DE3223867C2 - Polarisiertes Relais - Google Patents

Abstract

Das Relais besitzt eine Spule mit einem stabförmigen Eisenkern (5) und einen über der Spule angeordneten Anker (18), der um eine zur Spulenachse parallele Achse schwenkbar gelagert ist und an beiden Enden mit paarweise angeordneten Polblechen (20, 21, 22, 23) jeweils ein Ende des Spulenkerns (5) umfaßt. Der Anker ist über Lagerzapfen (25) in einem rahmenförmigen Träger (8) gelagert, an welchem außerdem Kontaktfedern (13, 14) befestigt sind, deren kontaktgebende Teile über dem Anker waagrecht angeordnet sind und durch Betätigungsnocken (27) des Ankers geschaltet werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein polarisiertes Relais mit einem in einer Spule angeordneten stabförmigen Eisenkern, dessen Enden beiderseits über die Enden des Spulenkörpers vorstehen, und mit einem langgestreckten, außerhalb der Spule etwa parallel zur Spulenachse angeordneten Anker, welcher an den Spulenenden jeweils zwei parallele, in Richtung auf den Spulenkern abgewinkelte und jeweils ein Ende des Spulenkerns gabelförmig umfassende Polbleche sowie eine zwischen den Polblechen polarisierte Dauermagnetanordnung umfaßt

Ein polarisiertes Magnetsystem für ein derartiges Relais ist in der DE-OS 30 06 948 beschrieben. Dort ist der Anker in der Spulenmitte um eine senkrecht zur Spulenachse stehende Achse drehbar gelagert Ein derartiges Magnetsystem mit Drehanker ist zwar in vieler Hinsicht vorteilhaft und sehr wirksam. Es stellt jedoch verhältnismäßig große Anforderungen an die Fertigungsgenauig-

to keit da es schwierig ist, die jeweils diagonal gegenüberstehenden Enden der Anker-Polbleche mit den Polflächen des Kerns und dem Ankerlager nach beiden Schaltrichtungen so abzustimmen, daß trotz der Über-"bestimmung des Systems eine möglichst gute Anlage jeweils an beiden Polflächen erzielt wird. Dies gelingt nur bei einer sehr toleranzarmen Fertigung aller Teile.

In der GB-OS 20 32 694 ist ein Relais beschrieben, bei dem ein Ankerteil in Form eines Rahmens verwendet ist welcher mit stirnseitigen Lagerzapfen um eine zur Spulenachse parallele Achse schwenkbar ist Dieser Anker enthält an einer Seite einen Permanentmagneten und an der anderen Seite einen weichmagnetischen Block, wodurch sich lediglich ein monostabiles Schaltverhalten des Relais erzielen läßt, in dem der Dauermagnet im Ruhezustand den Anker nach der einen Seite hin an den Spulenkern anzieht Ein derartiger Anker ist aber offensichtlich nicht mit einem Magnetsystem dieser eingangs genannten Art zu einem funktionsfähigen Relais kombinierbar.

Die EP-OS 22 953 Deschreibt ebenfalls ein Relais mit einem aus Isolierstoff bestehenden Rahmen für den Anker, der im übrigen einen H-förmigen Aufbau mit zwei Dauermagneten ähnlich dem Relais gemäß DE-OS 30 06 948 besitzt Dementsprechend weist es auch die gleichen Probleme und Schwierigkeiten wie dieses auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein polarisiertes Relais der eingangs genannten Art zu schaffen, welches einfach und kompakt im Aufbau wie in der Montage ist und bei dem ein Anliegen der beiden Ankerenden an den Enden des Spulenkerns auf einfachere Weise zu erreichen ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Anker einen nicht ferromagnetischen Rahmen besitzt, welcher stirnseitig vor den beiden Spulenenden jeweils einen zur Spulenachse parallelen, in jeweils einer Lagerschale eines Trägers ruhenden Lagerzapfen besitzt und in dem eine vierpolige Dauermagnetanordnung angeordnet ist, wobei an jedem der vier Pole ein abgewinkeltes, von den übrigen getrenntes Polblech angeordnet ist

Beim erfindungsgemäßen Relais ist also der Anker an seinen beiden Enden schwenkbar gelagert, und zwar um eine zur Spulenachse parallele Schwenkachse. Gleichzeitig enthält das erfindungsgemäße Relais aber auch einen neuen Magnetkreis. Die vierpolige Dauermagnetanordnung mit vier einzelnen Polblechen ergibt für den schwenkbaren Anker in jeder der beiden Schaltstellungen eine stabile Lage jeweils auf einer Seite des Spulenkerns. Die miteinander fluchtenden Polflächen können einfacher einjustiert werden als die jeweils diagonal gegenüberliegenden Polflächen eines Drehankers herkömmlicher Art.

Zweckmäßigerweise umgibt der aus Isolierstoff bestehende Träger rahmenförmig die Spule und den Anker, wobei er mit dem Spulenkörper vorzugsweise mittels Rastelementen verbunden ist. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn der Träger elastisch deformierbar ist, so daß die Lagerzapfen des Ankers in die Lagerschalen

unter vorübergehender Deformation des Trägers einrasten können.

