EP0074577B1

EP0074577B1 - Polarisiertes elektromagnetisches Relais

Info

Publication number: EP0074577B1
Application number: EP82108122A
Authority: EP
Inventors: Ulrich Ing. Grad. Kobler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-09-04
Filing date: 1982-09-02
Publication date: 1985-08-07
Also published as: DE3135171A1; EP0105412A1; JPH0346938B2; JPS5854527A; DE3265234D1; JPH02223122A; EP0074577A1; US4475093A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein polarisiertes elektromagnetisches Relais mit einer abgewinkelten Jochanordnung, bestehend aus zwei im Abstand zueinander parallel angeordneten Jochen mit einem zwischenliegenden Dauermagneten, wobei ein Schenkel dieser Jochanordnung eine Erregerspule trägt und ein außerhalb der Spule gelagerter Anker zumindest mit einem beweglichen Ende zwischen den parallelen freien Enden der Joche angeordnet ist.
Ein bekanntes Magnetsystem dieser Art, das beispielsweise aus der DE-C-966 845 bekannt ist, enthält zwei U-förmige Joche und einen zwischen den freien Jochenden angeordneten Drehanker. Eine solche U-förmige Jochanordnung kann allerdings nicht nachträglich in einen fertigen und bewickelten Spulenkörper eingebracht werden, vielmehr muß der Spulenkörper nachträglich in zwei Teilen auf die Jochanordnung aufgebracht oder durch Umspritzen erst hergestellt und dann bewickelt werden.
Gemäß Artikel 54 (3) EPÜ gehört es auch zum Stand der Technik, eine U-förmige Jochanordnung mit ihrem Mittelteil und dem zwischenliegenden Dauermagneten unterhalb der Spule anzuordnen, wobei zwischen den freien Enden der Jochschenkel ein durch das Spuleninnere geführter stabförmiger Anker liegt (EP-A-62332). Die Kontaktbetätigung erfolgt dabei über einen zwischen Spulenflansch und freien Jochschenkeln auf den Anker aufgesteckten Schieber, welcher die zu beiden Seiten der Spule angeordneten Kontaktfedern betätigt. Eine solche Anordnung ergibt jedoch keine optimale Raumauftei- tung.'da die Kontaktelemente, welche in gleicher Höhe mit dem Anker beiderseits der Spule liegen, relativ lange Anschlüsse benötigen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem ein hochwirksamer polarisierter Magnetkreis mit einfach herzustellenden und zu montierenden Teilen durch geringe Änderungen für monostabiles oder bistabiles Schaltverhalten ausgelegt werden kann, wobei diese Magnetkreisanordnung zugleich eine günstige Raumaufteilung zwischen diesem Magnetkreis und einer über den Anker betätigbaren Kontaktanordnung ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Relais der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß der Anker ebenso wie die Jochanordnung L-förmig ausgebildet ist und daß der Anker mit der Jochanordnung eine Rechteckanordnung bildet, wobei der lange Ankerschenkel parallel zu dem die Spule tragenden langen Schenkel der Jochanordnung zwischen Anschlußebene der Relais und der Spule angeordnet ist und der kurze Ankerschenkel, die Drechachse für den Anker bildend, senkrecht zur Spulenachse angeordnet und mit seinem freien Ende im Bereich der Spulenachse an die Jochanordnung angekoppelt ist.
Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion weist also der Anker ebenso wie die Jochanordnung einen langen Schenkel in Richtung der Spulenachse und einen kurzen Schenkel senkrecht zur Spulenachse auf. Die Jochanordnung kann dabei mit ihrem zwischenliegenden Dauermagneten leicht in den fertig bewickelten Spulenkörper von einer Flanschseite her eingesteckt werden, während der Anker am anderen Spulenflansch angelagert wird und sich im übrigen mit seinem langen freien Schenkel außerhalb der Spule im wesentlichen parallel zur Spulenachse bis zwischen die beiden freien Jochenden erstreckt. Dieser freie Ankerschenkel liegt dabei zwischen der Anschlußebene des Relais und der Spule, so daß die neben dem Anker liegenden Kontaktelemente nur kurze Durchführungen zu den Anschlußstiften benötigen. Das hat den Vorteil eines geringen Raumbedarfs und geringer Kontaktkreiswiderstände.
In einer zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung sind beide Joche der Jochanordnung L-förmig ausgebildet und mit ihrem jeweils langen Schenkel durch das Spuleninnere geführt, so daß sie beiderseits jeweils ein Ankerende zwischen ihren freien Enden einschließen. Der Dauermagnet liegt dabei zweckmäßigerweise innerhalb der Spule und zwischen den beiden Jochschenkeln und erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Spulenlänge. Dadurch wird die freie Fläche zwischen den beiden Jochen optimal ausgenutzt. Die beiden Joche und der Anker können dabei jeweils gleiche Abmessungen besitzen, so daß für Joche und Anker nur lauter gleiche Teile gefertigt werden müssen.
Um ein bistabiles Schaltverhalten des Relais zu erreichen, wird der kurze Ankerschenkel zweckmäßigerweise mittig zwischen den Enden der langen Jochschenkel gelagert. Um dabei die Empfindlichkeit zu steigern, können die beiden langen Jochschenkel im Bereich der Koppelflächen zum Anker näher zum Anker hingebogen werden. Dadurch wird der magnetische Widerstand des Erregerkreises verringert. Der gleichzeitig vergrößerte Nebenschluß für den Dauermagneten kann dabei durch den relativ großen Dauermagneten, der die gesamte Spulenlänge einnehmen kann, ohne weiteres ausgeglichen werden.
