DE3423271A1 - Elektromagnetisches relais - Google Patents

Description

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195% W/K

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22.6.195% Ws/Kc

ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart J

Elektromagnetisches Relais
Stand der Technik

Die Erfindung geht au.s von einem elektromagnetischen Relais nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem derartigen bekannten Klappankerrelais (DE-OS 28 32 507) wird die Länge des Spulenkerns und damit der Auflagepunkt des Klappankers am Stirnende des Spulenkernes durch eine Taumelnietung so eingestellt, daß die erforderliche Kontaktabbrandreserve und der Kontaktdruck erreicht wird. Dabei wird die Lagerstelle des Klappankers vom Magnetjoch zunächst ausgemessen. Aufgrund dieser Messung wird die Länge des Spulenkernes durch die Taumelnietung auf das erforderliche Maß gebracht.

Bei dieser Ausführung ist es jedoch nachteilig, daß der Klappanker erst nachträglich am Magnetjoch befestigt wird. Dadurch können die Toleranzen in der Dicke des Klappankers , der darauf aufgenieteten Kontaktfeder, des Kontaktnietes und der Blattfeder-Nietstelle ebenso wie die Toleranzen in der Federkennlinie bei der Taumelnietung nicht berücksichtigt werden. Zum Ausgleich dieser Toleranzen werden daher gegebenenfalls die Klappanker und die Magnetjoche getrennt

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durch Maschinen gemessen und gepaart.

Aus der DE-OS 31 W 052 ist bekannt, am jochseitigen Ende des Spulenkernes ein Feingewinde anzubringen, mit dem dieser in eine Gewinde"bohrung des Magnetjoches eingeschraubt und der Auflagepunkt des Ankers auf der gewölbten Stirnfläche des Spulenkernes so genau eingestellt wird, daß bei angezogenem Klappanker der Kontaktdruck und die Abbrandreserve den erforderlichen Wert haben. Der Gegenkontakt des Schaltkontaktes am Klappanker ist hier bereits fest angeordnet. Abgesehen davon, daß diese Lösung durch das Feingewinde am Spulenkern und die Gewindebohrung am Magnetjoch kostenmäßig sehr aufwendig ist, kann auch hierbei nicht die Toleranz, mit der die Federkennlinie der Kontaktfeder am Klappanker behaftet ist, berücksichtigt werden.

Bei einer Verbesserung und Miniaturisierung derartiger Relais ist daher eine kostengünstige Lösung zur Ausmessung und Justierung des Relais erforderlich. Dabei ist es aus Kostengründen nicht sinnvoll, die relativ kleinen Teile bei solchen Relais von Hand mit Pinzetten unter Lupen zu montieren und zu justieren. Auch das Ausmessen und anschließende Paaren vorsortierter Teileklassen ist bei einem relativ geringen Endwert des fertigen Relais zu aufwendig. Mit der vorliegenden Erfindung wird daher angestrebt, die Lage des Schaltkontaktes bei angezogenem Anker und dessen Federkonstante durch eine maschinelle Ausmessung zu ermitteln, so daß der mit dem Schaltkontakt des Relais zusammenwirkende Gegenkontakt unter Berücksichtigung der Abbrandreserve an der richtigen Position ins Relais eingesetzt und befestigt werden kann.

