DE3842815C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetischen Relais mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 und ein nach dem Verfahren hergestelltes Relais.

Bei elektromagnetischen Relais dieser Art ist es von wesentlicher Bedeutung, daß der magnetische Widerstand im Magnetkreis so klein wie möglich ist. Insbesondere bei Kleinrelais ist der magnetische Widerstand oftmals unbefriedigend hoch, da die Verbindung zwischen Joch und Spulenkern unzulänglich ist und zusätzlich während des Re­ laisbetriebs erheblichen Temperatur- und Schwingungsbean­ spruchungen unterliegt. Außerdem ist es wichtig, daß die Polfläche des Spulenkerns und das Widerlager für den Relaisanker genau aufeinander abgestimmt sind, um auch an dieser Stelle den magnetischen Widerstand klein zu halten. Um dies zu erreichen, wird bei einem bekann­ ten Relais (DE 32 10 031 C2) der Spulenkern in die Wand des Jochs so weit hineingedrückt, bis das gewünschte Maß erreicht ist.

Hierbei ist es nachteilig, daß beim Hineindrücken des Kerns in die Jochwand verhältnismäßig große Kräfte aufgebracht werden müssen, damit das den Spulenkern im Befestigungsbereich umgebende Jochmaterial fließt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß für diese Verbin­ dung der Spulenkern aus einem harten Werk­ stoff hergestellt sein muß, der spanlos nicht bear­ beitbar oder verformbar ist, so daß der Kern nicht ver­ bogen werden kann, weshalb das bekannte Relais ver­ hältnismäßig aufwendig ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Relais mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dahingehend weiterzubilden, daß mit einfachen Mitteln eine magnetisch widerstandsarme, feste Joch-Kern-Verbindung durch Längenjustierung des Kerns mit geringer Kraft erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Ein nach dem Verfahren hergestelltes vorteilhaftes Re­ lais ist durch die Merkmale des Anspruchs 2 gekenn­ zeichnet.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie wesentliche Einzelheiten sind den Merkmalen der Unteransprüche zu entnehmen.

Nachfolgend werden in schematischer Darstellung bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Relais in vergrößerter Darstellung in Seitenansicht,

Fig. 2 einen Teil des erfindungsgemäßen Relais in ver­ größerter Darstellung und geschnittener Seiten­ ansicht mit in das Joch eingestecktem, aber noch nicht befestigten Spulenkern und

Fig. 3 den Teil des Relais gemäß Fig. 2, jedoch mit am Joch endgültig befestigtem Spulenkern.

Das in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemäße Re­ lais 1 kann an einer Leiterplatte 2 installiert werden, die an ihrer Unter- und/oder Oberseite hier nicht dar­ gestellte Leiterbahnen aufweisen kann. Das Relais 1 weist ein aus einem ferromagnetischen Material herge­ stelltes Joch 3 auf, das eine rückwärtige Wand 4 und einen von dieser rechtwinklig abgebogenen Schen­ kel 5 besitzt. An der Jochwand 4 ist ein mit einem im Durchmesser reduzierten Ansatz 6 versehener Kern 7 be­ festigt, der ebenfalls aus ferromagnetischem Material besteht und mit seiner Achse 8 auf Abstand parallel zum Schenkel 5 liegt. Der Kern 7 trägt einen aus Iso­ lierstoff bestehenden Spulenkörper 9, der eine Stirn­ platte 10 und eine Rückplatte 11 aufweist und eine aus Spulendraht gewickelte Spule 12 trägt.

An der Unterseite des Relais 1 können an der Joch­ wand 4 ausgebildete Befestigungszapfen 13 und zu Ruhe­ kontakten 14, Arbeitskontakten 15 und Spulenanschluß­ teilen 16 gehörende Steckzapfen 17 vorgesehen sein, die entsprechend einem in der Leiterplatte 2 ausgebil­ deten Lochraster auf Abstand zueinander angeordnet sind und in die Löcher der Leiterplatte 2 eingesteckt werden können.

Am oberen Winkeleckbereich des Jochs 3 kann ein nach oben vorstehender Zapfen 18 ausgebildet sein, an dem eine Schraubenzugfeder 19 befestigbar ist. Das andere Ende der Schraubenfeder 19 kann an einem ebenfalls nach oben vorstehenden Steg 20 eines gleichfalls aus ferromagnetischem Material bestehenden Klappankers 21 befestigt sein. Der Klappanker 21 ist an einem am Jochschenkel 5 ausgebildeten Widerlager 22 schwenkbar gelagert. Auf dem Jochschenkel 3 kann eine Metal­ litze 23 befestigt sein, die mit ihrem anderen Ende am Klappanker 21 kontaktiert ist. An der Vorderseite des Klappankers 21 kann ein dünnes Kontaktfederblech 24 vorgesehen sein, das einen oder mehrere zwischen den Ruhekontakten 14 und den Arbeitskontakten 15 angeord­ nete Schaltkontakte 25 aufweisen kann.

