DE1514689C - Elektromagnetisches Relais - Google Patents
Elektromagnetisches RelaisInfo
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Description
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Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagne- verlust und die Heizleistung des Relais verschlechtert,
tisches Relais mit zumindest, einer magnetisch be- oder statt dessen einen dünnen, aber dafür entspretätigbaren
Schaltvorrichtung und zwei in bezug auf chend langen Dauermagneten vorzusehen, auf den
die gemeinsame Längsachse der magnetisierbaren zwar eine Erregerwicklung mit kleinem Windungs-Kontaktglieder
der Schaltvorrichtung auf der gleichen 5 durchmesser aufgewickelt werden kann, der aber
Seite angeordneten Dauermagneten, von denen der andererseits wegen der notwendigen Ankopplung des
eine, der durch den Magnetfluß einer ihn umschlie- nicht umpolbaren Dauermagneten an seinem Polende
ßenden Erregerwicklung bistabil unpolbar ist, mit sei- seitlich zur Schaltvorrichtung weit herausragt und
nem einen Pol mit dem einen Kontaktglied der damit sowohl das Einbauvolumen des Relais als
Schaltvorrichtung magnetisch verbunden ist und mit m auch dessen magnetischen Flußweg nachteilig verseinem
anderen Pol mit einem Pol des anderen größert. Beides ist also von äußerstem Nachteil, ins-Dauermagneten
verbunden ist, der eine durch den besondere wenn man bedenkt, daß gerade im An-.
Magnetfluß der Erregerwicklung praktisch unver- wendungsgebiet von Schalteinrichtungen der voränderliche
hohe Koerzitivkraft besitzt und senkrecht liegenden Art zunehmend eine Miniaturisierung der
zur vorgenannten Längsachse polarisiert und so an- 15 Bauelemente bei gleichzeitiger Abnahme der notgeordnet
ist, daß sein anderer Pol mit dem anderen wendigen Erregerleistung verlangt wird,
der Kontaktglieder der Schaltvorrichtung magnetisch Von diesem Stand der Technik ausgehend, sollen verbunden ist. mit der vorliegenden Erfindung die geschilderten
der Kontaktglieder der Schaltvorrichtung magnetisch Von diesem Stand der Technik ausgehend, sollen verbunden ist. mit der vorliegenden Erfindung die geschilderten
Relais der vorgenannten Art sind, wenn Schutz- Nachteile bekannter Anordnungen vermieden und
rohrkontakte als Schaltvorrichtung verwendet wer- '20 eine Schalteinrichtung der eingangs genannten Art
den, unter dem Namen »Ferreed-Relais« bekannt geschaffen werden, die sich durch bestmögliche ma-
und finden bevorzugt Verwendung als sogenannte gnetische Eigenschaften, geringen Kupferverlust und
Haftrelais bzw. bistabile Relais. Sie besitzen, wie niedrige Erregerleistung auszeichnet und die nur
erwähnt, zwei Dauermagneten, was ihnen gegenüber möglichst wenig Einbauvolumen benötigt,
anderen bekannten Haftrelais mit* nur einem Dauer- 25 Erreicht wird dieses Ziel gemäß der vorliegenden magneten bedeutsame Vorteile verschafft. Bei Relais Erfindung dadurch, daß der von der Erregerwicklung mit nur einem Dauermagneten besteht nämlich unter umschlossene bistabil umpolbare Dauermagnet seitanderem die Schwierigkeit, daß bis zu schwach di- Hch parallel zur Längsachse der magnetisierbaren mensioniertem Dauermagneten der Hafteffekt des Kontaktglieder der Schaltvorrichtung angeordnet und Relais in Frage gestellt ist, dagegen bei zu starkem 30 in dieser Richtung polarisiert sowie unter ÜberDauermagneten das Relais nicht mehr fehlstrom- brückung des Arbeitsluftspaltes der Schaltvorrichsicher arbeitet. Demgegenüber zeichnen* sich Relais tung mit deren beweglichem Kontaktglied magnetisch der eingangs genannten Art dadurch aus, daß sie eine verbunden ist.
anderen bekannten Haftrelais mit* nur einem Dauer- 25 Erreicht wird dieses Ziel gemäß der vorliegenden magneten bedeutsame Vorteile verschafft. Bei Relais Erfindung dadurch, daß der von der Erregerwicklung mit nur einem Dauermagneten besteht nämlich unter umschlossene bistabil umpolbare Dauermagnet seitanderem die Schwierigkeit, daß bis zu schwach di- Hch parallel zur Längsachse der magnetisierbaren mensioniertem Dauermagneten der Hafteffekt des Kontaktglieder der Schaltvorrichtung angeordnet und Relais in Frage gestellt ist, dagegen bei zu starkem 30 in dieser Richtung polarisiert sowie unter ÜberDauermagneten das Relais nicht mehr fehlstrom- brückung des Arbeitsluftspaltes der Schaltvorrichsicher arbeitet. Demgegenüber zeichnen* sich Relais tung mit deren beweglichem Kontaktglied magnetisch der eingangs genannten Art dadurch aus, daß sie eine verbunden ist.