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Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Relais mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß die maschinelle Ausmessung und Einstellung der Relaiskontakte auf miteinander verketteten Automaten erfolgen kann, was zu einer kostengünstigen Lösung ohne Nacharbeit bei der Einjustierung des Relais führt. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß durch die Bezugsebene auch die genaue Position des nachträglich einzusetzenden Arbeitskontaktes ermittelt werden kann, so daß sämtliche Herstellungstoleranzen eliminiert werden können. Schließlich ist es durch diese Lösung auch möglich, das Volumen des Relais gegenüber der bisherigen Ausführung wesentlich zu reduzieren.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die Bezugsebene durch Auflageflächen von zwei am Spulenrahmen angeformte Leisten gebildet ist, die beidseitig am Klappanker vorbeigeführt sind. Das vorgefertigte Magnetsystem des Relais kann so mit den Auflageflächen auf einen Meßtisch gesetzt werden. Ferner ist vorteilhaft, die den Schaltkontakt tragende Blattfeder des Klappankers an ihrem freien Ende mit einer am Schaltkontakt vorstehenden Sensorzung-e zur Erfassung der Lage des Schaltkontaktes zu versehen. Ferner ist es besonders zweckmäßig, im Bereich des Schaltkontaktes am Spulenrahmen eine U-förmige Ausnehmung vorzusehen, deren Grundfläche eine parallel zum angezogenen Klappanker verlaufende Bezugsebene bildet.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein vergrößert dargestelltes erfindungsgemäßes Klappankerrelais im Längsschnitt, Figur 2 das gleiche, um 90 gedrehte Relais teilweise im Schnitt, Figur 3 zeigt das Magnetsystem und die Grundplatte als vormontierte Baueinheiten des Relais vor dem Zusammenbau, Figur h die «montierten Baueinheiten aus Figur 3 um 90 Grad gedreht und Figur 5 zeigt ein Blick auf den Klappanker des vormontierten Magnetsystems. Figur 6 zeigt in raumbildlicher Darstellung einen Kontaktbügel mit dem Arbeitskontakt.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In den Figuren 3 und 2 ist ein im Querschnitt vergrößert · dargestelltes als Wechslerrelais arbeitende» Klappankerrelais für Kraftfahrzeuge mit .10 bezeichnet. Es besteht aus einer Bodengruppe und einem Magnetsystem, die als vormontierte Baueinheiten 11 und 12 in den Figuren 3 und k vor dem Zusammenfügen dargestellt sind. Die Bodengruppe 11 besteht aus einer Grundplatte 13 aus Isolierstoff mit darin verankerten, an der Unterseite der Grundplatte 13 herausstehenden Anschlußteilen in Form von Flachsteckzungen 1U. Oberhalb der Grundplatte 13 sind die Flachsteckzungen 1k zum Teil mit Anschlußfahnen iUa, ll*b versehen, die zur Kontaktierung der Flachsteckzungen Ik mit den später erörterten Relaiskontakten und Wicklungsanschlüssen dienen. Das Magnetsystem 12 besteht aus einem L-förmigen Magnetjoch 15 mit einem an dessen kurzen Schenkel festgenieteten Spulenkern 16. Auf dem Spulenkern 16 ist ein aus Isolierstoff hergestellter Spulenrahmen 17 aufgesetzt, der durch eine Taumelnietung am freien Ende des Spulenkernes 16 auf diesem

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befestigt ist. Auf dem Spulenrahmen .17 befindet sich eine Erregerwicklung 18, deren Wicklungsenden jeweils mit dem Ende eines am Spulenrahmen 17 eingesetzten Anschlußdrahtes 19 kontaktiert sind. Das Magnetjoch 15 hat am Ende des langen Schenkels eine Lagerstelle 20 für einen Klappanker 21. Die Lagerstelle 20 !besteht aus einer stirnseitigen Ausnehmung am Magnetjoch 15, in die das eine Ende des Klappankers 2 1 gemäß Figur 5 eingesetzt ist. Der an der Lagerstelle 20 schwenkbar gelagerte Klappanker 21 wird von einer Ankerrückstellfeder 23 gehalten, die zwischen dem über die Lagerstelle 20 hinausragenden Ende 21a des Klappankers 21 und einem Vorsprung 15a des Magnetjochs 15 eingehängt ist. Durch einen auf das Magnetjoch 15 aufgeklipsten Federbügel 2k aus Kunststoff wird die Ankerrückstellfeder 23 - wie Figur 1 zeigt - zum Magnetjoch 15 hin durchgebogen, um den Klappanker 21 gegen axiale Verschiebung zu sichern, in dem der durch seitliche Anschläge 22 (Figur 5) ständig gegen das Magnetjoch 15 gedrückt wird. Der Klappanker 21 trägt eine Blattfeder 25, deren eines Ende im Bereich der Lagerstelle 20 durch eine Schälnietung 26 am Klappanker 21 befestigt ist. Am anderen freien Ende der Blattfeder 25 ist ein Schaltkontakt 27 angenietet, der mit einem weiter unten zu erörternden Arbeitskontakt und einem Ruhekontakt zusammenwirkt.

