-
-
Lageranordnung für den Anker eines elektromagnetischen
-
Relais Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung für den
Anker eines elektromagnetischen Relais an einem Joch, wobei ein langgestreckter
Schenkel des Ankers bzw. des Joches mit einem stirnseitigen Endabschnitt in einer
Lagerausnehmung eines senkrecht dazu angeordneten Lagerabschnitts des Joches bzw.
des Ankers gelagert ist.
-
Derartige Lageranordnungen sind bei Relais vielfach bekannt, beispielsweise
aus der DE-OS 1 614 943. Es handelt sich in diesen bekannten Fällen jeweils um Schneidenlager,
wobei der Endabschnitt des gelagerten Teiles in Form einer Schneide mit sehr spitzem
Winkel zuläuft und in einer entsprechenden Kerbe des ruhenden, das Lager bildenden
Teiles sitzt. Derartige Schneidenlager bilden jedoch einen verhältnismäßig großen
Luftspalt und damit einen großen magnetischen Widerstand für den vom Joch zum Anker
oder umgekehrt verlaufenden Magnetfluß, wobei aufgrund der unter spitzem Winkel
zulaufenden Lagerschneide im wesentlichen nur zwei verhältnismäßig kleine Luftspaltflächen
vorhanden sind.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anker-Lageranordnung der eingangs
genannten Art so zu verbessern, daß ein verbesserter Flußübergang im Lagerbereich
zwischen Joch und Anker gewährleistet wird.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der gelagerte
Endabschnitt im wesentlichen quaderförmige
Gestalt besitzt und daß
die Lagerausnehmung ein Sackloch mit einer der quaderförmigen Gestalt des gelagerten
Endabschnitts annähernd angepaßten Raumform ist, wobei mindestens zwischen einer
Seitenwand des Sacklochs und der benachbarten Seitenwand des gelagerten Endabschnitts
ein keilförmiger Spalt vorgesehen ist, der sich zur offenen Seite des Sacklochs
hin mit mindestens einem dem Schwenkwinkel des Ankers entsprechenden Winkel erweitert.
-
Bei der erfindungsgemäßen Lageranordnung hat demnach die Lagerausnehmung
nicht mehr einen V-förmigen Querschnitt wie bei herkömmlichen Relais, vielmehr besitzt
sie einen annähernd rechteckigen Querschnitt, und entsprechend ist das gelagerte
Teil an seinem Ende nicht mehr in Form einer scharfen Schneide ausgebildet, sondern
ebenfalls mit einem annähernd rechteckigen Querschnitt versehen. Lediglich zur Ermöglichung
der Ankerbewegung muß ein keilförmiger Spalt zwischen Anker und Lagerausnehmung
vorhanden sein, der jedoch nur wenige Winkelgrade, beispielsweise bis zu 5° oder
allerhöchstens 10°, beträgt. Aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung der Lagerelemente
erfolgt somit der Flußübergang zwischen Joch und Anker nicht wie bei herkömmlichen
Relais nur über zwei Seitenflächen des Schneidenlagers, sondern zusätzlich auch
über die Bodenfläche und zusätzlich über die vergrößerten Schmalseiten, die ja aufgrund
des im wesentlichen rechteckigen Querschnitts etwa doppelt so groß sind wie bei
einem herkömmlichen Schneidenlager.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die beiden
den Flachseiten des gelagerten Endabschnitts gegenüberliegenden Seitenwände des
Sacklochs gegenüber dessen Mittelebene geneigt, wodurch sich eine weitgehend symmetrische
Aufteilung des Flußübergangs ergibt. Zusätzlich können auch die den Schmalseiten
des beweglichen Teils gegenüberliegenden Seitenwände des Sacklochs eben-
falls
geneigt ausgebildet sein, um die Reibung auf ein Minimum zu reduzieren, so daß also
das Sackloch vier leicht nach außen geneigte Seitenwände aufweist. In bevorzugter
Ausgestaltung ist weiterhin vorgesehen, daß auch zwischen der Stirn fläche des gelagerten
Endabschnitts und der Bodenfläche des Sacklochs ein kleiner Winkel besteht; dies
kann entweder durch Abschrägung der Stirnfläche am gelagerten Endabschnitt oder
durch eine schräge Prägung des Sackloch-Bodens erreicht werden.
-
Das Sackloch wird zweckmäßigerweise in den Lagerabschnitt des aufnehmenden
Lagerelements, also des Joches oder des Ankers, durch Prägen eingebracht. Um eine
möglichst große Tiefe des Sacklochs und damit möglichst große Flußübergangsflächen
an den vier Seitenwänden zu erhalten, kann der Boden des Sacklochs in Form einer
Prägewarze über die Oberfläche des Lagerabschnitts vorstehen. Soweit dies nicht
erwünscht ist, kann auch ein den offenen Rand des Sacklochs umgebender Wulst au
geprägt werden.
-
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 ein elektromagnetisches Relais mit erfindungsgemäß
gestalteter Lageranordnung, wobei ein stabförmiger Anker in einem Jochabschnitt
gelagert ist, Fig. 2 eine Abwandlung gegenüber Fig. 1, wobei ein Jochabschnitt mit
seinem Ende in einem Ankerabschnitt gelagert ist, Fig. 3 eine perspektivische Detaildarstellung
der Lagerstelle zwischen Anker und Joch, Fig. 4 bis 6 verschiedene Ausführungsformen
der Lagerstelle jeweils in Schnittdarstellung.
-
Fig. 1 zeigt ein elektromagnetisches Relais im Schnitt.