Um eine monostabile Relaisausführung zu erhalten, wird der kurze Ankerschenkel zweckmäßigerweise einseitig am Ende des einen langen Jochschenkels gelagert. Dabei ist es möglich, zur genaueren Festlegung der Monostabilität und der dabei erreichbaren Ansprechempfindlichkeit die kurzen Jochschenkel gegenüber dem langen Ankerschenkel mit unterschiedlich großen Polflächen auszuführen. Um bei der monostabilen Ausführung eine hohe Ansprechempfindlichkeit zu gewährleisten, kann beispielsweise der die Ruhelage des Ankers bestimmende Jochschenkel eine kleinere Polfläche besitzen, während der gegenüberliegende Jochschenkel durch eine größere Polfläche in der Arbeitslage des Ankers eine hohe Anzugskraft bewirkt.
Weiterhin kann der Anker in seinem langen Schenkel, der unterhalb der Spule verläuft, einen abgewinkelten Querschnitt aufweisen, um so eine geringe Bauhöhe des Relais zu ermöglichen und gleichzeitig genügend Magnetfluß führen zu können. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn einer der Jochschenkel zur Bildung einer kleineren Polfläche verkürzt ist, so daß der abgebogene Teil des Ankers unter diesem verkürzten Jochschenkel zu liegen kommt.
In einer vereinfachten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Relais kann auch vorgesehen sein, daß lediglich eines der Joche zwei zueinander senkrechte Schenkel besitzt und mit seinem langen Schenkel durch das Spuleninnere verläuft. In diesem Fall besitzt das zweite Joch lediglich einen außerhalb der Spule angeordneten Schenkel, der parallel zum kurzen Schenkel des ersten Joches verläuft und gegenüber dem Anker eine zweite Polfläche bildet. Der Dauermagnet ist in diesem Fall ebenfalls außerhalb der Spule zwischen den beiden Jochen angeordnet. Um dabei die Polflächen zwischen den beiden Jochen außerhalb der Spule zu vergrößern, kann beispielsweise der kurze Jochschenkel entlang des Spulenflansches verlängert sein. Man erhält auf diese Weise eine monostabile, wenn auch gegenüber dem vorher beschriebenen Beispiel weniger empfindliche Relaisausführung.
Zweckmäßigerweise ist der Anker mit seinem kurzen Schenkel über eine Lagerfeder am Spulenkörper gelagert. Diese Lagerfeder kann U-förmig ausgebildet sein, wobei sie mit ihrem Mittelteil mit dem Anker verbunden und mit ihren Seitenschenkeln in Ausnehmungen des Spulenkörpers befestigt ist. Diese Seitenschenkel können mittels federnder Lappen in den Ausnehmungen des Spulenkörpers einrastbar befestigt sein. Die Lagerfeder kann aber auch im wesentlichen plan ausgebildet sein, wobei wiederum der Mittelabschnitt den Anker trägt und die Lagerfeder an beiden Seiten Ausnehmungen aufweist, mittels derer sie an die deformierbaren Zapfen des Spulenkörpers befestigt werden kann. Die Ausnehmungen in der Lagerfeder sind dabei zweckmäßigerweise als Langlöcher ausgebildet, um bei der Montage einen Toleranzausgleich zu erzielen. Insbesondere kann dadurch der Anker bei der monostabilen Ausführungsform gleichmäßig einseitig an das eine Joch angekoppelt werden. Im übrigen ist es mit der Lagerfeder nach beiden Ausführungsformen auf einfache Weise möglich, lediglich durch unterschiedliche, entweder mittige oder aus der Mitte versetzte Anschweißung des Ankers an den Mittelteil der Feder eine monostabile oder eine bistabile Schaltcharakteristik des Relais zu erhalten.
Der Spulenkörper wird zweckmäßigerweise durch einen unterhalb der Spule angeordneten Kontaktelemente tragenden Grundkörper aus Isolierstoff getragen, wobei die beiden Teile über ineinandergreifende Durchbrüche und verformbare Zapfen verbunden sind. Um genaue Abstände zwischen den den Ankerhub begrenzenden kurzen Jochschenkeln einerseits und den Kontaktträgern andererseits zu erhalten, ist zweckmäßigerweise weiterhin vorgesehen, daß zumindest einer der kurzen Jochschenkel in eine Ausnehmung des Grundkörpers eingreift und an einer gegenüber Trägern von feststehenden Kontakten mit genauem Abstand vorgesehenen Anlagewand anliegt.
Ein zur Kontaktbetätigung dienender Schieber ist zweckmäßigerweise am langen Ankerschenkel durch Umspritzen mit Isolierstoff angeformt.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Figur 1 in Explosionsdarstellung die wesentlichen Teile eines erfindungsgemäß gestalteten Relais,
Figur 2 eine schematische Darstellung des Magnetkreises bei der monostabilen Ausführung,
Figur 3 eine stirnseitige Ansicht eines monostabilen Magnetkreises mit abgewandeltem Anker,
Figuren 4 und 5 zwei schematische Darstellungen eines bistabilen Magnetkreises,
Figuren 6 und 7 zwei Ankerausführungen mit verschiedenen Lagerfedern in perspektivischer Darstellung,
Figuren 8 und 9 eine abgewandelte Ausführungsform der Lagerfeder in zwei Ansichten,
Figuren 10 bis 12 eine erfindungsgemäße Relaiskonstruktion in drei Schnittansichten,
Figur 13 ein abgewandeltes Detail aus Fig. 12,
Figur 14 eine schematische Darstellung der Zuordnung von Jochen und Kontakten,
Figuren 15 und 16 einen Grundkörper mit eingesteckten Kontaktelementen in zwei Ansichten,
Figuren 17 und 18 eine schematische Darstellung eines abgewandelten Magnetsystems.