wesentlich größere Funktionssicherheit haben, weil Diese Ausbildung des Relais bringt mehrere be-
einer der beiden Dauermagneten mittels der Erreger- 35 achtliche Vorteile mit sich:
wicklung bistabil remanent umpolbar ist und da- Fürs erste steht eine ausreichende Wickellänge für
durch eine weitestgehende Unabhängigkeit von ToIe- die Unterbringung einer Erregerwicklung mit vorteilranzen
der Betriebsspannung und von der Bemessung haft kleinem mittleren Windungsdurchmesser zur
der Dauermagneten besteht. Darüber hinaus läßt sich Verfügung, so daß der Kupfervcrlust, die Heizdie
Kontakteinrichtung solcher Relais mit einem 4° leistung und letztlich die Erregerleistung des Relais
relativ sehr kurzen Stromimpuls betätigen, weil dieser günstig klein gehalten sind.
lediglich ausreichend sein muß, um die Ummagneti- Weiterhin kann der bistabil remanent umpolbare
sierung des bistabil remanenten Dauermagneten her- Dauermagnet infolge des geringen Durchmessers der
beizuführen, der dann den restlichen Durchzug des Erregerwicklung eng benachbart zu den Kontakt-Kontaktankers
bzw. der magnetisierbaren Kontakt- 45 federn der Schaltvorrichtung angeordnet werden,
glieder bewirkt. wodurch auch der nicht umpolbare Dauermagnet
Ein Relais der zuletzt genannten und der vor- und ein Flußleitstück entsprechend kurz bemessen
liegenden Erfindung zugrunde liegenden Art ist bei- werden können und somit letztlich insgesamt eine
spielsweise aus der USA.-Patentschrift 3 002 067 be- im besonderen bezüglich der seitlichen Ausladung
kannt. Diese Schalteinrichtung läßt sich mit einem 50 raumsparende Bauweise des Relais erzielt wird.
Stromimpuls betätigen, dessen Zeitdauer kleiner ist Ferner ist der magnetische Flußkreis des Relais als die mechanische Ansprechzeit der Schaltvorrich- verbessert, weil infolge der eng benachbarten Antung, und sie ist außerdem so ausgebildet, daß die Ordnung des umpolbaren Dauermagneten und der beiden Dauermagneten raumsparend in bezug auf hierdurch möglichen kurzen Dimensionierung des die gemeinsame Längsachse der magnetisierbaren 55 nicht umpolbaren Dauermagneten und des Flußlcit-Kontaktglieder der Schaltvorrichtung auf der gleichen Stückes die Flußweglänge des Relais erheblich verSeite angeordnet sind. Nachteilig bei dieser bekann- kürzt ist, so daß also das Relais mit vorteilhaft niedten Anordnung jedoch ist es, daß der durch eine riger Erregung betrieben werden kann.
Erregerwicklung bistabil remanent umpolbare Dauer- Außerdem ergibt die vorerwähnte eng benachbarte magnet senkrecht zur Längsachse der Kontaktfedern Go Anordnung des umpolbaren Dauermagneten in Verder Schaltvorrichtung angeordnet ist. Hierdurch ist bindung mit einer asymmetrischen Anordnung des man nämlich gezwungen, zwecks Unterbringungs- Arbeitsluftspaltcs der Schaltvorrichtung eine gute möglichkeit einer zur Erzeugung des notwendigen magnetische Kopplung und somit einen hohen Wirmagnetischen I;liisscs ausreichenden Erregerwicklung kungsgrad des Relais, weil sich der den Kontakt entweder einen kurzen, aber dafür entsprechend 65 betätigende magnetische Wirkfluß des umpolbaren dicken Dauermagneten zu verwenden, was natur- Dauermagneten unter Umgehung des bekanntlich gemäß den mittleren Windungsdurchmesser der sehr hohen magnetischen Widerstandes des' nicht Erregerwicklung vergrößert und damit den Kupfer- umpolbaren Dauermagneten zumindest teilweise un-
Stromimpuls betätigen, dessen Zeitdauer kleiner ist Ferner ist der magnetische Flußkreis des Relais als die mechanische Ansprechzeit der Schaltvorrich- verbessert, weil infolge der eng benachbarten Antung, und sie ist außerdem so ausgebildet, daß die Ordnung des umpolbaren Dauermagneten und der beiden Dauermagneten raumsparend in bezug auf hierdurch möglichen kurzen Dimensionierung des die gemeinsame Längsachse der magnetisierbaren 55 nicht umpolbaren Dauermagneten und des Flußlcit-Kontaktglieder der Schaltvorrichtung auf der gleichen Stückes die Flußweglänge des Relais erheblich verSeite angeordnet sind. Nachteilig bei dieser bekann- kürzt ist, so daß also das Relais mit vorteilhaft niedten Anordnung jedoch ist es, daß der durch eine riger Erregung betrieben werden kann.
