DE1146197B - Elektromagnetisches, neutrales Relais mit permanentem Rueckstellmagneten - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

B 50945 Vmc/21g

ANMELDETAG: 3.NOVEMBER 1958

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 28. MÄRZ 1963

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches, neutrales Relais mit einem mehrschenkeligen, magnetisierbaren Kern, ζ. Β. Weicheisenkern, einem schwenkbar über dem Kern angeordneten Kontaktteil, ζ. B. einer Kontaktbrücke, und mit mindestens einem außerhalb des Erregerflusses liegenden permanenten Rückstellmagneten.

Neutrale elektromagnetische Relais weisen üblicherweise eine Kontaktbrücke aus magnetischem Material auf, welche mittels einer Feder in der Offenstellung gehalten wird und in die geschlossene Stellung gegen die Federkraft durch Erregung eines einen Teil des Relais bildenden Elektromagneten magnetisch angezogen werden kann. Hierbei muß der vom Elektromagneten erzeugte Fluß so groß sein, daß er sowohl die Trägheit und den Reibungswiderstand der Kontaktbrücke als auch die Kraft der Rückstellfeder überwindet. Diese Federn sind insofern nachteilig, als sie nach einem vielfachen Gebrauch versagen können. Ferner ist nachteilig, daß bei den bekannten Relais die erzeugte magnetische Kraft nicht nur die Kontaktbrücke verstellen und sie mit genügendem Kontaktdruck in geschlossener Relaisstellung zu halten hat, sondern außerdem die Federkraft überwinden muß, welche relativ groß ist. Zwar ist bereits ein magnetisch vorgespanntes Relais bekannt, in dem der durch einen Permanentmagneten erzeugte Fluß die Kontaktbrücke magnetisch in ihre andere Lage verstellt. Dieses ist jedoch insofern nachteilig, als der Permanentmagnet unmittelbar im magnetischen Kreis des Elektromagneten liegt, so daß beim erregten Elektromagneten der Permanentmagnet entmagnetisiert werden kann und seine Arbeitscharakteristik in nachteiliger Weise verändert wird.

Zwar ist bei einem verbesserten Relais bekannt, den permanenten Rückstellmagneten so anzuordnen, daß dieser vom magnetischen Erregerfluß des Elektromagneten nicht durchsetzt wird. Bei stromloser Wicklung wird die bekannte Kontaktbrücke in einer Mittellage gehalten. Diese Mittellage ist aber insofern nachteilig, als sie recht labil ist, so daß bereits bei kleineren Gleichgewichtsstörungen die Brücke aus der Mittellage herausschwenken kann. Infolge des Fehlens von scharf definierten Schaltstellungen kommt es infolgedessen zu Fehlkontakten.

Bei einem anderen bekannten Relais ist ebenfalls vorgesehen, den Rückstellmagneten außerhalb des Erregerflusses des Elektromagneten anzuordnen, indem die Kontaktbrücke (Anker) und der Rückzugmagnet jedoch so angeordnet sind, daß ihre Kraftlinien quer zueinander stehen. Dadurch beeinflussen Elektromagnetisches, neutrales Relais mit permanentem Rückstellmagneten

Anmelder:

Executone, Inc.,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. A. v. Kreisler, Dr.-Ing. K. Schönwald, und Dr.-Ing. T. Meyer, Patentanwälte,

Kölnl, Deichmannhaus

Allan C. Bernstein, Kings Point, N. Y. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

die Flüsse sich gegenseitig nicht. Aber auch bei diesem Relais ist es nicht möglich, die einzelnen Magnetflußkreise so aufeinander abzustimmen, daß eine labile Mittellage nicht vorhanden ist, daß die Stellungen der Kontaktbrücke scharf vorbestimmt sind und daß die Einhaltung dieser exakten Schaltstellungen unabhängig ist von materialmäßigen und maßlichen Abweichungen der einzelnen Relaisteile bei gleichzeitiger Anordnung des Permanentmagneten derart, daß er nicht entmagnetisiert wird.