Bei dem Relais nach Fig. 1 sind die wesentlichen Einzelteile in Explosionsdarstellung schematisch gezeigt. Ein Spulenkörper 1 mit einer Wicklung 2 besitzt eine axial durchgehende Öffnung 3 zur Aufnahme einer Jochanordnung, welche von zwei L-förmig abgewinkelten Jochen 4 und 5 sowie einem zwischenliegenden Dauermagneten 6 gebildet wird. Der Dauermagnet 6 ist in der Richtung zwischen den beiden Jochen 4 und 5 polarisiert, bildet also mit diesen beiden Jochen jeweils eine Polfläche. Die langen Jochschenkel 4a und 5a werden zusammen mit dem zwischenliegenden Dauermagneten 6 in die Öffnung 3 des Spulenkörpers eingeschoben, so daß ihre freien Enden im Spulenflansch 1a liegen und dort den kurzen Schenkel 7b des Ankers 7 zwischen sich aufnehmen können.
Der Anker 7 ist in gleicher Weise L-förmig ausgebildet wie die beiden Joche 4 und 5, und er wird bei der Montage mit seinen Enden so zwischen den Jochenden angeordnet, daß Joche und Anker zusammen etwa ein Rechteck bilden. Damit liegt der kurze Ankerschenkel 7b zwischen den freien Enden der langen Jochschenkel 4a und 5a und bildet mit diesen jeweils magnetische Koppelflächen, während der lange Ankerschenkel 7a zwischen den freien Enden der kurzen Jochschenkel 4b und 5b angeordnet ist und gegenüber diesen jeweils Arbeitsluftspalte bildet.
Die Länge des Dauermagneten 6 in Polarisierungsrichtung zwischen den beiden Jochen 4 und 5 ist so gewählt, daß er beidseitig an den Jochen anliegt und abzüglich der Ankerdicke den Ankerhub zwischen den Jochschenkeln 4b und 5b festlegt. Da der Anker somit eine geringere Dicke gegenüber dem Abstand zwischen den beiden Jochen 4 und 5 besitzt, wird auch der Dauermagnet 6 nicht kurzgeschlossen. Vielmehr bleiben zwischen dem Anker und den Jochschenkeln 4a und 5b jeweils Luftspalte bestehen, die durch konstruktive Maßnahmen mehr oder weniger groß gestaltet werden können. Durch mittige Anordnung des Ankers wird eine bistabile, durch einseitige Ankopplung an einen Jochschenkel eine monostabile Schaltcharakteristik erzielt.
Der Anker 7 wird über eine U-förmige Lagerfeder 8 am Spulenflansch 1a gelagert, wobei der Mittelteil der Lagerfeder mit dem Anker verbunden ist und die beiden Seitenteile jeweils am Spulenflansch 1a befestigt werden. Der Anker erhält dadurch eine Drehachse, die in Richtung des kurzen Ankerschenkels 7b senkrecht zur Spulenachse verläuft und eine Bewegung des Ankerschenkels 7a zwischen den Jochschenkeln 4b und 5b ermöglicht.
Ein Kontaktschieber 9, der beispielsweise auf den Ankerschenkel 7a aufgesteckt oder durch Umspritzen angeformt werden kann, dient zur Betätigung zweier Kontaktfedern 10 und 11, welche mit den feststehenden Kontaktelementen 12 und 13 bzw. 14 und 15 jeweils einen Umschaltekontakt bilden. Die Kontaktelemente 12, 13, 14 und 15, wie auch die Federträger 10a und 11a sind in einen Grundkörper 16 eingebettet oder eingesteckt. Dieser Grundkörper 16 trägt den Spulenkörper mit den Jochschenkeln und dem Anker. Um dabei genaue Abstände zwischen den Endlagen des Ankers und den Kontaktelementen zu gewinnen, sind im Grundkörper 16 Ausnehmungen 16a und 16b vorgesehen, in welche die freien Enden der kurzen Jochschenkel 4b und 5b eingesteckt werden. Der Spulenflansch 1a sitzt ebenfalls auf dem Grundkörper 16 auf und kann durch geeignete Maßnahmen mit ihm verbunden sein. Er besitzt in üblicher Weise eingesteckte oder eingespritzte Spulenanschlußstifte 17, welche bei der Montage durch entsprechende Löcher des Grundkörpers gesteckt werden. Eine Kappe 18 wird über den Spulenkörper 1 und den Grundkörper 16 gestülpt, wobei die Fuge zwischen Grundkörper und Kappe sowie die Durchführungen der Anschlußstifte mit Gießharz abgedichtet werden können.
