[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Relais mit einem einen Luftspalt aufweisenden,
im wesentlichen ebenen und rechteckig gestalteten Magnetgestell mit einem zwei Polstücke
aufweisenden Kern und einem diese überlappenden und im wesentlichen senkrecht zu der
durch die Polstücke bzw. den Kern aufgespannten Ebene bewegbaren, Kontaktfedern antreibenden
Anker und einer auf dem Kern angeordneten Spule.
[0002] Ein solches Relais wurde z.B. durch die AT-PS 311 471 bekannt. Bei dieser bekannten
Lösung ist das Magnetgestell durch einen U-förmigen Kern gebildet, auf dessen einem
Schenkel die Spule aufgesetzt ist und der aus dieser mit seinem freien, ein Polstück
bildenden Schenkel vorragt. An dem zweiten Schenkel des Kernes ist eine den Anker
tragende Blattfeder angenietet, der die durch die freien Enden der Schenkel des Kernes
gebildeten Polstücke desselben überlappt und aufgrund seiner Anlenkung an dem einen
Schenkel mittels der Feder, die gleichzeitig das Rückstellmoment aufbringt, im wesentlichen
senkrecht zur Ebene des Kernes bewegbar gehalten ist.
[0003] Aufgrund dieses Aufbaues ist es bei diesem bekannten Relais notwendig, den Kern im
wesentlichen waagrecht bzw. das Relais in einer solchen Einbaulage zu halten. Dadurch
weist dieses Relais aber einen hohen Flächenbedarf auf, was insbesondere bei Leiterplattenrelais
unerwünscht ist.
[0004] Weiters wurde durch die DE-OS 28 54 878 ein Relais vorgeschlagen, das ein vier Polstücke
aufweisendes Doppel-T-förmiges Magnetgestell aufweist und bei dem der Anker durch
zwei miteinander über ein dia- oder paramagnetisches Verbindungsstück verbundene magnetisierbare
oder magnetische Ankerteile gebildet ist. Bei diesem Relais sind die magnetischen
bzw. magnetisierbaren Teile des Ankers im wesentlichen in einer Ebene angeordnet.
Dabei ist der Anker in der Mitte des Magnetgestells auf diesem kippbar gelagert oder
umgekehrt.
[0005] Auch bei dieser Lösung ergibt sich ein hoher Flächenbedarf für das Relais.
[0006] Ziel der Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu vermeiden und ein Relais der
eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, das sich durch einen geringen Flächenbedarf
auszeichnet.
[0007] Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Anker in an sich bekannter Weise
durch zwei über einen para- oder diamagnetischen Verbindungsteil miteinander verbundene,
magnetisierbare und/oder magnetische Teile gebildet ist, und daß das Magnetgestell
mit seinen Polstücken in den zwischen den beiden im wesentlichen parallel zueinander
gehaltenen magnetisierbaren und/oder magnetischen Teilen des Ankers liegenden Luftspalt
eingreift, wobei mindestens eine diesen Luftspalt begrenzende oder in diesem liegende
Fläche durch die Polfläche eines Permanentmagneten gebildet ist.
[0008] Auf diese Weise ist es möglich, das Relais schmal und eher hoch zu bauen, wodurch
der Platzbedarf des Relais auf einer Leiterplatte gering gehalten werden kann. Außerdem
ist durch diese Merkmale nicht unbedingt erforderlich, den Anker am Magnetgestell
zu führen, sondern es ist auch möglich den Anker in beliebiger Weise zu führen.
[0009] Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann bei einem Relais mit einem durch einen
U-förmigen Kern gebildeten Magnetgestell vorgesehen sein, daß der Anker bzw. der dessen
magnetisierbare und/oder magnetische Teile haltende Verbindungsteil um eine zum Steg
des Kernes parallele und in dessen Bereich angeordnete Achse drehbar bzw. schwenkbar
gehalten ist.
