DE2038181B2 - Bistabiles polarisiertes elktromagnetisches relais - Google Patents

Description

so hat dies den großen Vorteil, daß der magnetische den mit ihnen zu koppelnden Bauteilen des Relais, Übergangswiderstand zwischen dem Permanentma- beispielsweise auf einem die Anker und die Kongneten und dem Anker unabhängig von dessen Lage takteinrichtungen enthaltenden Schutzgehäuse aufstets annähernd gleich groß ist, weil der Anker im liegen.

Bereich seiner Lagerstelle im wesentlichen unbewegt 5 Ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung und somit auch der Luftspalt zur Ankopplung zwi- sieht vor, daß die der magnetischen Ankopplung des sehen Permanentmagnet und Anker annähernd kon- Steuerflusses und des Permanentmagnetflusses an die stant bleibt. Anker dienenden Flußführungsteile als zwei im we-

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung sentlichen U-förmige Flußführungsbügel ausgebildet wird erreicht, wenn gemäß einer Fortbildung der Er- io sind. Dies ermöglicht eine von den im vorhergehcnfindung bei Verwendung eines aus zwei Teilen auf- den beschriebenen Ausführungsbeispielen abweigebauten magnetischen Gegenpols ein magnetisier- chende Anordnung der Erregerwicklung und kann barer Kern vorgesehen ist, der an seinem einen End- außerdem je nach dem zur Verfügung stehenden Einbereich die vorgenannten zwei Teile des magnetischen bauraum für das Relais von Nutzen sein.
Gegenpoles unter Wahrung einer elektrischen Isola- 15 Dabei kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung tion magnetisch miteinander koppelt, in dem hieran des zuletzt genannten Ausführungsbeispiels der Eranschließenden Teil von zumindest einer Erreger- findung der der magnetische Ankopplung des Steuerwicklung umschlossen ist und an seinem anderen flusses an die Anker dienende U-förmige Flußfüh-Ende mit einem Flußführungsblech magnetisch ver- rungsbügel aus zwei L-förmigen Flußführungswinkeln bunden ist, das zwei den Ankern im Bereich der 20 zusammengesetzt sein, was fertigungstechnisch leich-Arbeitsluftspalte gegenüberstehende Abwinklungen ter durchführbar ist als die Ausbildung des U-förmizur magnetischen Ankopplung der Erregerwicklung gen Bügels aus einem einzigen Werkstück und was und zwei weitere Abwinklungen zur magnetischen außerdem das Aufstecken einer separat gewickelten Ankopplung von zwei Permanentmagneten an die Erregerwicklung möglich macht, wie dies nach einer Anker besitzt. Diese Ausbildung des Relais bringt 25 Fortbildung der Erfindung vorgesehen ist, der zufolge mehrere beachtliche Vorteile mit sich, deren einer der Basissteg des U-förmigen Flußführungsbügels darin besteht, daß die Erregerwicklung(en) und der von zumindest einer Erregerwicklung umschlos- oder die Permanentmagneten räumlich weit vonein- sen ist.

ander getrennt sind, so daß eine Induktionsänderung Der andere U-förmige Flußführungsbügel hingegen

des oder der Permanentmagnete durch Temperatur- 30 kann gemäß einer Weiterbildung der Erfindung so gang, wie sie durch eine thermische Belastung der ausgebildet sein, daß an den freien Enden der Sehen-Erregerwicklung entstehen könnte, weitestgehend kel des der magnetischen Kopplung des Permanentvermieden ist. Die magnetischen Verhältnisse des magnetflusses dienenden U-förmigen Flußführungs-Relais und damit seine Betriebswerte bleiben also bügeis jeweils ein Dauermagnet befestigt ist.
vorteilhaft konstant. Darüber hinaus ist eine ratio- 35 Werden darüber hinaus gemäß einer Weiterbildung nelle Herstellung der Flußführungsteile gewährleistet der Erfindung die Dauermagneten in Richtung der und außerdem wird die Montage der Einzelteile des Längsachse der Anker beweglich befestigt, so ergibt Relais bedeutsam vereinfacht, weil an Stelle meh- sich daraus in äußerst einfacher und andererseits rerer einzelner Bauelemente deren nur eines vor- wirkungsvoller Weise eine Justierbarkeit für den auf handen ist und montiert werden muß. 40 die Anker wirksamen Permanentmagnetfluß, weil

Wird bei dem zuletzt genannten Ausführungsbei- sich mit der Verschiebung der Dauermagneten erstens spiel der Erfindung gemäß einer weiteren Ausgestal- der Luftspalt zwischen ihnen und den Ankern und tung derselben der mit der Längsachse der Erreger- zweitens der wirksame Hebel in bezug auf den wicklung parallel verlaufende Schenkel des Fluß- Schwenkpunkt der Anker verändert,
führungsbleches mit einer Aussparung von solcher 45 Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung könner Größe versehen, daß zwei zur Führung des magneti- die der magnetischen Kopplung des Steuerflusses unc sehen Wirkflusses bis unterhalb der magnetischen des Permanentmagnetflusses dienenden Abwinklun-Sättigungsgrenze in ihrem Querschnitt ausreichend gen bzw. U-förmigen Flußführungsbügel, vorzugsbemessene Stege erhalten sind, so sorgt diese Maß- weise durch einstückige Ausbildung aus einem ge nähme für eine möglichst geringe gegenseitige Streu- 50 meinsamen magnetisierbaren Blech, magnetisch mit beeinflussung eng benachbarter Relais der vorliegen- einander verbunden sein. Hierdurch ergibt sich bein den Art, wie sie beispielsweise in Ferasprechanlagen Vorhandensein von zwei Permanentmagneten ge verwendet werden. Durch die Aussparung ist näm- wissermaßen eine magnetische Parallelschaltung der lieh der flußführende Querschnitt des Flußführungs- selben, d. h. jeder Permanentmagnet hat einen eige bleches bedeutsam reduziert und eine unerwünschte 5S ^nen magnetischen Weg über den zugeordneten Anke Kopplung mit benachbarten Relais entsprechend her- und einen Teil der Flußführungsteile. Eine derartig abgesetzt. magnetische Parallelschaltung der Permanentmagne

