Elektromagnetisches Relais

Abstract

 Ein elektromagnetisches Relais weist einen Grundkörper 10, eine in diesen eingesetzte, von einem Joch 44 durchdrungene Spule 43, einen Anker 50 und eine von diesem betätigte Kontaktanordnung 30, 31 auf. Der Anker 50 ist um einen Lagerzapfen 62 schwenkbar gelagert, der an einem separat gefertigten Lagerträger 60 angeformt ist, der die Spule 43 brückenartig übergreift und mit seitlichen Stegen 64 in den Grundkörper 10 eingreift. Bei der Montage werden alle diese Funktionsteile von der Oberseite des Grundkörpers 10 her nacheinander in diesen eingebaut, und die gesamte Anordnung wird abschließend umgedreht und von der Unterseite her mit Klebstoff vergossen. Die Montage läßt sich daher einfach und sauber durchführen.

Beschreibung

[0001] Ein elektromagnetisches Relais mit den im Oberbegriff des Anspruch 1 angegebenen Merkmalen ist aus DE-C-34 25 889 und ähnlich auch aus EP-A-0 487 947 bekannt. In beiden Fällen werden die Relaiskontakte von einem im wesentlichen H-förmigen Anker betätigt, der über der Relaisspule liegt und um einen mittigen Lagerzapfen schwenkbar gelagert ist.

[0002] Bei der Montage werden zunächst die Festkontakte und die Kontaktfedern mit ihren Anschlußteilen von oben her in den Grundkörper des Relais eingepreßt. Sodann wird die Anordnung umgedreht, der mit der Spule bewickelte und mit einem generell U-förmigen Joch bestückte Spulenkörper in eine zur entgegengesetzten (in der Normallage des Relais unteren) Seite des Grundkörpers hin offene Vertiefung eingesetzt, so daß die Schenkel des Jochs durch Öffnungen im Grundkörper hindurch nach oben weisen, und die Spulenabdeckung montiert.

[0003] Nach erneutem Umdrehen wird der Anker mit seiner mittleren Lagerbohrung auf einen Lagerzapfen aufgesetzt, der an dem die Spule überdeckenden Teil des Grundkörpers angeformt ist. Daran anschließend wird das Relais wieder umgedreht, damit der Kleber an der Relaisunterseite aufgetragen werden kann. Das Relais wird zurückgedreht, und der Anker wird mittels einer oder zweier Montageklammern derart gegenüber den Jochschenkeln fixiert, daß die Polflächen des Jochs an diametral gegenüberliegenden Schenkeln des H-förmigen Ankers anliegen. Gleichzeitig wird der Spulenkörper und somit das gesamte Magnetsystem gegen Anschläge des Grundkörpers gedrückt. Damit nimmt das Magnetsystem gegenüber den zu betätigenden Federn eine toleranzgünstige Position ein. Nach Aushärten des Klebers werden die Montageklammern entfernt.

[0004] Bei dem bekannten Relaisaufbau bildet der Grundkörper das gemeinsame Bezugssystem, an dem alle Funktionsteile des Relais einschließlich Joch und Anker befestigt sind, so daß es in der gegenseitigen Ausrichtung zu keiner Addition von Fertigungstoleranzen kommt.

[0005] Das oben erläuterte insgesamt viermalige Umdrehen der Anordnung und die Notwendigkeit, den Anker mittels Montageklammem vorübergehend zu fixieren, machen jedoch die Montage des bekannten Relais kompliziert.

[0006] Aus DE-A-24 54 967 ist ein weiteres elektromagnetisches Relais mit einem H-Anker bekannt, der um einen an einer separaten Lagerplatte angeformten Lagerzapfen schwenkbar gelagert ist.

[0007] Bei der Montage dieses Relais werden in seitliche Ausnehmungen des Spulenkörpers Kontaktträgerstücke eingesetzt, in die die Anschlußteile der Festkontakte und der Kontaktfedern eingebettet sind, und der mit Spule und Joch bestückte Spulenkörper wird in den Grundkörper eingesetzt und dort mittels eines Klebers fixiert.

