DE19962961A1 - Drehmagnet insbesondere für ein elektrisches Relais - Google Patents

Abstract

Insbesondere für ein elektrisches Relais wird ein Drehmagnet (10) vorgeschlagen mit einem aus Blech stanzbaren Joch (5), einem eine Spule (4) aufweisenden Spulentragkörper (3) und einem relativ zu Jochschenkeln (6, 7) des Jochs (5) drehbar gelagerten Drehanker (10), der ebenfalls aus Blech stanzbar ist. Der Drehanker (10) und die Jochschenkel (6, 7) haben demgemäß flache Querschnitte und überlappen einander mit den Breitseiten dieser Querschnitte, so daß relativ großflächig umgrenzte Arbeitsluftspalte zur Verfügung stehen beim Betrieb diese Drehmagnets (2). Beispielsweise ist der Drehanker (10) von einem aus isolierendem Thermoplast bestehenden Bauteil (19) umfaßt, das sowohl Lagerzapfen (20, 21) zur Drehlagerung des Drehankers (10) als auch einen Stößel (28) zur Betätigung wenigstens eines Relaiskontakts (30, 31) aufweist.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Drehmagnet nach der Gattung des ersten Patentanspruchs.

Durch die Druckschrift DE-AS 22 54 000 ist ein gattungsgemäßer Drehmagnet bekannt, der zu einem elektrischen Relais weitergebildet ist. Der Drehmagnet hat einen Spulentragkörper mit einer auf diesen gewickelten Spule, ein im wesentlichen U-förmiges Joch mit einem sich durch den Spulentragkörper erstreckenden Schenkel und mit freien Schenkelenden neben dem Spulentragkörper, einen Drehanker mit freien Enden in Überlappung zu den freien Jochschenkelenden zur Bildung von zwei Arbeitsluftspalten und ein Drehankerlager. Die Jochschenkel und der Drehanker haben zum Leiten von magnetischem Fluß flache Querschnitte, um aus Blech per Stanzen herstellbar zu sein. Im Bereich der Arbeitsluftspalte sind die breiteren Seiten der flachen Querschnitte einander zugekehrt, so daß die Überlappungen im wesentlichen quadratische Durchflutungsquerschnitte in Luftspalten zur Verfügung stellen. Das Drehankerlager besteht aus einer Blattfeder, die einerseits am Drehanker und andererseits an einem Schenkelende des Jochs anliegt und per Niete befestigt ist. Hierdurch besteht eine gewollte leitende elektrische Verbindung zwischen dem angenieteten Schenkelende und dem Drehanker. Die Weiterbildung zum Relais ist dadurch erreicht, daß des weiteren das im wesentlichen U-förmige Joch aus zwei im wesentlichen L-förmigen Stanzteilen geschichtet ist unter Einfügung einer elektrischen Isolation, so daß die L-förmigen Stanzteile elektrisch voneinander isoliert festgelegt sind. Von den L- förmigen Stanzteilen stehen jeweils ein Steckkontakt ab zum Anschließen des Relais an eine elektrische Schaltung. Bei Erregung der Spule wird der Drehanker gedreht und berührt dadurch das nicht mit der Blattfeder vernietete Schenkelende des Jochs, wobei dieses Schenkelende und das zugeordnete freie Ende des Drehankers ein Relaiskontaktpaar bilden. Hierbei kann dieses Schenkelende einen nach Art eines Relaiskontaktes geformten unmagnetischen Trennansatz aufweisen zu dem Zweck, daß beim Ausschalten der Spule der Drehanker nicht an den Schenkelenden des Jochs kleben bleibt. Als nachteilig kann angesehen werden das Herstellen des Jochs aus den beiden im wesentlichen L-förmigen Stanzteilen unter Dazwischenfügen einer elektrischen Isolierung. Die elektrische Isolierung wirkt wie ein Luftspalt, der wie die Arbeitsluftspalte zu durchfluten ist, aber bei der Durchflutung nicht verschwindet. Des weiteren kann als nachteilig angesehen werden der Aufwand beim Vorbereiten der Blattfeder, des Drehankers und des Schenkelendes des Jochs für das Nieten, das Ausrichten der Teile zum Vernieten und das Setzen der Niete. Im Bereich der Überlappung der beiden L-förmigen Stanzteile ist das Joch wenigstens doppelt so dick als im Bereich der Jochschenkelenden.

