DE3225830C2

DE3225830C2 - Elektromagnetisches Drehankerrelais

Info

Publication number: DE3225830C2
Application number: DE19823225830
Authority: DE
Inventors: Ulf Dipl.-Phys. 8000 München Rauterberg
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-07-09
Filing date: 1982-07-09
Publication date: 1986-10-09
Also published as: DE3225830A1

Abstract

Das Relais besitzt einen Spulenkörper (2) mit einem Mittelflansch (10) zwischen zwei axial versetzten Wicklungen (3, 4). Im Bereich dieses Mittelflansches (10) ist ein stabförmiger Drehanker (5) innerhalb des Spulenkörpers über ein Lagerelement (11) mittig gelagert. Über Fortsätze (13) des Lagerelementes (11), welche durch seitliche Öffnungen (12) des Mittelflansches (10) radial aus dem Spulenkörper herausragen, werden fest gekoppelte Kontaktfedern (14, 15) betätigt. Das Relais benötigt damit keinen eigenen Kontaktschieber und eignet sich insbesondere für größere Kontaktbestückungen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Drehankerrelais mit einem im Inneren des Spulenkörpers längs der Spulenachse angeordneten, um eine mittlere Drehachse beweglich gelagerten, stabförmigen Anker, mit an beiden Enden der Spule angeordneten, mit den Ankerenden Arbeitsluftspalte bildenden Jochen sowie mit durch den Anker betätigbaren Kontaktfedem, welche mit in einem Grundkörper verankerten Gegenkontaktelementen zusammenwirken.

Ein derartiges Relais ist beispielsweise aus der US-PS 11 858 bekannt. Solche Drehankerrelais haben den Vorteil, daß sie gegenübe.· äußeren Kräften, wie Stoßen und Erschütterungen, sehr unempfindlich sind. Sie eignen sich sfhr gilt für größer? KontEktbeStÜckün«*. Besonders vorteilhaft lassen sich dabei polarisierte Drehankersysteme verwenden.

Bei bekannten Drehankerrelais mit innerhalb der Spule liegendem Anker war die Kontaktbetätigung bisher nur über Betätigungselemente möglich, die jeweils an den freien Enden des Ankers angebracht waren und die im Grundkörper verankerten Konlaktfedern beiätigten. Diese isolierenden Betätigungselemcnic erforderten durch ihre Reibungsverluste gegenüber ihrer Angriffsstelle an den Kontaktfedern eine gewisse zusätzliche Erregerleistung, andererseits ist bei dem herkömmlichen Aufbau zwischen den beweglichen Kontaktfedern und den Gegenkontaktelementen kaum sine Reibbewegung vorhanden, obwohl sie an dieser Stelle zur Prelldämpfung und zur Verhinderung von Fremdschichtbildung auf den Kontaktoberflächen gerade bei Relais mit sehr kleiner Schaltleistung durchaus erwünscht wäre.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Drehankerrelais der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß eine Kontaktfederbetätigung durch den Anker ohne Betätigungsschieber erfolgt und gleichzeitig eine relativ große Reibbewegung zwischen den jeweils kontaktgebenden Teilen ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Spulenkörper einen zwischen zwei axial versetzten Wicklungen angeordneten, seitlich offenen Mittelflansch besitzt, in welchem ein aus Isolierstoff bestehendes Lagerelement für den Anker angeordnet ist, welches mit seitlichen, sich in Radialrichtung der Spule durch die öffnungen des Mittelflansches erstreckenden Fortsätzen die parallel neben der Spule angeordneten Kontaktfedern in starrer Wirkverbindung betätigt.

