EP0278495A1 - Elektromagnetisches Relais und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

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EP0278495A1
EP0278495A1 EP88101962A EP88101962A EP0278495A1 EP 0278495 A1 EP0278495 A1 EP 0278495A1 EP 88101962 A EP88101962 A EP 88101962A EP 88101962 A EP88101962 A EP 88101962A EP 0278495 A1 EP0278495 A1 EP 0278495A1
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rivet
armature
contact spring
measuring point
wart
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/54—Contact arrangements
    • H01H50/60—Contact arrangements moving contact being rigidly combined with movable part of magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H49/00—Apparatus or processes specially adapted to the manufacture of relays or parts thereof

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic relay with a coil, an angular yoke, the first leg of which is coupled to one end of a coil core and the second leg forms a bearing edge for a flat armature forming a working air gap with the other end of the coil core, and with one the armature directly or indirectly coupled, interacting with at least one mating contact element.
  • the invention also relates to a method for producing such a relay.
  • a relay of the above type is described for example in DE-GM 82 35 283.
  • the contact spring attached to the armature serves at the same time to mount the armature and to return it to the rest position.
  • An essential quality feature of such a relay is that the force-displacement characteristic of the armature when tightened is in a predetermined range. In order to measure this force-displacement characteristic in production, it is customary to press the armature with a probe and to measure the force curve in the process. However, in order to obtain comparable values for this measurement, the probe must always engage the anchor at the same predetermined distance from the bearing point.
  • the object of the invention is to design a relay of the type mentioned at the outset in such a way that accurate scanning on the armature is possible in a simple manner and without complex positioning processes is.
  • a method for the simplest possible manufacture of such a relay is to be specified.
  • the armature has a projection on its outer side facing away from the coil core, the surface of which tapers in a point-like manner and forms a measuring point at its raised point at a predetermined distance from the bearing edge.
  • a measuring point is thus provided in the relay itself, which has the correct distance from the bearing point from the outset and is inevitably detected during the scanning.
  • no probe with a pointed end is required for scanning, but rather a probe with a flat end can be used, the positioning of which does not go into the measurement result and therefore does not require high accuracy.
  • it can be determined quickly and reliably in this way with a simple measuring step whether the force-displacement curve of the armature lies within the required range.
  • the relay has a coil core 1, which is coupled at one end to the first leg 2a of an angular yoke 2 and has a pole plate 3 at the other end.
  • a flat armature 4 is mounted, which forms a working air gap 5 with the pole plate 3.
  • An essentially angular contact spring 6 is fastened with a leg 6a on the outside of the armature 4, while it is fastened with its second leg 6b on the yoke 2 and thus simultaneously serves to hold and reset the armature 4. With the free end 6c, the contact spring can be switched between two mating contact elements 7 and 8. This design is generally known.
  • the relay In order to be able to measure the force-displacement curve on the armature during production, the relay is held with a tensioning device 9, while a probe 10 presses against the armature 4.
  • the probe 10 has a flat end 10a, with which it presses against a raised measuring point 11, which in turn is formed on a rivet boss 12 of the armature.
  • This rivet wart 12 is expediently used at the same time for fastening the contact spring leg 6a on the armature.
  • the raised measuring point 11 is only shown schematically in FIG. It can be formed by the most varied shapes of the rivet 12 or another projection on the anchor. All that matters is that the raised point has the correct distance a from the bearing axis 14 of the armature.
  • An axis offset of the probe 10 with its longitudinal axis 13 with respect to the measuring point 11 is irrelevant as long as the probe 10a somehow detects the measuring point 11 with its flat end 10a.
  • the positional spread of the relay via the clamping device 9 to the probe is taken up only by the flat end of the probe.
  • the shape of the measuring point 11 can be of any type, for example tapering to a point or rounded in the form of a dome.
  • FIG 2. 2 shows a detail of the armature 4 from FIG. 1, on which the spring section 6a rests.
  • a rivet pin 16 protruding upwards is embossed on the anchor, on which the spring 6 with the recess 17 is attached.