Wird gemäß einer Fortbildung der Erfindung ten kann beispielsweise von Vorteil sein, wenn di außerdem der mit der Längsachse der Erregerwick- beiden Anker aus noch zu erwähnenden Gründen in lung parallel verlaufende Schenkel des Flußführungs- 60 dividuell unterschiedlich eingestellt werden sollen. Ir bleches mit einem, von dem den Abwinklungen züge- Gegensatz hierzu ergibt sich, wenn die beiden voi wendeten Ende her beginnenden, bis zumindest über genannten Flußführungsteile nicht magnetisch mil die halbe Länge des Schenkels sich erstreckenden einander verbunden sind, eine magnetische Serier bzw. in die Aussparung mündenden Schlitz versehen, schaltung zweier vorhandener Permanentmagnetei so ergibt sich daraus eine gewisse federnde Ausbil- 65 die ihrerseits allerdings auch gewisse Vorteile habe dung der Abwinklungen, so daß diese auch bei kann, beispielsweise eine Zwangsfolge in der Betät etwaigen Toleranzen der Bauteile stets unter mecha- gung der Anker bzw. der mit den Ankern mechanise nischer Vorspannung und damit magnetisch satt auf gekoppelten Kontaktglieder.

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Werden gemäß einem bevorzugten Ausführungs- polbleche eines zweiteiligen magnetischen Gegenpols beispeil der Erfindung die Anker und soweit ein zwei- in an sich bekannter Bauweise an je einem eigenen * teiliger magnetischer Gegenpol verwendet ist, dessen Federblech vorzugsweise durch elektrische Punkt-Teile spiegelbildlich und achsensymmetrisch ein- schweißung befestigt und diese Federbleche ihrerseits ander gegenüberliegend angeordnet, so fördert dies 5 paarweise mittels an ihnen ausgebildeter Klemmeine übersichtliche, platzsparende Bauweise des elemente jeweils an einem den Arbeitsluftspalt zwi-Relais und eine einfache, symmetrische Gestaltung sehen einem Anker und einem Gegenpolblech beder Flußführungsteile. stimmenden Distanzstück, vorzugsweise aus Keramik.

Eine raum- und kostensparende Bauweise des selbstklemmend verriegelt sind. Diese bei magnetisch Relais wird gefördert, wenn gemäß einem Ausfüh- io betätigbaren Schalteinrichtungen an sich bereits berungsbeispiel der Erfindung die Anker und/oder der kannte und in der Praxis bewährte Methode zui magnetische Gegenpol als elektrische Leiter aus- selbstklemmenden Verriegelung von Eisenkreisteilen genutzt sind. gewährleistet eine äußerst rationelle Herstellung dei

Was die Kontakteinrichtung des Relais selbst be- Anker und magnetischen Gegenpole und insbeson· trifft, so kann diese in mehreren Varianten realisiert 15 dere auch einen sehr raschen und damit billigen Zuwerden. sammenbau der Einzelteile des Relais.

So sieht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung Die Lebensdauer des Relais, insbesondere seinei

vor, daß die Anker und/oder der magnetische Gegen- Kontakteinrichtung, wird wesentlich gesteigert, wenn pol gleichzeitig als Glieder der elektrischen Kontakt- schließlich gemäß weiterer Fortbildung der Erfindung vorrichtung des Relais ausgebildet und hierzu in 20 zumindest die Kontakteinrichtung des Relais in einem ihren kontaktgebend zusammenarbeitenden Bereichen vorzugsweise mit inertem Gas gefüllten Schutzvorzugsweise mit Kontaktwerkstoff ausgerüstet sind. gehäuse gekapselt ist. Hierdurch sind nämlich die Hierdurch ergibt sich die einfachste Ausbildung der empfindlichen Teile des Relais erstens gegen eine Kontakteinrichtung, die erstens eine platzsparende mechanische Beschädigung geschützt und zweitens Bauweise und zweitens eine Kostensenkung bei der as gegen schädliche chemische Angriffe isoliert.
Herstellung des Relais bringt, weil an Stelle beson- Im folgenden wird die Erfindung an Hand von in

derer Kontaktglieder bereits vorhandene Bauteile des der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen Relais ausgenutzt werden. näher erläutert. Dabei zeigt im einzelnen

Wird das Relais gemäß weiterer Ausgestaltung der F i g. 1 ein betriebsfähiges Relais in perspektivi-

Erfindung hingegen mit einer oder mehreren von den 30 scher, teilweise geschnittener Darstellung,
Ankern betätigbaren separaten elektrischen Kontakt- F i g. 2 Einzelteile des in F i g. 1 gezeigten Relais,

einrichtungen ausgerüstet, so erfordert dies zwar be- in verkleinerter, perspektivisch auseinandergezogenei sondere Kontaktglieder, aber andererseits ergibt sich Darstellung,

der große Vorteil, daß außer einem einfachen Arbeits- F i g. 3 die zum Verständnis der magnetischen und

oder Ruhekontakt auch komplizierte Kontaktfolgen 35 elektrischen Arbeitsweise notwendigen Teile eines aufgebaut werden können, so daß das Anwendungs- Relais in Ruhelage bei vereinfachter, teilweise gegebiet des Relais bedeutsam erweitert ist. schnittener Darstellung,

