EP0091687B1 - Elektromagnetisches Relais - Google Patents

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EP0091687B1
EP0091687B1 EP83103503A EP83103503A EP0091687B1 EP 0091687 B1 EP0091687 B1 EP 0091687B1 EP 83103503 A EP83103503 A EP 83103503A EP 83103503 A EP83103503 A EP 83103503A EP 0091687 B1 EP0091687 B1 EP 0091687B1
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EP
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armature
relay
coil
carrier element
coil body
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EP83103503A
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Erwin Ing. Müller (grad.)
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16—Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/18—Movable parts of magnetic circuits, e.g. armature
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/44—Magnetic coils or windings
    • H01H2050/446—Details of the insulating support of the coil, e.g. spool, bobbin, former

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic relay with an elongated armature which extends essentially parallel to the axis of the excitation coil and is attached at one end directly to an armature support part (5) made of insulating material which is pivotally connected to a flange of the coil body.
  • the object of the invention is to design a relay of the type mentioned in such a way that the armature is stored with as few individual parts as possible practically without friction.
  • the armature support part By integrally forming the armature support part on the plastic coil body, it is possible to obtain a friction-free armature bearing and to save additional parts. In addition, tolerance accumulation is prevented since there are no separately manufactured intermediate links between the armature and the coil body and the iron parts of the magnetic circuit are normally stored on the coil body.
  • the anchor support part is expediently frame-shaped and holds the anchor in the frame cutout by means of plug-in fastening.
  • the armature is inserted in the longitudinal direction into the recess of the armature support divider and held by a press fit or also by a snap connection.
  • Such a locking connection can be achieved, for example, by cooperating notches and projections on the anchor on the one hand and on the anchor support part on the other.
  • the anchor support part can also have a U-shaped recess, in which the anchor is fastened in a snap-in manner by insertion. If it is necessary to insulate the armature end from metallic parts of the magnetic circuit, for example from a metallic relay cap, the armature support part can have a closed rear wall in the extension of the longitudinal axis of the armature.
  • the elastic web which connects the armature support part to the coil body, expediently has a rectangular cross section at its narrowest point, the narrow side of which extends in the direction of the axis of rotation of the armature.
  • This elastic web or the elastic webs are formed in a preferred embodiment by two counter-rounded notches between the coil flange and the armature support part.
  • the armature is arranged in an axial opening of the coil body.
  • the armature can also be arranged on the side of the coil and fastened in an armature carrier part which is correspondingly formed laterally on a coil flange.
  • the anchor carrier part can also carry one or more elongated contact elements which are fastened parallel to the anchor and are moved together with it.
  • the bobbin with armature shown in perspective in FIG. 1 can be used, for example, in a relay as described in the earlier application.
  • This coil body 1 which is shown without winding, has two coil flanges 2 and 3, an elongated rod-shaped armature 4 having its one end 4a being mounted in the region of the coil flange 2, so that it extends through an opening 1a of the coil body 1 in its axial direction extends and with its free end 4b can perform switching movements between opposite poles, not shown.
  • the armature is held by a press fit in the frame-shaped armature support part, while the bending webs 6 formed by oppositely rounded notches each form the axis of rotation of the armature at its narrowest point.
  • the coil body with its flange 2 forms an extension 2a below the armature support part 5, which, for example, coil connecting pins 8 wearing.
  • the entire coil body with armature can be placed on a relay base body, not shown, as is shown, for example, in the earlier application.
  • Contact spring sets which can be actuated by the armature can either be attached to the side of the coil body or fastened in the base body mentioned.
  • the movable contact springs can also, as provided in the earlier application, be fastened in an appropriately designed armature support part (see also FIG. 6).
  • Fig. 2 shows a slightly modified embodiment of a coil body with armature in a section, seen from above.
  • the coil body 11 with the flanges 12 and 13 carries a winding 11a, while the rod-shaped armature 4 is arranged in its interior.