Erregerwicklung bistabil remanent umpolbare Dauer- Außerdem ergibt die vorerwähnte eng benachbarte magnet senkrecht zur Längsachse der Kontaktfedern Go Anordnung des umpolbaren Dauermagneten in Verder Schaltvorrichtung angeordnet ist. Hierdurch ist bindung mit einer asymmetrischen Anordnung des man nämlich gezwungen, zwecks Unterbringungs- Arbeitsluftspaltcs der Schaltvorrichtung eine gute möglichkeit einer zur Erzeugung des notwendigen magnetische Kopplung und somit einen hohen Wirmagnetischen I;liisscs ausreichenden Erregerwicklung kungsgrad des Relais, weil sich der den Kontakt entweder einen kurzen, aber dafür entsprechend 65 betätigende magnetische Wirkfluß des umpolbaren dicken Dauermagneten zu verwenden, was natur- Dauermagneten unter Umgehung des bekanntlich gemäß den mittleren Windungsdurchmesser der sehr hohen magnetischen Widerstandes des' nicht Erregerwicklung vergrößert und damit den Kupfer- umpolbaren Dauermagneten zumindest teilweise un-
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mittelbar über die über ihre ganze Länge mit dem lung trägt und von dessen zusammen mit dem Quer-
Dauermagneten parallel verlaufenden und infolge- steg ein U bildenden Hochstegen einer den Dauer-
dessen magnetisch mit ihm gekoppelten Kontakt- magneten mit hoher Koerzitivkraft und der andere
federn schließen kann. das Flußleitstück aufnimmt und dessen senkrecht
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der 5 zum Quersteg frei ragende Ende der Hochstege der
Erfindung sind die Schaltvorrichtung und die Dauer- Anlage oder Aufnahme von unbewegten Teilen der
magneten einander so zugeordnet, daß der Arbeits- Kontaktglieder der Schaltvorrichtung dienen. Durch
luftspalt asymmetrisch zur Längenmitte des umpol- diese Ausbildung wird ohne zusätzlichen Aufwand
baren Dauermagneten liegt und daß sich der Dauer- gleichzeitig auch eine mechanische Festlegung der
magnet mit hoher Koerzitivkraft in Nähe des Ar- io Schaltvorrichtung erreicht und außerdem in äußerst
beitsluftspaltes befindet. Dies ist mit dem Vorteil einfacher Weise eine mechanisch kompakte Baueiner
besonders kleinen Bauweise des Relais ver- einheit geschaffen.
bunden. Einerseits bleibt nämlich der umpolbare Eine Fortbildung der Erfindung sieht vor, daß bei
Dauermagnet trotz der asymmetrischen Lage des einem Relais mit einer Mehrzahl von Schaltvorrich-
Arbeitsluftspaltes über einen größeren Bereich hin- 15 tungen zumindest der umpolbare Dauermagnet und
weg mit der Schaltvorrichtung magnetisch gekoppelt, die Wicklung als für zumindest zwei Schaltvorrich-
so daß er als längsgestrecktes Bauteil und damit seit- tungen gemeinsame Bauteile ausgebildet sind. Hierbei
lieh nur wenig ausladendes Bauteil ausgebildet sein können die Schaltvorrichtungen entweder einseitig
kann und dabei Platz für die Anordnung einer aus- des umpolbaren Dauermagneten untereinander oder
reichenden Windungszahl bei zudem vorteilhaft klei- 20 beidseitig eines zwischen ihnen befindlichen umpol-
nem mittlerem Windungsdurchmesser bietet, und baren Dauermagneten angeordnet sein, oder es kön-
zum anderen kann der hochkoerzitive Dauermagnet nen auch beidseitig eines zwischen ihnen befind-
räumlich klein bemessen werden, weil er bei guter liehen umpolbaren Dauermagneten jeweils eine
magnetischer Wirkung auf den Arbeitsluftspalt der Mehrzahl von Schaltvorrichtungen untereinander an-
Schaltvorrichtung nur einen geringen Flußweg hat. 25 geordnet sein. In allen vorgenannten Fällen, bei
Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung denen das gemäß der Erfindung ausgebildete Relais
kann zur magnetisch leitenden Verbindung zwischen mit einer Mehrzahl von Schaltvorrichtungen ausgeden
Dauermagneten und der Schaltvorrichtung zu- rüstet ist, wird das mit der vorliegenden Erfindung
mindest ein Flußleitstück vorgesehen sein, was eine unter anderem angestrebte Ziel einer raumsparenden
gute Anpassungsmöglichkeit der Zuordnung der 30 Bauweise vorteilhaft beibehalten.
