Relais-Magnetantrieb

Abstract

 Bei einem Relais-Magnetantrieb (7) mit einer umpolbaren Magnetspule (9) mit einem Magnetkreis, an dessen zwei Jochschenkeln (10) ein einen Permanentmagneten (12) aufweisender Anker (11) schwenkbar zwischen zwei Endstellungen gehalten ist, wobei der Permanentmagnet (12) zwischen zwei Ankerplatten (13) des Ankers (11) angeordnet ist, die mit ihren über den Permanentmagneten (12) überstehenden Plattenenden (13a) in den beiden Endstellungen des Ankers (11) jeweils an den beiden Jochschenkein (10) anliegen, verjüngen sich erfindungsgemäß die überstehenden Plattenenden (13a) der Ankerplatten (13) in Richtung auf ihre jeweilige Stirnfläche (20) und auf ihre Längsmittelebene (21).

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Relais-Magnetantrieb mit einer umpolbaren Magnetspule mit einem Magnetkreis, an dessen zwei Jochschenkeln ein einen Permanentmagneten aufweisender Anker schwenkbar zwischen zwei Endstellungen gelagert ist, wobei der Permanentmagnet zwischen zwei Ankerplatten des Ankers angeordnet ist, die mit ihren über den Permanentmagneten überstehenden Plattenenden in den beiden Endstellungen des Ankers jeweils an den beiden Jochschenkeln anliegen.

[0002] Ein Relais mit einem solchen Relais-Magnetantrieb ist beispielsweise durch die DE 10 2007 011 328 A1 bekannt geworden. Der Relais-Magnetantrieb dient dazu, bei einer den Stromkreis zwischen zwei Relaiskontakten schließenden oder unterbrechenden Kontaktfeder, deren eines Federende an dem ersten Relaiskontakt elektrisch leitend befestigt ist, das andere, freie Federende entweder in eine an dem zweiten Relaiskontakt anliegende, geschlossene Relaisposition oder in eine von dem zweiten Relaiskontakt abgehobene, geöffnete Relaisposition auszulenken.

[0003] Es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Relais-Magnetantrieb der eingangs genannten Art weiter zu optimieren und insbesondere noch leistungsstärker zu machen.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass sich die überstehenden Plattenenden der Ankerplatten in Richtung auf ihre jeweilige Stirnfläche und auf ihre Längsmittelebene verjüngen.

[0005] Die erfindungsgemäße Verjüngung der überstehenden Ankerplattenenden bewirkt eine Bündelung der magnetischen Feldlinien, die zu einer höheren Haltekraft zwischen Ankerplatte und Jochschenkel führt. Durch diese Maßnahme kann die Antriebskennlinie ausreichend genug gesteigert werden, ohne teure Seltenerdwerkstoffe für den Permanentmagneten verwenden zu müssen.

[0006] Bevorzugt ist die Stirnfläche der Ankerplatten jeweils höchstens halb so groß wie die Querschnittfläche des nicht-verjüngten mittleren Plattenbereichs der Ankerplatten. Dabei können die Ankerplatten mit ihrem nicht-verjüngten mittleren Plattenbereich teilweise über den Permanentmagneten überstehen.

[0007] Im Vergleich zu bekannten Ankern werden bevorzugt dickere Ankerplatten und/oder ein dickerer Permanentmagnet eingesetzt, um starke Streuflüsse zu reduzieren und so dem magnetischen Fluss die Möglichkeit zu geben, hauptsächlich durch das Zentrum der Ankerplatten zu fließen. Vorteilhaft beträgt das Dickenverhältnis von Ankerplatte zu Permanentmagnet mindestens 45%.

[0008] Vorzugsweise verjüngen sich die Plattenenden jeweils über zwei plane Schrägflächen, die sich bis zur Stirnfläche fortsetzen. Alternativ können sich die Plattenenden beispielsweise auch über konkav oder konvex gekrümmte Flächen verjüngen.

[0009] Die Erfindung betrifft auch ein Relais mit mindestens einer den Stromkreis zwischen zwei Relaiskontakten schließenden oder unterbrechenden Kontaktfeder und mit einem wie oben beschriebenen Magnetantrieb zum Auslenken der mindestens einen Kontaktfeder.

[0010] Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.

