DE4314715A1 - Wippanker mit Lagerfeder in einem elektromagnetischen Relais - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Wippanker in einem elektroma­ gnetischen Relais mit einem Träger, auf welchem der Anker um eine Mittelachse abrollbar gelagert ist, und einer aus einem ferromagnetischen Band geschnittenen, zwischen dem Anker und dem Träger angeordneten Lagerfeder, welche einen an dem An­ ker befestigten zentralen Befestigungsabschnitt sowie zwei von dem Befestigungsabschnitt jeweils nach außen entlang der Mittelachse verlaufende Torsionsstege aufweist.

Relaissysteme mit Wippanker sind seit langem bekannt und in Gebrauch. In der Regel handelt es sich dabei um polarisierte Magnetsysteme, wobei ein oder mehrere Dauermagneten unter­ halb der Mittenlagerung des Ankers oder an anderen Stellen im Magnetkreis angeordnet sein können. Als Träger für den Anker kann dabei unmittelbar ein Dauermagnet oder eine meist ferromagnetische Platte dienen.

Ein Relais mit Wippanker ist beispielsweise aus der EP-A-0 100 165 bekannt. Dort ist die Lagerfeder einstückig mit einer Kontaktfeder aus nicht ferromagnetischem Material unmittelbar mit dem Anker verbunden, wobei die Torsionsstege zugleich als Stromzuführungen dienen. Bei einem ähnlich auf­ gebauten Relais gemäß EP-B-0 197 391, bei dem ebenfalls mit dem Anker verbundene Kontaktfedern als Lagerfedern mit Tor­ sionsstegen ausgebildet sind, ist der Anker unmittelbar auf einem dreipoligen Dauermagneten gelagert. In diesen bekann­ ten Fällen besteht jeweils das Problem, die als Stromzufüh­ rungen dienenden und daher isoliert befestigten Lagerfedern so genau und toleranzarm anzuordnen, daß zwischen dem Anker und seinem Träger bzw. einem Dauermagneten ein möglichst gu­ ter Übergang für den Magnetfluß erreicht wird, ohne daß da­ bei unerwünschte Reibung auftritt.

In der DE-AS 10 19 383 ist in einem Ausführungsbeispiel auch bereits ein Relais mit einem Wippanker der eingangs genann­ ten Art gezeigt, bei dem eine Blattfeder mit Torsionsstegen aus ferromagnetischem oder unmagnetischem Material zwischen dem Anker und einem als Träger dienenden Dauermagneten ange­ ordnet ist. Diese Ankerfeder wird dort jedoch nicht an dem Magneten befestigt, sondern sie läuft mit langen Armen um den blockförmigen Magneten herum bis zu dessen entgegenge­ setzter Polplatte, wo sie dann befestigt ist. Diese Art der Lagerung bringt jedenfalls zwischen dem Magneten und dem an­ liegenden Dauermagnetpol keinen sehr guten Flußübergang; be­ steht sie aus ferromagnetischem Material, so bewirkt sie ei­ nen nicht immer erwünschten magnetischen Nebenfluß.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wippanker mit Lagerfeder in einem Relais der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß mit wenigen Teilen eine einfache Montage mög­ lich ist und daß zwischen Anker und Träger im Lagerbereich ein möglichst guter Magnetflußübergang bei möglichst gerin­ ger Reibung erreichbar ist.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß der Träger plattenförmig ist und daß die Lagerfeder jeweils in Verlängerung der Torsionsstege angeformte, den Rand des plattenförmigen Trägers umgreifende Klemmabschnitte auf­ weist, wobei jeder der Klemmabschnitte einen flach auf der Oberfläche des Trägers aufliegenden Kopplungsabschnitt und mindestens eine dem Kopplungsabschnitt gegenüberliegend an dem Träger angreifende Federzunge besitzt.

