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Relais
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Die Erfindung betrifft ein Relais, bestehend aus einer Erregerspule,
aus einem u-förmigen Rückschlußbügel, dessen einer Schenkel als Kern der Erregerspule
dient, aus einem winkelförmigen Anker sowie einem am freien Schenkel des Rückschlußbügels
befestigten Kontaktträger mit durch den Anker betätigbaren Schaltkontakten, wobei
eine am freien Schenkel des Rückschlußbügels befestigbare Haltefeder vorgesehen
ist, die im Bereich der Krümmungszone des Ankers an zwei Berührungsstellen am Anker
anliegt und diesen gegen eine Lagerschneide drückt.
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Derartige Relais sind im Handel verfügbar. Im fertig montierten Zustand
des Relais ist die Haltefeder zusammen mit dem Kontaktträger durch eine einzige
Schraube am freien Schenkel des Rückschlußbügels festgelegt. Die Haltefeder selbst
ist T-förmig ausgebildet, wobei die Schrauböffnung in dem den Puß des T bildenden
Steges angebracht ist. Ein dem Querbalken des T's entsprechender Steg der Haltefeder
ist bogenförmig gekrümmt und liegt endseitig an zwei Berührungsstellen am Anker
an. Dadurch wird der Anker gegen eine als Lagerschneide dienende, endseitige Kante
des freien Schenkels des Rückschlußbügels gedrückt. Bei Betätigung des Relais durch
Erregung der Erreger spule wird der Anker um diese Lagerschneide geringfügig verkippt.
Die Haltefeder sorgt somit für eine einwandfreie Anlage des Ankers an der Lagerschneide.
Allerdings ist bei dieser Art der Halterung des Ankers nicht völlig auszuschließen,
daß geringfügige Verschiebungen des Ankers relativ zur Lagerschneide auftreten.
so daß nicht immer eine optimale Ubertragung der Anzugskraft der Erregerspule
auf
die Schaltkontakte gewährleistet ist. Darüber hinaus ist die Montage des Relais
nicht ganz einfach, da der Anker vor der Befestigung der Haltefeder, die mit der
Befestigung des Kontaktträgers am freien Schenkel des Rückschlußbügels erfolgt,
nicht in seiner Lage fixiert ist, so daß er sich auf-der Lagerschneide verschieben
oder gar von ihr herabgleiten kann. Dies stellt erhöhte Anforderungen an das Montgepersonal.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Relais der eingangs
genannten Art matagefreundlicher auszubilden und sicherzustellen, daß bei dem fertigen
Relais eine völlig verschiebungssichere Lagerung des Ankers auf der Lagerschneide
zustandekommt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Haltefeder
zwei Haltearme aufweist, die endseitig zu Krallen abgekrummt sind, die in die als
Vertiefungen ausgebildeten Berührungsstellen am Anker eingreifen, daß die Haltefeder
eine den die beiden Haltearme verbindenden Befestigungssteg durchziehende Befestigungsöffnung
aufweist und daß die Haltefeder-an ihrem den Krallen abgewandten Ende eine Haltenase
aufweist, die in eine Ausnehmung des freien Schenkels des Rückschlußbügels eingreift.
Durch den Eingriff der Krallen in die Vertiefung des Ankers sind klar definierte
Angriff so punkte für die Rückhaltekraft der Haltefeder vorgegeben. Darüber hinaus
sind durch die Gestaltung der Krallen die auf den Anker als Rückhaltekräfte wirkenden
Federkräfte mit Jeweils einer Komponente, die in der durch den freien Schenkel des
Rückschlußbügels aufgespannten Ebene liegt, und einer Komponente die im wesentlichen
senkrecht dazu wirkt, präzis vorgebbar.
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Durch den Eingriff der Haltenase in die Ausnehmung des freien Schenkels
des Rückschlußbügels erfolgt während der Montage bereits eine vorläufige Lagefixierung
des
Ankers am Rückschlußbügel vor der Aufbringung des Kontaktträgers,
so daß die Montage vereinfacht ist, da vor und beim Aufbringen des Kontaktträgers
eine Verschiebung oder ein Herabgleiten des Ankers von der Lagerschneide ausgeschlossen
ist. Da die Befestigungsöffnung für die endgültige Befestigung der Haltefeder in
einem die beiden-Haltearme verbindenden Befestigungssteg angebracht ist, ist der
Federweg beider Haltearme durch die Befestigung nicht beeinträchtigt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Haltenase in der Mitte
der Haltefeder zwischen beiden Haltearmen angeordnet. Damit ist bereits vor der
endgültigen Befestigung der Haltefeder ein idealer Dreipunkt-Eraftangriff auf den
Anker sichergestellt, so daß ein windschiefer Verlauf der Lagerschneide zu der eigentlich
zur Anlage an die Lagerschneide vorgesehenen Berührungslinie des Ankers ausgeschlossen
ist.
