DE1564465A1 - Elektromagnetische Betaetigungsvorrichtung - Google Patents

Description

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Dipl.-lng. HORST AUER

Patentanwalt

Anmelder: N, V. PHiLIPS'6L0EIUHPENFÄBRIEKEM Akt·: VSS- 1198 24.Oktober 1966

"Elektromagnetische Betätigungsvorrichtung."

Die Erfindünij bezieixt. sieh auf eine elektroniagnetiBche· Betäti-

riclitung, die ein JooK mit drei nahezu auf der gleichen Linie (der Pollinie) liegenden Polen, einen Uni wesentlichen im Wirkun&sbereich .eines dieser Pole wirksaiaen llauerinagnet und einen im wesentlichen psücall&l zu dei" Pollinie Versehiebbaren Anker, enthält j wobei der Anker durch Erregung einei¹ umfeinenTeil dee Joches liegenden Spule von eineir ersten Spillage in eine aweite Ehadlage.iibergeftthrt werden kann und- sich in der ersten Endlage im -wescsatliehen im- Wirkungsbereich des ersten uad des sielten (raittlexefi tier, drei Pole-und in der sweiten Etealags Im-. xresentlichen xsi: t'JlEKuttgsbereiea des isifeiten und. des dritten des· drei Pole. tos. ueeh-eis 'WfUUeIS.: ■ ü f) S |Ö/ I^ 1 i

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Bei einer bekannten Vorrichtung dieser-Art-bildet lor Diuer-■•na^rr.et einen Teil eines der Ausser.schenkel eines drei£Cr±enkli.;en' Jccbes unl ist ici !'itteLecbenkel Kit der Erregers].'.. Ie versehen. Der Anker dieser Vorriuhtvinj Getätigt Ventile oder an lere !'aschinenteiie. Bei dieser bekannten Vorrichtung niniint der Anker bei nicht .erregter opule ctets- dieselbe Eni-a^je ein, in der er vcrr DaUGiTi₀--neten Ka^netiech festgehalten wird. Die Erfindung, hat den Zweck, eine Vorrichtung der obenerwähnten Art au schaffen, bei der der Anker eine elektrische Kontaktvorrichtung betHti^t und letztere bei nicht erregter S_xIuIe in einer von zwei eindeutig definierten Lagen halten kann.

Eine Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung i;-1 dadurch gekennaeichnft, dass der Dauermagnet ein in "wesentlichen ir: Wirtcanjsberei'ohdes mittleren Fo'lea wirksamer Ma^et itst und der /jaker zwei durch An£cMäü*e definierte Endlagen hat, in denen t - jeweils unter dem Einfluss des durch einen anderen äusaeren Pol gehenden Fluases dee Dauermagneten magnetisch festgehalten v/ird, während das Joch weiter mit einer eAtriechen Kontaktvorrichtung pit eich parallel zum Joch erstreckenden Kontaktfedern versehen iet, wobei mindestens eine dieser Federn eine nut deta Anker * mechanisch gekuppelte berfe^liche Kontaktfeder ist, in der Heise, dass zum Ueberfuhren dee Ankers von der ersten in die zweite Endlage eine Erree^int; der Spule erforderlich ist, die der zum Ueberführer des Ankers von der zweiten iß die erste Endlage erforderlichen Erregung entgegengesetzt ist»

Die Vorrichtung ist grundsätzlich ein t lotabiles polares t-lektron.ajnetiscb.eG EeJ ais.

"' Eine bevoi'zugte Ausführungsform eines Eelais nach der Erfindung

■■■■'.. 'rj ■ -isi dadurch gekennzeichnet_} dauc das Jcoh in wesentlichen Ui^r9friEis"

ictf wobei der mit der Spule versehene Schenkel in der Sähe g'elnee'

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in zwei Teile aiiges^ aJbtsn Endes den ersten und zweiten pole bildet, während das Ende des anderen Schenkels den dritten Pol bildet, und wobei längs der von der Sv>ule abgekehrten Seite des anderen Schen-■ fcele des Joches die Kontaktvorrichtung angebracht ist. Bei einer weiteren Abwandlung dieser bevorzugten AusfUhrungsform ist der mit der Spule versehene Schenkel des U-förmigen Joches auch U-förmig gestaltet, wobei der Dauermagnet ein Schenkel dieses U ist. Bei dieser Bauart des Joches kann die Erregerspule innerhalb der Umrahmung dee Ganzen montiert werden, wodurch die Abmessungen gleich oder geringer als die Abmessungen eines üblichen Klappankerrelais derselben Leietung eein können. - ,

Die Erfindung wird an Hand eines in der Zeiohnung dargestellten Aueführungsbeispieles naher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform einer elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung nach der Erfindung, und

Fig. 2 eine Seitenansicht des den Anker enthaltenden Teiles einer abgewandelten Ausführungsform, die im übrigen dem Relais nach Fig. 1 entspricht.