Der Anker-Rahmen besitzt zweckmäßigerweise Ausnehmungen, in welchen die vier Polbleche mittels Einstecken befestigt werden können. Gleichzeitig kann ein vierpoliger Dauermagnet zwischen den Polblechen in einer wannenförmigen Ausnehmung des Rahmens angeordnet werden. Auch der Anker-Rahmen besteht zweckmäßigen* 3ise aus Isolierstoff, wobei unmittelbar an dem Rahmen Betätigungsnocken für am Träger befestigte Kontaktfedern angeformt sein können. Die Kontaktfedern sind in einer vorteilhaften Ausführungsform mit senkrechten Schenkeln an den längs der Spule verlaufenden Seitenwänden des rahmenförmigen Trägers befestigt und im Bereich oberhalb des Ankers zur BiI-dung waagrechter Kontaktschenkai abgewinkelt.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Polbleche des Ankers zueinander parallel angeordnet, während der Spulenkern zumindest im Bereich der Polflächen einen trapezförmigen Querschnitt besitzt. Dadurch wird gewährleistet, daß der um eine Schwenkachse oberhalb des Spulenkerns schwenkbar Anker mit seinen Polflächen immer flach auf den Polflächen des Kerns aufliegt. Dieses Merkmal ist für sich aus der EP-OS 38 727 bekannt

Nachfolgend wird die Erfindung an Ausführungsbeispielen an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Explosionsdarstellung mit den wesentlichen Teilen eines erfindungsgemäßen Relais,

F i g. 2, 3 und 4 ein zusammengebautes Relais in drei Ansichten,

F i g. 5 und 6 ein etwas abgewandeltes Relais in der Darstellung entsprechend F i g. 3 und 4.

Das Relais nach F i g. 1 besitzt als Grundkörper einen Spulenkörper 1 mit zwei Flanschen 2 und 3, zwischen denen eine Wicklung 4 aufgebracht ist. In der Spule befindet sich ein Spulenkern 5 mit trapezförmigem Querschnitt, dessen Enden jeweils über die Flansche 2 und 3 vorstehen und beiderseits jeweils Polflächen 6 für den Anker bilden. An den Spulenflanschen 2 und 3 sind seitlich jeweils Spulenanschlußfahnen 7 durch Einstekken oder Einspritzen befestigt.

Über den Spulenkörper wird ein rahmenförmiger Träger 8 aus Isolierstoff gesteckt Er besitzt in den stirnseitigen Wänden 9 jeweils Lagerbohningen 10 für den Anker sowie in den Seitenwänden 11 jeweils Ausnehmungen 12 zur Aufnahme von Kontaktfedern 13 bzw. 14. Diese Kontaktfedern werden jeweils mit ihrem senkrechten Schenkel 13a bzw, 14a in die Ausnehmungen 12 des Trägers eingesetzt und auf die Noppen 15 aufgesteckt. Hierzu sind die Kontaktfedern mit Langlöchern 16 versehen, welche in vertikaler Richtung langer sind als die Noppen 15, so daß während der Montage eine Justierung in Richtung des Doppelpfeiles 17 möglich ist. Nach dem Aufstecken und gegebenenfalls Justieren der Kontaktfedern 13 bzw. 14 werden die Noppen 15 warmverformt, wodurch die Kontaktfedern fixiert sind. Die Kontaktfedern 13 besitzen kurze waagrechte Kontaktschenkel 136. während die mit ihm zusammenwirkenden Kontaktfedern 14 jeweils lange, quer über das Relais reichende Kontaktschenkel 146 aufweisen.

Der Anker 18 besitzt einen Rahmen 19 aus Isolierstoff, wobei vier winkelförmige Polbleche 20,21,22 und 23 in Ausnehmungen dieses Rahmens 19 eingesteckt sind. Zwischen den Po'blechen ist außerdem ein vierpoliger Dauermagnet 24 im Rahmen 19 befestigt. Die nach unten abgewinkelten Fortsetze 20a, 21 a usw. der Polbleche umfassen also jeweils paarweise ein freies Ende des Spulenkerns 5 und bilden mit dessen Polflächen 6 Arbeitsluftspalte Der Anker besitzt an den beiden Stirnseiten 19a und 196 seines Rahmens 19 jeweils angeformte Lagerzapfen 25, welche parallel über der Spulenaehse liegen und eine Schwenkbewegung des Ankers ermöglichen.

