-
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches
Relais mit einer Spule, deren Achse parallel zu einer Bezugsebene
verläuft
und die einen axialen Kern sowie Polschuhe an dessen beiden Enden
aufweist, ferner mit einem außerhalb
der Spule annähernd
parallel zu der Bezugsebene angeordneten flachen Wipp-Anker, der mit den
beiden Polschuhen je einen Arbeitsluftspalt bildet und in seinem
Mittelbereich an beiden Längsseiten
jeweils über
ein federndes Lagerelement an Lagerstützen eines Trägers um eine
Mittelachse schwenkbar gelagert ist. Außerdem betrifft die Erfindung
ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Relais.
-
Ein Relais der oben beschriebenen
Art ist beispielsweise aus der
EP 0 423 834 A2 bekannt. Bei diesem Relais
wie auch bei anderen, grundsätzlich ähnlich aufgebauten
Miniaturrelais werden die verschiedenen Baugruppen, also der Sockel
mit den feststehenden Kontaktelementen, der Anker mit den beweglichen
Kontaktelementen und die Spulenbaugruppe in Schichtbauweise übereinander
angeordnet, was zu einer Summierung der Fertigungstoleranzen der
Einzelteile führt.
So ist also bei dem bekannten Relais gemäß
EP 0 423 834 A2 der Anker über Lagerelemente
befestigt, die in Form von Torsionsstegen und parallel zur Grundebene
liegenden Befestigungsarmen auf ebenfalls parallel zur Grundebene
liegenden Stützflächen aufliegend
befestigt sind. Die Abstände
zwischen den feststehenden Kontaktelementen und den mit dem Anker
verbundenen beweglichen Kontaktelementen sind somit durch die Fertigung
der Einzelteile fest vorgegeben. Das bedeutet, daß einerseits
die Einzelteile sehr toleranzarm und damit aufwendig hergestellt
werden müssen,
daß aber
trotzdem die verbleibenden Toleranzen sich bei der Montage summieren.
Eine nachträgliche
Justierung der Kontaktabstände
ist somit unumgänglich
und bei dem be kannten Relais auch durch Biegen an den Befestigungslappen
vorgesehen.
-
Auch aus der WO93/23866 ist ein Relais
bekannt, das grundsätzlich
dem eingangs geschilderten Aufbau entspricht, bei dem jedoch die
beweglichen Kontaktelemente nicht mit dem Anker selbst verbunden
sind, sondern über
einen am freien Ankerende angreifenden Schieber betätigt werden.
Auch bei einem derartigen Relais mit indirekt betätigten Kontakten
könnte
unter Umständen
das Problem auftauchen, Toleranzen des Kontaktsystems und des Schiebers
bei der Lagerung des Ankers aufzufangen. Im übrigen werden die hier betrachteten
Wippanker zwar vorzugsweise bei polarisierten Systemen, wie etwa
bei den vorher geschilderten beiden Ausführungsformen, verwendet, sie
sind jedoch nicht darauf beschränkt.
Beispielsweise wäre
es vorstellbar, bei einem Aufbau gemäß
EP 0 423 834 A2 mit zwei Wicklungen
einen Wippanker auch ohne Dauermagneten umzuschalten. Auch für solche
Systeme kommt demnach die Erfindung in Betracht.
-
Aus der
EP 0 437 209 A2 ist ein
elektromagnetisches Relais bekannt, bei dem der Anker mit Hilfe flacher
Lagerbänder
gelagert ist. Die Befestigungsabschnitte der Lagerbänder erstrecken
sich senkrecht zu einer Bezugsebene, die durch den Verlauf der Achse
eines Kerns des Relais definiert wird. Die an dem Anker und dem
Kontaktteil angebrachten Lagerbänder
sind abgewinkelt, und die senkrecht zu der Bezugsebene verlaufenden,
abgewinkelten Enden greifen in Schlitze ein, die in den Stirnflächen von zwei
senkrecht auf einer Grundplatte stehenden Lagerstützen ausgebildet
sind.
-
Ziel dieser vorliegenden Erfindung
ist es, ein Relais der eingangs genannten Art bereits konstruktiv
so zu gestalten und ein Montageverfahren hierfür anzugeben, daß die Toleranzen
der Einzelteile keinen Einfluß auf
die Lagerung des Ankers und dessen Zuordnung zu den Kontaktelementen
haben. Unabhängig
von der Genauigkeit der Einzelteile soll also der Anker des Relais
jeweils lagerichtig so montierbar sein, daß eine nachträgliche Justierung
nicht mehr erforderlich ist.
