DE3140374A1

DE3140374A1 - Bistabiles klappankerrelais

Info

Publication number: DE3140374A1
Application number: DE19813140374
Authority: DE
Inventors: Jürgen 8802 Lichtenau Meinhardt
Original assignee: EBERLE ANLAGEN KG
Current assignee: EBERLE ANLAGEN KG
Priority date: 1981-10-10
Filing date: 1981-10-10
Publication date: 1983-04-28

Description

Bistabiles Klappankerrelais
Die Erfindung bezieht sich auf ein bistabiles Klappankerrelais mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruchs 1. Es handelt sich im wesentlichen um ein gepoltes Relais mit winkelförmigem Klappanker und 2 stabilen Schaltzuständen, mit einer elektrischen Erregerwicklung und einem Dauermagneten zur Aufrechterhaltung des jeweiligen Schaltzustandes, welches in seinem Aufbau weitgehendst mit einem entsprechend ungepolten Relais übereinstimmt.
Elektromagnetische Relais, mit 2 stabilen Schaltstellungen werden vor allem dann verwendet, wenn nach Erregung durch einen Impuls die damit erzielte Lage des Ankers auch nach Beendigung des Impuls erhalten bleiben soll, bis ein anderer Impuls die ursprüngliche Schaltstellung wieder herstellt.
Es sind bereits gepolte Relais bekanntgeworden, die einen Dauermagneten zur Aufrechterhaltung der beiden Schaltzustände besitzen.
So wird z. B. in der DE-PS 846 863 ein Permanentmagnet in den Magnetkreis eingefügt, so daß der 2schenklige Anker mit einem Schenkel entweder über das Jochteil den Magneten kurzschließt oder in der anderen Lage mit dem anderen Schenkel den Magnetkreis über die Reihenschaltung Magnet-Joch-Spule schließt.
In der DE-AS 1198455 wird nun durch entsprechende Ausbildung von Ankerarmen erreicht, daß der aus der Parallelschaltung der beiden magnetischen Widerstände resultierende Widerstand in beiden Schaltstellungen des Ankers gleich ist.
Allerdings sind diese Relais im Aufbau nicht mehr mit einem ungepolten Relais vergleichbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, die genannten Mängel zu beseitigen und ein gepoltes Relais zu schaffen, das weitgehendst aus Teilen des entsprechenden ungepolten Relais besteht, ferner kurze Eisenwege bei geringen Streuverlusten aufweist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Kennzeichens des Patentanspruchs 1.
Die vorgesehene Anordnung führt zur Ausbildung von zwei dauermagnetischen Kreisen, einmal dem Hauptkreis, der über eine Ankerplatte, dem Joch, dem Dauermagneten, einem Paßstück und dem oberen Teil des Kerns verläuft und bei angezogenem Anker wirksam wird und einem Nebenkreis, der aus dem Dauermagneten, dem Joch, dem Kern und dem Paßstück besteht.
Der Nebenkreis ist bei wirksamem Hauptkreis magnetisch außer Funktion gesetzt und wird erst bei abgefallenem Anker durch Eintauchen eines Ankerzapfens in das Magnetfeld innerhalb einer Jochausnehmung stärker als das durch einen Arbeitsluftspalt geschwächte Magnetfeld des Hauptkreises.
Weitere vorteilhafte Eigenschaften des Erfindungsgegenstandes sind: Die Möglichkeit zur Ansteuerung bei Er- bzw. Entregung durch gleichhohe Impulse, die bei einer Einfachspule von entgegengesetzter Polarität, bei einer herkömmlichen Doppel spule dagegen von gleicher Polarität sein müssen.
Das Relais ist ferner gegen Übererregung unempfindlich.
Aus diesem Grunde findet daher keine Beeinflussung der angestrebten Schaltfunktion am Relais im Falle einer Übererregung statt.
Außerdem bietet der abgewinkelte Ankerzapfen im Zusammenwirken mit dem Isolierteil am Anker sowie mit einem Betätigungsglied für die Schaltfeder und der Vorspannung der Schaltfeder selbst, die Möglichkeit, einen Kontaktnachlauf konstruktiv mit der Ruhelage des Relais zu verbinden.
Einzelheiten der Erfindung sind an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch das Relais bei angezogenem Anker in der Arbeitslage und Fig. 2 einen Schnitt bei abgefallenem Anker in der Ruhelage des Relais.
Das Relais ist in herkömmlicher Weise wie ein ungepoltes Relais aufgebaut und besteht aus einem Dauermagneten 1, einem Paßstück 2, wobei auch beide Teile durch einen einzigen Dauermagneten ersetzt werden können, einem Klappanker 3, bestehend aus Ankerzapfen 4, Ankerplatte 6 und Isolierteil 5. Weitere Bestandteile bilden das Joch 10 mit Jochausnehmung 11 an der Wälzkante 17 eines Schneidenlagers, der Kern 7, mit oberem Teil 7 a und Kernreduzierung 8, ferner die Kontaktträger 20, die Schaltfeder 15, die Schaltkontakte 21, 23, 24 und das Betätigungsglied 14 für die Schaltfeder 15.
Kontaktsatz und die Magnetkreisteile sowie Spule 9 und Spulenkörper 22 sind in üblicher Weise auf einer Grundplatte 16 montiert.
Der Unterschied zu einem entsprechend ungepolten Relais liegt lediglich in der Veränderung der Bauform des Ankers 3 durch den Ankerzapfen 4, und des Jochs 10 durch die Jochausnehmung 11 sowie der Kernreduzierung 8. Außerdem wird der Dauermagnet 1 benötigt und eventuell ein Paßstück 2.
Weder am Kontaktsatz selbst noch an den Einbaumaßen ändert sich etwas.
In der Ruhelage (Fig. 2) ist derdauermagnetische Nebenkreis geschlossen, wobei durch die resultierende Anzugskraft des in den Nebenkreis eintauchenden Ankerzapfens 4 die Kraftwirkung der Luftspaltinduktion im Arbeitsluftspalt 12 des dauermagnetischen- Hauptkreises aufgehoben wird.
Eine stabile und definierte Lage des Ankers 3 wird hierbei durch die vorgesehene Anlage des Isolierteiles 5 am Joch 10 erreicht, wodurch sich der Nebenluftspalt 13 zwischen Dauermagnet 1 und Ankerzapfen 4.bildet.
Durch die konstruktive Anordnung eines Spiels 18 zwischen dem Betätigungsglied 14 und der Schaltfeder 15 in der Ruhelage des Relais wird der erforderliche Kontaktnachlauf zwischen den Schaltkontakten 23, 24 berücksichtigt.
Um aus der Ruhelage (Fig. 2) in die Arbeitslage zu gelangen (Fig. 1) wird das Relais derart erregt, daß der elektromagnetische Fluß sich dem dauermagnetischen Fluß überlagert. Daraus ergibt sich eine Kraftwirkung, die die Ankerplatte 6 anzieht. Der magnetische Widerstand im Hauptkreis wird dadurch erheblich reduziert und ist zum magnetischen Widerstand im Nebenkreis wesentlich kleiner.
Nach Wegnahme der Spulenerregung bleibt die Ankerplatte 6 selbsttätig haften, da der dauermagnetische Hauptkreis wirksam ist. Diese Haltekraft kann durch den magnetischen Widerstand im Nebenkreis konstruktiv z. B. durch die Kernreduzierung 8 beeinflußt werden.
Um nun wieder in die Ruhelage (Fig. 2) zu kommen, wird das dauermagnetische Feld mit einem zu diesem entgegengesetzten Feld der Erregerspule 9 überlagert. Dabei wird der wirksam werdende Nebenkreis durch die Rückstellkraft der Schaltfeder 15 unterstützt.
Leerseite

