DE2430278A1 - Anordnung zur ankerlagerung fuer elektromagnetische flachbaurelais - Google Patents

Description

• Anordnung zur Ankerlagerung für elektromagnetische Falchbaurelais Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ankerlagerung für elektromagnetische Flachbaurelais mit einem E-förmigen Joch, mit einer Erregerwicklung auf dem Mittelschenkekl und einem U- oder E-förmigen Anker, bei dem je eine Kante der äußeren Schenkel sich auf den Seitenschenkln des Jochs abstützt.
• Bei bekannten Anordnungen derartiger klachbaurelais wird der Anker mitt eis einer üblicherweise rahmenförmig ausgebildeten Blattfeder gelagert, die dabei derart am Anker und Joch befestigt ist, dal3 die auf Biegung bennspruchten Federschenkel sich über die Breitseite der beiden äußeren Schenkel des Ankers und der Seitenschenkel des Jochs erstrecken, vgl. DT-AS 1948 725; CH-PS 324 408; DT-OS 2018 627. Je nach Ausführung wird den verwendeten Blattf-edern teilweise eine Vorspannung verliehen.
• Nachteilig ist hierbei, daß sich bei der Betätigung des Ankers die Auflagestellen der Kanten der äußeren Schenkel des Ankers in Längsrichtung auf den Seitenschenkel des Jochs bewegen und sich dabei die Drehachse im Bereich der Lagerstellen verschiebt.
• der damit verbundene Verschleiß führt an den Dagerstellen zu Veränderungen der Oberflächenstruktur und dall;it; zu einer Vergrößerung des Reibungsfaktors. Die dabei entstehenden Abriebteilchen setzen sich auf den Kontakten ab und verschlechtern den Kontaktübergangswiderstand. Außerdem macht sich der mechanische Abrieb in einer Verkürzung der elektrischen und mechaischen Lebensdauer bemerkbar.
• Bei einer anderen bekannten Ausführung wird die Reibung an den lagerstellen dadurch herabgestezt, daß die auf Biegung beanspruchten Teile zweier streifenförmiger Blattfedern zwischein den flachen Flächen der äußeren Schenkel des Ankers und den Seitenschenkeln des Jochs angeordnet sind, vgl. DD-PS 20 23 983; CH-PS 470 749. Dabei umschließen die jeweils die Verlängerung der beiden äußeren Schenkel des Ankers bildenden und mit ihren dem Anker gegenüberliegenden Sonden am Joch befestigten beiden streifenförmigen Blattfedern mit ihren freien Enden krallenförmig die beiden äußeren Schenkel des Ankers.
• Nächteilig bei dieser Ausführung ist, daß es infolge der Durchbiegung der beiden streifenförmigen Blattfedern al einem von der Ankerstellung abgängigen Abheben des Ankers an den Lagerstellen kommt. Ferner wird der Magnetfluß durch zusätzliche Luftspalte und Streuflüsse geschwächt und die Parallelität der Arbeitsluftspaltfläche bei angezogenem Anker gestört. Zur Erzeugung einer Ankerrückstellkraft müssen außerdem die Blattfedern jeweils einen definierten knick erhalten, wodurch deren Herstellung bei Einhaltung vorgegebener toleranzen für den Biegewinkel und die Rückstellkraft des Ankers relativ kompliziert und aufwendig wird.
• Bei einer weiteren bekannten Ausführung, vgl. D2-OS 15 64 690, stützen sich die Kanten der äußeren Schenkel des Ankers an speziell aus den Seitenschenkeln des Jochs gezogenen Warzen ab, so daß zwangsweise die Lagerstellen mit der Drehachse zusammenfallen.
• Erfahrungsgemäß kommt es hierbei infolge der hohen Flußdichten an den beiden Laerstellen zu größeren Auflagekräften und damit ebenfalls zu verstärkten Abrieberscheinungen.
• Die Art der Lagerung erfordert außerdem mehrfach gebogene Blattfedern, wodurch deren Herstellung erschwert wird.
• Die Erfindung hat den Zweck, die Massenfertibung der Blattfedern und deren-Befestigung an Anker und Joch rationell zu gestalten und die Lebensdauer der Ankerlagerung von elektromagnetischen Flachbaurelais zu erhöhen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur Ankerlagerung für elektromagnetische Flachbaurelais zu schaffen, bei der an den Lagerstellen, die durch die Auflagestellen der Kanten der äußeren Schenkel des Ankers auf den beiden Seitenschenkeln des Jochs gebildet werden, keine Gleitreibung auftritt, bzw. diese erheblich verringert wird, ohne daß eine Störung des magnetischen Flusses eintritt. biit den gleichen Mitteln der Ankerlagerung sind die Auflagekraft an den Lagerstellen und die Ankerrückstellkraft zu realisieren.
• Erfindungsgemäß ist die Aufgabe in der Weise gelöst, daß die Blattfeder am Anker und am Joch derart befestigt ist, daß die beiden-auf Biegung beanspruchten Bederdchenkel der Blattfeder in der Magnetkreisiebene außerhalb der beiden Seitenschenkel des Jochs und der beiden äußeren Schenkel des Ankers zu liegen kommen. Bei einer definierten Lage, z. B. der Mittellage des Ankers, fällt die durch die Auflage der Kanten der beiden äußeren Schenkel des Ankersauf den beiden Seitenschenkeln des Jochs gebildete Drehachse mit der Verbindungslinie der Wendepunkte der Biegelinien der beiden beanspruchten Federschenkel zusammen, bzw. schneidet die Biegelinien der beiden beanspruchten Federschenkel orthogonal. Bei einer dieser Bedingung entsprechenden Bemessung der Abstände der sonden der beiden beweglichen Federschenkel zur Drehachse tritt statt der sonst in seiner Größe bestimmenden Gleitreibung an der Lagerstelle nur noch eine Rollreibung auf, d. h. die Drehachse bleibt bei der Betätigung des Ankers ortsfest in bezug auf das Joch.