-
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel bei einem Relais
der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die beiden mit dem Anker
verbundenen Lagerelemente jeweils als flache Lagerbänder ausgebildet sind,
welche sich zumindest mit einem Befestigungsabschnitt senkrecht
zu der Bezugsebene erstrecken und mit diesem Befestigungsabschnitt
jeweils an der zugehörigen,
ebenfalls senkrecht zu der Bezugsebene angeordneten Lagerstütze befestigt
sind.
-
Bei der erfindungsgemäßen Relaiskonstruktion
wird also die bisherige Schichtbauweise bei der Anordnung und Lagerung
des Ankers verlassen, und die Verbindung zwischen dem beweglichen
Anker und den feststehenden Lagerstützen für den Anker erfolgt in Verbindungsebenen,
welche senkrecht zur Bezugsebene und damit in Richtung der Schaltbewegung
verlaufen. Somit kann bei der Montage des Ankers dessen Position
und damit der Kontaktabstand exakt und stufenlos eingestellt und
durch die Befestigung der Lagerelemente fixiert werden. Damit erspart
man nicht nur eine aufwendige, toleranzarme Fertigung der Einzelteile,
sondern auch die nachträgliche
Justierung der Kontaktabstände.
-
Vorzugsweise sind die Lagerbänder als
seitlich freigeschnittene und abgebogene Fortsätze einer parallel zur Oberfläche des
Ankers angeordneten und mit diesem mittelbar oder unmittelbar verbundenen
Blechplatine ausgebildet. Dabei erstrecken sich die beiden Lagerbänder jeweils
mit einem elastischen Abschnitt neben dem Anker derart, daß die Tangentialebene
an jedem Punkt dieses Abschnitts parallel zur Drehachse des Ankers
liegt, also der elastische Abschnitt bei der Ankerbewegung im wesentlichen
nur auf Biegung beansprucht wird. In einer bevorzugten Ausführungsform,
bei der bewegliche Kontaktelemente über einen Isolierstoffträger fest
mit dem Anker verbunden sind, sind auch die Lagerbänder jeweils
in seitlichen Fortsätzen
des Isolierstoffträgers
derart eingebettet, daß sie
in einer zur Ankerlängsrichtung
parallelen Richtung aus diesem austreten und in eine zur Grundebene
senkrechte Richtung zur Befestigung an den Lagerstützen gebogen
sind. Wenn die Lagerbänder
zugleich als Stromzuführung zu
den beweglichen Kontaktelementen dienen, dann sind sie jeweils mit
mindestens einem dieser beweglichen Kontaktelemente, vorzugsweise
einstückig, verbunden,
während
die Lagerstützen
ihrerseits mit Anschlußelementen
in einem Sockel verbunden sind.
-
Um die Befestigungsstellen der Lagerbänder, die
vorzugsweise als Schweißpunkte
ausgebildet sind, beim Schaltvorgang des Ankers vor einer mechanischen
Beanspruchung zu schützen,
ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung vorgesehen, daß der Endabschnitt
des jeweiligen Lagerbandes zwischen der zugehörigen Lagerstütze und
einer gegenüberliegenden
Klemmplatte eingeklemmt ist, welche mit einer Endkante eine Einspannstelle
für das
Lagerband in dem Bereich vor der eigentlichen Befestigungsstelle
definiert. Die Klemmplatte kann dabei durch einen U-förmig umgebogenen
Endabschnitt der Lagerstütze
gebildet sein, welcher den Befestigungsabschnitt des Lagerbandes
an dessen Abschlußkante
oder auch seitlich umgreift. Der Biegeabschnitt zwischen der eigentlichen
Lagerstütze
und der Klemmplatte kann dabei im Querschnitt geschwächt sein,
beispielsweise durch Prägung
zur Verringerung der Dicke und/oder durch seitliche Einschnitte
zur Verringerung der Breite. Es ist aber auch möglich, daß die Klemmplatte Teil einer
U-förmigen,
auf die freien Enden der Lagerstütze
und des Lagerbandes gesteckten Klammer ist. Mit Hilfe der Klemmplatte
bzw. der U-förmigen
Verlängerung
der jeweiligen Lagerstütze wird
also das an ihr befestigte Lagerband zwischen der Endkante dieser
Klemmplatte und der eigentlichen Lagerstütze eingeklemmt, so daß diese
Einspannstelle auch zugleich die Biegestelle für das jeweilige Lagerband bei
der Ankerbewegung bildet. Die eigentliche Befestigungsstelle, also
vorzugsweise der Schweißpunkt,
wird somit vollständig
von den Bewegungskräften
entlastet.