Die Universalität des Relais in bezug auf seine Kon- Fig. 4 die Anordnung nach Fig. 3 in Arbeitstakteinrichtung wird weiterhin verbessert, wenn ge- lage,

maß einer Fortbildung der Erfindung des Relais mit 40 F i g. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel eines zwei jeweils von einem Anker betätigbaren Kontakt- Relais in der Darstellungsweise der F i g. 3, wiederum einrichtungen unterschiedlicher Kontaktart aus- in Ruhelage,
gerüstet ist. F i g. 6 die Anordnung nach F i g. 5 in Arbeitslage,

Weiterhin läßt sich die Arbeitsweise des Relais In der F i g. 1 ist mit 1 ein Schutzgehäuse aus

noch in der Weise variieren, daß gemäß einer Wei- 45 Kunststoff bezeichnet, das in nicht detailliert dargeterbildung der Erfindung an Stelle eines Permanent- stellter Weise aus mehreren über Schnappelemente magneten ein mit dessen Abmessungen identisches miteinnader verriegelten Einzelteilen besteht und zui Bauteil aus weich-magnetischem Werkstoff angeord- Aufnahme sowie zur mechanischen Halterung und net ist. Auf diese Weise kann nämlich beispielsweise gleichzeitig zum Schutz der Einzelteile des Relais ein Anker und die ihm zugehörige Kontakteinrich- 50 dient Von diesen Einzelteilen des Relais ist mit 2 rung polarisiert betrieben werden, hingegen der an- eine Kontaktpatrone, mit 3 deren aus dem Schutz· dere Anker und dessen Kontakteinrichtung bei jedem gehäuse 1 herausragende Anschlußelemente, mit 4 Steuerimpuls gleich welcher Polarität betätigt werden. eine zwischen zwei Flanschen 5 und 6 des Schutz-

Schließlich sieht ein Ausführungsbeispiel der Er- gehäuses auf einen nicht sichtbaren Wickeldorn auffindung vor, daß das Relais mit zwei, die Betätigung 55 gewickelten Erregerwicklung, mit 7 deren Anschlußder Anker nur im Koinzidenzverfahren bewirkenden elemente und schließlich mit 8 ein Flußführungsbüge] Erregerwicklungen ausgerüstet ist. Auf diese Weise bezeichnet, welcher außer der magnetischen Flußkann die Betätigung der Anker und damit der Kon- führung gleichzeitig auch der mechanischen Halte· takteinrichtung des Relais in Abhängigkeit von zwei rung von zwei Dauermagneten dient, von denen aliergleichzeitig vorhandenen Steuerimpulsen gewisser 60 dings nur der eine mit 9 bezeichnete Dauermagnet Größe bewerkstelligt werden, wie dies beispielsweise sichtbar ist. Alle vorgenannten Bauteile des Relais bei der Ansteuerung von einzelnen Koppelpunkten sind in rationeller Montage ohne Schraub-Klemm· in Fernsprechanlagen von Interesse ist arbeiten od. dgl. selbstklemmend im Schutzgehäuse 1

Eine herstellungsmäßig rationelle und insbeson- verriegelt, und die gesamte Anordnung gibt eine medere auch in der Montage billige Ausgestaltung des 65 chanisch stabile Baueinheit, wobei durch die deutlich Relais wird dann gewährleistet, wenn gemäß einem erkennbare Herausfüllung sämtlicher Anschlußbevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung je- elemente nach der Basis des Relais ein hinsichtlich weils als flache Bleche ausgebildete Anker und Gegen- der elektrischen Verdrahtung einfacher Aufbau des

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ίο

Relais auf einer Lochplatte mit gedruckten oder ver- bekannter Art jeweils an Federblechen 47, 48, 49

drahteten Leitungszügen durchführbar ist. und 50 vorzugsweise durch elektrische Punktschwei-

