DE1291832C2

DE1291832C2 - Elektromagnetisches relais

Info

Publication number: DE1291832C2
Application number: DE1964G0040455
Authority: DE
Inventors: Hans 8000 München; Grüner Wolfgang 7209 Wehningen Sauer
Original assignee: Matsushita Elektric Works Ltd., Osaka (Japan); Sauer, Hans, 8000 München
Priority date: 1964-04-25
Filing date: 1964-04-25
Publication date: 1975-10-09
Also published as: DE1291832B; JPS5135710B1; GB1107571A; US3340487A

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais, dessen Magnetsystem einen langgestreckten Kern, ein entsprechend ausgebildetes Joch und einen winkelförmig ausgebildeten Klappanker aufweist, dessen dem Kern abgewandtes Ende gabelförmig ausgebildet ist und mit dem Joch — in dessen Ende eingreifend — einen zusätzlichen Luftspalt bildet.

Bei einem nach der DT-PS 6 22 791 bekannten Relais dieser Art bewegt sich das gabelförmige Ende des Klappankers bei kleiner werdendem Luftspalt zwischen Kern und Klappanker aus der Ebene des Jochschenkels hinaus. Das Joch dieses Relais hat nur einen Schenkel.

Bekannt ist auch ein Stufenrelais (DT-PS 9 52 835), das 7wei oder mehrere Spulen und einen um einen Drehpunkt am Jochende verschwenkbaren abgewinkelten Klappanker aufweist. Dieses bekannte Relais ist so ausgebildet, daß der Klappanker mehrere Arbeitsstellungen einnehmen kann, je nachdem welche Spule erregt ist. In einer der Arbeitsstellungen steht eine der Klappankerstirnflächen einer entsprechenden Stirnfläche des Jochs unter Luftspaltbildung gegenüber, so daß der Fluß zwischen dem Klappanker und dem Joch fließt. Das abgewinkelte Klappankerende liegt bei einer anderen Arbeitsstellung des Klappankers seitlich an einem Jochschenkel an. Wird der Klappanker von dem einen Spulenkern angezogen, so wird das anliegende Klappankerende von dem betreffenden Jochschenkel entfernt Dabei tritt jedoch eine der auf den Klappanker ausgeübten Anziehungskraft entgegenwirkende magnetische Kraftkomponente auf.

Es ist ferner ein Mikroelektromagnet bekannt (DT-AS 11 25 546), der mit einem um eine Achse drehbaren, zu zwei Ankerlappen abgewinkelten Klappanker versehen ist. Im abgefallenen Zustand des Klappankers besteht sowohl zwischen dem einen Ankerlappen und dem Kern als auch zwischen dem anderen Ankerlappen und dem Joch jeweils ein Luftspalt. Dieser Luftspalt wird im angezogenen Zustand des Klappankers bis auf Null reduziert Dadurch ist die auf den Klappanker ausgeübte Anziehungskraft um so stärker, je geringer die jeweilige Luftspaltbreite ist. Die Anziehungskraft ist damit stark von der Lage des Klappankers gegenüber dem Kern und dem Joch abhängig. Es addieren sich nämlich bei Erregung des Relais die vom Magnetfluß in den beiden Luftspalten erzeugten, auf den Klappanker wirkenden Kräfte; beide Kräfte nehmen mit abnehmender Luftspaltbreite sehr stark zu, so daß der größte Wert der auf den Anker wirkenden Kraft kurz vor dem Aufprallen des Ankers auf den Kern gegeben ist. Eine derartige Abhängigkeit ist insbesondere dann unerwünscht, wenn das Relais extreme Abfallbedingungen aufweisen soll oder ein in der Endphase gedämpfter An?ug des Ankers gefordert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Relais eingangs genannter Art dahingehend weiterzubilden, daß der zwischen dem Joch und dem gabelförmigen Ende des Klappankers auftretende Magnetfluß weitestgehend mit zur Zugkraftentwicklung im Sinne der Betätigung des Klappankers herangezogen wird, so daß eine Verstärkung dieser Zugkraft während des Klappankerweges, aber nur bis kurz vor seinem Aufprall auf den Kern, bewirkt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Relais dadurch gekennzeichnet, daß das Joch mehrschenklig ausgebildet ist und nur ein erster Jochschenkel mit dem gabelförmigen Ende des Klappankers zusammenwirkt, während an weiteren, seitlich angeordneten Jochschenkeln der Klappanker gelagert ist, und daß der erste Jochschenkel und das gabelförmige, in seiner ganzen Länge geradlinig ausgebildete Ende des Klappankers etwa in einer Ebene liegen, derart, daß in abgefahrener Stellung des Klappankers dessen gabelförmiges Ende etwas aus dieser Ebene heraustritt und bei Anzug des Ankers in diese Ebene hineingezogen wird.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird erreicht, daß sich der Kraft-Weg-Charakteristik zwischen dem Klappanker und dem Kern, die durch eine steigende Anziehungskraft mit geringer werdendem Luftspalt gekennzeichnet ist, nunmehr noch eine Kraft-Weg-Charakteristik zwischen dem gabelförmigen Ende des Klappankers und dem Jochschenkel überlagert, die ähnlich derjenigen eines Tauchspulensystems ist Die Kraft-Weg-Charakteristik zwischen dem gabelförmigen Ende des Klappankers und dem Jochschenkel verläuft bei starker Annäherung des gabelförmigen Endes an den Jochschenkel im umgekehrten Sinne wie die Kraft-Weg-Charakteristik zwischen dem Klappanker und dem Kern. Dadurch tritt eine gewisse Kompensation der Gesamtcharakteristik ein. Dieser Effekt kann durch die Wahl des Winkels zwischen dem Klappanker und seinem gegabelten Ende variiert werden. Das gabelförmige Ende des Klappankers und der Jochschenkel bleiben bei den in Frage kommenden

