EP0110133B1 - Elektromagnetisches Relais - Google Patents

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EP0110133B1
EP0110133B1 EP83110709A EP83110709A EP0110133B1 EP 0110133 B1 EP0110133 B1 EP 0110133B1 EP 83110709 A EP83110709 A EP 83110709A EP 83110709 A EP83110709 A EP 83110709A EP 0110133 B1 EP0110133 B1 EP 0110133B1
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EP
European Patent Office
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coil
relay
armature
section
tongue
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EP83110709A
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EP0110133A1 (de
Inventor
Josef Schweiger
Bernhard Dr. Dipl.-Phys. Hering
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00—Electromagnetic relays
    • H01H51/22—Polarised relays
    • H01H51/2236—Polarised relays comprising pivotable armature, pivoting at extremity or bending point of armature
    • H01H51/2245—Armature inside coil
    • H01H51/2254—Contact forms part of armature
    • 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
    • H01H50/34—Means for adjusting limits of movement; Mechanical means for adjusting returning force
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49105—Switch making

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic relay with a spring-elastic tongue anchor arranged inside the coil body, which is mounted on one side and rests with its free end at least one counter pole plate and is attached with its other end to the coil body in the region of a coil flange.
  • a relay of the type mentioned is known for example from DE-A-2 701 230.
  • the resilient tongue anchor is attached at one end to a carrier, which forms an adjusting plate that can be permanently adjusted by an external magnetic field, so as to adjust the position of the tongue anchor.
  • This structure has proven itself very well because of the adjustability in the fully encapsulated state, but the space required for the adjusting plate must be taken into account in the construction, as a result of which the coil diameter cannot be made arbitrarily small.
  • the free spring length of the tongue anchor is limited by the length of the coil body interior in the known relay.
  • a relay with a spring-elastic tongue anchor, which is arranged within the coil former, is also known, for example, from DE-B-1 909 940.
  • the tongue anchor is welded with its fastening end to a nose of a connecting pin, the adjustment being possible only by bending this nose using a mechanically attacking tool.
  • the free spring length is limited by the length of the coil body tube.
  • the object of the invention is to design a relay of the type mentioned in such a way that the free spring length of the tongue anchor is not limited to the length of the coil body interior, so that even with a very small construction and a correspondingly short coil body, a soft spring characteristic of the armature with a sufficiently large one Cross-section for the flow guidance is achievable.
  • the tongue anchor of this relay should be adjustable without the intervention of a mechanical tool.
  • the object is achieved in a relay of the type mentioned at the outset in that the tongue anchor in the region of the coil flange serving to fasten it has an additional free-sprung section bent at right angles to the coil axis and lying on the end face in front of the coil flange, and only with a section which springs freely thereon subsequent attachment section is attached to the end face of the coil flange.
  • the resilient tongue anchor Due to the additional freely resilient section, which is arranged perpendicular to the coil axis in front of the coil flange, the resilient tongue anchor can be made softer with the same cross-section and with the same coil length, so that even lower forces of a permanent magnet or excitation are sufficient for switching. This makes the relay more sensitive.
  • Another advantage of the tongue anchor design according to the invention is that the additional freely resilient section is also accessible for adjustment with heat pulses, in particular laser pulses, as described, for example, in DE-A-2 918 100. The relay can thus be adjusted without mechanical attack by a tool.
  • the bent, additional free-spring section of the tongue anchor lies in a recess in the coil body.
  • the fastening section can have an extension lying in the same plane, formed at a right angle, which is also arranged on the end face in front of the coil body flange, but, in contrast to the additional freely resilient section, rests on the coil flange.
  • the anchor spring can be fastened by deformed pins of the coil body by means of the fastening section and optionally by means of the extension.
  • the additional freely resilient section of the armature spring is irradiated with heat pulses, in particular with laser pulses.
  • the laser pulses it is expedient for the laser pulses to be irradiated in a targeted manner at specific points in a predetermined matrix, as is already the subject of an older application in accordance with EP-A-O-109 509.
  • the relay according to the invention shown in the drawing has a coil body 1 with a winding 2, which is limited by the coil flanges 3 and 4.
  • a spring-elastic tongue anchor 6 is arranged in the coil interior 5, and its free end 6a can be moved between two counter-pole plates 7 and 8.