Zur Vermeidung der vorstehenden Nachteile ist bei einem elektromagnetischen, neutralen Relais mit einem mehrschenkeligen, magnetisierbaren Kern, ζ. Β. Weicheisenkern, einem schwenkbar über dem Kern angeordneten Kontaktteil, ζ. Β. einer Kontaktbrücke, und mit mindestens einem außerhalb des Erregerflusses liegenden permanenten Rückstellmagneten erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Kernschenkel zwei und der Rückstellmagnet einen dritten, jeweils geometrisch unterschiedlich verlaufende Magnetflußkreise bilden, wobei die Kontaktbrücke in der ersten von zwei einen elekrischen Stromkreis schaltenden Kontaktstellungen durch den Rückstellmagneten gehalten wird, dessen Magnetflußkreis nur einen eine Kontaktbrücke effektiv wirksam anziehende Polfläche enthaltenden Flußteil mit dem ersten Magnetflußkreis gemeinsam hat, und daß ferner die Kontaktbrücke für die zweite Kontaktstellung zu dem vom Rückstellmagneten unbeeinflußten Außen-

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hafterweise direkt durch das Ende dieses Schenkels gehen. Die Kontaktbrücke ist in eine erste, in der Fig. 2 gezeigten Stellung, bei der ein Ende den Außenschenkel des U-fönnigen Magnetkernes 1 berührt, und in eine zweite Stellung drehbar, bei der das entgegengesetzte Ende den Außenschenkel des U-förmigen Magnetkernes 2 berührt. Diese zweite Stellung wird durch die gestrichelten Linien in Fig. 3 schematisch angedeutet.

Um die Mittelschenkel der Einheit herum befindet sich eine Erregerspule 6. Eine Platte 7 aus Isoliermaterial ist oberhalb der Kontaktbrücke 3 angebracht. Oben auf dieser Platte 7 ist eine weitere Platte 8 aus Isohermaterial befestigt, die einen elek-

schenkelpol des zweiten Magnetflußkreises verschwenkbar ist. Dieses Relais besitzt zwei wohl definierte Schaltstellungen, welche scharf vorgegeben sind; labile Zwischenlagen der Kontaktbrücke können sich nicht einstellen, und maßliche Abweichungen bleiben für die betriebssichere Arbeitsweise des Relais ohne Einfluß. Ferner ist vorteilhaft, daß, wenn sich die Kontaktbrücke in ihrer zweiten Stellung befindet, der Permanentmagnet keine merkliche Kraft auf die Brücke ausübt, so daß auch der durch die Erregerspule fließende Strom voll ausgenutzt wird, um den Kontaktdruck aufrechterhalten zu können. Umgekehrt ist die scharf definierte Kontaktstellung in der erstem Stellung dadurch gegeben, daß sie bei

stromloser Erregerspule voll wirksam wird, so daß 15 irischen Kontakt 9 an einem und einen anderen elekaueh hier ein hoher Kontaktdruck gegeben ist. trischen Kontakt 10 am anderen Ende aufweist. Die Gleichzeitig kann der permanente Rückstellmagnet
nicht entmagnetisiert werden, so daß ein sicher arbeitendes Relais langer Lebensdauer geschaffen wird.
Der magnetische Nutzeffekt und auch die Relais- 20
empfindlichkeit sind hoch.

Fig. 1 zeigt perspektivisch, zum Teil in auseinandergezogener Anordnung, eine Ausführungsform eines Relais gemäß der Erfindung;

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des Relais der Fig. 1; 25 der Deckplatte 11 hindurchgehen und diese fest-

Fig. 3 zeigt schematisch die magnetischen Kreise halten,
des Relais der Fig. 1 und 2; Die Deckplatte 11 besteht aus elektrisch isolieren-

Fig. 4 zeigt schematisch die magnetischen Kreise dem Material und weist auf ihrer Oberfläche vier einer weiteren Ausführungsform des Relais. elektrische Kontakte 12, 13, 14 und 15 auf. DieKon-

Dieses neutrale Relais hat einen ersten und einen 3° takte 12 und 15 sind mit dem elektrischen Anschluß zweiten Magnetflußkreis. Außerhalb dieser magne- 19 verbunden, während der Kontakt 13 mit dem Antischen Kreise befindet sich ein permanentmagne- Schluß 20 und der Kontakt 14 mit dem Anschluß 18 tischer Teil, der einen dritten Magnetflußkreis bildet, verbunden ist.

welcher einen mit dem ersten Magnetkreis gemein- Die Kontakte und ihre Verbindungen zu den elek-

samen Teil hat. Zu den magnetischen Kreisen gehört 35 trischen Anschlüssen können auf der Deckplatte 11,

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die elektrischen Kontakte tragenden und über die untere Platte 7 herausragenden Enden der Platte 8 sind leicht flexibel.