Beim erfindungsgemäßen Relais wird also der Drehanker zwar in der Mitte im Spulenkörper gelagert, durch die Zweiteilung der Wicklung und den nach den Seiten offenen Mittelflansch wird es aber möglich, daß der Anker über Fortsätze seitlich von seiner Lagerachse aus dem Spulenkörper herausgreift und in diesem Bereich fest mit ihm verbundene Kontaktfedern unmittelbar betätigt. Dadurch wird der sonst unvermeidliche Abrieb zwischen einem Kunststoff-Betätigungsorgan und den beweglichen Kontaktfedern vermieden, während andererseits die kontaktgebenden Enden der Kontaktfedern eine beträchtliche Relativbewegung gegenüber den Gegenkontaktelementen ausführen und damit auch bei sehr kleinen Schaltströmen einer Frcmdschichtbildung auf den Kontaktoberflächen und damit einer Erhöhung der Kontaktwiderstände entgegenwirken.

Zweckmäßigerweise besitzt das Lagerelement einen Durchbruch zur Steckbefestigung des Ankers. Zur Lagerung selbst können am Lagerelement Lagerzapfen und im Spulenkörper Lagerbuchsen oder umgekehrt vorgesehen sein. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Lagerelement in radialer Richtung durch die Öffnungen des Mittelflansches in den Spulenkörper eingesteckt werden, während der Anker in axialer Richtung dann in das Lagerelement eingesteckt wird.

Die beweglichen Kontaktfedern sind in einer bevorzugten Ausführungsform in den Fortsätzen des Lagcrelementes durch Einstecken oder durch Einbetten verankert. Diese Fortsätze selbst können mit dem Lagerelement einstückig ausgebildet oder nachträglich an diesem befestigt sein.

In einer anderen Ausführungsform können die Konn ίΐΚί»Γ f»inctür»L*!cT Qn !KnAn QnnpfArmtn An.

Schlußelemente im Grundkörper verankert und jeweils mit ihrem beweglichen Teil durch Klemmverbindungen in Ausnehmungen der Fortsätze mit dem Lagerelement verbunden sein. In diesem Fall können zusätzliche elektrische Anschlußelemente, wie Litzen, für die beweglichen Kontaktfedern eingespart werden.

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

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Drehankerrelais in perspektivischer Darstellung,

F i g. 2 ein Lagerelement für den Anker mit Kontaktfedern,

F i g. 3 den Montagevorgang eines I ,agerelements mit Kontaktfedern und Anker in einem Spulenkörper,

F i g. 4 eine ausschnittweise Darstellung eines Spulenkörpers mit einer abgewandelten Gestaltung des Lagerelementes und der Kontaktfedern,

F i g. 5 den Montagevorgang eines Spulenkörpers gemäß Fig.4 mit Lagerelement und Anker auf einem Grundkörper.

F i g. 1 zeigt ein Drehankerrelais mit einem flachen Grundkörper 1, auf welchem ein Magnetsystem mit einem Spulenkörper 2 und zwei axial versetzten Wicklungen 3 und 4 angeordnet ist Innerhalb des Spulenkörpers ist entlang der Spulenachse ein Drehanker 5 mittig gelagert, welcher mit seinen beiden freien Enden jeweils zwei Arbeitsluftspaite mit den paarweise angeordneten Jochen 6 und 7 bildet Die Joche 6 bzw. 7 sind jeweils abgewinkelt ausgebildet und mit ihrem abgewinkelten Teil in einer gemeinsamen Ebene parallel zur Grundebene des Relais an einen plattenförmigen Dauermagneten 8 angekoppelt welcher die gesamte Spule überdeckt. Der Dauermagnet bildet vier unterschiedlich ma· gnetisierbare Dauermagnetbereiche, welche senkrecht zur Grundebenc des Relais polarisiert sind und jeweils gelrennt für sich an eines der Joche 6 bzw. 7 angekoppelt sind. Eine oben auf dem Dauermagneten 8 liegende Flußplatte 9 dient zur Kopplung der den Jochen gegenüberliegenden Dauermagnetpole. Durch entsprechende Magnetisierung der Dauermagnetbereiche erhält der Anker bistabiles oder auch monostabiles Schaltverhalten. Aufgrund seiner Drehlagerung in der Mitte liegt er in der einen Endlage an den diagonal gegenüberliegenden Jochen 6 und in der anderen Endlage an den entsprechend diagonal gegenüberliegenden Jochen 7 an.