  • the opposing pole plates 7 and 8 are angled and, with their sections 7a and 8a arranged in one plane, form a contact surface for a flat, four-pole permanent magnet 9.
  • the tongue anchor is angled at the opposite end of the counter-pole plates and thus has an additional spring section 6b, which lies on the end face in front of the coil flange 3 and thus extends the entire free spring length of the tongue anchor 6.
  • the end 6c of the additional spring section 6b lies on the end face of the coil flange 3 and is fastened with a thermoformed pin 10 of the coil body.
  • a further fastening section 6d is integrally formed on the side of the additional spring section 6b, which is likewise fastened to the coil flange by a pin 10.
  • a connecting pin 6e is formed on the fastening end 6c or 6d, which is used for electrical contacting of the tongue anchor 6, which also serves as a central contact spring.
  • the coil flange 3 has a recess 3a.
  • the additional spring section 6b of the tongue anchor 6 is irradiated with laser pulses which strike it at points 11 and each cause a deformation of the tongue anchor.
  • the free anchor end 6a is adjusted in the direction of arrow 13. If the armature is to be adjusted in the opposite direction, this could be done, for example, by mechanical pressure at point 14 or by an additional mechanical pressure at point 14 with simultaneous irradiation with laser pulses.
  • the recess 3a of the coil former can be temporarily covered by a film 1, while the opening of the coil former on the opposite side is pre-sealed by a film 16 inserted between the pole plate sections 7a and 8a on the one hand and the permanent magnets 9 on the other.
  • the cavities can then be poured out with casting resin without it being able to penetrate into the interior 5.
  • the mode of operation of the relay corresponds to that of the relay according to DE-B-2 701 230.
  • the ferromagnetic cap 17 serves to guide the flux of the permanent magnetic circuit as well as the excitation circuit.
  • the opposing pole plates 7 and 8 are provided in the usual way with connecting pins 7b and 8b.
  • coil connecting pins 18 are embedded in the coil body 1 in a known manner.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Relais mit einem innerhalb des Spulenkörpers angeordneten, einseitig gelagerten, federelastischen Zungenanker, welcher mit seinem freien Ende mindestens einem Gegenpolblech gegenübersteht und mit seinem anderen Ende am Spulenkörper im Bereich eines Spulenflansches befestigt ist.
  • Ein Relais der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE-A-2 701 230 bekannt. Dort ist der federnde Zungenanker mit einem Ende an einem Träger befestigt, welcher ein Justierblech bildet, das durch ein ausserhalb angelegtes Magnetfeld bleibend verstellt werden kann, um so die Stellung des Zungenankers zu justieren. Dieser Aufbau hat sich wegen der Justierbarkeit in vollständig vergossenem Zustand sehr bewährt, doch muss bei der Konstruktion der für das Justierblech benötigte Raum mit in Rechnung gestellt werden, wodurch der Spulendurchmesser nicht beliebig klein gemacht werden kann. Ausserdem ist bei dem bekannten Relais die freie Federlänge des Zungenankers durch die Länge des Spulenkörperinnenraums begrenzt.
  • Ein Relais mit einem federelastischen Zungenanker, der innerhalb des Spulenkörpers angeordnet ist, ist beispielsweise auch aus der DE-B-1 909 940 bekannt. Dort ist der Zungenanker mit seinem Befestigungsende an eine Nase eines Anschlussstiftes angeschweisst, wobei die Justierung nur durch Biegen an dieser Nase mittels eines mechanisch angreifenden Werkzeuges möglich ist. Auch hierbei ist die freie Federlänge durch die Länge des Spulenkörperrohres begrenzt.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass die freie Federlänge des Zungenankers nicht auf die Länge des Spulenkörperinnenraums beschränkt ist, so dass auch bei sehr kleiner Konstruktion und entsprechend kurzem Spulenkörper eine weiche Federkennlinie des Ankers bei gleichzeitig genügend grossem Querschnitt zur Flussführung erzielbar ist. Ausserdem soll der Zungenanker dieses Relais ohne Eingriff eines mechanischen Werkzeuges justierbar sein.