Bei der erfindungsgemäß gestalteten Lagerung des Wippankers besitzt also die Lagerfeder beiderseits des Ankers jeweils Klemmabschnitte, die auf einfache Weise am Rand des Trägers durch Einhängen befestigt werden können. Diese Klemmab­ schnitte sind dabei so gestaltet, daß sie jeweils den plat­ tenförmigen Träger umgreifen und an den beiden gegenüberlie­ genden Oberflächen des Trägers mit unterschiedlich gestalte­ ten Abschnitten auch in unterschiedlicher Weise anliegen. Der flach auf der dem Anker zugewandten Oberseite des Trä­ gers aufliegende Kopplungsabschnitt gewährleistet den er­ wünschten guten Flußübergang zwischen Anker und Träger, da allein die Materialdicke der Lagerfeder zwischen den beiden Teilen liegt; die an der gegenüberliegenden Unterseite des Trägers angreifende Federzunge erzeugt die Kraft für das flache Aufliegen des Kopplungsabschnittes. Die Federzungen sind dabei von der eigentlichen Lagerfeder entkoppelt, so daß der jeweilige Kopplungsabschnitt ohne Verspannungen und Durchbiegungen ganzflächig auf dem Träger aufliegt.

Da der zentrale Befestigungsteil der Lagerfeder im Mittelbe­ reich fest mit dem Anker verbunden ist, rollt dieser auf dem Träger ab und verursacht nahezu keine Reibung; lediglich die Torsionsstege werden leicht in sich verwunden.

Die die Haltekraft der Klemmabschnitte erzeugenden Federzun­ gen oder federnden Abschnitte können in verschiedener Weise ausgestaltet werden. Wesentlich ist dabei lediglich, daß sie durch entsprechende Gestaltung ihrer Verbindung mit den Kopplungsabschnitten kräftemäßig entkoppelt werden. Als Trä­ ger für den Anker im Lagerbereich kommt ein plattenförmiger Dauermagnet oder eine ferromagnetische Polplatte in Be­ tracht. Im übrigen wird das Prinzip der Erfindung auch dann verwirklicht, wenn die Funktionen des Ankers und des Trägers bezüglich der Lagerfeder vertauscht sind, wenn also der Be­ festigungsabschnitt der Lagerfeder an dem Träger befestigt ist und die Klemmabschnitte jeweils den seitlichen Rand des Ankers umgreifen. Eine solche Umkehr könnte namentlich dann sinnvoll sein, wenn beispielsweise ein Anker in Form einer ebenen Platte auf einem Dauermagneten gelagert wird, der ähnlich wie bei dem Relais gemäß EP-B-0 197 391 von der Mit­ telachse nach beiden Seiten schräg abfallende Oberflächen aufweist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Magnetsystem für ein Relais mit erfindungsgemäß gelagertem Wippanker,

Fig. 2 eine vergrößerte Einzelheit II aus Fig. 1,

Fig. 3 eine Lagerfeder aus dem Magnetsystem von Fig. 1,

Fig. 4 einen Dauermagneten mit Lagerfeder ohne Anker für ein System gemäß Fig. 1, jedoch mit abgewandelter Einhän­ gung der Lagerfeder,

Fig. 5 eine vergrößerte Einzelheit V aus Fig. 4 und

Fig. 6 eine Lagerfeder mit abgewandeltem Klemmabschnitt.

In der Fig. 1 ist ein polarisiertes Magnetsystem für ein Relais dargestellt. Es enthält als tragendes Element einen Spulenkörper 1 aus Isolierstoff, auf welchem eine Wicklung 2 sitzt und in welchem axial zur Wicklung ein Kern 3 angeord­ net ist. Die Enden des Kerns 3 sind jeweils mit Polblechen 4 und 5 verbunden, welche ihrerseits nach oben Polflächen 41 bzw. 51 bilden. Oberhalb der Wicklung 2 und parallel zu ih­ rer Achse ist ein plattenförmiger Dauermagnet 6 angeordnet, der an beiden Enden gleichnamige Pole (N) und in seiner Mitte einen dazu ungleichnamigen Pol (S) besitzt. Die Enden des Dauermagneten 6 sind mit den beiden Polblechen 4 und 5 gekoppelt, so daß an den Polflächen 41 und 51 jeweils der gleiche Pol, im gezeigten Beispiel also jeweils ein Nordpol, erzeugt wird.

