EP0209837B1 - Elektromagnetisches Relais - Google Patents

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EP0209837B1
EP0209837B1 EP86109698A EP86109698A EP0209837B1 EP 0209837 B1 EP0209837 B1 EP 0209837B1 EP 86109698 A EP86109698 A EP 86109698A EP 86109698 A EP86109698 A EP 86109698A EP 0209837 B1 EP0209837 B1 EP 0209837B1
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EP
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armature
spring
limb
cut
yoke
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EP86109698A
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Erwin Dipl.-Ing. Müller (FH)
Alois Ing. Ruhland
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16—Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/18—Movable parts of magnetic circuits, e.g. armature
    • H01H50/24—Parts rotatable or rockable outside coil
    • H01H50/28—Parts movable due to bending of a blade spring or reed
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H50/16—Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/18—Movable parts of magnetic circuits, e.g. armature
    • H01H50/30—Mechanical arrangements for preventing or damping vibration or shock, e.g. by balancing of armature

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic relay with a coil, a flat yoke leg extending next to the coil parallel to the coil axis, a likewise flat armature arranged on the end side in front of the coil and mounted on a bearing edge of the yoke leg, and with a leaf spring, two essentially Anchor retaining spring with mutually perpendicular legs, which rests flatly on the yoke leg with its first leg, is fastened thereon and extends beyond the bearing edge, extends with an arcuate central section around the bearing point to the surface of the armature and lies flat with its second leg attached to the anchor.
  • the object of the invention is therefore to design a relay of the type mentioned in such a way that the anchor is secured against undesired lifting off the yoke in the event of impacts without additional parts and with a relatively simple shape of the bearing elements.
  • this object is achieved in that the end edge of the armature in the region of the bearing point has at least one projection projecting beyond the bearing edge, intersecting the plane of the first spring leg and engaging with at least one correspondingly cut-free section of the first spring leg, the end edge of the cut-off spring section in each case runs parallel to the anchor surface and serves as a support for the anchor in the event of an impermissible movement away from the bearing edge.
  • the section of the first spring leg cut free to intercept the armature lies in the region which extends parallel to the yoke beyond the bearing point, and when the armature is moved in an abrupt manner, the arm strikes the end edges of the spring section cut free in the direction of the first spring leg.
  • the spring high tensile forces without Deformati may: record one. The armature is thus reliably held by the leaf spring in the event of an impact movement in the direction of the yoke leg.
  • the first spring leg each has a cut-out, nose-shaped section on both side edges, each of which engages with a lateral projection of the armature.
  • the cut-out spring section is designed as a window-shaped recess in the leaf spring, in which a nose-shaped extension of the armature engages.
  • the end edge of the cut-away spring section can also be provided on a tab cut free on both sides and bendable out of the plane of the spring leg.
  • the mentioned distance between the end edge and the anchor surface can optionally be adjusted by bending the tab.
  • a nose-shaped wart can be stamped on the armature side facing the yoke, which has a predetermined distance from the bearing edge of the yoke and is supported on the yoke in its longitudinal direction in the event of impacts of the armature. In this way, shock protection of the armature is achieved during movements perpendicular to the yoke plane.
  • the relay shown in Fig. 1 has a coil body 1 as a base body, which carries a winding 2 and has a pocket-shaped extension 3 on a flange for receiving the contact set.
  • the magnet system is formed by a core 4, an angular yoke 5 and a plate-shaped armature 6, the latter forming a working air gap 7 with the widened pole end 4a of the core 4.
  • the yoke leg 5a which extends above the coil winding parallel to the coil axis, carries an armature retaining spring 8 with a first spring leg 8a resting on the yoke leg 5a and a second spring leg 8b resting on the armature.
  • this anchor retaining spring 8 serves at the same time as a contact spring, which extends into the pocket-shaped extension 3 of the coil body 1 and carries a contact piece 9 there, which cooperates with a contact piece 10 of a counter-contact element 11.
  • a connection element for the armature holding or contact spring 8 is guided in a manner not shown from the spring leg 8a to the connection side of the relay.
  • the relay also typically has coil pins 12.
  • the armature retaining spring 8 is welded or riveted to the yoke leg 5a with its first spring leg 8a at the fastening point 13 and welded or riveted to the armature 6 with its second spring leg 8b at the point 14. Between the two armature legs 8a and 8b there is an arcuate central part 8d, which initially runs as a straight extension of the first armature leg parallel to the yoke leg 5a beyond the bearing edge 15 formed on this yoke leg, then is curved in an arc to the anchor surface and there in the second Spring leg 8b passes.
  • the anchor plane intersects the plane of the first spring leg 8a or the central part 8d, a cut-away section of the anchor retaining spring 8 engaging with one or more projections 6a of the anchor. This ensures that the armature cannot lift off from the bearing edge 15 in the event of impacts in the direction parallel to the coil axis.
