用于电促动器的磁体系统具有广泛的工业适用性(民用、娱乐、机动车、 工业)并且在印刷继电器(print relay)、主继电器、(小型)开关节电器和(小 型)功率继电器中需要磁体系统。在机动车领域，也需要所谓单稳态或双稳 态锁存继电器。这些继电器包括例如双稳态锁存继电器，其不需要额外的能 量转换就能持续保持在打开或闭合电接触状态，以便减小机动车功率转换。 单稳态继电器，诸如例如，用于机动车指示设备的单稳态继电器，在激励控 制线圈之后再次返回到其初始状态。
因为使用量大，所以这种促动器必须能在生产环节尽可能便宜地制造。 一种尝试过并经过验证的保持批量生产的促动器单位价格较低的方式是使 这种促动器磁体系统使用的材料消耗最少。这特别涉及控制线圈和激励绕 组，所述激励绕组基本上由诸如铜和银的贵金属构成。而且，这涉及磁体轭 架本身，其应该优选类似地能以较低的材料消耗来制造。
而且，如果这种电促动器需要的空间最小，则在夹紧(cramped)的条 件下特别具有优势。

因此，本发明的一个目的是提供一种改进的用于电促动器的磁体系统。 此外，本发明的目的是提供一种磁体系统，其具有较低的单位价格，还具有 较小的尺寸。具体来说，本发明的目的是提供一种磁体系统，其线圈体具有 尽可能小的材料需求。此外，本发明的目的是详述一种磁体系统，其磁体轭 架在制造中类似地也由较少的材料实现。而且，详述了带有本发明磁体系统 的电促动器，特别是继电器。
本发明的目的这样实现，磁体系统的磁体磁极较之现有技术的相应磁体 系统被加大，磁体系统的磁体磁极借助处于闭合状态的铰接衔铁是可机械接 触的。
因此，在使用与现有技术相同的线圈体并使用相同的线圈体电促动时， 在本发明磁体系统中处于打开位置的铰接衔铁和加大的磁体磁极之间产生 更大的磁力。因此，可以将线圈体制作地更小，即带有较小的激励绕组，以 使利用贵金属绕制的线圈体激励绕组可以制作地更小。而且，从而类似节省 磁体系统的磁体轭架的材料。
此外，根据本发明，借助磁极表面加大，同时保持磁体系统原始外部尺 寸，可以实现磁通量增大，并因此增大铰接衔铁和线圈体激励绕组用料较少 的磁体磁极之间的力。
因此，与现有技术相比，例如，(根据现有技术，线圈体区域中的磁体 轭架截面积：4.0-4.5mmX2.5mm)，在本发明线圈体区域中的磁体轭架截面 积为4.0-5.0mmX2.0mm且磁极表面增大50-60％的情况下，可以带来线圈体 激励绕组中的铜量减小40-50％。对于本发明的磁体系统来说，例如实现了 线圈体中铜需求量从现有技术中的3.5g最小降至1.9g。
本发明的目的例如借助用于促动器、优选继电器的磁体系统来实现，其 中磁体系统具有基本上U形磁体轭架，优选为整体材料，该磁体轭架包括轭 架腿和芯部腿，设置铰接衔铁以便能在磁体轭架上枢转，优选在其芯部腿上 枢转。磁体系统的轭架腿在其自由纵向端节段弯折出轭架腿平面，以使该纵 向端节段的一个纵向侧部形成轭架磁极表面，铰接衔铁仅在其闭合位置才机 械接触该磁极表面。
在这一点，应该注意，轭架腿和通常套有线圈体的芯部腿可以彼此互换， 即在本发明的这种实施例中，线圈体抵靠轭架腿。独立地说，类似地可以设 置铰接衔铁，以便能在另一个磁极腿即轭架腿上枢转。此外，磁体系统应该 理解为主要指的是磁体轭架和衔铁。在本发明实施例中，磁体系统还可以包 括线圈体。
在本发明的一种实施例中，轭架腿的自由纵向端节段从轭架腿平面弯折 出约90度的角。在这种情况下，该自由纵向端节段可以背离所述轭架腿并 向所述芯部腿弯折，或背离所述轭架腿并背离所述轭架腿弯折。这里优选如 果处于闭合位置的铰接衔铁机械接触的所述轭架腿弯折开的纵向端节段侧 部与处于闭合位置的所述芯部腿的磁体磁极处于一个平面内，则整个铰接衔 铁优选垂直于所述轭架腿和所述芯部腿。