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Es ist ferner vorteilhaft, wenn die Ausnehmung des freien Schenkels
als Durchbruch ausgebildet und die Haltenase z-förmig abgewinkelt ist. Damit kann
sich der eine Schenkel der z-förmigen Abwinkelung auf der Wand des Durchbruches
am u-förmigen Rückschlußbügel abstützen, so daß vor der Befestigung des Kontaktträgers
bereitseine noch lösbare Befestigung (Reibkräfte) der Haltefeder und damit auch
des Ankers am Rückschlußbügel erfolgt. Die Haltenase steht damit im wesentlichen
senkrecht aus der durch den Rest der Haltefeder vorgegebenen Ebene ab und vermittelt
einen federnden Sitz der Haltefeder auf dem freien Schenkel des Rückschlußbügels.
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In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Haltearme an dem den
Krallen abgewandten Ende durch einen Verbindungssteg verbunden. Durch diesen Verbindungssteg
wird
ein Teil der Federkraft der Haltefeder aufgebracht, da dieser Verbindungssteg in
der durch die der Befestigung der Haltefeder dienenden und zur Anlage an den freien
Schenkel des Rückschlußbügels kommenden Teile der Haltefeder aufgespannten Ebene
federnd deformierbar ist.
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Es ist günstig, wenn der Befestimngssteg annähernd u-förmig ausgebildet
ist und ein einseitiges offenes Langloch als Befestigungsöffnung einschließt. Durch
die u-förmige Ausbildung wird sichergestellt, daß die Haltefeder ein in sich federungsfähiges
Gebilde darstellt und keine übergroße Steifigkeit der Feder auftritt. Das durch
die u-förmige Ausbildung des Befestigungssteges entstehende, einseitig offene Langloch
ermöglicht die selbsttätige Verschiebung der Haltefeder in der Auflageebene am freien
Schenkel des Rückschlußbügels zur selbsttätigen Spannkrafteinstellung der Haltefeder
vor der endgültigen Befestigung der Haltefeder durch Verschraubung am freien Schenkel
des Rück schlußbügel sO Die Haltearme können nahe bei oder an den Krallen durch
einen Stützsteg verbunden sein. Damit ist eine seitliche, parallel zur Lagerschneide
verlaufende Deformation der Haltearme ausgeschlossen, ohne daß die durch die Krallen
und Haltearme vermittelte Federwirkung beeinträchtigt wird.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Halte arme
auf einem Teil ihrer Länge aus der durch den Rest der Haltefeder aufgespannten Ebene
vom freien Schenkel des Rückschlußbügels weggerichtet abgebogen.
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Uber diese Abbiegung ist die senkrecht zu der durch den freien Schenkel
des Rückschlußbügels aufgespannte Ebene wirksame Rückhaltekraft der Haltefeder vorgebbar.
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Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Wirkungslinie der von den Krallen
auf den Anker ausgeübten Kraft durch die Lagerschneide verläuft. Dies ist durch
geeignete Formung und Dimensionierung der Krallen und Haltearme erreichbar. Damit
ist sichergestellt, daß der Anker durch die Haltefeder lediglich in seiner Lage
fixiert wird, ohne daß durch die Wirkung der Haltefeder ein zusätzliches Drehmoment
auf den Anker ausgeübt wird, das zusätzlich zu der für die Betätigung der Schaltkontakte
erforderlichen Kraft durch die Anziehungswirkung der Erregerwirkung auf den Anker
zu überwinden wäre.
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Es ist vorteilhaft, die Haltefeder durch einen Stanzbiegeprozeß aus
Blattfederwerkstoff zu fertigen. Damit ist eine Haltefeder mit guten Federeigenschaften
fertigungsgünstig herstellbar.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Figur dargestellten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Der u-förmige Rückschlußbügel ist mit dem Bezugszeichen 1 belegt.
