DE1270691B

DE1270691B - Electromagnetic rotating armature relay

Info

Publication number: DE1270691B
Application number: DE19631270691
Authority: DE
Inventors: Armand Husson
Original assignee: CONST RADIOELECTRIQUES DE MONT
Current assignee: CONST RADIOELECTRIQUES DE MONT
Priority date: 1963-09-11
Filing date: 1963-09-11
Publication date: 1968-06-20

Description

Elektromagnetisches Drehanker-Relais Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Drehanker-Relais, dessen beweglicher Anker ohne Torsionsmoment aus zwei magnetischen, in der Mitte verbundenen Teilen identischer Form zusammengesetzt ist, von denen wenigstens einer aus einem permanenten, in Längsrichtung magnetisierten Magneten besteht.Electromagnetic Rotating Armature Relay The invention relates to an electromagnetic one Rotating armature relay, the movable armature of which consists of two magnetic, in the middle connected parts of identical shape is composed of which at least one of a permanent, longitudinally magnetized magnet consists.

Bei solchen elektromagnetischen Relais müssen, um einmal eine Bewegung, zum anderen zwei stabile Stellungen zu erhalten, die für die gute Wirkungsweise eines polarisierten Relais erforderlich sind, wenigstens vier Spulen und wenigstens vier feste Elektromagnetpole vorgesehen sein. Im übrigen bleibt das bekannte Relais nicht immer stabil, da der bewegliche Anker immer seine neutrale Stellung wieder einnimmt, sobald der Erregerstrom abgeschaltet ist.With such electromagnetic relays, in order to initiate a movement, on the other hand to get two stable positions, which are necessary for the good effectiveness of a polarized relay are required, at least four coils and at least four fixed electromagnetic poles may be provided. Otherwise, the familiar relay remains not always stable because the movable armature always returns to its neutral position assumes as soon as the excitation current is switched off.

Nach einer bekannten Anordnung (USA.-Patentschrift 2 866 870) ist der bewegliche Anker in Form einer radialen magnetischen Scheibe ausgebildet und kann frei zwischen den Polen schwingen. Der Anker ist mit Spanneinrichtungen ausgestattet, die den Rotor in eine neutrale oder Ruhestellung zurückstellen. Bei diesen Spanneinrichtungen handelt es sich beispielsweise um eine Feder, die für die Funktionsweise der Vorrichtung erforderlich ist.According to a known arrangement (US Pat. No. 2,866,870) the movable armature is designed in the form of a radial magnetic disk and can swing freely between the poles. The anchor is equipped with tensioning devices, which return the rotor to a neutral or rest position. With these clamping devices it is, for example, a spring that is responsible for the functioning of the device is required.

Im übrigen ist auch diese Einrichtung auf Grund der Schwingbewegungen, die der Anker bei seiner Vierteldrehung zum Zeitpunkt der Erregung des Elektromagneten ausführt, nicht besonders stabil.Incidentally, this device is also due to the oscillating movements, that of the armature in its quarter turn at the time of energization of the electromagnet executes, not particularly stable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches elektromagnetisches Relais so auszubilden, daß in allen Fällen der bewegliche Anker ohne Auftreten von Nebenschwingungen eine stabile, bezüglich des Magnetflusses genau definierte Lage einnimmt. Die Bedeutung dieser genau definierten Lage ist unter anderem darin zu sehen, daß die Kontakte des beweglichen Ankers daran gehindert werden, auf den festen zugeordneten Kontakten zurückzuprallen.The invention is based on the object of such an electromagnetic To train relays so that in all cases the movable armature without occurrence of Secondary vibrations a stable, precisely defined position with regard to the magnetic flux occupies. The meaning of this precisely defined location is among other things in it see that the contacts of the movable armature are prevented from falling on the fixed to bounce back associated contacts.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß bei einem elektromagnetischen Relais der eingangs genannten Gattung dadurch, daß der Elektromagnet zwei vorspringende Polstücke mit Trapezquerschnitt aufweist, deren Längsseiten abwechselnd Anschläge für die Enden der magnetischen Teile entsprechend dem Vorhandensein und der Richtung des magnetischen Flusses im Magnetkreise des Elektromagneten bilden.According to the invention, this is achieved with an electromagnetic relay of the type mentioned in that the electromagnet has two protruding Has pole pieces with a trapezoidal cross-section, the longitudinal sides of which have alternating stops for the ends of the magnetic parts according to the presence and direction of the magnetic flux in the magnetic circuit of the electromagnet.

