EP1843377A1

EP1843377A1 - Magnetantrieb für ein Relais

Info

Publication number: EP1843377A1
Application number: EP07001241A
Authority: EP
Inventors: Rainer Schmelz
Original assignee: Gruner AG
Current assignee: Gruner AG
Priority date: 2006-04-03
Filing date: 2007-01-20
Publication date: 2007-10-10
Anticipated expiration: 2027-01-20
Also published as: EP1843377B1; ES2320809T3; DE502007000516D1; ATE426242T1; DE102006015815B3

Abstract

Bei einem Magnetantrieb (8) mit einer umpolbaren Magnetspule (10), mit einem einen Permanentmagneten aufweisenden Anker (12), der an zwei Jochschenkeln (11) der Magnetspule (10) zwischen zwei Schaltstellungen verschwenkbar gehalten ist, und mit einem parallel zur Spulenachse verschiebbar geführten Stellelement (16), das mit dem Anker (12) bewegungsgekoppelt ist, sind erfindungsgemäß an den beiden Jochschenkeln (11) zwei Seitenwangen (22) befestigt, zwischen denen das Stellelement (16) verschiebbar geführt gehalten ist und in denen der Anker (12) schwenkbar gelagert ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Magnetantrieb mit einer umpolbaren Magnetspule, mit einem einen Permanentmagneten aufweisenden Anker, der an zwei Jochschenkeln der Magnetspule zwischen zwei Schaltstellungen verschwenkbar gehalten ist, und mit einem parallel zur Spulenachse verschiebbar geführten Stellelement, das mit dem Anker bewegungsgekoppelt ist, sowie ein Relais mit einem solchen Magnetantrieb.
Ein Relais mit einem derartigen Magnetantrieb ist beispielsweise durch die DE 101 62 585 C1 oder DE 102 49 697 B3 bekannt geworden.
Bei diesem bekannten Relais wird ein Stromkreis zwischen zwei elektrischen Relaiskontakten mittels zweier paralleler Kontaktfedern geschlossen oder unterbrochen. Die Kontaktfedern stehen über ein verschiebbares Stellelement in Verbindung mit einem Permanentmagneten eines H-Ankers, der an zwei Jochschenkeln einer Magnetspule schwenkbar gehalten ist. Beim Umpolen der Magnetspule verschwenkt der Permanentmagnet, wodurch das Stellelement verschoben wird. Da das Stellelement die Kontaktfedern in deren Auslenkrichtung hintergreift, werden diese dabei aus ihrer geschlossenen Ruhelage ausgelenkt, so dass der Stromkreis unterbrochen ist. Die freien Enden der Kontaktfedern sind in Richtung auf die geschlossene Endposition jeweils durch eine Blattfeder kraftbeaufschlagt, die an der jeweiligen Kontaktfeder befestigt ist und sich mit ihrem freien Ende am Stellelement abstützt. Das Stellelement ist in Gehäuseteilen des Relaisgehäuses verschiebbar geführt, so dass äußere Verspannungen des Relaisgehäuses auf Funktionsstellen des Stellelementes übertragen werden und zu Funktionsstörungen des Relais führen können.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass an den beiden Jochschenkeln oder am Spulenkörper der Magnetspule zwei Seitenwangen befestigt sind, zwischen denen das Stellelement verschiebbar geführt gehalten ist und in denen der Anker schwenkbar gelagert ist.
Im Wesentlichen handelt es sich um einen Magnetantrieb mit einer Magnetspule und einem Magnetkreis, dessen verschwenkbarer Anker sich je nach Spulenbestromung umpolt und durch das vorgeprägte Magnetfeld des Permanentmagneten in den definierten Endlagen verharrt. Diese Einheit ist mit an den Jochschenkeln aufgesteckten Seitenwangen versehen, welche die Wippenlagerung des Ankers sowie die Führung und Fixierung des verschiebbaren Stellelements aufweisen. Alternativ können die Seitenwangen auch an den Spulenkörper der Magnetspule aufgesteckt werden. Dadurch ist der erfindungsgemäße Magnetantrieb von äußeren Gehäuseteilen entkoppelt, die ansonsten äußere Verspannungen auf Funktionsstellen des Stellelementes übertragen können. Der erfindungsgemäße Magnetantrieb ermöglicht weiterhin als vorfixierte Einheit eine Vorprüfung und eine vereinfachte Montage.
Die Erfindung betrifft auch ein Relais mit mindestens einer, jeweils den Stromkreis zwischen einem ersten und einem zweiten Relaiskontakt schließenden oder unterbrechenden Kontaktfeder, deren eines Ende jeweils leitend mit dem ersten Relaiskontakt verbunden ist und über deren anderes, freies Ende jeweils der Stromkreis in einer ersten Relaisposition der Kontaktfeder geschlossen oder in einer zweiten Relaisposition der Kontaktfeder unterbrochen ist, und mit einem wie oben ausgebildeten Magnetantrieb zum Auslenken der Kontaktfeder in die jeweilige Relaisposition.
Vorzugsweise ist der Magnetantrieb auf einer Bodenplatte des Relaisgehäuses befestigt, an der auch eine Abdeckkappe des Relaisgehäuses befestigt sein kann. Erfindungsgemäß ist das Stellelement des Magnetantriebs vom Relaisgehäuse, insbesondere von der Bodenplatte und der Abdeckkappe, entkoppelt, so dass keine äußeren Verspannungen auf Funktionsstellen des Stellelementes übertragen werden können.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Es zeigt:

