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Spulenflansch. insbesondere für Fernmelde-Flachrelais.
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Die Erfindung betrifft einen Spulenflansch, insbesondere für Fernmelde-Flachrelais,
der als Formspritzteil aus einem Kunststoff hoher Widerstandsfähigkeit (z.B. aus
glasfaserverstärktem Polycarbonat) ausgebildet und mit einer zentralen Ausnehmung
zum Durchtritt des Spulenkerns versehen ist, wobei an letzterem wenigstens ein Absatz
zur axialen Lagefixierung des Spulenflansches gebildet ist.
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Gegenüber den früher üblichen Spulenflanschen aus Hartpapier besitzen
als Kunststofformteile ausgebildete Spulenflansche eine Reihe fertigungstechnischer
und funktioneller Vorteile. Die fertigungstechnischen Vorteile betreffen sowohl
die Herstellung der Spulenscheibe selbst als auch die Relaisfertigung allgemein:
Da für die Maßgenauigkeit vergleichsweise strenge Toleranzforderungen bestehen,
sind für die Herstellung als Hartpapier-Stanzteile entsprechend hochwertige Stanzwerkzeuge
erforderlich, die relativ niedrige Standzeiten haben, also häufig nachgearbeitet
oder erneuert werden müssen. Die Ausbildung der Spulenflansche als Kunststofformteile
beseitigt diesen Nachteil. Sie ermöglicht außerdem die Ausbildung von sogenannten
Einlauf- und Auslaufkanälen für die Drahtenden der einzelnen Wicklungen und scnafft
damit die Voraussetzung für ein vollautomatisches Bewickeln der Spulen. Bei einer
Vielzahl von Relaisbauformen stützen sich Kontaktfedern mit aus ihrer Hauptebene
abgebogenen Lappen im Ruhezustand, d.h. bei abgefallenem Anker, auf einer Seitenfläche
eines Spulenflansches ab. Damit wird die Maßhaltigkeit, insbe-
sondere
aber auch die Verschleißfestigkeit dieses Bauteiles zu einem Merkmal, das für die
Relaisfunktion mitbestimmend ist.
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Den Vorteilen der als Kunststofformteile ausgebildeten Spulenflansche
stehen jedoch auch einige Nachteile gegenüber. Unter diesen Nachteilen ist insbesondere
die Empfindlichkeit der für diesen Zweck verwendbaren Kunststoffe gegen Spannungsrisse
zu nennen.
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Die Gefahr von Spannungsrissen ist im vorliegenden Fall deshalb besonders
akut, weil der in den Spulenflanschen vorgesehene zentrale Durchbruch für den Spulenkern
gegenüber dessen Querschnittsfläche ein Untermaß besitzt, wodurch eine Preßpassung
erreicht werden soll. Im Gegensatz zur Maßgenauigkeit der Spulenflansche, die recht
groß sein kann, muß bei den Spulenkernen mit vergleichsweise großen Toleranzen gerechnet
werden, so daß in ungünstigen Fällen beim Aufschieben des Spulenflansches auf den
Kern in ersterem , 4 insbesondere im Bereich der Innenkanten des zentralen Durchbruches
unzulässig hohe Spannungen auftreten können, die zu Spannungsrissen führen. Wenigstens
einer der beiden Spulenflansche eines Flachrelais wird durch eine an dem Spulenkern
angebrachte Schulter in seiner axialen Lage fixiert und durch nachträglich in den
Spulenkern eingedrückte Kerben in dieser Position gesichert. Auch diese Einkerbungen
können die Ursache unzulässig hoher Spannungen im Spulenflansch sein. Man ist deshalb
gezwungen, unter Berücksichtigung der Fertigungstoleranzen des Spulenkerns die Abmessungen
des Spulenflansches so zu dimensionieren, daß selbst bei ungünstigsten innerhalb
der Toleranzgrenzen liegenden Maßverhältnissen die Gefahr ieschddigungen durch die
Einkerbungen vermieden ist. Dies führt andererseits dazu, daß der Spulenflansch
häufig in axialer Richtung ungenügend genau fixiert ist, so daß sie beim anschließenden
Wickelvorgang, bei dem vergleichsweise starke axiale Kräfte auf die Spulenflansche
einwirken, in Richtung der Achse der Kerns verschoben oder relativ zu dieser Achse
verschwenkt wird und damit taumelt.
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Es wurde versucht, diesen Nachteilen durch eine geeignete Formgebung
des Spulenflansches, insbesondere durch Ausnehmungen im Bereich der besonders gefährdeten
Innenkanten, zu begegnen. Dieser besonderen Formgebung sind dadurch Grenzen gesetzt,
daß Spu-
lenflansche aus Kunststoff mit den üblichen Spulenflanschen
aus Hartpapier kompatibel sein sollen.
