(19) |
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(11) |
EP 0 691 030 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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11.12.1996 Patentblatt 1996/50 |
(22) |
Anmeldetag: 16.03.1994 |
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/DE9400/288 |
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Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 9422/156 (29.09.1994 Gazette 1994/22) |
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(54) |
POLARISIERTES ELEKTROMAGNETISCHES RELAIS
POLARIZED ELECTROMAGNETIC RELAY
RELAIS ELECTROMAGNETIQUE POLARISE
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT CH DE ES FR GB IT LI |
(30) |
Priorität: |
24.03.1993 DE 4309619 23.07.1993 DE 4324857
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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10.01.1996 Patentblatt 1996/02 |
(73) |
Patentinhaber: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT |
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80333 München (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- STADLER, Heinz
D-81249 München (DE)
- DITTMANN, Michael
D-12207 Berlin (DE)
- MITSCHIK, Herbert
D-82538 Geretsried (DE)
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(56) |
Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 197 391 EP-A- 0 437 209 US-A- 3 247 344
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EP-A- 0 423 834 FR-A- 2 491 254
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein polarisiertes elektromagnetisches Relais mit
- einem Sockel aus Isolierstoff, der mit seiner Bodenseite eine Grundebene festlegt
und in dem mindestens zwei feststehende Gegenkontaktelemente sowie zwei metallische
Lagerstützen für den Anker befestigt sind,
- einer auf dem Sockel befestigten Spule mit zu der Grundebene paralleler Achse, einem
Kern und zwei mit den Enden des Kerns verbundenen Polschuhen,
- einer Dauermagnetanordnung, die im Bereich der Spulenmitte einen Mittelpol einer ersten
Polrichtung bildet und an den Polschuhen jeweils Pole einer dazu entgegengesetzten
Polrichtung erzeugt,
- einem annähernd parallel zur Spulenachse angeordneten, etwa in deren Mitte um eine
zur Grundebene parallele Mittelachse schwenkbar gelagerten, flachen Wipp-Anker, und
- einer mit dem Anker fest verbundenen Kontaktanordnung mit mindestens zwei in einem
Isolierstoffträger eingebetteten beweglichen Kontaktelementen, welche wahlweise mit
je einem der Gegenkontaktelemente zusammenwirken sowie zwei in den Isolierstofftrager
eingebetteten, an gegenüberliegenden Seiten des Ankers austretenden und mit den Lagerstützen
verbundenen Lagerelementen.
[0002] Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Relais.
[0003] Ein Relais der oben beschriebenen Art ist beispielsweise aus der EP 0 423 834 A2
bekannt. Bei diesem Relais wie auch bei anderen, grundsatzlich ähnlich aufgebauten
Miniaturrelais werden die verschiedenen Baugruppen, also der Sockel mit den feststehenden
Kontaktelementen, der Anker mit den beweglichen Kontaktelementen und die Spulenbaugruppe
in Schichtbauweise übereinander angeordnet, was zu einer Summierung der Fertigungstoleranzen
der Einzelteile führt. So ist also bei dem bekannten Relais gemäß EP 0 423 834 A2
der Anker über Lagerelemente befestigt, die in Form von Torsionsstegen und parallel
zur Grundebene liegenden Befestigungsarmen auf ebenfalls parallel zur Grundebene liegenden
Stützflächen aufliegend befestigt sind. Die Abstände zwischen den feststehenden Kontaktelementen
und den mit dem Anker verbundenen beweglichen Kontaktelementen sind somit durch die
Fertigung der Einzelteile fest vorgegeben. Das bedeutet, daß einerseits die Einzelteile
sehr toleranzarm und damit aufwendig hergestellt werden müssen, daß aber trotzdem
die verbleibenden Toleranzen sich bei der Montage summieren. Eine nachträgliche Justierung
der Kontaktabstände ist somit unumgänglich und bei dem bekannten Relais auch durch
Biegen an den Befestigungslappen vorgesehen.
[0004] Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Relais der eingangs genannten Art bereits
konstruktiv so zu gestalten und ein Herstellungs- bzw. Montageverfahren hierfür anzugeben,
daß die Toleranzen der Einzelteile keinen Einfluß auf die Kontaktabstände haben. Unabhängig
von der Genauigkeit der Einzelteile sollen also die beweglichen und die feststehenden
Kontaktelemente des Relais lagerichtig zueinander montierbar sein, so daß auch eine
nachträgliche Justierung nicht mehr erforderlich ist.
[0005] Erfindungsgemäß wird dieses Ziel bei einem Relais der eingangs genannten Art dadurch
erreicht, daß die Lagerelemente als flache Lagerbänder ausgebildet sind, welche sich
zumindest mit einem Befestigungsabschnitt senkrecht zur Grundebene erstrecken und
daß die Lagerstützen senkrechte Anlageflächen bilden, an denen die Befestigungsabschnitte
der Lagerbänder flach anliegen, und in einer stufenlos einstellbaren Höhenposition
befestigt sind.
[0006] Bei der erfindungsgemäßen Relaiskonstruktion wird also die bisherige Schichtbauweise
verlassen, und die Verbindung zwischen den beweglichen Teilen und dem feststehenden
Sockel erfolgt in Verbindungsebenen, welche senkrecht zur Grundebene und damit in
Richtung der Schaltbewegung verlaufen. Somit kann bei der Montage des Ankers der Kontaktabstand
exakt und stufenlos eingestellt und durch die Befestigung der Lagerelemente fixiert
werden. Damit erspart man nicht nur eine aufwendige, toleranzarme Fertigung der Einzelteile,
sondern auch die nachträgliche Justierung der Kontaktabstände.
[0007] Vorzugsweise erstrecken sich die beiden Lagerbänder jeweils mit einem elastischen
Abschnitt neben dem Anker derart, daß die Tangentialebene an jedem Punkt dieses Abschnitts
parallel zur Drehachse des Ankers liegt, daß also der elastische Abschnitt bei der
Ankerbewegung praktisch nur auf Biegung beansprucht wird. In einer bevorzugten Ausführungsform
sind dabei die Lagerbander jeweils in seitlichen Fortsätzen des Isolierstoffträgers
derart eingebettet, daß sie in einer zur Ankerlängsrichtung parallelen Richtung aus
diesem austreten und in eine zur Grundebene senkrechte Richtung gebogen und an den
parallel verlaufenden Befestigungslappen der Lagerstützen befestigt sind. Vorzugsweise
erstrecken sich die beiden Lagerbänder in einer gemeinsamen, zur Ankerlängsachse senkrechten
Richtung in der Weise, daß sie bei Bewegung des Ankers auf einfache Biegung beansprucht
werden. Wenn die Lagerbänder zugleich als Stromzuführung zu den beweglichen Kontaktelementen
dienen, dann sind sie jeweils mit mindestens einem dieser beweglichen Kontaktelemente,
vorzugsweise einstückig, verbunden, während die Lagerstützen ihrerseits mit Anschlußelementen
im Sockel verbunden sind.
[0008] Zur Entlastung der Befestigungsstellen der Lagerbander beim Schaltvorgang ist in
einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, daß der Endabschnitt des jeweiligen
Lagerbandes zwischen der zugehörigen Lagerstütze und einer gegenüberliegenden Klemmplatte
eingeklemmt ist, welche mit einer Endkante eine Einspannstelle für das Lagerband vor
dessen Befestigungsstelle definiert. Die Klemmplatte kann dabei durch einen U-förmig
umgebogenen Endabschnitt der Lagerstütze gebildet sein, welche den Endabschnitt des
Lagerbandes an dessen Abschlußkante oder auch seitlich umgreift. Der Biegeabschnitt
zwischen der eigentlichen Lagerstütze und der Klemmplatte kann dabei im Querschnitt
geschwächt sein, beispielsweise durch Prägung zur Verringerung der Dicke und/oder
seitliche Einschnitte zur Verringerung der Breite. Es ist aber auch möglich, daß die
Klemmplatte Teil einer U-förmigen, auf die freien Enden der Lagerstütze und des Lagerbandes
gesteckten Klammer ist.
