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Polarisiertes elektromagnetisches Drehankerrelais
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Die Erfindung bezieht sich auf ein polarisiertes elektgpmagnetisches
Orehankerrelais mit in einem Sockel eine betteten Kontaktanschlußelementen, mit
einem auf dem Sokkel angeordneten Spulenkörper, in dessen Innerem ein stabförmiger
Drehanker etwa entlang der Spulenachse angordnet und etwa in Spulenmitte gelagert
ist, welcher- an beiden Enden jeweils Arbeitsluftspalte mit den paarweise einander
gegenüberliegenden Enden von Jochblechen bildit,: wobei die Jochbleche außerhalb
der Spule angeordnet s-;nd und mindestens einen Dauermagneten zwischen sich einschließen.
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Ein derartiges Relais ist aus der DE-OS 30 47 608 bekannt.
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Dort sind der Dauermagnet und die Jochbleche unterhalb und neben der
Spule angeordnet, wodurch sich zusamme jnit den noch neben den Jochblechen liegenden
Kontaktelementen ein verhältnismäßig breiter Aufbau ergibt. Zwar können auch bei
dem bekannten Relais vier Umschaltkontakte vargesehen werden, doch muß in diesem
Fall der Anker mit zwei Kontaktschiebern versehen werden. Dadurch ergeb-e sich nicht
nur Toleranzprobleme, sondern es sind auch verhältnismäßig viele Einzelteile zu
montieren. Im übrigen zeigt das bekannte System einen rein bistabilen Aufbau, so
daß eine monostabile Schaltcharakteristik dortallenfalls durch mechanische Vorspannung
des Ankers nach einer Seite erzielt werden kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais der eingang genannten Art
mit kompaktem Aufbau und möglichst wenig Einzelteilen
zu schaffen,
bei welchem durch den Anker vier Umschaltkontakte betätigt werden können. Das Magnetsystem
soll so gestaltet sein, daß durch Austausch weniger Teile bei gleichem Grundaufbau
sowohl ein bistabiles als auch ein monostabiles Schaltverhalten erzielt werden kann.
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Erfindungsgemäß.wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Dauermagnet
oder die Dauermagneten oberhalb der Spule zwischen Abschnitten der abgewinkelten
Jochbleche angeordnet ist bzw. sind, daß ein U-förmiger Isolierstoffträger mit seinem
Mittelabschnitt an einem außerhalb des Spulenkörpers verlängerten.Ende des Ankers
befestigt ist und mit seinen Seitenschenkeln die Dauermagnet-Jochblech-Anordnung
einschließt und daß in den Seitenschenkeln des Isolierstoffträgers jeweils mindestens
eine Mittelkontaktfeder verankert ist, welche über ein flexibles Leiterelement mit
einem Anschlußelement im Sockel elektrisch verbunden ist und mit ihrem freien, kontaktgebenden
Ende zwischen zwei Gegenkontaktelementen umschaltbar ist.
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Beim erfindungsgemäßen Relais sind also die Mittelkontaktfedern jeweils
über den U-förmigen Isolierstoffträger fest mit dem Anker gekoppelt und unmittelbar
durch diesen betätigbar. Damit entfallen eigene Betätigungsschieber für die Kontakte.
Über den U-förmigen Isolierstoffträger können auch von einem Ankerende aus Mittelkontaktfedern
betätigt werden, -welche mit Gegenkontaktelementen am entgegengesetzten Ende des
Relais angeordnet sind.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform sind in jedem Seitenschenkel
des Isolierstoffträgers jeweils zwei Mittelkontaktfedern verankert, welche mit jeweils
einem Paar von Gegenkontaktelementen zusammenwirken. Auf diese Weise erhält man
ein Relais mit vier Umschaltekontakten, welche alle ohne eigenen Betätigungsschieber
durch den Anker geschaltet werden können. Ein besonders kompakter Aufbau
des
Relais ergibt sich dann, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung die Mittelkontaktfedern
vom Isolierstoffträger jeweils nach unten austreten und dann in Richtung auf ein
an einer Ecke des Sockels angeordnetes Paar von Gegenkontaktelementen hin verlaufen.