[0010] Auch dabei kann die Lagerung des Verbindungsteiles an beliebigen Konstruktionsteilen
des Relais wie z.B. Gehäuseteilen erfolgen. Dabei ergibt sich durch den relativ großen
Abstand der Lagerachse von den aktiven Teilen des Ankers der Vorteil, daß diese praktisch
senkrecht zum Magnetgestell bewegbar sind. Dadurch können die magnetisierbaren oder
magnetischen Teile des Ankers weitgehend satt an dem Magnetgestell anliegen, sodaß
sich entsprechend kleine Restluftspalte ergeben.
[0011] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann weiters vorgesehen sein,
daß das Magnetgestell durch einen zweiteiligen Kern gebildet ist, dessen Teile L-
oder U-förmig, allerdings mit ungleich langen Schenkein ausgebildet sind, wobei die
längeren Schenkel die Spule durchsetzen und in einander entgegengesetzten Richtungen
in diese eingesetzt sind, wobei der Anker bzw. der dessen magnetisierbare und/oder
magnetische Teile haltende Verbindungsteil um eine zu diesen längeren Schenkeln parallele
Achse oder um eine Kante des Steges des einen Teiles des Kernes schwenkbar gelagert
ist.
[0012] Durch diese Maßnahmen ergibt sich ein sehr einfacher und montagefreundlicher Aufbau
des Relais, wobei bei einem solchen Relais mit sehr kleiner Grundfläche das Auslangen
gefunden werden kann.
[0013] Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß der Anker bzw.
der dessen magnetisierbare und/oder magnetische Teile haltende Verbindungsteil senkrecht
zur Ebene des Magnetgestells vorzugsweise in das Magnetgestell samt Spule aufnehmenden
Gehäuseteilen verschiebbar geführt ist.
[0014] Dabei kann der Anker bzw. dessen Verbindungsteil mit entsprechenden Ansätzen in Schlitzen
von Gehäuseteilen geführt werden, wodurch sich erhebliche Einsparungen beim Zusammenbau
der Einzelteile zum fertigen Relais ergeben, da eben der Anker in diesem Falle lediglich
in die entsprechenden Führungen eingelegt zu werden braucht und keine Verbindungen
mehr hergestellt werden müssen.
[0015] Bei all diesen Ausführungsformen der Erfindung kann weiters vorgesehen sein, daß
der die magnetisierbaren und/oder magnetischen Teile haltende Verbindungsteil des
Ankers aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist und Kopplungseinrichtungen
zur bewegungsschlüssigen Verbindung mit mindestens einer Kontaktfeder aufweist.
[0016] Dies ermöglicht es, auf separate Übertragungsglieder zu verzichten, die in jedem
Falle den Montageaufwand erhöhen.
[0017] In diesem Falle ist es besonders günstig, wenn die Kopplungseinrichtung durch mindestens
einen seitlich an dem Verbindungsteil angeformten, einen Schlitz zur Aufnahme einer
Kontaktfeder aufweisenden Ansatz gebildet ist, wobei die Kontaktfeder vorzugsweise
eine Einkerbung aufweist, die zur Aufnahme des Ansatzes des Verbindungsteiles dient.
[0018] Durch diese Maßnahmen ist es möglich, den Anker schwimmend auf die Kontaktfedern,
die zweckmäßigerweise zu beiden Seiten des Ankers angeordnet sind, aufzulegen, wodurch
sich eine besonders einfache Konstruktion ergibt.
[0019] Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig.1 bis 8 schematisch verschiedene Varianten einer ersten Grundform,
Fig.9 bis 15 schematisch verschiedene Varianten einer zweiten Grundform,
Fig.16 bis 18 Relais mit verschiedener Lagerung des Ankers und des Kernes,
Fig. 19 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Relais und
Fig.20 eine Explosionsdarstellung des Relais nach der Fig. 19.
[0020] Bei der Grundform nach den Fig. 1 bis 8 besteht das Magnetgestell 1 aus einem aus
zwei gleichen Teilen 2 und 3 bestehenden Kernes, dessen Teil U-förmig mit ungleich
langen Schenkein 4, 5 ausgebildet sind, von denen die längeren Schenkeln die Spule
6 durchsetzen. Dabei bilden die kürzeren Schenkeln 5 Polstücke des Kernes.