  • To close the magnetic circuit serve two brackets 14 and 15, which are brought with their ends 14a and 15a to the mounted armature end 4a and with their ends 14b and 15b each form working air plates 16 and 17 opposite the armature end 4b.
  • the system can be polarized by means of a permanent magnet (not shown), so that the armature is pulled towards one or the other magnetic circuit bracket 14 or 15 depending on the excitation.
  • the anchor support part 18 is designed similarly to the anchor support part 5 in FIG. 1. Compared to this, however, it has a closed rear wall 18a, so that the inserted anchor end 4a is insulated.
  • the coil opening 11b is conical in this case, i. H. the opening is only narrow in the area of the coil flange 12 near the armature bearing, while it is wider in the area of the coil flange 13 near the free armature end. This enables an unimpeded switching movement of the armature, while on the other hand the space not required for the switching movement is filled by the plastic of the coil former and gives it more stability. In the manufacture of the bobbin, this has the advantage that the core of the injection mold can be pulled out more easily due to the conical shape. Furthermore, the coil body according to FIG. 2 has two stop lugs 19 in the area of the coil flange 13, by means of which the armature stroke can be exactly limited.
  • FIG. 3 shows another embodiment of the coil former in a detailed illustration.
  • the coil body 21 with winding 21a contains in its interior a yoke 22 which is angled on the coil flange 23.
  • the rod-shaped armature 24 is arranged parallel to the coil axis next to the coil and is fastened in an armature support part 25 integrally formed on the coil flange 23.
  • This anchor carrier part 25 is also connected to the coil body 21 via one or more bending webs 26 and permits a switching movement of the armature 24.
  • the embodiment according to FIG. 4 is largely similar to that of FIG. 3.
  • the coil body 31 has an elongated, straight yoke 32 in its interior, which projects over the coil flange 33 in the axial direction and to which an angled armature 34 is coupled.
  • This armature 34 is fastened in an armature support part 35, which is connected to the coil flange 33 via a bending web 36.
  • the anchor 34 can be fastened in the anchor carrier part 35, for example according to FIG. 5.
  • the armature support part has a U-shaped opening 35a, into which the armature 34 can be inserted from above. It is held in the anchor carrier part 35 by the latching tooth 35b.
  • FIG. 6 shows a modified embodiment of the anchor support part in a detailed representation.
  • An armature carrier part 43 is formed on the bobbin 41, which is only indicated, via bending webs 42, which not only carries an armature 44, but also movable contact springs 45 and 46 on lateral extensions. Otherwise, the design of the relay can also be varied in accordance with the preceding figures.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Relais mit einem langgestreckten Anker, der sich im wesentlichen parallel zur Achse der Erregerspule erstreckt und mit einem Ende unmittelbar an einem Ankerträgerteil (5) aus Isolierstoff befestigt ist, das mit einem Flansch des Spulenkörpers schwenkbar in Verbindungsteht.
  • Ein derartiges Relais ist in der älteren europäischen Patentanmeldung 82107301.2 (EP-A-72 975) beschrieben, deren Inhatt gemäß Art. 54 (3) und (4) zum Stand der Technik zählt. Das Relais nach der älteren Anmeldung hat den Vorteil, daß durch die unmittelbare Befestigung der Kontaktfedern im isolierenden Trägerteil des Ankers die Ankerbewegung unmittelbar auf die Kontaktfedern übertragen wird, so daß kein Betätigungsschieber erforderlich ist. Durch die dort vorgesehene Verbindung der beweglichen Kontaktfedern mit dem isolierenden Trägerteil kann also jegliche Reibung zwischen Anker und beweglicher Kontaktfedern, die durch den sonst üblichen Betätigungsschieber verursacht wird, vermieden werden. Allerdings ist bei den Ausführungsbeispielen der älteren Anmeldung noch nicht jegliche Reibung des Ankers vermieden, da die dort beschriebenen Schneiden- und Zapfenlagerungen des Ankers eine zwar nur geringe,. aber nicht vernachlässigbare Reibung verursachen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß der Anker mit möglichst wenig Einzelteilen praktisch reibungsfrei gelagert wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst das Ankerträgerteil über einen oder mehrere elastische.