Insbesondere der Fig. 2 ist zu entnehmen, daß an der rückwärtigen Wand 4 des Jochs 3 ein Durchzug 26 ausge­ bildet sein kann, der einen an der Innenseite 27 der Jochwand 4 vorstehenden Vorsprung 28 und eine Ver­ tiefung 29 aufweisen kann, die an der gegenüberlie­ genden Außenseite 30 der Jochwand 4 ausgebildet ist. In das den Innendurchmesser des Durchzugs 26 bestim­ mende Loch 31 kann der Ansatz 6 des Kerns 7 einge­ steckt werden, so daß der Kern 7 mit einer Anschlag­ fläche 32 an einer durch den Außendurchmesser und den Innendurchmesser des Vorsprungs 28 begrenzten Kreis­ ringfläche 33 zur Anlage gelangt. Der Durchmesser des Kerns 7 und der Außendurchmesser des Vorsprungs 28 können vorzugsweise ungefähr gleich sein. Ebenso kann der Durchmesser des Spulenkernansatzes 6 zweckmäßig gleich oder nur etwas kleiner sein als der Durchmesser des Durchzugloches 31, so daß der Ansatz 6 bei der Montage weitgehend spielfrei in den Vorsprung 28 ein­ gesteckt werden kann.

Darüber hinaus kann es günstig sein, die durch den In­ nendurchmesser und den Außendurchmesser des Vorsprungs 28 begrenzte Breite der Kreisringfläche 33 so zu ge­ stalten, daß sie ungefähr genauso breit ist wie die Dicke der Jochwand 4. Dabei kann es in bevorzugter Ausführung zudem vorteilhaft sein, den durch das Loch 31 bestimmten Innendurchmesser des Vorsprungs 28 und dessen Außendurchmesser so aufeinander abzustimmen, daß der Vorsprungsaußendurchmesser ungefähr doppelt so groß ist wie der Vorsprungsinnendurchmesser beziehungs­ weise der Durchmesser des Loches 31. Gemäß der Dar­ stellung in Fig. 2 kann der in der Jochwand 4 ausge­ bildete Durchzug 26 vorteilhaft so gestaltet sein, daß das Maß der rückseitigen Vertiefung 29 und die Länge des die Jochwandinnenseite 27 überragenden Vorsprungs 28 in axialer Richtung etwa gleich sind. Dazu kann es zweckmäßig sein, das Maß der Vertiefung 29 inner­ halb der Jochwand 4 und/oder die Länge des an der In­ nenseite 27 vorstehenden Vorsprungs 28 in axialer Richtung so auszulegen, daß sie annähernd gleich oder größer als die halbe Dicke der Jochwand 4 ist. Wie der Fig. 2 außerdem zu entnehmen ist, kann die axiale Länge des Ansatzes 6 etwas größer sein als der Abstand zwischen dem Grund der Vertiefung 29 und der Kreis­ ringfläche 33, so daß der Ansatz 6 in die Vertiefung 29 des Durchzugs 26 hineinragt.

