Электромагнитное реле

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (») 59735" (61) Дополнительный к патенту (51} М. Кл.о

Н 01 Н 51/28 (22) Заявлено 24.06. 74(21) 1972653/

2038221 24-07 (23) ПриоритетС8.11 7- (32) 01-12 72

Государственный комитет

Совета Министров СССР

IIo делам иаооретеннй и открытий

Р2258922.6 (33) ФРГ (43) Опубликовано 05.03.78.Бюллетень № g (45) Дата опубликования описания (9,01,7а (53) УДК 621.318.562 (088.8) Иностранцы

Вольфганг Мекленбург, Альфред Лейхт, Вальтер Гофманы, Ганс Литер Ифейль, Инго Рюдигер Иэерт, Хельмут Бюттель, Рихард Врауншвейг (ФРГ) и Филипп 11жон Смит (Великобритания)

Иностранная фирма

Интернэшнэл Стандарт Электрик Корпорейшн" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ РЕЛЕ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электромагнитных реле.

Известно электромагнитное реле с двумя запаянными контактами (1) . Каждый контакт имеет равную опорную плиту, на которой посредством производимого под давлением стеклянного впая укреплен продолговатый стержневой сердечник. Стержневые сердечники обоих контактов расположены параллельно друг другу и охвачены обмоткой возбуждения. Впаивание продолговатых стержневых сердечников в этих реле является сложным и, следовательно, дорогостоящим. Кроме того, из-за параллельного расположения стержневых сердечников обмотка возбуждения должна быть нанесена на каркас катушки с овальным сердечником, вследствие чего средняя длина обмотки будет сравнительно большая. Поэтому известное реле по сравнению с предлагаемым будет иметь существенно большие габариты.

Известно также электромагнитное реле, содержащее, по крайней мере, одну катушку возбуждения, постоянный магнит, внешний магнитопровод и магнитоуправляемые контакты с плоскими корпусами, состоящими из крышки и основания с кольцевой наружной и дискообразной внутренней частями одинаковой толщины, расположенными эксцентрично, соединенными между собой стеклянным кольцом и чстановленными в одной плоскости, и плоский ферромагнитный якорь, установленный на пружине, укрепленной на корпусе, например на крышке или на кольцевой наружной части, причем крышка прикреплена к основанию при помощи сварки кольцевым швом (2).

В таком реле впаи ванне продолговатых стержн. в: : сердечников является сложным и, следовательно, дорогостоящим. Кроме того, из-за параллельного расположения стержневых сердечников обмотка возбуждения должна быть нанесена на каркас катушки с овальным сердечником, следствие чего средняя линия обмотки будет сравнительно больше. Поэтому известное реле больше по габаритам, а также

) сложно в изготовлении.

IJgJlb изобретения — упрощение изготовления и уменьшение габаритов.

Поставленная цель достигается в реле, содержащем, по крайней мере, одну катушку возбуждения, постоянный магнит, в -и шний магнитопровод и магнитмправляемьг контакты с контактными выводами и плоскими корпусами, состоящими из крышки и основания с кольцевой наружной и днскообразной внутренней частями одинаковой толщины, расположенными эксцен1рично, соединенными ., ду собой стеклянным кольцом и установле ": ми в одной

597353 плоскости, и плоский ферромагнитный якорь, установленный на пружине, закрепленной на корпусе, например на крышке или на кольцевой наружной части, причем крышка прикреплена к основанию при помощи сварки кольцевым швом, два магнитоуправляемых контакта установлены так, что корпусы обращены друг к другу одинаковыми элементами, основаниями или крышками, причем между кольцевыми наружными частями их оснований расположен постоянный магнит, а между дискообразными внутренними частями — хагнитопровод с катушкой возбуждения, причем постоянный магнит и магнитопровод электрически изолированы от хагнитоуправляемых контактов, а контакт<<ые выводы выполи IIbl в виде штырей, жестко:крепленных с крышками. Когда корпусы обращены друг к другу основаниями, указанный магнитопровод может быть выполнен в виде двух электрически изолированных

Г-образных частей, жестко прикрепленных с одной стороны соответственно к каждой пз дискообразных внутренних частей основания, а с другой стороны охваченных катушкой возбуждения, причем к магнитопроводам перпендикулярно прикреплены штыри, являюшиеся другими контактными гыво <ами. Другие контактные выводы в виде штырей могут быть прикреплены к дискообразных внутренним частям оснований. Крохе того, корпусы могут быть обращены друг к другу крышками, а между дискообразными внутренними частями основания установлен U -образный внешний магнитопровод, охватывающий оба магнитоуправляемых контакта и изолированный от них электрически.