  • Durch die Anformung des Ankerträgerteiles am Kunststoffspulenkörper ist es möglich, eine reibfreie Ankerlagerung zu erhalten und zusätzliche Teile einzusparen. Außerdem wird eine Toleranzsummierung verhindert, da zwischen Anker und Spulenkörper keine getrennt gefertigten Zwischenglieder vorhanden sind und normalerweise die Eisenteile des Magnetkreises am Spulenkörper gelagert werden.
  • Das Ankerträgerteil ist zweckmäßigerweise rahmenförmig ausgebildet und hält den Anker durch Steckbefestigung in dem Rahmenausschnitt. Der Anker wird in diesem Fall in seiner Längsrichtung in die Ausnehmung des Ankerträgerteiler eingesteckt und durch Preßsitz oder auch durch eine Rastverbindung gehalten. Eine solche Rastverbindung kann beispielsweise durch zusammenwirkende Kerben und Vorsprünge am Anker einerseits und am Ankerträgerteil andererseits erzielt werden.
  • In einer anderen Ausführungsform kann das Ankerträgerteil auch eine U-förmige Ausnehmung besitzen, in welcher der Anker durch Einstecken einrastbar befestigt ist. Falls es notwendig ist, das Ankerende gegenüber metallischen Teilen des Magnetkreises, etwa gegenüber einer metallischen Relaiskappe, zu isolieren, so kann das Ankerträgerteil in Verlängerung der Längsachse des Ankers eine geschlossene Rückwand aufweisen.
  • Der elastische Steg, der jeweils das Ankerträgerteil mit dem Spulenkörper verbindet, besitzt zweckmäßigerweise an seiner schmalsten Stelle einen rechteckigen Querschnitt, dessen Schmalseite in Richtung der Drehachse des Ankers verläuft. Dieser elastische Steg bzw. die elastischen Stege werden in einer bevorzugten Ausführungsform durch zwei gegenläufig abgerundete Einkerbungen zwischen dem Spulenflansch und dem Ankerträgerteil gebildet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Anker in einer axialen Öffnung des Spulenkörpers angeordnet. In einer anderen Ausführungsform kann der Anker auch seitlich der Spule angeordnet und in einem entsprechend seitlich an einem Spulenflansch angeformten Ankerträgerteil befestigt sein. Zusätzlich kann das Ankerträgerteil auch ein oder mehrere langgestreckte Kontaktelemente tragen, welche parallel zum Anker befestigt sind und mit diesem gemeinsam bewegt werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
    • Figur 1 einen Spulenkörper mit Ankerhalteglied für ein erfindungsgemäßes Relais,
    • Figur 2 eine abgewandelte Ausführungsform des Spulenkörpers in einer Schnittansicht.
    • Figur 3 bis 5 weitere Abwandlungen des Spulenkörpers und des Ankers in Detailansichten,
    • Figur 6 eine weiter abgewandelte Ausführungsform des Ankerhaltegliedes.
  • Der in Fig. 1 perspektivisch dargestellte Spulenkörper mit Anker kann beispielsweise bei einem Relais, wie es in der älteren Anmeldung beschrieben ist, eingesetzt werden. Dieser Spulenkörper 1, der ohne Wicklung gezeigt ist, besitzt zwei Spulenflansche 2 und 3, wobei im Bereich des Spulenflansches 2 ein langgestreckter stabförmiger Anker 4 mit seinem einen Ende 4a gelagert ist, so daß er sich durch eine Öffnung 1a des Spulenkörpers 1 in dessen Axialrichtung erstreckt und mit seinem freien Ende 4b Schaltbewegungen zwischen nicht dargestellten Gegenpolen ausführen kann.
  • Zur Lagerung des Ankers dient ein rahmenförmiges Ankerträgerteil 5, welches über elastische Stege 6 und 7 einstückig am Spulenkörperflansch 2 angeformt ist. Der Anker ist dabei durch Preßsitz in dem rahmenförmigen Ankerträgerteil gehalten, während die durch gegenläufig abgerundete Einkerbungen gebildeten Biegestege 6 jeweils an ihrer schmalsten Stelle die Drehachse des Ankers bilden.