Der Schenkel 2 des Rückschlußbügels 1 trägt die Erregerspule, die jedoch aus Gründen
der Ubersichtlichkeit in der Figur nicht eingezeichnet ist. Der eine Schenkel 2
dient als Kern dieser Erregerspule. Der andere, freie Schenkel des Rückschlußbügels
1 ist mit dem Bezugszeichen 3 belegt. Die Schenkel 2 und 3 des Rückschlußbügels
1 sind im Querschnitt senkrecht zu ihrer Längserstreckung rechteckförmig ausgebildet.
Die Außenfläche 4 des freien Schenkels 3 ist eben gestaltet.
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Die endseitige Außenkante des freien Schenkels 3, die parallel zu
dem Steg 6 verläuft, der die beiden Schenkel 2 und 3 des Rückschlußbügels 1 verbindet,
dient als Lagerschneide 5 für den winkelförmigen Anker 7. Dieser
Anker
7 weist einen trapezförmigen Teil 8 auf, der von der Lagerschneide 5 hin zum magnetischen
Wirkungsbereich der als Kern der Erregerspule dienenden einen Schenkels 2 des Rückschlußbügels
1 verläuft, sowie einen aus den beiden Betätigungsschenkeln 9 und 10 für die Betätigung
der Kontakte des Kontaktträgers bestehenden Teil. Die Betätigungsschenkel 9 und
10 sind gegenüber dem Teil 8 des Ankers 7 um etwas mehr als 900 abgewinkelt. Die
dabei entstehende, parallel zur Lagerschneide verlaufende Krümmungszone trägt das
Bezugszeichen 11.
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Der nicht eingezeichnete Kontaktträger liegt mit einem Befestigungsvorsprung
an der Außenfläche 4 des freien Schenkels 3 an und ist durch Verschraubung dort
fixiert.
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In der Figur ist lediglich die für die Verschraubung benötigte Gewindebohrung
12 dargestellt. Da als Kontaktträger leder bei bekannten Relais einsetzbare Kontaktträger
dienen kann, kann auf die Darstellung des Kontaktträgers verzichtet werden.
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In dem Raum zwischen den beiden Betätigungsarmen 9 und 10 des Ankers
7 ist die Haltefeder 13 auf der Außenfläche 4 des freien Schenkels 3 aufliegend
dargestellt.
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Diese Haltefeder 13 weist zwei Haltearme 14 und 15 auf, die im wesentlichen
parallel zueinander verlaufen und endseitig um etwa 1350 zu Krallen 16 und 17abgekrümmt
sind. Die Krallen 16 und 17 greifen in Vertiefungen 18 und 19 des Ankers 7 ein.
Die Vertiefungen 18 und 19 sind im Bereich der Krümmungszone 11 des Ankers angeordnet.
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Die beiden Haltearme 14 und 15 sind durch einen Befestigungssteg 20
miteinander verbunden, der annähernd uförmig. ausgebildet ist und ein einseitig
offenes Langloch 21 einschließt. Der die beiden Haltearme 14 und 15 verbindende
Befestigungssteg 20 ist hierbei so angeordnet, daß das Langloch in dem Bereich der
Gewinde-
bohrung 12 zu liegen kommt. Der Befestigungsvorsprung
des hier nicht dargestellten Kontaktträgers liegt beim fertig montierten Relais
zumindest teilweise auf dem Befestigungssteg auf und preßt diesen unter der Kraft
der in die Gewindebohrung 12 einzuschraubenden Befestigungsschraube gegen die Außenwand
4, so daß die Haltefeder 13 damit in ihrer Lage fixiert ist. Das Langloch 21 gestattet
die funktionsgerechte Spannkrafteinstellung der Haltefeder 13 relativ zum Anker
7.
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Die Haltefeder 13 weist an ihrem den Krallen 16 und 17 abgewandten
Ende eine Haltenase 22 auf, die z-förmig abgewinkelt ist und sich in einem Durchbruch
23 des freien Schenkels 3 abstützt. Die Haltenase 22 verläuft im wesentlichen senkrecht
zu der durch den Befestigungssteg 20 aufgespannten Ebene und liegt in der Mitte
zwischen den beiden Haltearmen 14 und 15. Im Rahmen der Montage des Relais wird
nach Auflegen des Ankers 7 auf die Lagerschneide 5 die Haltefeder 13 einerseits
mit ihren Krallen 16 und 17 in die Vertiefungen 18 und 19 des Ankers 7 eingesetzt,
andererseits mittels der Haltenase 22 im Durchbruch 23 des freien Schenkels 3 abgestützt
(Reibkraft).