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Es ist auch bekannt (DT-OS 24 41 397), der Gefahr von Spannungsrissen
dadurch zu entgehen, daß die Befestigung des Spulenflansches nicht durch Preßsitz
unmittelbar auf dem Spulenkern sondern mittelbar an einer auf den Spulenkern aufgeschobenen
Metallplatte erfolgt.
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Es ist außerdem bekannt (DT-AS 12 08 404) den Spulenflansch um eine
Metallbuchse zu spritzen, so daß der beim Aufschieben auf den Spulenkern auftretende
Druck im wesentlichen von dieser Buchse aufgenommen wird. Dieses Verfahren ist einerseits
sehr aufwendig und läßt sich andererseits offensichtlich nur dann anwenden, wenn
die betreffenden Teile, insbesondere der Spulenkern sehr maßgenau sind, was wiederum
sehr hohe Anforderungen an die Fertigungstoleranzen stellt. Diesen Anforderungen
kann allenfalls bei Rundrelais, nicht jedoch bei Flachrelais, bei denen der Spulenkern
selbst als Stanzteil ausgebildet ist, entsprochen werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spulenflansch der
eingangs genannten Art zu schaffen, der preiswert herzustellen ist, alle mit der
Ausbildung als Kunststofformkörper verbundenen Vorteile besitzt und bei dem die
Gefahr von Spannungsrissen vollständig vermieden ist. Diese Aufgabe wird dadurch
gelöst, daß eine Buchse aus einem im Vergleich zum Material des Spulenflansches
weicheren und elastischeren Kunststoff vorgesehen ist, auf die der Spulenflansch
mit seiner zentralen Ausnehmung aufgeschoben ist und die zusammen mit dem Spulenflansch
eine Einheit bildet, die mit Preßpassung auf den Spulenkern aufschiebbar ist.
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Man erkennt unmittelbar, daß die erfindungsgemäß vorgesehene Buchse
aus vergleichsweise weichem und elastischem Kunststoff im Gegensatz zu der durch
die DT-AS 12 08 404 bekannt gewordenen in den Flansch eingespritzten Metallbuchse
außerordentlich einfach herzustellen ist und keine hohen Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit
stellt. Diese Buchse erzeugt den für die
Preßpassung erforderlichen
Preßdruck und gibt ihn als gleichmäßigen Flächendruck an den eigentlichen Spulenflansch
weiter, so daß die Gefahr von unzulässig hohen Spannungen und daraus resultierenden
Spannungsrissen zuverlässig vermieden ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung besitzt die Buchse ein im
wesentlichen L-förmiges Profil, wobei der senkrecht zur Längsachse liegende Schenkel
mit seiner Außenseite gegen den am Spulenkern gebildeten Absatz zur axialen Lagefixierung
anschlägt und mit seiner Innenseite einen Anschlag für den eigentlichen Spulenflansch
bildet, während der parallel zur Achse liegende Schenkel die Preßpassung herstellt.
Dieser zweitgenannte Schenkel ragt vorzugsweise über die entsprechende Stirnfläche
des Spulenflansches hinaus, der hinausragende Teil kann durch Warm- oder Ultraschallbehandlung
derart verformt werden, daß die Buchse den zentralen Durchbruch des Spulenflansches
nach Art eines Hohlniets einfaßt.
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Der Spulenflansch besitzt an seiner dem radial nach außen ragenden
als Anschlag dienenden Kragen der Buchse zugewandten Stirnfläche eine diesem Ansatz
angepaßte umlaufende Ausnehmung, die derart bemessen ist, daß die dem Wickelraum
zugekehrte Stirnseite des Spulenflansches und die entsprechende Stirnseite der Buchse
in einer Ebene liegen, so daß sie sich dem Wickelraum als durchgehend glatte Fläche
darbieten.
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Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert:
Fig. 1 zeigt in teilweise geschnittener Darstellung ein Fernmelde-Flachrelais bekannter
Bauart, Fig. 2 zeigt in vergrößerter Darstellung eine Einzelheit von Fig. 1, Fig.
3 zeigt in perspektivischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei
zur größeren Anschaulichtkeit Spulenflansch und Buchse getrennt gezeichnet sind,
Fig. 4 zeigt in geschnittener Darstellung einen Teil eines Spulenkerns eines Fernmelde-Flachrelais
mit aufgeschobenem
Spulenfiansch gemäß Fig. 3, Fig. 5 zeigt eine
Einzelheit desselben Spulenflansches, wobei jedoch die Buchse nach dem Aufbringen
des Spulenflansches durch Ultraschallbehandlung zu einem Hohlniet verformt ist.
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In Fig. 1 ist schematisch ein Ferntnelde-Flachrelais dargestellt.