Einstellungen dieses Winkels im wesentlichen immer in einer Ebene und berühren sich nie; daher tritt zwischen ihnen auch keine Luftspaltlängenänderung auf und damit auch keine unerwünscht starx ansteigende Zugkrafiänderung bei Bewegung des Klappankers, sondern die Zugkraft verhält sich abhängig von dem von dem gabelförmigen Ende des Klappankers in Richtung auf den Jochschenkel zurückgelegten Weg erst steigend und dann fallend. Demzufolge wird die Kraft-Weg-Charakteristik der Resultierenden der Anzugskräfte verhältnismäßig flach und damit die Zugkraftänderung geringer.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Zeichnung beschrieben.

F i g. 1 zeigt das Relais, betrachtet von der Seite des eisten Jochschenkels,

Fig. II zeigt das Relais nach Fig. 1 l.n Schnitt längs der Linie A-B.

Fig. IV zeigt Kraft-Weg-Charakteristiken zur Erläuterung der Funktionsweise des Relais.

Das Relais nach dem Ausführungsbeispiel weist ein Magnetsystem mit einem langgestreckten Kern 4, ein Joch mit drei Jochschenkeln 5, 6, 7 und einen winkelförmig ausgebildeten Klappanker 1 auf. Das dem Kern 4 abgewandte Ende 2, 3 des Klappankers 1 ist gabelförmig ausgebildet und bildet mit dem Jochschenkel 7 — in dessen Ebene eingreifend — zusätzliche Luftspalte. Der Klappanker 1 ist an den seitlich angeordneten Jochschenkeln 5, 6 gelagert. Der erste Jochschenkel 7 und das gabelförmige, in seiner ganzen Länge geradlinig ausgebildete Ende 2, 3 des Klappankers 1 liegen etwa in einer Ebene derart, daß in abgefallener Stellung des Klappankers 1 dessen gabelförmiges Ende 2, 3 etwas aus dieser Ebene heraustritt und bei Anzug des Ankers in diese Ebene hineingezogen wird. Den stirnseitigen Querkanten von an dem gabelförmigen Ende 2, 3 des Klappankers 1 befindlichen Ankerlappen 8, 9 stehen entsprechend ausgebildete Querkanten 10, 11 des ersten Jochschenkels 7 gegenüber.

Durch nicht dargestellte Einstellglieder ist die Einstellung des gabelförmigen Endes 2, 3 des Klappankers 1 in bezug auf die Ebene des mit ihm zusammenwirkenden Jochschenkels 7 veränderbar.

Durch ebenfalls nicht dargestellte Mittel ist der mit dem gabelförmigen Ende 2, 3 des Klappankers 1 zusammenwirkende Jochschenkel 7 zur Befestigung des Relais ausgebildet.