  • the end edge 16 of the cut-away spring section has a distance a from the armature surface which limits the maximum permissible movement of the armature in the direction mentioned parallel to the coil axis.
  • a nose 17 is stamped on the armature on the side facing the coil, which strikes the yoke leg 5a in the event of corresponding impacts and prevents further movement of the armature.
  • This nose 17 has a distance b from the underside of the yoke leg 5a, which defines the maximum permissible armature movement in the direction perpendicular to the coil axis (upward in the drawing). The distances a and b ensure that the normal switching movement of the armature is not impeded by impermissibly high friction, even taking into account the manufacturing tolerances.
  • FIG. 2 the bearing point of the relay described in Fig. 1 is shown in perspective.
  • the armature 6 mounted on the yoke edge 15 has an extension 6a on both sides of the central section 8d of the armature retaining spring 8, the level of which overlaps with the level of the armature retaining spring in this area.
  • the anchor retaining spring has cut-out sections on both sides in the form of catch lugs 18, the underside of which is formed by the end edge 16 which he already mentioned.
  • This terminating edge 16 runs parallel to the surface of the armature 6 or the armature extensions 6a and has this compared to the distance a described in Fig. 1. In the event of impacts in the direction parallel to the coil axis, the armature strikes the intercepting lugs 18 and cannot be moved out of the bearing beyond the distance a.
  • FIG. 3 An anchor retaining spring 28 is shown in FIG. 3, which in its central region 28d has a cut-out section in the form of a window-shaped recess 29, in which a nose-shaped extension 26a of the anchor 26 engages.
  • the edge 30 has the already mentioned distance a from the surface of the nose 26a in order to limit the freedom of movement of the anchor, as in the previous example.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais mit einer Spule, einem neben der Spule sich parallel zu Spulenachse erstreckenden, flachen Jochschenkel, einem ebenfalls flachen, stimseitig vor der Spule angeordneten und an einer Lagerkante des Jochschenkels gelagerten Anker sowie mit einer als Blattfeder ausgebildeten, zwei im wesentlichen rechtwinkelig zueinander verlaufende Schenkel aufweisenden Ankerhaltefeder, die mit ihrem ersten Schenkel flach auf dem Jochschenkel aufliegt, auf diesem befestigt ist und sich über die Lagerkante hinaus erstreckt, mit einem bogenförmigen Mittelabschnitt um die Lagerstelle herum zur Oberfläche des Ankers verläuft und mit ihrem zweiten Schenkel flach auf dem Anker aufliegend befestigt ist.
  • Ein derartiges Relais ist in dem DE-U 8 235 283 beschrieben. Bei diesem und bei anderen bekannten Relais dieser Art besteht das Problem, daß der Anker lediglich durch die relativ weiche Blattfeder in der Lagerung gehalten ist und daß er bei Erschütterungen und Stößen aus dem Lager heraus geschleudert wird, wobei er sich am Gehäuse verhaken oder auch die Blattfeder deformieren kann. Damit ist die Funktionssicherheit für bestimmte Anwendungsfälle nicht mehr gewährleistet.
  • Es ist zur Lösung dieses Problems bereits vorgeschlagen worden, den Anker und das Joch mit ineinandergreifenden Vorsprüngen und Ausklinkungen zu versehen, um auf diese Weise den Anker gegen ein zu starkes Abheben vom Lager zu sichern. Auch in diesem Fall besteht teilweise noch die Gefahr von Verhakungen des Ankers bei starken Stößen, die man allenfalls durch eine sehr komplizierte Gestaltung der Teile vermeiden kann. Auch das Anbringen zusätzlicher Sicherungselemente würde den Aufwand für die Herstellung des Relais in unerwünschter Weise erhöhen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Relais der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß ohne zusätzliche Teile und mit verhältnismäßig einfacher Formgebung der Lagerelemente der Anker gegen ein unerwünschtes Abheben vom Joch bei Stößen gesichert ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Abschlußkante des Ankers im Bereich der Lagerstelle mindestens einen über die Lagerkante vorspringenden, die Ebene des ersten Federschenkels schneidenden und mit mindestens einem entsprechend freigeschnittenen Abschnitt des ersten Federschenkels ineinandergreifenden Vorsprung aufweist, wobei jeweils die Abschlußkante des freigeschnittenen Federabschnitts parallel zur Ankeroberfläche verläuft und als Abstützung für den Anker bei einer unzulässigen, von der Lagerkante weggerichteten Bewegung dient.