Vorteile der Erfindung

Das Drehankerrelais mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß sein Drehankerlager und ein der Betätigung wenigstens eines elektrischen Relaiskontaktes dienender Stößel preisgünstig als ein den Drehanker umfassendes Bauteil in einem einzigen Arbeitsgang aus einem elektrisch isolierenden thermoplastischen Werkstoff herstellbar sind. Damit entfallen die Vorbereitungen zum Vernieten von Bauteilen und das Vernieten von Bauteilen. Deshalb genügt es beim erfindungsgemäßen Drehanker-Relais, beispielsweise einen geraden Blechstreifen in eine Spritzgießform einzulegen, die Spritzgießform zu schließen und mit thermoplastischem Werkstoff zu füllen. Weil hierbei ein elektrisch isolierender thermoplastischer Kunststoff verwendet wird, sind Anker und Joch elektrisch von dem wenigstens einen Relaiskontakt getrennt, so daß man das Joch in preisgünstiger Weise als einstückiges Stanzteil herstellen kann.

Durch die in den nachgeordneten Patentansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im ersten Patentanspruch angegebenen Drehmagnets möglich.

Das kennzeichnende Merkmal des Patentanspruchs 2 ergibt zusätzlich eine in Längsrichtung des Drehankers formschlüssige Fixierung des Drehankers relativ zu dem ihn umschließenden Bauteil mit dem Vorteil einer verliersicheren Anordnung im Drehanker.

Das kennzeichnende Merkmal des Patentanspruchs 3 ergibt eine preisgünstige Ausgestaltung des Drehankerlagers unter Verwendung eines ohnehin bereits vorgesehenen Spulentragkörpers.

Zeichnung

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Drehmagnets sind in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehmagnets in schrägbildlicher Ansicht, Fig. 2 den Drehanker des Drehmagnets der Fig. 1 in einer Seitenansicht, Fig. 3 ein Joch und einen Drehanker eines zweiten Ausführungsbeispiels, Fig. 4 ein Joch und einen Drehanker eines dritten Ausführungsbeispiels und Fig. 5 und 6 zwei weitere Ausführungsbeispiele von Jochen und Drehankern.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Das erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehmagnets 2 gemäß den Fig. 1 und 2 hat einen Spulentragkörper 3, eine auf den Spulentragkörper 3 gewickelte Spule 4, ein im wesentlichen U-förmiges Joch 5 mit einem sich durch den Spulentragkörper 3 erstreckenden Jochschenkel 6, mit einem beispielsweise parallel verlaufenden zweiten Jochschenkel 7 außerhalb des Spulentragkörpers 3 und mit einem ebenfalls außerhalb des Spulentragkörpers 3 verlaufenden Verbindungssteg 8, der einstückig mit den beiden Jochschenkeln 6 und 7 ausgebildet ist, einen Drehanker 10 und ein Drehankerlager 11, 12. Der Drehanker 10 ist beispielsweise aus einem ebenen Blech geradlinig begrenzt ausgestanzt und hat deshalb die Gestalt eines kurzen geraden Flachstabes. Der Drehanker 10 hat freie Enden 13, 14, die zu freien Jochschenkelenden 15, 16 ausgerichtet sind. Die Jochschenkelenden 15 und 16 sind beispielsweise aus einem Blech gestanzt mit derjenigen Dicke, aus der auch der Drehanker gestanzt ist. Dabei sind die freien Enden 13, 14 des Drehankers 10 und die freien Jochschenkelenden 15 und 16 derart zur Überlappung ausgerichtet, daß sie mit ihren Seiten, die von Blechoberflächen herrühren, gegeneinander zeigen. In der Fig. 1 ist derjenige Zustand dargestellt, der sich durch Schließen eines Schalters 17 und damit einem Strom aus einer Stromquelle 18 ergibt, nämlich das flache Anliegen der freien Enden 13, 14 des Drehankers 10 an den wie üblich ruhenden Jochschenkelenden 15, 16. Damit dieses Anliegen möglich ist, weist der Verbindungssteg 8 eine im wesentlichen S-förmig verlaufende Kröpfung auf, wodurch die Jochschenkel 5 und 6 in unterschiedlichen Ebenen verlaufen.

