DE4244794C2 - Polarisiertes Relais - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein polarisiertes elektromagnetisches Relais mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Ein derarti­ ges Relais mit einem über seitliche Scharnierfedern quasi-schwimmend ge­ lagerten Anker ist aus EP 0 293199 A2 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Relais dieser Art anzu­ geben, bei dem eine zuverlässige Ankerbewegung gewährleistet ist und gleichzeitig externe Stöße abgefangen werden.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Anspruch 1. Die da­ nach ausgebildete Ankerlagerung verleiht einerseits dem Anker die Freiheit, unter dem Einfluß von Stößen in den drei Koordinatenrichtungen auszuwei­ chen, während andererseits in diesen Richtungen auch genügend Elastizität vorhanden ist, um den Anker jeweils wieder in seine Ausgangslage zurück­ zustellen.

Teilmerkmale des Anspruchs 1 sind für sich aus dem Stand der Tech­ nik bekannt. So weist das Relais nach DE 32 24 013 C2 ein U-förmiges Seg­ ment zur Befestigung der Kontaktfeder an einem Anschlußelement auf. Bei dem Relais nach DE 32 25 830 A1 sind am Anker Kontaktfedern tragende Seitenstützen angeformt. Bei einem weiteren aus DE 32 10 654 A1 bekann­ ten Relais sind Kontaktfedern in einen Träger eingebettet, der über mehr­ fach abgewinkelte und gekröpfte Befestigungsteile gelagert ist. Alle diese Relais weisen aber Ankerlagerungen auf, die von derjenigen des Relais nach EP 0 293 199 A2 und gemäß der Erfindung sehr verschieden sind.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher beschrieben; darin zeigen

Fig. 1 eine perspektivische zerlegte Darstellung eines polarisierten Relais,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Relais,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Ankerblock des Relais,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer zur Lagerung des Anker­ blocks dienenden Scharnierfeder, und

Fig. 5 eine der Fig. 4 ähnliche Darstellung einer Variante der Schar­ nierfeder.

In Fig. 1 und 2 ist ein polarisiertes Relais gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Das Relais weist eine zweipolige Umschaltkontaktanordnung mit monostabilem Betrieb auf. Eine Grundein­ heit 10 des Relais ist aus elektrisch isolierendem Kunststoffmaterial als rechteckiger Körper mit einem eingebetteten Spulenblock samt Spulenan­ schlüssen 41 und Festkontaktanschlüssen 43 gegossen. Auf der Grundein­ heit 10 ist ein Ankerblock 50 angebracht, der einen langgestreckten, flachen Anker 51 und einen Satz Kontaktfedern 53 aufweist, wobei an jeder Längs­ seite des Ankers 51 zwei Kontaktfedern 53 in Längsrichtung verlaufen. Die beiden jeweils an derselben Längsseite angeordneten Kontaktfedern 53 sind aus einer einzigen (nicht dargestellten) Kupferfolie ausgestanzt, über eine mittlere Brücke 54 miteinander verbunden und an ihren freien Ende jeweils mit Kontaktstücken 55 versehen.

Die Kontaktfedern 53 sind an dem Anker 51 mittels einer Klammer 57 gehalten, die aus elektrisch isolierendem Kunststoff in der Mitte des Ankers 51 angegossen ist. Die Klammer 57 ist an jeder Seite des Ankers 51 mit einem Paar von Seitenstützen 58, 59 versehen, durch die die beiden Kon­ taktfedern 53 in Abstand von der Längsseite des Ankers 51 verlaufen, wobei die Brücke 54 zwischen den Seitenstützen 58 und 59 liegt, wie dies am be­ sten in Fig. 3 dargestellt ist. Von der Brücke 54 aus verlaufen Scharnierfe­ dern 60, durch die der Ankerblock 50 schwenkbar an der Grundeinheit 10 so gelagert ist, daß der Anker 51 zwischen zwei Kontaktbetätigungsstellun­ gen hin und her schwenken kann. Einzelheiten der Scharnierfedern 60 wer­ den später erörtert.