Claims

Patent-Schutzansprüche C istabiles Klappankerrelais mit einem Dauermagneten, durch dessen Kraftwirkung ein magnetischer Haupt-und ein magnetischer Nebenkreis getrennt funktionswirksam werden, wobei durch die Änderung des magnetischen Widerstandes im Nebenkreis die Haltekraft für den Anker im Hauptkreis bestimmt werden kann und zur Einleitung des Schaltvorganges bzw. des Schließvorganges des Ankers das vorhandene dauermagnetische Feld durch ein elektromagnetisches Feld überlagert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der magnetische Nebenkreis, welcher aus dem Dauermagnet (1) und den Flußstücken, dem Paßstück (2) dem Kern (7, 7 a) mit Kernreduzierung (8) und dem Joch (10) besteht, durch das Eintauchen des Ankerzapfens (4), hervorgerufen durch die Drehbewegung des Klappankers (3), in die Jochausnehmung (11) und den damit in den genannten magnetischen Nebenkreis mit der daraus resultierenden Kraftwirkung diejenige der Luftspaltinduktion im Arbeitsluftspalt (12) des Hauptkreises aufhebt, welcher aus dem Dauermagneten (1) und den Flußstücken, nämlich Paßstück (2) Kernteil (7a) Ankerplatte (6) und Joch (10) besteht, wobei die Drehbewegung des Klappankers (3) durch das Entstehen eines Entregerflusses in der Spule (9) und unter gleichzeitiger Mitwirkung einer Rückholfeder, z. B. der Schaltfeder (15) erfolgt.
2. Klappankerrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Verdrehung des Zapfens (4) um die Wälzkante (17) das am Anker (3) befestigte Isolierstück (5) zur Anlage an das Joch (10) und dadurch in eine stabile und definierte Ruhelage kommt, die ohne Einwirkung auf das Betätigungsglied (14) und auf die Schaltfeder (15) ist, da sich ein vorherbestimmtes Spiel (18) am Betätigungsglied (14) der Schaltfeder (15) einstellt, wobei die Rückstellkraft der Schaltfeder (15) derart ausgelegt ist, daß bei entlastetem Betätigungsglied (14) ein an den Schaltkontakten (23, 24) erforderlicher Kontaktdruck nicht unterschritten wird und das Spiel (18) gleichzeitig den Kontaktnachlauf sicherstellt.
3. Klappankerrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erreger- bzw. Entregerimpulse bei einer Einfachspule gleich hoch und voneinander entgegengesetzter Polarität sind.
4. Klappankerrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erreger- bzw. Entregerimpulse bei einer Doppelspule gleich hoch und von gleicher Polarität sind.
5. Klappankerrelais nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Übererregung ohne Einfluß auf die Funktion des Relais hinsichtlich der gewUnschten Schaltstellung ist.