Damit beim Öffnen des Schalters 17 der Drehanker 10 nicht herunterfällt, ist er von einem Bauteil 19 aus isolierendem thermoplastischem Werkstoff umschlossen. An dieses Bauteil 19 sind gleichachsig und dabei parallel zu den Jochschenkeln 6 und 7 verlaufend zwei Lagerzapfen 20 und 21 angespritzt. Der Spulentragkörper 3 weist auf einer zum Drehanker 10 ausgerichteten Stirnseite 22 ein Lagerloch 23 auf, in das der Lagerzapfen 21 drehbeweglich eingesteckt wird. Für den anderen Lagerzapfen 20 ist ein Lagerschild 24 mit einem Lagerloch 25 vorgesehen. Die Lagerzapfen 20, 21 und die in den Bauteilen 3 und 24 angeordneten Lagerlöcher 23, 25 bilden insgesamt das Drehankerlager 11, 12.

Das im Spritzgießverfahren um den Drehanker 10 geformte Bauteil 19 kann bei entsprechender Vorbereitung der Oberflächen des Drehankers 10 stoffschlüssig mit diesem verbunden sein. Beispielsweise kann zusätzlich eine formschlüssige Sicherung gegen Herausrutschen des Drehankers 10 aus dem Bauteil 19 dadurch erreicht werden, daß gemäß der Fig. 2 in die Mitte des Drehankers 10 eine Ausnehmung 26 gestanzt wird. Nach dem Einlegen des Drehankers 10 in eine nicht dargestellte Spritzgießform und dem Einspritzen von thermoplastischem Kunststoff in diese Spritzgießform wird diese Ausnehmung 26 mit thermoplastischem Werkstoff ausgefüllt, wobei der dann erstarrende thermoplastische Kunststoff nach Art eines Sicherungszapfens wirkt.

Wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, ist an das Bauteil 19 ein Stößel 28 angeformt. Dieser Stößel 28 dient dazu, beispielsweise zwei an einer Blattfeder 29 befestigte Relaiskontakte 30 und 31 durch elastisches Verbiegen der Blattfeder 29 zu bewegen. Diesen beiden Relaiskontakten 30 und 31 sind nicht dargestellte ortsfeste Relaiskontakte zugeordnet. Dadurch besteht die Möglichkeit, die Relaiskontakte 30 und 31 als einen Ausschaltkontakt und einen Einschaltkontakt zu benützen. Die Blattfeder 29 ist in einer nicht dargestellten Weise an einem nicht dargestellten unteren Ende ortsfest derart angeordnet, daß sie eine Rückstellfeder für den Drehanker 10 bildet in der Weise, daß nach dem Öffnen des Schalters 17 und dabei in der Fig. 1 das freie Ankerende 13 von dem Jochschenkelende 15 nach rechts wegschwenkt und das freie Ende 14 nach links von dem Jochschenkelende 16 wegschwenkt.

Ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehmagnets 2a gemäß der Fig. 3 weist angrenzend an zwei parallel ausgerichtete Jochschenkel 6, 7 einen Verbindungssteg 8a auf, der gerade ausgebildet ist und deshalb in einer gemeinsamen Bezugsebene mit den beiden Jochschenkeln 6 und 7 liegt. Eine Spule 4a ist über den unteren Jochschenkel 7 geschoben. Ein zugeordneter Drehanker 10a weist freie Enden 13a und 14a auf und ist zwischen seinen freien Enden 13a und 14a im wesentlichen S-förmig gebogen. In der Fig. 3 ist der Drehmagnet 10a bei stromloser Spule 4a dargestellt und deshalb sind die freien Enden 13a und 14a mit Abständen von Jochschenkelenden 15 und 16 dargestellt, wobei die dargestellten Abstände die an sich bekannten Arbeitsluftspalte in ihrer magnetischen Durchflußrichtung darstellen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehmagnets 10b ist in der Fig. 4 dargestellt. Dort ist der gerade Drehanker 10 aus den Fig. 1 und 2 übernommen und ein Joch 5d weist einen geraden Verbindungssteg 8 auf, wogegen Jochschenkel 6b und 7b gegensinnig gebogen sind, so daß bei parallel zum Verbindungssteg 8 ausgerichteten Drehanker 10 zwischen dessen freien Enden 13 und 14 und Jochschenkelenden 15b und 16b ebenfalls Arbeitsluftspalte vorhanden sind. Beim Einschalten einer Spule 4b werden die freien Enden 13 und 14 in Richtung der zugeordneten Pfeile geschwenkt.

