Elektromagnetisches Relais

Beschreibung

[0001] Ein elektromagnetisches Relais mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen ist aus EP-A-0 487 947 bekannt.

[0002] Zur Betätigung der Kontakte dient bei dem bekannten Relais ein im wesentlichen H-förmiger Anker, der über der Relaisspule liegt und um einen mittigen Lagerzapfen schwenkbar gelagert ist. Die beiden an jedem Ankerende vorgesehenen, einander zugewandten Polflächen des Ankers arbeiten mit zwei voneinander abgewandten Polflächen zusammen, die an den zwischen die Ankerenden hineinragenden Schenkeln eines die Spule durchsetzenden Jochs ausgebildet sind. Der Anker ist mit Dauermagneten versehen und liegt mit seinen diametral gegenüberliegenden Enden an den Jochschenkeln an.

[0003] Um den Anker trotz des unvermeidbaren Lagerspiels in einer definierten Stellung zu positionieren, wird er während der Montage an seinen Enden gegenüber den Jochschenkeln in einer Stellung geklammert, in der der Lagerzapfen an einer definierten Stelle der Ankerbohrung anliegt. Nach der Montage wird zur Fixierung der Funktionsteile, die auch den Lagerzapfen tragen, Klebstoff aufgebracht. Durch die Klammerung werden diese Teile in der definierten Position gehalten, bis der Klebstoff ausgehärtet ist. Die Klammern können dann entfernt werden.

[0004] Das Ansetzen und Entfernen der beschriebenen Klammern stellt nicht nur zusätzliche Montageschritte dar; es erfordert auch eine sorgfältige Handhabung, um das gewünschte definierte Lagerspiel zu erreichen.

[0005] Aus DE-A-34 10 424 ist ein elektromagnetisches Relais mit einem einen Lagerzapfen schwenkbaren H-Anker bekannt. Der Lagerzapfen ist über eine Exzentereinrichtung mit einer auf den Spulenkörper aufgesetzten Lagerplatte verbunden. Diese Anordnung gestattet es, die Drehachse des Ankers vor der endgültigen Fixierung zu justieren und dadurch Montagetoleranzen zu kompensieren.

[0006] 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 mit weniger Aufwand präziser fertigen läßt.

[0007] Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung.

[0008] Bei dem erfindungsgemäßen Relais ist das Lagerelement gegenüber dem Joch mittels eines Federelementes in einer Querrichtung so vorgespannt, daß es an einer definierten Stelle der Anker-Lagerbohrung anliegt. Das Federelement sorgt dafür, daß das fertige Relais das gewünschte definierte Lagerspiel aufweist, und erübrigt die bei der Montage des bekannten Relais erforderliche Klammerung.

[0009] Mit den in den Ansprüchen 2 bis 5 angegebenen Maßnahmen läßt sich der gewünschte Federeffekt in baulich einfacher Weise realisieren.

[0010] Die Ausgestaltung nach Anspruch 6 bezieht sich auf ein elektromagnetisches Relais, bei dem die Erfindung vorzugsweise anwendbar ist.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

[0014] 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.

[0015] 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.

[0016] 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.

[0017] 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.

[0018] 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.

[0019] 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.

[0020] 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.

[0021] 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.

[0022] 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.

[0023] 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.

[0024] 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.

[0025] 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.

[0026] 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.

[0027] 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

[0028] 

10	Grundkörper
10, 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
einer Spule (43),
einem von der Spule (43) umschlossenen Joch (44), das an jedem seiner Enden eine Polfläche bildet,
einem Anker (50), der an einem zentrischen Lagerelement (62) derart schwenkbar gelagert ist, daß er in einer Endstellung mit entgegengesetzten Enden an den Polflächen des Jochs (44) durch Dauermagnetkraft anliegt, und
einer vom Anker (50) betätigbaren Kontaktanordnung (30, 31),
   dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (62) gegenüber dem Joch (44) in einer zu seiner Achse und zur Längserstreckung des Ankers (50) quer verlaufenden Richtung durch ein Federelement (65) so vorgespannt ist, daß das Lagerelement (62) an einer definierten Stelle des Ankers (50) anliegt und das Federelement (65) so ausgelegt ist, daß die beidseitige Anlage des Ankers (50) an den Polflächen des Jochs (44) erhalten bleibt.

2. Relais nach Anspruch 1, wobei das Lagerelement ein Lagerzapfen (62) ist, der an einen an einem Grundkörper (10) positionierten Lagerträger (60) angeformt ist und das Federelement (65) den Lagerträger (60) während der Relaismontage gegenüber dem Grundkörper (10) federnd vorspannt.