Основание -об! .азного внешнего магнитопровода может быть выполнено раздвоенным в виде двух параллельных магнитопроводов,. на каждом из которых расположены катушки возб ждения.

На фиг. 1 изображено электромагнитное реле с двумя контактами, обращенными друг к другу основаниями в разрезе; на фиг. 2 разрез А — А; на фиг. 3 — электромагнитное реле, ви.т сбоку; на фиг. 4 — то же, с частичным разрезом; на фиг. 5 — 7 — различные магнп<опроводяшие детали из тонколистового штампованного металла, используемые в электромагнитном реле, в пространственном изображении; на фиг. 8 — электромагнитное реле с двумя магнитонаправляемыми контактами, обращенными друг к другу крышками, в разрезе; на фиг. 9 — электромагнитное замыкающее реле.

Каждый магнитоуправляемый контакт имеет плоский корпус, состоящий из крышки 1 и основания 2. Кромка крышки 1 соединена с основанием пылененроницаемо или герметически.

Это соединение можно осуществлять, например посредством сварки кольцевым швом. Основание 2 контакта выполнено в виде кольцевой наружной части и дискообразной внутренней части 3, соединенных между собой стеклянным кольцом 4 посредством производимого под давлением стеклянного впая таким образом, что они по крайней мере с внутренней стороны осн<нгания находятся в одной плоскости. Внутренняя часть 3 расположена эксцентрично внутри наружной части основания 2. Якорь 5. выполненный как Il.lo<. кий конструктивный элемент, прикреплен ко знутренней стороне крышки 1 посредством удерживающей пружины 6 и расположен с перекрытием участка внутренней

5 части 3 и участка наружной части основания 2.

В целях компенсации допусков вследствие изготовления или износа поверхность якоря 5, взаимодействуюшая с внутренней частью 3, может быть выполнена выпуклой. Основания магнитоуправляемых котактов обра щены друг к другу. Между основаниями 2 расположены постоянный магнит 7 и электромагнит 8, составляющие последовательную магнитную цепь с магнитоуправляемыми контактами. Электромагнит 8 состоит из магнитопроводящего штифта 9 и обмотки намагничивания 10 и прилегает к противостоящим друг другу внутренним частям 3 основания 2 шунтовой поверхности 11.

Расстояние между электромагнитом и постоянным магнитом выбрано таким, чтобы между ними имелся воздушный промежуток, играющий

2Ю роль магнитного шунта для постоянного магнита 7 и последовательно соединенного электромагнита 8.

Выводы контактов 12 и 13 выполнены в виде штырей, припаянных к соответствуюшим деталям. Постоянный магнит вызывает в магнитной цепи реле предварительное возбуждение, величина которого зависит от размеров и намагничивающей силы, а также и от магнитного сопротивления цепи реле. Если предварительное возбуждение меньше ЧДС при отпускании контактов, то получается нейтральное реле с уменьшенными значениями срабатывания и отпадания, т. е. поляризованное реле.

Если предварительное возбуждение больше параметра самоудержания, то получается бистабильное поляризованное реле. Наконец, если з5 предварительное возбуждение от постоянного магнита 7 превышает МДС срабатывания нейтрального реле, то получается реле с размыкаюгцими контактами. Эти три типа реле могут быть реализованы путем ослабления магнитного потока от постоянного магнита до оп;

40 р<деленной величины, который при отсутствии нтирования вызывает притяжение якоря пеле, или путем установки постоянных магнитов с поперечным сечением разной вели нины.

Электромагнитное реле (фиг. 3, 4) имеет

45 два магнитоуправляемых контакта 14, 15, u<-нования 2 которых обращены друг к другу. К каждой из противостоягцих друг другу поверхностей внутренних частей 3 приварен магнитопроводящий Г-образный элемент 6 и 17 из

ToMI<()ëистового штампованного металла. Эти ю магнитопроводы расположены вертикально по отношению к плоскости оснований вплотную друг к другу и охватываются общей обмоткой намагничивания 10. Кроме того, элементы 16, 17 имеют удлинения, выполненные как припаиваемые ушки 18 или 19 и служашие вывода55 ми одного из электрических присоединений радиально по отношению к магнитоуправляемым контактам 14 и 15. Второй вывод электрического присоединения магнитоуправляемых контактов 14 и !5 осуществляется также посредством прикрепления I. крышке 1 припаиваемого ушбю к„20

597353

1О

1с

30

50

Форд(у.(а изобретения

60

На фиг. 5 — 7 изображены различные вилы

Т-образных магшггопроводов 16 и 17 из тонколистового штампованного металла с выводами 18 и 19, применяемых в реле на фиг. 3 и 4.