Der Spulenblock weist einen länglichen Spulenhalter 21 aus elek­ trisch isolierendem Kunststoff mit an seinen Längsenden angeformten Flan­ schen 22 auf. In den Spulenhalter 21 ist ein generell U-förmiger Kern 30 so eingefügt, daß die oberen Enden seiner Schenkel jeweils zu den oberen En­ den der Flansche 22 verlaufen. Die vorspringenden Bereiche der Schenkel bilden entgegengesetzte Polenden 31, die auf die Längsenden des Ankers 51 ausgerichtet sind.

Zwischen den Polenden 31 des Kerns 30 ist ein stabförmiger, dreipoli­ ger Permanentmagnet 35 angeordnet, der so magnetisiert ist, daß er an sei­ nen Enden dieselbe Polarität, z. B. S-Pole, und in der Mitte einen entgegen­ gesetzten Pol, d. h. den N-Pol, aufweist. Der Permanentmagnet 35 ist so an dem Spulenblock gehalten, daß sich seine Endpole an den Polenden 31 des Kerns 30 in Abstand von der Erregerspule 25 befinden.

Die den Ankerblock 50 schwenkbar an der Grundeinheit 10 lagernden Scharnierfedern 60 sind speziell so ausgebildet, daß sie auf das Relais ein­ wirkende äußere Stöße oder Kräfte aufnehmen, um über lange Lebenszeit einen zuverlässigen und stabilen Kontaktbetrieb zu gewährleisten.

Wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, ist jede Scharnierfeder 60 mit der je­ weiligen Kontaktfeder 53 einstückig ausgebildet und weist einen in Abstand von der Brücke 54 der Kontaktfeder 53 und parallel zu dieser verlaufenden Steg 61, eine Verankerungsfahne 62 sowie ein die Verankerungsfahne 62 mit dem Steg 61 verbindendes U-förmiges Segment 63 auf. Die Veranke­ rungsfahne 62 ist mit einem Kontaktfleck 47 (Fig. 2) in der Längsmitte der Grundeinheit 10 verschweißt, um den Ankerblock 50 an der Grundeinheit 10 zu befestigen.

Der Steg 61 verläuft von der Seitenstütze 58 längsversetzt gegenüber der Schwenkachse in Richtung eines Endes des Ankers 51, wobei die Ver­ bindung zwischen dem Steg 61 und der Brücke 54 der Kontaktfeder 53 mit der Seitenstütze 58 und der Hauptteil der Brücke 54 mit der Klammer 57 umspritzt sind. Der umspritzte Bereich ist in Fig. 4 mit einer strichpunktier­ ten Linie dargestellt.

Durch Versetzen des Austrittsendes des Stegs 61 gegenüber der Schwenkachse bzw. der Mitte des Ankerblocks 50 kann der Steg 61 beim Zusammenbau des Ankerblock 50 mit der Grundeinheit 10 elastisch ver­ formt werden, wenn wird, so daß der Steg 61 eine Federvorspannung er­ zeugt, die den Ankerblock 50 in die normalerweise offene Kontaktposition drückt. Diese Federvorspannung wirkt zusätzlich zur magnetischen Vor­ spannung des Magnetkreises, um die monostabile Charakteristik zu erzie­ len.

In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß die Feder­ vorspannung des Stegs die monostabile Charakteristik auch allein herbei­ führen kann, wenn der Magnetkreis so ausgebildet ist, daß er keine magne­ tische Vorspannung erzeugt. Ferner kann der Steg 61 wegen seiner elasti­ schen Verformbarkeit in bezug auf die Verankerungsfahne 62 in vertikaler Richtung gut äußere Stöße oder Kräfte auffangen, die in dieser Richtung, d. h. in der Richtung z in Fig. 4, wirken.