[0021] Die längeren Schenkeln 4 weisen nur die halbe Breite des übrigen Teiles eines Kernteiles
2, 3 auf, sodaß die kürzeren Schenkeln 5 in einer Ebene liegen.
[0022] Der Anker 7 weist zwei Teile 8, 8′ auf, die im wesentlichen parallel zueinander in
einem festen Abstand gehalten sind und bestimmen einen Luftspalt 9, in den die Polstücke
des Magnetgestells 1 hineinragen. Dabei ist mindestens eine diesen Luftspalt 9 begrenzende
oder in diesen hineinragende Polfläche durch die Polfläche eines Permanentmagneten
10 gebildet.
[0023] Bei der Ausführungsform nach der Fig. 1, die ein sensitives monostabiles Relais zeigt,
ist der Permanentmagnet 10 an dem Ankerteil 8′ gehalten, der in diesem Bereich eine
geringere Dicke aufweist. Dabei ergänzen sich aber die Dicken des Permanentmagneten
10 mit der verbleibenden Dicke des Ankerteiles 8′ in diesem Bereich auf die Dicke
des übrigen Bereiches des Ankerteiles 8′.
[0024] Der Permanentmagnet 10 kann natürlich in äquivalenter Weise statt am Ankerteil 8′
an einem Schenkel 5 des Kernes gehalten sein, der dann in diesem Bereich eine geringere
Dicke aufweist. Es ergänzen sich dann die Dicken des Permanentmagneten 10 mit der
verbleibenden Dicke des Schenkels 5 in diesem Bereich auf die Dicke des übrigen Bereichs
des Schenkels 5. Analog zu Fig.1 ist dabei die Längserstreckung der durch die Dickenverringerung
des Schenkels geschaffenen Ausnehmung im Schenkel größer als die Längserstreckung
des Magnets.
[0025] Bei der Ausführungsform nach der Fig. 2, die ebenfalls ein monostabiles Verhalten
zeigt, ist der Ankerteil 8′ durch einen Permanentmagneten gebildet.
[0026] Bei der Ausführungsform nach der Fig. 3, die ein bistabiles Relais zeigt, sind an
den durch die kürzeren Schenkel 5 gebildeten Polstücken des Kernes Permanentmagnete
10, 10′ angeordnet, wobei die einander diagonal gegenüberliegenden Polflächen der
kürzeren Schenkel 5 an gleichnamig polarisierten Polflächen der Permanentmagnete anliegen.
[0027] Bei der Ausführungsform nach der Fig. 4, die ebenfalls ein bistabiles Relais zeigt,
sind die Permanentmagnete 10, 10′ an den Ankerteilen 8, 8′ angeordnet und liegen
dem selben Schenkel 5 des Kernes gegenüber. Dabei sind die Permanentmagnete mit ihren
ungleichnamig polarisierten Polflächen dem Kern zugekehrt.
[0028] Die Ausführungsform gemäß Fig. 5 unterscheidet sich gegenüber jener nach der Fig.
4 nur dadurch, daß die Permanentmagnete 10, 10′ statt an den Ankerteilen 8, 8′ an
dem einen kürzeren Schenkel 5 des Kernes angeordnet sind, wobei die Ankerteile in
diesen Bereich eine entsprechend geringere Dicke als in deren anderen Bereichen aufweisen,
sodaß diese plan an den Schenkeln 5 anliegen können.
[0029] Äquivalent dazu ist es natürlich auch möglich, daß anstelle der Ankerteile die kürzeren
Schenkel 5 in diesem Bereich eine entsprechend geringere Dicke und damit Ausnehmungen
zur Aufnahme der Permanentmagnete aufweisen, wobei die Längserstreckung der Ausnehmungen
zweckmäßigerweise jeweils größer als die Längserstreckung der Magnete ist.
[0030] Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 6, die ebenfalls ein bistabiles Relais zeigt,
sind die Ankerteile 8, 8′ durch Permanentmagnete gebildet.