但是，还可以从纵向端节段以不同于90度的角度弯折轭架腿自由纵向 端节段。在这种情况下，应该注意芯部腿的磁体磁极相对于芯部腿具有类似 的倾斜角度，且在这种情况下，类似地处于轭架腿弯折开的自由纵向端节段 平面内，以使两个磁体磁极，即轭架腿的磁体磁极和芯部腿的磁体磁极可以 由处于闭合位置的铰接衔铁机械接触。
此外，可以让两个磁体磁极表面不布置在一个平面内。铰接衔铁则相应 具有台阶或某种过渡区域，该台阶或过渡区域桥接两个磁体磁极平面之间的 偏置。而且，在本发明全部实施例中，磁体磁极平面可以布置成彼此不平行。 铰接衔铁则相应布置，并补偿这两个平面的来回旋转。还可以形成一个或两 个磁体磁极表面，以使它们本身不处于一个平面内。
根据本发明，针对本发明的两种变形，即轭架腿自由纵向端节段背离芯 部腿弯折和向着芯部腿弯折，使得磁体系统的最大尺寸与现有技术相同，从 而提供一种磁体系统，其在轭架腿上提供更多磁极表面，而利用较少的材料 特别是铜或银来实现线圈体的激励线圈。此外，根据本发明，可以彼此协调 轭架磁极表面和激励绕组，以使在本发明一种磁体系统中，在铰接衔铁打开 的状态下，在轭架磁极和铰接衔铁之间产生的力大于现有技术中相当的磁体 系统。
具体来说，根据本发明，在轭架腿纵向端节段从芯部腿弯折开的实施例 中，在U形磁体轭架外侧区域中(即，轭架腿上方且沿着轭架腹板方向靠近 弯折开的纵向端节段)形成更多空间。在构造于壳体中的磁体系统情况下， 这样尤其具有优势，因为连接于铰接衔铁的滑动件在其来回平动中较少可能 与壳体或壳体机盖碰撞。
在本发明实施例中，用于本发明磁体系统的壳体可以构造地更为简单， 由此带来制造优势。这反映在例如材料需求更少且壳体制造简单，该壳体优 选通过注射模制方法用塑料生产。
在本发明一种实施例中，轭架腿的自由纵向端节段沿着芯部腿方向弯 折，且线圈与芯部腿接触，可以在线圈和轭架腿之间形成自由空间。该自由 空间在现有技术中并不存在，但是现在可以额外地获得并可以相应使用。
在本发明一种实施例中，至少轭架腿弯折开的自由纵向端节段形成为比 直接相邻的轭架腿区域要薄。这种较薄的区域优选延伸到轭架腿中，即平行 于芯部腿的那一部分轭架腿。根据本发明，可以更为简单地弯折或折叠该自 由纵向端节段。为了补偿该较薄区域中的材料或质量减少，该薄区域，特别 是轭架腿弯折开的自由纵向端节段可以比直接相邻的轭架腿区域制作地更 宽。
从余下的从属权利要求中可以实现本发明额外的实施例。
附图说明
参照实施例和包含的附图以下更为详细地解释本发明。附图中：
图1示出了现有技术中磁体系统的透视图；
图2示出了图1所示磁体系统的透视图，带有布置于芯部腿上的线圈体；
图3示出了现有技术电促动器的透视图，带有图2所示的磁体系统；
图4示出了本发明磁体系统第一变形的透视图；
图5示出了图4所示磁体系统透视图，带有布置于芯部腿上的线圈体；
图6示出了本发明电促动器第一变形的透视图；
图7示出了本发明磁体系统第二变形的透视图；
图8示出了图7所示磁体系统的透视图，带有布置于芯部腿上的线圈体；
图9示出了本发明电促动器第二变形的透视图；和
图10示出了现有技术磁体系统磁体曲线和本发明相当磁体系统磁体曲 线。

以下从现有技术(见图1至3)开始更为详细地解释本发明(见图4至 9)。现有技术和本发明都涉及带线圈体14的磁体系统10，用于功率继电器 或主继电器1。
