DE2950243A1

DE2950243A1 - Elektromagnetisches relais mit flachanker

Info

Publication number: DE2950243A1
Application number: DE19792950243
Authority: DE
Inventors: Helmut 8206 Högling Schedele
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-12-13
Filing date: 1979-12-13
Publication date: 1981-06-19
Also published as: DE2950243C2; FR2471663B1; GB2065374B; JPS5693235A; FR2471663A1; GB2065374A; US4342019A

Description

3. ^2:v:243

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München VPA

⁷⁹ P 2 4 1 8 BRD

Elektromagnetisches Relais mit Flachanker

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Relais mit einem Flachanker, welcher auf einem Jochschenkel mit einer Lagerkante abrollbar gelagert ist und mit einem in der Ebene des Jochschenkels liegenden Polblech einen Arbeitsluftspalt bildet, wobei der Anker über eine Lagerfeder mit dem Joch verbunden ist, welche an der dem Joch zugewandten Seite des Ankers angeordnet ist und eine Vorspannung auf den Anker erzeugt.

Flachanker mit Lagerfeder sind in vielen Relaismagnetsystemen seit langem üblich (DE-AS 15 64 690). Soweit dabei die Lagerfeder an der dem Joch abgewandten Seite des Ankers angreift, tritt zwischen der Lagerkante des Ankers und dem Joch oft eine unerwünscht hohe Reibung auf. Diese Reibung läßt sich zwar dadurch vermindern, daß man die Lagerfeder unmittelbar auf dem Joch zwischen Jochoberfläche und Anker anordnet (DE-PS 20 23 983), doch behindert eine derartig angeordnete Lagerfeder bei bekannten Relais oft den unmittelbaren Kontakt zwischen Anker und Joch, so daß

Pr 1 Fra / 10.12.1979

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, 2°: 3243

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der Magnetkreis nicht optimal geschlossen ist. Solange solche Magnetsysteme in Relais mit relativ großen Abmessungen verwendet werden, lassen sich derartige Beeinträchtigungen des Magnetkreises durch entsprechende Bemessung des gesamten Magnetsystems ausgleichen. Besonders störend würde sich dieser Umstand jedoch bei einer Miniaturisierung eines solchen Relais auswirken.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais mit einem Flachanker der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß der Anker weitgehend reibungsfrei gelagert ist und gleichzeitig ein optimaler Flußübergang zwischen den einzelnen Teilen des Magnetkreises, also insbesondere zwischen dem Joch und dem Anker, gewährleistet wird. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Lagerfeder im Bereich der Lagerkante des Ankers in einer Ausnehmung des Jochschenkels angeordnet und in einem bestimmten Abstand von dieser Lagerkante mit dem Anker verbunden ist.

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung wird der Anker auf dem Joch so gelagert, daß seine Lagerkante während der Schaltbewegungen im wesentlichen auf ein und derselben Linie des Joches abrollt und somit keine nennenswerte Reibung erfährt. Die Lagerfeder bestimmt dabei nicht nur die Lagerkraft des Ankers, sondern auch die Ankerrückstellkraft und gleichzeitig eine Ruhekontaktkraft für die betätigten Kontaktfedern.

Zweckmäßigerweise liegt die Einspannstelle der Lagerfeder in der gleichen Ebene wie die Auflagefläche zwischen Anker und Joch, wobei diese Lagerfeder im Bereich der Lagerkante des Ankers in die Jochausnehmung hineingebogen ist. Dies kann beispielsweise durch zwei in der Richtung wechselnde Knicke erfolgen, wobei durch entsprechende Einstellung dieser Knicke die auf den Anker einwirkenden Kräfte festgelegt werden können.

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Besonders reibungsarm wird die Ankerlagerung dann, wenn ein bestimmtes Längenverhältnis der Abstände zwischen der Einspannstelle der Lagerfeder, der Lagerkante des Ankers und dem Befestigungspunkt der Lagerfeder am Anker eingehalten wird. Dieses Längenverhältnis soll dabei so eingestellt werden, daß die Tangente am Befestigungspunkt der Lagerfeder in beiden Endlagen des Ankers jeweils durch die Lagerstelle geht. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist dieses Längenverhältnis so einge- stellt, daß der Abstand von der Lagerstelle des Ankers zum Befestigungspunkt der Lagerfeder am Anker doppelt so groß ist wie der Abstand von der Lagerstelle des Ankers zur Einspannstelle der Lagerfeder.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 und 2 die Ankerlagerung eines erfindungsgemäßen Relais mit zwei unterschiedlichen Schaltstellungen des Ankers,

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Berechnung der Längenverhältnisse an der Lagerfeder.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Ausschnitt aus einem Relaismagnetsystem mit einem Jochblech 1 sowie einem in der gleichen Ebene liegenden Polblech 2. Auf dem Jochblech 1 ist ein Flachanker 3 gelagert, der mit dem Polblech 2 einen Arbeitsluftspalt bildet. Der Anker 3 rollt mit seiner Lagerkante 4 auf dem Jochblech 1 ab und wird durch eine Lagerfeder 5 sowohl gehalten als auch vorgespannt. Diese Lagerfeder 5 ist an der Einspannstelle 6 mit dem Jochblech 1 verbunden und trägt am Befestigungspunkt 7 den Anker 3. Beim vorliegenden Beispiel ist sie mit dem Anker vernietet. Natürlich kommen auch die üblichen anderen Befestigungsmöglichkeiten, wie Schweißen oder Verschrauben, in Betracht.

