DE3224070C2 - Polarisiertes Relais - Google Patents

Abstract

Das Relais besitzt eine innerhalb der Spule (1, 2) angeordnete, einen Dauermagneten (13) einschließende Polblech an ordnung (9, 10, 11, 12), deren Polschenkel (9b, 10b, 11b, 12b) außerhalb der Spule jeweils in senkrecht zur Spu len achse gerichteten Ebenen liegen und paarweise jeweils einen Ankerschenkel (19, 20) eines U-förmigen, über der Spule angeordneten Ankerblechs (16) unter Bildung von Arbeitsluftspalten einschließen. Das Ankerblech (16) ist in einer isolierenden Ankerplatte (17) gehalten und über diese auf Ankerfedern (25) schwebend gelagert, so daß eine Transversalbewegung des Ankers parallel zur Spulenachse möglich wird. Zu beiden Seiten des Spulenkörpers (1) sind Kontaktträger (28) einsteckbar befestigt, deren Kontaktelemente (31, 32, 33) durch Betätigungsnocken (34) der Ankerplatte betätigbar sind.

Description

die dortige Konstruktion für die Betätigung von Kontakten nicht ohne weiteres anwendbar ist Insbesondere ist auch dort der Nachteil gegeben, dali der Dauermagnet im Anker selbst angeordnet ist und dessen Masse vergrößert

Aus der älteren Patentanmeldung gemäß DE-OS 31 40 226 ist schließlich ein Relais bekannt, bei dem ein Magnetsystem mit einem zwischen zwei Polblechen innerhalb der Spule angeordneten Dauermagneten vorgesehen ist wobei die vier Polblechenden nach oben abgewinkelt sind und zwei Polflächenpaare für einen in der Spulenmitte um eine senkrecht zur Spulenachse stehende Achse drehbar gelagerten Anker bilden. Eine derartige Konstruktion stellt jedoch verhältnismäßig große Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit, da es schwierig ist, den mittig gelagerten Anker mit seinen beiden Enden jeweils in beiden Endlagen mit den diagonal gegenüberliegenden Polflächen der Joche exakt zur Anlage zu bringen. Das gelingt wegen der Überbestimmung des Systems nur bei sehr ioleranzarmer Fertigung. Außerdem verursacht das Drehlager eine nicht unerhebliche Lagerreibung.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais der eingangs genannten Art zu schaffen, das kompakt und einfach im Aufbau wie in der Montage ist und bei dem der parallel zur Spulenachse bewegbare Anker auf einfache Weise gegenüber den Kernpolflächen einstellbar ist. Insbesondere sollen dabei einerseits die Lagerreibung des Ankers vermieden und andererseits Toleranzen zwischen den Kontaktelementen und dem Anker weitgehend eliminiert werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kernanordnung durch paarweise angeordnete Polbleche mit einem zwischenliegenden, senkrecht zur Spulenachse polarisierten Dauermagneten gebildet ist, daß an beiden Sp,ulenenden jeweils zwei Polbleche austreten, in zur Spulenachse senkrechten, in Axialrichtung gegeneinander versetzten Ebenen abgewinkelt sind und dabei jeweils ein abgewinkeltes Ende des Ankers zwischen sich einschließen, und daß der Anker über Ankerfedern gelagert ist.

Beim erfindungsgemäßen Relais liegt also der Anker, der selbst keinen Dauermagneten trägt, über der Spule, während der Dauermagnet zwischen zwei Kernpolblechen innerhalb der Spule angeordnet ist. Die vier Polschenkel sind jeweils nach oben abgewinkelt und in Axialrichtung so zueinander versetzt, daß sich die ebenfalls abgewinkelten Ankerschenkel jeweils zwischen zwei senkrecht zur Spulenachse stehenden Polschenkeln an jedem Ende der Spule bewegen. Durch diese Anordnung von Ankerschenkeln und Polschenkeln ist eine gute Einjustierung der zusammenwirkenden Teile leicht möglich, so daß in jeder Ankerstellung jeweils in beiden Arbeitsluftspalten ein gutes Aufeinanderliegen von Anker und Polblech gewährleistet ist.

Der Anker besitzt in einer zweckmäßigen Ausführungsform eine Ankerplatte aus Isolierstoff, welche eine Längsnut zur Aufnahme des Ankerblech-Mittelteils sowie Durchbrüche für die beiden Ankerschenkel besitzt und mittels seitlich angeformter Nocken gleichzeitig als Betätigungsorgan dient. Die Ankerplatte ist also ein Lagerorgan für den Anker und gleichzeitig ein Betätigungsorgan für die Kontaktfedern, wobei das Ankerblech in einfacher Weise durch Steckbefestigung mit der Ankerplatte verbunden wird.

