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Die Erfindung betrifft ein Relais gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Die DE-A 1-40 03 558 offenbart ein elektromagnetisches Relais mit einer als Kontaktfeder und Ankerrückstellfeder dienenden Blattfeder. Abstützstelle und Einspannstellen sind jedoch an völlig unzusammenhängenden Punkten des Relais ausgebildet.
In der DE-OS-2 058 914 ist eine Ankerlagerung für ein elektromagnetisches Relais gezeigt, bei der eine Spannfeder zwischen zwei Punkten am Relais durch Verspreizen eingespannt ist. Diese Spannfeder hat jedoch lediglich die Funktion, einen Druck auf die Schwenkachse auszuüben, jedoch nicht auf den beweglichen Teil des Ankers. Die Rückstellung des Ankers in seine Ruhelage erfolgt über die Kontaktfedern.
Weiters ist aus der DE-A 1-30 09 718 ein elektromagnetisches Relais bekannt, in welchem die Ankerfeder als Blattfeder mit einem langen federnden Schenkel ausgebildet ist und an diesem Ende mit einer halbrunden Prägung den Anker über eine eingeprägte ebene Fläche in die Anker- biegung auf die Jochschneide des Joches drückt. Über seitliche Ansätze wird der Anker in seiner Seitenlage genau auf das Joch konzentriert.
Bei bekannten Relais dieser Art ist die Herstellung der Ankerfedern relativ material- und kostenintensiv, da diese üblicherweise eine komplizierte Form haben, deren Masse nur schwierig einzuhalten sind und dreidimensionale Verbiegungen bei den vorgefertigten Feder-Rohlingen durchgeführt werden müssen. Dies gilt besonders dann, wenn die Ankerfeder zusätzlich zum Druck auf das Lager ein den Anker in die abgefallene Lage rücktreibendes Drehmoment erzeugen soll.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Relais der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchem die Ankerfeder auf einfache Weise herstellbar und montierbar ist.
Erfindungsgemäss wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 erreicht.
Durch die vorgeschlagenen Massnahmen ergibt sich die Möglichkeit, die Ankerfeder sehr ein- fach und materialsparend zu gestalten und auf komplizierte Ausformungen zu verzichten. Insbe- sondere kann durch die Höhenversetzung erreicht werden, dass sich die Ankerfeder im eingesetz- ten Zustand wölbt, sodass die zur Erzeugung des den Anker rücktreibenden Drehmoments benötig- te Kraft aus dieser Biegebeanspruchung der Ankerfeder stammt, ohne dass es erforderlich ist, eine vorgewölbte Feder zu erzeugen.
In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ankerfeder als Blattfeder aus- gebildet ist.
Dadurch kann die Ankerfeder auch in ebener Form hergestellt und auf eine Vorverformung ver- zichtet werden, sodass der Produktionsprozess wesentlich vereinfacht wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann darin bestehen, dass die Abstützstelle am oder im Anker an einer gegen die Polfläche schräg geneigten Fläche liegt, die schräg in Richtung von der Polfläche zur Aussenseite des Ankers verläuft.
Dabei ist durch die Neigung der Fläche des Ankers, an der die Abstützstelle der Ankerfeder liegt, sichergestellt, dass die auf diese Fläche wirkende Kraft der Ankerfeder eine in Richtung zur Polfläche wirkende Kraftkomponente verursacht und so ein Verrutschen des Ankers verhindert.
Gleichzeitig bewirkt die auf den Anker von der Ankerfeder ausgeübte Kraft ein den Anker in seine abgefallene Stellung rücktreibendes Drehmoment, das durch den zwangsläufig gegebenen Ab- stand zwischen der Lagerkante, die in der Ebene der Polfläche verläuft, und der Abstützstelle der Ankerfeder am oder im Anker bedingt ist.
In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die gegen die Polfläche schräg geneigte Fläche im Anker durch eine kegelstumpfförmige Einprägung gebildet ist.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung kann sein, dass die Ankerfeder im wesentlichen E-förmig ausgebildet ist, wobei der mittlere Steg eine Federzunge bildet, an der die Ankerfeder in der keil- förmigen Einprägung des Ankers abgestützt ist, und an den äusseren Stegen Einrastnasen ange- formt sind, die in einen feststehenden Teil des Relais einrastbar sind.