[0031] Die Ausführungsform gemäß der Fig. 7, die im wesentlichen der Ausführungsform gemäß
der Fig. 3 entspricht, sind die Permanentmagnete 10, 10′ an den Ankerteilen 8, 8′
angeordnet, wobei die Permanentmagnete mit ihren gleichnamig polarisierten Polflächen
den kürzeren Schenkeln der Kernteile 2, 3 zugekehrt sind.
[0032] Die Ausführungsform gemäß der Fig. 8 entspricht jener gemäß der Fig. 7, doch weisen
die Kernteile 2, 3 durchgehend die gleiche dicke Dicke auf, sodaß deren kürzere Schenkel
5 um deren Dicke gegeneinander versetzt einander gegenüberstehen, trotzdem kann im
Sinne der Erfindung von einem sich im wesentlichen in einer Ebene erstreckenden Kern
gesprochen werden. Die Ankerteile 8, 8′ weisen durchgehend die gleiche Dicke auf und
tragen in ihren einander diagonale gegenüberliegenden Endbereichen die Permanentmagnete
10, 10′, mit ihren gleichnamig polarisierten Polflächen dem Kern zugekehrt sind.
[0033] Bei allen Varianten der ersten Grundform eines erfindungsgemäßen Relais kann der
Anker, der, wie noch später erläutert werden wird, durch die magnetisierbaren oder
magnetischen Ankertelle 8, 8′ und einem diese in einem konstanten Abstand haltendenden
Verbindungsteil aus einem para- oder diamagnetischen Material besteht, um eine Achse
schwenkbar oder senkrecht zur Ebene des Kernes verschiebbar gehalten sein. Bei der
zweiten Grundform gemäß den Fig. 9 bis 15 ist ein U-förmiger Kern 20 vorgesehen, dessen
einer Schenkel 21 die Spule 6 durchsetzt und aus dieser unter Bildung eines Polstückes
vorragt. Der Anker 7 besteht ebenfalls aus zwei in einem konstanten Abstand voneinander
gehaltenen Ankerteilen 8, 8′ aus magnetisierbarem oder magnetischem Material, wobei
die freien, Polstücke bildenden Enden der Schenkel des Kernes in den zwischen den
Ankerteilen 8, 8′ verbleibenden Luftspalt 9 hineinragt. Dabei überlappen die Ankertelle
8, 8′ die Schenkelenden des Kernes 20.
[0034] Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 9, die ein bistabiles Relais zeigt, sind die
beiden Ankerstücke 8, 8′ durch Permanentmagnete gebildet, die mit ihren jeweils ungleichnamig
polarisierten Polflächen einander gegenüberliegen.
[0035] Bei der Ausführungsform nach der Fig. 10 sind an den einen Endbereichen der Ankerstücke
8, 8′ Permanentmagnete angeordnet, die mit ihren gleichnamig polarisierten Polflächen
dem Kern zugekehrt sind, wobei diese Permanentmagnete 10, 10′ verschiedenen Schenkeln
des Kernes gegenüberliegen und an einander diagonal gegenüberliegenden Bereichen der
Ankerteile 8, 8′ angeordnet sind.
[0036] Die Ausführungsform gemäß der Fig. 11, bei der es sich um ein monostabiles Relais
handelt, unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß der Fig. 9 nur dadurch,
daß lediglich einer der beiden Ankerteile 8, 8′ durch einen Permanentmagneten gebildet
ist, wogegen der Ankerteil 8 aus einem magnetisierbaren Material besteht.
[0037] Die Ausführungsform gemäß der Fig. 12 entspricht weitgehend der Ausführungsform gemäß
der Fig. 11, ist statt eines durchgehenden Permanentmagneten nur ein kleiner Permanentmagnet
10′ vorgesehen, der an dem Ankerteil 8′im Bereich des einen Schenkels des Kernes 20
gehalten ist. Dadurch ergibt sich ebenfalls ein monostabiles Verhalten des Relais.