根据本发明的基本原理，即减小线圈体的激励器质量并通过增大磁极表 面来补偿或过补偿这种假定缺陷，所以本发明不仅适用于这种继电器所用的 磁体系统，而且本发明适用于电促动器所用的全部磁体系统，诸如例如单稳 态或双稳态电促动器。例如，涉及小型印刷继电器、主继电器、功率继电器、 卡式继电器、保安继电器、工业继电器、多模式继电器等。
而且，本发明的部件布置是磁性可逆或动态可逆的。因此，例如可以交 换轭架腿和芯部腿。而且，设想不将铰接衔铁设置或耦接到芯部腿上，而是 可回转地设置在轭架腿上。还可以设置布置在轭架腿而非芯部腿上的线圈 体。在本发明全部实施例中，这些变形可以个别实现或者相结合地实现。
图1示出了具有U形磁体轭架100的传统磁体系统10，该系统具有芯 部腿120(磁极腿120)和轭架腿110(磁极腿110)，它们借助轭架腹板130 基本上整体彼此连接。轭架腿110和芯部腿120彼此平行布置，在两条磁极 腿110、120各自结合端上的轭架腹板130在它们之间垂直延伸，并具有与 芯部腿120基本上相同的截面面积A。
设置拉长的板状并且基本上平坦的铰接衔铁200，以便在芯部腿120自 由端枢转，并根据线圈体14(见图2)的激励，在两个位置即打开位置(见 图3)和闭合位置(图1和2)之间来回移动。为此，铰接衔铁200由位于 壳体20(见图3)内和芯部腿120上的衔铁弹簧(在图中未示出)支撑。
磁体系统10的铰接衔铁200在打开位置和闭合位置时，至少一部分铰 接衔铁200靠接芯部腿120的磁体磁极121(芯部磁极121)。如果铰接衔铁 200处于闭合位置，则铰接衔铁200靠接芯部磁极121和轭架腿110的另一 个磁体磁极111(轭架磁极111)。铰接衔铁200的机械接触表面优选位于其 纵向端截面上。
两个磁体磁极111、121或者磁体磁极111和121的两个磁性激活表面 基本上处于一个平面中，并由两个磁极腿110、120的各个端面形成。
从位于磁体轭架100(也见于图3)上的铰接衔铁2000打开位置开始并 且相应的电流流过线圈体14，折回的铰接衔铁200因衔铁弹簧的弹簧力而移 动，具体地说是向着轭架磁极111移动，并接触轭架磁极111的前表面。类 似的情况发生在芯部磁极121上。在铰接衔铁200位于磁体轭架100上的闭 合位置时，磁性回路借助轭架腿110和芯部腿120的两个前表面闭合，如果 电流从线圈体14撤去，则该回路再次打开。
图3示出了带有布置在壳体20中的图1所示磁体系统10和线圈体14 的传统继电器1。线圈体14由电连接件15提供电流，而磁体系统10操作布 置在铰接衔铁200的壳体20上方的滑动件30，该滑动件可以向固定电触点 弹簧(未示出)移动插入壳体20的插座22中的电触点弹簧(未示出)。借 助这些触点弹簧，电路根据线圈体14的激励而闭合(在这种情况下，基本 上向线圈体14提供电流)或再次打开(在这种情况下，线圈体14基本上不 带电流)。
由于线圈体14中绕组的高度或绕组的预定数量，所以在固定继电器1 或磁体系统10外部尺寸的情况下，轭架磁极111仅可以实现特定的表面积。 令人吃惊地发现，通过降低绕组高度或减小线圈体14中的绕组数目，同时 增大轭架磁极111的表面，降低绕组高度的缺陷或者减少绕组数目的缺陷(线 圈体14的相同电激励产生较小的磁通量)至少可以受到补偿，而且仔细选 择相应的值甚至可以过补偿。
这意味着根据本发明，通过减小绕组高度并增大轭架磁极11的面积， 较之现有技术(见图10，磁体曲线I)而言，当电流流到线圈体14时，可 以显著增大铰接衔铁200和轭架磁极111之间的磁力F(见图10，磁体曲线 II)。