Dauermagneten und der Schaltvorrichtung bei ge- Wird bei einem gemäß den vorerwähnten Ausgebener Ausbildung und Anordnung dieser Teile führungsbeispielen ausgebildeten Relais mit einer bietet. Mehrzahl von Schaltvorrichtungen des Dauermagne-
Dauermagneten und der Schaltvorrichtung bei ge- Wird bei einem gemäß den vorerwähnten Ausgebener Ausbildung und Anordnung dieser Teile führungsbeispielen ausgebildeten Relais mit einer bietet. Mehrzahl von Schaltvorrichtungen des Dauermagne-
Zweckdienlich wird das vorerwähnte Flußleitstück ten mit hoher Koerzitivkraft aus zwei in bezug auf
als ein dem Dauermagneten mit hoher Koerzitivkraft 35 die Längsachse des umpolbaren Dauermagneten ein-
gleichgeformtes Bauteil ausgebildet, weil dies einer- ander gegenüberliegenden Teilmagneten aufgebaut,
seits von Vorteil für einen symmetrischen Aufbau so läßt sich bereits hierbei wahlweise eine gleich-
des Relais und andererseits für die Ausbildung eines artige oder unterschiedliche Arbeitsweise der Schalt-
die Dauermagneten und das Flußleitstück aufneh- vorrichtungen erreichen, indem lediglich die Polari-
menden Trägers ist. 40 sationsrichtung des einen dieser Teilmagneten ent-
Eine gute magnetische Wirkungsweise wird er- sprechend gewählt wird. Dabei kann nach einem
reicht, wenn gemäß einem Ausführungsbeispiel der Ausführungsbeispiel der Erfindung das Flußleitstück
Erfindung die Dauermagneten magnetisch leitend mit als für die beidseitig des umpolbaren Dauermagneten
unbewegten Teilen der magnetisierbaren Kontakt- angeordnetenSchaltvorrichtungen gemeinsames durch-
glieder der Schaltvorrichtung verbunden sind, weil 45 gehend einstückiges Bauteil ausgebildet sein, wo-
hierbei eine starre und damit enge magnetische Ver- durch die Anzahl der Einzelteile des Relais niedrig
bindung herstellbar ist. gehalten wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß Nach einer Weiterbildung der Erfindung können
das Relais mit einem der formschlüssigen Aufnahme sowohl der Dauermagnet mit hoher Koerzitivkraft
der Dauermagneten und gegebenenfalls vorhandenen 50 als auch das Flußleitstück jeweils zweiteilig ausge-Flußleitstücke
dienenden Isolierstoffgehäuse aus- bildet sein, wodurch sich wiederum wahlweise entgerüstet
ist. Ein solches Isolierstoffgehäuse ist bei- weder eine gleichartige oder eine unterschiedliche
spielsweise als Preßteil rationell und billig herstellbar Arbeitsweise der Schaltvorrichtungen erreichen läßt,
und erleichtert ohne viel Montageaufwand den Zu- Dabei können ein Teilmagnet und ein Teilflußleitsammenbau
des Relais ganz erheblich. Dabei ist es 55 stück in bezug auf die Längsachse des umpolbaren
zweckdienlich, wenn das Isolierstoffgehäuse derart Dauermagneten jeweils einander gegenüberliegend
ausgebildet ist, daß die formschlüssig aufgenomme- oder diagonal gegenüberliegend angeordnet sein,
nen Teile selbsthaltend mechanisch verriegelt sind, Ist die Polarisierung der beiden Teilmagneten des weil hierdurch Montagemittel eingespart werden. Dauermagneten mit hoher Koerzitivkraft einem durch
nen Teile selbsthaltend mechanisch verriegelt sind, Ist die Polarisierung der beiden Teilmagneten des weil hierdurch Montagemittel eingespart werden. Dauermagneten mit hoher Koerzitivkraft einem durch
Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann das 60 die Erregerwicklung erzeugten Magnetfluß bestimm-
Isolierstoffgehäuse gleichzeitig als Träger für die den ter Polarität gleichgerichtet, so wird hierdurch eine
umpolbaren Dauermagneten umschließende Erreger- gleichartige Arbeitsweise aller Schaltvorrichtungen
wicklung ausgebildet sein, so daß ein besonderer bewerkstelligt.
Träger für die Wicklung eingespart wird. Ist dagegen die Polarisierung des einen der beiden
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der 65 Teilmagneten einem durch die Erregerwicklung erErfindung
wird das Isolierstoffgehäuse als im wesent- zeugten Magnetfluß bestimmter Polarität gleichlichen
H-förmiges Bauteil ausgebildet, dessen Quer- gerichtet und die Polarisierung des anderen Teilsteg
den umpolbaren Dauermagneten und die Wick- magneten entgegengesetzt gerichtet, so wird eine
unterschiedliche Arbeitsweise der Schaltvorrichtungen erreicht.
