Электромагнитное реле

 

О П И С А Н И Е (») 7787I8

ИЗОБРЕТЕН И Я

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (б1) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 14.05.75 (21) 2133273/24-07 (51) М. Кл.

Н 01 Н 50/04 (23) по пп. 2, 4 — 9, 14 — 30.09.74; по пп. 3, 10 — 13, 15 — 17 — 20.11,74 (32) 30.09.74

49 †1130 20,11.74 (31) P 24549б75 (ЗЗ) Япония; Ф1 Г

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 11 (53) УДК 621.318 .56(088.8) (45) Дата опубликования описания 07.11.80 (72) Авторы изобретения Иностранцы

Кенн ьи Оно, Хироми Нишимура, Тецуо Мори (Япония) и Ханс Сауер (ФРГ)

Иностранная фирма

«Матсушита Электрик Воркс» (Япония) и Ханс Сауер (ФРГ) (71) Заявитель

=p

У т l с (54) ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ РЕЛЕ

Изобретение относится к электромагнитным реле с предусмотренным внутри каркаса катушки магнитным сердечником.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному реле является электромагнитное реле, содержащее расположенный внутри каркаса катушки магнитный сердечник, концы которого перпендикулярны продольной оси катушки, а полюсные наконечники лежат за пределами каркаса, якорь, установленный между полюсными наконечниками с возможностью вращения вокруг своей оси, проходящей через середину катушки между полюсными наконечниками, и контактодержатели из изоляционного материала с предварительно напряженными контактными и регулировочными пружинами, взаимодействующими с якорем и контактными выводами (1).

Однако указанное реле достаточно сложно по конструкции.

Целью изобретения является упрощение конструкции.

Для достижения указанной цели в электромагнитном реле контактодержатели выполнены в виде пластины в форме параллелепипеда, длина которого соответствует длине каркаса катушки, со стороны торцов контактодержатели имеют направ1 4

2 ляющие, а каркас катушки имеет с боковых сторон выемки для направляющих контактодержателей, причем указанные контактодержатели размещены по обе стороны

5 каркаса катушки.

Указанные контактодержатели могут быть снабжены в середине выступающпмп токопроводами для размещения контактов и регулировочных пружин, регулировочная

1в пружина может быть снабжена голкатслсм, а контактная пружина имеет отверстие для толкателя.

Якорь может быть выполнен в гндс двух ферромагнитных брусков, обли| оьанf5 ных синтетическим материалом, и иметь выступы из изоляционного материала для взаимодействия с контактными и регулпровочными пружинами. Кроме того, в уi(3занном электромагнитном реле в статическом положении усилие пружин:ножст быть выбрано из условия обеспечения среднего положения якоря. Якорь в указанном электромагнитном реле может быть снабжен отверстием для опоры, а отверстие может быть выполнено сквознь1з1, прп этом реле имеет опорную плату с опорой в виде цапфы, длина цапфы превышаст глубину отверстия на величину вертикального зазора в подшипнике, который устапоглсп

Зр в отверстии; реле имеет крьппку, устапов778718 лепную так, что она прилегает к опорной цапфе. Опорная плата может иметь прямоугольную форму с выемками Ila боковых сторонах для фиксации в полюсных HBI<0нечниках. В указанном реле контактодер>катсли могут на своих кромках, обращенных к полюснь1м наконечник!кам, иметь выступы, при этом опорная плата расположена в каркасе катушки между полюсными наконечниками и фиксирована выступами контактодержателя.

Якорь со стороны крышки может иметь выпуклость над отверстием, высота которой выбрана из условия плотной посадки крышки, каркас катушки может быть облицован синтетическим термопластичным материалом. Указанное электромагнитное реле может иметь основание с отверстиями для токовыводов и, кроме того, отверстия основания со стороны рслс могут быть окружены возвышением.

В указанном электромагнитном реле якорь может быть выполнен в виде двух параллельных ферромагнитных брусков, смещенных относительно друг друга и облицованных синтетическим материалом. В указанном электромагнитном реле якорь может с обеих сторон оси вращения иметь постоянные магниты, а магнитный сердсчник, кроме того, может быть покрыт изоляционной пластиной.