Die Polbleche bilden jeweils zweckmäßigerweise im Spuleninneren Kernschenkel, welche einen vierpoligen, senkrecht zur Spulenachse polarisierten Dauermagneten zwischen sich einschließea In Axialrichtung sind die jeweils miteinander fluchtenden Kernschenkel so gegeneinander versetzt, daß ein Luftspalt zwischen ihnen verbleibt und so ein Kurzschluß des Dauermagneten verhindert wird. Die vier Kemschenkel können mit dem stabförmigen Dauermagnet zunächst zu einer stabilen Einheit beispielsweise durch Schweißen, verbunden und dann gemeinsam in einen Schlitz des Spulenkörpers eingesteckt werden. Dieser Schlitz wird dann durch die ίο Spulenwicklung verschlossen, wobei zweckmäßigerweise vor dem Aufbringen der Wicklung eine isolierende Abdeckung in Form einer Folie oder dergleichen eingebracht wird.

Die Ankerfedern sind zweckmäßigerweise als Blattfedem ausgebildet, welche jeweils im Bereich der Spulenflansche im Spulenkörper verankert sind, sich senkrecht zur Grundebene erstrecken und mit ihren freien Enden in Ausnehmungen der Ankerplatte eingreifen. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind dabei die Ankerfedern jeweils als freigeschnittene Schenkel einstückig mit im Spulenkörper verankerten Spulenanschlußfahnen ausgebildet. Zweckmäßigerweise ist beiderseits der Spulenwicklung jeweils ein Kontaktträger vorgesehen, weicher zwischen den beiden Spulen flansehen mittels einer Bodenplatte befestigt ist und sich senkrecht zur Bodenplatte erstreckende Kontaktelemente trägt Dabei können die Kontaktträger mittels angeformter Haltestege in Nuten des Spulenkörpers einsteckbar befestigt sein, wobei die Einsteckrichtung zur Bewegungsrichtung des Ankers senkrecht steht. Auf diese Weise wirkt sich die Einstecktiefe nicht in Toleranzen gegenüber dem längs der Spulenachse bewegten Anker aus. Zweckmäßigerweise sind die Kontaktträger jeweils mit Trennwänden gegenüber der Spulenwicklung versehen. Falls notwendig, könnte auch der zwischen den Trennwänden und den Bodenplatten der Kontaktträger sowie den Spulenflanschen gebildete Raum mit Vergußmasse ausgefüllt werden, um die Spulenwicklung gegenüber den Kontaktelementen und gegenüber dem Anker zusätzlich zu isolieren, Ausdünstungen der Spule gegenüber den Kontakten zu vermeiden und die Wärmeableitung der Spule zu verbessern. Die am Spulenkörper steckbar befestigten Kontaktträger können wahlweise mit unterschiedlichen Kontakteinheiten bestückt werden. So können beispielsweise beiderseits der Spule jeweils ein Umschaltkontakt oder zwei Einzelkontakte oder gegebenenfalls auch zwei Umschaltekontakte vorgesehen werden. Entsprechend der Kontaktbestückung muß natürlich die Ankerplatte mit angepaßten Betätigungsnocken versehen sein.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die wesentlichen Teile eines erfindungsgemäßen Relais in Explosionsdarstellung,
Fi g. 2 bis 4 verschiedene Schnittdarstellungen eines zusammengebauten Relais nach F i g. 1,

F i g. 5 und 6 zwei abgewandelte Kontaktträger für ein Relais nach Fig. 1.

Das in den F i g. 1 bis 4 dargestellte Relais besitzt einen Spulenkörper t mit einer nur schematisch dargestellten Wicklung 2, die zwischen den beiden Spulenflanschen 3 und 4 aufgebracht wird. An den Spulenflanschen sind jeweils Sockelteile 5 und 6 angeformt, die das Relais zum Teil zur Grundebene hin abschließen. Der Spulenkörper weist einen vom Flansch 3 bis zum Flansch 4 durchgehenden Schlitz 7 auf, in welchem eine Dauermagnet-Polblechanordnung 8 einsteckbar ist. Diese besteh! aus vier Polblechen 9,10,11 und 12, deren