• Diese ortsfeste Drehachse, im folgenden kurz als drehachse bezeichnet, wirkt sich günstig auf die Betätigung des Ankers aus. Bs tritt praktisch kein Abrieb an den Lagerstellen auf, der sich sonst an den Kontakten absetztund damit deren Lebensdauer herabsetzt. Damit tritt auch nicht mehr die mit dem Abrieb verbundene Beeinflussung des magnetischen Übergangswiderstandes an den Lagerstellen mit den nachteiligen Veränderungen der elektrischen Parameter des elektromagnetischen Flachbaurelais, wie er Anspruch und Rückgangswerte auf.
• Die festen Enden der beiden beweglichen Federschenkel sind einmal mit ihrem einen Ende an der Ober- bzw. Unterseite des Jochs und zum anderen mit iLrem anderen bunde an der Ober- bzw. Unterseite des Ankers befe-stigt.
• Als Oberseite von Anker und Joch ist im folgenden die Seite definiert, bei der in Draufsicht der Anker auf dem Joch aufliegend zu sehen ist. Die davon abgewandte Seite ist folglich als Unterseite von Joch und Anker definiert.
• Sind die beweglichen Federschenkel mit ihren festen Enden an der Oberseite des Ankers und an der Unterseite des Jochs befestigt, so stellt sich ohne Justierung nach Einbau einer ursprünglich ebenen Blattfeder eine Auflagekraft an den Lagerstellen und eine Ankerrückstellkraft ein. Die Abstände der festen Enden der beiden beweglichen Federschenkel mit über die gesamte Länge gleicher Federkonstante zur Drehachse sind dabei so gewählt, daß die Drehachse bei einer definierten Ankerstellung mit der durch die Wendepunkte der Biegelinien der beiden beweglichen Federschenkel verlaufenden Verbindungslinie übereinstimmt.
• Bei weiteren Ausführungen sind die beiden beweglichen Federschenkel jeweils mit einem oder mehreren Knicken versehen, und/oder die Federkonstante der beiden Federschenkel ist auf einem Abschnitt bzw. der gesamten Länge derart bemessen, daß bei einer definierten Lage des Ankers die Drehachse entweder mit der dadurch die beiden Wendepunkte der Biegelinien der beiden beanspruchten Federschenkel gehenden Verbindung-slinie zusammenfällt, oder die Biegelinien der beiden beanspruchten Federschenkel orthogonal schneidet.
• Die einteilig U- oder rahmenförmig oder zvieiteilig streiLenförmig ausgebildete Blattfeder zur Ankerlagerung ist an Joch und Anker durch Niet an, Schrauben oder Schweißen verbunden.
• Vorteilhaft ist jedoch eine lösbare Befestigung der Blattfe--der am Joch, da sich dabei die Montage erheblich vereinfacht und eine leichte Austauschbarkeit gegeben ist.
• Diese zweckmäßige Ausführung der Verbindung soll an folÖenden Ausführungsbeisi,ielen beschrieben werden: Das- Verbindungsstück der äußeren Schenkel des Jochs weist zwei prismatische Erhebungen auf, auf denen die mit entsprechenden Ausnhmungen versehene Blattfeder in der Magnetkreisebene fixierbar ist.
• Der auf dem Mittelschenkel des Jochs angeordnete Spulenkörper weist mindestens ein herausragendes Teil auf, das beim Aufschieben des Spulenkörpers die Blattfeder erfaßt und gegen Abheben sichert.
• Bei einer anderen Ausführung ist die blattfeder durch ein form- und kraftschlüssig mit dem Joch verbundenes zu den Kontaktfede-rn gehörendes Isolierteil gegen Abheben gesichert.
• Bei einer weiteren Ausführung befinden sich am Verbindungsstück der Seitenschenkel des Jochs prismatische Erhebungen, auf die die mit Ausnehmungen versehene Blattfeder und ein mit Einsenkungen versehenes Isolierteil mit Kontaktfedern steckbar sind. Durch ein U-förmiges federndes Klammerstück, des-sen Ausnehmungen in Erhebungen des die Kontaktfedern tragenden Isolierteils einscnappen, erfolgt eine kraftschlüssige Verbindung von Joch, blattfeder und Isolierteil.
• Statt einer Blattfeder zur Ankerlagerung ist auch eine entsprechend gestaltete Drahtfeder verwendbar.
• Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1 : eine perspektivische Ansicht eines elektromagnetischen Flachbaurelais Fig. 2 : eine Seitenansicht des elektromagnetischen Flachbaurelais Dach Fig. 1 Fig. 3 : die Befestigung siffier Blattfeder t1nd 4 : die Refestigung der Blattfeder und eines die Kontaktfedern tragenden Isolierteiles In Fi%-'. 1 und 2 ist ein elektromagnetisches Flachbaurelais in verschiedenen Ansichten nit einem E-förmigen Joch 1 und einem U-förmigen Anker 7 gezeigt. Als Feder zur Ankerlagerung dient eine Blattfeder 10, deren beide auf Biegung beanspruchte Federschenkel 11 sich in der Magnetkreisebene neben den beiden Seitenschenkeln 2 des Jochs 1 und den beiden äuSeren Schenkeln 8 des Ankers 7 erstrecken. Die Blattfeder 10, die an der Oberseite des Ankers 7 und der Unterseite des Jochs 1 befestigt ist, ist vor dem Zusammenbau eben. Die beiden Federschenkel 11 besitzen über die gesamte Länge eine gleiche Federkonstante. Die Abstände der am Joch 1 und Anker 7 befestigten Enden der Blattfeder 10 zu der durch die Auflagepunkte der beiden äußeren Schenkel 8 des Ankers 7 auf den beiden Seitenschenkeln 3 des jochs 1 gebildeten Drehachse 13 sind so gewählt, daß diese in einer definierten Lage des Ankers 7, z. B. der Mittellage, mit der Verbindungslinie der Wendepunkte 14 der Biegelinien 15 übereinstimmt.