Zum elektrischen Anschluß der Mittelkontaktfedern sind zwischen diesen und ihren
Anschlußelementen jeweils Druckfedern eingespannt. Diese haben neben der elektrischen
Verbindung auch noch die Funktion, eine Vorspannung über die Mittelkontaktfedern
auf den Anker auszuüben.
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Der kompakte Aufbau des erfindungsgemäßen Relais ergibtsich aus der
Anordnung des oder der Dauermagneten mit den Jochblechen in einer Ebene oberhalb
der Spule und oberhalb der Kontaktelemente, während im Spulenkörper lediglich ein
stabförmiger Anker erforderlich ist. Das Magnetsystem kann nun zweckmäßigerweise
mit zwei U-förmigen Jochblechen gebildet sein, zwischen deren langgestreckten Mittelabschnitten
ein einziger langgestreckter Dauermagnet angeordnet ist. Dieser Dauermagnet ist
in Querrichtung, d.h. in Richtung von einem Jochblech zum anderen, magnetisiert.
Auf diese Weise erhält man ein bistabiles Magnetsystem. Man kann jedoch auch ein
monostabiles Magnetsystem bei ansonsten gleichem Relaisaufbau erhalten, wenn ein
im Mittelbereich Z-förmig gekröpftes und an den Enden zum Anker hin abgewinkeltes
ersten Jochblech sowie zwei einfach abgewinkelte, lediglich in einem Endbereich
dem ersten Jochblech gegenüberstehende weitere Jochbleche vorgesehen sind, wobei
zwei Dauermagnete zwischen dem ersten Jochblech einerseits und je einem weiteren
Jochblech andererseits derart angeordnet sind, daß die beiden Dauermagnete über
das erste Jochblech magnetisch in Reihe liegen.
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Der innerhalb des Spulenkörpers angeordnete An-ker besitzt zweckmäßigerweise
Lagerzapfen, welche im Inneren des'Spu-
lenkörpers an Schultern
anliegen. Diese Lagerzapfen können entweder durch Kunststoffeinbettung am Anker
angeformt oder als Metallteile angeschweißt sein. Durch ein zusätzlich einsteckbares
hülsenförmiges Lagerblech kann der- Anker nach dem Einbringen in den Spulenkörper
in der Lagerung gesichert werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 bis 5 ein erfindungsgemäß gestaltetes
Relais in verschiedenen Ansichten, teilweise geschnitten, Fig. 6 eine abgewandelte
Ausführungsform des Dauermagnetsystems mit Jochblechen für ein monostabiles Relais.
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Das in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Relais- besitzt einen Sockel
1, in welchem vier Paar von Gegenkontaktelementen 2 und 3 sowie Anschlußelemente
4 für Mittelkontaktfedern 5 und 6 eingespritzt sind, so daß ihre jeweiligen Anschlußstifte
2a, 3a und 4a an der Unterste herausragen.
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Auf dem Sockel 1 sitzt ein Spulenkörper 8, der eine Wicklung 9 trägt
und im Inneren einen Hohlraum 10 zur Aufnahme eines Drehbalkenankers 11 bildet.
An einem Ende sind in den Spulenkörper 8 Spulenanschlußstifte 12 eingespritzt, welche
durch nicht näher dargestelle Öffnungen im Sockel 1 zur Anschlußseite geführt sind.
Der Anker 11 ist etwa in Spulenmitte über Lagerzapfen 13 an Lagerschultern 14 des
Spulenkörpers gelagert und wird durch ein U-förmiges Lagerblech 15 in seiner Lagerung
gesichert.
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Oberhalb der Spule ist parallel zu ihrer Achse ein langgestreckter,
quer zur Längsrichtung magnetisierter Dauermagnet 16 angeordnet, welcher beidseitig
von zwei Jochblechen
17 und 18 eingefaßt wird. Diese Jochbleche
17 und 18 sind mit ihren Enden 17a, 17b und 18a, 18b jeweils U-förmig nach unten
abgewinkelt und bilden so mit dem Anker 11 Arbeitsluftspalte. Mit dem in Fig. 2
dargestellten Dauermagnetsystem 16, 17, 18 wird ein bistabiles Relais gebildet,
d.h., der Anker 11 bleibt in jeder seiner beiden Endlagen nach dem Umschalten liegen,
wo er entweder an den Jochblechenden 17a und 18b oder an den Jochblechenden 18a
und 17b anliegt.