Mittels an die Außenschenkel der U-förmigen Magnetkerne 1 und 2 durch Schrauben 22 angeschraubter Stützplatten 21 ist eine Deckplatte 11 über dem Relais befestigt. Die Stützplatten haben Nasen 16, welche durch entsprechende Löcher 17 in

wie bekannt, als gedruckte Schaltung hergestellt werden. Hierdurch gestaltet sich die Herstellung sehr wirtschaftlich, und außerdem führt dieses zu einem bemerkenswert kleinen Bauelement.

Die Kontakte 14 und 15 hegen so, daß sie durch den Kontakt 9 kurzgeschlossen werden, wenn sich die Kontaktbrücke 3 in ihrer ersten Stellung befindet, während die Kontakte 12 und 13 so Hegen, daß sie von dem Kontakt 10 in der zweiten Stellung der

ein Kontaktteil, der normalerweise durch den von dem permanenten Rückstellmagneten in dem dritten magnetischen Kreis erzeugten magnetischen Fluß in einer ersten Stellung gespannt gehalten wird. Dieser Teil ist durch Erregung des zweiten magnetischen Kreises in seine zweite Stellung bewegbar. Hierzu sind zur elektromagnetischen Erregung des ersten und des zweiten magnetischen Kreises Mittel vorgesehen, durch die ein magnetisches Feld aufgebaut

wird, welches dem permanentmagnetischen Feld ent- 45 Kontaktbrücke kurzgeschlossen werden,

gegengesetzt ist, das durch den Rückstellmagneten in Infolge des Federungsvermögens der Enden der

dem mit dem dritten magnetischen Kreis gemein- Isoherplatte 8 können die Kontakte 9 und 10 federnd

samen Teil des ersten magnetischen Kreises ver- in ihrer Kontaktstellung angepreßt werden, so daß

ursacht wird. der elektrische Kontakt gewährleistet ist und außer-

Das hi den Fig. 1, 2 und 3 gezeigte Relais hat 5° dem die Toleranzbedingungen für die Herstellung

zwei hufeisenförmig ausgebildete Magnetkerne 1 erleichtert werden.

und 2 aus magnetischem Material, wie z. B. weichem Zwischen den Innenschenkeln der U-förmigen Eisen. Diese beiden U-förmigen Magnetkernel und 2 Magnetkerne 1 und 2 befindet sich ein abgeflachter Hegen nebeneinander und bilden zusammen eine Permanentmagnet 23. Wie am besten aus der Fig. 3 etwa E-förmige Einheit. Auf den Enden der Außen- 55 zu ersehen, hegen Nord- und Südpol dieses Perschenkel dieser Einheit sind in der üblichen Weise manentmagneten 23 auf semen sich gegenüberliegen-Ausgleichsscheiben 26 aus unmagnetischem Material den Oberflächen größter Fläche, d. h., seine Pole angebracht. hegen den Innenschenkeln der U-förmigen Magnet-

An dem auf den Trägerstiften 5 über den Mittel- kerne 1 und 2 gegenüber. Die Linien des magneschenkeln der Einheit befindlichen Zapfengelenk 4 ⁶° tischen Flusses ducrh den Permanentmagneten 23 ist ein beweglicher Kontaktteil, z. B. eine Kontakt- verlaufen also senkrecht zur Richtung der Schenkel brücke, aus magnetischem Material, z. B. weichem der U-förmigen Magnetkerne. Obgleich für den Per-Eisen, drehbar befestigt. Das Zapfengelenk 4 befindet manentmagneten 23 jedes beliebige magnetische Masich vorzugsweise direkt oberhalb des inneren Sehen- terial verwendet werden kann, hat es sich als vorteilkels des U-förmigen Magnetkerns 2, der langer als 65 haft erwiesen, hierfür einen geeigneten Ferrit zu bedie übrigen Schenkel ist, so daß der Luftspalt zwi- nutzen.