In abgeschaltetem Zustand des Relais fällt der Klappanker 21 vom Spulenkern 16 ab, indem-er durch die Kraft der Ankerrückstellfeder 23 nach unten geschwenkt wird. Er wird dann durch beidseitig des Klappankers 21 am Spulenrahmen angeformte L-förmige Leisten 28 gehalten, die den Klappanker 21 als Anschlag beidseitig hakenförmig umfassen. Bei dem vormontierten Magnetsystem 12 gemäß Figur 3 und h ist zur Vermessung der Lage des Schaltkontaktes 27 bei

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angezogenem Klappanker 21 eine Bezugsebene vorgesehen, die durch Auflageflächen 29 an der Unterseite der Leisten 28 unterhalb des Klappankers 21 gebildet wird und die mit einem Abstand a zur Öffnerseite des Schaltkontakts 27 parallel zum angezogenen Klappanker 2.1 verläuft. Zu diesem Zweck wird das vormontierte Magnetsystem -12 mit den Auflageflächen 29 der Leisten 28 als Bezugsebene auf eine Meßeinrichtung aufgesetzt und durch einen aus der Bezugsebene nach oben bewegten Fühler wird nun bei angezogenem Klappanker 21 der Abstand a ermittelt, den der Fühler bis zur Kontaktgabe mit dem Schaltkontakt 27 zurücklegt. Ebenso kann mit der Meßeinrichtung der Abstand b der Blattfeder 25 zur Bezugsebene 29 der"Leisten 28 oder der Abstand c der Schließseite des Schaltkontaktes 27 ermittelt werden, indem ein Fühler der Meßeinrichtung von oben bis zur Kontaktgabe mit der Blattfeder 25 oder der Schließerseite des Schaltkontaktes 27 bewegt wird. Außerdem läßt sich mit Hilfe der Bezugsebene 29 auch die Federkonstante der Blattfeder 25 ermitteln, indem zunächst der Abstand c ermittelt und danach der Fühler mit einer vorgegebenen Kraft von oben auf den Schaltkontakt 27 gedrückt und dabei die Blattfeder 25 etwas nach unten abgebogen wird,¹ Der dabei zurückgelegte Weg wird gemessen und die Federkonstante der Blattfeder 25 daraus errechnet. In der Prüfeinrichtung kann mit dieser Messung zugleich festgestellt werden, ob die Kennlinie der Blattfeder im Toleranzbereich liegt. Ist dies nicht der Fall, so wird der Klappanker zugleich als schlecht ausgewiesen und gegen einen anderen ausgewechselt. Mit einem von unten an der Öffnerseite des Schaltkontaktes 27 anliegenden Fühler kann ferner die Rückstellkraft des Klappankers 27 durch Abschalten der Wicklung ermittelt werden. Diese Kraft ist für den Kontaktdruck des Schaltkontaktes 27 am Ruhekontakt 37 hei abgefallenem Klappanker 21 maßgebend.

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Erst nach der Vermessung der Lage des Schaltkontaktes bei angezogenem Klappanker 2.1 wird das vormontierte Magnetsystem 12 mit der Bodengruppe 11 vereinigt, indem zwei am Ende des Magnetjochs 15 beidseitig der Lagerstelle 20 nach unten vorstehende Befestigungszungen 30 in entsprechende Ausnehmungen der Grundplatte J3 eingepreßt werden. Die Leisten 28 des Spulenrahmens JT liegen dabei mit ihrer Bezugsebene 29 auf der Grundplatte 13 auf. Außerdem wird dabei das Magnetsystem 12 mit zwei am Spulenrahmen 17 beidseitig des Schaltkontaktes 27 angefcrmte Stützen 31 auf der Grundplatte 13 abgestützt und schließlich ragen zwei am Spulenrahmen 17 angeformte Fahnen in Höhe der Stützen 31 in entsprechende Führungsnuten der Grundplatte 13, wo sie von einem Prägestempel durch Warmverformung mit einer in Figur 2 erkennbaren Prägung 3k formschlüssig mit der Grundplatte 13 verbunden werden. Außerdem werden die zwei Anschlußfahnen iUa zwischen den Stützen 31 und den Fahnen 32 des Spulenrahmen 17 hindurch nach oben bis unter die freien Enden der beiden Anschlußdrähte 19 für die Erregerwicklung 18 geführt und dort mit einer Schweißstelle 35 kontaktiert.