[0009] Mit Hilfe der Klemmplatte bzw. der U-förmigen Verlängerung der jeweiligen Lagerstütze
wird also das an ihr befestigte Lagerband zwischen der Endkante dieser Klemmplatte
und der eigentlichen Lagerstütze eingeklemmt, so daß diese Einspannstelle auch zugleich
die Biegestelle für das jeweilige Lagerband bei der Ankerbewegung bildet. Die eigentliche
Befestigungsstelle, die vorzugsweise als Schweißpunkt ausgebildet ist, wird somit
vollständig von den Bewegungskräften entlastet.
[0010] Eine andere Möglichkeit zur Entlastung der Befestigungsstelle, welche in der Regel
ein Schweißpunkt ist, kann darin bestehen, daß das Lagerband jeweils mit dem elastischen
Abschnitt zwischen dem Anker und der Lagerstütze angeordnet ist und mit einem zusätzlich
am Ende oder seitlich angeformten Befestigungsabschnitt die Lagerstütze umgreifend
an einer von dem elastischen Abschnitt abgewandten Seite der Lagerstütze befestigt
ist. In diesem Fall liegt eine Kante der Lagerstütze zwischen dem Schweißpunkt und
dem elastischen Abschnitt, so daß wiederum eine Entlastung der Befestigungsstelle
gegeben ist.
[0011] Die Dauermagnetanordnung wird vorzugsweise durch einen stabförmigen Dauermagneten
gebildet, der parallel zur Spulenachse unterhalb der Spule angeordnet ist und an den
Enden jeweils gleichnamige Pole sowie in der Mitte einen dazu ungleichnamigen Pol
aufweist.
[0012] Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Relais umfaßt die
folgenden Schritte:
a) Auf dem Sockel wird der mit der Kontaktanordnung verbundene Anker derart angeordnet,
daß die Lagerbänder an den Lagerstützen höhenverschiebbar anliegen;
b) durch Höhenverschiebung des Ankers wird ein vorgegebener Kontaktabstand eingestellt;
c) die Lagerbänder werden in der eingestellten Position des Ankers mit den Lagerstützen
verbunden;
d) die mit dem Kern, den Polschuhen und dem Dauermagneten bestückte Spule wird von
oben soweit auf den Sockel aufgeschoben, bis vorgegebene Arbeitsluftspalte des Ankers
erreicht sind.
[0013] Bei einem zweckmäßigen Verfahren zur Befestigung der Lagerbänder an den Lagerstützen
werden die Lagerbänder nach der Einstellung des Kontaktabstandes zunächst durch einen
Schweißpunkt an der Lagerstütze vorfixiert, vorzugsweise durch einen Laserschweißpunkt
an der Endkante des Lagerbandes, und dann wird ein Endabschnitt der Lagerstütze zur
Bildung einer Klemmplatte U-förmig über eine Endkante des Lagerbandes gebogen, wobei
danach die aneinanderliegenden Abschnitte der Lagerstütze, des Lagerbandes und der
Klemmplatte miteinander verschweißt werden. Zweckmäßigerweise werden dabei ein oder
mehrere Schweißpunkte mit einem Laserschweißverfahren oder einem ähnlichen Punktschweißverfahren
im Kantenbereich der Lagerbänder und der Lagerstützen bzw. Klemmplatten erzeugt. Es
ist aber auch möglich, den Verbundbereich von Lagerstütze, Lagerband und gegebenenfalls
Klemmplatte an seinem freien Ende mit einem beliebigen Schweißverfahren, vorzugsweise
einem WIG-Schweißverfahren, miteinander zu verschmelzen.
[0014] Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigt
Figur 1 ein erfindungsgemäß gestaltetes Relais in Explosionsdarstellung,
Figur 2 ein fertig montiertes Relais nach Figur 1, jedoch ohne Kappe, in perspektivischer
Darstellung,
Figur 3 ein Relais gemäß Figur 2 mit aufgesetzter Kappe, das außermittig in Längsrichtung
geschnitten ist,
Figur 4 eine vergrößerte Darstellung eines Sockels und einer Ankerbaugruppe vor der
Montage,
Figur 5 und 6 einen Sockel mit montierter Ankerbaugruppe, einmal in Seitenansicht
(Figur 5) und einmal im Längschnitt (Figur 6),
Figur 7 einen Sockel und eine Ankerbaugruppe von vorne gesehen mit einer Montagevorrichtung,
Figur 8 den Sockel mit der montierten Ankerbaugruppe bei einem Relais mit einer abgewandelten
Ankerbefestigung,
Figur 9 und 10 eine Seitenansicht (im Ausschnitt) auf die Anordnung von Figur 8, und
zwar in verschiedenen Phasen der Befestigung eines Lagerbandes,
Figur 11 und 12 ein etwas abgewandeltes Montageverfahren für den Anker, und zwar den
Zustand nach dem Einsetzen des Ankers und vor dem Befestigen der Lagerbänder, in perspektivischer
Darstellung und im Schnitt,
Figur 13 eine perspektivische Ansicht eines Sockels mit montierter Ankerbaugruppe,
wobei die Lagerbänder mit einer zusätzlichen Klemmplatte befestigt sind,
Figur 14 bis 19 abgewandelte Ausführungsformen des Lagerbereichs A aus Figur 13 mit
unterschiedlichen Möglichkeiten zur Befestigung eines Lagerbandes an einer Lagerstütze.
[0015] Das in der Zeichnung dargestellte Relais besitzt einen Sockel 1, auf welchem eine
Kontaktanordnung 2 beweglich gelagert ist, welche ihrerseits mit einem Wippanker 3
fest verbunden ist. Oberhalb des Ankers ist annähernd parallel zu diesem ein flacher
Dauermagnet 4 angeordnet, der mit einem Mittelpol (N) über der Lagerstelle des Ankers
liegt und an seinen Enden zwei zum Mittelpol ungleichnamige Pole (S) aufweist. Über
dem Dauermagneten und über dem Anker ist eine Spule 5 angeordnet, in die axial ein
stabförmiger Kern 6 eingeschoben ist. Mit den Enden des Kerns 6 ist jeweils ein Polschuh
7 verbunden. Jeder der Polschuhe 7 ist im Bereich eines Spulenendes auch mit einem
Ende des Dauermagneten 4 gekoppelt und bildet nach unten eine Polfläche für den Anker
3. Mit einer auf den Sockel 1 aufgesetzten Kappe 8 wird schließlich ein geschlossenes
Gehäuse gebildet, das in üblicher Weise auch abgedichtet werden kann.
[0016] Der Sockel 1 besteht aus einem Sockel-Grundkörper 10, der aus Isolierstoff geformt
ist und in welchem feststehende Gegenkontaktelemente 11, 12, 13 und 14 sowie Anschlußelemente
15 und 16 für bewegliche Mittel-Kontaktelemente verankert sind. Alle diese Kontaktelemente
sind zweckmäßigerweise aus einer gemeinsamen Platine freigeschnitten und mit einem
Befestigungsabschnitt paraliel zur Bodenfläche des Sockels in den Grundkörper eingebettet.
Von diesen eingebetteten Abschnitten sind jeweils Anschlußstifte, z.B. 11a, 12a und
15a, senkrecht zur Unterseite des Sockels abgebogen. Die Gegenkontaktelemente 11,
12, 13 und 14 selbst liegen an der Oberseite des Bodens im wannenförmigen Sockel-Grundkörper
10 frei und sind mit Schweißprofilen 11b, 12b, 13b und 14b versehen. Die Anschlußelemente
15 und 16 jedoch sind an gegenüberliegenden Seiten des Sockels nach oben abgebogen,
wo sie durch entsprechende Abwinkelungen und Abkröpfungen zwei Lagerstützen 15b und
16b für die bewegliche Kontaktanordnung bzw. für den Anker bilden. Zwischen den jeweils
nebeneinander liegenden feststehenden Gegenkontaktelementen 11 und 13 bzw. 12 und
14 ist jeweils eine Rippe 17 zur Vergrößerung der Isolierstrecken angeformt. Außerdem
besitzt der Grundkörper an den Ecken jeweils eine Aussparung 18 zum Aufstecken der
Spule 5. Im Bereich dieser Ausnehmungen sind an der senkrechten Wand des Grundkörpers
10 jeweils senkrechte Rippen 19 angeformt, deren Funktion später noch beschrieben
wird.