sehen diesem Schenkel und dem beweglichen Teil Die Trägerstifte 5 des Zapfengelenkes 4 können,

möglichst klein ist. Das Zapfengelenk kann vorteil- wie erwähnt, einen Teil des Innenschenkels des

Statt zwischen der Brücke 3 und dem Innenschenkel des Magnetkernes 1 den größten Luftspalt vorzusehen, kann der magnetische Widerstand dieses magnetischen Weges auch auf andere Weise her-5 gestellt werden, beispielsweise durch Einführen eines Körpers aus unmagnetischem Material an diesem Ende des magnetischen Kernes.

Wenn die Kontaktbrücke 3 in ihrer ersten Stellung festgehalten wird, schließt der Kontakt 9 die Kon-

Magnetkernes 2 bilden oder aber als getrennte Trägerstifte ausgebildet sein, die sich auf einer Seite dieses Schenkels oder des Permanentmagneten befinden.
Wie am besten aus der schematischen Darstellung
der Fig. 3 zu entnehmen ist, bildet der U-förmige
Magnetkern 1 zusammen mit dem über ihm liegenden Teil der Kontaktbrücke 3 einen ersten magnetischen Kreis, wobei der Verlauf der Magnetlinien
durch die gestrichelten Pfeile angedeutet ist. Der andere U-förmige Magnetkern bildet mit dem über ihm io takte 14 und 15 kurz, wäiirend der Kontakt 10 von

liegenden Teil der Kontaktbrücke 3 einen zweiten den Kontakten 12 und 13 entfernt ist und diese

magnetischen Kreis. Der Verlauf der Magnetlinien ist beiden Kontakte offenläßt.

ebenfalls durch gestrichelte Pfeile gezeigt. Wenn ein Gleichstrom durch die Ertegerspule 6 Durch den Permanentmagneten 23 und Teile der fließt und bei geeigneter Wahl dbr Richtung des anderen magnetischen Kreise wird ein dritter magne- 15 Gleichstromes der magnetische Fluß den ersten und tischer Kreis gebildet. Die Linien dieses dritten den zweiten magnetischen Kreis in Richtung der gemagnetischen Kreises sind durch die ausgezogenen strichelten Pfeile durchsetzt, ist das magnetische Feld Pfeile dargestellt. Sie verlaufen durch den Per- in dem gemeinsamen Teil des ersten und des dritten manentmagneten 23 von Pol zu Pol, durch den magnetischen Kreises dem durch den Permanent-U-förmigen Magnetkern 1, durch den Teil der Kon- 20 magneten erzeugten Feld entgegengesetzt, so daß taktbrücke 3 zum Innenschenkel des U-förmigen dieses zumindest teilweise neutralisiert wird. Magnetkernes 2 und durch diesen Innenschenkel zu- Durch den magnetischen Fluß im zweiten magnerück zum Permanentmagneten. tischen Kreis und die teilweise Neutralisierung des

Der Innenschenkel des U-förmigen Magnetkernes 1 gemeinsamen Teiles des ersten und des dritten maist kürzer als die übrigen Schenkel der Magnetkerne, 25 gnetischen Kreises wird, wenn ein genügend starker so daß der Luftspalt zwischen dem Ende dieses in- Strom durch die Spule geht, die Kontaktbrücke in neren Schenkels des Magnetkernes 1 und dem Teil ihre zweite Stellung bewegt, so daß dann der Kontakt der Kontaktbrücke in jeder Stellung größer als der 10 die Kontakte 12 und 13 kurzschließt und der Luftspalt zwischen dem Kontaktteil und den anderen Kontakt 9 von den Kontakten 14 und 15 getrennt Magnetkernschenkeln ist. Infolgedessen ist der 30 wird. Die Kontaktbrücke bleibt so lange in dieser magnetische Widerstand zwischen dem Kontaktteil zweiten Stellung, wie der Erregerstrom durch die und dem Ende des Innenschenkels des Magnet- Spule 6 fließt. Sobald dieser Strom albgeschaltet wird, kernes 1 größer als der magnetische Widerstand zwi- wird die Brücke 3 durch den Permanentmagneten zusehen der Kontaktbrücke und den übrigen Schenkeln rück in ihre erste Stellung bewegt und bleibt in dieser der Magnetkerne 1 und 2. Wegen dieses Unter- 35 Stellung, bis wiederum der Spule 6 Strom zugeführt schiedes der magnetischen Widerstände geht der wird.