  • the dashed contour 16 'of the rivet pin is deformed from above such that a central rivet nipple 19 with a spherical surface is formed, which is surrounded by an annular rivet bead 20.
  • the most elevated point 24 forms the measuring point.
  • the support tool 21 is provided with a centering and embossing pin 22 which engages in the embossing recess 23 of the armature 4.
  • the central spherical cap surface of the rivet wart 19 could also be molded onto the rivet pin 16 during the manufacture of the anchor.
  • the rivet punch 18 only needs to be subjected to an annular deformation in order to produce the rivet bead 20.

Abstract

Es ist bekannt, bei elektromagnetischen Relais die Kraft-Weg-Charakteristik dadurch zu messen, daß mit einem spitzen Meßtaster gegen den Anker gedrückt wird. Dabei beeinträchtigen Positionsfehler der Spitze des Meßtasters die Meßgenauigkeit. Um eine genaue Messung der Kraft-Weg-Charakteristik ohne großen Positionierungsaufwand vornehmen zu können, wird am Anker (4) ein erhabener Meßpunkt (11) vorgesehen, der an dem Niet (12) zur Befestigung der Kontaktfeder (6) angeformt sein kann. An diesem erhabenen Meßpunkt (11) kann mit einem Flachtaster (10) gemessen werden, ohne daß dieser mit seiner Achse genau positioniert werden muß. Derartige Relais erlauben insbesondere in der Großserienfertigung eine einfache Kontrolle der Kennwerte.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais mit einer Spule, einem winkelförmigen Joch, dessen erster Schenkel mit einem Ende eines Spulenkerns gekoppelt ist und dessen zweiter Schenkel eine Lagerkante für einen flachen, mit dem anderen En­de des Spulenkerns einen Arbeitsluftspalt bildenden Anker bil­det, und mit einer mit dem Anker mittelbar oder unmittelbar ge­koppelten, mit mindestens einem Gegenkontaktelement zusammen­wirkenden Kontaktfeder. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Relais.
  • Ein Relais der obengenannten Art ist beispielsweise in dem DE-GM 82 35 283 beschrieben. Bei diesem Relais dient die auf dem Anker befestigte Kontaktfeder gleichzeitig zur Lagerung des Ankers und zu dessen Rückstellung in die Ruhelage. Ein wesent­liches Qualitätsmerkmal eines solchen Relais besteht darin, daß die Kraft-Weg-Charakteristik des Ankers beim Anziehen in einem vorgegebenen Bereich liegt. Um diese Kraft-Weg-Charakteristik in der Fertigung zu messen, ist es üblich, den Anker mit einem Meßtaster anzudrücken und dabei den Kraftverlauf zu messen. Um aber bei dieser Messung jeweils vergleichbare Werte zu erhal­ten, muß der Meßtaster immer im gleichen vorbestimmten Abstand von der Lagerstelle am Anker angreifen. Bisher werden für die­sen Zweck Meßtaster mit einer Prüfspitze verwendet, die auf der Oberfläche der Kontaktfeder bzw. des Ankers oder auch auf der flachen Oberfläche einer Nietwarze angreifen. Dabei ist eine sehr genaue Positionierung der Meßspitze gegenüber der Ankerla­gerung erforderlich, was in der Großserienfertigung nur mit er­heblichem Aufwand möglich ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais der eingangs genannten Art so zugestalten, daß eine genaue Abtastung am Anker auf ein­fache Weise und ohne aufwendige Positioniervorgänge möglich ist. Außerdem soll ein Verfahren zur möglichst einfachen Her­stellung eines derartigen Relais angegeben werden.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der An­ker auf seiner vom Spulenkern abgewandten Außenseite einen Vor­sprung aufweist, dessen Oberfläche punktförmig zuläuft und an ihrer erhabensten Stelle einen in vorgegebenem Abstand von der Lagerkante liegenden Meßpunkt bildet.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Relais wird also im Relais selbst konstruktiv ein Meßpunkt vorgesehen, der von vornherein den richtigen Abstand von der Lagerstelle besitzt und bei der Ab­tastung zwangsläufig erfaßt wird. Zur Abtastung ist in diesem Fall dann auch kein Meßtaster mit einem spitzen Ende erforder­lich, vielmehr kann ein Meßtaster mit einem flachen Ende ver­wendet werden, dessen Positionierung nicht in das Meßergebis eingeht und somit auch keine hohe Genauigkeit erfordert. Insbe­sondere für die Fertigung eines derartigen Relais in einer Großserie kann auf diese Weise mit einem einfachen Meßschritt schnell und zuverlässig ermittelt werden, ob der Kraft-Weg-Ver­lauf des Ankers im geforderten Bereich liegt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel nä­her erläutert. Es zeigt
    • FIG 1 eine Teildarstellung eines elektromagnetischen Relais mit auf dem Anker angebrachtem Meßpunkt,
    • FIG 2 eine ausschnittsweise Darstellung des Ankers aus FIG 1 mit einem Prägewerkzeug zur Herstellung des Meßpunktes.