[0017] Die bewegliche Kontaktanordnung 2 besitzt einen Kontaktträger 20 aus Isolierstoff,
in welchen Kontaktfedern 21, 22, 23 und 24 eingebettet sind. Diese Kontaktfedern arbeiten
wahlweise mit den unter ihnen liegenden feststehenden Gegenkontaktelementen 11, 12,
13 und 14 zusammen. Zur Bildung von zwei Umschaltkontakten sind im vorliegenden Beispiel
die Kontaktfedern 21 und 22 einstückig verbunden, so daß sie ein Mittelkontaktelement
bilden, das über ein Lagerband 25 mechanisch und elektrisch mit dem Anschlußelement
15 im Sockel verbunden ist. Entsprechend sind die Kontaktfedern 23 und 24 einstückig
mit einem Lagerband 26 verbunden und an das Anschlußelement 16 gekoppelt. Über zwei
Befestigungszapfen 27 ist die Kontaktanordnung 2 mit dem Anker 3 fest verbunden.
[0018] Der Anker 3 besteht aus einem flachen Eisenband 30, dessen Mittelbereich zu einem
quer verlaufenden Lagersteg 31 nach oben gebogen ist. Damit kann der Anker an dem
über ihm liegenden Dauermagneten 4 abrollen und wahlweise mit einer seiner Polflächen
32 oder 33 an einem der Polschuhe 7 anliegen. Die Bohrungen 34 dienen zur Aufnahme
der Befestigungszapfen 27 der Kontaktanordnung, welche in diesen Bohrungen durch Warmverformung
fixiert werden können.
[0019] Die Spule 5 besitzt einen aus Isolierstoff geformten Spulenkörper 50, der zwischen
zwei Flanschen 51 und 52 eine Wicklung 57 trägt und im Spulenkörperrohr den stabförmigen
Kern 6 aufnimmt. Die Spulenflansche 51 und 52 besitzen an den vier Ecken des Systems
jeweils nach unten verlängerte Ansätze 53, welche den Sockel 1 schachtelförmig übergreifen
und in dessen Ausnehmungen 18 zu liegen kommen. An den Innenseiten der Fortsätze 53
sind jeweils Querrippen 54 angeformt, welche jeweils mit den Längsrippen 19 des Sockels
kreuzförmig aufeinanderliegen und damit einen Festsitz in beliebiger Lage gewährleisten.
In den Spulenflanschen 51 und 52 bzw. in den Fortsätzen 53 sind jeweils senkrechte
Nuten 55 vorgesehen, in welche Spulenanschlußelemente 56 eingesteckt sind. In einer
anderen Ausführungsform könnten sie jedoch auch in das Material des Spulenkörpers
eingebettet sein.
[0020] Bei der Montage der Spulenbaugruppe werden die Polschuhe 7 von unten in entsprechende
Kanäle der Spulenkörperflansche 51 und 52 eingesteckt, wobei sie mit ihren gabelförmigen
Enden 71 jeweils den im Spulenkörperrohr befindlichen Kern 6 umfassen. Es wäre aber
auch denkbar, die Polschuhe 7 jeweils mit einem nach oben geschlossenen Durchbruch
zu versehen, wobei dann die Polschuhe in Axialrichtung auf den Kern aufgesteckt werden
müßten.
[0021] Bei der Montage des Relais wird die bewegliche Kontaktanordnung 2 zunächst mit dem
Anker 3 zu einer Anker-Kontakt-Baugruppe vereinigt, wobei die Befestigungszapfen 27
in der oben beschriebenen Weise in den Bohrungen 34 durch Warmverformung verankert
werden. Dann wird diese Anker-Kontakt-Baugruppe mit dem Sockel 1 verbunden, wobei
die Kontaktabstände in definierter Weise eingestellt werden. Dies soll anhand der
Figuren 4 bis 7 nunmehr näher erläutert werden.
[0022] Die Lagerbänder 25 und 26, die gleichzeitig als elektrische Anschlußlappen für die
Mittelkontaktelemente 21/22 bzw. 23/24 dienen und mit diesen einstückig aus einer
Platine geschnitten sind, treten jeweils im wesentlichen waagerecht aus dem Isolierstoffträger
20 der Kontaktanordnung aus. Zu diesem Zweck besitzt dieser Träger 20 seitliche Ansätze
28, aus denen die beiden Lagerbänder in Längsrichtung des Ankers austreten, von wo
sie dann mit einem verhältnismäßig kleinen Radius senkrecht nach oben abgebogen sind.
Diese nach oben abgebogenen Abschnitte der Lagerbänder liegen damit in einer gemeinsamen,
zur Grundebene senkrechten Ebene, welche andererseits auch annähernd durch die Lagerachse
des Ankers geht. Im montierten Relais werden die Lagerbänder 25 und 26 deshalb nicht
auf Torsion, sondern lediglich auf einfache Biegung beansprucht. Als Stoßsicherung
gegen zu weite Auslenkung des Ankers in seiner Längsrichtung dienen die Rippen 17,
an welche der Ansatz 28 bei Stößen anschlägt.
[0023] Nach dem Einsetzen der Anker-Kontakt-Baugruppe in den Sockel 1 gemäß Figuren 5 und
6 werden die Kontaktabstände 29 (für die Mittellage des Ankers) auf vorgegebene gleiche
Werte eingestellt. Dies erfolgt vorzugsweise mit einer Vorrichtung gemäß Figur 7 oder
mit einer vergleichbaren Vorrichtung. Nachdem die Lagerbänder 25 und 26 zu den Lagerstützen
15b und 16b des Grundkörpers ausgerichtet wurden, liegt die Anker-Kontaktbaugruppe
mit den Kontaktfedern 21, 22, 23 und 24 auf den zugehörigen Gegenkontaktelementen
11, 12, 13 und 14 auf. Die Lagerbänder bzw. Anschlußlappen 25 und 26 liegen mit ihren
senkrechten Kontaktflächen an den Lagerstützen 15b und 16b der Anschlußelemente 15
und 16 an. Die in Figur 7 dargestellte Montagevorrichtung 9 enthält eine schematisch
gezeigte Meßeinrichtung 90, welche mit zwei elektrisch leitenden Schenkeln 91 und
92 an eine Ankoppelstelle auf der Oberseite 35 des Ankers herangeführt wird (Doppelpfeil
95), bis ein elektrischer Durchgang vom Schenkel 91 über den Anker zum Schenkel 92
stattfindet und in der erwähnten Meßeinrichtung festgestellt wird. Liegt der Anker
aufgrund einer deformierten Kontaktfeder schief, so ist eine gewisse Andruckkraft
erforderlich, um den elektrischen Durchgang über den Anker herzustellen. Aus der Größe
dieser notwendigen Andruckkraft läßt sich die Größe der Deformation ableiten; bei
Überschreiten einer höchstzulässigen vorgegebenen Kraft wird das Ankersystem als fehlerhaft
ausgeschieden.
[0024] Wurde jedoch durch den oben beschriebenen ersten Meßschritt die Anker-Kontakt-Baugruppe
als ausreichend eben festgestellt, fährt die Meßeinrichtung einen vorbestimmten Weg
weiter nach unten, also in Richtung auf den Sockel 1. In diesem Zustand muß zwischen
den vier Kontaktfedern 21, 22, 23 und 24 einerseits und den zugehörigen Gegenkontaktelementen
11, 12, 13 und 14 im Sockel eine elektrische Verbindung zustandekommen. Dies wird
durch Messung an den Anschlußstiften 11a, 12a, 13a und 14a ermittelt. Durch diesen
Prüfvorgang wird sichergestellt, daß zumindest jeweils ein Kontaktarm der in jeweils
zwei Arme unterteilten Kontaktfedern 21, 22, 23 und 24 einen ausreichenden Überhub
gewährleistet. Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird somit eine Funktionsprüfung
bereits vor der Befestigung der Ankerbaugruppe möglich; fehlerhafte Baugruppen können
so frühzeitig ausgeschieden werden.