Bei der in der Fig. 2 gezeigten Montagestellung befin­ det sich die dem Ansatz 6 gegenüberliegende Polfläche 34 des Kerns 7 auf Grund des an der Jochwandinnenseite 27 vorstehenden Vorsprungs 28 in einer Ebene vor dem Widerlager 22, so daß die Distanz 35 zwischen der Pol­ fläche 34 und der Jochwandinnenseite 27 größer ist als das Vorgabemaß 36 zwischen der Jochwandinnenseite 27 und dem Widerlager 22 und zwischen der Ebene der Pol­ fläche 34 und der Ebene des Widerlagers 22 ein Abstand 37 besteht. Bei der Verbindung des Spulenkerns 7 mit dem Joch 3 wird nun so vorgegangen, daß auf die Pol­ fläche 34 des Kerns 7 eine in axialer Pfeilrichtung wirkende Druckkraft 38 ausgeübt wird. Dabei wird die Anschlagfläche 32 des Spulenkerns 7 fest gegen die Kreisringfläche 33 des vorstehenden Wandvorsprungs 28 gedrückt, und zwar derart, daß der Wandvorsprung 28 in Richtung zur Ebene der Jochwand 4 zurückgedrückt wird, so daß die Kernanschlagfläche 32 und die Kreis­ ringfläche 33 ungefähr in oder geringfügig vor der Ebene der Innenseite 27 der Jochwand 4 sich befinden, wie es in Fig. 3 in der Endmontagestellung dargestellt ist. Der Vorsprung 28 ist dabei vorzugsweise so weit zurückgedrückt worden, daß die Kernpolfläche 34 in der­ selben Ebene wie das Widerlager 22 liegt. Der aus Fig. 2 ersichtliche Abstand 37 zwischen der Ebene des Widerlagers 22 und der Ebene der Polfläche 34 besteht beim bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 und 3 somit nicht mehr, sondern ist im wesentlichen auf Null reduziert worden. Hierbei kann es vorteilhaft sein, die Länge des Spulenkerns 7 von der Polfläche 34 bis zur Anschlagfläche 32 zuzüglich der Länge des gemäß Fig. 3 zurückgedrückten Vorsprungs 28 von der Innenseite 27 bis zur Kernanschlagfläche 32 so zu gestalten, daß die Addition der vorgenannten Teillän­ gen gleich dem Vorgabemaß 36 zwischen der Innenseite 27 und dem Widerlager 22 ist. Bei der Befestigung des Spulenkerns 7 kann der Vorsprung 28 weniger oder mehr zurückgedrückt werden, so daß die Distanz 35 zwi­ schen der Jochwandinnenseite 27 und der Kernpolfläche 34 etwas kleiner oder größer ist als das Vorgabemaß 36 zwischen der Jochwandinnenseite 27 und dem Klappanker­ widerlager 22. Darüber hinaus kann es günstig sein, das freie Ende des Kernansatzes 6 an der Jochwand­ außenseite 30 so zu vernieten, daß mindestens ein Teil des Nietbundes 39 in der Vertiefung 29 des Durchzugs 26 liegt.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Herstellungsverfah­ rens und des danach hergestellten Relais besteht darin, daß der Kern 7 äußerst maßgenau und dauerhaft fest mit der Jochwand 4 verbunden werden kann, wobei zudem ein großflächiger Stoffschluß im Verbindungsbe­ reich der beiden Teile gegeben ist, so daß bei kleinem magnetischen Übergangswiderstand ein hoher magneti­ scher Kraftlinienfluß erzielt werden kann. Beim Zu­ rückdrücken des Wandvorsprungs 28 mittels der Druck­ kraft 38 wird die Wandung des Durchzugs 26 durch stauchähnliche Verformung fest gegen den Umfang des Kernansatzes 6 gepreßt und gleichzeitig wird die Kernanschlagfläche 32 gegen die Kreisringfläche 33 des Vorsprungs 28 gepreßt, so daß mit dem Nietbund 39 eine kraft- und formschlüssige Festverbindung gegeben ist, die sowohl im Durchzug 26 als auch an dessen Innen- und Außenseiten axial und radial druckkraftschlüssig ist.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung eines elektromagnetischen Relais, insbesondere Klappankerrelais (1), mit einem ferromagnetischen Joch (3) und einem ferromagnetischen Spulenkern (7), der mit einem in eine Jochwand (4) ein­ greifenden Ansatz (6) festlegbar ist, wobei der Kern (7) für einen Toleranzausgleich unter Verformung des Jochmaterials bis zu einem vorgegebenen Maß axial verlagert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (7) gegen einen vorstehenden Wandvorsprung (28) gedrückt und der Wandvorsprung (28) in Richtung zur Ebene der Jochwand (4) zurückgedrückt wird, wobei der Wandvor­ sprung (28) als an der dem Kern (7) zugewandten Joch­ wandinnenseite (27) ausgeprägter Durchzug (26) ausge­ bildet ist, der an der der Jochwandinnenseite (27) gegenüberliegenden Jochwandaußenseite (30) eine Vertiefung (29) aufweist.

2. Nach vorstehendem Verfahren hergestelltes Relais, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß der Vertiefung (29) des Durchzugs (26) in der Jochwand (4) ungefähr gleich oder größer als die halbe Dicke der Jochwand (4) ist.

3. Relais nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Vertiefung (29) und der Vorsprung (28) des Jochwanddurchzugs (26) ungefähr gleich sind.

4. Relais nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (28) des Durchzugs (26) eine Kreisringfläche (33) aufweist, deren Außendurchmesser bevorzugt etwa doppelt so groß ist, wie der durch ein Loch (31) gebildete Innendurchmesser, in das der Ansatz (6) des Spulenkerns (7) einsteckbar ist.

5. Relais nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurch­ messer des Vorsprungs (28) und der des Spulenkerns (7) etwa gleich sind.

6. Relais nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Innen- und Außendurchmesser begrenzte Breite der Kreis­ ringfläche (33) des Vorsprungs (28) ungefähr gleich der Dicke der Jochwand (4) ist.

7. Relais nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine gegen den zurückgedrückten Vorsprung (28) gepreßte Anschlag­ fläche (32) des Spulenkerns (7) ungefähr in oder etwas vor der Ebene der Jochwandinnenseite (27) liegt.

8. Relais nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außen­ seite (30) der Jochwand (4) ein Nietbund (39) des Spulen­ kernansatzes (6) in der Vertiefung (29) des Durchzugs (26) angeordnet ist.

9. Relais nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Spulenkerns (7) von einer freien Polfläche (34) bis zur Anschlagfläche (32) zuzüglich der Länge des zurück­ gedrückten Vorsprungs (28) von der Kernanschlagfläche (32) bis zur Innenseite (27) der Jochwand (4) gleich dem Vorgabemaß (36) zwischen der Jochwandinnenseite (27) und einem Ankerwiderlager (22) eines von der Jochwand (4) rechtwinklig abstrebenden Jochschenkels (5) ist.