Eine Fortbildung der Erfindung sieht schließlich vor, daß das Relais von einem sein magnetisches
Streufeld nach außen abschirmenden Gehäuse umschlossen sein kann, was insbesondere bei einer Anordnung
einer Mehrzahl von Relais auf engem Raum, beispielsweise in Fernsprechanlagen, von besonderem
Vorteil ist.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Dabei zeigt
F i g. 1 ein einkontaktiges Relais in perspektivischer, teilweise geschnittener Darstellung,
F i g. 2 ein Schirmgehäuse, gleichfalls perspektivisch
dargestellt,
F i g. 3 ein vierkontaktiges Relais in seitlicher Ansicht,
F i g. 4 ein zweikontaktiges Relais in Draufsicht,
Fig. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel eines zweikontaktigen Relais, in Draufsicht.
In F i g. 1 ist mit 1 ein etwa H-förmiges Isolierstoffgehäuse bezeichnet, das eine Kammer 2 zur Aufnahme
eines Dauermagneten 3, eine Kammer 4 zur Aufnahme eines Dauermagneten 5, eine Kammer 6
zur Aufnahme eines Flußleitstückes 7 und Aussparungen 8 und 9 für den Durchtritt von Anschlußelementen
10 und 11 versehen ist, welch letztere mit den Enden einer den Dauermagneten 3 umschließenden
Erregerwicklung 12 verbunden sind. Mit 13 ist ein Schutzrohrkontakt bekannter Bauart bezeichnet,
dessen Arbeitsluftspalt 14 in erkennbarer Weise symmetrisch zur Längenmitte des Dauermagneten 3
liegt und von dessen magnetisierbaren Kontaktlamellen 15 und 16 die eine mit dem einen Pol des
Dauermagneten 5 und die andere mit dem einen Ende des Flußleitstückes 7 magnetisch verbunden ist.
Von den Dauermagneten ist der Dauermagnet 3 durch einen von der Erregerwicklung 12 erzeugten
Magnetfluß in den durch einen Doppelpfeil angedeuteten Richtungen bistabil remanent umpolbar, und
der Dauermagnet 5 besitzt eine durch diesen Magnetfluß im wesentlichen unveränderliche hohe Koerzitivkraft.
Sind die beiden Dauermagneten in gleicher Richtung polarisiert, so ist die Summe ihrer Magnetfelder
stark genug, um den Schutzrohrkontakt 13 zu betätigen.
Die Arbeitsweise dieses in Fig. 1 dargestellten Relais ist folgende:
Wird ausgehend von einer unbetätigten Stellung des Schutzrohrkontaktes 13 die Erregerwicklung 12
ausreichend erregt, und zwar in solcher Polung, daß der Erregerfluß und die Magnetflüsse der beiden
Dauermagneten 3 und 5 gleichgerichtet sind, so wird der Kontakt 13 betätigt. Dabei kann der auf die Erregerwicklung
12 gegebene Stromimpuls von zeitlich kürzerer Dauer sein, als die für das Betätigen des
Kontaktes selbst erforderliche Zeit, weil, wie schon an anderer Stelle erwähnt, die gleichgerichteten
Flüsse der beiden Dauermagneten für sich allein zum Betätigen des Kontaktes ausreichen.
Maßgebend ist nur, daß die Impulsdauer so groß ist, daß der Dauermagnet 3 in einen dem Fluß des
Dauermagneten 5 gleichgerichteten remanenten Zustand umgepolt wird. Nach Enterregen der Wicklung
12 bleibt der Schutzrohrkontakt 13 so lange betätigt, bis durch einen erneuten Stromimpuls entgegengesetzter
Polung der Dauermagnet 3 in einen entgegengesetzt remanenten Zustand umgepolt wird.
Hiernach sind die Dauermagnetflüsse einander entgegengerichtet und der Schutzrohrkontakt 13 nimmt
wieder Ruhestellung ein.
Von dem in F i g. 2 dargestellten Schirmgehäuse sind mit 17 eine unmagnetische Seitenwand mit einem
der mechanischen Befestigung dienenden Winkel 18 und mit 19 bis 23 aufgepunktete U-förmige Bleche
bezeichnet, die aus magnetisierbarem Werkstoff hergestellt sind. In die mit 24 bis 28 bezeichneten Kammern
läßt sich jeweils ein beispielsweise gemäß Fig. 1 ausgebildetes Relais einschieben und ist dann durch
das Schirmgehäuse magnetisch nach außen weitestgehend abgeschirmt, was von besonderer Bedeutung
ist, wenn beispielsweise in Fernsprechanlagen eine Mehrzahl von Relais auf engem Raum angeordnet
werden soll, ohne daß eine gegenseitige magnetische Beeinflussung benachbarter Relais eintreten darf.