• Dabei stellt sich automatisch eine Ankerrückstellkraft und eine Auflagekraft an den Lagerstellen des Ankers 7 ein.
• Die Blattfeder 10 besitzt an ihrem ortsfesten Verbindung0 stück 4 der Schenkel des Jechs 1 und an ihrem Querstuck 9 der schenkel des Ankers 7 Ausnehmangen, in die bei der Nontage zum Joch 1 und Anker 7 gehörende Ernebungen 5 derart eingreifen, daß die Blattfeder 10 und damit der Anker 7 in der Magnetkreisebene durch Nietung der Erhebungen 5 fixiert ist.
• Bei -einer anderen lösbaren Befestigungsart (Fig. 3) besitzt das Joch 1 z. B. prismatische Erhebungen 6, die eine formschlüssigen Fixierung der mit entsprechenden Ausnehmungen 12 versehenen Blattfeder 10 b der dagnetkreisebene gestatten.
• Ein Spulenkörper 16 ist mit einem herausragenden Teil 17 versehen, das beim Aufschieben des Spulenkörpers 16 die Blattfeder 10 erfaßt und sie gegen ein Abheben sichert.
• Bei einer weiteren Ausführung der Befestigung wird eine Verbindung-von Blattfeder 10, Joch 1 und den in Isolierstoff eingespritzten Kontaktf adern 18 form- und- kraftschlüssig, z. B. durch Hohlnieten; erreicht.
• Eine Verbindung von Joch 1, Blattfeder 10 und dem die Kontaktfadern 18 tragenden Isolierteil 15 ergibt sich auch durch das Aufsetzen eines U-förmigen Klammerstückes 21 aus einem federnden Material. Dabei ist das elektromagnetische Flachbaurelais nach Fig. 4 von unten aus gesehen dargestellt.
• Am Verbindungsstück 4 der Seitenschenkel 2 des Jochs 1 befinden sich prismatische birhabungan 6, auf die die BlattMeder 10 mit Ausinabmungen 12 aufgesetzt und in der Magnetkreisebene fixiert wird. Dabei besitzt das die Kontaktfadar 18 tragende Isolierteil 19 dem Joch 1 zugeordnete, nicht dargestellte prismatiscne Sinsenkungen und entsprechende prismatische Erhebungen 20, die beim Zusammenbau in die Ausnehmungen 22 des U-förmigen Klamerstückes 21 schnappen. Es ist damit eine sichere, aber lösbare Verbindung geschaffen.
• Bei eine weiteren Variante der Anker lagerung sind die beiden beweglichen Federschankel 11 mit ihren festen Enden an der Unterseite des Jochs 1 und an der Unterseite des Ankers 7 befestigt. Die beiden Federschenkel 11 erhalten einen oder mehrere Knicke, damit gleichfalls nach dem Zusammenbau die Drehachse 13 mit der durch die beiden Wendepunkte 14 der Biegelinien 15 der beiden beanspruchten Federschenkel 11 gebildeten Verbindungslinie zusammenfällt.
• Wurden die festen Enden der beiden beweglichen Federschenkel 11 einer vor Einbau ebenen Blattfeder 10 an der Oberseite des Jochs 1 und an der Uber- oder Unterseite des Ankers 7 befestigt, so wird sich im wesentlichen eine bogenförmige Biegelinie 15 ausbilden. Iiierbei ist es aber erforderlich, die beiden beanspruchten Federschenkel 11 mit einem oder mehreren Knichen zu versehen, damit dann die Drehachse 13 die Biegelinien 15 der beiden beanspruchten Federschenkel 11 orthogonal schneidet. Unter dieser Voraussetzung besteht dann im -æesentlichen nur eine Rollreibung an den Lagerstellen.
• Bei allen Ausführungen der Anker lagerung ist neben einer Beeinflussung der Kennlinie der beiden Federschenkel 11 durch einen oder mehrere Knicke auch eine Beeinflussung der Federkonstante auf einem Abschnitt oder der gesamten Länge der beiden beweglichen Federschenkel 11 durchführbar. Dies erfolgt durch bekannte Maßnahmen, wie z. B. Ausnehmungen oder unterschiedliche Breite der beiden beweglichen Federschenkel 11.
• Bei allen Varianten der Ausführung und Befestigung der Blattfeder 10 zur Ankerlagerung ist durch eine geeignete Bemessung der Federkonstante der beiden beweglichen Federschenkel 11 eine Auflagekraft an der Lagerstelle und eine Ankerrückstellkraft einstellbar.
• Speziell lassen sich die beiden letztgenannten Ausführungen der Ankerlagerung vorteilhaft auch dort einsetzen, wo die Ankerrückstellung durch ein Betätigungsglied über die Kontaktfedarn 18 erfolgt.
• Eine Verringerung des magnetischen Widerstandes des Magnetkreises an den Lagerstellen und damit eine größere Empfindlichkeit des elektromagnetischen Flachbauralais ist durch ein V-förmiges Abwinkeln der Enden der äußeren Schenkel 8 des Ankers 7 erzielbar.
• Statt einer Blattfeder 10 läßt sich auch eine entsprechend gestaltete Drahtfeder einsetzen.