На фиг. 1 изображено предложенное электромагнитное реле в трехмерном изображении; на фиг. 2 — электромагнитное реле с четырьмя замыкающими контактами, вид сверху; на фиг. 3 — электромагнитное реле с четырьмя замыкающими контактами, вид сбоку с частичным разрезом; на фиг. 4 — электромагнитное реле с двумя замыкающими контактами и двумя размыкающими, вид сверху; на фиг. 5— электромагнитное реле (другой вариант) с двумя замыкающими и двумя размыкающими контактами; на фиг. б — - то же, с тремя замыкающими и одним размыкающим контактом; на фиг. 7 — — то же, с четырьмя замыкающими контактами; на фиг. 8 — реле, изображенное на фиг. 6, вид сбоку; на фиг. 9 — реле, изображенное на фиг. 5, разрез; на фиг. 10 — модификация каркаса катушки, вид сбоку (частично в разрезе); на фиг. 11 — каркас, изображенный на фиг. 10, вид сверху; на фиг. 12, 13 — увеличенное изображение части основания с отвсрстиями; па фиг. 14 — детальное изображение якорной опоры изображенного на фиг. 8 реле; на фиг. 15 — изображение токоподводои, установленных в контактодержателе при сварке; на фиг. 16 — детальное изобрая<сние регулировочной пружины, снабжспной продольными шлицами по реле фиг. 8.

Предложенное электромагнитное реле содержит цельный каркас 1 катушки, U-образный магнитный сердечник 2 с по5

55 о0

4 люспымн накопсчнш<амн 3, размещенный в канавке 4 каркаса катушки, н якорь 5. До

ТОГО, как на карl<яс паматыва!От катушку б, магнитный сердечник перекрывают пластиной 7 из изоляционного материала и тем самым изолируют его относительно катушки 6. На боковых сторонах каркаса 1 имеются выемки 8 для контактодержателя 9, в контактодержателе жестко установлены неподвижные токоподводы 10. Оба контактодер>катсля можно вставить в каркас 1 катушки симметрично по отношению к продольной оси катушки. На выступающих отрезках 11 каждого токоподвода установлено по два электрических контакта, состоящих из контактной пружины 12 и контакта 13. Кроме того, в электрический контакт, т. е. контактную систему, входит регулировочная пружина 14. В указанном реле, когда контактодержатель 9 вставлен в каркас катушки, токоподводы 10 расположены на одной прямой с токовыми выводами 15 катушки б. Причем расстояние между ними определяется обычным растровым стандартом. После вставки комплекта предварительно изготовленных контактодержателей в каркас 1 катушки вкла. дывается опорная плата 16 из пластоматсриала, которая выполнена за одно цслос с цапфой 17 для якоря, причем плата фиксируется на торцах 18 полюсными наконечниками 3 И-образного магнитного сердечника 2. Для этой цели в серединс опорной платы 16 предусмотрены выемки 19, согласованные с профилем полюсных наконечников 3 11-образного сердечника 2. Фиксированием цапфы 17 относительно полюсных наконечников 3 достигается точность опоры якоря. Длина цапфы 17 такова, что прсвышаст глубину предусмотренного в якоре сквозного отверстия 20 для подшипников на длину вертикального зазора в подшипнике. Причем это отверстие располои<ено в облицовке из изоляционного материала (пластмассы) в центре якоря. Реле закрыто крышкой 21, торцовый конец 22 цапфы 17 прилегает к внутренней стенке крышки, чем обеспечивается возможность перемещения якоря, даже если на крышку корпуса действует давление. Для стопорения обоих контактодержателей опорной платой 16 контактодержатели на своих кромках, обращенных к полисным наконечникам, имеют выступы 23, Установлсннь<й между полюсными наконечниками на цапфе 17 якорь 5 имеет выступы 24, 25 из изоляционного материала, а сям якорь выполнен в виде двух ферромагнитных брусков 26, расположенных по обе стороны опоры якоря, параллельно друг другу, а между указанными ферромагнитными брусками вставлены постоянные магниты 27. Причем указанные ферромагнитные бруски имеют такую длину, что охватывают своими концами полюсныс на778718

5 конечники 3. Поляризованное реле с выполненным таким образом якорем отличается бистабильным режимом переключения, так как ферромагнитные бруски 26 перекрывают одинаковые по величине рабочие поверхности 28 полюсных наконечников 3 U-образного сердечника 2.

Для взаимодействия с контактными и регулировочными пружинами имеются упоры 29, 30.