[0038] Die Ausführungsform gemäß der Fig. 13, die ein bistabiles Relais zeigt, unterscheidet
sich von der Ausführungsform gemäß der Fig. 12 nur dadurch, daß auch der Ankerteil
8 mit einem Permanentmagneten 10 bestückt ist, der dem Permanentmagneten 10′ gegenüberliegt,
wobei jedoch die ungleichnamig polarisierten Polflächen der Permanentmagnete 10, 10′
einander zugekehrt sind.
[0039] Die Ausführungsform gemäß der Fig. 14 entspricht jener nach der Fig. 13 mit dem Unterschied,
daß die Permanentmagnete an dem einen Schenkel des Kernes 20 angeordnet sind und die
Ankerteile 8, 8′ in diesen Bereichen Ausnehmungen zur Aufnahme der seitlich der Schenkel
abstehenden Permanentmagnete 10, 10′ aufweisen.
[0040] Äquivalent dazu können natürlich anstelle der Ankerteile auch die Schenkel in diesem
Bereich Ausnehmungen zur Aufnahme der Permanentmagnete aufweisen.
[0041] Die Ausführungsform gemäß der Fig. 15 unterscheidet sich von jener nach der Fig.
14 nur dadurch, daß die Permanentmagnete 10, 10′ seitlich an verschiedenen Schenkeln
des Kernes angeordnet sind, wobei sie mit ihren gleichnamig polarisierten Polflächen
an den Schenkeln des Kernes 20 anliegen. Dabei sind diese Permanentmagnete einander
diagonal gegenüberliegend angeordnet.
[0042] Auch bei der zweiten Grundform der erfindungsgemäßen Relais kann der Anker schwenkbar
oder senkrecht zur Ebene des Kernes 20 verschiebbar gehalten bzw. geführt sein.
[0043] Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 16 sind die Ankerteile 8, 8′ im Gehäuse 25
fest gehalten. Der Kern 20 ist in einem Bügel 22 gehalten, der in Gehäusewänden 23,
24 geführt ist, wobei der Kern 20 schwenkbar im Gehäuse gehalten ist.
[0044] Bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 17 sind die Ankertelle 8, 8′ in einem schwenkbar
gehaltenen Bügel 22′ angeordnet, der in Gehäusewänden 23, 24 geführt ist. Die Drehachse
des Bügels 22′ ist im Bereich der hinteren Kante des Steges des Kernes 20 angeordnet.
[0045] Die Fig. 18 zeigt schematisch eine Lösung, bei der die Ankerteile 8, 8′ ebenfalls
in einem Bügel 22˝ gehalten sind, der aber quer zum Kern 20 verschiebbar in den Gehäusewänden
23, 24 geführt ist.
[0046] Die Fig. 19 und 20 zeigen ein Relais bei dem die Ankerstücke in einem brückenartig
ausgebildeten Verbindungsteil 30 aus einem elektrisch isolierenden Material gehalten
sind der über die als Polstücke dienenden kürzeren Schenkel 5 der Kernteile 2, 3 gestülpt
wird.
[0047] An dem Spulenkörper 31 der Spule 6 sind Halterungen für die Anschlußstifte 32 der
Spule angeformt. Der Spulenkörper 31 samt dem Kern 2, 3 ist in das Gehäuse 25 einsetzbar,
das mit entsprechenden Aufnahmen versehen ist. Seitlich der Gehäusewände 23, 24 ist
die Grundplatte 26 verstärkt und weist Durchbrechungen zur Aufnahme der Anschlußstifte
der Kontakte 33 und der Kontaktfedern 34 auf, in die diese einsteckbar sind.
[0048] Der Verbindungsteil 30 weist seitliche Ansätze 35 auf, für die Aufnahmen in Form
von Ausnehmungen 36 in den Gehäusewänden 23, 24 vorgesehen sind, in denen diese verschiebbar
gehalten sind.
[0049] Weiters weisen die Ansätze 35 Schlitze 37 auf, die zur Aufnahme der Kontaktfedern
34 dienen, die mit Einkerbungen 38 an deren oberem Rand versehen sind, in die entsprechende
Rippen der Ansätze 35 einsinken.