Aus der F i g. 2 sind die im vorhergehenden er- ßung befestigt, die ihrerseits mittels Klammern selbstwähnten Einzelteile deutlicher erkennbar, und zwar klemmend an Keramikrollen 51 und 52 verriegelt ist mit 10 der Grundteil eines Schutzgehäuses be- 5 sind, wobei die Anker 41 und 42 mit ihren zugehörizeichnet, welches im wesentlichen eine Kammer 11 gen Federblechen 47 und 49 selbstverständlich bemit Führungsteilen 12 und Aussparungen 13 zur Auf- weglich verbunden sind. Außerdem sind an den die nähme und lagegerechten, selbstklemmenden media- Anker tragenden Federbleche gleichzeitig Kontaktnischen Halterung einer Kontaktpatrone 14 sowie zungen 53 und 54 ausgebildet, welche in der in zwei Flansche 15 und 16 besitzt, zwischen denen io F i g. 4 gezeichneten Stellung der Anker mit Gegeneine mit 17 bezeichnete Wicklung angeordnet ist. Die kontakten 55 und 56 zusammenarbeiten, welche auf Drahtenden dieser Wicklung 17 sind über Austritts- den Gegenpolblechen angeordnet und über diese mit kanäle 18 an Anschlußelemente 19 geführt, welche den Federblechen 49 und 50 elektrisch verbunden in Kammern 20 des Flansches 16 einseitig versenk- sind. Die mechanische Halterung der vorgenannten bar sind und auf der gegenüberliegenden Seite das 15 Bauteile in der Kontaktpatrone erfolgt mittels An-Schutzgehäuse in ersichtlicher Weise überragen und Schlußelementen 40, welche im Inneren der Kontaktfür den äußeren elektrischen Anschluß der Wicklung patrone mit nicht näher ersichtlichen Ansätzen der dienen. Die schon erwähnte Kontaktpatrone 14 ist Federbleche 47 bis 50 verlötet oder verschweißt sind von an sich bekannter Bauart mit zwei in einem nicht und infolge ihrer mechanischen Steifigkeit die Baumagnetisierbaren flachen Schutzrohr 21 mit einem 20 teile in ihrer Lage halten, wobei außerdem ein eben-Sockel 22 unter Schutzgasatmosphäre gekapselten falls nicht gezeichnetes Halteblech vorgesehen sein Kontakten, deren elektrische Anschlüsse über Druck- kann, welches über die dem Sockel 39 gegenüberglaseinschmelzperlen 23 aus dem Sockel 22 gasdicht liegenden Enden der Keramikrollen 51 und 52 geherausgeführt sind. Der die Stirnseite des Schutz- stülpt wird und diese in definiertem Abstand zueinrohies 21 durchdringende Kern 24 besteht aus ma- 25 ander hält. Weiterhin ist im Inneren der Kontaktgnetisierbarem Werkstoff und dient der magnetischen patrone der Teil eines magnetisierbaren Kernes 57 Verbindung zwischen der Kontaktpatrone 14 und der vorhanden, welcher in deutlich erkennbarer Weise die Erregerwicklung 17, wozu das nicht sichtbare Ende beiden Gegenpolbleche 43 und 44 magnetisch miteindieses Kernes 24 im Inneren der Kontaktpatrone mit ander verbindet und das Schutzrohr 38 gegenüber den ortsfesten magnetischen Gegenpolblechen ma- 30 dem Sockel 39 gasdicht durchdringt,
gnetisch gekoppelt und der äußere sichtbare Teil von Außerhalb der Kontaktpatrone ist der vorgenannte der Erregerwicklung 17 umschlossen ist. Am freien Kern 57 von einer nicht gezeichneten Erregerwick-Ende besitzt der Kern 24 eine Abstufung 25 zur ma- lung umschlossen und schließlich an seinem dem gnetischen Verbindung einer entsprechenden Nase Sockel 39 gegenüberliegenden freien Ende mit einem 26 eines Flußführungsbügels 27. Dieser Flußfüh- 35 Flußführungsbügel 58 magnetisch gekoppelt, der rungsbügel 27 ist in der gezeichneten Weise abge- nach der in F i g. 2 gezeigten Art ausgebildet ist. winkelt und durch einen Schlitz 28 gegabelt, was zur Dieser Flußführungsbügel 58 besitzt zwei Abwinklun-Entkopplung der magnetischen Flüsse der beiden gen 59 und 60, welche gegenüber den Arbeitsluft-Kontaktsysteme und einer federnden, an etwaige spalten 45 und 46 satt und unter mechanischer VorToleranzen der Bauteile anpassungsfähigen, magne- 40 spannung an dem Schutzrohr 38 anliegen und auf tisch satten Verbindung der beiden Enden dieses diese Weise den einen Pol der erwähnten Erreger-Flußführungsbügels mit der Kontaktpatrone 14 dient. wicklung an die Arbeitsluftspalte 45 und 46 heran-Die Aussparung 29 verhindert eine unerwünscht hohe führen. Weiterhin besitzt der Flußführungsbügel 58 magnetische Kopplung benachbarter Relais der ge- zwei Abwinklungen 61 und 62, an denen zwei Dauerzeigten Art innerhalb einer Mehrfachanordnung. Von 45 magneten 63 und 64 befestigt sind, welche die Vorden freien Enden des Flußführungsbügels 27 dienen magnetisierung und Polarisierung des Relais dienen, die Abwinklungen 30 und 31 der magnetischen Ver- Die Arbeitsweise des in den F i g. 3 und 4 gezeigbindung zwischen dem einen Pol der Erregerwicklung ten Ausführungsbeispieles der Erfindung ist fol-17 und den nicht sichtbaren beiden Ankern im In- gende:

neren der Kontaktpatrone 14 in Nähe der Arbeitsluft- so Die F i g. 3 zeigt die eine der beiden stabilen

spalte, wozu diese Abwinklungen satt und unter Vor- Schaltlagen des Relais, in welcher die beiden Ankei

spannung auf dem Schutzrohr 21 aufliegen. Die von 41 und 42 unter der Einwirkung der von den beiden

diesen Abwinklungen 30 und 31 ausgehenden Winkel Dauermagneten 63 und 64 ausgehenden Vormagneti-

32 und 33 hingegen sind in ersichtlicher Weise ge- sierungseinflüsse mit den Gegenpolblechen 43 und

kröpft und tragen jeweils einen Dauermagneten 34 55 44 jeweils einen Arbeitsluftspalt 45 bzw. 46 bilden

bzw. 35, deren Lage mittels zweier Klemmbleche 36 In dieser Schaltlage verharren die Anker so lange, bis

und 37 in einem gewissen Bereich parallel zur Längs- die nicht gezeichnete, den Kern 57 umschließend«

achse der Kontaktpatrone 14 verstellbar ist. Wicklung in der durch voll ausgezogene Pfeilstrich«