Fig. 1: das erfindungsgemäße Relais in einer Explosionsdarstellung;
Fig. 2: eine perspektivische Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Relais ohne Abdeckkappe;
Fig. 3: eine Seitenansicht des in Fig. 1 gezeigten Relais in der geschlossenen Relaisposition ohne Abdeckkappe; und
Fig. 4: eine Draufsicht auf das in Fig. 2 gezeigte Relais.

Das in den Fign. 1 bis 4 dargestellte Relais 1 umfasst zwei Relaiskontakte 2, 3 und zwei den Stromkreis zwischen den beiden Relaiskontakten 2, 3 schließende oder unterbrechende parallele Kontaktfedern 4, welche als elektrisch leitende Blatt- oder Flachfeder ausgebildet sind. Die einen Enden der Kontaktfedern 4 sind elektrisch leitend am oberen Relaiskontakt 2 mittels mehrerer Punktschweißungen 5 befestigt, während die anderen, freien Enden 6 jeweils einen Kontaktknopf 7 tragen und mittels eines gemeinsamen Magnetantriebs 8 auslenkbar sind. Die Kontaktfedern 4 sind in der in Fig. 3 gezeigten geschlossenen Relaisposition derart nach unten ausgelenkt, dass ihre Kontaktknöpfe 7 jeweils an Kontaktknöpfen 9 des unteren Relaiskontakts 3 anliegen, und in der offenen Relaisposition (nicht gezeigt) derart nach oben ausgelenkt, dass ihre Kontaktknöpfe 7 von den Kontaktknöpfen 9 des unteren Relaiskontakts 3 abgehoben sind.
Der Magnetantrieb 8 umfasst eine umpolbare Magnetspule 10 mit einem Magnetkreis, an dessen zwei Jochschenkeln 11 ein Anker (Ankerwippe) 12 mit einem Permanentmagneten (nicht gezeigt) schwenkbar gehalten ist. Der Permanentmagnet ist zwischen zwei Ankerplatten 13 angeordnet, die in den beiden Schaltstellungen des Ankers 12 jeweils an den Jochschenkeln 11 anliegen. Die Magnetspule 10 und der zwischen seinen beiden Schaltstellungen verschwenkbare Anker 12 bilden einen H-Ankeranzug. Der Anker 12 greift mit einem vorstehenden Arm 14 in eine Öffnung 15 eines Stellelements 16 ein, das in Auslenkrichtung der Kontaktfeder 4 linear verschiebbar (Doppelpfeil 17 (Fig. 3)) geführt ist. D.h., der Anker 12 ist am Stellelement 16 angelenkt. An den freien Enden 6 jeder Kontaktfeder 4 ist eine Blattfeder 18 aus Federstahl befestigt, deren freies Ende das Stellelement 16 jeweils mit einem seitlichen, unteren Vorsprung 19 untergreift und mit einem seitlichen, oberen Vorsprung 20 übergreift. Das Stellelement 16 nimmt mit den beiden unteren Vorsprüngen 19 die beiden Kontaktfedern 4 in Öffnungsrichtung des Relais 1, d.h. nach oben, und mit den oberen Vorsprüngen 20 die Kontaktfedern 4 in Schließrichtung des Relais 1, d.h. nach unten, mit. Mit anderen Worten sind die beiden Kontaktfedern 4 mit dem Stellelement 16 in Öffnungs- und Schließrichtung mittels der beiden Blattfedern 18 bewegungsgekoppelt. Die Kontaktfedern 4 sind jeweils als eine mehrschichtige Blattfeder mit einem seitlich aus ihrer Ebene vorstehenden Bogenabschnitt 21 ausgebildet.