-
Eine andere Möglichkeit zur Entlastung der Befestigungsstelle,
welche in der Regel ein Schweißpunkt
ist, kann darin bestehen, daß das
Lagerband jeweils mit dem elastischen Abschnitt zwischen dem Anker
und der Lagerstütze
angeordnet ist und mit einem zusätzlich
am Ende oder seitlich angeformten Befestigungsabschnitt die Lagerstütze umgreifend an
einer von dem elastischen Abschnitt abgewandten Seite der Lagerstütze befestigt
ist. In diesem Fall liegt eine Kante der Lagerstütze zwischen dem Schweißpunkt und
dem elastischen Ab schnitt, so daß wiederum eine Entlastung
der Befestigungsstelle gegeben ist.
-
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines
erfindungsgemäßen Relais
umfaßt
die folgenden Schritte:
- a) Der Anker wird derart
angeordnet, daß die
Lagerbänder
an den Lagerstützen
höhenverschiebbar
anliegen;
- b) durch Höhenverschiebung
des Ankers wird eine vorgegebene Position eingestellt;
- c) die Lagerbänder
werden in der eingestellten Position des Ankers mit den Lagerstützen verbunden.
-
Bei einem besonders zweckmäßigen Verfahren
werden die Lagerbänder
nach der Einstellung der Ankerposition zunächst durch einen Schweißpunkt, vorzugsweise
durch einen Laserschweißpunkt
an der Abschlußkante
des Lagerbandes, an der Lagerstütze vorfixiert,
und dann wird ein Endabschnitt der Lagerstütze zur Bildung einer Klemmplatte
U-förmig über eine
Kante des Lagerbandes gebogen, wobei dann die einanderliegenden
Abschnitte der Lagerstütze, des
Lagerbandes und der Klemmplatte miteinander verschweißt werden.
Zweckmäßigerweise
werden dabei ein oder mehrere Schweißpunkte mit einem Laserschweißverfahren
oder einem ähnlichen
Punktschweißverfahren
im Kantenbereich bzw. an der Stirnseite der Lagerbänder und
der Lagerstützen bzw.
Klemmplatten erzeugt. Es ist aber auch möglich, den Verbundbereich von
Lagerstütze,
Lagerband und gegebenenfalls Klemmplatte an seinem freien Ende mit
einem beliebigen Schweißverfahren,
vorzugsweise einem WIG-Schweißverfahren,
miteinander zu verschmelzen.
-
Die Erfindung wird nachfolgend an
einem Ausführungsbeispiel
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigt
-
1 ein
erfindungsgemäß gestaltetes
polarisiertes Relais in Explosionsdarstellung,
-
2 eine
vergrößerte Darstellung
des Sockels und der Ankerbaugruppe aus 1 vor der Montage,
-
3 eine
perspektivische Ansicht eines Sockels mit montierter Ankerbaugruppe,
wobei die Lagerbänder
mit einer zusätzlichen
Klemmplatte befestigt sind,
-
4 eine
abgewandelte Ausführungsform des
Lagerbereiches A aus 3 mit
U-förmig
abgebogener Lagerstütze,
-
5 eine
Seitenansicht des Lagerbereiches A von 4 mit der Form der Lagerstütze vor und
nach dem Abbiegen,
-
6 eine
Detailansicht VI auf den Endbereich der Lagerstütze aus 5,
-
7 bis 11 weitere abgewandelte Ausführungsformen
des Lagerbereiches A aus 3 mit
unterschiedlichen Möglichkeiten
zur Befestigung eines Lagerbandes an einer Lagerstütze,
-
12 und 13 weitere Detailansichten
eines Lagerbereiches in schematischer Darstellung für eine andere
Ausführungsform
eines Relais, bei welchem das Lagerband jeweils unmittelbar mit
dem Anker verbunden ist.