Bei dem in F i g. 3 gezeigten vierkontaktigen Relais
ist mit 29 ein Isolierstoffgehäuse bezeichnet, das mit entsprechenden Ausnehmungen versehen ist, in
denen formschlüssig die freiragenden Enden von Kontaktlamellen 30 bis 33 von vier Schutzrohrkontakten
34 bis 37 bekannter Bauart, sowie parallel zu deren Längsachse ein durch eine Erregerwicklung 38
bistabil remanent umpolbarer Dauermagnet 39, ferner zwei Dauermagneten 40 und 41 mit einer durch den
Magnetfluß der Erregerwicklung 38 im wesentlichen unveränderlichen hohen Koerzitivkraft senkrecht zur
Längsachse der Schutzrohrkontakte und schließlich auf der den zuletzt genannten Dauermagneten gegenüberliegenden
Seite zwei nicht sichtbare Flußleitstücke festgelegt sind. Bei einem Relais dieser in
F i g. 3 dargestellten Art könnte die Anordnung der Dauermagneten 40 und 41 sowie der erwähnten
Flußleitstücke durchaus auch so sein, daß sich auf der in der Fig. 3 sichtbaren Seite und auf der ihr
gegenüberliegenden nicht sichtbaren Seite diagonal gegenüberliegend jeweils ein Dauermagnet und ein
Flußleitstück befinden und ferner könnte die Polarisierungsrichtung
der beiden Dauermagneten unterschiedlich sein. Auf diese Ausführungsbeispiele eines
mehrkontaktigen Relais wird aber noch in Zusammenhang mit der Beschreibung der F i g. 4 und 5
näher eingegangen. Mit der F i g. 3 soll im wesentlichen nur gezeigt werden, daß sich außer zu beiden
Seiten eines umpolbaren Dauermagneten 39 auch seitlich untereinander mehrere Kontakte anordnen
lassen.
In F i g. 4 ist mit 42 ein im wesentlichen H-förmiges
Isolierstoffgehäuse bezeichnet, in dem ein mittels einer Erregerwicklung 43 bistabil remanent umpolbarer
Dauermagnet 44, ferner zwei Dauermagneten 45 und 46 mit jeweils einer Koerzitivkraft, welche
durch einen von der Erregerwicklung 43 erzeugten Magnetfluß im wesentlichen unverändert bleibt, und
schließlich ein Flußleitstück 47 eingelegt und mechanisch festgehalten sind. Parallel zum Dauermagneten
44 sind zwei Schutzrohrkontakte 48 und 49 bekannter Bauart angeordnet, deren magnetisierbare Kontaktlamellen
50 bis 53 im Inneren der Schutzrohre unter gegenseitiger Überlappung Arbeitsluftspalte 54
und 55 bilden und außerhalb des Schutzrohres so in Nuten des Isolierstoffgehäuses 42 eingelegt sind, daß
sie in ersichtlicher Weise mit den Polen der Dauermagneten 44, 45 und 46 direkt bzw. über das Flußleitstück
47 magnetisch verbunden sind. Die Dauermagneten 44 bis 46 sind so bemessen, daß die gleich-
gerichteten Magnetflüsse der Dauermagneten 44 und 45 bzw. die Dauermagneten 44 und 46 ausreichen,
um ohne Einschaltung der Erregerwicklung 43 den Schutzrohrkontakt 48 bzw. 49 zu betätigen. Die Polarisierungsrichtung
der beiden Dauermagneten 45 und 46 kann, wie durch Pfeile angedeutet, gleichgerichtet
oder einander entgegengesetzt gerichtet sein. Die Arbeitsweise des Relais ist folgende:
Die Erregerwicklung sei nicht erregt und die Dauermagneten 44 bis 46 seien in der durch einen
voll ausgezogenen Pfeil angedeuteten Richtung gepolt. Hierbei bilden sich zwei Magnetkreise aus,
von denen der eine aus' den Kontaktlamellen 50/51, dem Dauermagneten 45, dem Flußleitstück 47 und
dem Dauermagneten 44 und von denen der andere aus den Kontaktlamellen 52/53, dem Dauermagneten 46,
dem , Flußleitstück 47 und wiederum dem Dauermagneten 44 besteht; Da,jedoch die Magnetflüsse der
Dauermagneten 45 und,'46 demjenigen des Dauermagneten
44 entgegenlaufen, sind die Schutzrohrkontakte 4(8 und 49 nicht' betätigt. Wird nun mittels
der Erregerwicklung 43 der Dauermagnet 44 in. die durch einen',gestrichelten Pfeil angedeutete Richtung
umgepolt, so sind, in den vorgenannten beiden Magnetkreisen
die Flüsse der Dauermagneten 44 und 45 bzw. 44 und 46 gleichgerichtet und beide Kontakte
48 und .49 werden betätigt, auch wenn die Wicklung 43. wieder abgeschaltet wurde. Die Schutzrohrkontakte
bleiben auch betätigt, weil die Dauermagneten 45 und-46 durch den vorerwähnten Magnetfluß
der Erregerwicklung .43 im wesentlichen unverändert geblieben sind und der Dauermagnet 44
einen stabilen remanenten Zustand hat, so lange, bis durch einen-erneuten Stromimpuls auf die. Erregerwicklung
43 der Dauermagnet 44 wieder entgegengesetzt umgepolt wird.' B.ei der durch die ~ voll ausgezogenen
Pfeile angedeuteten Polarisierungsrichtung der Dauermagneten 45 und 46 werden also sämtliche
Kontakte des'Relais gleichermaßen beeinflußt,
d.h. entweder, alle geschlossen oder alle geöffnet. Geht man dagegen von einer gestrichelt gezeichneten
Polarisierungsrichtung der beiden Dauermagneten 45 und 46 aus, so ist .dann, wenn der Dauermagnet 44
beispielsweise in voll ausgezogener Pfeilrichtung polarisiert ist, der Schutzrohrkontakt 48 geschlossen,
"der Schutzrohrkontakt 49 hingegen geöffnet. Bei ,Umpolung
des Dauermagneten 44 in die gestrichelt gezeichnete Pfeilrichtung wird dann der Schutzrohrkontakt
48 geöffnet und der Schutzrohrkontakt 49 geschlossen. Es ist ohne weiteres einleuchtend, daß
durch entsprechende Zusammenschaltung der Kontakte auch kombinierte Kontakte, d. h. z. B. Wechselkontakte,
aufgebaut werden können.