[0008] Sodann wird die Anker-Lagerplatte so aufgesetzt, daß die nach oben ragenden Schenkel des auch hier U-förmigen Jochs in an den beiden Stirnseiten der Lagerplatte vorhandene Ausnehmungen eingreifen. Nach Aufbringen eines Klebers zur späteren Fixierung der Ankerplatte gegenüber dem Spulenkörper wird der Anker auf den Lagerzapfen der Lagerplatte aufgesteckt.

[0009] Aufgrund des Spiels zwischen den Ausnehmungen in der Lagerplatte und den Jochschenkeln sowie zwischen Lagerzapfen und Ankerbohrung ist der Anker insgesamt schwimmend gelagert und wird durch die zwischen Anker und Joch wirkenden Dauermagnetkräfte positioniert. Zur endgültigen Fixierung wird anschließend der Kleber ausgehärtet.

[0010] Bei diesem Relais werden zwar sämtliche Montageschritte von oben her ausgeführt, was den Montagevorgang an sich erleichtert. Da allerdings zwischenzeitlich zweimal Kleber aufgetragen werden muß, kommt es zu unerwünschten Verunreinigungen der zu montierenden Bauteile, was letzten Endes zu Ausschuß führen kann.

[0011] Ferner ist der Einsatz von Kontaktträgerstücken mit eingebetteten Kontaktanschlußteilen in der Praxis nur dann möglich, wenn alle Anschlußteile in einer Ebene liegen. Bei komplizierter gestalteten Kontaktanordnungen, auch solchen mit gekröpften Anschlußteilen, wie sie erforderlich sind, um die Kontakte beim fertigen Relais in geeigneten Ebenen anzuordnen, ist die beschriebene Fertigungsweise nicht anwendbar, da die einzelnen Kontakte für sich vorbereitet und als solche einzeln in den Grundkörper eingefügt werden müssen.

[0012] Aus DE-A-34 10 424 ist ein elektromagnetisches Relais bekannt, das eine Weiterbildung des oben erörterten Relais insofern darstellt, als der Lagerzapfen an der Lagerplatte nicht fest angeformt sondern über eine Exzentereinrichtung mit ihr verbunden ist. Diese Anordnung gestattet es, die Drehachse des Ankers vor der endgültigen Fixierung zu justieren und dadurch Montagetoleranzen zu kompensieren. Im übrigen sind die oben geschilderten Schwierigkeiten auch bei diesem Relais gegeben.

[0013] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile, wie sie bei vergleichbaren Relais nach dem Stand der Technik auftreten, mindestens teilweise zu beseitigen. Eine speziellere Aufgabe der Erfindung kann darin gesehen werden, ein elektromagnetisches Relais anzugeben, das sich leichter und präziser fertigen läßt.

[0014] Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung.

[0015] Bei dem erfindungsgemäßen Relais ist das Lagerelement für den Anker an einem separat gefertigten Lagerträger ausgebildet, der im Zuge der Montage unmittelbar mit dem Grundkörper verbunden wird. Bei dieser Gestaltung sind sämtliche Funktionsteile des Relais unmittelbar mit einem Bauteil, nämlich dem Grundkörper, verbunden und auf diesem als gemeinsames Bezugssystem ausgerichtet, so daß es zu keiner Addition von Toleranzen kommt.

[0016] Gleichzeitig lassen sich, wie aus der nachstehenden Beschreibung näher hervorgeht, sämtliche Bauteile von oben her in den Grundkörper einsetzen. Anschließend wird das Relais zum Auftragen des Klebers von "unten" einmal umgedreht. Dabei werden mit einem einzigen Klebevorgang alle zuvor eingesetzten Funktionsteile fixiert, ohne daß weitere Hilfsmittel wie Montageklammern erforderlich sind.

[0017] Die in den Ansprüchen 2 und 3 angegebenen Gestaltungen des Lagerkörpers sind im Hinblick auf den Montagevorgang und die Genauigkeit der gegenseitigen Ausrichtung zweckmäßig.

[0018] Die in den Ansprüchen 4 bis 7 genannten Merkmale führen zu einer quasi-spielfreien Ankerlagerung bzw. einer Lagerung mit definiertem Spiel.

[0019] Die Weiterbildungen der Erfindung nach den Ansprüchen 8 bis 11 sind für die endgültige Fixierung des Ankerlagers am Grundkörper im Zuge eines abschließenden Klebevorgangs günstig.