Zum Schalten des Relais 1 wird das Magnetfeld der Magnetspule 10 umgepolt, wodurch der Anker 12 verschwenkt und das Stellelement 16 verschoben wird. In der geschlossenen Relaisposition (Fig. 3) ist das Stellelement 16 durch den nach unten geschwenkten Arm 14 nach unten verschoben, wodurch über die Blattfedern 18 auch die Kontaktfedern 4 nach unten bis zur Anlage ihrer Kontaktknöpfe 4 an den Kontaktknöpfen 9 des unteren Relaiskontakts 3 ausgelenkt sind. Der Anpressdruck der Kontaktknöpfe 7 an die Kontaktknöpfe 9 des unteren Relaiskontakts 3 ist durch die Druckkraft der vom Stellelement 16 zusammengedrückten Blattfedern 18 gegeben. In der geschlossenen Relaisposition wirken die Blattfedern 18 der Auslenkung der Kontaktfedern 4 in Öffnungsrichtung entgegen, was zu einem prellreduzierten Schließen des Relais 1 führt. In der offenen Relaisposition ist das Stellelement 16 durch den nach oben geschwenkten Arm 14 nach oben verschoben, wodurch die Kontaktfedern 4 von den unteren Vorsprüngen 19 des Stellelements 16 mitgenommen und die Kontaktknöpfe 7 von den Kontaktknöpfen 9 des unteren Relaiskontakts 3 abgehoben sind.
Der Magnetantrieb 8 umfasst weiterhin zwei Seitenwangen 22, die seitlich jeweils auf beide Jochschenkel 11 aufgesteckt sind. Dazu weisen die beiden Jochschenkel 11 jeweils beidseitig untere und obere Steckvorsprünge 23 und die Seitenwangen 22 entsprechende untere und obere Stecköffnungen 24 auf. Jeder Jochschenkel 11 ist durch den einen Schenkel eines U-förmigen Teils gebildet, dessen anderer Schenkel (nicht gezeigt) in die Längsöffnung des Spulenkörpers 25 eingesteckt ist. Die beiden Seitenwangen 22 weisen auf ihren einander zugewandten Seiten jeweils untere und obere Führungen 26 und dazwischen eine Lageröffnung 27 auf. Das Stellelement 16 ist zwischen den beiden Seitenwangen 22 in den Führungen 26 verschiebbar geführt und unverlierbar gehalten, und der Anker 12 ist mit beidseitigen Lagerzapfen 28 zwischen den beiden Seitenwangen 22 in den Lageröffnungen 27 schwenkbar gelagert.
Die beiden Relaiskontakte 2, 3 und der Magnetantrieb 8 sind auf einer gemeinsamen Bodenplatte 29 des Relaisgehäuses befestigt. Der erste Relaiskontakt 2 ist von oben zwischen Seitenwänden 30 der Bodenplatte 29 eingeführt und dort mittels innenseitiger Rasten der Seitenwände 30 verrastet. Der zweite Relaiskontakt 3 ist in ein seitliches Einschubfach 31 der Bodenplatte 29 eingesteckt. An der Bodenplatte 29 ist auch noch ein Steckergehäuse 32 für Anschlusskontakte 33 der Magnetspule 10 vorgesehen. Die Relaiskontakte 2, 3 und der Magnetantrieb 8 sind mit einer Abdeckkappe 34 abgedeckt, die mit der Bodenkappe 29 über außenseitige Rasten 35 der Seitenwände 30 verrastet ist.