Kernschenkel 9a, 10a, Ha und 12a einen stabförmigen Dauermagneten 13 zwischen sich einschließen und mit diesem über Schweißpunkte 14 verbunden sind. Der Dauermagnet ist in Querrichtung, also senkrecht zur Spulenachse, polarisiert, und zwar an beiden Enden jeweils in unterschiedlicher Richtung, so daß vier Pole entstehen, an denen jeweils einer der Kernschenkel 9a, 10a, 11a und 12a anliegt. Die an einer Seite des Dauermagneten 13 jeweils miteinander fluchtenden Kernschenkel 9a und 10a bzw. 11a und 12a sind in Axialrichtung versetzt, so daß zwischen ihnen ein Luftspalt 15 gebildet wird, der einen Kurzschluß des Dauermagneten verhindert. Außerhalb der Spule besitzt jedes der Polbleche einen Polschenkel 96, 106, iiö bzw. 12ö, deren Polflächen jeweils in einer zur Spulenachse senkrechten Ebene liegen.

Der Anker besteht aus einem ferromagnetischen Ankerblecii 16 sowie einer Ankerplatte 17 aus Isolierstoff. Das Ankerblech 16 ist U-förmig ausgebildet. Es liegt mit seinem Mittelteil 16a in einer Längsnut 18 der Ankerplatte 17, während die senkrecht zur Spulenachse abgewinkelten Ankerschenkel 19 und 20 durch Durchbrüche 21 und 22 der Ankerplatte 17 gesteckt sind. Jeder der Ankerschenkel 19 und 20 liegt zwischen zwei nebeneinander liegenden, jedoch in Axialrichtung versetzten Polschenkein, also der Ankerschenkel 19 zwischen den Polschenkeln 9b und Ub und der Ankerschenkel 20 zwischen den Polschenkeln 106 und i2b. Die Ankerschenkel sind durch einen mittleren Einschnitt 23 bzw. 24 jeweils in zwei Abschnitte 19a und 196 bzw. 20a und 206 unterteilt, so daß jeweils ein Ankerabschnitt mit einem Polschenkel zusammenwirkt Die Polschenkel sind jeweils um mehr als die Ankerdicke in Axialrichtung versetzt, so daß eine Transversalbewegung des Ankers in Axialrichiung beim Schalten möglich ist Somit liegt in der einen Endlage des Ankers der Ankerabschnitt 19a am Polschenkel 116 und der Ankerabschnitt 20a am Polschenkel 126 an, während in der anderen Ankerlage der Ankerabschnitt 196 am Polschenkel 96 und der Ankerabschnitt 206 am Polschenkel 106 anliegt

Der Anker ist mit seiner Ankerplatte 17 auf Ankerfedern 25 gelagert, welche jeweils beiderseits des Ankers im Bereich der Spulenflansche 3 und 4 im Spulenkörper befestigt sind und mit ihren freien Enden 25a in Ausnehmungen 26 der Ankerplatte 17 eingreifen. Mittels abgebogener Befestigungslappen 256 sind sie dabei zusätzlich in den Ausnehmungen 26 verrastet und verspannt (siehe F i g. 2 und 3). Die Ankerfedern 25 sind jeweils als freigeschnittene Schenkel von Spulenanschlußfahnen 27 ausgebildet, weiche einen weiteren Schenkel 27a zum Anwickeln der Spulenenden aufweisen. Mit den Ankerfedem 25 wird somit eine reibfreie, schwebende Ankerlagerung ermöglicht

Beiderseits der Spulenwicklung 2 ist im Spulenkörper 1 jeweils ein Kontaktträger 28 von der Seite her eingesteckt Der Kontaktträger 28 wird dabei mit seitlich angeformten Führungsstegen 29 in Führungsnuten 30 der Sockelteile 5 und 6 eingeschoben. Der in F i g. 1 dargestellte Kontaktträger besitzt einen Umschaltkontakt mit einem Mittelkontaktelement 31 und zwei beweglichen Kontaktfedern 32 und 33, zwischen denen ein Betätigungsnocken 34 der Ankerplatte 17 eingreift Die Kontaktelemente 31,32 und 33 sind zur Spule hin durch eine Trennwand 35 isoliert, die von einem Spulenflansch 3 bis zum anderen Spulenflansch 4 reicht Die von beiden Seiten eingesteckten Kontaktträger 28 bilden mit ihrem Bodenteil 28a und den Trennwänden 35 gemeinsam mit den Spulenflanschen 3 und 4 einen weitgehend geschlossenen Raum um die Spule, der gegebenenfalls auch mit Vergußmasse ausgefüllt werden kann.