-
Das in den 1 und 2 dargestellte
Relais besitzt einen Sockel 1, auf welchem eine Kontaktanordnung 2 beweglich
gelagert ist, welche ihrerseits mit einem Wippanker 3 fest
verbunden ist. Oberhalb des Ankers ist annähernd parallel zu diesem ein
flacher Dauermagnet 4 angeordnet, der mit einem Mittelpol
(N) über
der Lagerstelle des Ankers liegt und an seinen Enden zwei zum Mittelpol
ungleichnamige Pole (S) aufweist. Über dem Dauermagneten und über dem
Anker ist eine Spule 5 angeordnet, in die axial ein stabförmiger Kern 6 eingeschoben
ist. Mit den Enden des Kerns 6 ist jeweils ein Polschuh 7 verbunden.
Jeder der Polschuhe 7 ist im Bereich eines Spulenendes
auch mit einem Ende des Dauermagneten 4 gekoppelt und bildet
nach unten eine Polfläche
für den
Anker 3. Mit einer auf den Sockel 1 aufgesetzten
Kappe 8 wird schließlich
ein geschlossenes Gehäuse
gebildet, das in üblicher
Weise auch abgedichtet werden kann.
-
Der Sockel 1 besteht aus
einem Sockel-Grundkörper 10,
der aus Isolierstoff geformt ist und in welchem feststehende Gegenkontaktelemente 11, 12, 13 und 14 sowie
Anschlußelemente 15 und 16 für bewegliche
Mittel-Kontaktelemente verankert sind. Alle diese Kontaktelemente
sind zweckmäßigerweise
aus einer gemeinsamen Platine freigeschnitten und mit einem Befestigungsabschnitt
parallel zur Bodenfläche
des Sockels in den Grundkörper eingebettet.
Von diesen eingebetteten Abschnitten sind jeweils Anschlußstifte,
z. B. 11a, 12a und 15a, senkrecht zur
Unterseite des Sockels abgebogen. Die Gegenkontaktelemente 11, 12, 13 und 14 selbst liegen
an der Oberseite des Bodens im wannenförmigen Sockel-Grundkörper 10 frei
und sind mit Schweißprofilen 11b, 12b, 13b und 14b versehen. Die
Anschlußelemetne 15 und 16 jedoch
sind an gegenüberliegenden
Seiten des Sockels nach oben abgebogen, wo sie durch entsprechende
Abwinkelungen und Abkröpfungen
zwei Lagerstützen 15b und 16b für die bewegliche
Kontaktanordnung bzw. für den
Anker bilden.
-
Die bewegliche Kontaktanordnung 2 besitzt einen
Kontaktträger 20 aus
Isolierstoff, in welchen Kontaktfedern 21, 22, 23 und 24 eingebettet
sind. Diese Kontaktfedern arbeiten wahlweise mit den unter ihnen
liegenden feststehenden Gegenkontaktelementen 11, 12, 13 und 14 zusammen.
Zur Bildung von zwei Umschaltkontakten sind im vorliegenden Beispiel
die Kontaktfedern 21 und 22 einstückig verbunden,
so daß sie
ein Mittelkontaktelement bilden, das über ein Lagerband 25 mechanisch
und elektrisch mit dem Anschlußelement 15 im
Sockel verbunden ist. Entsprechend sind die Kontaktfedern 23 und 24 einstückig mit
einem Lagerband 26 verbunden und an das Anschlußelement 16 gekoppelt. Über zwei
Befestigungszapfen 27 ist die Kontaktanordnung 2 mit
dem Anker 3 fest verbunden.
-
Der Anker 3 besteht aus
einem flachen Eisenband 30, dessen Mittelbereich zu einem
quer verlaufenden Lagersteg 31 nach oben gebogen ist. Damit
kann der Anker an dem über
ihm liegenden Duaermagneten 4 abrollen und wahlweise mit
einer seiner Polflächen 32 oder 33 an
einem der Polschuhe 7 anliegen. Die Bohrungen 34 dienen
zur Aufnahme der Befestigungszapfen 27 der Kontaktanordnung, welche
in diesen Bohrungen durch Warmverformung fixiert werden können.
-
Die Spule 5 besitzt einen
aus Isolierstoff geformten Spulenkörper 50, der zwischen
zwei Flanschen 51 und 52 eine Wicklung 57 trägt und im
Spulenkörperrohr
den stabförmigen
Kern 6 aufnimmt. Die Spulenflansche 51 und 52 besitzen
an den vier Ecken des Systems jeweils nach unten verlängerte Ansätze 53,
welche den Sockel 1 schachtelförmig übergreifen und in dessen Ausnehmungen 18 zu
liegen kommen. An den Innenseiten der Fortsätze 53 sind jeweils
Querrippen 54 angeformt, welche jeweils mit den Längsrippen 19 des
Sockels kreuzförmig
aufeinanderliegen und damit einen Festsitz in beliebiger Lage gewährleisten.