Vorzugsweise ist einer der stabförmigen Magnetteile ein Permanentmagnet, während der andere ein Stab aus nichtmagnetisiertem Magnetmaterial besteht, wobei die Polstücke des Magneten sich jeweils gegen eine Schrägfläche jedes der vorspringenden Polstücke legen und die Enden des nichtmagnetisierten Stabes sich in der Nähe der anderen Schrägflächen der vorspringenden Polstücke befinden, wenn der Elektromagnet nicht erregt ist und die Erregung des Elektromagneten derart ist, daß eine Abstoßung des Magneten und eine entsprechende Anziehung des nichtmagnetisierten Stabes gegen die Schrägflächen der vorspringenden Pole hervorgerufen wird.Preferably one of the rod-shaped magnet parts is a permanent magnet, while the other is a rod made of non-magnetized magnetic material, where the pole pieces of the magnet each against an inclined surface of each of the protruding Place the pole pieces and the ends of the non-magnetized rod are close to the other sloping surfaces of the salient pole pieces are located when the electromagnet is not excited and the excitation of the electromagnet is such that repulsion of the magnet and a corresponding attraction of the non-magnetized rod against the inclined surfaces of the salient poles is caused.

In vorteilhafter Weise sind die beiden magnetischen Teile permanente Stabmagneten, wobei der Nordpol des ersten Magneten und der Südpol des zweiten Magneten abwechselnd sich gegen die Schrägflächen eines der vorspringenden Pole des Elektromagneten legen, während der Südpol des ersten Magneten und der Nordpol des zweiten Magneten sich abwechselnd gegen die Schrägflächen des anderen vorspringenden Polstückes des Elektromagneten legen, und zwar entsprechend der Richtung des Erregerstromes in der Wicklung des Elektromagneten, wobei diese Magneten in ihrer Stellung nach Verschwinden des Erregerstromes verbleiben.The two magnetic parts are advantageously permanent Bar magnets, with the north pole of the first magnet and the south pole of the second magnet alternately against the inclined surfaces of one of the salient poles of the electromagnet place while the south pole of the first magnet and the north pole of the second magnet alternately against the inclined surfaces of the other protruding pole piece of the Place the electromagnet according to the direction of the excitation current in the winding of the electromagnet, these magnets in their position after disappearing of the excitation current remain.

Auf Grund der vorspringenden Polstücke vergrößern sich die magnetischen anziehenden oder abstoßenden Kräfte in beachtlichen Anteilen, wodurch der Wirkungsgrad der Vorrichtung erhöht wird und es auch möglich wird, eint Gerät mit sehr kleinen Abmessungen zu bauen.Due to the protruding pole pieces, the magnetic ones increase in size attractive or repulsive forces in considerable proportions, which increases the efficiency the device is increased and it also becomes possible to unite device with very small Build dimensions.

Von Vorteil ist es darüber hinaus, daß der Aufbau der Teile identisch sein kann und daß es sich hinsichtlich der Funktionsweise sowohl um ein polarisiertes als auch um ein- nichtpolarisiertes Relais handeln kann. Lediglich der Charakter der magnetischen Stäbe, d. h. Weicheisen oder Magnetstahl, wäre zu ändern.It is also advantageous that the structure of the parts is identical can be and that it is both polarized in terms of functionality as well as a non-polarized relay. Just the character the magnetic bars, d. H. Soft iron, or magnetic steel, would have to be changed.

Es wirken am kreuzförmigen Anker des elektromagnetischen Relais im Augenblick der Erregung des Elektromagneten zwei Kräfte: nämlich eine auf den magnetisierten Stab wirkende rückstellende Kraft und eine auf den nichtmagnetisierten Stab wirkende anziehende Kraft, wogegen bei den bekannten Relais nur eine anziehende Kraft vorhanden ist.They act on the cross-shaped armature of the electromagnetic relay in the Moment of excitement of the Electromagnets have two forces: namely one restoring force acting on the magnetized rod and one acting on the non-magnetized one Bar acting attractive force, whereas with the known relays only one attractive force Power is present.

Auf Grund der vorspringenden Pole bleibt die Stellung des beweglichen Relaisankers nach der Erfindung immer stabil und in einer genau definierten Lage, in der einer der magnetisierten Stäbe angezogen und gegen die Schrägflächen der vorspringenden Pole gehalten wird, selbst dann, wenn der Erregerstrom verschwindet. Dies gilt aber für das eingangs als erstes erörterte bekannte Relais nicht, bei dem der bewegliche Anker immer seine neutrale Stellung wieder einnimmt, sobald der Erregerstrom abgeschaltet ist.Due to the protruding poles, the position of the movable one remains Relay anchor according to the invention always stable and in a precisely defined position, in which one of the magnetized rods is attracted and against the inclined surfaces of the salient pole is held even if the excitation current disappears. However, this does not apply to the known relay first discussed at the beginning which the movable armature always resumes its neutral position as soon as the Excitation current is switched off.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die als Beispiel an Hand der Zeichnungen je eine Ausführungsform eines polarisierten und nichtpolarisierten Relais erläutert. Die Zeichnungen zeigen in F i g. 1 eine Ausführungsform eines nichtpolarisierten Relais und in F i g. 2 und 3 Ausführungsformen polarisierter Relais.Further details and advantages of the subject matter of the invention result from the following description, which is given as an example on the basis of the drawings an embodiment of a polarized and non-polarized relay is illustrated. The drawings show in FIG. 1 an embodiment of a non-polarized Relay and in F i g. 2 and 3 polarized relay embodiments.

