Elektromagnetisches Klappankerrelais
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Klappankerrelais mit einem die Magnetspule tragenden Kern, einem Rückschlussjoch, einem kippbar gelagerten Anker und Mitteln zur Erzielung einer satten Auflage zwischen Kern und Anker. Die bekannten Klappankerrelais weisen an der dem Kern zugewandten Seite des zylindrischen Ankers eine ebene Fläche auf, die zur Erzielung eines geringen Restluftspaltes möglichst satt auf dem Kern aufliegen muss. Infolge der üblichen Fertigungs- und Lagertoleranzen gelingt es ohne zusätzliche Justierhilfsmittel nicht, dieses Ziel zu erreichen.
Zum Stand der Technik gehören Klappankerrelais mit einem gegenüber dem Joch drehbaren zylindrischen Kern, dessen Stirnfläche einen um etwa 1 Grad von 90 Grad abweichenden Winkel zur Längsachse einnimmt.
Der Anker dieser Relais weist eine Justierschraube mit ebener Stirnfläche auf. Da die Längsachse des Kerns infolge der Fertigungstoleranzen nicht genau senkrecht auf der Fläche des angezogenen Ankers steht, kann man durch abwechselndes Verdrehen des Kerns und der Justierschraube beide Flächen zu satter Auflage bringen.
In der richtigen Stellung werden dann Kern und Justierschraube durch Kontermuttern fixiert. Dieser Justiervorgang erfordert insbesondere bei Haftrelais einen erheblichen Zeitaufwand und grosse Geschicklichkeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Justiervorgang völlig einzusparen. Erfindungsgemäss gelingt dies dadurch, dass in der dem Kern abgewandten Seite des Ankers eine Aussparung in Form eines Kugelsitzes vorgesehen ist, dass in diese Aussparung als Justierkörper mindestens ein Teil einer ferromagnetischen Kugel mit abgeschnittener Kuppe eingesetzt ist und dass der Justierkörper durch eine am Anker befestigte Federklammer in seinem Sitz drehbar arretiert ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand von Fig. 1 bis 3 der Zeichnung beschrieben.
Fig. 1 zeigt im Schnitt ein Klappankerrelais in Seitenansicht,
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Federklammer und
Fig. 3 eine besondere Ausgestaltung des Justierkörpers.
In Fig. 1 ist mit 1 die Spule, mit 1 a der Spulenkörper, mit 2 der Kern, mit 3 das Rückschlussjoch, mit 4 der Klappanker, mit 5 der Justierkörper und mit 6 die Federklammer bezeichnet. Der Kern 2 geht an seinem unteren Ende in einen mit Gewinde versehenen Bolzen 2a über. In den Anker 4 ist von der dem Kern abgewandten Seite aus ein Kugelsitz 4a eingepresst oder eingefräst. In diesem Kugelsitz ruht ein Justierkörper 5, der aus einer ferromagnetischen Kugel durch Abschneiden einer Kuppe hergestellt ist. Hierdurch entsteht an der Unterseite des Justierkörpers eine ebene kreisförmige Fläche 5a, die in ihrem Durchmesser etwa dem Kerndurchmesser entspricht oder etwas kleiner ist. Der Justierkörper 5 wird durch eine Federklammer 6 in dem Presssitz des Ankers 4 drehbar gehalten. In ihrer einfachsten Form weist die Federklammer zweifach abgebogene Enden auf, die um den Anker 4 herumgreifen.
An der Auflagestelle des Justierkörpers ist in der Federklammer eine Aussparung 6a vorgesehen, deren Durchmesser ein Bruchteil des Kugeldurchmessers ist.
Durch diese Massnahme wird verhindert, dass die Federklammer infolge von Erschütterungen aus ihrer Montagestellung herausrutschen kann. Die Federklammer übt entlang einer Kreislinie eine Druckkraft auf den Justierkörper aus, ohne dabei die Drehung des Justierkörpers in dem Kugelsitz 4a wesentlich zu erschweren.