In den Spulenflanschen 51 und 52 bzw. in den Fortsätzen 53 sind
jeweils senkreche Nuten 55 vorgesehen, in welche Spulenanschlußelemente 56 eingesteckt
sind. In einer anderen Ausführungsform
könnten
sie jedoch auch in das Material des Spulenkörpers eingebettet sein.
-
Bei der Montage der Spulenbaugruppe
werden die Polschuhe 7 von unten in entsprechende Kanäle der Spulenkörperflansche 51 und 52 eingesteckt,
wobei sie mit ihren gabelförmigen
Enden 71 jeweils den im Spulenkörperrohr befindlichen Kern 6 umfassen.
Es wäre
aber auch denkbar, die Polschuhe 7 jeweils mit einem nach
oben geschlossenen Durchbruch zu versehen, wobei dann die Polschuhe in
Axialrichtung auf den Kern aufgesteckt werden müßten.
-
Bei der Montage des Relais wird die
bewegliche Kontaktanordnung 2 zunächst mit dem Anker 3 zu
einer Anker-Kontakt-Bau gruppe vereinigt, wobei die Befestigungszapfen 27 in
der oben beschriebenen Weise in den Bohrungen 34 durch
Warmverformung verankert werden. Dann wird diese Anker-Kontakt-Baugruppe
mit dem Sockel 1 verbunden, wobei die Kontaktabstände in definierter
Weise eingestellt werden. Dies soll anhand der 4 bis 7 nunmehr näher erläutert werden.
-
Die Lagerbänder 25 und 26,
die gleichzeitig als elektrische Anschlußlappen für die Mittelkontaktelemente 21/22 bzw. 23/24 dienen
und mit diesen einstückig
aus einer Platine geschnitten sind, treten jeweils im wesentlichen
waagerecht aus dem Isolierstoffträger 20 der Kontaktanordnung
aus. Zu diesem Zweck besitzt dieser Träger 20 seitliche Ansätze 28, aus
denen die beiden Lagerbänder
in Längsrichtung des
Ankers austreten, von wo sie dann mit einem verhältnismäßig kleinen Radius senkrecht
nach oben abgebogen sind. Diese nach oben abgebogenen Abschnitte
der Lagerbänder
liegen damit in einer gemeinsamen, zur Grundebene senkrechten Ebene, welche
andererseits auch annähernd
durch die Lagerachse des Ankers geht. Im montierten Relais werden
die Lagerbänder 25 und 26 deshalb
nicht auf Torsion, sondern lediglich auf einfache Biegung beansprucht.
Als Stoßsicherung
gegen zu weite Auslenkung des Ankers in seiner Längsrichtung dienen die Rippen 17,
an welche der Ansatz 28 bei Stößen anschlägt.
-
Nach dem Einsetzen der Anker-Kontakt-Baugruppe
in den Sockel 1 gemäß 5 und 6 werden die Kontaktabstände auf
vorgegebene Werte eingestellt. Damit liegen die Lagerbänder 25 und 26 der
Anker-Kontakt-Baugruppe auf der gewünschten Höhe zu den Lagerstützen 15b und 16b der
Sockelbaugruppe. In dieser Position werden jeweils die Lagerbänder 25 bzw. 26 mit
den anliegenden Lagerstützen 15b bzw. 16b verschweißt. Die
Schweißung kann
beispielsweise als Widerstandsschweißung oder Laserschweißung erfolgen.
-
Danach wird das Magnetsystem, die
Spule 5 mit dem Kern 6, den Polschuhen 7 und
dem Dauermagneten 4, auf die Sockelbaugruppe geschoben, bis
der gewünschte
Ankerhub erreicht ist. Der Spulenkörper 50 klemmt auf
dem Sockel-Grundkörper 10,
wobei die waagerechten Rippen 54 des Spulenkörpers auf
den senkrechten Rippen 19 des Sockels – nötigenfalls zusammen mit weiteren,
nicht dargestellten Rippen an beiden Teilen – den Festsitz in jeder gewünschten
Lage gewährleisten.
Durch Abgleichen des Dauermagneten 4 können sowohl monostabile als
auch bistabile Schalteigenschaften des Relais erreicht werden.