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Damit kommt bereits in diesem Stadium des Montagevorganges eine zuverlässige
Dreipunktlagerung der Haltefeder 13 und über diese eine reibschlüssige Festhaltung
des Ankers 7 zustande.
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Die Haltenase 22 geht von einem die beiden Haltearme 14 und 15 an
ihrem den Krallen 16 und 17 abgewandten Ende verbindenden Verbindungssteg 24 aus.
Dieser Verbindungssteg 24 bringt vor der endgültigen Festlegung der Haltefeder 13
durch Verschraubung zusammen mit der Federwirkung der Krallen 16 und 17 den Hauptanteil
der Federkraft für die Festhaltung des Ankers 7 auf. Die Haltearme 14 und 15 sind
bei dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel unmittelbar hinter den Krallen
16 und
17 durch einen Stützsteg 25 miteinander verbunden, der eine
Beschädigung der Haltefeder 13 durch seitliche Deformation der Haltearme 14 und
15 parallel zum Verlauf der Lagerschneide 5 ausschließt.
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Nach Festschrauben des hier nicht dargestellten Kontaktträgers durch
Eindrehen einer Befestigungsschraube in die Gewindeboh ung 12 wird der das offene
Langloch 21 einschließende rechteckige Teil des Befestigungssteges 20 durch eine
ebene, die Haltearme 14 und 15 nicht überdeckende Stirnfläche des Befestigungsvorsprunges
des Kontaktträgers gegen die Außenfläche 4 des freien Schenkels 3 verriickungssicher
angepreßt. Damit erfolgt eine Art Umschaltung der zur Festlegung des Ankers 7 wirksamen
Federkonstante der Haltefeder 13 auf einen höheren Wert. War vor der Festschraubung
die relativ niedrige Federkonstante überwiegend durch die elastischen Eigenschaften
des Verbindungssteges 24 sowie der Haltenase 22 bestimmt, so ist nach der Festschraubung
die wirksame, höhere Federkonstante im wesentlichen durch die elastische Kraft der
Krallen 16 und 17 bestimmt.
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Damit ist beim fertigen Relais die Haltekraft für den Anker 7 so groß,
daß alle bei Transport, Montage und Betrieb auftretenden Belastungen des Ankers
7 nicht zu dessen Verschiebung führen können.
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Die Haltearme 14 und 15 liegen bis zu den Biegestellen 26 und 27 in
einer Ebene mit dem Verbindungssteg 24 sowie dem Befestigungssteg 20 und liegen
damit in diesem Bereich auf der Außenfläche 4 des freien Schenkels 3 auf.
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Von den Biegestellen 26 und 27 zu den Krallen 16 und 17 hin ausgehend
sind die Haltearme 14 und 15 etwas gegenüber der Außenfläche 4 abgebogen. Diese
Abbiegung ist so dimensioniert, daß-durch die Krallen 16 und 17 auf den Anker 7
eine in der Figur horizontal verlaufende und zum Schenkel 2 hin gerichtete Komponente
der Anpreßkraft zustandekommt0 Darüber hinaus vermitteln die Kral-
len
16 und 17 eine in der Figur vertikal verlaufende Komponente der Anpreßkraft, die
in der Ebene der Außenfläche 4 des Schenkels 3 verläuft. Die beiden senkrecht aufeinanderstehenden
Kraftkomponenten sind hierbei durch die Formgebung der Haltefeder 13 so bemessen,
daß eine resultierende Anpreßkraft F zustandekommt, die durch die Lagerschneide
verläuft. Damit ist die Festlegung de) Ankers 7 auf der Lagerschneide 5 herbeigeführt,
ohne daß drehmomentbildende Kräfte am Anker 7 auftreten können.
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Die Haltefeder 13 ist spiegelsymmetrisch aufgebaut. Die Symmetrieebene
verläuft hierbei parallel zu den Haltearmen 14 und 15 und steht senkrecht auf der
durch den Verbindungssteg 24 sowie den Befestigungssteg 20 vorgegebenen Ebene.
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Die Haltefeder 13 kann in fertigungstechnisch einfacher Weise durch
Stanzen und anschließendes Biegen hergestellt sein. Als Werkstoff kann hierbei plattenförmiges
Material aus Federbronze dienen.
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1 Figur 9 Patentansprüche
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