Nach dem Zusammenbau des Relais genügt ein einmaliges Einschalten des Erregerstromes, um den Justierkörper durch den Anzug des Ankers in eine Lage zu bringen, in der die zu justierenden Flächen satt aufeinander liegen. Die so erzielte Flächenpassung bleibt auch nach beliebig vielen Schaltvorgängen erhalten. Die bei der Betätigung des Relais entstehenden magnetischen Kräfte tragen dazu bei, den Sitz des Justierkörpers in der Kugelfassung 4a zu verbessern. Da der Anker 4 in Uhrzeigerrichtung gegen die Kraft der nicht dargestellten Kontaktfedern bewegt wird, kann es nicht dazu kommen, dass der Anker infolge seiner Massenträgheit im Augenblick des Aufschlagens des Justierkörpers auf den Kern noch weiterbewegt wird.
Im übrigen wird eine etwa bestehende Prelineigung zwischen dem Anker und dem Justierkörper durch die ausreichend bemessene Federklammer 6 unterdrückt.
In Fig. 2 ist die Federklammer 6 perspektivisch dargestellt. Bei der Montage der Federklammer schiebt sichtder Justierkörper in die kreisförmige Aussparung 6a der Federklammer, so dass weitere Arretiermassnahmen nicht erforderlich sind. Mit 6b und 6c sind die abgewinkelten Enden der Klammer bezeichnet, die - wie aus Fig. 1 ersichtlich ist - auf der Unterseite des Ankers aufliegen.
In Fig. 3 ist eine andere Ausführungsform des Justierkörpers dargestellt. Bei Relais mit grossem Kerndurchmesser benötigt man eine entsprechend grosse Kugel als Justierkörper, um zu einer geeigneten Auflagefläche zu gelangen. Wenn man Wert auf ein besonders kleines Trägheitsmoment des gesamten Ankersystems legt, kann man die Masse des Justierkörpers durch Abdrehen der oberen Kugelhäfte verkleinern. Man lässt in Richtung der Symmetrieachse einen kegelförmigen Körper 7 stehen, der in eine Vertiefung der Federklammer eingreift. Die Kegelspitze ist zweckmässig abgestumpft, damit sich der Justierkörper in dem erforderlichen Umfang gegenüber seinem Presssitz und der Federklammer verdrehen kann.
Durch die beschriebene Erfindung gelingt es, die Herstellung des Relais beachtlich zu verbilligen. Man spart gegenüber der bisherigen Konstruktion vor allem den lohnintensiven Justiervorgang ein. Als technischer Fortschritt ist zu verbuchen, dass man infolge der Selbstjustierung zufällige Einstellfehler, wie sie z. B.
beim Festziehen der Kontermuttern entstehen können, vermeidet. Ferner wird verhindert, dass durch Erwärmung bedingte Längenänderungen oder seitliche Verlagerungen des Ankers zu einer Verschlechterung der Flächenpassung führen.
Die Kosten der Einzelteile sind bei der neuen Konstruktion kaum grösser als bei der bekannten, wenn man den Mehraufwand für den Justierkörper und die Feder der Einsparung einer Justierschraube, einer Kontermutter und eines Schleifvorganges am Kern gegen überstellt.
Die beschriebene Anordnung ist in erster Linie bei Haftrelais und Wechselstromrelais vorteilhaft, die infolge schlechter Flächenpassung zum Abfallen bzw. zur Geräuschbildung neigen. Die erwähnten Vorteile fallen aber auch bei normalen Gleichstromrelais ins Gewicht, bei denen es auf eine extrem genaue Justierung nicht ankommt.
Electromagnetic clapper armature relay
The invention relates to an electromagnetic clapper armature relay with a core carrying the magnet coil, a yoke, a tiltably mounted armature and means for achieving a snug support between the core and armature. The known hinged armature relays have a flat surface on the side of the cylindrical armature facing the core, which must lie as close as possible on the core in order to achieve a small residual air gap. As a result of the usual manufacturing and storage tolerances, it is not possible to achieve this goal without additional adjustment aids.
The state of the art includes hinged armature relays with a cylindrical core that is rotatable with respect to the yoke and the end face of which assumes an angle to the longitudinal axis which differs by approximately 1 degree from 90 degrees.