Über den durch den Spulenkörper 1 und die beiden Kontaktträger 28 gebildeten Grundkörper des Relais wird nach der Montage des Ankers eine Kappe 36 aus Isolierstoff gestülpt, welche seitlich an den Sockelteilen 5 und 6 sowie an den Bodenteilen 28a der Kontaktträger anliegt und ein geschlossenes Gehäuse bildet, dessen Fugen auf der Bodenseite gegebenenfalls durch Gießharz abgedichtet werden können.

Die F i g. 5 und 6 zeigen gegenüber F i g. 1 abgewandelte Ausführungsformen des Federträgers 28. So ist in F i g. 5 eine Federträger 37 dargestellt, der in Abwandlung zum Federträger 28 einen öffner- und einen Schließerkontakt mit zwei feststehenden Kontaktelementen 38 und zwei beweglichen Kontaktfedern 39 enthält. F i g. 6 zeigt einen Kontaktträger 40, der in weiterer Abwandlung zwei Umschaltekontakte mit zwei Mittelkontakten 41 und zwei Paare von Gegenkontaktfedern 42 und 43 aufweist. Ansonsten sind diese Kontaktträger 37 bzw. 40 in gleicher Weise aufgebaut und montiert wie der Kontaktträger 28 von F i g. 1. Entsprechend der Anzahl und Anordnung der Kontaktelemente müssen natürlich die Betätigungsnocken 34 der Ankerplatte gegebenenfalls ebenfalls abgewandelt werden.

.· lierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 2 Führungsstege (29) in Führungsnuten (30) des Spu- Patentansprüche: lenkörpers (1) einsteckbar befestigt sind, wobei die Einsteckrichtung zur Bewegungsrichtung des An-

1. Polarisiertes Relais mit einem eine Wicklung kers (16) senkrecht steht

tragenden Spulenkörper, einer innerhalb der Spule <? 9. Relais nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn-

angeordneten, mit ihren freien Enden beiderseits aus zeichnet, daß die Kontaktträger (28) jeweils mit

der Spule austretenden und senkrecht zur Spulen- Trennwänden (35) gegenüber der Spulenwicklung

achse abgewinkelten Kernanordnung sowie mit ei- (2) versehen sind.

nem außerhalb der Spule angeordneten, parallel zur 10. Relais nach einem der Ansprüche 7 bis 9, da-Spulenachse bewegbaren Anker, der sich mit einem io durch gekennzeichnet, daß die Kontaktträger (28, Mittelteil parallel zur Spulenachse erstreckt und 37,40) wahlweise mit unterschiedlichen Kontaktbedessen Enden zu den Kernenden hin abgewinkelt stückungen (31, 32, 33; 38, 39; 41 42, 43) versehen sind und mit diesen Arbeitsluftspalte bilden, wobei sind,
die Polflächen jeweils in zu der Spulenachse senkrechten Ebenen liegen, außerdem mit mindestens ei- 15

nem im Magnetkreis angeordneten Dauermagneten
sowie mit einem mit dem Anker verbundenen Betätigungsorgan zur Betätigung von jeweils in Kontakt- Die Erfindung bezieht sich auf ein polarisiertes Relais trägern verankerten Kontaktelementen, dadurch mit einem eine Wicklung tragenden Spulenkörper, einer gekennzeichnet, daß die Kernanordnung 20 innerhalb der Spule angeordneten, mit ihren freien Endurch paarweise angeordnete Polbleche (9, 10, 11, den beiderseits aus der Spule austretenden und senk-12) mit einem zwischenliegenden, senkrecht zur Spu- recht zur Spulenachse abgewinkelten Kernanordnung lenachse polarisierten Dauermagneten (13) gebildet sowie mit einem außerhalb der Spule angeordneten, ist, daß an beiden Spulenenden jeweils zwei Polble- parallel zur Spulenachse bewegbaren Anker, der sich ehe (9,11; 10,12) austreten, in zur Spulenachse senk- 25 mit einem Mittelteil parallel zur Spulenachse erstreckt rechten, in Axialrichtung gegeneinander versetzten und dessen Enden zu den Kernenden hin abgewinkelt Ebenen abgewinkelt sind und dabei jeweils ein abge- sind und mit diesen Arbeitsluftspalten bilden, wobei die winkeltes Ende (19, 20) des Ankers zwischen sich Polflächen jeweils in zu der Spulenachse senkrechten einschließen, und daß der Anker über Ankerfedern Ebenen liegen, außerdem mit mindestens einem im Ma-(25) gelagert ist 30 gnetkreis angeordneten Dauermagneten sowie mit ei-