Auf dem Dauermagneten 6 liegt ein Wippanker 7, der aus einem flachen Blech geformt und um eine Mittelachse 71 beiderseits leicht nach oben gebogen ist, so daß er auf einer als Ab­ rollachse dienenden Mittelachse 61 des Dauermagneten (siehe Fig. 4) abrollen kann. Die beiden Ankerflügel 72 und 73 bilden also mit den beiden Polflächen 41 und 51 jeweils Ar­ beitsluftspalte, in denen sich der Dauermagnetfluß mit einem über die Wicklung 2 erzeugten Erregerfluß überlagert. Je nachdem, in welchem Luftspalt sich die Flüsse gleichsinnig oder gegensinnig überlagern, wird der Anker 7 an das Polblech 4 oder an das Polblech 5 angezogen. Bei der Wippbe­ wegung des Ankers können nicht dargestellte Kontaktelemente betätigt werden. Im vorliegenden Beispiel geschieht dies beispielsweise mit den Betätigungsnasen 74, welche über ei­ nen nicht dargestellten Schieber auf einen unterhalb des Ma­ gnetsystems angeordneten Kontaktsatz einwirken. Es wären aber auch andere Konstruktionen möglich, beispielsweise eine Anordnung von Kontaktelementen oberhalb des Ankers oder eine Betätigung über beide Ankerflügel.

Zur Befestigung des Ankers 7 und zu dessen magnetischer An­ kopplung an den Mittelpol (S) des Dauermagneten 6 dient eine Lagerfeder 8, welche in Fig. 3 als Einzelteil dargestellt ist. Diese Lagerfeder besitzt einen zentralen Befestigungs­ abschnitt 81, mit welchem sie großflächig an der Unterseite des Ankers anliegt und mit diesem verbunden ist. Zur Befe­ stigung der Lagerfeder sind am Anker zwei Nietzapfen 75 nach unten geprägt (in Fig. 1 nur als Vertiefungen auf der Ober­ seite zu sehen); auf diese Nietzapfen wird die Lagerfeder 8 mit Lochungen 82 aufgesteckt und vernietet. Weiterhin be­ sitzt die Lagerfeder zwei Torsionsstege 83, welche sich im montierten Zustand entlang der Abrollachse 61 auf dem Dauer­ magneten 6 erstrecken, und in Verlängerung der Torsionsstege 83 jeweils einen Klemmabschnitt 84, welcher jeweils eine der Längsseiten 62 des Dauermagneten umgreift. Der Klemmab­ schnitt besitzt jeweils einen völlig flach auf dem Dauerma­ gneten aufliegenden Kopplungsabschnitt 85, der einen guten Übergang des Magnetflusses zwischen Anker und Dauermagnet über die geringe Materialdicke der Feder gewährleistet, und bei diesem ersten Ausführungsbeispiel eine über zwei Verbin­ dungsstege 86 angeformte, nach innen geknickte Federzunge 87. Diese Federzunge 87 ist durch ihren Freischnitt von den Verbindungsstegen 86 von dem Kopplungsabschnitt 85 entkop­ pelt und drückt mit ihrer Federkraft dem Kopplungsabschnitt 85 gegenüberliegend gegen die Unterseite des Dauermagneten, wodurch der Kopplungsabschnitt 85 mit seiner gesamten Fläche auf die Oberseite des Dauermagneten 6 aufliegt, so daß der erwähnte gute Flußübergang gewährleistet wird. Die Verbin­ dungsstege 86 verlaufen in einem seitlichen Einschnitt 63 des Dauermagneten, wodurch eine Verschiebung der Lagerfeder und damit des Ankers in Längsrichtung verhindert wird.

In den Fig. 4 und 5 ist eine abgewandelte Ausführungsform des Dauermagneten gezeigt, wobei die Breite des Dauermagne­ ten durchgehend gleich bleibt und zur Sicherung des Ankers gegen Längsverschiebung lediglich an der Unterseite eine ge­ prägte Ausnehmung 64 vorgesehen ist, in welcher die Feder­ zunge 87 ruht.