Die Fig. 2 bis 5 zeigen schematisch verschiedene Ausführungsmöglichkeiten des Magnetkreises für das erfindungsgemäße Relais. Dabei zeigt die Fig. 2 die monostabile Ausführung, wobei der zwischen den Jochen 4 und 5 angeordnete Anker 7 einseitig an der Lagerstelle 19 neben dem Jochschenkel 5a gelagert ist. Durch die zwischen den beiden Jochen gerichtete Polarisierung des Dauermagneten 6 ergibt sich als Ruhestellung eine diagonale Lage des Ankers gemäß Fig. 2, wobei also das freie Ende des Ankerschenkels 7a am kurzen Jochschenkel 5b anliegt. Durch Erregung der Spule 2 wird der Anker umgeschaltet und liegt dann mit beiden Enden am Joch 5 an.
Um die Empfindlichkeit bei der monostabilen Ausführung zu steigern, können die kurzen Jochschenkel 4b und 5b gemäß Fig. 3 auch unterschiedlich lang sein. Bei dieser Ausführungsform ist die Polfläche 4c, an der der Anker 7c in Ruhestellung anliegt, kleiner als die Polfläche 5c für die Arbeitsseite des Ankers. Um dabei insgesamt an Bauhöhe zu sparen und trotzdem einen genügend großen Querschnitt des Ankers zu erhalten, ist der Anker 7c abgewinkelt ausgebildet, wobei der abgewinkelte Teil 7d unter dem verkürzten Jochschenkel 4b liegt.
Das Magnetsystem der bistabilen Ausführung ist schematisch in Fig. 4 gezeigt. Hier ist der Anker 7 über die Lagerung 20 mittig zwischen den Jochschenkeln 4a und 5a gelagert und nimmt mit dem freien Ende des langen Schenkels 7a wahlweise eine der beiden stabilen Schaltstellungen am Jochschenkel 4b oder am Jochschenkel 5b ein.
Eine Abwandlung des bistabilen Systems zeigt Fig. 5. Hierbei sind die Jochschenkel 4a und 5a jeweils mit ihren Enden 4d und 5d zur Ankerlagerung 20 hin gebogen, wodurch die magnetische Ankopplung an den Anker und damit der magnetische Widerstand im Kreis beiderseits verringert wird.
Dennoch verbleibt auch in diesen Fällen jeweils ein Luftspalt zwischen dem Anker und den jeweiligen Jochschenkeln, so daß genügend Dauermagnetfluß zur Erzielung der gewünschten Kontaktkraft an den Jochschenkeln 4b und 5b zur Verfügung steht. Bei Bedarf könnten auch die Jochschenkel 4b und 5b abgebogen ausgebildet werden, um größere oder kleinere Arbeitsluftspalte zu erzielen.
Die Fig. 6 zeigt eine mögliche Ausführungsform für einen erfindungsgemäßen L-förmigen Anker 21, der mit seinem langen Schenkel 21a zwischen den Jochschenkeln beweglich ist und mit seinem kurzen Schenkel 21b an einer Lagerfeder 22 befestigt ist. Diese Lagerfeder ist U-förmig ausgebildet und mit ihrem Mittelschenkel 22a beispielsweise über Schweißverbindungen 23 mit dem Ankerschenkel 21 b verbunden. Die Seitenschenkel 22b und 22c können in Ausnehmungen des Spulenkörpers 1 (Fig. 1) eingesteckt und über herausgebogene Lappen 24 verrastet werden. Der Anker 21 wird bei der bistabilen Ausführungsform in der Mitte des Mittelabschnitts 22a, bei der monostabilen Ausführungsform asymmetrisch außerhalb der Mitte befestigt. Um die Federung zu verbessern, sind in der Lagerfeder 22 außerdem Sicken 25 eingeprägt.