Daraus ergibt sich eine einfach und kostengünstig herzustellende Bauform der Ankerfeder, die die Fixierung des Ankers ermöglicht und die Erzeugung eines den Anker in seine abgefallene Stellung rücktreibenden Drehmoments gewährleistet.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung kann darin bestehen, dass zum Einrasten der Ein- rastnasen der äusseren Stege an einem das Magnetsystem aufnehmenden Gehäuseteil Rastaus- nehmungen vorgesehen sind.
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Auf diese Weise lässt sich der das Magnetsystem aufnehmende Teil in solcher Weise ein- stückig ausbilden, dass er auch die Rastausnehmungen für die Ankerfeder aufnimmt, sodass keine zusätzlichen Teile gefertigt und zusammengebaut werden müssen.
Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, die in einem spitzen Winkel angestellte Seitenwand der Einprägung, die für eine vorteilhafte Aufteilung der wirkenden Kraft der Ankerfeder benötigt wird, zu realisieren. Weiters ist durch diese Art der Einprägung auch ein Mittel gegen das seitliche Verrutschen des Ankers gegeben, da durch die runden Seitenwände dies verhindert wird.
Weiters kann vorgesehen sein, dass die den Anker abstützende Lagerkante durch zwei oder mehrere keilförmige Erhebungen des Gehäuseteiles gebildet ist, auf deren Keilflächen der Anker stirnseitig in seiner abgefallenen Stellung aufliegt.
Durch eine solcherart ausgeformte Lagerung ist die abgefallene Stellung des Ankers stabil, während die angezogene Stellung nur beibehalten wird, solange die Spule erregt wird.
Gemäss einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Anker vorspringende Seitenkanten aufweist, die im abgefallenen Zustand des Ankers an Vorsprüngen des Spulenkörpers anliegen.
Dadurch wird das den Anker in seine abgefallene Stellung rücktreibende Drehmoment nur bis zu einem vorbestimmbaren Drehwinkel wirksam, sodass der Anker dann in dieser Stellung an die Vorsprünge angedrückt verharrt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Ankerfeder durch eine Blattfeder mit durchgehend rechteckförmigem Querschnitt gebildet und mittig auf einem Vorsprung des Ankers mit schräg gegen die Polfläche geneigter Fläche abgestützt ist.
Dadurch ergibt sich eine sehr einfache und leicht herstellbare Form der Ankerfeder.
Schliesslich kann vorgesehen sein, dass die Ankerfeder durch eine zwischen zwei Einspannstel- len gespannte Drahtfeder mit durchgehend kreisförmigem Querschnitt gebildet und mittig auf einem Vorsprung des Ankers abgestützt ist.
Auf diese Weise lässt sich eine besonders platzsparende Art der Erzeugung eines rücktreiben- den Drehmoments erreichen.
Die Erfindung wird nun im folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh- rungsbeispiele erläutert. Es zeigt dabei:
Fig. 1 ein erfindungsgemässes Magnetsystem in Explosionsdarstellung;
Fig.2eine erfindungsgemässe Ankerfeder in Draufsicht;
Fig.3ein erfindungsgemässes Magnetsystem gemäss Fig. 1 im Längsschnitt;
Fig. 3a ein Detail aus Fig.3;
Fig.4 eine axonometrische Darstellung eines erfindungsgemässen Magnetsystems gemäss
Fig.1; Fig.5 eine Seitenansicht eines erfindungsgemässen Magnetsystems gemäss Fig.1;
Fig.6eine schematische Teilansicht einer weiteren erfindungsgemässen Ausführungsform;
Fig.7eine Seitenansicht von Fig.6; und
Fig.8eine Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemässen Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemässen Magnetsystems aus einem Kern 6 und einem Joch 7, welches an seinem Ende mit einer Polfläche 8 versehen ist. Auf dem Kern 6 sitzt im zusammengebauten Zustand ein das Magnetsystem aufnehmender Teil 9, der eine nicht dargestellte Spule trägt. Ein Anker 11ist mittels einer Ankerfeder 1 in Kontakt mit einer ihn abstüt- zenden Lagerkante gehalten, die im wesentlichen in der Ebene einer Polfläche 30 des Kernes 6 liegt und durch keilförmige Erhebungen 16 bestimmt ist, wobei die Ankerfeder 1 in eine Einprägung 12 des Ankers 11 eingreift und in dieser abgestützt ist, welche den Anker 11 in seiner Lage in Richtung der Längserstreckung der Lagerkante 16 festlegt.