在继电器1中，根据本发明，形成约40-80mm2的磁体磁极111区域和/ 或约1.0-3.5g的线圈体14激励绕组质量。而且，根据本发明，可以节省磁 体轭架100的材料。根据本发明，还是对继电器1而言，这样导致线圈体14 区域中的磁体轭架100的截面积A以及优选轭架腹板130区域内的截面积A 约为4-13mm2。根据本发明，铰接衔铁200触点侧的触点重叠部，相对于磁 体磁极111、121整体侧向区域而言，占磁体磁极100表面的30-70％。
在本发明优选实施例中，其磁体曲线II示于图10中，线圈体14中线圈 绕组高度减小约35-45％，优选减小约40％，而轭架磁极111面积增大45-65％， 优选增大约40-60％。在这种情况下，磁体轭架100材料厚度，特别是芯部 腿120材料厚度可以减小约10-25％，特别是减小约12.5-20％，优选减小15％。
根据本发明，由于线圈绕组高度减小，所以可以节省显著数量的前述线 圈，这些线圈基本上由铜或银构成。因此，带有线圈体14的磁体系统10不 会因使用贵金属的量最小而被削弱，相反在继电器1打开状态下还有所增强。 原因在于，轭架磁极11 1显著更大的面积，至少补偿了绕组高度减小的缺憾。
根据本发明，实现了增大磁体磁极111的面积，因为轭架腿110在自由 纵向端节段119处，即在靠近铰接衔铁200的地方弯折离开轭架腿110的平 面。磁体磁极111的面积任选可以通过纵向端节段119的长度来选择。
根据本发明，因线圈体14中线圈绕组高度减小而腾出的空间由轭架腿 110纵向端节段119占据。这样例如带来了至少磁极腿110和芯部腿120之 间的高度因减小绕组高度而节省并空闲出来。这也反映在轭架腹板130高度 的相应减小(纵向端节段119背离芯部腿120弯折，见下)或增加(纵向端 节段119朝向芯部腿120弯折，见下)。
而且，由于在磁体系统10外侧线圈绕组高度减小，可以使用该减小的 高度，以便延长轭架腿110的纵向端节段119(与现有技术的继电器1尺寸 相同)。在这种情况下，根据本发明，与现有技术相比，铰接衔铁200变得 更长。
由于铰接衔铁200磁性触点表面优选位于平面内，还优选的是芯部腿 120的芯部磁极121以及轭架腿110的轭架磁极111位于一个平面内。该平 面优选垂直于两条磁极腿110、120的纵向延伸部并平行于其横向延伸部延 伸。但是，还可以将该平面布置成相对于两条轭架腿110、120呈特定角度。
为此，轭架腿110的纵向端节段119相应弯折，且芯部腿120的磁体磁 极121布置成相对于芯部腿120的余下部分相应倾斜。而且，还可以不将轭 架磁极111和芯部磁极121布置在相同平面内。这意味着这两个磁体磁极 111、121沿着两条磁极腿110、120方向偏置布置。这种偏置必须由铰接衔 铁200相应补偿。
图4至6示出了本发明磁体系统10的第一变形，带有向上弯折的轭架 腿110纵向端节段119。在该实施例中，纵向端节段119从磁体系统10向外 弯折，即纵向端节段119从磁体系统10向外伸出并背离起始于轭架腿110 平面的芯部腿120弯折。纵向端节段119优选从轭架腿110基本上以直角伸 出，在图4和5中可以清晰地看出。
根据本发明，轭架腿110的轭架磁极111不再由其前表面(现有技术) 形成，而是由轭架腿110的纵向侧部118的节段形成。在目前的变形中，这 是面对或曾经面对芯部腿120的纵向侧部118。由于纵向端节段119向外弯 折，所以在闭合位置时，铰接衔铁200机械接触纵向端节段119的纵向侧部 118。