Der Spulenkörper 2 besitzt im Bereich zwischen den beiden Wicklungen 3 und 4 einen Mittelflansch 10, der die Lagerung für den Anker enthält. Das Lagerelement 11 besitzt dabei seitlich durch Öffnungen 12 des Mittelflanschcs 10 herausragende Fortsätze 13, welche zur Betätigung von fest verankerten Kontaktfedern 14 und 15 dienen. Mit ihren freien Enden geben diese Kontaktfedern 14 bzw. 15 jeweils wahlweise Kontakt mit Gegcnkontaktelementen 16 bzw. 17, welche mit Anschlußstiften im Grundkörper 1 verankert sind. Über Anschlußlitzen 18 oder andere flexible Verbindungselemente sind die beweglichen Kontaktfedern 14 und 15 ebenfalls mit Anschlußelementen 19 im Grundkörper 1 elektrisch verbunden. Schließlich trägt der Grundkörper 1 auch noch Wicklungs-Anschlußstifte 20.

Ein Lagerelement 11 für den Anker ist in Fig. 2 dargestellt. Dieses Lagerelement 11 besitzt eine zentrische Ausnehmung 21 zur Aufnahme des Ankers 5, der in Axialrichtung eingesteckt wird. An der Ober- und Unterseite ist jeweils ein Lagerzapfen 22 angeformt, mit dem das Lagerelement 11 im Spulenkörper gelagert werden kann. Seitlich sind jeweils als Federträger dienende Fortsätze 13 angeordnet, welche zweckmäßigerweise getrennt hergestellt, dabei mit den Kontaktfedern 14 und 15 bestückt und dann mit dem Lagerelement 11 verbunden werden. Die Kontaktfedern 14 und 15 können in die Fortsätze 13 eingebettet sein. Die Verbindung der Fortsätze 13 mit dem Lagerelement 11 wird anhand der F i e. 3 noch näher erläutert.

F i g. 3 zeigt die Montage des Ankers und der Kontaktfedern am Spulenkörper. Gezeigt ist der Mittclflansch 10 des Spulenkörpers mit den andeutungsweise dargestellten Spulenwick'ungen 3 und 4. Die beiden Wicklungen werden aufeinanderfolgend aufgebracht, wobei nach Fertigstellung der einen Wicklung der Wik kelvorgang kurz unterbrochen, der Draht 23 über eine Rille 24 des Mittelflansches 10 gezogen und dann auf der anderen Seite des Mittelflansches JO weiter gewikkeltwird.

In die seitliche Öffnung 12 des Mittelflansches 10 wird zunächst das Lagerelement 11 in radialer Richtung eingesteckt wobei die Lagerzapfen 22 in Lagerbohrungen 25 des Spulenkörpers einrasten. Dann wird der Anker 5 in Axialrichtung durch das Spulenrohr 3a in die Ausnehmung 21 des Lagerelementes 11 eingesteckt. Der Anker wird durch Preßsitz gehalten, evtl. kann auch eine Prägung an der Mittelpartie des Ankers zur zusätzlichen Sicherung vorgesehen werden. Die als Federträger ausgebildeten Fortsätze 13 werden mit ihren Bohrungen 26 auf die Zapfen 27 des Lagerelementes 11 aufgesteckt und durch Warm- oder Ultraschallverformen der Zapfen 27, beispielsweise mittels der Stempel 28, fixiert. In den Fortsätzen bzw. Federträgern 13 sind wie im vorhergehenden Beispiel jeweils bewegliche Kontaktfedern 14 bzw. 15 verankert. In Abwandlung gegenüber F i g. 2 sind bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 die Kontaktfedern 14 bzw. 15 jeweils mit einstückig angeformten Verlängerungen 14a bzw. 15a versehen, welche in den Grundkörper eingesteckt werden können und gleichzeitig als elektrische Anschlußelemente für die Kontaktfedern 14 bzw. 15 dienen.