[0025] Nach dieser Überhubprüfung wird ein Schieber 96, der sich in der Meßeinrichtung 90
befindet, abgesenkt (Doppelpfeilrichtung 97). Der Anker 3 wird von einem Dauermagneten
98, der auf dem Schieber 96 befestigt ist, festgehalten. Die Meßeinrichtung wird nun
einen dem gewünschten Kontaktabstand 29 entsprechenden Weg (Figur 6) - unter Berücksichtigung
des Überhubes - mit der Ankerbaugruppe nach oben bewegt (Doppelpfeil 95). Die Lagerbander
25 und 26 der Anker-Kontakt-Baugruppe liegen nun auf der gewünschten Höhe zu den Lagerstützen
15b und 16b der Sockelbaugruppe. In dieser Position werden jeweils die Lagerbander
25 bzw. 26 mit den anliegenden Lagerstützen 15b bzw. 16b verschweißt. Die Schweißung
kann beispielsweise als Widerstandsschweißung oder Laserschweißung erfolgen.
[0026] Danach wird das Magnetsystem, die Spule 5 mit dem Kern 6, den Polschuhen 7 und dem
Dauermagneten 4, auf die Sockelbaugruppe geschoben, bis der gewünschte Ankerhub erreicht
ist. Der Spulenkörper 50 klemmt auf dem Sockel-Grundkörper 10, wobei die waagerechten
Rippen 54 des Spulenkörpers auf den senkrechten Rippen 19 des Sockels - nötigenfalls
zusammen mit weiteren, nicht dargestellten Rippen an beiden Teilen - den Festsitz
in jeder gewünschten Lage gewährleisten. Durch Abgleichen des Dauermagneten 4 können
sowohl monostabile als auch bistabile Schalteigenschaften des Relais erreicht werden.
Eine monostabile Schalteigenschaft kann auch durch ein nicht dargestelltes zusätzliches
Trennblech erreicht werden, welches zwischen einem der Polschuhe 7 und der zugehörigen
Polfläche 32 oder 33 des Ankers plaziert wird. Nach dem Aufsetzen der Kappe 8 wird
das Relais mit Gießharz im Sockelbereich abgedichtet.
[0027] In den Figuren 8 bis 10 ist der Sockelbereich des Relais mit dem Anker und einer
modifizierten Lagerbefestigung gezeigt. Das Relais gemäß Figur 8 besitzt einen Sockel
1, auf welchem eine Kontaktanordnung 2 beweglich gelagert ist, welche ihrerseits mit
einem Wippanker 3 fest verbunden ist. In dem Sockel sind hier nicht sichtbare feststehende
Gegenkontaktelemente verankert, von denen lediglich die Anschlußelemente 11a und 12a
sichtbar sind, außerdem Anschlußelemente 15 und 16 für bewegliche Mittel-Kontaktelemente,
z. B. 21 und 22, die in einem Isolierstofftrager 20 der Kontaktanordnung 2 eingebettet
und über diesen mit dem Anker 3 verbunden sind.
[0028] Die Mittelkontaktelemente bilden zwei etwa senkrecht nach oben gebogene Lagerbänder
25 und 26, die als elektrische und mechanische Verbindung zum Sockel dienen und eine
schwenkbare Lagerung des Ankers 3 bewirken. Zu diesem Zweck besitzen die Anschlußelemente
15 und 16 jeweils senkrecht nach oben angeformte Lagerstützen 151 und 161, welche
weiterhin jeweils mit einer U-förmig gebogenen Verlängerung 152 und 162 versehen sind.
Die Lagerbänder 25 und 26 sind mit den Lagerstützen 151 bzw. 161 über je einen Schweißpunkt
153 (Figur 10) verbunden, wobei durch die U-förmig gebogene Verlängerung 152 bzw.
162 eine Entlastung der Schweißstelle erreicht wird.
[0029] Die Montage des Ankers kann nach einer ersten Variante so vorgenommen werden, daß
die Verlängerung 152 (bzw. 162) zunächst nur um etwa 90° gegenüber der zugehörigen
Lagerstütze 151 (bzw. 161) abgebogen ist, wenn der Anker 3 mit seinen Lagerbändern
25 bzw. 26 eingesetzt wird. Die Lagerbänder 25 bzw. 26 werden zunächst nur an der
zugehörigen Lagerstütze 151 bzw. 161 vorfixiert oder angeheftet; das geschieht mittels
einer Widerstandsschweißung, angedeutet durch den Schweißpunkt 154 in Figur 9, oder
durch eine Verkerbung. Zweckmäßig ist aber auch eine Laserschweißung an der Endkante
des Lagerbandes 25 bzw. 26. Anschließend wird die Verlängerung 152 bzw. 162 soweit
heruntergebogen, daß die Endkante 155 bzw. 165 an dem Lagerband 25 bzw. 26 anliegt
(siehe Figur 10). Die endgültige Befestigung der Lagerbander 25 und 26 an der zugehörigen
Lagerstütze 151 bzw. 161 erfolgt dann mit einer Laserschweißung; dieser Schweißpunkt
ist mit 153 bezeichnet.
[0030] In einer weiteren Variante, wie sie in den Figuren 11 und 12 gezeigt ist, wird zunächst
die Verlängerung 152 bzw. 162 der Lagerstütze 151 bzw. 161 V-förmig gebogen und dabei
bis auf etwa 20° geschlossen. Außerdem sind die beiden Lagerstützen 151 und 161 noch
schräg nach außen gebogen, so daß sie zu der Bodenebene bzw. zu der Ebene der noch
teilweise mit dem Sockel verbundenen Platine 100 einen Winkel von etwa 80° bilden.
Dies ermöglicht es, den Anker mit der Kontaktanordnung und mit den Lagerbändern 25
bzw. 26 von oben zwischen die Lagerstüzen einzusetzen, wie in Figur 12 deutlich zu
sehen ist. Nach dem Einsetzen der Ankerbaugruppe werden die Lagerstützen 151 und 161
nach innen gebogen, bis sie senkrecht zur Grundebene stehen und mit ihren V-förmig
vorgebogenen Verlängerungen 152 bzw. 162 die Enden der Lagerbänder 25 bzw. 26 umfassen.
Wenn die Ankerbaugruppe auf den richtigen Kontaktabstand eingestellt ist, werden die
Verlängerungen 152 und 162 der Lagerstützen auf ihre endgültige U-Form zusammengepreßt,
so daß sie die Enden der Lagerbänder 25 und 26 umfassen. Diese Lagerbander 25 und
26 besitzen jeweils warzenförmige Prägungen 156 bzw. 166 oder Biegungen, welche bei
dieser Verformung der Verlängerungen 152 und 162 eine feste Verbindung mit den Lagerstützen
151 bzw. 161 nach Art einer Kaltverschweißung eingehen. Dadurch wird eine Vorfixierung
der Verlängerungen 152 und 162 mit den Lagerbändern 25 bzw. 26 erreicht. Wie im vorhergehenden
Fall wird dann die endgültige Fixierung, vorzugsweise durch Laserschweißung, vollzogen.
[0031] In beiden letztgenannten Varianten ist jeweils die abgebogene Verlängerung 152 bzw.
162 leicht konvex geformt, wie dies in Figur 10 am deutlichsten zu sehen ist. Auf
diese Weise liegt nur die untere Kante 155 bzw. 165 der Verlängerung mit Druck an
dem Lagerband 25 bzw. 26 an; dieses wird damit beidseitig im Bereich dieser Abschlußkante
155 bzw. 166 eingespannt, wodurch die eigentliche Schweißstelle 153 bei Bewegungen
des Wippankers entlastet wird.