  • In FIG 1 ist ein elektromagnetisches Relais dargestellt, wobei nur die wesentlichen Elemente des Magnetkreises und des Kon­taktsystems gezeigt und verschiedene Einzelheiten, wie Spule, Grundkörper und dergleichen, weggelassen sind. Soweit zusätzli­che Einzelheiten zum Verständnis erforderlich wären, könnten sie etwa dem eingangs genannten DE-GM 82 35 283 entnommen wer­den.
  • Das Relais besitzt einen Spulenkern 1, der mit einem Ende an den ersten Schenkel 2a eines winkelförmigen Joches 2 angekop­pelt ist und am anderen Ende eine Polplatte 3 aufweist. Am freien Ende 2a des Joches 2 ist ein flacher Anker 4 gelagert, der mit der Polplatte 3 einen Arbeitsluftspalt 5 bildet. Eine im wesentlichen winkelförmige Kontaktfeder 6 ist mit einem Schenkel 6a auf der Außenseite des Ankers 4 befestigt, während sie mit ihrem zweiten Schenkel 6b auf dem Joch 2 befestigt ist und damit gleichzeitig zur Halterung und Rückstellung des An­kers 4 dient. Mit dem freien Ende 6c ist die Kontaktfeder zwi­schen zwei Gegenkontaktelementen 7 und 8 umschaltbar. Diese Bauform ist grundsätzlich bekannt.
  • Um bei der Fertigung den Kraft-Weg-Verlauf am Anker messen zu können, wird das Relais mit einer Spannvorrichtung 9 gehalten, während ein Meßtaster 10 gegen den Anker 4 drückt. Der Meßta­ster 10 besitzt ein flaches Ende 10a, mit welchem er gegen ei­nen erhabenen Meßpunkt 11 drückt, der seinerseits auf einer Nietwarze 12 des Ankers ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise dient diese Nietwarze 12 gleichzeitig zur Befestigung des Kon­taktfederschenkels 6a auf dem Anker. Der erhabene Meßpunkt 11 ist in FIG 1 nur schematisch gezeigt. Er kann durch die ver­schiedensten Formen des Niets 12 oder eines sonstigen Vor­sprungs am Anker gebildet sein. Es kommt lediglich darauf an, daß der erhabenste Punkt den richtigen Abstand ª von der La­gerachse 14 des Ankers besitzt. Ein Achsenversatz des Meßta­sters 10 mit seiner Längsachse 13 gegenüber dem Meßpunkt 11 spielt dabei keine Rolle, solange der Meßtaster mit seinem Flachende 10a den Meßpunkt 11 irgendwie erfaßt. Die Lagestreu­ungen des Relais über die Spannvorrichtung 9 zum Meßtaster wer­den allein von dem Flachende des Meßtasters aufgenommen.