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Der Anker 3 betätigt über den Schieber 8 die Eigendruckkontakte 9 und 10, welche gegenüber einem festen Mittelkontakt 11 vorgespannt sind. Der Mittelkontakt ist in einem Isolierstoffträger 12 zusammen mit dem Polblech 2 befestigt, während die Kontakte 9 und 10 zusammen mit dem Jochblech 1 und der Lagerfeder 6 von einer Isolierstoffschichtung 13 bzw. einem Isolierstoffkörper getragen werden.

Die Fig. 1 zeigt die Magnetsystemanordnung im Ruhezustand. Dabei erzeugt die Lagerfeder 5 sowohl eine Lagerkraft Pg, eine bestimmte Ankerrückstellkraft P, und für die Eigendruckkontaktanordnung eine Betätigungskraft P^, welche gegen die Kontaktfeder 11 wirkt.

Im Arbeitszustand gemäß Fig. 2 wirken entsprechend die Lagerkraft P₅, die Magnetkraft Pg und die Betätigungskraft P₇.

Damit der Anker bei Betätigung sowohl auf dem Polblech als auch auf dem Jochblech flach aufliegen kann, ist die Lagerfeder 5 in einer Nut 14 des Jochblechs 1 angeordnet. Sie ist mit zwei Knicken in diese Nut hineingebogen. Diese Knicke sind so eingestellt, daß die gewünschten Kräfte im jeweiligen Schaltzustand erzeugt werden.

Zwischen der Einspannstelle 6 der Lagerfeder 5 und der Lagerkante 4 des Ankers einerseits sowie zwischen der Lagerkante 4 und dem Befestigungspunkt 7 des Ankers andererseits sind bestimmte Abstände 1. und Ip festgelegt. Das Verhältnis dieser Abstände I₁ und I₂ wird so gewählt, daß die Lagerkante 4 sich bei Betätigung des Ankers praktisch nicht auf dem Jochblech 1 reibt.

Die Berechnung des Längenverhältnisses Ig : I₁ soll nach-

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folgend anhand der Fig. 3 erläutert werden. Dort sind schematisch die Lagerfeder 5, der Anker 3 und der Jochschenkel 1 dargestellt. Die Lagerfeder 5 ist an der Stelle C eingespannt und wird an der Stelle B ausgelenkt. Der Einfachheit halber wird angenommen, daß lediglich eine Kraft P an der Auslenkstelle B auf die Feder einwirkt. A ist der Lagerpunkt des Ankers auf dem Jochschenkel.

Wird nun eine Feder mit der Länge 1 um den Betrag f₁ vorgespannt, so entsteht an der Auslenkstelle B der Neigungs winkel 0L· . Wird diese Feder weiter um den Betrag A_f ausgelenkt, so entsteht an der Auslenkstelle B der Neigungswinkel CC₂.

Für diese beiden Neigungswinkel bei verschiedener Auslenkung der Feder ergibt sich folgende Beziehung;

U f (1-x) dx

J 3 f..

tan A₁ = η = ΤΓΓ" uad analog

/[/(1-x) dx]

dx

3 U₁ + At)
4

Daraus ergibt sich:

tan A₂ - tan A₁ = 30

Aus Fig. 3 gilt die geometrische Beziehung;

t I₁ +At.

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Durch Einsetzen erhält man:

Af f ₁ 3 Af ⁼

T⁹ P24 18 BRO

At 3 Af

3 Af

'irr

Mit der Beziehung 1 = I₁ + 1« ergibt sich ¹I 1

Wird dieses Längenverhältnis von 1:2 für die Lagerstelle des Ankers annähernd eingehalten, so erhält man ein sehr reibarmes Ankerlager, wenn an der Auslenkstelle eine Kraft P einwirkt. Wirken mehrere unterschiedliche Kräfte auf den Anker bzw. auf die Feder ein, so läßt sich das entsprechende Längenverhältnis zwischen I₁ und I₂ mit entsprechenden mathematischen Methoden ermitteln.

5 Patentansprüche 3 Figuren

1 3002S/030 1

Claims

- r - VPA

Patentansprüche '³ " 2 4 f '8 BRÖ

Μ. Elektromagnetisches Relais mit einem Flachanker, welcher auf einem Jochschenkel mit einer Lagerkante abrollbar gelagert ist und mit einem in der Ebene des Jochschenkels liegenden Polblech einen Arbeitsluftspalt bildet, wobei der Anker über eine Lagerfeder mit dem Joch verbunden ist, welche an der dem Joch zugewandten Seite des Ankers angeordnet ist und eine Vorspannung auf den Anker erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfeder (5) im Bereich der Lagerkante (4) des Ankers in einer Ausnehmung (14) des Jochschenkels (1) angeordnet und in einem bestimmten Abstand (1^) von der Lagerkante (4) mit dem Anker (3) verbunden ist.
2. Relais nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfeder (5) parallel zur Oberfläche des Jochschenkels (1) eingespannt und in die Ausnehmung (14) des Jochschenkels hineingebogen ist.
3. Relais nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfeder (5) im Bereich der Ausnehmung (14) des Jochschenkels (1) einen zweifachen Knick besitzt.
4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand (I₁) zwischen der Einspannstelle (6) der Lagerfeder (5) und der Lagerstelle (4) des Ankers (3) einerseits sowie der Abstand (I₂) zwischen der Ankerlagerstelle (4) und dem Befestigungspunkt (7) der Lagerfeder (5) am Anker (3) andererseits in einem derartigen Verhältnis gewählt ist, daß die Tangente am Befestigungspunkt der Lagerfeder (5) in jeder Schaltstellung des Ankers (3) durch die Lagerstelle geht.

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5. Relais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (Ip) von der Lagerstelle (4) des Ankers (3) zum Befestigungspunkt (7) doppelt so groß ist wie der Abstand (I₁) von der Lagerstelle (4) des Ankers (3) zur Einspannstelle (6) der Lagerfeder (5).

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