3. Relais nach Anspruch 2, wobei der Lagerträger (60) eine das Joch (44) übergreifende Brückenform hat und mit seitlichen Stegen (64) in Öffnungen des Grundkörpers (10) eingreift, und wobei das Federelement (65) zwischen einem Steg (64) und dem Grundkörper (10) angeordnet ist.

4. Relais nach Anspruch 3, wobei das Federelement (65) aus dem Material eines Steges (64) ausgeklinkt ist.

5. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dauermagnetische Stellkraft des Ankers (50) größer ist als die Stellkraft des Federelements (65).

6. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anker (50) im wesentlichen H-förmig gestaltet ist, zwei Ankerstäbe (52) und Dauermagnete (53) zu beiden Seiten der Lagerachse aufweist und an jedem seiner Enden ein Paar von einander zugewandten Polflächen bildet, die mit Polflächen an den voneinander abgewandten Flächen des betreffenden Jochschenkels (46) zusammenarbeiten.

Claims

1. An electromagnetic relay having
   a coil (43),
   a yoke (44) surrounded by the coil (43) and forming a pole face at each of its ends,
   an armature (50) mounted for pivotal movement about a central bearing element (62) such that, in a final position, its opposite ends abut the pole faces of the yoke (44) under a permanent magnetic force, and
   a contact arrangement (30, 31) adapted for actuation by the armature (50),
   characterised in that the bearing element (62) is biased by a spring element (65) with respect to the yoke (44) in a direction extending transversely to its axis and to the longitudinal extent of the armature (50) such that the bearing element (62) bears against a defined point on the armature (50), and the spring element (65) is arranged so that the armature (50) is maintained in a condition in which both of its sides bear against the pole faces of the yoke (44).

2. The relay of claim 1 wherein the bearing element is a journal (62) which is integrally formed on a bearing support (60) positioned on a base (10), and the spring element (65) resiliently biases the bearing support (60) with respect to the base (10) during assembly of the relay.

3. The relay of claim 2 wherein the bearing support (60) has a bridge form straddling the yoke (44) with lateral webs (64) engaging in openings provided in the base (10), and wherein the spring element (65) is arranged between one web (64) and the base (10).

4. The relay of claim 3 wherein the spring element (65) is cut from the material of a web (64).

5. The relay of any preceding claim wherein the permanent magnetic actuating force of the armature (50) is greater than the actuating force of the spring element (65).

6. The relay of any preceding claim wherein the armature (50) is essentially H-shaped, has two armature bars (52) and permanent magnets (53) on both sides of the bearing axis and forms, at each of its ends, a pair of pole faces which face each other and interact with pole faces provided on the surfaces on the respective yoke limb (46) which are remote from one another.

Revendications

1. Relais électromagnétique comportant
une bobine (43),
une culasse (44) enfermée par la bobine (43), qui forme une surface polaire à chacune de ses extrémités,
une palette (50) qui est supportée pivotante sur un élément de support (62) central de manière que dans une position de fin de course, elle s'applique, sous l'effet de la force magnétique permanente, par des extrémités opposées, contre les surfaces polaires de la culasse (44), et
un agencement de contacts (30, 31) pouvant être actionné par la palette (50),
caractérisé en ce que l'élément de support (62) est précontraint par un élément de ressort (65), par rapport à la culasse (44), dans une direction s'étendant transversalement à son axe et transversalement à l'étendue longitudinale de la palette (50), de manière que l'élément de support (62) s'applique en un point défini de la palette (50), et l'élément de ressort (65) est dimensionné de manière que le contact bilatéral de la palette (50) sur les surfaces polaires de la culasse (44) reste maintenu.

2. Relais selon la revendication 1, dans lequel l'élément de support est un tourillon (62) qui est formé sur un porte-palier (60) positionné sur un corps de base (10), et l'élément de ressort (65) précontraint élastiquement le porte-palier (60) par rapport au corps de base (10), pendant le montage du relais.

3. Relais selon la revendication 2, dans lequel le porte-palier (60) présente la forme d'un pont franchissant la culasse (44), et s'engage, par des pattes (64) latérales, dans des ouvertures du corps de base (10), et dans lequel l'élément de ressort (65) est disposé entre une patte (64) et le corps de base (10).

4. Relais selon la revendication 3, dans lequel l'élément de ressort (65) est découpé dans la matière d'une patte (64).

5. Relais selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la force de réglage magnétique permanente de la palette (50) est supérieure à la force de réglage de l'élément de ressort (65).

6. Relais selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la palette (50) a sensiblement la forme d'un H, présente deux branches de palette (52) et des aimants permanents (53) des deux côtés de l'axe de support et forme, à chacune de ses extrémités, une paire de surfaces polaires tournées l'une vers l'autre qui coopèrent avec des surfaces polaires sur les surfaces, tournées à l'opposé l'une de l'autre, de la branche de culasse (46) concernée.

Zeichnung