Die Jochschenkel 5, 6 sind einander parallel und von dem Klappanker 1 überbrückt. Der Klappanker 1 is; scharfkantig abgewinkelt und lagert an je einer Kante der Jochschenkel 5, 6; hierzu sind bekannte, nicht dargestellte Hiltsglieder vorgesehen.

Der Luftspalt zwischen den Querkanten 10, U und den Ankerlappen 8, 9 bildet einen relativ großen Betätigungsweg, der zweckmäßig relativ weit vom Drehpunkt entfernt ist, um ein möglichst großes Drehmoment zu erhalten.

Die Kraft-Weg-Charakteristik p-s der aus diesem Luftspalt resultierenden Anzugskraft ρ zeigt die Kurve c in F i g. IV; die Kurve c ähnelt der eines Tauchmagnetsystems und hat die größte Anzugskraft ρ kurz vor dem Eintauchen. Dies entspricht etwa der in Fig. 11 gezeigten Position des Ankerlappens 8. Es ist leicht zu erkennen, daß die Position des Ankerlappens 8 weitgehend unabhängig vom Luftspalt festgelegt werden kann. Wesentlich ist, daß die Kraft-Weg-Charakteristik des Klappankersystems und des Tauchmagnetsystems zusammenwirken. Die steile Kraft-Weg-Charakteristik gemäß Kurve a, die aus der Anzugskraft zwischen dem Klappanker 1 und dem Kern 4 sowie zwischen dem Klappanker 1 und den Jochschenkeln 5 und 6 resultiert, wird durch eine zusätzliche Anzugskraft ρ verstärkt, die ihr Maximum hat, bevor der Klappanker 1 seine angezogene Stellung erreicht, in dieser Stellung jedoch angenähert wieder auf Null zurückgegangen ist.

Die Kurve b in Fig. IV zeigt die Kraft-Weg-Charakteristik eines kombinierten Systems im Vergleich zur Kurve a, die ohne die zusätzliche Anzugskraft ρ gemäß Kurve c gegeben ist. Die Kurve b in der speziellen dargestellten Form enlsteht allerdings nur dann aus der Kurve a, wenn, wie in Fig. 111 dargestellt, der Ankerlappen 8 in die gestrichelte Position 8' gelangt und damit ein den Anzugskräften auf den Klappanker 1 entgegenwirkendes Gegendrehmoment ausübt. Eine solche Position 8' des Ankerlappens 8, wie sie beispielsweise schon beim Ankerlappen des Relais nach der DT-PS 6 22 791 gegeben ist, wird vorzugsweise dann vorgesehen, wenn ein Relais mit extremen Abfallbedingungen gewünscht ist oder ein in der Endphase stärker gedämpfter Anzug des Klappankers 1 gefordert ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

12 91 Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Relais, dessen Magnetsystem einen langgestreckten Kern, ein entsprechend ausgebildetes Joch und einen winkelförmig ausgebildeten Klappanker aufweist, dessen dem Kern abgewandtes Ende gabelförmig ausgebildet ist und mit dem Joch — in dessen Ebene eingreifend — einen zusätzlichen Luftspalt bildet, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch mehrschenklig ausgebildet ist und nur ein erster Jocnschenkel (7) mit dem gabelförmigen Ende (2,3) des Klappankers (I) zusammenwirkt, während an weiteren, seitlich angeordneten Jochschenkeln (5, 6) der Klappanker (1) gelagert ist, und daß der erste Jochschenkel (7) uad das gabelförmige, in seiner ganzen Länge geradlinig ausgebildete Ende (2,3) des Klappankers (1) etwa in einer Ebene liegen, derart, daß in abgefallener Stellung des Klappankers (1) dessen gabelförmiges Ende (2, 3) etwas aus dieser Ebene heraustritt und bei Anzug des Ankers (1) in diese Ebene hineingezogen wird.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die stirnseitigen Querkanten des in Längsrichtung des Kernes (4) verlaufenden, gabelförmigen Endes (2, 3) des Klappankers (1) entsprechend ausgebildete Querkanten (10, 11) des ersten Jochschenkels (7) gegenüberstehen.

3. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung des gabelförmigen Endes (2,

3) des Klappankers (1) in bezug auf die Ebene des mit ihm zusammenwirkenden Jochschenkels (7) veränderbar ist.

4. Relais nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mit dem gabelförmigen Ende (2,3) des Klappankers (1) zusammenwirkende Jochschenkel (7) zur Befestigung des Relais ausgebildet ist.

40