Zur Herstellung eines nichtpolarisierten Relais gemäß der Erfindung verwendet man einen Weicheisenstab F, F (F i g. 1), der über Kreuz mit einem Permanentmagnetstab NS auf einer im Schnittpunkt der beiden Stäbe angeordneten Drehachse O montiert ist. Bei dieser Anordnung kann der Permanentmagnetstab auf den Weicheisenstab keine Kraftwirkung ausüben.To produce a non-polarized relay according to the invention, a soft iron rod F, F (Fig. 1) is used, which is mounted crosswise with a permanent magnet rod NS on an axis of rotation O arranged at the intersection of the two rods. With this arrangement, the permanent magnet rod cannot exert any force on the soft iron rod.

Setzt man dieses bewegliche System zwischen die Polstücke P, P' eines Elektromagneten E und ist der Elektromagnet nicht erregt, d. h. der Schalter I geöffnet, dann legt sich der Permanentmagnetstab an die Polstücke P, P' des Elektromagneten an, wobei sich Kraftlinien des Stabmagneten über den Magnetkreis des Elektromagneten schließen. Diese Stellung ist die Ruhestellung des Relais.If this movable system is placed between the pole pieces P, P 'of a Electromagnet E and the electromagnet is not energized, i.e. H. the switch I is open, then the permanent magnet rod lies against the pole pieces P, P 'of the electromagnet on, whereby lines of force of the bar magnet extend over the magnetic circuit of the electromagnet conclude. This position is the rest position of the relay.

Wird der Schalter I geschlossen und damit der Elektromagnet durch Gleichstrom erregt, dessen Polarität derart ist, daß ein Nord- bzw. Südpol an den Polstücken P' bzw. P entsteht, dann wird bei Kontakt der gleichnamigen Polstücke mit den entsprechenden Polen des Magnetstabes eine Abstoßkraft erzeugt, welche den Magnetstab von den Polstücken P' und P des Elektromagneten E entfernt.If the switch I is closed and thus the electromagnet through Direct current excited, the polarity of which is such that a north or south pole to the Pole pieces P 'or P arises, then when the pole pieces of the same name come into contact with the corresponding poles of the magnetic rod generates a repulsive force which the Magnetic rod removed from pole pieces P 'and P of electromagnet E.

Befinden sich andererseits die Polstücke P, P' nicht mehr in Berührung mit dem Magnetstab NS, dann schließen sich die Kraftlinien des Elektromagneten über dem Weicheisenstab F, F, so daß wieder eine Anziehungskraft entsteht, welche sich der Abstoßkraft überlagert, wobei die beiden Kräfte die bewegliche Anordnung auf der Achse O im Sinne des Pfeiles F drehen, bis der Weicheisenstab F, F mit den Polstücken P, P' in Berührung kommt. In diesem Augenblick ist der Magnetkreis vollständig geschlossen, kein vom Elektromagneten stammendes Magnetfeld kann durch den Magnetstab verlaufen und diesen dadurch gegebenenfalls entmagnetisieren. Da die durch den Magnetstab ausgeübte Dauerkraft wegen des Luftspaltes zwischen diesem Stab und den Polstücken wesentlich schwächer ist als die den Weicheisenstab mit diesen Polstücken in Berührung haltende Kraft, bleibt die Anordnung in dieser Arbeitsstellung des Relais, solange der elektrische Strom in der Spule fließt.If, on the other hand, the pole pieces P, P 'are no longer in contact with the magnetic rod NS, the lines of force of the electromagnet close over the soft iron rod F, F , so that an attractive force arises again, which is superimposed on the repulsive force, the two forces being the Rotate the movable arrangement on the axis O in the direction of the arrow F until the soft iron rod F, F comes into contact with the pole pieces P, P '. At this moment the magnetic circuit is completely closed, no magnetic field originating from the electromagnet can pass through the magnetic rod and thereby demagnetize it if necessary. Since the permanent force exerted by the magnetic rod is much weaker than the force that keeps the soft iron rod in contact with these pole pieces due to the air gap between this rod and the pole pieces, the arrangement remains in this operating position of the relay as long as the electrical current flows in the coil.