-
Es besitzt einen Spulenkörper 1 mit einer Wicklung 2 sowie ein aus
einem Polwinkel 3 und einem Jochwinkel 4 zusammengesetztes Joch, wobei in dem Jochschenkel
5 ein stabförmiger Anker 6 gelagert ist. Der Anker betätigt mit einem Fortsatz 7
eine Kontaktfeder 8, deren kontaktgebendes Ende zwischen zwei Gegenkontaktelementen
9 und 10 umschaltbar ist. Der Aufbau des Relais im einzelnen ist für die vorliegende
Erfindung jedoch nicht von Bedeutung.
-
Fig. 2 zeigt eine etwas abgewandelte Ausführungsform des Relais von
Fig. 1. Hierbei ist ein dreischenkeliges Joch 13 mit einem langgestreckten Schenkel
14 vorgesehen, während der Anker 16 winkelförmig mit einem rechtwinkelig abgebogenen
Schenkel 15 ausgebildet ist. In diesem Fall ist der Jochschenkel 14 mit seinem freien
Ende in einer Ausnehmung des als Lagerabschnitt dienenden Ankerschenkels 15 gelagert.
-
Die Lagerung des Ankers 6 in den Jochschenkel 5 ist genauso gestaltet
wie die Lagerung des Jochschenkels 14 in dem Ankerschenkel 15, so daß die folgende
Beschreibung dieser Lagerung anhand der Fig. 3 bis 6 nicht nur für die Lagerung
von Fig. 1, sondern entsprechend in gleicher Weise für die Lagerung gemäß Fig. 2
gilt.
-
Wie in der vergrößerten Ausschnittdarstellung von Fig. 3 zu erkennen
ist, besitzt der Anker 6 an seinem stirnseitigen Ende einen Lagerabschnitt 21, der
im wesentlichen quaderförmig ausgebildet ist und in einer in Form und Größe im wesentlichen
der Quaderform des Lager abschnitts 21 angepaßten Lagerausnehmung 22 des Jochschenkels
5 ruht.
-
Die Anordnung bildet im Prinzip ein Schneidenlager, wobei jedoch im
Gegensatz zu herkömmlichen Schneidenlagern keine V-förlge Lagerschneide mit spitzem
Winkel in einer entsprechenden Lagerrille ruht, sondern vielmehr die La-
gerausnehmung
22 des Jochschenkels 5 ebenso wie der Lagerabschnitt 21 des Ankers 6 einen annähernd
rechteckigen Querschnitt bilden und die Lagerkante 23 des Ankers 6 in einer seitlichen
Kimme 24 des Joches liegt. Um die Ankerbewegung zu ermöglichen, ist jedoch der Öffnungswinkel
der Kimme etwas größer als der Winkel der Lagerschneide bzw. -kante, indem ein Winkelct
zwischen der Seitenfläche 25 des Lagerabschnitts 21 und der Seitenfläche 26 der
Lagerausnehmung und gegebenenfalls ein Winkel ß zwischen der Stirnfläche 27 des
Lagerabschnitts 21 einerseits und der Boden fläche 28 der Lagerausnehmung 22 andererseits
vorgesehen ist.
-
Zweckmäßigerweise wird die Lagerausnehmung 22 im Jochschenkel 5 durch
einen Prägevorgang hergestellt, mit dem ein ebener Boden und vier leicht geneigte
Seitenwände entstehen, so daß bei der Ankerbetätigung keine Reibung an dem gelagerten
Endabschnitt 21 des Ankers auftritt. Um eine definierte Lagerung zu erhalten, ist,
wie oben bereits erwähnt, zwischen der Stirnseite 27 des Ankers und der Bodenfläche
28 der Lagerausnehmung 22 ein keilförmiger Luftspalt vorgesehen. Dieser kann entweder
durch Schrägschneiden der Stirnfläche 27 des Ankers oder mittels Prägung der Lagerausnehmung
22 mit schrägem Stempel gewonnen werden.
-
Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, tritt der Magnetfluß in der Lagerung
sowohl über die Seitenflächen 26 und 29 als auch über die Bodenfläche 28 vom Anker
6 in das Joch 5 über, dazu auch noch über die nicht sichtbaren Schmalseiten des
Ankerabschnitts 21 bzw. der Lagerausnehmung 22 des Joches 5. Dadurch ist die Summe
aller Flächeninhalte, die zum Flußübergang genutzt werden, größer als bei herkömmlichen
Schneiden- oder Flachlagern. Mit diesem großflächigen Ankerlager entsteht ein geringer
magnetischer Widerstand im gesamten Relais-Magnetkreis, was zu einer
Verminderung
der erforderlichen Erregerleistung genutzt werden kann.
-
Wie oben bereits erwähnt, ist die gleiche Lageranordnung mit gleicher
Wirkung auch bei einem Relais gemäß Fig. 2 anwendbar, wenn umgekehrt zu Fig. 1 ein
Jochabschnitt in einer Ausnehmung des Ankers gelagert ist. Dieses Lagerprinzip ist
auch bei herkömmlichen Magnetsystemen mit Winkelanker und Winkeljoch anwendbar.
-
Soweit die Platzverhältnisse es erlauben, kann zur Verbesserung des
Flußübergangs die Prägung vertieft ausgeführt werden, so daß der Boden der Lagerausnehmung
einen äußeren warzenähnlichen Aufwurf 30 (siehe Fig. 5) an der Rückseite des Jochschenkels
5 bildet. Damit vergrößern sich die Seitenflächen der Lagerausnehmung 22 oder die
Bodendicke a, was zur Minderung des magnetischen Widerstandes führt und auch eine
geringere Prägearbeit erfordert.
-
Falls diese Erhöhung 30 gemäß Fig. 5 aus Platzgründen stört, besteht
die Möglichkeit, durch eine entsprechende Prägung einen Wulst 31 auf der Gegenseite
anzuordnen, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist.
-
7 Patentansprüche 6 Figuren
- Leerseite -