magnetische Fluß von dem Permanentmagneten Befindet sich das Zapfengelenk 4 an dem Innen-

durch den Außenschenkel des Magnetkernes 1 und schenkel des Magnetkernes 2, wie in der Ausfüh-

einen Teil der Kontaktbrücke 3 zu dem Innen- rungsform der Fig. 1 bis 3 gezeigt, so dreht sich die

schenkel des Magnetkernes 2 und hält normalerweise 40 Brücke 3 nicht um ihren Mittelpunkt. Um bei dieser

die Kontaktbrücke in ihrer ersten Stellung gespannt. Anordnung einen gleichmäßigen Kontaktdruck bei

Es ist nun lediglich erforderlich, daß die magne- beiden Kontaktsätzen zu gewährleisten, können die tischen Widerstände der magnetischen Wege zwi- Kontakte selber auf der Kontaktbrücke in gleichem sehen den Enden der Schenkel der Magnetkerne und Abstand von dem Zapfengelenk 4 angebracht werder Kontaktbrücke so dimensioniert werden, daß 45 den. Es können auch andere Maßnahmen vorgesehen der magnetische Widerstand des magnetischen Weges werden; so können z. B. die Kontakte 12 und 13 für das Feld des Permanentmagneten geringer ist, etwas höher liegen als die Kontakte 14 und 15, wenn die Kontaktbrücke sich in ihrer ersten Stellung und/oder der Abstand zwischen den Schenkeln des befindet, als wenn sie sich in ihrer zweiten Stellung U-förmigen Kernes 2 kann größer sein als der Abbefindet, so daß die Kontaktbrücke, wenn die Er- 50 stand zwischen den Schenkeln des U-förmigen regerspule stromlos ist, immer ihre erste Stellung Magnetkernes 1, so daß sich die Brücke um ihren einnimmt. Vorzugsweise sollte der magnetische Mittelpunkt dreht. Die Brücke soll außerdem vor-Widerstand des magnetischen Weges für das Feld zugsweise dynamisch ausgeglichen sein, des Permanentmagneten bei Bewegung der Kontakt- Da der Permanentmagnet 23 außerhalb der bei brücke aus ihrer zweiten in seine erste Stellung lau- 55 Erregung der Spule 6 durchfluteten Magnetkreise fend abnehmen. liegt und da er sich zentral in der Spule 6 befindet,

Bei der gezeigten Ausführungsform hat der magne- wobei seine Polrichtung im wesentlichen senkrecht tische Fluß von dem Permanentmagneten den durch zur Polrichtung der Spule verläuft, unterliegt er nur die ausgezogenen Pfeile gezeigten Verlauf und hält nor- einem sehr geringen entmagnetisierenden Effekt im malerweise die Kontaktbrücke 3 in ihrer ersten Stel- 60 Vergleich zur Stärke des in dem ersten und in dem lung am Außenschenkel des Magnetkernes 1 ge- zweiten magnetischen Kreis erzeugten Magnetfeldes, spannt. Sogar wenn die Kontaktbrücke 3 in ihrer Es ist infolgedessen einfach, den Permanentmagneten zweiten Stellung bewegt ist — wie durch die ge- so zu gestalten, daß die Erregung der Spule 6 keinen strichelten Linien angedeutet — geht der Hauptteil dauernd entmagnetisierenden Effekt auf ihn ausübt, des magnetischen Flusses von dem Permanentmagne- 65 selbst wenn die Strombelastung innerhalb der bei ten durch den Außenschenkel des Magnetkernes 1 normalem Gebrauch auftretenden Grenzen die zur Kontaktbrücke 3 und zieht diese in seine erste normalerweise für das Relais erforderliche überStellung an. steigt.