F i g. 4 zeigt in einem Detailausschnitt des Spulenkörpers mit Spule 3 und 4 nach der Montage des Lagerelementes 11 im Mittelflansch 10 sowie der Kontaktfedern 14 und 15. Gegenüber F i g. 3 sind die Kontaktfedern mit ihren angeformten Anschlußelementen 14a und 15a noch etwas abgewandelt. Sie besitzen zum Ausgleich von Längsbewegungen zusätzliche Abschnitte 146 bzw. i5b sowie weitere Abschnitte 14c und 15c zum Ausgleich von Querbewegungen.

Eine weitere Abwandlung ist in F i g. 5 dargestellt. Im Mittelflanscr 10 des Spulenkörpers wird ein abgewandeltes Lagerelement 31 mit einer Ausnehmung 32 für den Anker sowie mit Lagerzapfen 33 eingerastet. An dem Lagerelement 31 sind beiderseits Fortsätze 34 und 35 angeformt, welche zur unmittelbaren Betätigung der Kontaktfedern 36 und 37 dienen.

Die Kontaktfedern 36 und 37 sind mit ihren angeformten Anschlußelementen 36a bzw. 37a im Grundkörper 1 verankert. Nach dem Einsetzen des Lagerelementes 31 sowie des Ankers 5 in den bewickelten Spulenkörper wird dieser auf den Grundkörper 1 aufgesetzt, wobei die Fortsätze 34 bzw. 35 jeweils se auf die Kontaktfedern 36 bzw. 37 gesetzt werden, daß die Kontaktfedern in die Schlitze 38 eingeführt werden. Zur Erzielung eines Festsitzes zwischen Kontaktfedern und Lagerelement sind an den Kontaktfedern jeweils Begrenzungslappen 39 herausgebogen, welche an den Fortsät zen 34 bzw. 45 zur Anlage kommen oder sich in den Schlitzen 38 verspreizen. Dadurch wird eine Reibung des Lagerelementes 31 an den Kedern vermieden oder zumindest minimiert. Im übrigen ist das Relais genauso aufgebaut wie in F i g. 1 dargestellt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Drehankerrelais mit einem im Inneren des Spulenkörpers längs der Spulenachse angeordneten, um eine mittlere Drehachse beweglich gelagerten, stabförmigen Anker, mit an beiden Enden der Spule angeordneten, mit den Ankerenden Arbeitsluftspalte bildenden Jochen sowie mit durch den Anker betätigbaren Kontaktfedern, welehe mit in einem Grundkörper verankerten Gegenkontaktelementen zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (2) einen zischen zwei axial versetzt aufgebrachten Wicklungen (3, 4) angeordneten, seitlich offenen Mittel- is flansch (10) besitzt, in welchem ein aus Isolierstoff bestehendes Lagerelement (11; 31) für den Anker (5) angeordnet ist, welches mit seitlichen, «ich in Radialrichtung der Spule duch die öffnungen (12) des Mittelflansches (10) erstreckenden Fortsätzen (13; 34, 35) die parallel neben der Spule angeordneten Kontaktfedern (14,15; 36,37) in starrer Wirkverbindung betätigt

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (11; 31) einen Durchbruch (21; 32) zur Steckbefestigung des Ankes (5) besitzt und über Lagerzapfen (22; 33) im Spulenkörper (10) gelagert ist.

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kontaktfedern (14, 15) in den Fortsätzen (13) des Lagerelementes (11) verankert sind.

4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kontaktfedern (14,15) tragenden Fortsätze (13) als getrennt gefertigte Bauteile jeweils seitlich an dem Lagerelement (11) befestigt sind.

5. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedern (36, 37) über einstückig angeformte Anschlußelemente (36a, 37a) im Grundkörper (1) verankert und mit ihrem jeweils beweglichen Teil durch Klemmverbindungen in Ausnehmungen (38) der Fortsätze (34, 35) mit dem Lagerelement (31) verbunden sind.

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