-
In der 3 ist
der Sockelbereich des Relais mit dem Anker und einer modifizierten
Lagerbefestigung gezeigt. Auf einem Sockel 1 ist der Anker 3 mit seiner
Kontaktanordnung 2 angeordnet. Der Anker besitzt seitlich
aus dem Kontaktträger 20 austretende Lagerbänder 25 und 26,
deren elastischer Abschnitt 25d in einen Endabschnitt 25a bzw. 26a übergeht, wobei
zumindest letzterer senkrecht zur Grundebene steht und an einem
ebenfalls senkrecht zur Grundebene stehenden Endabschnitt 175a bzw. 176a einer Lagerstütze 175 bzw. 176 anliegt.
Den Endabschnitten 175a und 176a der Lagerstützen gegenüber ist eine
zusätzliche
Klemmplatte 177 bzw. 178 angeordnet, die den Endabschnitt 25a bzw. 26a des
jeweiligen Lagerbandes einklemmt und mit ihrer Unterkante 177a bzw. 178a eine
Einspannstelle zur Entlastung der Schweißstelle 179 bildet.
Diese Schweißstelle 179 ist
als Laserschweißpunkt
stirnseitig im Bereich der aufeinandergeschichteten Seitenkanten
der Endabschnitte 175a der Lagerstütze 25a, des Lagerbandes
und der Klemmplatte 177 in einem gewissen Abstand von der
Unterkante 177a angebracht. Ein weiterer Schweißpunkt 180 kann
auch auf der Oberseite vorgesehen werden. In gleicher Weise ist
das Lagerband 26 an der gegenüberliegenden Seite des Ankers
befestigt.
-
4 zeigt
eine Abwandlung des Lagerbereiches A, wobei eine Klemmplatte 187 durch
eine U-förmige
Abbiegung des Endabschnittes der Lagerstütze 175 erzeugt wurde.
Ansonsten ist die Funktion und die Befestigung der Klemmplatte 187 genauso wie
bei der Klemmplatte 177. Jedoch ist bei der Ausführungs form
gemäß 4 der Biegebereich zwischen
Lagerstütze 175a und
Klemmplatte 187 im Querschnitt vermindert. Zu diesem Zweck
wird die Lagerstütze
vor dem Biegen von außen
her mit einer Einprägung 181 versehen;
außerdem
ist auch die Breite der Lagerstütze
in diesem Bereich durch gestanzte Ausnehmungen 182 von
beiden Seiten her vermindert (siehe auch 6).
-
Das Fügeverfahren der Ankerbaugruppe
auf der Sockelbaugruppe ist für
die Ausführungsform
von 4 anhand der 5 und 6 verdeutlicht. Gezeigt ist dabei eine
Seitenansicht auf den Lagerbereich mit dem Lagerband 25 und
der Lagerstütze 175.
Bei der Montage wird nun zunächst
die Ankerbaugruppe mit dem Anker 3 und dem daran befestigten
Kontaktträger 20 so
auf dem Sockel 1 positioniert, daß der Endabschnitt oder Befestigungsabschnitt 25a des
Lagerbandes 25 an dem Endabschnitt 175a der Lagerstütze 175 anliegt,
wobei die KlemmplAtte 187 als Verlängerung der Lagerstütze 175 zunächst noch
in einer Ebene mit dem Endabschnitt 175a liegt. Dieser Zustand
ist mit dem Bezugszeichen 187-1 bezeichnet. Zwischen dem
Endabschnitt 175a und der Klemmplatte 187-1 ist
ein im Querschnitt verminderter Biegebereich 183 durch
eine trapezförmige
Einprägung 181 von
der dem Lagerband 25 gegenüberliegenden Seite her erzeugt.
Zugleich ist dieser Biegeabschnitt 183 durch seitliche
Einschnitte 182 auch in der Breite vermindert. Wenn die
Ankerbaugruppe durch Höhenverschiebung
entlang der Doppelpfeile 95 die gewünschte Relativposition zum
Sockel 1 erreicht hat, wird das Lagerband 25 zunächst mit
einem Laserschweißpunkt 154 mit
seiner Endkante am Endabschnitt 175a der Lagerstütze 175 angeheftet.
Danach wird die Klemmplatte 187 U-förmig über das Ende des Lagerbandes 25 gebogen,
so daß es
die in 5 mit 187-2 bezeichnete
Position einnimmt (Biegung entlang der gestrichelten Linie 184).