In den Fijuren sind die Abmessungen der Deutlichkeit halber nicht in den richtigen Verhältnissen dargestellt.

Das in Fig. 1 gezeigte Relais hat ein im wesentlichen U-förmigee Joch 1 aus ferroinagnetischem 'Material., wie Weicheisen. Der mit 2 bezeichnete Schenkel dieses Joches ist mit einer Erregerspule 3 und an seinem Ende Kit einem U-förmigen Bilde versehen, das einen in Achsrichtung des Schenkels magnetisierten Dauermagneten 4 und einen magnetisch leitenden, z.B. aus Weicheisen bestehenden Bügel 5 aufweist. Der Magnet 4, der vorzugsweise aus einem gesinterten oxydiechen f erroiitagnetischen Material mit hexagonaler Struktur besteht, urrider Bügel 5 sind mechanisch feet mit dem Schenkel 2 ver-

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bunden; der-Magnet 4 ist z.B. festgeleimt oder festgeschraubt und der Bügel i> ist z.B festgeklemmt oder feetgesohweisst. Den Enden dee Joohee 1 gegenüber ist ein Anker 12 mit Hilfe ron Blattfedern 10 und 11 beweglich am Joch 1 befestigt. Der Anker 12 besteht ie wesentlichen aus einem magnetisch leitenden, quer zur Längsrichtung des Schenkels 2 verlaufenden Dtreifen. Die Enden des Ankere 12 sind abgebogen und liegen ausuerhalb der durch die linden des Joohee 1 beziehungsweise des Bügels 5 gebildeten Pole. Der Anker 12 wird von den zwei Blattfedern 10 und 11 abgestützt und atets parallel su sich -selbst gehalten. Die Blattfedern 10 und 11 sind je einerseits an einem abgebogenen Teil des Ankers und andererseits am Jooh 1 in der Nahe dee vom Anker abgekehrten Endes des Schenkels 2 befestigt. Diese Blattfedern erstrecken sich dadurch praktisch in Richtung dee Schenkels 2. Das Anker 12 lie^t in der dargestellten Lage mit «.inem abgerundeten Ende 13 an einer aus nicht magnetischem Material} c.B« Phosphorbronze bestehenden, am Ende des Joohos befestigten Dietaniplatte an. Das andere abgerundete Ende 1i> des Ankers 12 liegt einer ahn Hohen Distanz^/lätte 20 gegenüber. Die Distanzplatten 14 und 20 bestirnt· ·η in den Endlagen des Ankers 12 auch den magnetischen Wideretand des Kreises, in dem sie aufgenommen sind, und somit die Verteilung des vom Magneten 4 ausgehenden Magnetflusses über d^Le beiden Enden 13 und 15 des Ankers 12. Dadurch wird verhütet, daes in einer .'Bullig«. des Ankers der Fluss an ier .Uebergangsstelle-vom Anker eum Jooh oder umgekehrt an nur einigen auseerdem noch wechselnden Berührungepunkten zwi£ohen diesen beiden Teilen konzentriert werden würde· Ein aitnehaer 22 ifct cittelß einer gesicherten Loch-und-Zapfenkonstruktion 21 Bit derr, Anker 12 gekuppelt. Der Mitnehmer 22 ist eine mit Aussparungen 24} 2b versehene elektrisch isolierende Platte, z,B. aus Hartpapier, die an deß: vom Anker abgekehrten Ende von einor Blattfeder 23 abge-

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isti Jrt-'den Aussparungen 24, 25 liegen die Enden beweglicher Kontaktfederiv·3P, und31 · Diese Federn· 30 und 3.1 Bind an ihr.en.anderen Enden. 2usaminen mit: den Endenr einer Anzahl fester -Kontaktfedern 32, ,33». 34, 35*: den; Jfta^tfedern 11 und 23 und einer? Anzahl· von_: Federsetzen-. » 40» 41,-42» 43 mit HtIXe von Schrauben 44'und Abstandsstück en-45 aus-Ieoiiermaterial,-z.B. Hartpatpier» am,Joch. 1 befestigt _Φ .;..,., , ■-_; ' .-..- In Abhängigkeit von der Lage des Ankers ,12, sind die-beweglichen Kontaktfedern. 30, ,-31 mit festen Kontaktf eiern 32, 33j. beziehungsr- -_:

weise. 34, -35 in Kontakt,. Die festen. Kontakt federn 32,. 33» 34,3.5 lie-^ gen in der Ruhelagpunter Vorspannung an den nahezu nicht iedernden stützen 40, 41, 42, 43 an.:/;.*; ^ ... - -..-■■ ; ■-'■-. ■ · .'■ - ■-...;