Das U-förmige Segment 63, das den Steg 61 mit der Verankerungs­ fahne 62 verbindet, ist vertikal derart nach oben gebogen, daß sich der Steg 61 relativ zu der Verankerungsfahne 62 um einen ausreichenden Weg in ho­ rizontaler Richtung, d. h. in den Richtungen x und y in Fig. 4, elastisch ver­ biegen kann. Somit kann die Scharnierfeder 60 in allen Richtungen wirken­ de äußere Kräfte absorbieren.

Um die effektive Länge des Stegs zur Erhöhung der Stoßfestigkeit zu vergrößern, ist bei der in Fig. 5 dargestellten Variante der Scharnierfeder 60B weist der entsprechende Steg 61B zwischen seinen Enden eine Kröp­ fung 64 auf. Auch bei dieser Variante kann sich der Steg 61B relativ zu der Verankerungsfahne 62B in Richtung einer Abflachung der Kröpfung 64 oder in seiner Längsrichtung elastisch verformen, um äußere Stöße in dieser Richtung zu absorbieren.

Nachdem der Ankerblock 50 auf die Grundeinheit 10 aufgesetzt ist, erfolgt, falls erforderlich, eine Feineinstellung, um die Kontaktfedern 53 in genaue Position bezüglich der zugeordneten Festkontakte 45 zu bringen, was durch leichtes Verformen der Kontaktfedern 53 erfolgt. Zu diesem Zweck ist die Grundeinheit 10 an ihrer Oberfläche mit Hohlräumen 11 ver­ sehen, die den Eingriff eines Werkzeugs zum Einstellen der Kontaktfedern 53 zulassen. Auf die Grundeinheit 10 ist Kappe 12 aufgesetzt, und der An­ kerblock 50 wird durch ein zwischen Kappe 12 und Grundeinheit 10 einge­ fülltes Dichtmittel dicht abgeschlossen.

Claims (3)

1. Polarisiertes Relais, umfassend
einen auf einer Grundeinheit (10) vorgesehenen Spulenblock mit einem länglichen Spulenhalter (21), einer auf diesen gewickelten Erreger­ spule (25), einem in den Spulenhalter (21) eingeführten Kern (30), dessen Polenden (31) von den Enden des Spulenhalters (21) nach oben verlaufen, und einem zwischen die Polenden (31) eingesetzten Permanentmagnet (35),
einen Ankerblock (50) mit einem länglichen, im wesentlichen flachen Anker (51) und einem Satz bewegbarer Kontaktfedern (53), die durch eine mit dem Anker (51) vergossene elektrisch isolierende Klammer (57) an die­ sem befestigt sind, wobei der Anker (51) zwischen zwei Kontaktbetäti­ gungsstellungen schwenkbar am Spulenblock gelagert ist und mit dem Kern (30) und dem Permanentmagnet (35) einen Magnetkreis zur gepolten Ankerbetätigung bildet, und wobei an den Seiten des Ankers (51) vorsprin­ gende, gegenüber der in seiner Längsmitte gelegenen Schwenkachse ver­ setzte Seitenstützen (58) an die Klammer (57) angeformt sind, und
an den Seiten des Ankers (51) in dessen Längsmitte angeordnete Scharnierfedern (60), deren jede einen über eine begrenzte Länge längs der Seite des Ankers (51) verlaufenden Steg (61) und eine mit diesem ein­ stückige Verankerungsfahne (62) zur Befestigung an der Grundeinheit (10) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß der von der jeweiligen Seitenstütze (58) des Ankers (51) ausgehende Steg (61) und die Verankerungsfahne (62) im wesentlichen in einer Ebene liegen und über ein zu dieser Ebene recht­ winklig verlaufendes U-förmiges Segment (63) miteinander verbunden sind.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (51) durch den Magnetkreis in einen monostabilen Beitrieb vorgespannt ist.

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg (61B) im Zuge seiner Länge eine Kröpfung (64) aufweist.