Eine abgewandelte Ausführungsform der Lagerfeder zeigt Fig. 7, wobei der Anker 21 wie vorher gestaltet ist. Die Lagerfeder 26 ist nunmehr, abgesehen von den Sicken 25, im wesentlichen plan ausgeführt. Auch in diesem Fall ist der Ankerschenkel 21 b mit dem Mittelabschnitt 26a verbunden, während die Seitenteile 26b und 26c mit dem Spulenkörper verbunden werden. Zu diesem Zweck besitzen sie Langlöcher 27, welche auf (nicht dargestellte) Zapfen des Spulenflansches 1a aufgesteckt und beispielsweise durch thermische Verformung dieser Zapfen befestigt werden. Durch die Langlöcher ist ein Toleranzausgleich des Ankers gegenüber den Koppelflächen der Jochschenkel möglich.
Eine weitere Abwandlung der Lagerfeder ist in den Fig. und 9 in zwei Ansichten dargestellt. Diese Lagerfeder 28 ist wiederum U-förmig gestaltet, wobei die Seitenschenkel 28b und 28c jeweils mit Rastlappen 24 versehen sind. Zur Befestigung des Ankers besitzt diese Feder jedoch im Mittelteil 28a nach innen gebogene Federstege 28d und 28e, welche das freie Ende des Ankerschenkels 21 b zwischen sich aufnehmen und durch Schweißen an diesem befestigt sind.
Eine detaillierte Konstruktion des erfindungsgemäßen Relais ist in den Fig. 10 bis 12 in verschiedenen Schnittansichten dargestellt. In einem Spulenkörper 31 mit der Wicklung 32 sind in einem axialen Durchbruch 33 zwei L-förmige Joche 34 und 35 jeweils mit ihren langen Schenkeln 34a und 35a eingesteckt, zusammen mit einem zwischenliegenden Dauermagneten 36. Dieser Dauermagnet ist in der Richtung zwischen den beiden Jochschenkein 34a und 35a polarisiert und erstreckt sich über die gesamte Länge des Spuleninnenraums. Die Außerhalb des Spulenkörpers abgewinkelten Jochschenkel 34b und 35b erstrecken sich im wesentlichen senkrecht zur Spulenachse entlang des Spulenflansches 31 und bilden zwei Polflächen 34c und 35c für einen Anker 37.
Der Anker 37 ist ebenfalls L-förmig ausgebildet, wobei sein langer Schenkel 37a unterhalb der Spule und mit seinem freien Ende zwischen den Jochschenkeln 34b und 35b liegt und in dem dadurch gebildeten Luftspalt Schaltbewegungen ausführt. Der kurze Ankerschenkel 37b liegt mit seinem oberen Ende zwischen den freien Enden der Jochschenkel 34a und 35a. Im vorliegenden Beispiel nach Fig. 12 ist der Ankerschenkel 37b einseitig an den Jochschenkel 35a angekoppelt ; das bedeutet, daß es sich hierbei um eine monostabile Ausführungsform handelt. Das freie Ankerende würde im Ruhezustand am Jochschenkel 34b anliegen. In Fig. 12 ist dagegen der Zustand nach Erregung des Systems dargestellt ; der Anker liegt deshalb in Arbeitslage am Jochschenkel 35b an.
Wie in der Schnittdarstellung von Fig. 11 zu sehen ist, besitzt der Ankerschenkel 37a einen abgewinkelten Querschnitt mit einem abgewinkelten Teil 37d, um einen genügend großen Flußführungsquerschnitt bei gleichzeitig verringerter Bauhöhe des Relais zu erhalten. Der Anker ist mit seinem kurzen Schenkel 37b über eine Ankerfeder 28 befestigt, die im einzelnen bereits anhand der Fig. und 9 beschreiben wurde. Der Anker ist dabei zwischen den Federstegen 28d und 28e durch Schweißpunkte befestigt. Die Ankerfeder 28 selbst ist in Schlitzen 38 des Spulenkörperflansches 31a eingesteckt und mittels der Rastlappen 24 befestigt.