  • Erfindungsgemäss wird die gestellte Aufgabe bei einem Relais der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Zungenanker im Bereich des zu seiner Befestigung dienenden Spulenflansches einen rechtwinklig zur Spulenachse abgebogenen, stirnseitig vor dem Spulenflansch liegenden, zusätzlichen freifedernden Abschnitt aufweist und erst mit einem an diesen freifedernden Abschnitt anschliessenden Befestigungsabschnitt an der Stirnseite des Spulenflansches befestigt ist.
  • Durch den zusätzlichen frei federnden Abschnitt, der senkrecht zur Spulenachse vor dem Spulenflansch angeordnet ist, kann der federelastische Zungenanker bei gleichem Querschnitt und bei gleicher Spulenlänge weicher gemacht werden, so dass auch geringere Kräfte eines Dauermagneten bzw. einer Erregung zum Schalten ausreichen. Das Relais wird also dadurch empfindlicher. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Gestaltung des Zungenankers liegt darin, dass der zusätzliche frei federnde Abschnitt auch für eine Justierung mit Wärmeimpulsen, insbesondere Laserimpulsen, zugänglich ist, wie sie beispielsweise in der DE-A-2 918 100 beschrieben ist. Das Relais kann dadurch ohne mechanischen Angriff eines Werkzeugs justiert werden.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemässen Relais liegt der abgebogene, zusätzliche freifedernde Abschnitt des Zungenankers in einer Ausnehmung des Spulenkörpers. Der Befestigungsabschnitt kann dabei einen in derselben Ebene liegenden, im rechten Winkel angeformten Fortsatz aufweisen, der ebenfalls stirnseitig vor dem Spulenkörperflansch angeordnet ist, jedoch im Gegensatz zum zusätzlichen frei federnden Abschnitt auf dem Spulenflansch aufliegt. Die Befestigung der Ankerfeder kann durch verformte Zapfen des Spulenkörpers mittels des Befestigungsabschnitts und gegebenenfalls mittels des Fortsatzes erfolgen.
  • Zur Justierung des Relais wird der zusätzliche frei federnde Abschnitt der Ankerfeder mit Wärmeimpulsen, insbesondere mit Laserimpulsen bestrahlt. Dabei ist es zweckmässig, dass die Bestrahlung mit den Laserimpulsen gezielt an bestimmten Punkten einer vorgegebenen Matrix erfolgt, wie dies bereits Gegenstand einer älteren Anmeldung gemäss EP-A-O-109 509 ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen
    • Fig. 1 bis 3 ein erfindungsgemäss gestaltetes Relais in drei verschiedenen Schnittansichten.
  • Das in der Zeichnung dargestellte erfindungsgemässe Relais besitzt einen Spulenkörper 1 mit einer Wicklung 2, die durch die Spulenflansche 3 und 4 begrenzt ist. Im Spuleninnenraum 5 ist ein federelastischer Zungenanker 6 angeordnet, der mit seinem freien Ende 6a zwischen zwei Gegenpolblechen 7 und 8 bewegbar ist. Die Gegenpolbleche 7 und 8 sind abgewinkelt ausgebildet und bilden mit ihren in einer Ebene angeordneten Abschnitten 7a und 8a eine Auflagefläche für einen flachen, vierpoligen Dauermagneten 9.
  • Der Zungenanker ist an dem den Gegenpolblechen entgegengesetzten Ende abgewinkelt und besitzt damit einen zusätzlichen Federabschnitt 6b, der stirnseitig vor dem Spulenflansch 3 liegt und damit die gesamte freie Federlänge des Zungenankers 6 verlängert. Das Ende 6c des zusätzlichen Federabschnittes 6b liegt auf dem Spulenflansch 3 stirnseitig auf und ist mit einem warmverformten Zapfen 10 des Spulenkörpers befestigt. Ausserdem ist seitlich vom zusätzlichen Federabschnitt 6b ein weiterer Befestigungsabschnitt 6d angeformt, der ebenfalls durch einen Zapfen 10 am Spulenflansch befestigt ist. Ausserdem ist am Befestigungsende 6c bzw. 6d ein Anschlussstachel 6e angeformt, der zur elektrischen Kontaktierung des gleichzeitig als Mittelkontaktfeder dienenden Zungenankers 6 dient. Um die freie Beweglichkeit des zusätzlichen Federabschnittes 6b beim Schalten des Zungenankers 6 zu gewährleisten, besitzt der Spulenflansch 3 eine Ausnehmung 3a.