[0020] Bei der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 12 ergibt sich der weitere Vorteil, daß im Zuge des abschließenden Klebevorgangs gleichzeitig die Spule gegenüber dem Grundkörper fixiert wird.

[0021] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert, deren Figuren 1 bis 5, 7 und 8 Schrägdarstellungen eines elektromagnetischen Relais zur Erläuterung der aufeinanderfolgenden Stadien des Montagevorgangs sind, während Figur 6 eine Draufsicht auf das Relais nach Figur 5 zeigt.

[0022] Figur 1 zeigt den Grundkörper 10 des Relais mit verschiedenen Durchbrüchen 11 und 12 zur Aufnahme der Anschlußteile 32, 33 von Festkontakten 30 und Kontaktfedern 31. Die Kontaktfedern 31 arbeiten mit den Festkontakten 30 jeweils in voneinander getrennten Kammern zusammen, die von an dem Grundkörper 10 nach oben ragenden Wandelementen 13 gebildet werden.

[0023] In Figur 2 ist der Grundkörper 10 mit den bereits montierten Festkontakten 30 und Kontaktfedern 31 um etwa 90° gedreht dargestellt. Wie ersichtlich, ist der von der Kontaktanordnung 30, 31 eingenommene Raum vom übrigen Bereich des vom Grundkörpers 10 durch eine vom Grundkörper 10 nach oben ragende Wand 14 getrennt. Dieser Bereich dient zur Aufnahme von Spulenanordnung 40 und Anker 50.

[0024] Die Spulenanordnung 40 besteht aus einem Sockel 41, einem damit verbundenen Spulenkörper 42 mit Spule 43 und einem insgesamt U-förmigen Joch 44, dessen mittlerer Teil 45 die Spule durchsetzt und dessen seitliche Schenkel 46 in Figur 2 nach oben ragen.

[0025] Zur Lagerung des Ankers 50 dient ein insgesamt brückenartig geformter Lagerträger 60, dessen parallel zum Grundkörper 10 verlaufender Mittelteil 61 einen nach oben ragenden Lagerzapfen 62 trägt und dessen nach unten ragende seitliche Schenkel durch Schlitze 63 in jeweils drei Stege 64 unterteilt sind. An dem in Figur 2 dem Betrachter zugewandten Schenkel des Lagerträgers 60 ist aus dem Material des mittleren Stegs 64 ein Federelement 65 freigeschnitten.

[0026] Der Anker 50 ist insgesamt etwa H-förmig und umfaßt zwei von einem gemeinsamen Kunststoffteil 51 ummantelte Ankerstäbe 52, die in Figur 2 durch Fenster des Kunststoffteils hindurch bzw. am Ankerende zu sehen sind. Zwischen den Ankerstäben 52 befindet sich ein nur durch ein Fenster im Kunststoffteil 51 sichtbarer Dauermagnet 53. Zentrisch in dem Kunststoffteil 51 ist eine Lagerbohrung 54 vorgesehen.

[0027] In der Darstellung nach Figur 3 ist die Spulenanordnung 40 in eine in Figur 2 gezeigte Vertiefung 15 des Grundkörpers 10 eingesetzt, wobei die Spulenanschlüsse 47, von denen in Figur 2 und 3 nur einer zu sehen ist, durch im Grundkörper 10 vorgesehene Durchbrüche 16 hindurchgeführt sind.

[0028] In der teilweise geschnittenen Darstellung nach Figur 4 ist der Lagerträger 60 so eingebaut, daß er die Spulenanordnung 40 übergreift und mit seinen Stegen 64 die in Figur 2 gezeigten, im Grundkörper 10 ausgebildeten Durchbrüche 17, 18 durchsetzt. In diesem Zustand kommt das aus dem mittleren Steg 64 ausgeklinkte Federelement 65 in Anlage mit einem nach oben ragenden Wandteil 19 des Grundkörpers 10, so daß der Lagerträger 60 in Richtung der die Kontaktkammer begrenzenden Wand 14 auszuweichen sucht.