Über einen angespritzten Schieber 39 betätigt der Anker die beiden Mittelkontaktfedern 40 und 41, welche mit ihren kontakttragenden freien Enden zwischen jeweils zwei Gegenkontaktelementen 42 und 43 bzw. 44 und 45 umschaltbar sind. Die Gegenkontaktelemente 42, 43, 44 und 45 sind ebenso wie die Kontaktträger 40a und 41a für die Kontaktfedern 40 und 41 in einem Grundkörper 46 verankert und bilden nach unten aus dem Grundkörper 46 herausragende Lötfahnen 40b, 41 b, 42b, 43b, 44b und 45b. Die Kontaktelemente sind mit ihren Anschlußfahnen gemeinsam aus einer Platine gestanzt und in einer Ebene mit ihren jeweiligen Mittelabschnitten 40c, 41c, 42c, 43c, 44c und 45c in den Grundkörper 46 eingebettet. Von diesen eingebetteten Mittelabschnitten sind die Anschlußfahnen bzw. Lötfahnen 40b bis 45b nach unten und die Kontaktfederträger 40a und 41a bzw. die Kontaktträger42 bis 45 nach oben abgebogen. Dabei können die Kontaktstücke, beispielsweise 42a und 43a, vor oder nach dem Einbetten auf den Kontaktträgern befestigt werden.
Der Spulenkörper 31 ist mit den Jochen 34 und 35 und dem Anker 37 auf dem Grundkörper 46 befestigt. Zu diesem Zweck sind im Grundkörper Ausnehmungen 46a und 46b vorgesehen, in welche die Enden der Jochschenkel 34b und 35b eingesteckt werden, wobei sie über die Anlagewände 46c und 46d den Ankerhub in einem genauen Abstand zu den Kontaktelementen begrenzen. Weiterhin besitzt der Grundkörper 46 Durchbrüche 47 und 47a zur Aufnahme von Befestigungszapfen 48 und 48a, welche am Spulenkörper 31 angeformt sind. Diese Zapfen 48 bzw. 48a können nach der Montage thermisch deformiert werden, um eine feste Verbindung zwischen Grundkörper 46 und Spulenkörper 31 herzustellen. Weiterhin sind im Grundkörper 46 Durchbrüche 49 zur Aufnahme der im Spulenkörper verankerten Spulenanschlußstifte 50 vorgesehen.
Am Grundkörper ist weiterhin eine Gettertasche 51 zur Aufnahme eines Flüssiggetters 52 angeformt. Dieser Getterstoff wird in flüssiger Form eingebracht und erstarrt zu einer getteraktiven Masse. Anstelle dieser Gettertasche 51 könnten aber auch Haltestege für einen tablettenförmigen Getter vorgesehen sein. Nach der Montage des Magnetsystems mit dem Spulenkörper auf dem Grundkörper 46 wird eine Gehäusekappe 53, die beispielsweise aus Kunststoff besteht, auf den Grundkörper 46 aufgesetzt. Durch Einbringen von Vergußmasse 54 wird die Gehäusefuge 55 zwischen Grundkörper 46 und Kappe 52 ebenso wie die Durchbrüche 49 abgedichtet.
Aus Fig. 11 ersieht man die günstige Raumaufteilung des erfindungsgemäßen Relais. Die Spule, die aufgrund der eingesteckten Jochschenkel 34a und 35a mit dem zwischenliegenden Dauermagneten 36 einen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt besitzt, füllt den oberen Raum des Relais aus. Sie stößt damit an drei Seiten an die Kappe 53, so daß über die große Außenoberfläche die Wicklungswärme gut abgegeben wird. Unterhalb der Spule ist der Ankerschenkel 37a zwischen den Kontaktelementen angeordnet, wodurch auch der Raum unterhalb der Spule gut ausgenutzt wird. Der Kontaktsatz benötigt mit seinen kurzen Durchführungen am Grundkörper 46 nur wenig Raum und bietet somit auch die Voraussetzung für geringe Kontaktkreiswiderstände.
Wie erwähnt, betätigt der Anker über den angespritzten Schieber 39 die Kontaktfedern 40 und 41. Zu diesem Zweck sind beiderseits des Schiebers Nasen 39a angeformt. Eine andere Ausführungsmöglichkeit dieses Schiebers ist in Fig. 13 dargestellt, welche eine Abwandlung des Detailausschnitts A aus Fig. 12 darstellt. In diesem Fall besitzt der Schieber 39 beiderseits jeweils Einschnitte 39b, in welchen die Kontaktedern 40 und 41 gelagert sind. Dadurch werden die Kontaktfedern sowohl beim Schließen als auch beim Öffnen zwangsweise geführt, so daß auch verschweißte Kontakte bei Betätigung aufgerissen werden.