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- nem mit dem Anker verbundenen Betätigungsorgan zur net, daß der Anker eine Ankerplatte (17) aus Isolier- Betätigung von jeweils in Kontaktträgern verankerten stoff besitzt, welche eine Längsnut (18) zur Aufnah- Kontaktelementen.

me des Ankerblech-Mittelteils (t6a) sowie Durch- Ein derartiges Relais ist aus der DE-OS 27 28 629 be-

brüche (21,22) für die beiden Ankerschenkel (19,20) 35 kannt Be: diesem Relais besitzt die Spule einen üblichen

besitzt und mittels seitlich angeformter Nocken (34) Eisenkern, dessen Enden rechtwinkelig zur Spulenachse

als Betätigungsorgan dient. verlaufende Polbleche aufweisen. Der dort beschriebe-

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- ne Anker besitzt unter anderem auch ein U-förmig abzeichnet, daß die Polbleche (9,10,11,12) jeweils im gewinkeltes Eisenteil, außerdem aber zusätzlich einen Spuleninneren angeordnete, einen vierpoligen, senk- 40 Dauermagneten und ein weiteres Eisenteil, so daß ein recht zur Spulenachse polarisierten Dauermagneten abgewandelter Η-Anker entsteht. Ein solcher dauerma-(13) zwischen sich einschließende Kernschenkel (9a, gnetisch bestückter Anker besitzt eine verhältnismäßig 10a, 11a, 12a^bilden. große Masse und dürfte insbesondere bei Verwendung

4. Keltiis nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich- einer herkömmlichen Längsführung eine unerwünscht net, daß die vier Kernschenkel (9a, 10a, lla, XIa) mit 45 hohe Reibung verursachen. In der genannten Druckdem stabförmigen Dauermagneten (13) verbunden schrift ist allerdings nicht weiter beschrieben, in welcher und gemeinsam in einen Schlitz (7) des Spulenkör- Weise der Anker gelagert oder geführt ist und wie gegepers (1) eingesteckt sind. benenfalls das Reibungsproblem gelöst werden könnte.

5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da- Aus der DE-AS 12 79 838 ist weiterhin ein elektromadurch gekennzeichnet, daß die Ankerfedern (25) als 50 gnetisches Relais bekannt, bei dem ein plättchenförmi-Blattfedern ausgebildet sind, welche jeweils im Be- ger Anker vor den Polen des elektromagnetischen Kreireich der Spulenflansche (3, 4) im Spulenkörper (1) ses quer beweglich geführt ist. Dort sind bewegbare verankert sind, sich senkrecht zur Grundebene er- Kontaktzungen auf beiden Seiten des Magnetkreises strecken und mit ihren freien Enden (25a^ in Ausneh- parallel zur Spulenachse senkrecht stehend angeordnet, mungen (26) der Ankerplatte (Ϊ7) eingreifen. 55 und der Anker wird mit den freien Enden dieser Kon-

6. Relais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich- taktzungen gestützt und geführt. Das dort beschriebene net, daß die Ankerfeciern (25) jeweils als freige- System ist allerdings noch verhältnismäßig kompliziert

Β schnittene Schenkel einstückig mit im Spulenkörper mit vielen Teilen aufgebaut. Zwar ist auch dort die Mögp (1) verankerten Spulenanschlußfahnen (27) ausgebil- lichkeit einer polarisierten Ausführung vorgesehen, I*? det sind. 60 doch werden dann zwei Dauermagneten zu beiden Sei-K;

7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da- ten der Spule über zusätzliche Eisenschenkel angekop- :; durch gekennzeichnet, daß jeweils ein Kontaktträ- pelt, wodurch nicht nur Platz beansprucht, sondern auch (. ger (28) mittels einer Bodenplatte (28a,) zwischen den Verluste im Magnetkreis verursacht werden.
! beiden Spulenflanschen (3, 4) befestigt ist und sich In der FR-PS 10 80 986 ist außerdem bereits ein Mali; senkrecht zur Bodenplatte erstreckende Kontakt- 65 gnetsystem für einen Wecker dargestellt, das für Wech- £ elemente (31,32,33) trägt. selstrombetrieb ausgelegt ist. Der mit einem Dauermaj|

8. Relais nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich- gneten versehene Anker ist dort wahlweise drehbar ff- net, daß die Kontaktträger (28) mittels angeformter oder transiatorisch bewegbar gelagert, wobei jedoch