In den Fig. 3 und 4 sind mit 38 das Schutzrohr, gekennzeichnete Polarisierungsrichtung erregt wird

mit 39 der Sockel und mit 40 die Anschlußelemente 60 Der von den beiden Dauermagneten 63 und 64 aus

einer Kontaktpatrone bezeichnet, die mit inertem Gas gehende Vormagnetisierungsfluß schließt sich dabei gefüllt ist Im Inneren dieser Kontaktpatrone sind je- wie durch strichliert gezeichnete Flußpfeile kenntlid weils zwei aus magnetisierbarem Werkstoff ausgebil- gemacht ist, jeweils zum größeren Teil unmittelba: dete Anker 41 und 42 und magnetische Gegenpol- über einen Teil der Anker und die Abwinklungen 59 bleche 43 und 44 angeordnet, welche in der in Fi g. 3 65 61 bzw. 60/62 und zum restlichen Teil über die Ar

gezeichneten Schaltlage des Relais zwei magnetische beitsluftspalte 45 bzw. 46, den Kern 57, den Fluß Arbeitsluftspalte 45 und 46 bilden. Sowohl der Anker führungsbügel 58 und die Abwinklungen 61 bzw. 62 als auch die Gegenpolbleche sind in an sich bereits Hierbei ist der elektrische Kontakt zwischen dei

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Kontaktzungen 53/54 und den Gegenkontakten 55/ hingegen bei der vorliegenden Anordnung in Serie 56 in ersichtlicher Weise unterbrochen. Wird nun die geschaltet, wie dies im folgenden noch näher beden Kern 57 umschließende Wicklung elektrisch er- schrieben wird. Soweit — unabhängig von der zeichregt, so schließt sich der hierdurch erzeugte Steuer- nerisch unterschiedlichen Größe des dargestellten fluß über den Flußführungsbügel 58, die Abwinklun- 5 Relais sinngemäß gleiche Bauteile wie bei der Anordgen 59 bzw. 60 und die Gegenpolbleche 43 bzw. 44, nung nach den F i g. 3 und 4 vorhanden sind, werwobei er die Anker 41 bzw. 42 im Bereich der Ar- den die dort bereits verwendeten Bezugszeichen wiebeitsluftspalte 45 bzw. 46 magnetisch so durch- derum benutzt. So ist mit 38 ein Schutzrohr und mit flutet, daß der vorhandene Vormagnetisierungsfluß 39 ein Sockel bezeichnet, die zusammen eine mit verstärkt und die Anker in die in der Fig. 4 ge- ίο inertem Gas gefüllte Kontaktpatrone bilden. Die den zeichnete andere stabile Lage bewegt werden, wobei Sockel überragenden Anschlußelemente des Relais sie die elektrischen Kontakte zwischen den Teilen 53/ sind mit 40 bezeichnet und im Inneren der Kontakt- 55 bzw. 54/56 schließen. patrone in nicht näher dargestellter Weise zu elek-

Wird nun die elektrische Erregung abgeschaltet, so trischen Anschlußteilen geführt, wobei sie gleichzeitig verharren die Anker trotzdem weiterhin in der zuletzt 15 wiederum der mechanischen Halterung der in der eingenommenen Lage gemäß F i g. 4, weil sich der Kontaktpatrone eingebauten Bauteile dienen. Von überwiegende Teil der von den Dauermagneten 63 diesen Bauteilen sind mit 41 und 42 zwei magneti- und 64 ausgehenden Vormagnetisierungseinflüsse sierbare Anker bezeichnet, welche mit magnetischen nunmehr über die Gegenpolbleche 43 bzw. 44, den Gegenpolblechen 43 und 44 zwei Arbeitsluftspalte 45 Kern 57, den Flußführungsbügel 58 und die Abwink- 20 und 46 bilden, wenn sie die in der F i g. 5 gezeichnete lungen 61 bzw. 62 schließt. Erst wenn die Wicklung Lage einnehmen. Die Anker und die Gegenkontakterneut, jedoch entgegengesetzt zur vorhergehenden bleche sind an Federblechen 47 bis 50 befestigt, Polarisierungsrichtung, unter Strom gesetzt wird, wie welche ihrerseits mittels Klemmelementen an Keradies durch die voll ausgezogenen Flußpfeile ange- mikrollen 51 und 52 selbstklemmend verriegelt sind, zeigt ist, so werden die Vormagnetisierungsflüsse in 25 Mit 53 und 54 sind wiederum Kontaktzungen beden beiden Arbeitsluftspalten kompensiert, und die zeichnet, welche aus den Federblechen 47 bzw. 48 Anker kehren unter dem Einfluß des durch die ausgestanzt sind, und mit elektrischen Gegenkontak-Wicklung erzeugten Steuerflusses in die in F i g. 3 ten 55 und 56 kontaktgebend zusammenarbeiten, gezeichnete Lage zurück. wenn die Anker die in der F i g. 6 gezeichnete andere