Die Wirkungsweise der dargestellten Vorrichtung ist folgende j■ ■; In der dargestellt en; Lage wird bei. nichj erregter Spule, .3 der-Anker.,12 infolge des vom Kagnqten 4 herrührenden und, zum grössten. Teil über den rechten Teil dea!ι Ankers, -das Ende 13, die Dietanzplatte 14» das Jo_ch 1 und den Schenkel 2 den Weg. des, geringsten magnetischen .Widerstandes folgenden Magnetflusses mit' seinem abgerundeten.Ende 1j gegen die Distanzplatte 14 und daa.Joch 1 gedrückt gehalten, .- . - Ein-gegebenenfalls von"der $ule J erzeugter Magnetfluss wird stets versuchen» vom Schenkel 2 des Jochee 1.durch den Bügel 5 zum. Ende Ϊ5 des Ankers" zu,fHessen, da der Magnet 4 wegen seiner geringen Permeabilität einen grosse.n magnetischen Widerstand bildet.

Dieser Fluss wird über den Anker, das Ende 13 und den gegen-

_xo überHegsnden Teil des Joches 1 zum Schenkel 2 zurückkehren;- Bei einer

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cn ■ derartigen Erregung der Spule 3» dasa der vom-Dauermagnet 4 herrührende O- ' · · .

*"** *"lu3s aja Ende 13 des ^Änkers abgeschwächt und am Ende 15 verstärkt-wird, ^ wiri, sich 4er Anker 12 .nach rechts verschieben, "bis er mit seinem

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das heisst, in der nun eingenommenen lege gehalten., ·- ·'-■-■· -'-^; ·'·■·■■'·' '■■"-■ Eine Erregung der Spule 3 in entgegengesetzter Richtung führt·' eine Abeehwächun-g des vom Magneten 4 ausgehenden Flusses duröh das Ende 15 dee Ankers 12 surr. Bügel ρ und eine Verstärkung des Flusses durch dae Ende 13 zum Jcch 1 herbei und der Anker gelangt wieder in die dargestellte Lage und wird dort magnetisch fest gehalten. Beim Ausschälten ir lirregung besteht dann wieder der Ausgangszustand. Es sind somit zwei -stabile Endlagen möglich, in denen eich der Anker 12 ohne Erregung der Spule 3 befinden kann, während die Ueberführung von der ersten stabilen Endlage in die zweite eine Erregung der Spule 3 erfordert, die der zur Üeberführung von der zweiten in die erste Endlage erforderlichen Erregung entgegengesetzt ist.

■Pie in Fig. 2 skizzenweise gezeigte Ausführungsform enthält ebenso wie die nach Fig. 1 ein nahezu. U-förmiges magnetisch gut leitendes,z.B. aus Weicheneisen bestehendes Joch I mit einem Schenkel 2, der eine Erregerspule 3 enthält. Das Ende des Schenkels 2 ist nahezu U-förmig erweitert, wobei ein Teil des U durch einen magnetisch gut leitenden, z.B. aus Weicheisen bestehenden Bügel 5 und der andere Teil durch eine Verlängerung abs Schenkels 2 gebildet wird.

Im Gegensatz zu der Ausführung form nach Flg. 1 befindet sich jedoch der Dauerma/ net 4 nicht am Schenkel 2 sondern am Anker 12. Dieser Magnet ist in Aohseriohtung des Schenkels 2 magnetisiert. Ein weiterer Unterschied zwischen dieser Ausführungsform und. der nach Fig. 1 besteht darin, dass die Enden 13 und 15 des Ankere 12 inner-IaLb der Enden des Joches liegen. Auch ist der Anker 12 nicht unpi^· '. telbar von den Blattfedern 10, 11 abgestützt. Die Blattfedern 10, 11 sind nShmlich mit ihren Enden am Mitnehmer 22 befestigt, mit dem wier der öbr Anker 12 fest verbunden ist. Der Mitnehmer 22 uad eomit der an ihn befestigte Anker 12 können infolge der Abstützung luroh

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die .'Blattfedern ^:10₁. 11 parallel zu sichselbst bewegt werden. Die doppelte Abstützung, des Kitnehraers 22 durch die Blattfedern 10, 11-maoht. eine Abstützung an-'dein, vom Anker abgekehrten Ende dieses Mitnehmers überflüssig, so daeu die in Fig. 1 mit 23 bezeichnete Blattfeder fehlt.