[0032] Eine weitere zweckmäßige Abwandlung der Lagerbefestigung des Ankers zeigt Figur 13,
wobei grundsätzlich die gleiche Ansicht wie in Figur 8 gezeigt ist. Auf einem Sockel
1 ist also ein Anker 3 mit einer Kontaktanordnung 2 angeordnet. Der Anker besitzt
seitlich aus dem Kontaktträger 20 austretende Lagerbänder 25 und 26, deren elastischer
Abschnitt in einen Endabschnitt 25a bzw. 26a übergeht, wobei zumindest letzterer senkrecht
zur Grundebene steht und an einem ebenfalls senkrecht zur Grundebene stehenden Endabschnitt
175a bzw. 176a einer Lagerstütze 175 bzw. 176 anliegt. Den Endabschnitten 175a und
176a der Lagerstützen gegenüber ist eine zusätzliche Klemmplatte 177 bzw. 178 angeordnet,
die den Endabschnitt 25a bzw. 26a des jeweiligen Lagerbandes einklemmt und mit ihrer
Unterkante 177a bzw. 178a eine Einspannstelle zur Entlastung der Schweißstelle 179
bildet. Diese Schweißstelle 179 ist als Laserschweißpunkt im Bereich der aufeinandergeschichteten
Seitenkanten der Endabschnitte 175a der Lagerstütze, 25a des Lagerbandes und der Klemmplatte
177 in einem gewissen Abstand von der Unterkante 177a angebracht. Ein weiterer Schweißpunkt
180 kann auch auf der Oberseite vorgesehen werden. In gleicher Weise ist das Lagerband
26 an der gegenüberliegenden Seite des Ankers befestigt.
[0033] Figur 14 zeigt eine Abwandlung des Lagerbereiches A, wobei eine Lagerplatte 187 durch
eine U-förmige Abbiegung des Endabschnittes der Lagerstütze 175 erzeugt wurde. Ansonsten
ist die Funktion und die Befestigung der Klemmplatte 187 genauso wie bei der Klemmplatte
177.
[0034] Die Anordnung von Figur 14 mit dem U-förmig gebogenen Ende der Lagerstütze entspricht
in etwa der Darstellung in den Figuren 8 bis 10. Jedoch ist bei der Ausführungsform
gemäß Figur 14 der Biegebereich zwischen Lagerstütze 175a und Klemmplatte 187 im Querschnitt
vermindert. Zu diesem Zweck wird die Lagerstütze vor dem Biegen von außen her mit
einer Einprägung 181 versehen. Zusätzlich kann auch die Breite der Lagerstütze noch
durch Einschnitte 182 (gestrichelt eingezeichnet) vermindert werden. Auf diese Weise
kann die Lagerstütze 175 bzw. die Klemmplatte 187 mit geringen Kräften während der
Montage gebogen werden, ohne daß dabei die maßgenaue Verankerung im Grundkörper beeinträchtigt
wird. Es ist dabei auch nicht mehr erforderlich, gemäß Figur 9 zunächst eine Teilbiegung
durchzuführen. Bei der Montage wird lediglich nach der Justierung des Ankers und der
Lagerbänder 25 bzw. 26 die Endkante des Lagerbandes 25 bzw. 25a durch einen Laser-Schweißpunkt
an den Abschnitt 175a der Lagerstütze geheftet, und dann wird die vorgeprägte Klemmplatte
über das Ende des Lagerbandes gebogen. Der Schweißpunkt 179 wird wie vorher beschrieben
erzeugt.
[0035] Eine weitere Ausführungsmöglichkeit des Lagerbereiches zeigt Figur 15. Hier ist ebenfalls
eine U-förmige Abbiegung zur Erzeugung einer Klemmplatte 188 vorgesehen, allerdings
ist diese jetzt nicht über die Abschlußkante der Lagerstütze 175, sondern über deren
Seitenkante gebogen. Auch in diesem Fall wird eine Entlastung des Schweißpunktes 180,
der nunmehr oben liegt, erreicht.
[0036] Wie in Figur 16 gezeigt ist, könnte zur Entlastung der Schweißstelle 179 auch ein
zusätzlich aufgesetztes, U-förmiges Klemmelement 189 verwendet werden, welches auf
diese Weise eine Klemmplatte 190 bildet. Der Schweißpunkt 179 sitzt an der gleichen
Stelle wie in Figur 14.
[0037] In Figur 17 ist eine weitere Möglichkeit gezeigt, um ohne zusätzliche Klemmplatte
die Schweißstelle zu entlasten. In diesem Fall ist zwar wie vorher ein flexibler Abschnitt
25d des Lagerbandes 25 zwischen dem Kontaktträger 20 und der Lagerstütze 175 angeordnet;
dieser liegt auch so, daß eine Tangentialebene an jedem Punkt des Lagerbandes parallel
zur Schwenkachse des Ankers steht. Jedoch ist nunmehr ein Endabschnitt 25b über eine
Endkante 175b der Lagerstütze 175 hinweg in die Senkrechte gebogen und auf der dem
flexiblen Bereich gegenüberliegenden Seite der Lagerstütze mit einem Schweißpunkt
191 befestigt. Da das Lagerband an der Kante 175b anliegt, ist auch in diesem Fall
der Schweißpunkt 191 bei Bewegung des Ankers entlastet.
[0038] In einer Abwandlung der Ausführungsform von Figur 17 ist gemäß Figur 18 am Ende des
Lagerbandes 25 ein seitlicher Lappen 25c abgebogen und an der Außenseite der Lagerstütze
175 verschweißt (Schweißpunkt 192). Auch in diesem Fall steht der Endabschnitt 25a
ebenso wie der abgebogene Lappen 25c senkrecht zur Grundebene, ermöglicht also eine
Justierung vor dem Befestigen. Trotzdem ist auch in diesem Fall der Schweißpunkt 192
von dem flexiblen Abschnitt 25d des Lagerbandes 25 entkoppelt.
[0039] Figur 19 zeigt eine weitere Möglichkeit der Befestigung des Lagerbandes 25 an der
Lagerstütze 175. Gezeigt ist dabei die Ausführungsform gemäß Figur 8 oder Figur 14,
wobei die Lagerstütze 175 an ihrem Ende U-förmig über das Ende des Lagerbandes 25
gebogen ist, um dieses festzuhalten. Anstelle des vorher gezeigten Laser-Schweißpunktes
wird nunmehr das gekrümmte Ende der Lagerstütze 175 bzw. der Lagerplatte 187 einschließlich
der zwischen beiden eingeklemmten Endkante des Lagerbandes 25 zu einem Schweißkopf
193 verschmolzen. Dies kann vorzugsweise durch WIG-Schweißen (Widerstand-Inertgas-Schweißen)
oder mit einem anderen Schweißverfahren erfolgen.
[0040] Generell sei noch darauf hingewiesen, daß neben dem beschriebenen Schweißverfahren
auch andere Befestigungsmöglichkeiten für die Lagerbänder in Betracht kommen, beispielsweise
Lötverfahren, eventuell auch Klebeverfahren, wenn die Lagerbänder nicht als Stromzuführung
dienen, aber auch mechanische Fügeverfahren mit nietartiger Verformung der zu verbindenden
Teile.
1. Polarisiertes elektromagnetisches Relais mit
- einem Sockel (1) aus Isolierstoff, der mit seiner Bodenseite eine Grundebene festlegt
und in dem mindestens zwei feststehende Gegenkontaktelemente (11, 12, 13, 14) sowie
zwei metallische Lagerstützen (15b, 16b) für einen Anker befestigt sind,
- einer auf dem Sockel (1) befestigten Spule (5) mit zu der Grundebene paralleler
Achse, einem Kern (6) und zwei mit den Enden des Kerns verbundenen Polschuhen (7),
- einer Dauermagnetanordnung (4), die im Bereich der Spulenmitte einen Mittelpol einer
ersten Polrichtung (N) bildet und an den Polschuhen jeweils Pole einer dazu entgegengesetzten
Polrichtung (S) erzeugt,
- einem annähernd parallel zur Spulenachse zwischen dem Sockel einerseits und der
Spule und der Dauermagnetanordnung andererseits angeordneten, etwa in deren Mitte
um eine zur Grundebene parallele Mittelachse schwenkbar gelagerten, flachen Wipp-Anker
(3) und
- einer mit dem Anker fest verbundenen Kontaktanordnung (2) mit mindestens zwei in
einem Isolierstoffträger (29) eingebetteten beweglichen Kontaktelementen (21, 22,
23, 24), welche wahlweise mit je einem der Gegenkontaktelemente (11, 12, 13, 14) zusammenwirken,
sowie mit zwei in den Isolierstoffträger (20) eingebetteten, an gegenüberliegenden
Seiten des Ankers (3) austretenden und mit den Lagerstützen (15b, 16b) verbundenen
Lagerelementen (25, 26),
dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerelemente als flache Lagerbänder (25, 26) ausgebildet sind, welche sich
zumindest mit einem Befestigungsabschnitt senkrecht zur Grundebene erstrecken und
daß die Lagerstützen (15b, 16b) senkrechte Anlageflächen bilden, an denen die Befestigungsabschnitte
der Lagerbänder (25, 26) flach anliegen, und in einer stufenlos einstellbaren Höhenposition
befestigt sind.