Im montierten Zustand des Relais liegt der Klappanker oberhalb der Grundplatte 13, wo er mit einer angeschweißten kurzen Anschlußlitze 36 mit einer Flachsteckzunge 1U in der Grundplatte 13 verbunden ist. Der Schaltkontakt 27 wirkt mit einem Ruhekontakt 37 zusammen, der durch ein aus der Grundplatte 13 nach oben vorstehendes, gestauchtes Ende einer Flachsteckzunge Hk gebildet ist. Desweiteren wirkt der Schaltkontakt 27 mit einem Arbeitskontakt 38 zusammen, der Teil eines Kontaktträgers 39 ist. Der Kontaktträger 39 ist im Ausführungsbeispiel der mittlere Teil eines U-förmig gebogenen Kontaktbügels kO, der in Figur 6 in raumbildlicher Darstellung erkennbar ist. Der Kontaktbügel

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kO hat in der Mitte einen hochgebogenen Aufnehmer k~\ und beidseitig davon zwei nach unten abgewinkelte Schenkel U2 , Nachdem das Magnetsystem 12 mit der Bodengruppe 11 zusammengesetzt und vermessen ist, wird nunmehr der Kontaktbügel ^O von einem Handhabungsautomaten am Aufnehmer U1 gefaßt und in eine oberhalb des Schaltkontaktes 27 im Spulenrahmen eingeformte Ausnehmung k3 soweit eingeführt, bis die beiden Schenkel U2 an zwei aus der Grundplatte 13 hochgewinkelte in die Ausnehmung U3 reichende Anschlußfahnen 1hh der mittleren Flachsteckzunge ~\k stirnseitig anliegen. Aufgrund der ermittelten Abstände b und c kann nun der Kontaktbügel Uo im Hinblick auf die geforderte Abbrandreserve sowie auf den gewünschten Kontaktdruck in der Ausnehmung ^3 genau positioniert und in der genauen Position gehalten werden, Dort werden sodann die Schenkel U2 des Kontaktbügels kO an die beiden Anschlußfahnen lh oberhalb der Grundplatte 13 angeschweißt.

Zur besseren Erfassung der Lage der Blattfeder 25 bei angezogenem und bei abgefallenem Klappanker 21 hat die Blattfeder 25 an ihrem freien, den Schaltkontakt 27 tragenden Ende eine aus der Ausnehmung k3 des Spulenrahmens 17 vorstehende Sensorzunge kk. Mit ihr läßt sich auch bei abgeschaltetem Anker der Kontaktabstand des Schaltkontaktes 27 zum angeschweißten Arbeitskontakt 38 ermitteln. Eine genaue Einstellung des Kontaktabstandes kann dadurch erfolgen, daß der unterhalb des Ruhekontaktes 37 liegende Bereich der Flachsteckzunge 1U durch einen Justierautomaten gestreckt oder gestaucht wird.

Anstelle der durch die Unterseite der Leisten 28 gebildeten Bezugsebene 29 für die Vermessung und Einjustierung der Relaiskontakte ist es auch möglich, die Grundfläche 1+5 der U-förmigen Ausnehmung k3 des Spulenrahmens 17, die

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dem Schaltkontakt 27 gegenüberliegt, als Bezugsebene zu wählen, die ebenfalls parallel zum angezogenen Klappanker 21 verläuft. Ferner ist im Bedarfsfall in Parallelschaltung zur Erregerwicklung 18 zwischen den beiden außenliegenden Flachsteckzungen 1k eine Freilaufdiode k6 angeordnet, die in einer entsprechenden Mulde ^4-T der Grundplatte 13 liegt und deren Anschlußdrähte hÖ mit den Anschlußfahnen '\k& der beiden Flachsteckzungen lh verschweißt sind.