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Anker lagerung für elektromagnetische Flachbaurelais mit einem E-förmigen Joch, mit einer Erregerwicklung zur den Mittelschenkel und einem mit einer Blattfeder gelagerten U- oder B-förmigen Anker, bei dem je eine Kante der äußeren Schenkel auf den Seitenschenkeln des Jochs derart aufliet, daß die so gebildeten Laberstellen mit der Drehachse des Ankers zusammenfallen, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (10)- am Anker (7) und am Joch (1) derart befestigt ist, daß die beiden auf Biegung beanspruchten Federschenkel (11) der Blattfeder (10) in der Magnetkreisebene außerhalb der beiden Seitenschenkel (2) des Jochs (1) und der beiden anderen Schenkel (O) des Ankers (7) zu liegen kommen und die durch die Auflage der Kanten der beiden äußeren Schenkel (8) des Ankers (7) auf den beiden Seitenschenkeln (2) des Jochs (1) gebildete Drehachse (13) bei einer definierten Lage des Ankers (7) mit der Verbindungslinie der Wendepunkte (14) der Biegelinien (15) der beiden beanspruchten Federschenkel (11) zusammenfällt, bzw. die Biegelinien (15) der beiden beanspruchten Federschenkel (11) orthogonal schneidet.

2. Ankerlagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Enden der beiden beweglichen Bederschenkel (11) einmal mit ihrem einen Ende an der Ober- bzw. Unterseite des Jochs (1) und zum anderen linie ihrem anderen Ende an der Ober- bzw. Unterseite des Aiil;crs (7) befestigt sind.

3. Ankerlagerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstande der an der Oberseite des Ankers (7) und der Unterseite des Jochs (1) befestigten festen Enden der beiden beweglichen Federschenkel (11) mit über die gesamte Länge gleicher Federkonstante zur Drehachse (13) so gewählt sind, daß die Drehachse (13) Mit der durch die Wendepunkte (14) der Biegelinien (15) der beiden beweglichen Federschenkel (11) verlaufenden Verbindungslinie äberein stimmt, wobei sich nach Einbau der ursprünglich ebenen Blattfeder ('10) eine Kuflagekraft an der Drehachse (13) und eine Ankerrückstellkraft einstellt.

4. Ankerlagerung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden beweglichen Federsenenkel (11) jeweils mit einem oder mehreren Knicken versehen sind und/oder die Federkonstante der beiden Federschenkel (11) auf einem Abscl-initt bzw. der gesamten Länge derart beLiessen ist, daß bei einer dofinierten Lage des Ankers (7) die Drehachse (13) entweder mit der durch die beiden Wendepunkte (14) der Beigelinien (15) der beanspruchten Federschenkel (11) gehenden Verbindungslinie zusammenfällt, oder die Biegelinien (15) der beiden beanspruchten Federschenkel (11) orthogonal schneidet.

5. Ankerlagarung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsstück (4) der Schenkel des Jochs (1) zwei prismatische Erhebungen (6) aufweist, auf die die mit entsprochenden Ausnehmungen versehene Blattfeder (10) in der Magnetkreisebene Sixierbar ist.

6. Ankerlagerung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der auf dem Mittelschenkel (3) des Jochs (1) angeordnete Spulenkörper (16) mindestens- ein herausragendes Teil (17) aufweist, das beim Aufschieben des Spulenkörpers (16) die Blattfeder (10) erfaßt und diese gegen Abheben sichert.

7. Ankerlagerung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (10) durch ein form- und kraftschlässig mit dem Joch (1) verbundenes zu den Kontaktfedern (18) gehörendes Isolierteil (19) gegen Abheben gesichert ist.

S, Ankerlegeaung neck Ank ruch 1 bis 7, dadurch gerennkeichnet, daß Joch (1), Blattfeder (10) und ein die Kontaktfedern (10) tragendes Isolierteil (19) am Verbeindungsstück (4) der Schenkel des Jochs (1) von dem U-förmigen Klammerstück (21) kraftschlüssig erfaßbar ist.

9'-.- Ankerlagerung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich am Verbindungsstück (4) der Schenkel des Jochs (1) prismatische Erhebungen (6) befinden, auf die die mit Ausnehmungen (12) versehene Blattfeder (10) und ein mit Einsenkungen versehenes Isolierteil (19) der Kontaktfedern (18) steckbar sind und ein U-förmiges federndes Klammerstück (21) Ausnehmungen (22) besi in die die prismatischen Erhebungen (20) des die Kontaktfedern (13) tragenden Isolierteiles (19) einschnappen,

10. Ankerlagerung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daJ die Feder zur ankerlagerung eine Drahtfeder- ist.