig groß gemacht werden, wodurch Raum und Gewicht gespart werden. Natürlich ist eine solche Relaisanordnung nicht auf Flugzeugmodellsteuerung beschränkt, sondern kann überall da Anwendung finden, wo gleiche Vorteile erzielt werden sollen.The relay arrangement described above has also already described advantage of the greatest possible tightening force further significant advantages compared to the arrangement r with a moving armature in the direction of the lines of force that move especially with the. Use of airplane model controls and the like cheap impact. As a result of the even tightening force on the anchor throughout Switching travel is the difference between the drop-out and pick-up current of the relay the anchor pretensioned by the return spring is very low, so that the previously troublesome Influence of residual currents is eliminated. The relay can therefore be placed directly in the anode power line an electrode tube work as a working relay. Furthermore, there is no susceptibility to failure against vibrations (e.g. caused by engine shocks), as was previously the case when using a sensitive switching relay other than the working relay occurred. And thirdly, he can Switching travel a can be made as large as desired without leverage, creating space and Weight can be saved. Of course, such a relay arrangement is not applicable to model aircraft control limited, but can be used wherever the same advantages are achieved should be.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE: r. Relaisanordnung zur Erzeugung einer Kraftwirkung auf einen Anker, insbesondere zur Steuerung von ferngelenkten Flug- und Fahrzeugmodellen, bei der durch die Kraftwir4ung der Anker des Relais senkrecht zu, den Kraftlinien bewegt, in den Luftspalt eines elektrisch erregten Magneten gezogen wird, gekennzeichnet durch eine derartige Lamellierung des Ankers, daß sein magnetischer Widerstand senkrecht zur Richtung der Kraftlinien im Luftspalt vielfach größer ist als parallel zur Richtung der Kraftlinien im Luftspalt, so däß der magnetische Fluß quer zur Richtung dieser Kraftlinien praktisch unterbunden wird. PATENT CLAIMS: r. Relay arrangement for generating a force effect on an armature, in particular for controlling remote-controlled flight and vehicle models, in which the armature of the relay is moved perpendicular to the lines of force by the force effect, is drawn into the air gap of an electrically excited magnet, characterized by such a lamination of the armature that its magnetic resistance perpendicular to the direction of the lines of force in the air gap is many times greater than parallel to the direction of the lines of force in the air gap, so that the magnetic flux across the direction of these lines of force is practically prevented. 2. Relais nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker parallel zu den durchtretenden Kraftlinien in zwei zueinander senkrechten Richtungen unterteilt ist. 3. 2. Relay according to claim r, characterized in that that the anchor is parallel to the force lines passing through in two mutually perpendicular Directions is divided. 3. Relais nach Anspruch z und z,: dadurch gekennzeichnet, daB' der Anker so fein unterteilt ist, daß die Kantenlänge jedes ferromagnetischen Einzelelements senkrecht zur Kraftlinienrichtung gleich oder kleiner ist als in Kraftlinienrichtung. q.. Relay according to claim z and z,: thereby characterized that the anchor is so finely divided that the length of each edge ferromagnetic single element perpendicular to the direction of the line of force equal to or smaller is than in the direction of the force line. q .. Relais nach Anspruch z, z und 3, dadurch gekennzeichnet, daB der Anker des Relais aus einem Rohling hergestellt ist, der in seiner Querrichtung Unterteilungsnuten enthält, die mit einem nicht magnetischen Lot ausgefüllt sind. Relay according to claims z, z and 3, characterized in that that the armature of the relay is made of a blank that runs in its transverse direction Contains dividing grooves which are filled with a non-magnetic solder. 5. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,, daß der Anker durch eine Feder in- die Ruhelage gestellt wird und bei Betätigung der Sperrklinke eines durch eine Feder oder Gummimotor vorgespannten Schaltwerkes auslöst, wobei die Be@ rührungsfläche zwischen Sperrklinke und Schaltwerkarm mit dem 'Hebelarm der Klinke einen Winkel von etwa go°-arc tg O bildet, wobei ,o der Reibungskoeffizient zwischen Klinke und Schaltarm ist.5. Relay according to one of the preceding claims, characterized in that, the armature is put in the rest position by a spring and when the The pawl of a switching mechanism pretensioned by a spring or a rubber motor triggers, where the contact area between the pawl and the rear derailleur arm with the lever arm the pawl forms an angle of about go ° -arc tg O, where, o is the coefficient of friction is between the pawl and the switch arm.