2. Relais nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagerbänder (25, 26) jeweils in seitlichen Fortsätzen (28) des Isolierstoffträgers
(20) eingebettet sind, in einer zur Ankerlängsrichtung parallelen Richtung aus diesem
austreten und in eine zur Grundebene senkrechte Richtung gebogen sowie an den dazu
parallel verlaufenden Lagerstützen (15b, 16b) befestigt sind.
3. Relais nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich die beiden Lagerbänder (25, 26) jeweils mit einem elastischen Abschnitt neben
dem Anker (3) derart erstrecken, daß die Tangentialebene an jedem Punkt dieses Abschnitts
parallel zur Drehachse des Ankers liegt, also der elastische Abschnitt bei der Ankerbewegung
auf Biegung beansprucht wird.
4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagerbänder (25, 26) jeweils mit mindestens einem der beweglichen Kontaktelemente
(21, 22, 23, 24) und die Lagerstützen (15b, 16b) mit Anschlußelementen (15, 16) für
die beweglichen Kontaktelemente (21, 22, 23, 24) verbunden sind.
5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
dadurch gekennzeichnet,
daß der Isolierstoffträger (20) mit den beweglichen Kontaktelementen (21, 22, 23,
24) parallel unterhalb des Ankers (3) angeordnet und mittels verformter Zapfen (27)
in Ausnehmungen (34) des Ankers befestigt ist.
6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die feststehenden Gegenkontaktelemente (11, 12, 13, 14) und gegebenenfalls die
Anschlußelemente (15, 16) für die beweglichen Kontaktelemente (21, 22, 23, 24) gemeinsam
in einer Platinenebene in den Sockel (1) eingebettet sind und daß jeweils Anschlußstifte
(11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 16a) vom Sockel nach unten sowie die Lagerstützen (15b,
16b) nach oben gebogen sind.
7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein die Spulenwicklung (57) tragender Spulenkörper (50) an beiden Enden Flansche
(51, 52) aufweist, welche mit nach unten gerichteten Fortsätzen (53) mit entsprechenden
Wänden des Sockels (1) schachtelförmig ineinandergreifend mit Preßsitz befestigt sind.
8. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeicnet,
daß der Endabschnitt (25a, 26a) des jeweiligen Lagerbandes (25, 26) zwischen der zugehörigen
Lagerstütze (151, 161; 175, 176) und einer gegenüberliegenden Klemmplatte (152, 162;
177; 178; 187; 188; 190) eingeklemmt ist, welche mit einer Endkante (155, 165; 177a,
178a) eine Einspannstelle für das Lagerband vor dessen Befestigungsstelle definiert.
9. Relais nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Klemmplatte (152, 162; 187; 188) durch einen U-förmig umgebogenen Endabschnitt
der Lagerstütze (151, 161; 175) gebildet ist, welcher den Endabschnitt des Lagerbandes
an seiner Abschlußkante oder seitlich umgreift.
10. Relais nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Biegeabschnitt (181) zwischen der eigentlichen Lagerstütze (175) und der Klemmplatte
(187) im Querschnitt geschwächt ist.
11. Relais nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Klemmplatte (190) Teil einer U-förmigen, auf die freien Enden der Lagerstütze
(175) und des Lagerbandes (25) gesteckten Klammer (189) ist.
12. Relais nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Befestigung des Lagerbandes (25) durch einen die aneinanderliegenden Seitenkanten
der Lagerstütze (175), des Lagerbandes (25) und der Klemmplatte (177; 187; 188) verschmelzenden
Schweißpunkt (179; 180) vorgenommen ist.
13. Relais nach einem der Ansprüche 3 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lagerband (25) mit dem elastischen Abschnitt (25d) zwischen dem Anker und
der Lagerstütze (175) angeordnet ist und mit einem Endabschnitt (25b; 25c) die Lagerstütze
(175) umgreifend an einer von dem elastischen Abschnitt (25d) abgewandten Seite der
Lagerstütze befestigt ist.
14. Verfahren zur Herstellung eines Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
a) auf dem Sockel (1) wird der mit der Kontaktanordnung (2) verbundene Anker (3) derart
angeordnet, daß die Lagerbander (25, 26) an den Lagerstützen (15b, 16b) höhenverschiebbar
anliegen;
b) durch Höhenverschiebung des Ankers (3) wird ein vorgegebener Kontaktabstand (29)
eingestellt;
c) die Lagerbänder (25, 26) werden in der eingestellten Position des Ankers mit den
Lagerstützen (15b, 16b) verbunden;
d) die mit dem Kern (6), den Polschuhen (7) und dem Dauermagneten (4) bestückte Spule
(5) wird von oben so weit auf den Sockel (1) aufgeschoben, bis vorgegebene Arbeitsluftspalte
des Ankers (3) erreicht sind.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichet,
daß zunächst der Anker (3) mit der Kontaktanordnung (2) derart auf den Sockel (1)
gesetzt wird, daß alle Kontakte (11, 21; 12, 22; 13, 23; 14, 24) mit Überhub geschlossen
sind, daß dann der Anker (3) um ein vorgegebenes Maß (29) angehoben wird und daß schließlich
die Lagerbänder (25, 26) an die Lagerstützen (15b, 16b) angeschweißt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagerbänder (25, 26) nach der Einstellung des Kontaktabstandes zunächst durch
einen Schweißpunkt an der Lagerstütze vorfixiert werden, daß dann ein Endabschnitt
der Lagerstütze zur Bildung einer Klemmplatte U-förmig über eine Endkante des Lagerbandes
gebogen wird und daß schließlich die aneinanderliegenden Abschnitte der Lagerstütze,
des Lagerbandes und der Klemmplatte miteinander verschweißt werden.
17. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach der Einstellung des Kontaktabstandes die freien Endabschnitte der Lagerstützen
zur Bildung einer Klemmplatte U-förmig über den Endabschnitt der Lagerstütze gebogen
werden, wobei geprägte oder gebogene Vorsprünge (156, 166) der Lagerbänder (25, 26)
eine feste Verbindung zur Vorfixierung mit den Lagerstützen (151, 161) eingehen, und
daß danach die Lagerbänder (25, 26) mit den Lagerstützen (151, 161) verschweißt werden.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagerstützen (151, 161) mit V-förmig umgebogenen Verlängerungen (152, 162)
zunächst in einem spitzen Winkel soweit nach außen gebogen werden, daß der Anker (3)
mit den Lagerbändern (25, 26) dazwischen eingesetzt werden kann, und daß dann die
Lagerstützen (151, 161) in die Senkrechte zur Bodenebene gebogen werden, derart, daß
die Verlängerungen die Lagerbänder (25, 26) umfassen.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Befestigung der Lagerbänder (25, 26) ein oder mehrere Schweißpunkte (179,
180), insbesondere Laser-Schweißpunkte, im Kantenbereich der Lagerbänder und der Lagerstützen
erzeugt werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Befestigung der Lagerbänder jeweils deren Endabschnitte mit der zugehörigen
Lagerstütze und gegebenenfalls der Klemmplatte mit WIG-Schweißung verbunden werden.