Es ist nicht zwingend, daß der Permanentmagnet direkt zwischen den inneren Schenkeln der E-förmigen Einheit liegt, wie es in den Fig. 1 bis 3 gezeigt ist. Der Permanentmagnet kann auch an irgendeiner anderen Stele außerhalb des Hauptmagnetflusses liegen, der bei Erregung der Spule 6 erzeugt wird, vorausgesetzt, daß er einen dritten magnetischen Kreis bildet, der einen mit dem ersten magnetischen Kreis gemeinsamen TeE hat, wobei der Spalt zwischen der Brücke und dem Außenschenkel vorzugsweise zu diesem gemeinsamen Teil gehört, so daß der Fluß von Permanentmagneten normalerweise die Brücke 3 in ihrer ersten Stellung gespannt hält.

Bei der in der Fig. 4 gezeigten Ausführungsform ist der Permanentmagnet 23 entfernt und durch eine Schicht 24, .beispielsweise einen Stab oder eine Platte aus beliebigem unmagnetischem Material, wie z. B. Messing, ersetzt. Diese Schicht kann auch als ein Luftspalt ausgebildet sein.

Ein Permanentmagnet 25 befindet sich unterhalb der Einheit, so daß einer seiner beiden Pole dem Überbrückungsglied des Magnetkernes 1, der andere Pol dem Überbrückungsglied des Magnetkernes 2 benachbart ist. Der Permanentmagnet liegt vorzugsweise so, daß zwischen seinen Polen und den Überbrückungsgliedern ein Luftspalt bleibt.

Bei dieser Anordnung sind der erste und der zweite magnetische Kreis identisch mit den im Zusammenhang mit den Fig. 1, 2 und 3 beschriebenen Kreisen. Der dritte magnetische Kreis erstreckt sich jedoch durch den Permanentmagneten 25 in seiner Pohiohtung, durch den Außenschenkel des Magnetkernes 1, über die Brücke 3 zu dem Innenschenkel des Magnetkernes 2 und durch diesen zurück zu dem Permanentmagneten. Der von dem Permanentmagneten in diesem Kreis erzeugte magnetische Fluß hält normalerweise die Brücke 3 in ihrer ersten Stellung fest und bewegt sie aus ihrer zweiten in ihre erste Stellung zurück.

Wenn die Spule 6 durch einen geeigneten Gleichstrom erregt wird, wird ein magnetisches Feld in dem ersten und dem zweiten magnetischen Kreis aufgebaut, das den gezeigten gestrichelten Pfeilen entspricht und dem von dem Permanentmagneten in dem gemeinsamen Teil des ersten und des dritten magnetischen Kreises erzeugten Magnetfeld entgegengesetzt ist und dieses teilweise neutralisiert. Fließt ein genügend starker Strom durch die Spule, so wird die Brücke infolge dieser teilweisen Neutralisierung und des magnetischen Flusses in dem zweiten Kreis in ihre zweite Stellung bewegt und in dieser so lange gehalten, wie die Spule 6 mit Strom versorgt wird.

Der magnetische Widerstand des magnetischen Weges vom Magnetkern 1 zum Magnetkern 2 durch den Permanentmagneten 25 ist durch geeignete Einstellung der Spalte zwischen dem Permanentmagneten und den Überbrückungsgliedern der U-förmigen Magnetkerne 1 und 2 vorzugsweise größer als die magnetischen Widerstände der Magnetkerne selber, so daß nur ein sehr geringer Teil des durch die Spule 6 erzeugten Feldes durch den Permanentmagneten geht. Der entmagnetisierende Effekt des elektromagnetischen Feldes auf den Permanentmagneten ist infolgedessen relativ gering, so daß bei geeigneter Dimensionierung des Magneten und der Luftspalte durch die Spule 6 ein Strom geschickt werden kann, der weit oberhalb des normalerweise erforderlichen Stromes liegt, ohne daß in dem Permanentmagneten ein entmagnetisierender Effekt hervorgerufen wird.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform liegt das Zapfengelenk 4 der Brücke 3 oberhalb der inneren Schenkel der Magnetkerne 1 und 2 in einer sich über diesen Schenkeln erstreckenden Ebene. Das Zapfengelenk kann auf einer Verlängerung der unmagnetischen Platte oder des Stabes 24 angebracht sein. Der Spalt zwischen dem Innenschenkel des