[0029] In Figur 5 ist ferner der Anker 50 mit seiner Lagerbohrung 54 auf den Lagerzapfen 62 des Lagerträgers 60 derart aufgesteckt, daß sich die nach oben ragenden Schenkel 46 des Jochs 44 jeweils zwischen den von den Enden der beiden Ankerstäbe 52 gebildeten Polflächen befinden. Aufgrund der von den Dauermagneten 53 erzeugten Magnetkräfte und die dafür vorgesehenen Polflächen der Ankerstäbe 52 nimmt der Anker 50 die in Figur 5 gezeigte, gegenüber der Achse der Spule 43 definierte Stellung ein.

[0030] In dieser Stellung führt die von dem Federelement 65 bewirkte Kraft, daß der Anker 50 außer an den beiden Polflächen des Jochs 44 auch an einer Stelle des Lagerzapfens 62 anliegt und somit eine definierte Positionierung des Ankers 50 relativ zu dem Joch 44 gewährleistet ist. Die Kraft des Federelements 65 ist so bemessen, daß sie den Anker 50 an keinem Ende vom Joch 44 trennt.

[0031] Die im Grundkörper 10 vorgesehenen Ausnehmungen und Anformungen einerseits und die einzubauenden Relaisteile sind derart toleriert, daß sich - mit Ausnahme der Ankerlagerung - ein Preßsitz ergibt.

[0032] In diesem Zustand nehmen der Anker 50 und der Lagerzapfen 62 die in Figur 6 gezeigte, für die Funktion des Relais bestmögliche Position ein. Diese ist dadurch bestimmt, daß einerseits die Polflächen der Ankerstäbe 52 beidseitig an den Polflächen der Jochschenkel 46 anliegen und andererseits der Lagerzapfen 62 innerhalb des vorhandenen Spiels in der Lagerbohrung 54 des Ankers 50 die optimale Position einnimmt.

[0033] Für den Fall des dargestellten zylindrischen Lagerzapfens 62 ist das Spiel gegenüber der Lagerbohrung 54 aus Gründen einer reibungsarmen Lagerung des Ankers 50 vorgesehen. Anstelle eines zylindrischen Lagerzapfens 62 kann aber auch eine andere Lagerung, etwa eine Schneidenlagerung, vorgesehen sein.

[0034] Nun wird die so montierte Anordnung in die in Figur 7 gezeigte Stellung auf den Kopf gedreht, und alle montierten Einzelteile werden verklebt, wobei auch die durch den Grundkörper 10 hindurchragenden Kontaktanschlüsse 32, 33 und Spulenanschlüsse 47 im Grundkörper 10 fixiert werden. Danach wird die Anordnung in eine in Figur 8 gezeigte Gehäusekappe 20 eingelegt, die am gesamten Umfang mit dem Grundkörper 10 verklebt wird.

[0035] Wie in Figur 7 und 8 gezeigt, sind die zwei Reihen von je drei Durchbrüchen 17, 18 zu jeweils einem durchgehenden sich nach außen erweiternden Schlitz 21 bzw. 22 zusammengefaßt. Auch in diese Schlitze 21, 22, wird Klebstoff eingefüllt, um die Stege 64 des Anker-Lagerträgers 60 im Grundkörper 10 zu fixieren. Die Stege 64 durchsetzen den Grundkörper nicht vollständig und sind daher in Figur 7 und 8 nicht zu sehen.

[0036] Der Klebstoff wird schließlich auch in zwei weitere im Grundkörper 10 vorgesehene Durchbrüche 23 eingefüllt und dient dazu, den Sockel 41 der Spulenanordnung 40 dauerhaft mit dem Grundkörper 10 zu verkleben. Auch dies ist für die gegenseitige Fixierung der Funktionsteile des Relais einschließlich des Jochs 44 von Bedeutung. Durch die somit erzielte endgültige Fixierung sowohl des Teil der Spulenanordnung 40 bildenden Jochs 44 als auch des Anker-Lagerträgers 60 relativ zum Grundkörper 10 wird das Federelement 65 beim fertigen Relais wirkungslos.

[0037] Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, werden sämtliche Relaisteile von der Oberseite des Grundkörpers 10 her in diesen eingebaut, und erst nach dem vollständigen Zusammenbau wird die Anordnung umgedreht, wobei als letzter Schritt ein Klebevorgang durchgeführt wird. Im Gegensatz zu dem eingangs erläuterten Stand der Technik ist also weder ein mehrfaches Umdrehen der Anordnung erforderlich, noch finden abwechselnd Montage- und Klebevorgänge statt. Das erfindungsgemäße Relais läßt sich daher mit verhältnismäßig geringem Zeitaufwand sauber und präzis zusammenbauen.