Отогнутые концы 21, 22 и 23. посредством которых элементы 16 и 17 из тонколистового штачпованного металла привариваются к внутренним частям 3, образуют плошалки, по размерам не превышаюп(им разчер части 3. Выво(bi 18 и 19 могут иметь различные направления.

В реле с обращенными друг к другу осиования(фиг. 1 — 4) наружные части (2) изготовлены из .чагнитопроводящего материала, а крышки 1 — из магнитонепроволя(пего материала. Олпако крышки 1 можно изготовлять также из магнитного материала.

Реле (фиг. 1 — 4) работает следующим опразом. (Постоянный магш(т 7 рассчитан иа блокировочное реле) . Есл (магиитоуправляемые контакты разомкнуты, то большая часть магнитного потока Ф„,постоянного мапшта 7 направляется через шунт (прочежуточное пространство) между оооими основаниями по воздуху. Если посредством кратковременного возбуждения обмотки намагничивания О (фиг. 1) создается магнитный поток Ф„последовательный с потоком постоянного магнита 7, то величина магнитного потока, протека(ощего через якори 5, вызывает их притяжение к основаниям 2. В результате послеловательного согласного включения магнитоуправляемых контактов относительно магнитного потока они будут замыкаться всегда почти одновременно.

Если теперь в результате кратковременного возбуждения обмотки намагничивания 10 создать поток Ф„противоположный направлению потока Ф„, то якори 5 снова отпадают, и цепь размыкается.

На фиг. 8 показано электромагнитное реле с двумя магнитоуправляемыми контактами, крышки 1 которых обращены друг к лругу.

Между обеими крышками 1 этих контактов тановлены постоянный магнит 7 и электромагнит 8. Штифт 9 прилегает коаксиально с внутренними частями 3 к противоположным друг другу крышкам 1. Внутренние части 3 обоих магнитоуправляемых контактов магнитно соединены между собой посредством потоконаправляющего магнитопровода 24 из тонколистового металла, обхватывающего их и выполненного в виде U-образной пластины. Здесь как наружные части основания 2, так и крышки 1 изготовлены из немагнитного материала.

Магнитный поток Ф замкнутых магнитоуправляемых контактов протекает от внутренней части 3 к якорю 5 и далее через немагнитную крышку 1. J(HHH IHaec(asI прочность достигается здесь не при помощи механического смещения. а при помощи xiai H»1Horo счещения, что объясняется следующим. В разомкнутом состоянии контактов большая часть потока Ф постоянного магнита 7 протекает по якорям 5 и м а гнитопроводя шему штифту 9. Путем кратковременного возбуждения обмотки намагничивания 10 в штифте 9 образуется магнитный поток, противоположный потоку постоянного магнита 7, при этом поток постоян(юго магнита 7 вытесняется и протекает по воздушному зазору к внутренним частям 3 и обратно при б помощи потокопаиравляющсго элемента 24 из тон кол истового ме(алла. В результате этого якори 5 своими свободными концами притягиван>тся к внутренним частям 3 и занимают наклонное положение. I pl! противоположном возбу>клении обмотки намагничивания 10 якоря 5 притягивак>тс (к крышкач !. По такому принципу особенно выгодно, ес.pi немагн((тнь(е крышки 1 выпо IHEHII очень тонкостенными.

На фиг. 9 показан другой вариант электромагнитного реле также, двумя магнитоуправляемыми контактами, крышки 1 KoTopb(x рротивостоят друг,(ругу. Между обеими крып,и;ми 1 помещены посгояниый магнит 7 и магнитопроводящий ш (ифт 9. Ш (ифт 9 прилегает к обращенным лруг к другу крышкам 1 приблизительно коакс((аз((но с внутренними частяxlil . 3. Нарядh с (цгифтом 9 постоянный магнит 7 магни1 ио сnl ;jllpcH каждым из cBI>Hx Iln, IIocoB с крышкачи 1. В(ут1>сHH!lc части 3 магнитно соединены чежлу собой посрслствоч потоконаправляк>щсl î чагнитопровола 25 из тонколистового металла. обхватывающего ооа контакта и выпо.(пенного в HHле J-образной пластины. Средняя часгь (-образного магнитопровола сос.гонт из .IIA x параллельно расположенHhIx плеч 26, 27, Ilа каждом из которых размещены оомотки 28 и 29, упр,:.:„1яечые разнычи коорлинатачи Х или У ма, ицы (Ic påêpåñòной связи. Наружные части основания 2 и крышки 1 обоих магнитоуправляемых контактов выполнены из немагнитного материала.