  • Zur Justierung wird der zusätzliche Federabschnitt 6b des Zungenankers 6 mit Laserimpulsen bestrahlt, die an den Punkten 11 auf diesen auftreffen und jeweils eine Deformierung des Zungenankers bewirken. Bei einer Bestrahlung in Richtung des Pfeiles 12 (Fig. 1) wird das freie Ankerende 6a in Richtung des Pfeiles 13 verstellt. Soll der Anker in Gegenrichtung verstellt werden, so könnte dies beispielsweise durch mechanischen Druck auf die Stelle 14 oder durch einen zusätzlichen mechanischen Druck an dieser Stelle 14 bei gleichzeitiger Bestrahlung mit Laserimpulsen geschehen. Für die normale Fertigung und Justierung ist es aber zweckmässig, die Ankerzunge zunächst so zu montieren, dass das freie Ende 6a entsprechend der Darstellung in Fig. 2 am Gegenpolblech 8 anliegt, so dass der Zungenanker danach ohne mechanische Berührung allein durch Bestrahlung mit Laserimpulsen justiert werden kann. Bei der Justierung ist es ausserdem zweckmässig, ein Punkteraster, etwa wie in Fig. 3 dargestellt, auf dem zusätzlichen Federabschnitt 6b vorzusehen und je nach Grösse der benötigten Verformung bestimmte Punkte dieses Rasters gezielt zu bestrahlen. Dieses Verfahren ist in der europäischen Patentanmeldung 83 109 497 (EP-A-109 509) beschrieben.
  • Nach der Justierung kann die Ausnehmung 3a des Spulenkörpers durch eine Folie 1 vorläufig abgedeckt werden, während die Öffnung des Spulenkörpers an der gegenüberliegenden Seite durch eine zwischen die Polblechabschnitte 7a und 8a einerseits und den Dauermagneten 9 andererseits eingelegte Folie 16 vorabgedichtet wird. Nach dem Einsetzen des Relais in eine ferromagnetische Kappe 17 können dann die Hohlräume mit Giessharz ausgegossen werden, ohne dass dieses in den Innenraum 5 eindringen kann.
  • Die Arbeitsweise des Relais entspricht der des Relais nach der DE-B-2 701 230. Dabei dient die ferromagnetische Kappe 17 der Flussführung des Dauermagnetkreises wie auch des Erregerkreises. Die Gegenpolbleche 7 und 8 sind in üblicher Weise mit Anschlussstiften 7b und 8b versehen. Ausserdem sind in bekannter Weise Spulenanschlussstifte 18 in den Spulenkörper 1 eingebettet.

Claims (5)

1. Elektromagnetisches Relais mit einem innerhalb des Spulenkörpers (1) angeordneten, einseitig gelagerten, federelastischen Zungenanker (6), welcher mit seinem freien Ende mindestens einem Gegenpolblech (7, 8) gegenübersteht und mit seinem anderen Ende am Spulenkörper (1) im Bereich eines Spulenflansches befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Zungenanker (6) im Bereich des zu seiner Befestigung dienenden Spulenflansches (3) einen rechtwinkelig zur Spulenachse abgebogenen, stirnseitig vor dem Spulenflansch (3) liegenden, zusätzlichen freifedernden Abschnitt (6b) aufweist und erst mit einem an diesen freifedernden Abschnitt anschliessenden Befestigungsabschnitt (6c) an der Stirnseite des Spulenflansches (3) befestigt ist.
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche, freifedernde Abschnitt (6b) des Zungenankers (6) in einer Ausnehmung (3a) des Spulenkörpers (1) angeordnet ist.
3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsat.chnitt (6c) einen in derselben Ebene liegenden, im rechten Winkel angeformten Fortsatz (6d) aufweist.
4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zungenanker (6) mittels des Befestigungsabschnittes (6c) und gegebenenfalls mittels des Fortsatzes (6d) an verformten Zapfen (10) des Spulenkörpers (1) befestigt ist.
5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zusätzliche, freifedernde Abschnitt (6b) des Zungenankers (6) derart angeordnet ist, dass die Justierung des Zungenankers (6) mit Wärmeimpulsen, insbesondere Laserimpulsen, erfolgen kann.
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