Durch die erwähnte
Querschnittsverminderung des Biegeabschnitts 183 wird erreicht,
daß nur
geringe Biegekräfte
zum Umbiegen des empfindlichen Lagerbereiches benötigt werden,
beispielsweise nur 1/8 gegenüber den
Kräften
bei voller Materialstärke.
Die zur Abstützung
des La gerbandes 25 dienende Endkante 187a der
Klemmplatte 187 erhält
dabei eine optimale Lage; außerdem
kann durch diesen geringen Querschnitt ein enger Biegeradius in
Anpassung an die Dicke des Lagerbandes 25 erzielt werden,
so daß die
Klemmplatte 187 parallel zum Lagerband steht und die Heftschweißung am
Schweißpunkt 154 nicht
belastet wird. Die Klemmplatte ist im Bereich der Endkante 187a abgerundet,
so daß Kerbwirkungen
an der Abstützstelle
gegenüber
dem Lagerband vermieden werden. Nach dem Umbiegen der Klemmplatte 187 wird
diese an der Stirnseite, wie bereits beschrieben, durch einen oder
mehrere Laserschweißpunkte
mit dem Lagerband 25 und dem Endabschnitt 175a der Lagerstütze verbunden.
Dieser Laserschweißpunkt 179 als
eigentliche Befestigungsstelle ist somit durch die Klemmplatte von
den auftretenden Kräften
bei der Ankerbewegung entkoppelt.
-
Eine weitere Ausführungsmöglichkeit des Lagerbereiches
zeigt 7. Hier ist ebenfalls
eine U-förmige
Abbiegung zur Erzeugung einer Klemmplatte 188 vorgesehen,
allerdings ist diese jetzt nicht über die Abschlußkante der
Lagerstütze 175,
sondern über
deren Seitenkante gebogen. Auch in diesem Fall wird eine Entlastung
des Schweißpunktes 180,
der nunmehr oben liegt, erreicht.
-
Wie in 8 gezeigt
ist, könnte
zur Entlastung der Schweißstelle 179 auch
ein zusätzlich
aufgesetztes, U-förmiges
Klemmelement 189 verwendet werden, welches auf diese Weise
eine Klemmplatte 190 bildet. Der Schweißpunkt 179 sitzt an
der gleichen Stelle wie in 7.
-
In 9 ist
eine weitere Möglichkeit
gezeigt, um ohne zusätzliche
Klemmplatte die Schweißstelle zu
entlasten. In diesem Fall ist zwar wie vorher ein flexibler Abschnitt 25d des
Lagerbandes 25 zwischen dem Kontaktträger 20 und der Lagerstütze 175 angeordnet;
dieser liegt auch so, daß eine
Tangentialebene an jedem Punkt des Lagerbandes parallel zur Schwenkachse
des Ankers steht. Jedoch ist nunmehr ein Endab schnitt 25b über eine
Endkante 175b der Lagerstütze 175 hinweg in
die Senkrechte gebogen und auf der dem flexiblen Bereich gegenüberliegenden
Seite der Lagerstütze
mit einem Schweißpunkt 191 befestigt.
Da das Lagerband an der Kante 175b anliegt, ist auch in
diesem Fall der Schweißpunkt 191 bei
Bewegung des Ankers entlastet, wenn auch in geringerem Maße als bei
Verwendung einer Klemmplatte.
-
In einer Abwandlung der Ausführungsform von 9 ist gemäß 10 am Ende des Lagerbandes 25 ein
seitlicher Lappen 25c abgebogen und an der Außenseite
der Lagerstütze 175 verschweißt (Schweißpunkt 192).
Auch in diesem Fall steht der Endabschnitt 25a ebenso wie
der abgebogene Lappen 25c senkrecht zur Grundebene, ermöglicht also eine
Justierung vor dem Befestigen. Trotzdem ist auch in diesem Fall
der Schweißpunkt 192 von
dem flexiblen Abschnitt 25d des Lagerbandes 25 entkoppelt.
-
11 zeigt
eine weitere Möglichkeit
der Befestigung des Lagerbandes 25 an der Lagerstütze 175.
Gezeigt ist dabei die Ausführungsform
gemäß 3 oder 4, wobei die Lagerstütze 175 an ihrem Ende
U-förmig über das
Ende des Lagerbandes 25 gebogen ist, um dieses festzuhalten.
Anstelle des vorher gezeigten Laser-Schweißpunktes wird nunmehr das gekrümmte Ende
der Lagerstütze 175 bzw. der
Lagerplatte 187 einschließlich der zwischen beiden eingeklemmten
Endkante des Lagerbandes 25 zu einem Schweißkopf 193 verschmolzen.