Im angezogenen Zustand des Ankers 11 liegt dieser mit seinem Oberteil an der Polfläche 8 auf, während im abgefallenen Zustand ein Luftspalt zwischen Anker 11 und Polfläche 8 vorliegt. Dabei ist eine Fläche 31 der Einprägung 12, auf der die Ankerfeder 1 abgestützt ist, in einem Winkel zur Richtung der von der Ankerfeder 1 ausgeübten Kraft F1 angestellt, sodass die Ankerfeder 1 ein den Anker 11 in die abgefallene Stel- lung rücktreibendes Drehmoment ausübt (Fig.3und Fig.3a). Die Fläche 31 ist in Richtung von der Polfläche 30 des Kernes 6 zur Aussenseite 32 des Ankers 11geneigt, wobei ein Winkel # zwischen Ankerfedernebene und Fläche 31 eingeschlossen ist. Die aus der geneigten Stellung der Fläche 31 resultierende Kraft F bewirkt auf den Anker 11ein rücktreibendes Drehmoment M.
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Vor dem Zusammensetzen von Teil 9, Anker 11 und Ankerfeder 1, ist die Ankerfeder 1 noch völlig eben und wird erst durch Anwendung von Kraft in die eingebaute gewölbte Form gebracht (Fig.5, 6 und 7), in der sie deshalb gewölbt ist, weil die Abstützstelle 31 bzw. 31' der Ankerfeder 1 gemäss einer Variante der Erfindung am oder im Anker 11 gegenüber den beiden Einspann- oder Lagerstellen 33 höhenmässig versetzt ist.
Die an ihren beiden Enden eingespannte Blattfeder 1 ist mittig an der Fläche 31 abgestützt, welche durch eine keilförmig ausgeführte Einprägung 12 des Ankers 11 gebildet ist (Fig.5).
Die Ankerfeder 1 kann jedoch in verschiedenen anderen Formen ausgebildet sein, etwa indem die Einspannung nicht seitlich sondern mittig vorgenommen ist oder dass eine andere Form der Wölbung gewählt ist. Auch kann die Feder vorgewölbt sein und/oder keine Höhen-Versetzung der Ankerabstützstelle gegenüber der Einspann- oder Lagerstelle der Ankerfeder vorgesehen sein.
Die Lagerkante ist gemäss einer anderen Variante der Erfindung durch zwei keilförmige Erhe- bungen 16 des Teiles 9 bestimmt, auf deren Keilflächen der Anker 11 stirnseitig in seiner abgefal- lenen Stellung aufliegt. Ferner sind Kontakte 10 für die elektrische Verbindung zur nicht dargestell- ten Spule und zum nicht dargestellten Kontaktsystem, welches durch den Anker 11 betätigt wird, vorgesehen.
In Fig. 2 ist die erfindungsgemässe Ankerfeder 1 aus Fig. 1 abgebildet, die gemäss einer weiteren Variante der Erfindung eben und im wesentlichen E-förmig ausgebildet ist, wobei der mittlere Steg eine Federzunge 2 bildet, an der die Ankerfeder 1 in der Einprägung 12 des Ankers 11, bzw. der Fläche 31 der Einprägung 12, abgestützt ist, und an den äusseren Stegen 3 Einrastnasen 4 ange- formt sind, die in einen feststehenden Teil des Relais in die Einspann- bzw. Lagerstellen 33 ein- rastbar sind. Die Federzunge 2 kann dabei seitliche Ansätze aufweisen, die den Anker 11 gegen ein seitliches Verrutschen zusätzlich schützen. Weiters können auch in der Einprägung 12 diesbe- züglich Ausnehmungen oder Vorsprünge vorgesehen sein, um ein solches Verrutschen zu verhin- dern.
