EP0126317B1

EP0126317B1 - Elektromagnetisches Drehankerrelais

Info

Publication number: EP0126317B1
Application number: EP84104581A
Authority: EP
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. Schedele (Fh)
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-04-27
Filing date: 1984-04-24
Publication date: 1986-12-03
Also published as: DE3461574D1; EP0126317A1; US4527138A; JPS59207535A; DE3315168A1

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Drehankerrelais mit einem den Spulenkörper der Länge nach durchsetzenden und dort um eine mittlere Drehachse beweglich gelagerten, stabförmigen Anker, mit an beiden Enden der Spule angeordneten, mit den Ankerenden Arbeitsluftspalte bildenden Jochen sowie mit durch den Anker betätigbaren Kontaktfedern, welche mit in einem Grundkörper verankerten Gegenkontaktelementen zusammenwirken.
Ein derartiges Relais ist beispielsweise aus der US-A-3 211 858 bekannt. Solche Drehankerrelais haben den Vorteil, daß sie gegenüber äußeren Kräften, wie Stößen und Erschütterungen, sehr unempfindlich sind. Sie eignen sich sehr gut für größere Kontaktbestückung. Besonders vorteilhaft lassen sich dabei polarisierte Drehankersysteme verwenden.
Bei dem bekannten Drehankerrelais mit innerhalb der Spule liegendem Anker erfolgt die Kontaktbetätigung über Betätigungselemente. die an den freien Enden des Ankers angebracht sind und die im Grundkörper verankerte Kontaktfedern betätigen. Der Anker des bekannten Relais ist drehbar an einem Montageglied gelagert und an diesem mittels eines angeschweißten Haltestreifens befestigt.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Drehankerrelais der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß bei einfacher Fertigung und Montage der Einzelteile Toleranzen weitgehend ausgeschaltet werden können, so daß die Betriebswerte des Relais eine geringe Streuung aufweisen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Spulenkörper durch zwei mit Abstand axial hintereinander angeordnete, jeweils eine Wicklung tragende Einzel-Spulenkörper gebildet ist, deren Lage auf dem gemeinsamen Grundkörper mittels an den Einzel-Spulenkörpern und an dem Grundkörper entsprechend ausgebildeten Anlageflächen vorgegeben ist, und daß in dem durch die einander zugewandten Enden der Einzel-Spulenkörper, durch den Grundkörper und durch eine die beiden Einzel-Spulenkörper überbrückende Lagerplatte umgrenzten Raum ein aus Isolierstoff bestehendes Lagerelement für den das Lagerelement durchdringenden Anker einsetzbar ist, an dem quer zur Spulenachse verlaufende Lagerzapfen ausgebildet sind und das sich ebenfalls quer zur Spulenachse, jedoch zu den Lagerzapfen um 90° versetzt, erstreckende Fortsätze aufweist, in denen die kontaktfreien Enden der Kontaktfedern befestigt sind.
Bei dem Relais nach der Erfindung ist nicht ein einziger einteiliger Spulenkörper Träger für den Anker, sondern der Grundkörper bildet ein Drehlager für den Anker. Da aber auch die Gegenkontaktelemente im Grundkörper verankert sind, ergeben sich nur sehr geringe Toleranzen zwischen dem Anker und den mit dem Anker verbundenen Mittelkontaktfedern einerseits und den jeweils funktionsmäßig zugehörigen Gegenkontaktelementen andererseits. Die beiden Einzel-Spulenkörper sind für sich auf dem Grundkörper positioniert und zusätzlich durch die Lagerplatte für den Anker miteinander verbunden. Sie verursachen keine Toleranzen, die die Funktion des Ankers und der Kontaktelemente beeinträchtigen könnten.
Durch die Aufteilung des Spulenkörpers in zwei getrennt montierbare Einzel-Spulenkörper ist es möglich, den Anker bereits vor der Montage mit dem Lagerelement, beispielsweise durch Umspritzen, zu verbinden und dabei auch die Mittelkontaktfedern durch Einbetten lagegenau zum Anker zu befestigen. Bei diesem Einbetten können die Lagerzapfen ebenfalls mit hoher Präzision ausgeformt werden.
Weiter können auch zusätzlich Toleranzen dadurch ausgeschaltet werden, daß die Joche jeweils in benachbarte Ausnehmungen des Grundkörpers eingesteckt sind, deren Abstand die Länge der Arbeitsluftspalte bestimmt. Auch an den Einzel-Spulenkörpern können jeweils über den Arbeitsluftspalten Pol-Distanzstücke angeformt sein.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Figur 1 bis 4 ein erfindungsgemäßes Drehankerrelais in verschiedenen Schnittansichten,
Figur 5 die Einzeldarstellung eines Ankers aus Fig. 1.