[0050] Damit liegt der Anker, der durch den Verbindungsteil 30 und die Ankerteile 8, 8′,
die in den Fig. 19 und 20 nicht sichtbar sind, gebildet ist, schwimnend auf den Kontaktfedern
auf und wird durch diese im wesentlichen quer zum Kern geführt. Gleichzeitig werden
die Kontaktfedern 34 durch den Anker direkt mitbewegt und gesteuert.
1. Relais mit einem einen Luftspalt aufweisenden, im wesentlichen ebenen und rechteckig
gestalteten Magnetgestell mit einem zwei Polstücke aufweisenden Kern und einem diese
überlappenden und im wesentlichen senkrecht zu der durch die Polstücke bzw. den Kern
aufgespannten Ebene bewegbaren, Kontaktfedern antreibenden Anker und einer auf dem
Kern angeordneten Spule, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker in an sich bekannter Weise durch zwei über einen para- oder diamagnetischen
Verbindungsteil (30) miteinander verbundene, magnetisierbare und/oder magnetische
Teile (8. 8′) gebildet ist, und
daß das Magnetgestell (1) mit seinen Polstücken in den zwischen den beiden im wesentlichen
parallel zueinander gehaltenen magnetisierbaren und/oder magnetischen Teilen (8.
8′) des Ankers liegenden Luftspalt (9) eingreift, wobei mindestens eine diesen Luftspalt
(9) begrenzende oder in diesem liegende Fläche durch die Polfläche eines Permanentmagneten
(10, 10′) gebildet ist.
2. Relais nach Anspruch 1 mit einem durch einen U-förmigen Kern gebildeten Magnetgestell,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anker bzw. der dessen magnetisierbare und/oder magnetische Teile (8, 8′) haltende
Verbindungsteil (30) um eine zum Steg des Kernes parallele und in dessen Bereich
angeordnete Achse drehbar bzw. schwenkbar gehalten ist.
3. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetgestell durch einen zweiteiligen Kern (2, 3) gebildet ist, dessen
Teile (2, 3) L- oder U-förmig, allerdings mit ungleich langen Schenkeln ausgebildet
sind, wobei die längeren Schenkel (4) die Spule (6) durchsetzen und in einander entgegengesetzten
Richtungen in diese eingesetzt sind, wobei der Anker bzw. der dessen magnetisierbare
und/oder magnetische Teile (8, 8′) haltende Verbindungsteil um eine zu diesen längeren
Schenkeln (4) parallele Achse verschwenkbar gehalten ist.
4. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetgestell durch einen zweiteiligen Kern (2, 3) gebildet ist, dessen
Teile (2, 3) L- oder U-förmig, allerdings mit ungleich langen Schenkeln (4, 5) ausgebildet
sind, wobei die längeren Schenkel (4) die Spule (6) durchsetzen und in einander entgegengesetzten
Richtungen in diese eingesetzt sind, wobei der Anker bzw. der dessen magnetisierbare
und/oder magnetische Teile (8, 8′) haltende Verbindungsteil um eine Kante des Steges
des einen Teiles des Kernes (2, 3) schwenkbar gelagert ist.
5. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker bzw. der dessen magnetisierbare und/oder magnetische Teile (8, 8′)
haltende Verbindungsteil senkrecht zur Ebene des Magnetgestells vorzugsweise in das
Magnetgestell samt Spule (6) aufnehmenden Gehäuseteilen (23, 24) verschiebbar geführt
ist.
6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der die magnetisierbaren und/oder magnetischen Teile (8, 8′) haltende Verbindungsteil
(30) des Ankers (8, 8′) aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt ist
und Kopplungseinrichtungen zur bewegungsschlüssigen Verbindung mit mindestens einer
Kontaktfeder (34) aufweist.
7. Relais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungseinrichtung durch mindestens einen seitlich an dem Verbindungsteil
(30) angeformten, einen Schlitz (37) zur Aufnahme einer Kontaktfeder (34) aufweisenden
Ansatz (35) gebildet ist, wobei die Kontaktfeder (34) vorzugsweise eine Einkerbung
(38) aufweist, die zur Aufnahme des Ansatzes (35) des Verbindungsteiles (30) dient.