ίο Magnetkernes 2 und der Brücke 3 sollte in jeder Lage der Brücke 3 kleiner als der Spalt zwischen dem Iwnenschenkel des Magnetkernes 1 und der Brücke sein, so daß der magnetische Widerstand des magnetischen Weges zwischen der Brücke und dem Schenkel des Kernes 2 kleiner ist als der magnetische Widerstand zwischen dem inneren Schenkel des Magnetkernes 1 und der Brücke.

Das Zapfengelenk 4 kann sich auch auf einer Verlängerung des Innenschenkels des Magnetkernes 2 befinden, wie es bei der in den Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform der Fall ist. Genauso ist es möglich, bei der Ausführungsform der Fig. 1 bis- 3 das Zapfengelenk auf einer gesonderten Halterung oder einer unmagnetischen Verlängerung des Permanentmagneten 23 zu befestigen, so daß es in einer Ebene zwischen den beiden inneren Schenkeln der Magnetkerne 1 und 2 liegt.

Der in der Fig. 4 gezeigte Permanentmagnet 25 hat zwar eine abgeänderte hufeisenförmige Gestalt, wie es insbesondere auch zum Zwecke der bildlichen Darstellung praktisch ist. Er kann jedoch auch jede andere gewünschte Gestalt haben und z. B. ein Stabmagnet sein. Die Lage eines solchen Stabmagneten ist durch gestrichelte Linien in der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform gezeigt.

Die Konstruktion und die Arbeitsweise des in Fig. 4 gezeigten Relais sind in jeder Hinsicht identisch mit jenen des in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Relais.

In der Ruhelage hält der Permanentmagnet bei beiden Ausführungsformen, wenn kein Strom in der Spule 6 fließt, die Brücke 3 in ihrer ersten Lage fest und hält die Kontakte 9, 14 und 15 geschlossen, während die Kontakte 12, 13 und 10 offen sind.

Fließt ein Gleichstrom richtiger Polarität durch die Spule 6, so wird ein den gestrichelten Pfeilen entsprechender zweiter magnetischer Fluß erzeugt, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist.
Der magnetische Fluß des ersten magnetischen Kreises neutralisiert teilweise den magnetischen Fluß in dem Teil des dritten magnetischen Kreises, den dieser gemeinsam mit dem ersten magnetischen Kreis hat. Zur gleichen Zeil erzeugt der zweite magnetische Kreis einen magnetischen Fluß, durch den das Ende der Brücke 3 oberhalb des Magnetkernes 2 angezogen wird.

Nimmt der Erregerstrom durch die Spule 6 zu, so nimmt die durch den Permanentmagneten ausgeübte Anziehungskraft laufend ab, während die von dem Magnetkern 2 auf die Brücke 3 ausgeübte Anziehungskraft laufend zunimmt, bis der Punkt erreicht ist, an dem diese zweite Anziehungskraft die erstgenannte überwiegt. In diesem Augenblick beginnt sich die Brücke 3 um ihr Zapf engelenk 4 zu drehen, so daß der Luftspalt zwischen der Brücke 3 und dem Außenschenkel des Magnetkernes 2 abnimmt und der zwischen der Brücke 3 und dem Außenschenkel des Magnetkernes 1 zunimmt. Mit

dem Anwachsen dieses zweiten Luftspaltes nimmt die von dem Permanentmagneten auf die Brücke ausgeübte Anziehungskraft entsprechend ab, so daß sich im direkten Gegensatz zu einem durch Federkraft vorgespannten Relais die Brücke in ihre zweite Stellung gegen eine abnehmende Spannkraft bewegt. Die Bewegung der Brücke 3 hört auf, wenn sie ihre zweite Stellung im Kontakt mit dem Außenschenkel des Magnetkernes 2 erreicht, wobei der Kontakt 10 die Kontakte 12 und 13 kurzschließt, oder wenn sie durch andere mechanische Vorrichtungen angehalten wird.