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Es besitzt einen Spulenkern 1, auf den zwei Spulenflansche 2 und 3
aufgeschoben sind. Diese Spulenflansche 2 und 3 begrenzen den Wickelraum für eine
Relaiswicklung 4. Der Spulenflansch 3 besitzt Einlauf- und Auslaufkanäle 5 für die
berührungsfreie Herausführung der einzelnen Wicklungsenden. Die Wicklungsenden sind
an L-förmigen Anschlußelementen 6 angelötet, die in einem an dem Spulenkern 1 angeschraubten
Block 7 aus Isoliermaterial gehalten sind. Der dem freien Ende des Spulenkerns 1
zugewancte Spulenflansch 2 liegt mit seiner dem Wickelraum zugewandten Stirnfläche
an einem Anschlag 8 des Kerns 1 an. Dieser Anschlag 8 ist in der vergrößerten Detaildarstellung
in Fig. 2 erkennbar. Nach dem Aufschieben des Spulenflansches 2 auf den Kern 1 wird
die axiale Position durch Einkerbungen 9 gesichert.
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Die (in Fig. 1 obere) Seitenfläche 10 des Spulenflansches 2 bildet
eine Auflagefläche für den (nicht dargestellten) Federsatz des Relais. Ihre genaue
Position ist für die Justierung der Kontaktfedern mitbestimmend. Das gewählte Kunststoffmaterial,
z.3.
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glasfaserverstärktes Polycarbonat, besitzt große Härte und Abriebfestigkeit,
so daß die an sich unvermeidliche Deformation dieser Auflagefläche 10 durch die
Stützlappen der Kontaktfedern sich in Grenzen hält, die die Funktionstüchtigkeit
auch nach einer großen Zahl von Kontaktbetätigungen gewährleisten.
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Wenn die Bauteile 1 und 2 innerhalb des jeweiligen Toleranzbereiches
extreme Abmessungen haben, kann es beim Aufschieben des Spulenflansches 2 und dem
anschließenden Eindrücken der Einkerbungen 9 zu derartigen Spannungen im Spulenflansch
2 kommen, daß dieser auseinandergesprengt wird. Um diese Gefahr zu beseitigen, sind
an der Spulenscheibe 2 zwei Ausnehmungen 11 vorgesehen, die ein entsprechendes Ausweichen
ermöglichen. Infolge des ohnehin nur geringen Ubermaßes und der um die Breite der
Ausnehmungen 11
verkürzten Passungslänge besteht jedoch die Gefahr,
daß der Sitz des Spulenflansches 2 auf dem Kern 1 nicht genügend fest ist, so daß
der Spulenflansch beim Wickeln eine Taumelbewegung ausführt oder in Achsenrichtung
verschoben wird.
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Der erfindungsgemäß gestaltete Spulenflansch (Fig. 3 bis 5) besteht
aus einer Scheibe 2a aus glasfaserverstärktem Polycarbonat mit einer abgestuften
zentralen Ausnehmung 12. In diese Ausnehmung ist eine Buchse 13 einsetzbar, die
aus einem im Vergleich zum Material der Scheibe 2a weicheren und elastischeren Kur.ststoff
besteht. Die Buchse 13 besitzt ein L-förmiges Längsprofil.
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Der radial nach außen ragende Schenkel 14 ist der abgestuften Ausnehmung
in dem zentralen Durchbruch 12 der Spulenscheibe 2a angepaßt, so daß deren dem Wickelraum
zugewandte Stirnfläche nach dem Einsetzen der Buchse 13 bündig durch die nach außen
weisende Fläche des L-Schenkels 14 fortgesetzt wird. Der in axialer Richtung verlaufende
Schenkel 15 der Buchse 13 bildet mit seiner radial nach innen weisenden Fläche nach
dem Aufschieben auf den Spulenkern 1 einen Preßsitz auf diesem. Seine radial nach
außen weisende Oberfläche bildet einen Sitz für die Scheibe 2a. Infolge der erwähnten
Materialeigenschaften kann die 3uchse 13 bei einem grösseren Ubermaß (una damit
einem verbesserten Preßsitz) die beim Aufschieben auf den Spulenkern 1 auftretenden
Spannungen durch Verformung abbauen. Die Gefahr von Spannungsrissen in der Scheibe
2a ist dadurch sicher vermieden.
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Die Buchse 13 wird in der Scheibe 2a vormontiert und gemeinsam mit
dieser auf den Spulenkern 1 bis zum Anschlag gegen dessen Schulter 8 geschoben.
Der Schenkel 15 der Buchse 13 ragt huber die dem freien Ende des Spulenkerns 1 zugewandte
Stirnfläche der Scheibe 2a heraus. Dieser Schenkel kann durch Warm- oder Ultraschallbehandlung
in der in Fig. 5 dargestellten Weise verformt werden, so daß er einen Nietwulst
16 (Fig. 5) bildet, durch den die axiale Position der Scheibe 2a gesichert ist.
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4 Patentansprüche 5 Figuren
L e e r s e i t e