  • Der Spulenkörper mit seinem Flansch 2 bildet unterhalb des Ankerträgerteiles 5 einen Fortsatz 2a, der beispielsweise Spulenanschlußstifte 8 trägt. Der gesamte Spulenkörper mit Anker kann auf einen nicht dargestellten Relaisgrundkörper aufgesetzt werden, so wie das beispielsweise in der älteren Anmeldung gezeigt ist. Vom Anker betätigbare Kontaktfedersätze können entweder seitlich am Spulenkörper angelagert oder in dem erwähnten Grundkörper befestigt werden. Die beweglichen Kontaktfedern können dabei auch, wie in der älteren Anmeldung vorgesehen, in einem entsprechend ausgebildeten Ankerträgerteil (siehe auch Fig. 6) befestigt werden.
  • Fig. 2 zeigt eine etwas abgeänderte Ausführungsform eines Spulenkörpers mit Anker in einem Schnitt, von oben gesehen. Der Spulenkörper 11 mit den Flanschen 12 und 13 trägt eine Wicklung 11a, während in seinem Inneren der stabförmige Anker 4 angeordnet ist. Zum Schließen des Magnetkreises dienen dabei zwei Bügel 14 und 15, weiche mit ihren Enden 14a und 15a an das gelagerte Ankerende 4a herangeführt sind und mit ihren Enden 14b und 15b jeweils Arbeitsluftsplate 16 bzw. 17 gegenüber dem Ankerende 4b bilden. Durch einen (nicht dargestellten) Dauermagneten kann das System polarisiert werden, so daß der Anker je nach Erregung zu dem einen oder zu dem anderen Magnetkreisbügel 14 bzw. 15 hingezogen wird.
  • Das Ankerträgerteil 18 ist ähnlich wie das Ankerträgerteil 5 in Fig. 1 ausgebildet. Gegenüber diesem besitzt es jedoch eine geschlossene Rückwand 18a, so daß das eingesteckte Ankerende 4a isoliert ist.
  • Das Spulenöffnung 11b ist in diesem Fall konisch ausgebildet, d. h. die Öffnung ist im Bereich des Spulenflansches 12 in der Nähe der Ankerlagerung nur schmal, während sie im Bereich des Spulenflansches 13 in der Nähe des freien Ankerendes weiter ist. Dadurch ist eine ungehinderte Schaltbewegung des Ankers möglich, während andererseits der zur Schaltbewegung nicht benötigte Raum durch den Kunststoff des Spulenkörpers ausgefüllt ist und diesem mehr Stabilität verleiht. Bei der Fertigung des Spulenkörpers hat dies den Vorteil, daß der Kern des Spritzwerkzeuges aufgrund der konischen Form leichter herausgezogen werden kann. Weiterhin besitzt der Spulenkörper nach Fig. 2 im Bereich des Spulenflansches 13 zwei Anschlagnasen 19, durch die der Ankerhub exakt begrenzt werden kann.
  • Fig. 3 zeigt in einer Detaildarstellung eine andere Ausführungsform des Spulenkörpers. Der Spulenkörper 21 mit Wicklung 21a enthält dabei in seinem Inneren ein Joch 22, welches am Spulenflansch 23 abgewinkelt ist. Der stabförmige Anker 24 ist in diesem Fall parallel zur Spulenachse neben der Spule angeordnet und in einem am Spulenflansch 23 angeformten Ankerträgerteil 25 befestigt. Auch dieses Ankerträgerteil 25 ist über einen oder mehrere Biegestege 26 mit dem Spulenkörper 21 verbunden und gestattet eine Schaltbewegung des Ankers 24. Zur Fixierung besitzt der Anker eine oder mehrere Einkerbungen 27, in welche Rastnasen 28 des Ankerträgerteiles 25 eingreifen.