Die maßgenaue Zuordnung von Ankerhub und Kontaktelementen zeigt die schematische Darstellung von Fig. 14. Der Jochschenkel 35b ist mit seinem verlängerten Ende 35c in die Ausnehmung 46b eingesteckt, wo er einseitig an der Kante 46d anliegt. Diese Anlagekante 46d ist bei der Herstellung des Grundkörpers 46 mit genauem Abstand a gegenüber dem Kontaktelement 44 und mit genauem Abstand b gegenüber dem Kontaktelement 43 hergestellt. Damit besitzen diese Kontaktelemente auch einen genauen Abstand zur Innenkante des Jochschenkels 35b, der gleichzeitig den Anschlag des Ankers 37 in der (nicht dargestellten) Ruhelage bildet. Da der Jochschenkel 34b über den Dauermagneten 36 einen genauen Abstand c gegenüber dem Jochschenkel 35b besitzt, besitzt der Anker 47 auch in der Arbeitslage gemäß Fig. 14 einen genau festgelegten Abstand zu den Kontaktelementen 43 und 44. Wahlweise können auch beide Jochschenkel 34b und 35b jeweils maßgenau im Grundkörper eingesteckt sein, wie in Fig. 12 dargestellt.
Fig. 15 zeigt in einer weiteren Abwandlung einen Grundkörper 56, in welchem die Kontaktelemente durch Einstecken befestigt sind. Zu diesem Zweck besitzt der Grundkörper 56 jeweils von der Seite her offene Einschnitte 57, in welche die Federträger 58 und 59 sowie die Gegenkontaktelemente 60, 61. 62 und 63 in Richtung der Pfeile 66 eingesteckt werden. Durch angeformte Rippen 64 wird ein Festsitz erreicht. Die Kontaktelemente sind ähnlich ausgebildet wie die vorher beschriebenen eingebetteten Kontaktelemente. Sie besitzen jeweils einen steckbaren Mittelteil 58a, 59a, 60a, 61a, 62a und 63a sowie nach oben abgebogene Federträger 58b und 59b bzw. Kontaktelemente 60b bis 63b.
Nach unten sind wiederum Anschlußfahnen 58c bis 63c abgebogen. Zur besseren seitlichen Fixierung besitzen die Befestigungsteile 58a bis 63a jeweils Ausschnitte 58d bis 63d, welche an Rippen 65 des Grundkörpers durch Preßsitz gehalten sind. Ansonsten kann der Grundkörper 56 in gleicher Weise wie der Grundkörper 46 mit dem Spulenkörper 31 verbunden werden.
In den Fig. 17 und 18 ist schematisch noch eine Abwandlung des Magnetkreises dargestellt. Hierbei handelt es sich um eine vereinfachte Ausführungsform, die weniger empfindlich ist als das oben beschriebene Relais. Hierbei ist die Jochanordnung zwar ebenfalls abgewinkelt ausgebildet, wodurch mit dem L-förmigen Anker ein Rechteck gebildet wird. Allerdings sind nicht beide Joche über die gesamte Länge parallel geführt. Lediglich das Joch 74 besitzt einen langen, durch die Spule 72 geführten Schenkel 74a, an dessen Ende der Anker 77 mit seinem kurzen Schenkel 77b angekoppelt ist. Der kurze Schenkel 74b des Joches 74 liegt quer vor der Spule, so daß das Joch 74 eine T-Form besitzt. Das Joch 75 besitzt lediglich einen Schenkel, der parallel zum kurzen Jochschenkel 74b angeordnet ist und mit diesem einen zwischenliegenden Dauermagneten 76 einschließt. Zwischen ihren freien Enden bilden sie einen Arbeitsluftspalt, in welchem der lange Ankerschenkel 77a Schaltbewegungen ausführt. Da nur der eine Jochschenkel 74a durch die Spule geführt ist, ist das System verhältnismäßig unempfindlich, und es kann nur monostabil betrieben werden. Im Ruhezustand liegt dabei der Ankerschenkel 77a am Joch 75 an.