An dieser vorstehend beschriebenen Arbeitsweise 30 der beiden stabilen Schaltlagen des Relais einnehändert sich prinzipiell nichts, wenn an Stelle der ge- men. Mit 57 ist wiederum ein magnetisierbarer Kern zeichneten andere Ausführungsbeispiele von elektri- bezeichnet, der jedoch abweichend von der Anordschen Kontakten vorgesehen werden. Es sei deshalb nung nach den F i g. 3 und 4 nur zur magnetischen als im Rahmen der Erfindung liegend darauf hin- Kopplung der beiden Gegenpolblcche 43 und 44 im gewiesen, daß an Stelle der beispielsweise gezeichne- 35 Inneren der Kontaktpatrone dient, außerhalb det ten Arbeitskontakte auch Ruhekontakte, Wechsel- Kontaktpatrone jedoch keine Funktion hat. Das Teil kontakte oder sogar kombinierte, beispielsweise so- 65 ist ein im wesentlichen U-förmiger oder aus zwei genannte Folgekontakte angeordnet werden können, L-förmigen Teilen zusammengesetzter Flußführungsund daß im einfachsten Falle an Stelle separater, von bügel, welcher an seinem Basissteg von einer nicht den Ankern betätigter Kontaktglieder auch eine un- 40 sichtbaren Erregerwicklung umschlossen ist. In ähnmittelbare Kontaktgabe zwischen den Ankern und licher Weise ist ein zweiter Flußführungsbügel 66 den Gegenpolblechen möglich ist. ausgebildet, welcher an seinen Schenkelenden zwei

Das in den F i g. 5 und 6 gezeigte Relais enthält im Dauermagneten 63 und 64 trägt,
wesentlichen die gleichen Bauteile wie das in den Auf die Arbeitsweise dieses in den Fig. 5 und 6 F i g. 3 und 4 dargestellte Relais und unterscheidet 45 dargestellten Relais entspricht im wesentlichen dei sich dem gegenüber praktisch nur durch eine andere zu den F i g. 3 und 4 bereits beschriebenen Arbeitsmagnetische Ankopplung der Erregerwicklung und weise, so daß sie zur Vermeidung von Wiederholunder Dauermagneten. Während nämlich bei dem Aus- gen nicht nochmals geschildert wird. Es sei allerdingi führungsbeispiel gemäß den Fig. 3 und 4 ein Fluß- auf den andersartigen Verlauf des Vormagnetisieführungsbügel 58 vorhanden und so ausgebildet ist, 50 rungsflusses aufmerksam gemacht, welcher durct daß seine Abwinklungen 59 und 62 magnetisch mit- strichlierte Flußpfeile angedeutet ist. Es ist ohne wei· einander verbunden sind, existieren bei dem in den teres erkennbar, daß bei dieser Anordnung die beider Fig. 5 und 6 gezeichneten Ausführungsbeispiel zwei Dauermagneten 63 und 64 im Gegensatz zur Anord· magnetisch voneinander getrennte Flußführungs- nung nach den F i g. 3 und 4 magnetisch in Serie ge bügel einerseits für die Erregerwicklung und anderer- 55 schaltet sind, da den beiden Dauermagneten jeweili seitsfür die Dauermagneten. Bei der Anordnung nach ein eigener magnetischer Rückschluß fehlt. Daf den Fig. 3 und 4 sind also infolge der magnetischen außerdem auch bei diesem Ausführungsbeispiel de: Verbindung zwischen den Abwinklungen 59 und 62 Erfindung eine andere Kontaktanordnung und Betäti des Flußführungsbügels 58 die beiden Dauermagne- gung als die dargestellte möglich ist und im Rahmet ten 63 und 64 gewissermaßen magnetisch parallel, 60 der Erfindung liegt, sei nur am Rande vermerkt

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims (20)

Patentansprüche:

1. Bistabiles polarisiertes elektromagnetisches Relais mit zumindest einem, seiner Vormagnetlsierung und gleichzeitig der stromlosen Haftung seiner beweglichen Eisenkreisteile in der jeweiligen Endlage dienenden Permanentmagneten, insbesondere Relais mit in Schutzgasatmosphäre gekapselten Kontakten für Fernmeldeanlagen, d adurch gekennzeichnet, daß das Relais zwei beweglich gelagerte magnetisierbar Anker (41, 42) besitzt, deren freie Enden in der einen der zwei stabilen Endlagen dtsr Anker jeweils einen magnetischen Arbeitsluftspalt (45,46) mit einem ortsfest zwischen ihnen angeordneten, vorzugsweise aus zwei magnetisch miteinander gekoppelten Teilen aufgebauten magnetischen Gegenpol (43, 44) bilden, und daß der Permanentmagnet (63,64) und die Erregerwicklung über ao Flußführungsteile (58 bis 61) auf der den Arbeitsluftspalten (45, 46) gegenüberliegenden Außenseite mit den Ankern (41, 42) magnetisch derart gekoppelt sind, daß der Permanentmagnetfluß und der von der Erregerwicklung erzeugte Steuerfluß zwei in jeder Betriebslage des Relais voneinander unabhängige magnetische Rückschlußpfade haben, wobei die Anker vom Permanentmagnetfluß in ihrer Längsrichtung, vom Steuerfluß hingegen im Bereich der Arbeitsluftspalte quer zu ihrer Längsrichtung durchflutet werden (F i g. 3, 4).

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der magnetischen Ankopplung des Permanentmagnetflusses an die Anker dienenden Flußführungsteile (61/62, 66) in Nähe der Lagerstelle der Anker (41, 42) angeordnet sind (Fig. 3 bis 6).

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines aus zwei Teilen aufgebauten magnetischen Gegenpols ein magnetisierbarer Kern (24) vorgesehen ist, der an seinem einen Endbereich die vorgenannten zwei Teile des magnetischen Gegenpols unter Wahrung einer elektrischen Isolation magnetisch miteinander koppelt, in dem hieran anschließenden Teil von zumindest einer Erregerwicklung (17) umschlossen ist und an seinem anderen Ende (25) mit einem Flußführungsblech (27) magnetisch verbunden ist, das zwei den Ankern im Bereich der Arbeitsluftspalte gegenüberstehende Abwinklungen (30, 31) zur magnetischen Ankopplung der Erregerwicklung (17) und zwei weitere Abwinklungen (32, 33) zur magnetischen Ankopplung von zwei Permanentmagneten (34, 35) an die Anker besitzt (F i g. 2).

4. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Längsachse der Erregerwicklung (17) parallel verlaufende Schenkel des Flußführungsbleches (27) eine Aussparung (29) solcher Größe aufweist, daß zwei zur Führung des magnetischen Wirkflusses bis unterhalb der magnetischen Sättigungsgrenze in ihrem Querschnitt ausreichend bemessene Stege erhalten sind (Fig. 2).

5. Relais nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der mit der Längsachse der Erregerwicklung (17) parallel verlaufende Schenkel des FlußfUhrungsbleches (27) einen von dem den Abwinklungen (30 bis 33) zugewendeten Ende her beginnenden, bis zumindest über die halbe Lange des Schenkels sich erstreckenden bzw. in die Aussparung (29) mündenden Schlitz (28) aufweist (Fig. 2).

6. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der magnetischen Ankopplung des Steuerflusses und des Permanentmagnetflusses an die Anker (41,42) dienenden Flußführungsteile als zwei im wesentlichen U-förmige Flußführungsbügel (65, 66) ausgebildet sind (Fig. 5, 6).

7. Relais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der der magnetischen Ankopplung des Steuerflusses an die Anker (41,42) dienende U-förmige Flußführungsbügel (65) aus zwei L-förmigen Flußführungswinkeln zusammengesetzt ist (Fig. 5, 6).

8. Relais nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Basissteg des U-förmigen Flußführungsbügels (65) von zumindest einer Erregerwicklung umschlossen ist (F i g. 5, 6).

9. Relais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an den freien Enden der Schenkel des der magnetischen Ankopplung des Permanentmagnetflusses dienenden U-förmigen Fiußführungsbügels (66) jeweils ein Dauermagnet (63, 64) befestigt ist (F i g. 5, 6).

10. Relais nach Anspruch 3 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagneten (34, 35) in Richtung der Längsachse der Anker beweglich (36, 37) befestigt sind (F i g. 1, 2).

11. Relais nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die der magnetischen Ankopplung des Steuerflusses und des Permanentmagnetflusses dienenden Abwinklungen bzw. U-förmigen Flußführungsbügel, vorzugsweise durch einstückige Ausbildung aus einem gemeinsamen magnetisierbaren Blech, magnetisch miteinander verbunden sind.

12. Relais nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker (41, 42) und soweit ein zweiteiliger magnetischer Gegenpol verwendet ist, dessen Teile (43, 44) spiegelbildlich und achsensymmetrisch einander gegenüberliegend angeordnet sind (Fig. 3 bis 6).

13. Relais nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker und/oder der magnetische Gegenpol als elektrische Leiter ausgenützt sind.

14. Relais nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anker und/oder der magnetische Gegenpol gleichzeitig als Glieder der elektrischen Kontakteinrichtung des Relais ausgebildet und hierzu in ihren kontaktgebend zusammenarbeitenden Bereichen vorzugsweise mit Kontaktwerkstoff ausgerüstet sind.

15. Relais nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais mit einer oder mehreren von den Ankern betätigbaren separaten elektrischen Kontaktanordnungen ausgerüstet ist (F i g, 3 bis 6).

16. Relais nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais mit zwei jeweils von einem Anker betätigbaren Kontakteinrichtungen unterschiedlicher Kontaktart ausgerüstet ist.

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17. Relais nach einem oder mehreren der vor- schlechten magnetischen Wirkungsgrad haben, well hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, der Permanentmagnetfluß und der Steuerfluß ma-UaM an Meile eines Permanentmagneten ein mit gnetlsch in Serie geschaltet sind und ein Permanent« dessen Abmessungen identisches Bauteil aus magnet für den elektromagnetisch erzeugten Steuerweich-magnetischern Werkstoff angeordnet ist, 5 fluß bekanntlich einen sehr hohen magnetischen·

18. Relais nach einem oder mehreren der vor- Widerstand mit einem Leitwert in der Größenordhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, nung von Luft darstellt.

daß das Relais mit zwei, die Betätigung der An- Die vorgenannten Nachteile zu beheben und ein

ker nur im Koinzidenz-Verfahren bewirkenden Relais der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen

Erregerwicklungen ausgerüstet ist. ₁₀ Kontakteinrichtung vielfältig variierbar ist, das wei-

19. Relais nach einem oder mehreren der vor- terhin einen guten magnetischen Wirkungsgrad mit hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, hohem Kontaktdruck und rascher Schaltgeschwindigdaß jeweils als flache Bleche ausgebildete Anker keit besitzt und welches sich außerdem durch einen (41,42) und Gegenpolbleche (43, 44) eines zwei- unkomplizierten Aufbau mit einer möglichst gerinteiligen magnetischen Gegenpols in an sich be- ₁₅ gen Zahl von einzelnen Bauelementen auszeichnet, kannter Bauweise an je einem eigenen Feder- ist Zweck der vorliegenden Erfindung.

blech (47 bis 50) vorzugsweise durch elektrische Erreicht wird dies gemäß der Erfindung dadurch,

Punktschweißung befestigt und diese Federbleche daß das Relais zwei beweglich gelagerte magnetlsier-

ihrerseits paarweise mittels an ihnen ausgebildeten bare Anker besitzt, deren freie Enden in der einen