Управленис блокировочиыч реле осушестB,1ÿåTñÿ с, (елу(ощим образом. В разочки гом состоянии контактов поток постоянного магнита 7 протекает большей частью Ilo якорях(5 и магнитопроводящему штифту 9 между обеими крышками 1. Если обе обмотки 28 и 29 кратковременно возбужлак>тся согласно и со3дают мап(итный поток, после.(овательиый с потоком постоянного магнита 7, то магнитный поток перераспрелелястся к якорям 5, внутренним частям 3. усиливается и вызывает замыкание контактов. В случае возбуждения только одной обмотки. например 28, созданный этой обмоткой поток замыкается накоротко другим плечом 27, не вызывая перераспределения потоков. Таким образом, реле работает только в том случае, когда оНо одновременно приводится в действие обеими координатами X и У, например. матрицы перекрестной связи. Поток постоянного магнита 7 улерживает якори 5 в обеих позицияx.

Б изооражен ых на фиг. 1 — 4, 8 и 9 реле оба противолежащих магнитоуправля Mbix контакта изолированы друг от друга посредством фольги или изолирующего слоя пластмассы.

1. Электромагнитное реле, содержащее, по крайней мере, одну катушку возбуждения. постоянный магнит, внешний магнитопровод и магнитоуправляемые контакты с контактными выводами и плоскими корпусами. состоящими из крышки и основания с кольцевой наружной и лискообразной внутренней частями одинаковой толщины, расположенными эксцентрично, сое597353 т Ьг. 2 диненными между собой стеклянным кольцом и установленными в одной плоскости, и плоский ферромагнитный якорь, установленный на пружине, укрепленной на корпусе, например на крышке или на кольцевой наружной части, причем крышка прикреплена к основанию при помощи сварки кольцевым швом, отличающееся тем, что, с целью упрощения изготовления и уменьшения габаритов, два магнитоуправляемых контакта установлены так, что корпусы обращены друг к другу одинаковыми элементами (основаниями или крышками), причем между кольцевыми наружными частями их оснований расположен постоянный магнит, а

v.åæäó дискообразными внутренними частями — магнитопровод с катушкой возбуждения, причем постоянный магнит и магнитопровод электрически изолированы от магнитоуправляемых контактов, а контактные выводы выполнены в виде штырей, жестко скрепленных с крышками.

2. Реле по п. 1, отличающееся тем, что корпусы обращены друг к другу основаниями, а указанный магнитопровод выполнен в виде двух электрически изолированных Г-образных частей, жестко прикрепленных с одной стороны соответственно к каждой из дискообразных внутренних частей основания, а с другой с;проны охваченных катушкой возбуждения, причем к магнитопроводам перпендикулярно прикреплены другие контактные выводы, также выполненные в виде штырей.

3. Реле по п. 1, отличающееся тем, что другие контактные выводы выполнены в виде штырей и прикреплены к дискообразным внутренним частям оснований.

4. Реле по п. 3, отличающееся тем, что корпусы обращены друг к другу крышками, а между дискообразными внутренними частями основания установлен U-образный внешний магнитопровод, охватывающий оба магнитоуправляемых контакта и изолированный от них электрически.

5. Реле по п. 4, отличающееся тем, что основание U-образного внешнего магнитопровода выполнено раздвоенным в виде двух параллельных магнитопроводов, на каждом из которых расположены катушки возбуждения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент ФРГ № 2104258, 21 g 4/Ol, 1973.

2. Патент СССР по заявке № 576420, Н 01 Н 1/66, 1972.

4гггг У

iLH И И ПИ Государственного комитета Сов«та Министров ((СI>

I10 делам изобрегений и открытий

I (3035, Москва. Ж-35, Раун>акая наб., д. 4/5

Филиал П П П «Патент», г. Ужгopoll, ул. Проектная. 1, Рг 1 IKToI) В. Фельдман

Заказ 750/2

Составитель А. Пучков

Текред О.. !уговая Корректор Н. Яиемирская

Тира>к 559 Подписное