  • Die Form des Meßpunktes 11 kann beliebig sein, beispielsweise spitz zulaufend oder kalottenförmig abgerundet. Ein einfaches Herstellverfahren für einen solchen Meßpunkt sei anhand von FIG 2 kurz erläutert. FIG 2 zeigt einen Detailausschnitt des Ankers 4 aus FIG 1, auf welchem der Federabschnitt 6a aufliegt. Aus dem Anker ist ein nach oben vorstehender Nietzapfen 16 heraus­geprägt, auf welchen die Feder 6 mit der Ausnehmung 17 aufge­steckt ist. Mit einem Nietwerkzeug 18 wird nun von oben die ge­strichelt eingezeichnete Kontur 16ʹ des Nietzapfens so ver­formt, daß eine zentrische Nietwarze 19 mit einer kalottenför­migen Oberfläche entsteht, die von einem ringförmigen Nietwulst 20 umgeben ist. Der erhabenste Punkt 24 bildet den Meßpunkt. Für diese Ausformung ist das Auflagewerkzeug 21 mit einem Zen­trier- und Prägezapfen 22 versehen, der in die Präge-Ausnehmung 23 des Ankers 4 eingreift.
  • Die zentrische Kalottenoberfläche der Nietwarze 19 könnte auch bereits bei der Ankerherstellung an dem Nietzapfen 16 angeformt werden. In diesem Fall bräuchte mit dem Nietstempel 18 ledig­lich eine ringförmige Deformation zur Erzeugung der Nietwulst 20 vorgenommen zu werden.
  • Durch diese Art der Ausprägung eines Nietzapfens und dessen De­formation in einen zentrischen Teil mit vorstehendem Meßpunkt und eine ringförmige Nietwulst ergibt sich einerseits ein durch Formschluß realisierbarer Nietfestsitz zur spannungsfreien Hal­terung der Feder. Andererseits wird auf diese Weise ohne zu­sätzlichen Arbeitsgang der erhabene Meßpunkt mit den oben be­reits geschilderten Vorteilen erhalten.

Claims (8)

1. Elektromagnetisches Relais mit einer Spule, einem winkelför­migen Joch (2), dessen erster Schenkel (2a) mit einem Ende ei­nes Spulenkerns (1) gekoppelt ist und dessen zweiter Schenkel (2b) eine Lagerkante für einen flachen, mit dem anderen Ende (3) des Spulenkerns einen Arbeitsluftspalt (5) bildenden Anker (4) bildet, und mit einer mit dem Anker mittelbar oder unmit­telbar gekoppelten, mit mindestens einem Gegenkontaktelement (7, 8) zusammenwirkenden Kontaktfeder (6), dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (4) auf seiner vom Spulenkern (1) abgewandten Außenseite einen Vorsprung (12; 16) aufweist, dessen Oberfläche punktförmig zuläuft und an ihrer erhabensten Stelle einen in vorgegebenem Abstand von der Lager­achse (14) des Ankers liegenden Meßpunkt (11; 24) bildet.
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Vorsprung (12; 16) durch eine Niet­warze gebildet ist.
3. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Nietwarze (12, 16) zugleich zur Be­festigung der Kontaktfeder (6) auf dem Anker (4) dient.
4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (12; 16) aus dem Material des Ankers (4) geprägt ist.
5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e ich net, daß der Vorsprung (16) eine ka­lottenförmig gerundete Oberfläche (19) aufweist.
6. Verfahren zur Herstellung eines Relais nach einem der An­sprüche 1 bis 5, wobei aus dem Material des Ankers ein Nietzap­fen (16) herausgeprägt, die Kontaktfeder mit einer Ausnehmung (23) über den Nietzapfen gelegt und der Nietzapfen über der Kontaktfeder zu einer Nietwarze verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Nietzapfen (16) im Mit­tenbereich zu einer Nietwarze (19) mit erhabenem Meßpunkt (24) und im Randbereich zu einer ringförmigen Nietwulst (20) ver­formt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Nietwarze (19) und die Nietwulst (20) nach dem Aufbringen der Kontaktfeder in einem Arbeitsgang ausgeformt werden.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn­zeichnet, daß der erhabene Meßpunkt (24) bereits bei der Ausprägung des Nietzapfens (16) ausgeformt wird und daß nach dem Aufbringen der Kontaktfeder lediglich der Randbereich des Nietzapfens (16) zu der Nietwulst (20) verformt wird.
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