1. Polarized electromagnetic relay having
- a base (1) which is made of insulating material, defines a basic plane with its
bottom side and in which are secured at least two stationary mating contact elements
(11, 12, 13, 14) as well as two metallic bearing supports (15b, 16b) for an armature,
- a coil (5), which is secured on the base (1) and has an axis parallel to the basic
plane, a core (6) and two pole shoes (7) connected to the ends of the core,
- a permanent magnet arrangement (4) which forms, in the region of the coil centre,
a centre pole having a first pole direction (N) and produces at each of the pole shoes
poles having a pole direction (S) opposite to said first pole direction,
- a flat rocker armature (3), which is arranged approximately parallel to the coil
axis between the base on the one hand and the coil and the permanent magnet arrangement
on the other hand and is pivotably mounted approximately in the centre thereof about
a centre axis which is parallel to the basic plane, and
- a contact arrangement (2), which is permanently connected to the armature, has at
least two movable contact elements (21, 22, 23, 24), which are embedded in an insulating
material carrier (20) and optionally cooperate with in each case one of the mating
contact elements (11, 12, 13, 14), and have two bearing elements (25, 26) which are
embedded in the insulating material carrier (20), issue at opposite sides of the armature
(3) and are connected to the bearing supports (15b, 16b),
characterized in that the bearing elements are designed as flat bearing strips (25,
26) which extend at least with a securing section at right angles to the basic plane,
and in that the bearing supports (15b, 16b) form vertical bearing faces, against which
the securing sections of the bearing strips (25, 26) lie flat, and are secured in
a vertical position which can be set in a continuously variable manner.
2. Relay according to Claim 1, characterized in that the bearing strips (25, 26) are
each embedded in lateral projections (28) of the insulating material carrier (20),
issue from the latter in a direction parallel to the longitudinal direction of the
armature, are bent in a direction at right angles to the basic plane and are secured
on the bearing supports (15b, 16b) extending parallel to said direction.
3. Relay according to Claim 1 or 2,
characterized in that the two bearing strips (25, 26) each extend with a flexible
section next to the armature (3) in such a way that, at every point of this section,
the tangential plane lies parallel to the axis of rotation of the armature, that is
to say the flexible section is subjected to bending stress in the event of movement
of the armature.
4. Relay according to one of Claims 1 to 3,
characterized in that the bearing strips (25, 26) are each connected to at least one
of the movable contact elements (21, 22, 23, 24) and the bearing supports (15b, 16b)
are connected to connection elements (15, 16) for the movable contact elements (21,
22, 23, 24).
5. Relay according to one of Claims 1 to 4,
characterized in that the insulating material carrier (20) with the movable contact
elements (21, 22, 23, 24) is arranged parallel to and underneath the armature (3)
and is secured by means of formed journals (27) in recesses (34) of the armature.
6. Relay according to one of Claims 1 to 5,
characterized in that the stationary mating contact elements (11, 12, 13, 14) and,
if appropriate, the connection elements (15, 16) for the movable contact elements
(21, 22, 23, 24) are embedded into the base (1) jointly in a circuit board plane,
and in that, in each case, connection pins (11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 16a) are bent
downward from the base and the bearing supports (15b, 16b) are bent upward.
7. Relay according to one of Claims 1 to 6,
characterized in that a coil former (50) which carries the coil winding (57) has flanges
(51, 52) at both ends, which flanges are secured by downwardly directed projections
(53) with a press fit together with corresponding walls of the base (1) in a manner
engaging one into the other in the form of a box.
8. Relay according to one of Claims 1 to 7,
characterized in that the end section (25a, 26a) of the respective bearing strip (25,
26) is clamped between the associated bearing support (151, 161; 175, 176) and an
opposite clamping plate (152, 162; 177; 178; 187; 188; 190), which defines with an
end edge (155, 165; 177a, 178a) a clamping point for the bearing strip before the
securing point thereof.
9. Relay according to Claim 8,
characterized in that the clamping plate (152, 162; 187; 188) is formed by an end
section of the bearing support (151, 161; 175), which end section is bent over in
the shape of a U and reaches around the end section of the bearing strip on its terminating
edge or laterally.
10. Relay according to Claim 9,
characterized in that the cross section of the bend section (181) between the actual
bearing support (175) and the clamping plate (187) is reduced.
11. Relay according to Claim 8, characterized in that the clamping plate (190) is part
of a U-shaped clamp (189) plugged onto the free ends of the bearing support (175)
and of the bearing strip (25).
12. Relay according to one of Claims 8 to 11,
characterized in that the securing of the bearing strip (25) is carried out by means
of a weld (179; 180) which fuses the side edges, resting against one another, of the
bearing support (175), of the bearing strip (25) and of the clamping plate (177; 187;
188).
13. Relay according to one of Claims 3 to 8,
characterized in that the bearing strip (25) is arranged with the flexible section
(25d) between the armature and the bearing support (175) and is secured, by an end
section (25b; 25c) reaching around the bearing support (175), on a side of the bearing
support which faces away from the flexible section (25d).
14. Method for producing a relay according to one of Claims 1 to 13,
characterized by the following steps:
a) the armature (3) connected to the contact arrangement (2) is arranged on the base
(1) in such a way that the bearing strips (25, 26) rest, with the capability of being
displaced vertically, against the bearing supports (15b, 16b);
b) a predetermined contact separation (29) is set by vertically displacing the armature
(3);
c) the bearing strips (25, 26) are connected to the bearing supports (15b, 16b) in
the set position of the armature;
d) the coil (5) equipped with the core (6), the pole shoes (7) and the permanent magnet
(4) is pushed onto the base (1) from above until predetermined operating air gaps
of the armature (3) are achieved.
15. Process according to Claim 14,
characterized in that the armature (3) with the contact arrangement (2) is initially
placed onto the base (1) in such a way that all of the contacts (11, 21; 12, 22; 13,
23; 14, 24) are closed by an excess stroke, in that the armature (3) is then raised
by a predetermined amount (29) and in that the bearing strips (25, 26) are finally
welded to the bearing supports (15b, 16b).
16. Method according to Claim 14 or 15,
characterized in that after the contact separation has been set, the bearing strips
(25, 26) are initially prefixed by a weld on the bearing support, in that an end section
of the bearing support is then bent, to form a clamping plate, in the shape of a U
over an end edge of the bearing strip, and in that the sections, resting against one
another, of the bearing support, of the bearing strip and of the clamping plate are
finally welded together.
17. Method according to Claim 14 or 15,
characterized in that after the contact separation has been set, the free end sections
of the bearing supports are bent, to form a clamping plate, in the shape of a U over
the end section of the bearing support, embossed or bent projections (156, 166) of
the bearing strips (25, 26) attaining a permanent connection for pre-fixing to the
bearing supports (151, 161), and in that afterwards the bearing strips (25, 26) are
welded to the bearing supports (151, 161).
18. Method according to one of Claims 14 to 17,
characterized in that the bearing supports (151, 161) with extensions (152, 162) bent
over in the shape of a V are initially bent outward at an acute angle until the armature
(3) having the bearing strips (25, 26) can be inserted between said supports, and
in that the bearing supports (151, 161) are then bent into the vertical with respect
to the bottom plane, in such a way that the extensions embrace the bearing strips
(25, 26).
19. Method according to one of Claims 14 to 18,
characterized in that one or more welds (179, 180), in particular laser welds, are
produced in the edge region of the bearing strips and of the bearing supports for
the purpose of securing the bearing strips (25, 26).
20. Method according to one of Claims 14 to 18,
characterized in that in each case the end sections of the bearing strips are connected
by TIG welding to the associated bearing support and, if appropriate, the clamping
plate for the purpose of securing said bearing strips.