Nach dem Zusammenbau, der Vermessung der Kontaktpositionierung und der Kontaktbefestigung wird ein Gehäusebecher 1+9 aus Kunststoff über das Magnetsystem 12 bis auf den Rand der Grundplatte 13 geschoben, Dort verrastet er mit Hinterschneidungen an seinem unteren Rand an Rastnasen 50, die seitlich an der Grundplatte 13 angeformt sind.

Die Abmessungen eines solchen auf miteinander verketteten Automaten zu fertigenden Relais können sehr klein gehalten werden, so daß sie praktisch nur noch halb so breit sind wie von Hand justierbare Relais gleicher Leistung. Außerdem können ohne konstruktive Änderungen sowohl Schließerrelais, Öffnerrelais als auch Weehslerrelais auf der gleichen Fertigungsstraße hergestellt werden. Ferner ist es möglich, mit der gleichen Relaiskonstruktion die jeweils gewünschte Abbrandreserve, den Kontaktdruck und den Kontaktabstand zu realisieren, indem diese Daten in einen die Position des Kontaktbügels kO am Relais bestimmenden Automaten eingegeben werden.

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Claims (9)

19460 22.6.198l· Ws/Kc ROBERT BOSCH GMBH, 7OOO Stuttgart 1 Ansprüche

1. Elektromagnetisches Relais mit in einer Grundplatte aus Isolierstoff verankerten, an der Unterseite herausstehenden Anschlußteilen sowie mit einem auf der Grundplatte befestigten L-förmigen Magnetjoch mit einem Spulenkern, einem vom Anker getragenen Spulenrahmen mit einer Wicklung und einem am Magnetjoch mit einem Ende schwenkbar gelagerten Klappanker mit einem Schaltkontakt, der am Ende einer mit dem Klappanker vernieteten Blattfeder befestigt ist und mit mindestens einem Gegenkontakt zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenrahmen (17) mindestens eine Bezugsebene (29, ^5) aufweist, die zur Vermessung der Lage des Schaltkontaktes (27) vor der Anbringung eines Gegenkontaktes (38) bei angezogenem Klappanker (21) mit einem Abstand zum Schaltkontakt (27) parallel zum angezogenen Klappanker (21) verläuft,

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugs ebene (29) durch Auflageflächen von zwei am Spulenrahmen (17) angeformte Leiste (28) gebildet ist, die beidseitig des Klappankers (21) vorbeigeführt sind.

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3. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die am Spulenrahmen (.17) angeformten und an ihrer Unterseite die Auflageflächen (29) aufweisende Leisten (28) L-förmig ausgebildet sind und als Anschlag für den abgefallenen Klappanker (21) diesen beidseitig hakenförmig umfassen.

h. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Schaltkontaktes (27) der Spulenrahmen (17) mit einer U-förmigen Ausnehmung (U3) versehen ist, deren dem Schaltkontakt (27) gegenüberliegende Grundfläche (U-5) eine parallel zum angezogenen Klappanker (21) verlaufende Bezugsebene bildet.

5. Relais nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Schaltkontakt (27) zusammenwirkender Arbeitskontakt (38) als Teil eines Kontaktträgers (39) oberhalb des Arbeitskontaktes (27) in die Ausnehmung (U-3) eingesetzt und an einem aus der Grundplatte (13) nach oben vorstehenden Bereich ( 1 Ub) eines Anschlußteiles (1U) festgeschweißt ist.

6. Relais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktträger (39) Teil eines U-förmig gebogenen Kontaktbügels (Uo) ist, der mit seinen beiden Schenkeln {h2)^ an zwei Anschlußfahnen ( 1 Ub) des Anschlußteiles (1U) stirnseitig angeschweißt ist.

7. Relais nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt (27) mit einem Ruhekontakt (37) zusammenwirkt, der durch ein aus der Grundplatte (13) nach oben vorstehendes Ende eines Anschlußteiles (iU) gebildet ist.

8. Relais nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß

der Kontaktabstand des Relais durch Streckung bzw. Stauchung des aus der Grundplatte (13) hochstehenden Ende des Anschlußteiles (lh) unterhalb des Ruhekontaktes (37) einstellbar ist.

9. Relais nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (25) des Klappankers (21) an ihrem den Schaltkontakt (27) tragenden freien Ende eine nach außen ragende Sensorzunge (UU) hat,