Dies kann vorzugsweise durch WIG-Schweißen (Widerstand-Inertgas-Schweißen) oder
mit einem anderen Schweißverfahren
erfolgen.
-
Anhand der 12 und 13 ist
noch schematisch gezeigt, daß das
erfindungsgemäße Prinzip auch
dann Anwendung finden kann, wenn die Lagerbänder des Ankers nicht über eine
Isolierstoffumspritzung unter Einschluß von Kontaktfedern, sondern unmittelbar
mit der Oberfläche
des Ankers verbunden sind. Gezeigt ist jeweils lediglich als Detailausschnitt
das Lager an einer Seite des Ankers, nämlich eines ferromagneti schen
Ankers 203, der über
ein Lagerband 204 auf einer Lagerstütze 205 befestigt wird.
Das Lagerband 204 ist Teil einer Platine 206, welche
unmittelbar auf der Oberfläche
des Ankers in dessen Mittelbereich mit Schweißpunken 207 oder auf
andere Weise befestigt ist. Dabei ist das Lagerband im Seitenbereich
des Ankers 203 so ausgeschnitten und gebogen, daß bei der
Schwenkbewegung des Ankers um eine Schwenkachse 208 das Lagerband 204 nur
auf Biegung beansprucht wird. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
besitzt der Anker zum Halten des Lagerbandes einen seitlichen Lagerfortsatz 209;
denkbar wäre
aber auch eine andere Gestaltung von Anker und Lagerband, beispielsweise
die Führung
des Lagerbandes in einem Schlitz des Ankers oder die Befestigung
des Lagerbandes an der Unterseite des Ankers.
-
Das Lagerband 204 besitzt
einen Befestigungsabschnitt 210, der an einem entsprechenden Endabschnitt
oder Befestigungsabschnitt 211 der Lagerstütze 205 über senkrecht
zu einer Bezugsebene stehende Kontaktflächen anliegt und während der Montage
zur Justierung höhenverschiebbar
ist. Die Lagerstütze
besitzt weiterhin analog zu 5 eine Klemmplatte 212,
welche als Verlängerung
der Lagerstütze über einen
im Querschnitt geschwächten Biegeabschnitt 213 angeformt
ist. Wie anhand von 5 bereits
beschrieben, wird auch in diesem Fall nach Einjustierung des Ankers
die Klemmplatte 212 über
das Ende der Lagerstütze 205 gebogen
und danach über
einen Schweißpunkt 214 fixiert.
-
In 13 ist
die Anordnung von 12 etwas
modifiziert für
den Fall, daß die
Verbindung zwischen der Lagerstütze 205 und
dem Lagerband 204 im Bereich unterhalb des Ankers vorgenommen
werden soll. In diesem Fall wird eine Klemmplatte 215 analog
zu 7 über eine
Seitenkante des Lagerbandes 204 gebogen und in beschriebener
Weise mit einem Schweißpunkt 216 fixiert.
-
Weitere Modifikationen und Kombinationen der
verschiedenen beschriebenen Merkmale sind möglich. Insbesondere kann die
Erfindung bei verschiedenen Wippankersystemen angewandt werden, unabhängig davon,
ob es sich um ein polarisiertes oder um ein neutrales System handelt.
Die Lagerstütze
kann wie bei dem Beispiel von
1 in
einem Sockel verankert sein. Sie kann aber auch je nach der Gesamtkonstruktion
des Relais an verschiedenen Konstruktionselementen befestigt sein,
beispielsweise an einem Dauermagneten, wenn das System ähnlich wie
in der WO 93/23886 aufgebaut ist, wenn also die Kontaktelemente
getrennt betätigt
werden und eine Isolation zwischen Lagerbändern, Anker und gegebenenfalls
Dauermagnet nicht erforderlich ist. Bei einem System mit Mittelflansch,
wie dies grundsätzlich
in der
EP 0 423 834
A2 mit zwei getrennten Wicklungen gezeigt ist, könnten Lagerstützen auch
in einem Mittelflansch des Spulenkörpers verankert sein.
-
Im übrigen sei noch erwähnt, daß neben
dem beschriebenen Schweißverfahren
zur Befestigung der Lagerbänder
auch andere Verfahren in Betracht kommen, wie Lötverfahren, Klebeverfahren
oder auch mechanische Befestigungsverfahren mit nietartiger Verformung
der zu verbindenden Teile.