Sobald der Strom unterbrochen wird, verschwindet die elektromagnetische Kraft, und die Anziehungskraft des Magnetstabes führt die Vorrichtung in die Ausgangsstellung, d. h. in die Ruhestellung, zurück.As soon as the current is interrupted, the electromagnetic disappears Force, and the attraction of the magnetic rod leads the device to the starting position, d. H. to the rest position, back.

Die Erfindung ist in gleicher Weise auch auf ein polarisiertes Relais anwendbar, das nach dem gleichen Prinzip der Abstoßungs- und Anziehungskraft arbeitet.The invention is equally applicable to a polarized relay applicable, which works on the same principle of repulsion and attraction.

Bei einem polarisierten Relais verwendet man eine der oben beschriebenen ähnliche bewegliche Vorrichtung, bei der jedoch der Weicheisenstab durch einen zweiten Permanentstab N"S" ersetzt ist (F i g. 2 und 3). Dieser Stab ist derart montiert, daß immer eine Nord- und Südpolarisation bezüglich der beiden Polstücke des Elektromagneten E vorhanden ist.For a polarized relay, use one of those described above Similar movable device, but in which the soft iron rod is replaced by a second Permanent rod N "S" is replaced (F i g. 2 and 3). This rod is mounted in such a way that there is always a north and south polarization with respect to the two pole pieces of the electromagnet E is present.

Beim Fehlen des Erregerstromes in der Spule des Elektromagneten (F i g. 2) kommt entweder der eine oder der andere Magnetstab NS oder N"S" mit den Polstücken P', P in Berührung, so daß einer der beiden bistabilen Zustände des polarisierten Relais entsteht.If there is no excitation current in the coil of the electromagnet (F i g. 2) Either one or the other magnetic stick NS or N "S" comes with the Pole pieces P ', P in contact, so that one of the two bistable states of the polarized Relay arises.

Wird die Spule des Elektromagneten derart erregt, daß an den Polstücken die gleiche magnetische Polung wie an den mit den Polstücken in Berührung stehenden Magnetstabpolen entsteht, wirkt auf diesen eine abstoßende Kraft und gleichzeitig eine Anziehungskraft auf den zweiten Magnetstab, dessen Polung entgegengesetzt zur Polung der Polstücke ist. Hört der Stromfluß in der Spule auf, dann bleibt trotzdem die bewegliche Anordnung, welche sich im Sinne des Pfeiles f' gedreht hat, in dieser Stellung stehen, welche die zweite bistabile Stellung des polarisierten Relais darstellt.If the coil of the electromagnet is excited in such a way that on the pole pieces the same magnetic polarity as on those in contact with the pole pieces Magnetic rod poles arise, a repulsive force acts on them and at the same time an attractive force on the second magnetic rod, the polarity of which is opposite to Polarity of the pole pieces is. If the current flow in the coil stops, it still remains the movable arrangement, which has rotated in the direction of arrow f ', in this Stand which represents the second bistable position of the polarized relay.

Um die Anordnung in die erste Stellung zurückzuführen, genügt es, wie aus F i g. 3 ersichtlich, die Spule des Elektromagneten mit umgekehrter Polung des Erregerstromes unter Strom zu setzen.To return the arrangement to the first position, it is sufficient to as from Fig. 3 shows the coil of the electromagnet with reversed polarity to energize the excitation current.

Claims

Claims: 1. Electromagnetic armature relay, the movable armature of which is composed of two magnetic, centrally connected parts of identical shape, without torsional moment, of which at least one consists of a permanent, longitudinally magnetized magnet, characterized in that the electromagnet (E ) has two protruding pole pieces (P, P ') with a trapezoidal cross-section, the longitudinal sides of which alternately form stops for the ends of the magnetized parts (F, F; NS) according to the presence and direction of the magnetic flux in the magnetic circuit of the electromagnet (E).

2. Electromagnetic relay according to claim 1, characterized in that one of the rod-shaped magnet parts one is permanent magnet, while the other is made of non-magnetized magnetic material consists, with the pole pieces of the magnet each against an inclined surface each the protruding pole piece and the ends of the non-magnetized rod located near the other sloping surfaces of the salient pole pieces when the electromagnet is not excited and the excitation of the electromagnet is such that a repulsion of the magnet and a corresponding attraction of the non-magnetized rod caused against the inclined surface of the salient poles will.

3. Electromagnetic relay according to claim 1, characterized in that the two magnetic parts are permanent bar magnets, with the north pole of the first magnet and the south pole of the second magnet alternately against the inclined surfaces place one of the salient poles of the electromagnet, while the south pole of the first magnet and the north pole of the second magnet alternate against the Lay inclined surfaces of the other protruding pole piece of the electromagnet, and according to the direction of the excitation current in the winding of the electromagnet, these magnets remain in their position after the excitation current has disappeared. Documents considered: German Patent No. 161212; U.S. Patent No. 2,866,870.