Wie aus Fig. 1 zu ersehen, sind in den Seitenteilen 13 des Teiles 9 entsprechende Rastaus- nehmungen 17 zur Aufnahme der Einrastnasen 4 vorgesehen. Die dargestellten Einrastnasen 4 können aber in jeder anderen beliebigen Form ausgeführt sein, sie müssen lediglich die Ankerfeder 1 an ihren äusseren Stegen 3 einspannen. Auch die Form der Federzunge 2 kann variieren, sie muss jedoch so in die Einprägung 12 des Ankers 11 eingreifen können, dass durch die dabei entste- hende Wölbung der Ankerfeder 1 die Kraft für ein rücktreibendes Drehmoment aufgebracht wird.
Jedenfalls ist, wie aus Fig. 4 zu entnehmen ist, die Ankerfeder 1 in der Art eines zweiseitig einge- spannten bzw. gelagerten Trägers ausgebildet, wobei die Einspann- bzw. Lagerstellen 33 und die Abstützstelle 31 der Feder 1 am bzw. im Anker 11 miteinander zumindest in einer Ebene im we- sentlichen fluchten.
In Fig.3ist im Längsschnitt eines bereits zusammengebauten Relais gemäss Fig. 1 zu erkennen, dass der Anker 11 in seinem abgefallenen Zustand stirnseitig auf den keilförmigen, die Lagerkante bestimmenden Erhebungen 16 aufliegt, wobei die Fläche 31 der Einprägung 12, auf der die Feder- zunge 2 abgestützt ist, in einem Winkel zu der von der Ankerfeder 1 ausgeübten Kraft F1 (Fig.3a) angestellt ist, sodass die Ankerfeder 1 ein den Anker 11 in die abgefallene Stellung rücktreibendes Drehmoment ausübt.
Fig.3a zeigt die Aufteilung der von der Ankerfeder 1 ausgeübten Kraft F1, welche durch die Verformung der Ankerfeder zustande kommt, wobei eine Komponente F, welche einen Winkel a mit F1 einschliesst, das rücktreibende Drehmoment auf den Anker 11 erzeugt. Die Einprägung 12 des Ankers 11 ist nach einer Variante der Erfindung durch eine kegelstumpfförmige Öffnung gebil- det, es kann jedoch jede andere Form einer Öffnung vorgesehen sein, deren eine Wand in einem Winkel gegenüber der wirkenden Kraft F angestellt ist. Weiters ist durch die runde Form der Öff- nung auch ein seitliches Verrutschen des Ankers 11schwer möglich, da nur die tiefliegende Stel- lung der Federzunge 2 in der Einprägung 12 stabil ist, während bei seitlichem Verrutschen durch die ansteigende Rundung der Einprägung 12 zentrierende Kräfte auf den Anker 11 ausgeübt werden.
Zum Zwecke einer besseren Lagerung des Ankers 11 und der Unterstützung seiner Dreh- bewegung ist dieser im Bereich seiner Lagerung mit einer abgerundeten Kante 75 versehen.
In Fig.4 ist eine weitere Ansicht des erfindungsgemässen Relais gemäss Fig.1 dargestellt. Aus dieser Sicht ist zu erkennen, dass die Federzunge 2 an der Fläche 31 der Einprägung 12 abgestützt ist. Die Einspannpunkte 33 der Ankerfeder 1 sind durch Rastausnehmungen 3 des Teiles 9 gebil- det. Daraus ergibt sich eine Wölbung der Ankerfeder 1 entlang ihrer Längsachse. Durch diese
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nunmehr erzielte Biegespannung, unter der die Ankerfeder 1 steht, entsteht die auf die Fläche 31 der Einprägung 12 nach unten wirkende Kraft F.
Bei Anziehen des Ankers 11 wird die Ankerfeder 1 einer noch stärkeren Biegung unterzogen, sodass im angezogenen Zustand gegen das nun noch stärker wirkende Drehmoment, welches den Anker 11 in den abgefallenen Zustand bringen will, die erforderliche Anziehkraft zur Erzeugung eines diesem entgegen wirkenden Drehmoments durch das Magnetfeld aufgebracht werden muss. Wird die Erregung der Spule beendet, geht der Anker 11 wieder von selbst in seine abgefallene Position über und verharrt dort bis zur nächsten Erregung.