  • Die Ausführungsform nach Fig. 4 ist weitgehend ähnlich der von Fig. 3. Hierbei trägt der Spulenkörper 31 ein langgestreckt gerade ausgebildetes Joch 32 in seinem Inneren, welches über den Spulenflansch 33 in Axialrichtung vorsteht und an das ein abgewinkelt ausgebildeter Anker 34 angekoppelt ist. -Dieser Anker 34 ist in einem Ankerträgerteil 35 befestigt, welches über einen Biegesteg 36 mit dem Spulenflansch 33 verbunden ist.
  • Die Befestigung des Ankers 34 in dem Ankerträgerteil 35 kann beispielsweise gemäß Fig. 5 erfolgen. In diesem Fall besitzt das Ankerträgerteil eine U-förmige Öffnung 35a, in welche der Anker 34 von oben eingesteckt werden kann. Durch den Rastzahn 35b wird er im Ankerträgerteil 35 gehalten.
  • Fig. 6 zeigt in einer Detaildarstellung noch eine abgewandelte Ausführungsform des Ankerträgerteiles. An dem nur andeutungsweise dargestellten Spulenkörper 41 ist über Biegestege 42 ein Ankerträgerteil 43 angeformt, welches nicht nur einen Anker 44, sondern an seitlichen Fortsätzen auch jeweils bewegliche Kontaktfedern 45 und 46 trägt. Im übrigen ist die Ausführung des Relais auch hierbei entsprechend den vorangehenden Figuren variierbar.

Claims (11)

1. Elektromagnetisches Relais mit einem langgestreckten Anker (4), der sich im wesentlichen parallel zur Achse der Erregerspule (1) erstreckt und mit einem Ende (4a) unmittelbar an einem Anherträgerteil (5) aus lsolierstoff befestigt ist, das mit einem Flansch (2) des Spulenkörpers schwenkbar dadurch in Verbindung steht, daß es über einen oder mehrere elastische Stege (6, 7) einstückig am Spulenkörper (1) angeformt ist.
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ankerträgerteil (5) rahmenförmig ausgebildet ist und den Anker (4) durch Steckbefestigung hält.
3. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ankerträgerteil (35) eine U-förmige Ausnehmung besitzt, in welcher der Anker (34) einrastbar befestigt ist.
4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ankerträgerteil (18) in Verlängerung der Längsachse des Ankers (4) eine geschlossene Rückwand (18a) besitzt.
5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweilige elastische Steg (6, 7) an seiner schmalsten Stelle einen rechteckigen Querschnitt besitzt, dessen Schmalseite in Richtung der Drehachse des Ankers (4) verläuft.
6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die elastischen Stege (6, 7) durch zwei gegenläufig abgerundete Einkerbungen zwischen dem Spulenflansch (2) und dem Ankerträgerteil (5) gebildet sind.
7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Stege in Richtung der Ankerachse verlaufend als Torsionsstege ausgebildet sind.
8. Relais nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Anher (4) in einer axialen Öffnung (11 b) des Spulenkörpes (11) angeordnet ist und diese Öffnung (11b) des Spulenkörpers (11) in Richtung auf den das Ankerträgerteil (18) tragenden Spulenflansch (12) verengt ist.
9. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (11) an dem dem Ankerträgerteil (18) entgegengesetzten Spulenflansch (13) seitliche Anschlagnasen (19) für den Anker (4) besitzt.
10. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (24, 34) seitlich des Spulenkörpers (21, 31) angeordnet und das Ankerträgerteil (25, 35) seitlich an einem Spulenflansch (23, 33) angeformt ist.
11. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Ankerträgerteil (43) parallel zum Anker (44) zumindest ein langgestrecktes Kontaktelement (45, 46) befestigt ist.
EP83103503A 1982-04-14 1983-04-11 Elektromagnetisches Relais Expired EP0091687B1 (de)

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EP0091687A1 EP0091687A1 (de) 1983-10-19
EP0091687B1 true EP0091687B1 (de) 1985-08-28

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