Klemmelementen an jeweils einem den Arbeits- ao der zwei stabilen Endlagen der Anker jeweils einen

luftspalt (45, 46) zwischen einem Anker (41,42) magnetischen Arbeitsluftspalt mit einem ortsfest zwi-

und einem Gegenpolblech (43, 44) bestimmenden sehen ihnen angeordneten, vorzugsweise aus zwei

Distanzstück (51, 52) vorzugsweise aus Keramik magnetisch miteinander gekoppelten Teilen aufge-

selbstklemmend verriegelt sind. (Fig. 3 bis 6). bauten magnetischen Gegenpol bilden, und daß der

20. Relais nach einem oder mehreren der vor- as Permanentmagnet und die Erregerwicklung über hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- Flußführungsteile auf der den Arbeitsluftspalten genet, daß zumindest die Kontakteinrichtungen (53 genüberliegenden Außenseiten mit den Ankern mabis 56) des Relais in einem vorzugsweise mit gnetisch derart gekoppelt sind, daß der Permanentinertem Gas gefüllten Schutzgehäuse (14. 38/39) magnetfluß und der von der Erregerwicklung erzeugte gekapselt ist (F i g. 1 bis 6). ₃₀ Steuerfluß zwei in jeder Betriebslage des Relais voneinander unabhängige magnetische Rückschlußpfade

haben, wobei die Anker vom Permanentniagnetfluß

in ihrer Längsrichtung, vom Steuerfluß hingegen im Bereich der Arbeitsluftspalte quer zu ihrer Längs-

Die Erfindung bezieht sich auf ein bistabiles pola- 35 richtung durchflutet werden.

risiertes elektromagnetisches Relais mit zumindest Diese Maßnahmen sorgen dafür, daß erstens geeinem, seiner Vormagnetisierung und gleichzeitig der genüber bekannten Relais der einschlägigen Art die stromlosen Haftung seiner beweglichen Eisenkreis- Kontakteinrichtung in bezug auf die Zahl ihrer Konteile in der jeweiligen Endlage dienenden Permanent- taktglieder praktisch verdoppelt ist, weil die beiden magneten, insbesondere Relais mit in Schutzgas- 40 Anker gleichzeitig zwei Kontakteinrichtungen beatmosphäre gekapselten Kontakten für Fernmelde- tätigen, die gegebenenfalls elektrisch miteinander veranlagen, bunden sein können. Mit dieser funktionellen Ver-

Bekannte Relais der vorgenannten Art, wie sie be- größerung der Kontakteinrichtung weitet sich autovorzugt in der Telegrafietechnik Verwendung finden, matisch auch das Anwendungsgebiet des Relais im besitzen ausnahmslos einen meist gleichzeitig als 45 Rahmen von komplizierten Schaltaufgaben beispiels-Glied der elektrischen Kontakteinrichtung des Relais weise innerhalb der Fernmeldetechnik bedeutsam ausgebildeten magnetisierbaren Anker und zwei orts- aus. Zweitens ist eine optimale Schaltgeschwindigkeit feste magnetische Gegenpole und elektrische Gegen- bei gleichzeitig hohem Kontaktdruck erreicht, weil kontakte, zwischen denen sich der Anker ie nach die Anker in ihrer Längsrichtung nur noch von dem der Polarisierungsrichtung des elektromagnetischen 50 relativ geringen Permanentmagnetfluß durchflutet Steuerflusses bis zu seinen zwei stabilen Endlagen be- werden und somit massemäßig entsprechend klein wegt. Durch diesen Aufbau, bei dem abwechselnd dimensionierbar sind, während der die Anker im nur jeweils eine der beiden Schalteinrichtungen mit Bereich der Arbeitsluftspalt quer durchsetzende dem Anker zusammenarbeiten kann, ist die Ausbil- Steuerfluß im Sinne eines hohen Kontaktdruckes groß dung der Kontakteinrichtung des Relais hinsichtlich 55 bemessen sein darf, ohne daß die Gefahr einer mader Zahl der Kontaktglieder bzw. der Art der Schalt- gnetischen Sättigung der Anker besteht. Durch die folge naturgemäß begrenzt. Darüber hinaus besteht voneinander unabhängigen magnetischen Rückbei diesen bekannten Relais derNachteil, daß entweder schlußvvege für den Permanentmagnetfluß und den ihre Schallgeschwindigkeit oder ihr Kontaktdruck Steuerfluß ist außerdem beim Erfindungsgegenstand benachteiligt ist, weil der Anker von dem gegenüber 60 der an sich bereits bekannte große Vorteil einer dem Permanentmagnetfluß weitaus stärkeren Steuer- sauberen Trennung der beiden Flüsse gegeben, was fluß in seiner Längsrichtung durchflutet wird und einer wesentlich leichteren Dimensionierung und deshalb in einer zur Führung dieses Steuerflusses einer einwandfreien magnetischen Arbeitsweise des ausreichenden Größe, d. h. letztlich in seiner die Relais dienlich ist.

Schaltgeschwindigkeit maßgeblich beeinflussenden 65 Werden gemäß einer Weiterbildung der Erfindung Masse entsprechend groß bemessen sein muß. Bei die der magnetischen Ankopplung des Permanentanderen bereits bekannten Relais der eingangs ge- magnetflusses an die Anker dienenden Flußführungsnnnnten Art besteht ferner derNachteil, daß sie einen teile in Nähe der Lagerstelle der Anker angeordnet.