[0011] Es zeigen:

Fign. 1a, 1b

ein Relais mit einem erfindungsgemäßen Magnetantrieb in einer geschlossenen Relaisposition (Fig. 1a) und in einer geöffneten Relaisposition (Fig. 1b); und

Fig. 2

eine perspektivische Detailansicht eines in Fig. 1 gezeigten Ankers.

[0012] Das in den Fign. 1a, 1b dargestellte Relais 1 umfasst zwei Relaiskontakte 2, 3 und eine den Stromkreis zwischen den beiden Relaiskontakten 2, 3 schließende oder unterbrechende Kontaktfeder 4, welche als elektrisch leitende Blatt- oder Flachfeder ausgebildet ist. Das eine Ende der Kontaktfeder 4 ist elektrisch leitend an dem in Fig. 1 oberen Relaiskontakt 2 befestigt, während das andere, freie Ende 5 einen Kontaktknopf 6 trägt und mittels eines Magnetantriebs 7 auslenkbar ist. Die Kontaktfeder 4 ist in der geschlossenen Relaisposition (Fig. 1 a) derart nach unten ausgelenkt, dass ihr Kontaktknopf 6 an einem Kontaktknopf 8 des unteren Relaiskontakts 3 anliegt, und in der offenen Relaisposition (Fig. 1 b) derart nach oben ausgelenkt, dass ihr Kontaktknopf 6 vom Kontaktknopf 8 des unteren Relaiskontakts 3 abgehoben ist.

[0013] Der Magnetantrieb 7 umfasst eine umpolbare Magnetspule 9 mit einem Magnetkreis, an dessen zwei Jochschenkeln 10 ein Anker (Ankerwippe) 11 mit einem Permanentmagneten 12 (Fig. 2) schwenkbar gelagert ist. Der Permanentmagnet 12 ist zwischen zwei Ankerplatten 13 angeordnet, die mit ihren über den Permanentmagneten 12 überstehenden Plattenenden 13a (Fig. 2) in den beiden Schaltstellungen des Ankers 11 jeweils an den Jochschenkeln 10 anliegen. Die Magnetspule 9 und der zwischen seinen beiden Schaltstellungen verschwenkbare Anker 11 bilden einen H-Ankeranzug. Der Anker 11 hat einen radial abstehenden Arm 14, der die Kontaktfeder 4 in deren Auslenkrichtung (Doppelpfeil 15) mit einem unteren Vorsprung 16 untergreift und mit einem oberen Vorsprung 17 übergreift. Mit anderen Worten ist die Kontaktfeder 4 in Auslenkrichtung 15 zwischen den beiden Vorsprüngen 16, 17 angeordnet. Am freien Ende 5 der Kontaktfeder 4 ist eine zusätzliche Blattfeder 18 aus Federstahl befestigt, deren freies Ende vom oberen Vorsprung 17 übergriffen ist.

[0014] Der Anker 11 nimmt mit dem unteren Vorsprung 16 die Kontaktfeder 4 in Öffnungsrichtung des Relais 1, d.h. nach oben, und mit dem oberen Vorsprung 17 mittels der zusätzlichen Blattfeder 18 die Kontaktfeder 4 in Schließrichtung des Relais 1, d.h. nach unten, mit. Mit anderen Worten ist die Kontaktfeder 4 mit dem Anker 11 in Öffnungs- und Schließrichtung bewegungsgekoppelt. Die Kontaktfeder 4 ist als eine mehrschichtige Blattfeder mit einem seitlich aus ihrer Ebene vorstehenden Bogenabschnitt 19 ausgebildet.

[0015] Zum Schalten des Relais 1 wird das Magnetfeld der Magnetspule 9 umgepolt, wodurch der Anker 11 verschwenkt und dadurch die Kontaktfeder 4 ausgelenkt wird. In der geschlossenen Relaisposition (Fig. 1a) ist die Kontaktfeder 4 durch den oberen Vorsprung 17 des nach unten geschwenkten Arms 14 nach unten bis zur Anlage ihres Kontaktknopfes 6 an den Kontaktknopf 8 des unteren Relaiskontakts 3 ausgelenkt. Der Anpressdruck des Kontaktknopfes 6 an den Kontaktknopf 8 des unteren Relaiskontakts 3 ist durch die Druckkraft der vom Anker 11 zusammengedrückten Blattfeder 18 gegeben. In der geschlossenen Relaisposition wirkt die Blattfeder 18 der Auslenkung der Kontaktfeder 4 in Öffnungsrichtung entgegen, was zu einem prellreduzierten Schließen des Relais 1 führt. In der offenen Relaisposition ist die Kontaktfeder 4 durch den unteren Vorsprung 16 des nach oben geschwenkten Arms 14 nach oben ausgelenkt und dadurch der Kontaktknopf 6 vom Kontaktknopf 8 des unteren Relaiskontakts 3 abgehoben.