为了促使纵向端节段119弯折，后来形成轭架磁极111的纵向端节段119 以及轭架腿110邻接内侧的区域形成为比连接到轭架腹板130的轭架腿110 节段要薄。在图4和5中可以清晰地看出来，在铰接衔铁200侧的轭架腿110 区域中形成凹部113。因此，更容易弯折纵向端节段119，且在弯折该区域 时，不会发生材料断裂。
图5示出了磁体系统10，带有置于其上的线圈体14，可以清楚地看到 轭架腿110直接在线圈体14上方或上面延伸。较之图2，可以清楚地看出线 圈体14尺寸不是那样大，因此根据本发明，较少的材料用于激励绕组。
图6示出了具有本发明第一变形的磁体系统10的单稳态电促动器或继 电器1，带有置于其上的线圈体14。由于本发明磁体系统10具有新形状， 所以轭架腿110外侧且挨着轭架磁极111右侧(相对于图6)的区域有更多 的空间用于滑动件30，该滑动件在侧部12处耦接到铰接衔铁200。由于所 述的可用空间，滑动件30碰到继电器1机盖(未示出)并因此被阻挡的危 险降至最小。而且，由于壳体20和机盖用塑料材料制成，所以根据本发明， 壳体20和机盖可以配置地更简单。
为了在轭架磁极11区域内更好地传导磁通量，轭架腿110具有加宽区 域112。该加宽区域优选从轭架腿110中部区域开始，并尽可能远地向其纵 向端节段119延伸。
图7至9示出了本发明第二变形，其中轭架腿110的纵向端节段119不 再背离芯部腿120弯曲，而是向着芯部腿120弯曲，可以在图7和8中清楚 地看出。而且，本发明的这种变形，除了涉及尺寸变化以外，优选类似于本 发明的第一变形进行构造。
与本发明第一变形对照，轭架腿110的纵向侧部118现在形成轭架磁极 111。而且，较之本发明第一变形而言，在相对的纵向侧部上减小轭架腿110 的纵向端节段119的厚度。这意味着本发明的这两种变形中，通过弯折纵向 端节段119形成的凹部113位于形成轭架磁极111(表面)的轭架腿110纵 向侧部118的相对侧。
图8示出了磁体系统10的第二变形，带有置于其上的线圈体14，在线 圈体14和轭架腿110之间设置自由空间17。这是因为轭架腿110的纵向端 节段119向内弯折，以使纵向端节段119不与线圈体14重叠，并且在轭架 磁极111中不会引起任何干涉磁场。
而且，在铰接衔铁200、芯部腿120、线圈体14和轭架腿110自由端之 间设置自由空间16。但是，这是任选的，并且也可以设置在本发明第一变形 中。在第一变形中，自由空间16则位于铰接衔铁200、芯部腿120、线圈体 14和轭架腿110用来弯折纵向端节段119的区域之间。
由于自由空间17位于线圈体14和轭架腿110之间，所以为继电器1其 他设备形成空间，在图9中示出。继电器1的优势在于，其更容易安装在现 有组件系统中，因为根据本发明的磁体系统10尺寸类似于现有技术的磁体 系统。
图10示出了两种磁体曲线I、II的比较，其中磁体曲线I代表现有技术， 而磁体曲线II代表本发明磁体系统10的实施例，带有置于其上的线圈体14。 铰接衔铁200和轭架磁极111之间的平均距离S标注在图10中横轴上，而 这两者之间的磁力标注在纵轴上。
容易看出本发明磁极表面更大而激励绕组更小的磁体系统10在磁体系 统10的相关打开状态要显著强于现有技术的磁体系统10。磁体曲线I在这 里表示芯部腿120的截面积A约为4.0-4.5mmX2.5mm的现有磁体系统10。 另一方面，磁体曲线II表示根据本发明、轭架磁极表面增加约50-60％、铜 绕组减少约40％且芯部腿120截面积A约为4.5-5.0mmX2.0mm的磁体系统 10。