Claims (11)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektromagnetisches, neutrales Relais mit einem mehrschenkeligen, magnetisierbaren Kern, z. B. Weicheisenkem, einem schwenkbar über dem Kern angeordneten Kontaktteil, z. B. einer Kontaktbrücke, und mit mindestens einem außerhalb des Erregerflusses liegenden permanenten Rückstellmagneten, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernschenkel zwei und der RücksteHmagnet einen dritten, jeweils geometrisch unterschiedlich verlaufende Magnetflußkreise bilden, wobei die Kontaktbrücke in der ersten von zwei einen elektrischen Stromkreis schaltenden Kontaktstellungen durch den Rückstellmagneten gehalten wird, dessen Magnetflußkreis nur einen eine die Kontaktbrücke effektiv wirksam anziehende Polfläche enthaltenden Flußteil mit dem ersten Magnetnußkreis gemeinsam hat, und daß die Kontaktbrücke für die zweite Kontaktstellung zu dem vom Rückstellmagneten unbeeinflußten Außenschenkelpol des zweiten Magnetflußkreises verschwenkbar ist.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen, durch die der erste und der zweite magnetische Kreis gebildet werden, je einen U-förmigen Magnetkern aufweisen und die beiden Magnetkerne nebeneinander liegen und eine etwa E-förmige Einheit bilden und daß der bewegliche Teil oberhalb dieser E-förmigen Einheit drehbar befestigt ist, wobei in jeder möglichen Lage dieses beweglichen Teiles der magnetische Widerstand des magnetischen Weges zwischen dem Ende des inneren Schenkels des ersten Magnetkernes und dem beweglichen Teil größer ist als der zwischen dem inneren Schenkel des zweiten Magnetkernes und dem beweglichen Teil.

3. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil in seiner ersten Stellung mit seinem einen Ende an den äußeren Schenkel des ersten Magnetkernes und in seiner zweiten Stellung mit seinem anderen Ende an den äußeren Schenkel des zweiten Magnetkernes grenzt, wobei ein Stück des beweglichen Teils zu dem ersten und ein Stück des beweglichen Teils zu dem zweiten Magnetkreis gehört.

4. Relais nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte magnetische Kreis von Pol zu Pol durch den Permanentmagneten und durch den ersten U-förmigen Magnetkern, den beweglichen Teil, den inneren Schenkel des zweiten Magnetkernes zurück zum Permanentmagneten verläuft, wobei der von dem Permanentmagneten in diesem Kreis erzeugte Fluß so groß ist, daß er normalerweise den beweglichen Teil in seiner ersten Stellung vorgespannt hält.

5. Relais nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der abgeflacht ausgebildete Permanentmagnet so zwischen den inneren Schenkeln der beiden Magnetkerne angebracht ist, daß seine Pole diesen gegenüberliegen.

6. Relais nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Pol des Permanentmagneten dem unteren Teil des ersten U-förmigen Magnetkernes, sein anderer Pol dem unteren Teil des zweiten U-förmigen Magnetkernes benachbart ist und daß sich zwischen den inneren Schenkeln der E-förmigen Einheit eine Schicht aus nichitmagnetischem Material befindet.

7. Relais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Polen des Permanentmagneten und den Magnetkernen Luftspalte ibefinden.

8. Relais nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Schenkel des ersten U-förmigen Magnetkernes kürzer ist als die übrigen Schenkel der beiden Magnetkerne.

9. Relais nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur elektromagnetischen Erregung des ersten und des zweiten magnetischen Kreises aus einer zum mindesten einen Teil der Innenschenkel der E-förmigen Einheit umgebenden Erregerwicklung bestehen.

10. Relais nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil drehbar auf einer Verlängerung des inneren Schenkels des zweiten U-förmigen Magnetkernes befestigt ist.

11. Relais nach den Ansprüchen 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Permanentmagnet etwa in der Mitte der Erregerwicklung befindet, wobei seine Pole etwa senkrecht zur Wicklungsachse liegen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 729 980;
deutsche Auslegeschrifit Nr. 1 019 383;
USA.-Patentschrift Nr. 2 702 841.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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