Weil die Spule 4b den Verbindungssteg 8 umgibt, wird man in nicht dargestellter Weise einen nicht gezeichneten Spulentragkörper geteilt ausbilden, so daß er über den Verbindungssteg 8 montierbar ist. Danach kann die Spule 4b gewickelt werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Drehmagnets gemäß der Fig. 5 hat ein Joch 5c mit in zwei verschiedenen Ebenen liegenden Jochschenkeln 6 und 7 und einen S-förmig gebogenen Verbindungssteg 8c. Der Abstand zwischen Bezugsebenen der beiden Jochschenkel 6 und 7 ist größer gewählt als im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 1 und in Anpassung daran ist der Drehanker 10a ebenfalls 5- förmig gebogen im Biegesinn des Verbindungsstegs 8c. Eine Spule 4c kann wie im Ausführungsbeispiel gemäß der Fig. 3 auf den unten dargestellten Jochschenkel 7 aufgeschoben sein.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Drehmagnets 2d hat vergleichbar dem Drehanker 10c der Fig. 5 wiederum einen im wesentlichen S-förmig gebogenen Drehanker 10d und vergleichbar mit den Ausführungsbeispielen der Fig. 3 und 4 einen geraden Verbindungssteg 8 und in Anpassung an den gerade verlaufenden Verbindungssteg 8 und den S-förmig gebogenen Drehanker 10d in entgegengesetzten Richtungen ebenfalls im wesentlichen S-förmig gebogene Jochschenkel 6d und 7d. Auch hier ist der Drehmagnet 2d so dargestellt, daß sein Drehanker 10d eine Ausgangsstellung einnimmt derart, daß nicht bezeichnete Arbeitsluftspalte zur Verfügung stehen. Eine Spule 4b ist aus der Fig. 4 übernommen.

Aus den Fig. 1 und 3 bis 6 geht hervor, daß man einstückige Drehanker und einstückige Joche unterschiedlich ausbilden kann. Allen Ausführungsbeispielen ist jedoch gemeinsam, daß Arbeitsluftspalte von Breiten der Jochschenkel und der Drehanker bestimmt sind und demgemäß Überlappungen von Jochschenkelenden und freien Enden von Drehankern relativ große Überlappungen und demgemäß große Luftspaltquerschnitte zur Verfügung stellen. Gegenüber den Breiten der angegebenen Elemente sind deren Dicken relativ gering, so daß, wie bereits erwähnt, die Joche und die Drehanker aus Blech ausstanzbar sind. Für die Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 3 bis 6 kann man Drehankerlagerungen vorsehen, die ebenfalls, in Anlehnung an das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2, Lagerzapfen aufweisen.

Claims (3)

1. Drehmagnet (2) insbesondere für ein elektrisches Relais (29, 30, 31), wobei der Drehmagnet (2) einen Spulentragkörper (3) mit einer darauf gewickelten Spule (4), ein im wesentlichen U-förmiges Joch (5) mit freien Jochschenkelenden (15, 16) neben dem Spulentragkörper (3), einen Drehanker (10) mit freien Enden (13, 14) in Überlappung zu den freien Jochschenkelenden (15, 16) zur Bildung von zwei Arbeitsluftspalten und ein Drehankerlager (11, 12) aufweist und wobei die freien Jochschenkelenden (15, 16) und der Drehanker (10) flache Querschnitte aufweisen, deren breitere Seiten zur Überlappung einander zugekehrt sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehankerlager (11, 12) als ein Lager mit Lagerzapfen (20, 21), die gleichachsig zueinander ausgerichtet sind, außerhalb des Querschnitts des Drehankers (10) ausgebildet ist und daß an dem Drehanker (10) ein elektrisch isolierender Stößel (28) angeordnet ist zur Betätigung wenigstens eines Relaiskontakts (30, 31) und daß die beiden Lagerzapfen (20, 21) und der elektrisch isolierende Stößel (28) an einem aus thermoplastischem Isolierstoff geformten Bauteil (19) ausgebildet sind und das Bauteil (19) einen Querschnitt des Drehankers (10) umschließt.

2. Drehmagnet nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich seiner Mitte der Drehanker (10) wenigstens eine Ausnehmung (26) aufweist für eine axialkraftschlüssige Sicherung des Drehankers (10) relativ zu den beiden Lagerzapfen (20, 21)

3. Drehmagnet nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Lagerzapfen (21) gelagert ist innerhalb eines Lagerlochs (23), das sich in einer dem Drehanker (10) zugekehrten Stirnseite (22) des Spulentragkörpers (3) befindet und daß der andere Lagerzapfen (20) gelagert ist in einem Lagerschild (24), das ein Lagerloch (25) aufweist.