Claims

1. Polarisiertes elektromagnetisches Relais mit einer abgewinkelten Jochanordnung, bestehend aus zwei im Abstand zueinander parallel angeordneten Jochen (4, 5) mit einem zwischen diesen liegenden Dauermagneten (6), wobei ein Schenkel (4a, 5a) dieser Jochanordnung eine Erregerspule (2) trägt und ein außerhalb der Spule (2) gelagerter Anker (7) zumindest mit einem beweglichen Ende zwischen den parallelen freien Enden der Joche (4, 5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (7) ebenso wie die Jochanordnung (4, 5) L-förmig ausgebildet ist und daß der Anker mit der Jochanordnung (4, 5) eine Rechteckanordnung bildet, wobei der lange Ankerschenkel (7a) parallel zu dem die Spule tragenden langen Schenkel der Jochanordnung zwischen der Anschlußebene des Relais und der Spule (2) angeordnet ist und der kurze Ankerschenkel (7b), die Drehachse für den Anker (7) bildend, senkrecht zur Spulenachse angeordnet und mit seinem freien Ende im Bereich der Spulenachse an die Jochanordnung angekoppelt ist.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Joche (4, 5) der Jochanordnung L-förmig ausgebildet sind und jeweils ein Ankerende zwischen ihren freien Enden einschließen.

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (6) innerhalb der Spule (2) zwischen den beiden Jochen (4, 5) liegt und sich im wesentlichen über die gesamte Spulenlänge erstreckt.

4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Joche (4, 5) und der Anker (7) jeweils gleiche Abmessungen besitzen.

5. Relais nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kurze Ankerschenkel (7b) mittig zwischen den beiden Jochenden (4a, 5a) gelagert ist.

6. Relais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Jochschenkel im Bereich ihrer Koppelflächen (4d, 5d) mit dem Anker (7) zu diesem hingebogen sind.

7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der kurze Ankerschenkel (7b) einseitig an einen Jochschenkel (5a) angelagert ist.

8. Relais nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die kurzen Jochschenkel (4b, 5b) gegenüber dem Anker (7) unterschiedlich große Polflächen (4c, 5c) besitzen.

9. Relais nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der die Ruhelage des Ankers (7) bestimmende Jochschenkel (4b) eine kleinere Polfläche gegenüber dem die Arbeitslage bestimmenden Jochschenkel (5b) besitzt.

10. Relais nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der lange Ankerschenkel (7a) unterhalb eines, gfls. in der Länge verringerten, kurzen Jochschenkels (4b) seitlich abgebogen ist.

11. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekenn-. zeichnet, daß lediglich ein Jochschenkel (74a) den Spulenkern bildet, wobei das zweite Joch (75) mit dem Dauermagneten (76) lediglich zu dem außerhalb der Spule (72) angeordneten Jochschenkel (74b) des ersten Joches (74) parallel angeordnet ist.

12.,Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (7) mit seinem kurzen Schenkel (7b) über eine Lagerfeder (8, 22, 26, 28) am Spulenkörper (31) gelagert ist.

13. Relais nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfeder (22, 28) U-förmig ausgebildet, mit ihrem Mittelteil (22a, 28a) mit dem Anker (21, 37) verbunden und mit ihren Seitenschenkeln (22b, 22c ; 28b, 28c) in Ausnehmungen (38) des Spulenkörpers (31) befestigt ist.

14. Relais nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenschenkel (28c, 28d) der Lagerfeder mittels federnder Lappen (24) in den Ausnehmungen (38) des Spulenkörpers (31) einrastbar befestigt sind.

15. Relais nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerfeder (26) im wesentlichen plan ausgebildet ist, mit ihrem Mittelabschnitt (26a) den Anker (21) trägt und an beiden Seiten Ausnehmungen (27) aufweist, mittels derer sie an deformierbaren Zapfen des Spulenkörpers befestigbar ist.

16. Relais nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen der Lagerfeder (26) Langlöcher (27) sind.

17. Relais nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (21) je nach bistabiler oder monostabiler Schaltcharakteristik symmetrisch oder unsymmetrisch an der Lagerfeder (22, 26) befestigt ist.

18. Relais nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lagerfeder Sicken (25) eingeprägt sind.

19. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß ein unterhalb der Spule (2, 32) angeordneter Kontaktelemente tragender Grundkörper (16, 46) aus Isolierstoff den Spulenkörper (1, 31) trägt, wobei die beiden Teile über ineinandergreifende Durchbrüche (47) und verformbare Zapfen (48) verbunden sind.

20. Relais nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein kurzer Jochschenkel (35b) mit einem verlängerten Ende in eine Ausnehmung des Grundkörpers (46) eingreift und an einer gegenüber Trägern von feststehenden Kontakten in genauem Abstand geformten Anlagewand anliegt (Fig. 14).

21. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß am langen Ankerschenkel (37a) ein Kontaktschieber (39) durch Umspritzen mit Isolierstoff angeformt ist.