Im abgefallenen Zustand liegt der Anker 11 an seinen vorspringenden Seitenkanten an Vorsprün- gen 14 des Spulenkörpers 9 an.
In Fig.5 ist die Wölbung der Ankerfeder 2 zur besseren Kenntlichkeit übertrieben gross einge- zeichnet. Weiters sind die Vorsprünge 14 zu erkennen, an denen die vorspringenden Seitenkanten des Ankers im abgefallenen Zustand anliegen.
Fig.6 zeigt eine Teilansicht einer weiteren Variante der Erfindung, wobei die Ankerfeder 101 in Form einer üblichen Blattfeder mit durchgehend rechteckförmigem Querschnitt ohne jegliche Zungen ausgebildet ist, die unter Ausbildung einer Wölbung an ihren Enden höhenversetzt gegen- über der Abstützstelle eingespannt ist, und wobei die Auslenkung der Feder 101 entlang ihrer Längsachse und parallel zur durch die Einspannstellen 33 und der Abstützstellen der Ankerfeder 101 bestimmten Ebene erfolgt. Ein Anker 110 weist dabei einen Vorsprung 20 mit einer Fläche 31' (Fig.7) auf, auf der die Ankerfeder 101 abgestützt ist. Die Wölbung wird unter Aufbringung einer entsprechenden Kraft beim Zusammenbau des Ankers 110 mit der Ankerfeder 101 erzeugt. Durch den Vorsprung 20 kann die Ankerfeder 101 ohne Federzunge ausgeführt sein.
Auch in diesem Fall ist die Fläche 31' in Richtung von der Polfläche 30 des Kernes 6 zur Aussenseite 32 des Ankers 110 geneigt, wie dies auch bei der Fläche 31 der Einprägung 12 des zuvor beschriebenen Ausfüh- rungsbeispiels der Fall ist. Die Ankerfeder 101 und die Fläche 31' schliessen einen Winkel # mitein- ander ein.
Die Fläche 31' des Vorsprunges 20, auf der die Ankerfeder 101 abgestützt ist, ist in einem Winkel zur Richtung der von der Ankerfeder 101 ausgeübten Kraft F1 angestellt, sodass die Anker- feder 101 ein den Anker 110 in die abgefallene Stellung rücktreibendes Drehmoment M ausübt.
Dabei entspricht die Aufteilung der Kraft F1 in ihre Komponenten der in Fig.3a dargestellten, sodass eine Komponente für ein rücktreibendes Moment sorgt, während die andere Komponente den nötigen Lagerdruck bewirkt, um den Anker gegen das Verrutschen zu sichern.
Es sind aber auch andere Formen für erfindungsgemässe Ankerfedern denkbar, um eine Ab- stützung an einer Einprägung oder an einem Vorsprung des Ankers zu gewährleisten. So ist auch eine Form mit einem mittigen Einschnitt innerhalb des Rahmens der Erfindung, wenn ein dafür passender Vorsprung auf dem Anker vorgesehen ist. Auch muss die Ankerfeder nicht seitlich, sondern kann auch mittig eingespannt sein.
In Fig.8ist eine weitere Variante der Erfindung dargestellt, wobei eine zwischen zwei Ein- spannstellen gespannte Drahtfeder als Ankerfeder 201 ausgebildet ist, die mittig auf einer Fläche 31" eines Vorsprungs 200 eines Ankers 111 abgestützt ist. Die Einspannstellen sind dabei gegen- über der Abstützfläche 31"höhenmässig versetzt. Durch den durchgehend kreisrunden Querschnitt der Ankerfeder 201 ergibt sich in jeder Stellung des Ankers 111 Gleichheit der Kraft F mit F1, die das rücktreibende Moment erzeugt und dabei den Winkel a mit der Senkrechten einschliesst. Es lässt sich dadurch eine besonders platzsparende Art der Erzeugung eines rücktreibenden Drehmo- ments erreichen.
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