Bei der Anordnung nach Fig. 5 ist wiederum ein Isolierstoffgehäuse 56 vorgesehen, in dem ein durch
eine Erregerwicklung 57 bistabil remanent umpolbarer Dauermagnet 58, sowie zwei Dauermagneten
59 und 60 mit hoher Koerzitivkraft und zwei Flußleitstücke 61 und 62 und schließlich zwei Schutzrohrkontakte
63 und 64 festgelegt sind. Die magnet!- sierbaren Kontaktlamellen der Schutzrohrkontakte
sind mit 65 bis 68 bezeichnet und überlappen sich im Schutzrohrinneren unter Bildung von Arbeitsluftspalten
69 und 70. Die Anordnung entspricht sowohl im Aufbau als auch in der Arbeitsweise sinngemäß
derjenigen nach F i g. 4, wobei lediglich durch Zweiteilung des Flußleitstückes und durch diagonale Anordnung
derselben und der beiden Dauermagneten und 60 ein Unterschied besteht. Durch .unterschiedliche
Polarisierungsrichtung der Dauermagneten 59 und 60 in den durch Pfeile angedeuteten
Richtungen können wiederum unterschiedliche Kontaktbeeinflussungen
erreicht werden, d. h. entweder alle Kontakte gleichartig oder unterschiedlich betätigt
werden.
Claims (21)
1. Elektromagnetisches Relais mit zumindest einer magnetisch betätigbaren Schaltvorrichtung
und zwei in bezug auf die gemeinsame Längsachse der magnetisierbaren Kontaktglieder der
Schaltvorrichtung auf der gleichen Seite angeordneten Dauermagneten, von denen der eine,
der durch den Magnetfluß einer ihn umschließenden Erregerwicklung bistabil umpolbar ist,
mit seinem einen Pol mit dem eineri Kontaktglied der Schaltvorrichtung magnetisch..verbunden
ist und mit seinem anderen Pol mit einem Pol des anderen Dauermagneten verbunden, ist, der
eine durch den Magnetfluß der Erregerwicklung praktisch unveränderliche hohe Koerzitivkraft
besitzt und senkrecht zur vorgenannten Langsachse
polarisiert und so angeordnet ist, daß sein anderer Pol mit dem anderen der Kontaktglieder
der Schaltvorrichtung magnetisch verbunden ist,
dad.u'rch gekennzeichηet., daß der! von
der Erregerwicklung (12) umschlossene bistabil umpolbare Dauermagnet (3) seitlich parallel zur
Längsachse der magnetisierbaren Kontaktglieder (15, 16) der Schaltvorrichtung (13) angeordnet
und in dieser Richtung polarisiert, sowie unter Überbrückung des Arbeitslüftspältes (14) der
Schaltvorrichtung (13) mit deren beweglichen •Kontaktglied (16) magnetisch verbunden ist.
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (13, 48, 49,
63,64) und die Dauermagneten (3/4,44/45, 44/46,
58/59,58/60) einander so zugeordnet sind, daß der Arbeitsluftspalt (14, 54, 55, 69, 70) asymmetrisch
zur Längenmitte des umpolbaren Dauermagneten (3, 44, 58) liegt und ^ daß sich der
Dauermagnet mit höher Koerzitivkraft (5, 45; 46, 59, 60) in Nähe des Arbeitsluftspaltes (14, 54, 55,
69, 70) befindet.
3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur magnetisch leitenden Verbindung
zwischen den Dauermagneten und der Schaltvorrichtung zumindest ein Flußleitstück (7,
47, 61, 62) vorgesehen ist.
4. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußleitstück (7, 61, 62) als ein
dem Dauermagneten mit hoher Koerzitivkraft (5, 59, 60) gleichgeformtes Bauteil ausgebildet ist
(Fig. 1 und 5).
5. Relais nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Dauermagneten magnetisch leitend mit unbewegten Teilen der magnetisierbaren Kontaktglieder
der Schaltvorrichtung verbunden sind.
6. Relais nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Relais mit einer der formschlüssigen
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Aufnahme der Dauermagneten und, gegebenenfalls vorhandenen Flußleitstücke dienenden Isolierstoffgehäuse
(1, 29, 42, 56) ausgerüstet ist.
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7. Relais nach Anspruch 6, dadurch gekenn-. zeichnet, daß das Isolierstoffgehäuse (1, 29, 42,
56) derart ausgebildet ist, daß die formschlüssig aufgenommenen Teile selbsthaltend mechanisch
verriegelt sind.
8. Relais nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierstoffgehäufe (1,
29, 42, 56) gleichzeitig als Träger für die den umpolbaren
Dauermagneten (3,39,44,58) umschließende
Erregerwicklung (12, 38, 43, 57) ausgebildet ist.
9. Relais nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierstoffgehäuse
(1, 29, 42, 56) als im wesentlichen H-förmiges Bauteil ausgebildet ist, dessen Quersteg
den umpolbaren Dauermagneten (3, 44, 58) und die Wicklung (12, 43, 57) trägt und von dessen
zusammen mit dem Quersteg ein U bildenden Hochstegen einer den Dauermagneten mit hoher
Koerzitivkraft (5, 45, 46, 59, 60) und der andere das Flußleitstück (7, 47, 61, 62) aufnimmt und
dessen senkrecht zum Quersteg frei ragende Enden der Hochstege der Anlage oder Aufnahme von
unbewegten Teilen der Kontaktglieder (1,16, 30 bis 33, 50 bis 53, 65 bis 68) der Schaltvorrichtung
(13, 48, 49, 63, 64) dienen.
10. Relais nach einem oder mehreren der vorhergehenden
Ansprüche mit einer Mehrzahl von Schaltvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß
zumindest der umpolbare Dauermagnet und die Wicklung als für zumindest zwei Schaltvorrichtungen
gemeinsame Bauteile ausgebildet sind (Fig. 3, 4, 5).
11. Relais nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtungen (34/35, 36/
37) einseitig des umpolbaren Dauermagneten (39) untereinander angeordnet sind (F i g. 3).
12. Relais nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtungen (34 bis 37,
48, 49, 63, 64) beidseitig eines zwischen ihnen befindlichen umpolbaren Dauermagneten (39, 44,
58) angeordnet sind (F i g. 3, 4, 5).
13. Relais nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig eines zwischen
ihnen befindlichen umpolbaren Dauermagneten jeweils eine Mehrzahl von Schaltvorrichtungen
untereinander angeordnet sind (Fig. 3).
14. Relais nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet mit hoher
Koerzitivkraft aus zwei in bezug auf die Längsachse des iimpolbaren Dauermagneten gegenüberliegenden
Teilmagneten (40/41,45/46, 59/60) aufgebaut ist (F i g. 3, 4, 5).
15. Relais nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußleitstück (47) als für die
beidseitig des umpolbaren Dauermagneten (44) angeordneten Schaltvorrichtungen (48, 49) gemeinsames
durchgehend einstückiges Bauteil ausgebildet ist (F i g. 4).
16. Relais nach Anspruch 3 und 12 oder 3 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der
Dauermagnet mit hoher Koerzitivkraft (59/60) als auch das Flußleitstück (61, 62) jeweils zweiteilig
ausgebildet sind (F i g. 5).
17. Relais nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Teilmagnet und ein Teilflußleitstück in bezug auf die Längsachse des umpolbaren
Dauermagneten jeweils einander gegenüberliegend angeordnet sind.
18. Relais nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teilmagnet und ein Teilflußleitstück
in bezug auf die Längsachse des umpolbaren Dauermagneten jeweils diagonal gegenüberliegend
angeordnet sind (F i g. 5).
19. Relais nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisierung
der beiden Teilmagneten einem durch die Erregerwicklung erzeugten Magnetfluß bestimmter
Polarität gleichgerichtet sind (F i g. 4 und 5).
20. Relais nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Polarisierung
des einen der beiden Teilmagneten einem durch die Erregerwicklung erzeugten Magnetfluß
bestimmter Polarität gleichgerichtet und die Polarisierung des anderen Teilmagneten entgegengesetzt
gerichtet ist (Fi g. 4 und 5).
21. Relais nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß das Relais von einem sein magnetisches Streufeld nach außen abschirmenden Gehäuse
umschlossen ist (F i g. 2).
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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