The armature of this relay has an adjusting screw with a flat face. Since the longitudinal axis of the core is not exactly perpendicular to the surface of the tightened armature due to the manufacturing tolerances, you can bring both surfaces to a close contact by alternately turning the core and the adjusting screw.
The core and adjusting screw are then fixed in the correct position by lock nuts. This adjustment process requires a considerable amount of time and great skill, especially in the case of latching relays.
The invention is based on the task of completely saving the adjustment process. According to the invention, this is achieved in that a recess in the form of a ball seat is provided in the side of the armature facing away from the core, that at least part of a ferromagnetic ball with a cut-off tip is inserted into this recess as an adjusting body and that the adjusting body is secured by a spring clip attached to the armature is rotatably locked in its seat.
Embodiments of the invention are described with reference to FIGS. 1 to 3 of the drawing.
Fig. 1 shows in section a hinged armature relay in side view,
Fig. 2 is a perspective view of the spring clip and
3 shows a particular embodiment of the adjustment body.
In Fig. 1, 1 denotes the coil, 1 a the bobbin, 2 the core, 3 the yoke, 4 the hinged armature, 5 the adjusting body and 6 the spring clip. The core 2 merges at its lower end into a threaded bolt 2a. A ball seat 4a is pressed or milled into the armature 4 from the side facing away from the core. In this ball seat rests an adjusting body 5 which is made from a ferromagnetic ball by cutting off a dome. This creates a flat circular surface 5a on the underside of the adjustment body, the diameter of which corresponds approximately to the core diameter or is somewhat smaller. The adjusting body 5 is rotatably held in the press fit of the armature 4 by a spring clip 6. In its simplest form, the spring clip has ends which are bent twice and which grip around the armature 4.
A recess 6a, the diameter of which is a fraction of the diameter of the ball, is provided in the spring clip at the contact point of the adjustment body.
This measure prevents the spring clip from slipping out of its assembly position as a result of vibrations. The spring clip exerts a compressive force on the adjustment body along a circular line without making the rotation of the adjustment body in the ball seat 4a significantly more difficult.
After the relay has been assembled, it is sufficient to switch on the excitation current once to bring the adjustment body into a position by virtue of the armature's tightening in which the surfaces to be adjusted lie close together. The surface fit achieved in this way is retained even after any number of switching operations. The magnetic forces generated when the relay is actuated help to improve the fit of the adjustment body in the ball socket 4a. Since the armature 4 is moved clockwise against the force of the contact springs, not shown, it cannot happen that the armature is moved further due to its inertia at the moment the adjustment body hits the core.
In addition, any preline inclination that may exist between the armature and the adjustment body is suppressed by the sufficiently dimensioned spring clip 6.
In Fig. 2, the spring clip 6 is shown in perspective. When assembling the spring clip, the adjusting body slides into the circular recess 6a of the spring clip, so that further locking measures are not required. With 6b and 6c, the angled ends of the clamp are designated, which - as can be seen from Fig. 1 - rest on the underside of the anchor.
In Fig. 3, another embodiment of the adjustment body is shown. In the case of relays with a large core diameter, a correspondingly large ball is required as an adjustment body in order to reach a suitable contact surface. If you value a particularly small moment of inertia for the entire anchor system, you can reduce the mass of the calibration block by turning off the upper spherical shafts. A conical body 7 is left in the direction of the axis of symmetry and engages in a recess in the spring clip. The tip of the cone is expediently truncated so that the adjusting body can rotate to the required extent in relation to its press fit and the spring clip.
The described invention succeeds in making the relay considerably cheaper. Compared to the previous design, one saves above all the labor-intensive adjustment process. As a technical progress it is to be recorded that as a result of the self-adjustment random setting errors, such as those caused by e.g. B.
that can arise when tightening the lock nuts. It also prevents changes in length or lateral displacements of the armature caused by heating from leading to a deterioration in the surface fit.
The costs of the individual parts are hardly greater in the new design than in the known, if you compare the additional effort for the adjustment body and the spring with the saving of an adjusting screw, a lock nut and a grinding process on the core.
The arrangement described is primarily advantageous for latching relays and AC relays, which tend to fall off or generate noise due to poor surface fit. The advantages mentioned are also significant with normal DC relays, where extremely precise adjustment is not important.