1. Relais électromagnétique polarisé, avec
- un socle (1) en matière isolante, dont le fond définit un plan de base et dans lequel
sont fixés au moins deux éléments de contre-contact fixes (11, 12, 13, 14) ainsi que
deux supports métalliques (15b, 16b) pour une armature,
- une bobine (5) fixée sur le socle (1), dont l'axe est parallèle au plan de base,
un noyau (6) et deux pièces polaires (7) reliées aux extrémités du noyau,
- un agencement d'aimant permanent (4) formant au niveau du centre de la bobine un
pôle central d'un premier sens polaire (N) et aux pièces polaires respectivement un
pôle d'un sens polaire opposé (S),
- une armature à bascule (3) de forme plate, disposée sensiblement parallèlement à
l'axe de bobine, entre le socle d'une part et la bobine et l'agencement d'aimant permanent
d'autre part, et logée de manière pivotante, sensiblement en leur milieu, sur un axe
central parallèle au plan de base, et
- un agencement de contacts (2) fixement relié à l'armature, avec au moins deux éléments
de contact mobiles (21, 22, 23, 24) noyés dans un support isolant (29), lesquels coopèrent
facultativement avec respectivement un des éléments de contre-contact (11, 12, 13,
14), ainsi que deux éléments d'appui (25, 26) noyés dans le support isolant (20),
sortant sur des côtés opposés de l'armature (3) et reliés aux supports (15b, 16b),
caractérisé en ce que les éléments d'appui sont réalisés sous forme de bandes d'appui
(25, 26) de forme plate étendues avec au moins un tronçon de fixation verticalement
par rapport au plan de base et en ce que les supports (15b, 16b) forment des surfaces
d'appui verticales que les tronçons de fixation des bandes d'appui (25, 26) touchent
à plat, et sont fixés à une hauteur susceptible d'être réglée progressivement.
2. Relais selon la revendication 1, caractérisé en ce que les bandes d'appui (25, 26)
sont noyées à chaque fois dans des prolongements latéraux (28) du support isolant
(20), sortent de celui-ci dans un sens parallèle par rapport au sens longitudinal
de l'armature et sont pliées dans un sens vertical par rapport au plan de base et
fixées aux supports (15b, 16b) étendus parallèlement aux bandes d'appui.
3. Relais selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux bandes
d'appui (25, 26) s'étendent chacune avec un tronçon élastique à côté de l'armature
(3), de sorte qu'à chaque point de ce tronçon, le plan tangent se trouve parallèle
à l'axe de révolution de l'armature, si bien que le tronçon élastique est soumis à
la flexion lors du mouvement de l'armature.
4. Relais selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les
bandes d'appui (25, 26) sont reliées chacune à au moins un des éléments de contact
mobiles (21, 22, 23, 24), et les supports (15b, 16b) à des éléments de raccordement
(15, 16) pour les éléments de contact mobiles (21, 22, 23, 24).
5. Relais selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le support
isolant (20) avec les éléments de contact mobiles (21, 22, 23, 24) est disposé parallèlement
à l'armature (3), au-dessous de celle-ci et fixé dans des creux (34) de l'armature
au moyen de tourillons (27) déformés.
6. Relais selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les
éléments de contre-contact fixes (11, 12, 13, 14) et, le cas échéant, les éléments
de raccordement (15, 16) pour les éléments de contact mobiles (21, 22, 23, 24) sont
noyés ensemble dans un plan de platine dans le socle (1) et en ce que des broches
de raccordement (11a, 12a, 13a, 14a, 15a, 16a) sont pliées à chaque fois depuis le
socle vers le bas, et les supports (15b, 16b) vers le haut.
7. Relais selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'un corps
de bobine (50) portant l'enroulement à bobine (57) comporte aux deux extrémités des
brides (51, 52) dont des prolongements (53) dirigés vers le bas sont fixés par emboîtement
dans des parois correspondantes du socle (1), par ajustage serré.
8. Relais selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le tronçon
final (25a, 26a) de la bande d'appui (25, 26) respective est enserré entre le support
(151, 161 ; 175, 176) associé et une plaque de serrage (152, 162 ; 177 ; 178 ; 187
;188 ; 190) placée à l'opposé dont un bord d'extrémité (155, 165 ; 177a, 178a) définit
un point de serrage pour la bande d'appui, placé avant le point de fixation de celle-ci.
9. Relais selon la revendication 8, caractérisé en ce que la plaque de serrage (152,
162 ; 187 ; 188) est formée par un tronçon final plié en U du support (151, 161 ;
175), qui enveloppe le tronçon final de la bande d'appui à son bord d'extrémité ou
latéralement.
10. Relais selon la revendication 9, caractérisé en ce que le tronçon plié (181) entre
le support (175) proprement dit et la plaque de serrage (187) a une section réduite.
11. Relais selon la revendication 8, caractérisé en ce que la plaque de serrage (190)
fait partie d'une agrafe (189) en U rapportée sur les extrémités libres du support
(175) et de la bande d'appui (25).
12. Relais selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que la
bande d'appui (25) est fixée par un point de soudure (179 ; 180) fondant ensemble
les bords latéraux contigus du support (175), de la bande d'appui (25) et de la plaque
de serrage (177 ; 187 ; 188).
13. Relais selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce que la bande
d'appui (25) avec le tronçon élastique (25d) est disposée entre l'armature et le support
(175) et fixée sur un côté détourné du tronçon élastique (25d) du support, un tronçon
final (25b ; 25c) enveloppant le support (175).
14. Procédé de fabrication d'un relais selon l'une quelconque des revendications 1 à 13,
caractérisé par les étapes suivantes :
a) on place l'armature (3) reliée à l'agencement de contacts (2) sur le socle (1)
de sorte que les bandes d'appui (25, 26) touchent de manière à être réglables en hauteur
les supports (15b, 16b) ;
b) par modification de la hauteur de l'armature (3), on règle l'écartement des contacts
(29) sur une valeur prédéfinie ;
c) dans la position réglée de l'armature, on relie les bandes d'appui (25, 26) aux
supports (15b, 16b) ;
d) on glisse la bobine (5) équipée du noyau (6), des pièces polaires (7) et de l'aimant
permanent (4) par le haut sur le socle (1) jusqu'à atteindre des entrefers de travail
prédéfinis de l'armature (3).
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'on place d'abord l'armature
(3) avec l'agencement de contacts (2) sur le socle (1) de manière à fermer tous les
contacts ( 11, 21 ; 12, 22 ; 13, 23 ; 14, 24) avec un recouvrement, en ce que l'on
soulève ensuite l'armature (3) d'une valeur prédéfinie (29) et en ce que l'on soude
enfin les bandes d'appui (25, 26) sur les supports (15b, 16b).
16. Procédé selon l'une des revendications 14 ou 15, caractérisé en ce que l'on fixe les
bandes d'appui (25, 26), après le réglage de l'écartement des contacts, d'abord provisoirement
sur le support par un point de soudure, en ce que l'on plie ensuite un tronçon final
du support en U sur un bord d'extrémité de la bande d'appui pour former une plaque
de serrage et en ce que l'on soude enfin les tronçons contigus du support, de la bande
d'appui et de la plaque de serrage l'un sur l'autre.
17. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 ou 15, caractérisé en ce que
l'on plie les tronçons terminaux libres des supports, après le réglage de l'écartement
des contacts, en U sur le tronçon terminal du support pour former une plaque de serrage,
une liaison fixe entre des saillies (156, 166) estampées ou pliées des bandes d'appui
(25, 26) et les supports (151, 161) étant établie pour obtenir une fixation provisoire
et en ce que l'on soude ensuite les bandes d'appui (25, 26) sur les supports (151,
161).
18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, caractérisé en ce que l'on
plie les supports (151, 161), avec leurs prolongements (152, 162) repliés en V, d'abord
à angle aigu vers l'extérieur jusqu'à pouvoir insérer l'armature (3) avec les bandes
d'appui (25, 26) et en ce que l'on plie ensuite les supports (151, 161) à la verticale
par rapport au plan du fond de manière à ce que les prolongements enveloppent les
bandes d'appui (25, 26).
19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 18, caractérisé en ce que l'on
réalise un ou plusieurs points de soudure (179, 180), en particulier des points de
soudure à laser, au niveau du bord des bandes d'appui et des supports, pour permettre
la fixation des bandes d'appui (25, 26).
20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 18, caractérisé en ce qu'en
vue de la fixation des bandes d'appui, on assemble à chaque fois leurs tronçons finaux
avec le support associé et, le cas échéant, la plaque de serrage, par soudage WIG.