Кроме того, в указанном реле якорь может быть выполнен в виде двух ферромагнитных брусков 31, смещенных относительно друг друга выступами из изоляционного материала, а между ферромагнитными брусками 31 расположены постоянные магниты 27.

Образованный таким образом якорь 5 дает возможность получить реле с моностабильным коммутационным режимом из-за разной по величине рабочей поверхности 28 полюсных наконечников в зависимости от положения включения.

Предложенное реле обеспечивает надежное размыкание контактов, так как размыкание контактов обеспечивается действием сил магнитной системы, превышающим предварительное натяжейие контактных пружин, Реле, изображенные на фиг. 2 — 4, сконструированы аналогично изображенному на фиг, 1 реле.

На нижнем конце цапфы 17 имеется кольцевое утолщение 32, благодаря этому получают зазор между опорной платой 16 и якорем 5. Снаружи реле также закрыто крышкой 21. Как видно из фиг. 2 и 3, к внутренней поверхности крышки жестко присоединены рейкообразные выступы 33, входящие в выступающие из контактодержателей 9 токовыводы и опирающиеся или на контактодержатели 9, или на опорную плату 16, тем самым создающие собой жесткие упоры. Этим достигается жесткая конструкция крышки корпуса, вследствие чего предотвращается уменьшение зазора в подшипнике оси якоря при большой механической нагрузке на реле, а также повышается электрическая прочность между токовыводами.

Согласно фиг. 2 — 4, реле представляет собой поляризованное бистабильное реле с якорем 5 Н-образной формы, выполненным так же, как и в реле по фиг. 1.

Реле, согласно фиг. 2, имеет четыре замыкающих контакта. На свободном конце регулировочной пружины 14 имеется толкатель 34, заменяющий упор 29, расположенный на якоре в реле, согласно фиг. 1.

Этот толкатель 34 крепится к свободному концу регулировочной пружины 14 и проходит через отверстие 35 в контактной пружине. При таком выполнении усилие регулировочной пружины превышает усилие

6 контактной пружины, и контактная система реле разомкнута.

Реле по фиг. 4 имеет два замыкающих и два размыкающих контакта. Контактные пружины 12 взаимодействуют через упоры

29, а регулировочные пружины — через упоры 30, расположенные на изоляционных выступах 24 якоря.

В указанном реле контактная и регули1р ровочная пружины создают усилие в одном и том же направлении, но так как усилия направлены с разных сторон якоря, то в обесточенном состоянии якорь находится в среднем положении. Указанное реле от1я лнчается высокой чувствительностью.

На фиг. 5 — 16 изображено реле, у которого каркас катушки залит под давлением термопластичным синтетическим материалом, а опорная цапфа выполнена за

20 одно целое. При этом якорь 5 (фиг. 8 и

14) имеет глухое отверстие 36 для цапфы 17. Свободный конец цапфы имеет закругление или фаску 37 и прилегает этим участком к глухому отверстию 36 в якоре

25 5, а глубина глухого отверстия меньше свободной длины цапфы. Таким образом, между синтетической обшивкой 38 и изоляционным выступом 25 якоря имеется зазор 39. Благодаря этому якорь может щ легко перемещаться, Для фиксации якоря 5 на опоре в верхней стороне якоря 40, т. е. со стороны крышки, имеется конусная выпуклость 41, высота которой такова, чтобы при наса35 женной крышке 21 между внутренней стенкой крышки и выпуклостью оставался небольшой зазор. Этот зазор 42 выбирается из условия создания обеспечения плотной посадки крышки.

4р Для придания крышке жесткости к ее внутренней стороне приделаны рейкообразные выступы 33, через которые крышка опирается на корпус. Благодаря этому при механической нагрузке на реле, например

45 при давлении на крышку, обеспечен свободный ход якоря 5.

При заливке под давлением каркаса катушки заодно формуется и основание 43 в виде фундаментальной плиты (фиг. 10), 11), в котором выполняют отверстия 44 для токоподводов 10. . Согласно фиг. 12 и 13, отверстие 44 окружено выпуклостью 45 треугольного поперечного сечения. Эта выпуклость служит для сварки основания 43 н контактодержателя 9 с помощью ультразвукового или зеркального способа.

Прн таком способе сварки (фиг. 15) размягчается материал выпуклостей 45, проходящие в контактодержателе токоподводы устанавливаются герметично.