Bei der Montage wird der Anker 18 mit seinen Lagerzapfen 25 in die Legerbohrungen 10 des Trägers 8 eingerastet Zu diesem Zweck sind im Träger 8 jeweils Einlaufschrägen 26 vorgesehen. Danach werden die Kontaktfedern am Träger 8 befestigt wobei die Kontaktschenkel 146 der Kontaktfedern 14 (nur eine dargestellt) quer über dem Anker zu liegen kommen. Unter jedem Kontaktschenkel 14b ist am Ankerrahmen 19 jeweils ein Betätigungsnocken 27 angeformt mit welchem die jeweilige Kontaktfeder bei der Ankerbewegung betätigt wird. Der Träger 8 wird auf den Spulenkörper 1 aufgesetzt wobei am Spulenkörper angeformte Rastnasen 28 in Durchbrüche 29 des Trägers einrasten und diesen halten. Als Abschluß zur Bod.: jseite des Relais sind am Spulenkörper zwei Sockeheiie ~J5 angeformt, zwischen denen eine zusätzliche Bodenplatte 31 aufgesteckt wird. Über den Spulenkörper wird eine Gehäusekappe 32 aus Isolierstoff gestülpt. Durch eine in den Freiraum 33 (F i g. 2) innerhalb des überstehenden Randes der Kappe 32 eingegossene Vergußmasse können die Fugen zwischen der Kappe 32, den Sockelteilen 30 und der Bodenplatte 31 abgedichtet werden.

In den Fig.2 bis 4 ist ein fertig mGntiextes Relais gemäß F i g. 1 in verschiedenen Schnittansichten dargestellt. Dabei wurden die gleichen Bezugsszeichen wie in F i g. 1 für die gleichen Teile verwendet. Dargestellt ist ein Relais mit zwei Öffner- und zwei Schließer-Kontakten, wobei jeweils die Kontaktschenkel 146 der einzelnen Kontaktfedern oben quer über dem Anker angeordnet sind. In F i g. 3 ist besonders deutlich die Trapezform des Kerns 5 zu sehen, der für die nach unten abgewinkelten Abschnitte 20a bzw. 22a der Folbledie in beiden Schwenklagen jeweils ein flaches Anliegen der Polflächen ermöglicht.

Ei.ie gegenüber F i g. 3 und 4 etwas abgewandelte Aüsführungsform zeigen die F i g. 5 und 6. Dieses Relais besitzt zwei Umschaltkontakte, wobei jeweils '.u einem Kontaktschenkel 136 und 146 der Kontaktfedern 13 und 14 jeweils ein zusätzlicher Kontaktschenkel 346 einer Kontaktfeder 34 als Gegenkontaktfeder vorgesehen ist. Diese Kontaktfeder 34 ist auf der gleichen Seite wie die Kontaktfeder 13 mit ihrem Anschlußschenkel 34a am Träger 8 befestigt. Ihr Kontaktschenkel 346 verläuft jedoch nicht quer übe* den Anker zur anderen Seite des Trägers 8, sondern längs des Ankers zum Kontaktschenkel 136. Der Kontaktscher.kel 346 liegt im Ruhezustand auf ein.vn Anschlag 35 des Rahmens 8 bzw. der Wand 9 auf(Fig.6).

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Polarisiertes Relais mit einem in einer Spule angeordneten stabförmigen Eisenkern, dessen Enden beiderseits über die Enden des Spulenkörpers vorstehen, und mit einem langgestreckten, außerhalb der Spule etwa parallel zur Spulenachse angeordneten Anker, welcher an den Spulenenden jeweils zwei parallele, in Richtung auf den Spulenkern abgewinkelte und jeweils ein Ende des Spulenkerns gabelförmig umfassende Polbleche sowie eine zwischen den Polblechen polarisierte Dauermagnetanordnung umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (18) einen nicht ferromagnetischen Rahmen (19) besitzt, welcher stirnseitig vor den beiden Spulenenden jeweils einen zur Spulenachse parallelen, in jeweils einer Lagerschale (10) eines Trägers (8) ruhenden Lagerzapfen besitzt und in dem eine vierpolige Dauermagnetanordnung (24) angeordnet ist, wobei an jedem der vier Pole ein abgewinkeltes, von den übrigen getrenntes Polblech (20, 21,22,23) angeordnet ist.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (8) rahmenförmig die Spule (1,2, 3,4) und den Anker (18) umgibt und mit dem Spulenkörper (1) verbunden ist

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerzapfen (25) des Ankers (18) in die Lagerschein (10) des Trägers (8) unter elastischer Deformation des Trägers einrastbar sind.

4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, da3 der Anker-Rahmen (19) Ausnehmungen zur Steckbefestit.ung der vier Polbleche (20,21,22,23) sowie des zwischen den Polblechen angeordneten vierpoligen Dauermagneten (24) besitzt.

5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker-Rahmen (19) aus Isolierstoff besteht und Betätigungsnocken (27) für am Träger (8) befestigte Kontaktfedern (13, 14; 34) besitzt.

6. Relais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedern (13,14,34) mit senkrechten Schenkeln (13a, 14, 34a) an den längs der Spule (4) verlaufenden Seitenwänden (U) des rahmenförmigen Trägers (8) befestigt und im Bereich oberhalb des Ankers zur Bildung waagrechter Kontaktschenkel (130,146; 34i>;abgewinkelt sind.

7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Polbleche (20,21,22, 23) des Ankers (18) zueinander parallel angeordnet sind und daß der Spulenkern (5) zumindest im Bereich der Polflächen (6) einen trapezförmigen Querschnitt besitzt.