Das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Relais besitzt einen Grundkörper oder Sockel 1, in welchem Gegenkontaktelemente 2 und 3 mit ihren Anschlußstiften 2a bzw. 3a sowie Anschlußelemente 4 für Mittelkontaktfedern durch Einspritzen verankert sind. Auf dem Grundkörper 1 sind in Axialrichtung zueinander versetzt zwei einzelne Spulenkörper 5 und 6 mit jeweils einer Wicklung 7 bzw. 8 angeordnet und an Anlageschultern 9 bzw. Auflageflächen 10 zum Grundkörper und zueinander positioniert. Durch den Innenraum 11 beider Spulenkörper erstreckt sich etwa in Axialrichtung ein Balkendrehanker 12, der in seinem Mittelbereich mit einem Lagerelement 13 umspritzt ist. Über angeformte Lagerzapfen 14 ist dieses Lagerelement 13 und mit ihm der Anker 12 in Lagerbuchsen 15 des Grundkörpers 1 einerseits und einer Lagerplatte 16 andererseits gelagert. Die Lagerplatte 16 liegt parallel zum Grundkörper 1 auf den einander zugewandten Flanschen 5e-und 6a der beiden Spulenkörper 5 und 6 auf und positioniert zugleich diese beiden Spulenkörper zueinander. In das Lagerelement 13 sind außerdem parallel zum Balkendrehanker 12 vier Mittelkontaktfedern 17 eingebettet (Fig. 5), welche sich seitlich von den beiden Spulen erstrecken und jeweils mit einem Paar von Gegenkontaktelementen 2 und 3 zusammenwirken. Über ein flexibles Leiterelement 18 sind die Mittelkontaktfedern 17 jeweils mit einem zugehörigen Anschlußelement 4 im Grundkörper 1 verbunden.
Über jedem der beiden Spulenkörper 5 und 6 ist ein vierpolig aufmagnetisierter Dauermagnet 19 bzw. 20 angeordnet, an deren Unterseiten jeweils ein Paar von winkelförmigen Jochen 21, 22 bzw. 23 und 24 angekoppelt ist. Mit einem waagrechten Abschnitt, beispielsweise 21a und 22a, liegen diese Joche jeweils an einem Pol eines Dauermagneten, z. B. 19, an, während sie mit senkrechten Abschnitten, beispielsweise 21 b und 22b (Fig. 4) jeweils Arbeitsluftspalte mit einem Ende des Ankers 12 bilden. Die Joche sind mit ihren senkrechten Enden, beispielsweise 21b und 22b, in Ausnehmungen 25 des Grundkörpers eingesetzt, so daß zwischen den paarweise gegenüberstehenden Jochen vom Grundkörper 1 ein PolDistanzstück 26 gebildet wird, welches zusammen mit einem am Spulenkörper angeformten Poldistanzstück 27 die Breite der Luftspalte exakt festlegt. Damit ergibt sich eine exakte Zuordnung der Anlageflächen von Anker und Jochen einerseits und der Kontaktstellen der mit dem Anker verbundenen Mittelkontaktfedern 17 und der im Grundkörper verankerten Gegenkontaktelemente 2 und 3 andererseits.
Eine toleranzarme Feinmontage der Ankerlagerung ergibt sich außerdem dadurch, daß die Lagerplatte 16 zunächst lose mit dem Anker montiert wird, daß man dann nach Aufmagnetisieren der Dauermagnete den Anker an zwei diagonal gegenüberstehenden Polschuhen durch die dauermagnetischen Haltekräfte anliegen läßt und danach die Lagerplatte durch Kleben oder durch thermisches Verformen an den Spulenkörperflanschen 5a und 6a befestigt. Die formgebundenen Maße « a des Lagerelementes 13 und « b der Spulenkörper 5 und 6 sind so bemessen, daß keine Durchdringung entsteht, die die Drehbewegung des Ankers hemmen könnte.
Über den beiden Dauermagneten 19 und 20 ist eine Flußführungsplatte 28 angeordnet. Im übrigen läßt sich der Magnetkreis des Relais durch entsprechende Magnetisierung der Dauermagnetbereiche monostabil oder bistabil einstellen, wie dies bereits in der DE-A-3 225 830 beschrieben ist. Das Relais wird durch eine über den Grundkörper 1 gestülpte Gehäusekappe 29 verschlossen und von unten mit Vergußmasse 30 abgedichtet.