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Der Anker 11 ist an einem Ende, in den Fig. 1, 2 und 5 an seinem rechten
Ende 11a, über den Spulenkörper hinaus verlängert und trägt mit diesem Ende 11a
einen U-förmigen Isolierstoffträger 19, der mit seinem. Mittelteil 19a am Anker
angespritzt oder auf diesen aufgesteckt ist und mit seinen Seitenschenkeln 19b und
19c die Jochbleche 17 und 18 seitlich umgreift. In die Seitenschenkel 19b und 19c
des Isolierstoffträgers 19 sind jeweils zwei Mittelkon taktfedern 5 und 6 eingebettet,
welche mit ihrem Befestigungsende 5a bzw. 6a im Isolierstoffträger 19 verankert
sind, mit ihrem Mittelabschnitt 5b bzw. 6b nach unten aus diesem austreten und mit
ihrem kontaktgebenden Ende 5c bzw. 6c parallel zur Spulenachse in Richtung auf ein
Paar von Gegenkontaktelementen 2 und 3 verlaufen. Durch diesen Aufbau, bei dem die
kontaktgebenden Teile unterhalb des Isolierstoffträgers neben der Spule angeordnet
sind, ergibt sich eine besonders kompakte und raumsparende Konstruktion. Zwischen
den jeweiligen Mittelabschnitten 5b und 6b der Mittelkontaktfedern 5 und 6 einerseits
und ihren zugehörigen Anschlußelementen 4 sind jeweils Druckfedern 20 eingespannt,
welche sowohl zur elektrischen Kontaktierung als auch zur mechanischen Vorspannung
des Ankers dienen. Die Mittelkontaktfedern 5 und 6 sind ebenso wie die Gegenkontaktfedern
3 von der Seite her gut zugänglich, so daß sie für automatische Justierverfahren,
etwa mittels Wärmeeinwirkung durch Laserstrahlen, geeig-
net sind.
Das Relais wird durch eine über den Sockel 1 gestülpte Gehäusekappe 21 abgeschlossen
und an der Unterseite durch Vergußmasse 22 abgedichtet.
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Fig. 6 zeigt eine Abwandlung des Dauermagnetsystems gegenüber Fig.
2. Anstelle des Dauermagneten 16 und der beiden Jochbleche 17 und 18 sind nunmehr
zwei Dauermagnete 23 und 24 vorgesehen, welche über ein Z-förmig abgebogenes Jochblech
25 magnetisch in Reihe liegen. An die entgegengesetzten Pole der Dauermagnete ist
jeweils ein weiteres Jochblech 26 bzw. 27 angekoppelt, deren Enden 26a und 27a zur
Bildung von Arbeitsluftspalten mit dem Anker ebenso nach unten abgewinkelt sind
wie die Enden 25a und 25b des ersten Jochblechs. Mit diesem Magnetsystem wird ein
monostabiles Schaltverhalten des Ankers erreicht. Denn der Anker wird in der einen
Schaltstellung festgehalten, in welcher er an den Jochblechenden 26a und 27a anliegt,
da nur in diesem Fall der Dauermagnetkreis der beiden hintereinandergeschalteten
Magnete 23 und 24 geschlossen ist. Liegt der Anker aber aufgrund der Spulenerregung
an den Jochblechenden 25a und 25b an, so wird er in dieser Stellung nicht durch
einen Dauermagnetfluß festgehalten, und er wird nach Abschalten der Erregung in
die zuvor erwähnte andere Position zurückkehren. Abgesehen von der in Fig. 6 dargestellten
Ausgestaltung der Jochbleche und der Dauermagnete ist das Relais im übrigen genauso
aufgebaut wie in den Fig. 1 bis 5 dargestellt.
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10 Patentansprüche 6 Figuren