Die Distanzplatten 14 und 20 befinden sich, im Gegensatz zu der Ausführungsform naoh. Fig. 1 auf der Innenseite der äusseren Enden des Joches. Sie liegen den abgerundeten Enden 13 und 15 des Ankers 12 t££;enüber. Die Abmessungen der dem Magnet 4 gegenüberliegenden Endoberfl&che des Schenkels 2 sind derartig , dass der Kagnet sich ungeachtet der Lage des Ankera stets dieser Endoberflüche gegenüber befindet.

Die Ausführuncsforin der Fig. 2 unterscheidet eich somit von der naoh Fig. 1 im wesentlichen durch die Form und Lagerung dee Ankere und durch die Anordnung des Dauermagneten.

b ORtGIWAL

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Claims (4)

PATMTAH SPRUECHEi - 8 - POT 1198

1..) Elektromagnetische Betätigungsvorrichtung, die ein Joch mit drei nahezu auf gleicher Linie (der Pollinie) liegenden Polen, einen, im wesentlichen im Wirkungsbereich eines dieser Pole wirksamen Dauermagneten und einen parallel zur Pollinie verschiebbaren Anker enthält, wobei der iOiker durch Erregung einer um einen Teil des Joches angebrachten Spule von einer ersten Endlage in eine.zweit· Endlage übergeführt werden kann, während der Anker sich in der ersten Endlage in wesentlichen im Wirkungsbereich des ersten und zweiten (mittleren) der drei Pole und in der zweiten Endlage im wesentlichen in Wirkungsbereich des zweiten und dritten öer drei Pole des Joches befindet,dadurch gekennzeichnet, dass der Dauermagnet ein im wesentlichen im Wirkungsbereich des mittleren Poles wirksamer Magnet ist und der Anker zwei durch Anschläge definierte stabile Endlagen hat,- in denen er Jeweils unter den Einfluss des durch einen anderen Äusseren Pol gehenden Flusses des Bauermagneten magnetisch festgehiteh .wird, während das Joch weiter mit einer elektrischen Kontaktvorrichtung «dt sich parallel zum Joch erstreckenden Kontaktfedern versehen ist» wobei mindestens eine dieser Federn eine mechanisch mit dem Anker gekuppelte bewegliche Kontaktfeder ist, in der Weise, dass sub Ueberftfhren cfes Ankers von der ersten in die zw%ite Endlage eine Erregung der Spule erforderlich ist, die der zum Üeberführen des Anke*·* Von der zweiten in die erste Endlage erforderlichen Erregung entgegengesetzt ist,

2. Elektromagnetische Betätigungsvorrichtung nach Anspruch i_t dadurch gekennzeichnet, dass das Joch im wesentlichen U-f&raig iet, wo» bei der die Spule enthaltender Schenkel in dar Nähe seines in swei Teile aiigespalteten Endes den ersten und den zweiten Pol bildet, während

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das !fade* des anderen Schenkels den dritten Hol biade-t^ und die"

fcontakt vorrichtung längs der von der Spul« abgekehrten Seite des anderen Sahenköle des Joehes angebracht, iat.

3, Bl«ktPOmagn:eti»0he BetätigungevorrAchiiing nach; Anegrjieh...2$._: &&*- durch gekenuzeichnÄt;, dass daa Ende des mit der Sgul SöheKkßls disB Jfß0fe©»; ü*-f!ojaaiij; ausgebiiläei- JaIt₁ vhjä» d^ro; deas net einen fJeäil bilde*»

4. SlafctroinagnetiiBciiB Hetatiigtinssvimriiqiitung· nach, ©itoßm d&E< stehenden Anspxiichei dadurch gökennzeichnet j_; dass, die eacjflhnten lagen <fee Ankers je. durch die Zueacir.enwirkttng eiitttr.- sbgpanmdelißn·, fluche am Anker· jatt einBin anderen dJ&r Suffser/en. Eölte des;. Jfeshe©;

5-« BlefctroEiagiietißohe 3et&tl^n&moxTLoht%xng; n<xoli>e±nm: dfec^^ vorstehenden Awsprttöhe, dadurch gekennÄBißhnet,; dies zjfi3Bch»n jedeat di 'itieseran Pole des Joches und dian mit dt»sen des Ankers eine dünne Bla-tte aus nicht magnetiiechem; tat,

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