Bezugszeichenliste

[0038] 

10	Grundkörper
11, 12	Durchbrüche
13	Wandelemente
14	Wand
15	Vertiefung
16,17,18	Durchbrüche
19	Wandteil
20	Gehäusekappe
21, 22	Schlitze
23	Durchbrüche
30	Festkontakte
31	Kontaktfedern
32, 33	Kontaktanschlüsse
40	Spulenanordnung
41	Sockel
42	Spulenkörper
43	Spule
44	Joch
45	mittlerer Jochteil
46	Jochschenkel
47	Spulenanschlüsse
50	Anker
51	Kunststoffteil
52	Ankerstäbe
53	Dauermagnete
54	Lagerbohrung
60	Lagerträger
61	Mittelteil
62	Lagerzapfen
63	Schlitze
64	Stege
65	Federelement

Ansprüche

1. Elektromagnetisches Relais mit
   einem Grundkörper (10),
   einer in diesen eingesetzten, von einem Joch (44) durchdrungenen Spule (43),
   einem um ein Lagerelement (62) drehbaren Anker (50) mit Polflächen, die mit aus der Spule (43) herausragenden Schenkeln (46) des Jochs (44) zusammenwirken, und
   einer von dem Anker (50) betätigbaren Kontaktanordnung (30, 31),
   dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (62) an einem separaten, mit dem Grundkörper (10) unmittelbar verbundenen Lagerträger (60) einstückig angeformt ist.

2. Relais nach Anspruch 1, wobei der Lagerträger (60) Stege (64) zum Eingriff in im Grundkörper (10) vorhandene Öffnungen (17, 18) aufweist.

3. Relais nach Anspruch 2, wobei der Anker (50) auf der vom Grundkörper (10) abgewandten Seite der Spule (43) angeordnet ist und der Lagerträger (60) eine die Spule (43) übergreifende Brückenform hat, an deren Schenkeln die Stege (64) ausgebildet sind.

4. Relais nach Anspruch 3, wobei der Lagerträger (60) gegenüber dem Joch (44) in einer zur Achse des als Lagerzapfen (62) ausgebildeten Lagerelements und zur Längserstreckung des Ankers (50) quer verlaufenden Richtung so fixiert ist, daß der Lagerzapfen (62) an einer definierten Stelle der Anker-Lagerbohrung (54) anliegt.

5. Relais nach Anspruch 4, wobei der Lagerträger (60) gegenüber dem Grundkörper (10) während der Relaismontage in der genannten Richtung federnd vorgespannt ist.

6. Relais nach Anspruch 5, wobei die Vorspannung aus einer zwischen Lagerträger (62) und Grundkörper (10) angeordneten Feder (65) stammt.

7. Relais nach Anspruch 6, wobei die Feder (65) aus dem Material eines Stegs (64) des Lagerträgers (60) freigeschnitten ist.

8. Relais nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Öffnungen (17, 18) den Grundkörper (10) durchdringen und die Stege (64) des Lagerträgers (60) auf der vom Anker (50) abgewandten Unterseite des Grundkörpers (10) zugänglich sind.

9. Relais nach Anspruch 8, wobei an beiden Seiten des Lagerträgers (60) jeweils mehrere Stege (64) vorhanden sind.

10. Relais nach Anspruch 9, wobei die für die einzelnen Stege (64) vorhandenen Öffnungen (17, 18) im Grundkörper (10) nahe dessen Unterseite zu einem gemeinsamen Schlitz (21, 22) verbunden sind.

11. Relais nach Anspruch 10, wobei die Enden der Stege (64) gegenüber der Unterseite des Grundkörpers (10) zurückgesetzt sind und die Schlitze (21, 22) sich nach unten verbreitern.

12. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spule (43) auf einem in eine Vertiefung (15) des Grundkörpers (10) eingesetzten Sockel (41) angeordnet ist und die Vertiefung (15) mit einem den Grundkörper (10) durchsetzenden Durchbruch (23) in Verbindung steht.

Zeichnung