Fig. 6 zeigt eine Abwandlung der Lagerfeder 8. Hierbei ist ein einzelner Verbindungssteg 86 vorgesehen, zu dessen bei­ den Seiten jeweils eine Federzunge 87 angeordnet ist. Weite­ re Varianten sind denkbar. So könnte eine Federzunge zur Er­ zeugung der Klemmkraft auch in Verlängerung eines einzelnen Verbindungssteges 86 vorgesehen werden, wenn durch entspre­ chende Querschnittsgestaltung des Verbindungssteges die kräftemäßige Entkopplung der Feder Zunge von dem Kopplungsab­ schnitt gewährleistet ist, so daß der Kopplungsabschnitt nicht durchgebogen wird, sondern flach auf dem Dauermagneten aufliegt.

Wie bereits eingangs erwähnt, kann anstelle des Dauermagne­ ten 6 auch eine ferromagnetische Lagerplatte bei entspre­ chender Umgestaltung des Magnetsystems zur Befestigung des Ankers vorgesehen werden. Auch ein Vernieten der Lagerfeder an dem Dauermagneten bzw. an der Lagerplatte wäre in einer Umkehrung der Verhältnisse möglich, wobei dann die Klemmab­ schnitte am Anker angreifen würden.

Claims (8)

1. Wippanker in einem elektromagnetischen Relais mit einem Träger (6), auf welchem der Anker (7) um eine Mittelachse (61) abrollbar gelagert ist, einer aus einem ferromagneti­ schen Band geschnittenen, zwischen dem Anker (7) und dem Träger (6) angeordneten Lagerfeder (8), welche einen am An­ ker befestigten zentralen Befestigungsabschnitt (81) sowie zwei von dem Befestigungsabschnitt jeweils nach außen ent­ lang der Mittelachse verlaufende Torsionsstege (83) auf­ weist, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (6) platten­ förmig ist und daß die Lagerfeder (8) jeweils in Verlänge­ rung der Torsionsstege angeformte, den Rand des plattenför­ migen Trägers (6) umgreifende Klemmabschnitte (84) aufweist, wobei jeder der Klemmabschnitte (84) einen flach auf der Oberfläche des Trägers (6) aufliegenden Kopplungsabschnitt (85) und mindestens eine dem Kopplungsabschnitt gegenüber­ liegend an dem Träger angreifende Federzunge (87) besitzt.

2. Wippanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Klemmabschnitt (84) im Anschluß an den Kopplungsab­ schnitt (85) zwei den Rand des Trägers (6) umgreifende Ver­ bindungsstege (86) aufweist, zwischen denen eine Federzunge (87) nach innen gebogen ist.

3. Wippanker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Klemmabschnitt (84) einen den Rand des Trägers (6) um­ greifenden Verbindungssteg (86) aufweist, wobei zu dessen beiden Seiten je eine Federzunge (87) nach innen gebogen ist.

4. Wippanker nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (6) jeweils an seinem Rand einen Einschnitt (63) zur Aufnahme und Lagesicherung der Verbindungsstege (86) aufweist.

5. Wippanker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Federzunge (87) jeweils in eine Kerbe (64) auf der dem Kopplungsabschnitt (85) gegenüberliegenden Seite des Trägers (6) eingreift.

6. Wippanker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Träger (6) durch einen plattenförmigen Dauermagneten gebildet ist.

7. Wippanker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Träger durch eine unterhalb des Ankers angeordnete ferromagnetische Polplatte gebildet ist.

8. Wippanker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Funktion des Ankers (7) und des Trä­ gers (6) bezüglich der Lagerfeder (8) vertauscht sind, der­ art, daß der Befestigungsabschnitt (81) der Lagerfeder an dem Träger (6) befestigt ist und die Klemmabschnitte (84) jeweils den seitlichen Rand des Ankers umgreifen.