Claims

1. Elektromagnetisches Drehankerrelais mit einem den Spulenkörper (5, 6) der Länge nach durchsetzenden und dort um eine mittlere Drehachse beweglich gelagerten, stabförmigen Anker (12), mit an beiden Enden der Spule (5, 6, 7, 8) angeordneten, mit den Ankerenden Arbeitsluftspalte bildenden Jochen (21, 22. 23, 24) sowie mit durch den Anker betätigbaren Kontaktfedern (17), welche mit in einem Grundkörper (1) verankerten Gegenkontaktelementen (2, 3) zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkörper (5, 6) durch zwei mit Abstand axial hintereinander angeordnete, jeweils eine Wicklung (7, 8) tragende Einzel-Spulenkörper (5, 6) gebildet ist, deren Lage auf dem gemeinsamen Grundkörper (1) mittels an den Einzel-Spulenkörpern (5, 6) und an dem Grundkörper (1) entsprechend ausgebildeten Anlageflächen (9, 10) vorgegeben ist, und daß in dem durch die einander zugewandten Enden der Einzel-Spulenkörper (5, 6), durch den Grundkörper (1) und durch eine die beiden Einzel-Spulenkörper (5, 6) überbrückende Lagerplatte (16) umgrenzten Raum ein aus Isolierstoff bestehendes Lagerelement (13) für den das Lagerelement (13) durchdringenden Anker (12) einsetzbar ist, an dem quer zur Spulenachse verlaufende Lagerzapfen (14) ausgebildet sind und das sich ebenfalls quer zur Spulenachse, jedoch zu den Lagerzapfen (14) um 90° versetzt, erstreckende Fortsätze aufweist, in denen die kontaktfreien Enden der Kontaktfedern (17) befestigt sind.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (12) und die kontaktfreien Enden der Kontaktfedern (17) in den Isolierstoff des Lagerelementes (13) unter gleichzeitiger Ausformung der Lagerzapfen (14) durch Eingießen eingebettet sind.

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Joche (21, 22, 23, 24) jeweils in benachbarte Ausnehmungen (25) des Grundkörpers (1) eingesteckt sind, deren Abstand die Länge der Arbeitsluftspalte bestimmt.

4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Einzel-Spulenkörpern (5, 6) jeweils über den Arbeitsluftspalten Pol-Distanzstücke (27) angeformt sind.

5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerplatte (16) auf die einander zugewandten Flansche der beiden Einzel-Spulenkörper (5, 6) aufgeklebt ist.