Claims

Magnetantrieb (8) mit einer umpolbaren Magnetspule (10), mit einem einen Permanentmagneten aufweisenden Anker (12), der an zwei Jochschenkeln (11) der Magnetspule (10) zwischen zwei Schaltstellungen verschwenkbar gehalten ist, und mit einem parallel zur Spulenachse verschiebbar geführten Stellelement (16), das mit dem Anker (12) bewegungsgekoppelt ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass an den beiden Jochschenkeln (11) oder am Spulenkörper (25) der Magnetspule (10) zwei Seitenwangen (22) befestigt sind, zwischen denen das Stellelement (16) verschiebbar geführt gehalten ist und in denen der Anker (12) schwenkbar gelagert ist.
Magnetantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwangen (22) an die beiden Jochschenkel (11) oder an den Spulenkörper (25) der Magnetspule (10) aufgesteckt sind.
Magnetantrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Seitenwange (22) jeweils an beide Jochschenkel (11) aufgesteckt ist.
Magnetantrieb nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Jochschenkel (11) jeweils beidseitig Steckvorsprünge (23) aufweisen.
Magnetantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Seitenwange (22) eine obere und eine untere Führung (26) für das Stellelement (16) und dazwischen eine Lagerung (27) für den Anker (12) aufweist.
Magnetantrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Jochschenkel (11) durch den einen Schenkel eines U-förmigen Teils gebildet ist, dessen anderer Schenkel in eine Längsöffnung des Spulenkörpers (25) eingesteckt ist.
Relais (1) mit mindestens einer, jeweils den Stromkreis zwischen einem ersten und einem zweiten Relaiskontakt (2, 3) schließenden oder unterbrechenden Kontaktfeder (4), deren eines Ende jeweils leitend mit dem ersten Relaiskontakt (2) verbunden ist und über deren anderes, freies Ende (6) jeweils der Stromkreis in einer ersten Relaisposition der Kontaktfeder (4) geschlossen oder in einer zweiten Relaisposition der Kontaktfeder (4) unterbrochen ist, und mit einem Magnetantrieb (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Auslenken der Kontaktfeder (4) in die jeweilige Relaisposition.
Relais nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die bzw. jede Kontaktfeder (4) mit dem Stellelement (16) des Magnetantriebs (8) in Öffnungs- und/oder Schließrichtung des Relais (1) bewegungsgekoppelt ist.
Relais nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die bzw. jede Kontaktfeder (4) in ihrer Auslenkrichtung vom Stellelement (16) unter- und/oder übergriffen ist.
Relais nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die bzw. jede Kontaktfeder (4) mit dem Stellelement (16) mittels einer an der Kontaktfeder (4) befestigten Zusatzfeder (18) bewegungsgekoppelt ist.
Relais nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetantrieb (8) auf einer Bodenplatte (29) des Relaisgehäuses befestigt ist.
Relais nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abdeckkappe (34) des Relaisgehäuses an der Bodenplatte (29) befestigt ist.