Согласно фиг. 5 — 8, изображены реле, в которых регулировочная пружина 14 имеет на свободных концах по два шлица 46, расположенных в продольном наП8718

7 правлении пружин. Благодаря этому, усилия пружин распределяются на контактную пружину 12 и на выступы 24 якоря 5.

Формула изобретения

1. Электромагнитное реле, содержащее расположенный внутри каркаса катушки магнитный сердечник, концы которого перпендикулярны продольной оси катушки, а полюсные наконечники лежат за пределами каркаса катушки, якорь, установленный между полюсными наконечниками с возможностью вращения вокруг своей оси, проходящей через середину катушки между полюсными наконечниками, и контактодержатели из изоляционного материала с предварительно напряженными контактными и регулировочными пружинами, взаимодействующими с якорем и контактными выводами, отличающееся тем, что, с целью упрощения, контактодержатели выполнены в виде пластины в форме параллелепипеда, длина которого соответствует длине каркаса катушки, контактодержатели со стороны торцов имеют направляющие, а каркас катушки имеет с боковых сторон выемки для направляющих контактодержателей, причем указанные контактодержатели размещены по обе стороны каркаса катушки.

2, Реле по п. 1, отличающееся тем, что контактодержатели снабжены расположенными в середине выступающими токоподводами для размещения контактов и регулировочных пружин.

3. Реле по п. 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что регулировочная пружина снабжена толкателем, а контактная пружина имеет отверстие для толкателя.

4. Реле по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что якорь выполнен в виде двух ферромагнитных брусков, облицованных синтетическим материалом, и снабжен выступами из изоляционного материала для взаимодействия с контактными и регулировочными пружинами.

5. Реле по п. 1, отличающееся тем, что в статическом положении усилие пружин выбрано из условия обеспечения среднего положения якоря.

6. Реле по п. 1 и 4, отличающееся тем, что якорь снабжен отверстием для опоры.

7. Реле по п. 6, отличающееся тем, что отверстие выпОлнено сквозным, реле имеет опорную плату с опорой в виде цапфы, длина цапфы превышает глубину от5 верстия на величину вертикального зазора в подшипнике, который установлен в отверстии, реле имеет крышку, установленную так, что она прилегает к опорной цапфе.

8. Реле по п. 7, отличающееся тем, 10 что опорная плата имеет прямоугольную форму с выемками на боковых сторонах для фиксации в полюсных наконечниках.

9. Реле по п. 7, отличающееся тем, что контактодержатели на своих кромках, 15 обращенных к полюсным наконечникам, имеют выступы, опорная плата расположена в каркасе катушки между полюсными наконечниками и фиксирована выступами конт актодержателя, 20 10. Реле по п. 7, отличающееся тем, что якорь со стороны крышки имеет выпуклость над отверстием, высота которой выбрана из условия плотной посадки крышки.

ll. Реле по п. 1, отличающееся тем, что каркас катушки облицован синтетическим термопластичным материалом.

12. Реле по п. l, отличающееся тем, что оно имеет основание с отверстиями для

30 токовыводов.

13. Реле по п. 12, отл ичающееся тем, что отверстия окружены возвышением.

14. Реле по п. 7, отличающееся

З5 тем, что оно имеет в средней части рейкообразные выступы, опирающиеся на основание реле.

15, Реле по п. 1, отличающееся тем, что якорь выполнен в виде двух па40 раллельных ферромагнитных брусков, смещенных относительно друг друга и облицованных синтетическим материалом.

16. Реле по п. 15, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что якорь с обеих сторон оси враще45 ния имеет постоянные магниты.

17. Реле по п. 1, отличающееся тем, что магнитный сердечник покрыт изоляционной пластиной.

Источники информации, 50 принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Мю 1213917, кл. 21 g, 4/01, 1966, 778718

/2 /4

2Ф

С:3 (o) Л

2В Я 4б

9Уг. /Р В

Ц /7

Puz. В

Л Ж

ЩЮ

/7 фиг./4

Составитель С. Гордон

Техред И. Заболотиова Корректор А. Степанова

Редактор Т. Загребельная

Заказ 864

Изд. ¹ 141 Тираж 846

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская иаб., д. 4/5

Подписное

Загорская типография Упрполпграфиздата Мособлисполкома а.В

И /2й

Х /0

P/7Z. /Х и

Фу2. 4