[0016] Wie in Fig. 2 gezeigt, verjüngen sich die überstehenden Plattenenden 13a der Ankerplatten 13 in Richtung auf ihre jeweilige endseitige Stirnfläche 20 und auf ihre Längsmittelebene 21 bzw. auf die Längsmittelebene des Ankers 11. Zwischen den beiden verjüngten Plattenenden 13a weisen die Ankerplatten 11 jeweils einen mittleren Plattenbereich 13b auf, der sich auch noch über den Permanentmagneten 12 hinaus erstrecken kann. Die Plattenenden 13a verjüngen sich jeweils über zwei plane Schrägflächen 22, die sich - hier lediglich beispielhaft unter ca. 45° - an den mittleren Plattenbereich 13b anschließen und sich bis zur Stirnfläche 20 fortsetzen. Die Stirnflächen 20 sind höchstens halb so groß wie die Querschnittfläche des mittleren Plattenbereichs 13b. Die verjüngten Plattenenden 13a bewirken eine Bündelung der magnetischen Feldlinien, die zu einer höheren Haltekraft zwischen Ankerplatte 13 und Jochschenkel 10 führt.

[0017] Im Vergleich zu bekannten Ankern, bei denen die Ankerplatten jeweils 1,25mm dick und der Permanentmagnet 3,0mm dick ist, also das Dickenverhältnis von Ankerplatte zu Permanentmagnet ca. 41,6% beträgt, wurden sowohl dickere Ankerplatten 13 (1,5mm) als auch ein dickerer Permanentmagnet 12 (3,2mm) verwendet, wodurch das Dickenverhältnis von Ankerplatte 13 zu Permanentmagnet 12 ca. 46,9% beträgt. Durch diese Maßnahme werden starke Streuflüsse reduziert, so dass der magnetische Fluss hauptsächlich durch das Zentrum der Ankerplatten 13 fließt und dadurch die Haltekraft zwischen Ankerplatte 13 und Jochschenkel 10 weiter erhöht ist.

Ansprüche

1. Relais-Magnetantrieb (7) mit einer umpolbaren Magnetspule (9) mit einem Magnetkreis, an dessen zwei Jochschenkeln (10) ein einen Permanentmagneten (12) aufweisender Anker (11) schwenkbar zwischen zwei Endstellungen gelagert ist, wobei der Permanentmagnet (12) zwischen zwei Ankerplatten (13) des Ankers (11) angeordnet ist, die mit ihren über den Permanentmagneten (12) überstehenden Plattenenden (13a) in den beiden Endstellungen des Ankers (11) jeweils an den beiden Jochschenkeln (10) anliegen, dadurch gekennzeichnet,
dass sich die überstehenden Plattenenden (13a) der Ankerplatten (13) in Richtung auf ihre jeweilige Stirnfläche (20) und auf ihre Längsmittelebene (21) verjüngen.

2. Relais-Magnetantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (19) der Ankerplatten (13) jeweils höchstens halb so groß wie die Querschnittfläche des nicht-verjüngten mittleren Plattenbereichs (13b) der Ankerplatten (13) ist.

3. Relais-Magnetantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerplatte (13) mit ihrem nicht-verjüngten mittleren Plattenbereich (13b) teilweise über den Permanentmagneten (12) übersteht.

4. Relais-Magnetantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass das Dickenverhältnis von Ankerplatte (13) zu Permanentmagnet (12) mindestens 45% beträgt.

5. Relais-Magnetantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Plattenenden (13a) jeweils über zwei Schrägflächen (22) verjüngen, die sich bis zur Stirnfläche (20) fortsetzen.

6. Relais (1) mit mindestens einer den Stromkreis zwischen zwei Relaiskontakten (2, 3) schließenden oder unterbrechenden Kontaktfeder (4) und mit einem Magnetantrieb (7) zum Auslenken der mindestens einen Kontaktfeder (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.

Zeichnung