[0001] Die Erfindung nach dem Hauptpatent (Aktenzeichen P 32 25 830.5) betrifft ein elektromagnetisches
Drehankerrelais mit einem im Inneren des Spulenkörpers längs der Spulenachse angeordneten,
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, wobei der Spulenkörper einen zwischen
zwei axial versetzten Wicklungen angeordneten, seitlich offenen Mittelflansch besitzt,
in welchem ein aus Isolierstoff bestehendes Lagerelement für den Anker angeordnet
ist, das mit seitlichen, sich in Radialrichtung der Spule durch die Öffnungen des
Mittelflansches erstreckenden Fortsätzen die parallel neben der Spule angeordneten
Kontaktfedern in starrer Wirkverbindung betätigt.
[0002] Dieser Relaisaufbau mit einem magnetisch sehr günstigen Drehankersystem und den unmittelbar
mit dem Anker gekoppelten Mittelkontaktfedern eignet sich gut für ein Relais mit vier
Umschaltkontakten. Bei dem im Hauptpatent beschriebenen Aufbau mit einem einteiligen
Spulenkörper ist es jedoch verhältnismäßig schwierig, das getrennt gefertigte Lagerelement
in den Mittelflansch einzubringen und mit dem Anker einerseits und den Kontaktfedern
andererseits zu verbinden. Die dabei auftretenden Toleranzen erfordern eine nachträgliche
Justierung und vergrößern nicht nur die Fertigungszeiten und Kosten, sondern verschlechtern
auch die Qualität des Relais.
[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb eine Weiterbildung des Relais gemäß
dem Hauptpatent in der Weise, daß der vorteilhafte Grundaufbau und die Wirkungsweise
des Relais beibehalten werden, daß aber bei einfacherer Fertigung und Montage der
Einzelteile gleichzeitig Toleranzen weitgehend ausgeschaltet werden können, so daß
auch die Betriebswerte des Relais eine geringere Streuung aufweisen.
[0004] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Spulenkörper durch zwei
axial hintereinander angeordnete, jeweils eine Wicklung tragende Einzel-Spulenkörper
gebildet ist, welche durch Anlageflächen auf dem gemeinsamen Grundkörper positioniert
sind, und daß der das Lagerelement des Ankers aufnehmende Mittelflansch einerseits
durch den Grundkörper und andererseits durch eine die beiden Teil-Spulenkörper überbrückende
Lagerplatte gebildet ist.
[0005] Gegenüber den im Hauptpatent dargestellten Ausführungsformen ist also beim Relais
gemäß der vorliegenden Erfindung.nicht mehr ein einziger einteiliger Spulenkörper
Träger für den Anker und die mit dem Anker verbundenen Nittelkontaktfedern, sondern
der Grundkörper bildet ein Drehlager für den Anker. Da aber auch die Gegenkontaktelemente
im Grundkörper verankert sind, ergeben sich wesentlich weniger Toleranzen zwischen
dem Anker und den mit dem Anker verbundenen Mittelkontaktfedern und den jeweils funktionsmäßig
zugehörigen Gegenkontaktelementen. Die beiden Einzel-Spulenkörper sind ebenfalls 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.
[0006] 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 Einspritzen
lagegenau zum Anker zu befestigen. Bei diesem Umspritzen können dann Lagerzapfen ebenfalls
mit hoher Präzision mit angeformt werden.
[0007] Weiter können auch zusätzlich Toleranzen dadurch ausgeschaltet werden, daß die Joche
jeweils in Ausnehmungen bzw. an Abstandsnasen des Grundkörpers unter Festlegung der
Arbeitsluftspalte zueinander positioniert werden. Auch an den Einzel-Spulenkörpern
können jeweils über den Arbeitsluftspalten zusätzliche Pol-Distanzstücke angeformt
sein.
[0008] Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 bis 4 ein erfindungsgemäßes Drehankerrelais in verschiedenen Schnittansichten,
Fig. 5 die Einzeldarstellung eines Ankers aus Fig. 1.
[0009] 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
5a 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.
[0010] 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 21b 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 Pol-Distanzstück
26 gebildet wird, welches zusammen mit einem am Spulenkörper angeformten Pol-distanzstück
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.
[0011] 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.
[0012] 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 beim
Hauptpatent beschrieben ist. Das Relais wird durch eine über den Grundkörper 1 gestülpte
Gehäusekappe 29 verschlossen und von unten mit Vergußmasse 30 abgedichtet.
1. Elektromagnetisches Drehankerrelais mit einem im Inne-. ren des Spulenkörpers längs
der Spulenachse angeordneten, 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, wobei der Spulenkörper
einen zwischen zwei axial versetzten Wicklungen angeordneten, seitlich offenen Mittelflansch
besitzt, in welchem ein aus Isolierstoff bestehendes Lagerelement für den Anker angeordnet
ist, das mit seitlichen, sich in Radialrichtung der Spule durch die Öffnungen des
Mittelflansches erstreckenden Fortsätzen die parallel neben der Spule angeordneten
Kontaktfedern in starrer Wirkverbindung betätigt, nach Patent (Aktenzeichen P 32 25
830.5), dadurch gekennzeichnet , daß der Spulenkörper durch zwei axial hintereinander
angeordnete, jeweils eine Wicklung (7, 8) tragende Einzel-Spulenkörper (5, 6) gebildet
ist, welche durch Anlageflächen (9, 10) auf dem gemeinsamen Grundkörper (1) positioniert
sind, und daß der das Lagerelement (13) des Ankers.(12) aufnehmende Mittelflansch
einerseits durch den Grundkörper (1) und andererseits durch eine die beiden Einzel-Spulenkörper
(5, 6) überbrückende Lagerplatte (16) gebildet ist.
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Lagerelement (13) des
Ankers (12) als gemeinsame Einbettung des stabförmigen Ankers (12) und der Kontaktfedern
(17) in Isolierstoff unter Anformung von Lagerzapfen (14) gebildet ist.
3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Joche (21, 22,
23, 24) jeweils in Ausnehmungen (25) bzw. an Abstandsnasen (26) des Grundkörpers (1)
unter Festlegung der Arbeitsluftspalte zueinander positioniert sind.
4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß an den Einzel-Spulenkörpern
(5, 6) jeweils über den Arbeitsluftspalten zusätzliche 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.