  • Der zum Abfangen des Ankers freigeschnittene Abschnitt des ersten Federschenkels liegt in dem Bereich, der sich parallel zum Joch über die Lagerstelle hinaus erstreckt, wobei bei Stoßbewegungen des Ankers dieser genau in Richtung des ersten Federschenkels auf die Abschlußkanten des freigeschnittenen Federabschnitts auftrifft. In dieser Richtung, also in Längsrichtung des Federmaterials, kann die Feder hohe Zugkräfte ohne Deformati: on aufnehmen. Der Anker wird also bei einer Stoßbewegung in Richtung des Jochschenkels zuverlässig durch die Blattfeder gehalten.
  • Um die unvermeidlichen Toleranzen zu berücksichtigen und die Bewegung des Ankers beim normalen Schalten nicht zu behindern, ist zweckmäßigerweise zwischen der Abschlußkante des freigeschnittenen Federabschnitts und der Ankeroberfläche ein Abstand vorgesehen, der der höchstzulässigen Bewegung des Ankers aus dem Lager heraus entspricht. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der erste Federschenkel an beiden Seitenkanten jeweils einen freigeschnittenen, nasenförmigen Abschnitt auf, der jeweils mit einem seitlichen Vorsprung des Ankers ineinandergreift. Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform ist der freigeschnittene Federabschnitt als fensterförmige Ausnehmung der Blattfeder ausgebildet, in welche ein nasenförmiger Fortsatz des Ankers eingreift. Bei jeder dieser Ausführungsformen kann außerdem die Abschlußkante des freigeschnittenen Federabschnitts an einem beidseitig freigeschnittenen, aus der Ebene des Federschenkels herausbiegbaren Lappen vorgesehen sein. In diesem Fall kann der erwähnte Abstand zwischen der Abschlußkante und der Ankeroberfläche gegebenenfalls durch Biegen des Lappens eingestellt werden.
  • In weiterer Ausgestaltung des Relais kann an der dem Joch zugewandten Ankerseite eine nasenförmige Warze angeprägt sein, welche einen vorgegebenen Abstand gegenüber der Lagerkante des Joches aufweist und sich bei Stößen des Ankers in seiner Längsrichtung am Joch abstützt. Auf diese Weise wird eine Stoßsicherung des Ankers bei Bewegungen senkrecht zur Jochebene erreicht.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1 ein erfindungsgemäß gestaltetes Relais in Seitenansicht, teilweise geschnitten,
    • Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Lagerbereichs des Relais in vergrößerter Darstellung,
    • Fig. 3 und 4 weitere Ausführungsformen des Lagerbereichs des Relais in einer mit Fig. 2 vergleichbaren Darstellung,
    • Fig. 5 eine Schnittansicht V-V aus Fig. 4.
  • Das in Fig. 1 dargestellte Relais besitzt einen Spulenkörper 1 als Grundkörper, der eine Wicklung 2 trägt und an einem Flansch einen taschenförmigen Fortsatz 3 zur Aufnahme des Kontaktsatzes besitzt. Das Magnetsystem wird von einem Kern 4, einem winkelförmigen Joch 5 und einem plattenförmigen Anker 6 gebildet, wobei der letztere mit dem verbreiterten Polende 4a des Kerns 4 einen Arbeitsluftspalt 7 bildet. Der Jochschenkel 5a, der sich oberhalb der Spulenwicklung parallel zur Spulenachse erstreckt, trägt eine Ankerhaltefeder 8 mit einem ersten, auf dem Jochschenkel 5a aufliegenden Federschenkel 8a und einem zweiten, auf dem Anker aufliegenden Federschenkel 8b. Mit ihrer Verlängerung 8c dient diese Ankerhaltefeder 8 gleichzeitig als Kontaktfeder, welche in den taschenförmigen Fortsatz 3 des Spulenkörpers 1 hineinreicht und dort ein Kontaktstück 9 trägt, welches mit einem Kontaktstück 10 eines Gegenkontaktelementes 11 zusammenwirkt. Ein Anschlußelement für die Ankerhalte- bzw. Kontaktfeder 8 ist in nicht dargestellter Weise vom Federschenkel 8a zur Anschlußseite des Relais geführt. In üblicher Weise besitzt das Relais außerdem Spulenanschlußstifte 12.
  • Die Ankerhaltefeder 8 ist mit ihrem ersten Federschenkel 8a an der Befestigungsstelle 13 auf den Jochschenkel 5a aufgeschweißt oder genietet und mit ihrem zweiten Federschenkel 8b an der Stelle 14 mit dem Anker 6 verschweißt oder vernietet. Zwischen den beiden Ankerschenkeln 8a und 8b ist ein bogenförmiger Mittelteil 8d vorgesehen, der zunächst als geradlinige Verlängerung des ersten Ankerschenkels parallel zum Jochschenkel 5a über die an diesem Jochschenkel ausgebildete Lagerkante 15 hinaus verläuft, dann in einem Bogen zur Ankeroberfläche gekrümmt ist und dort in den zweiten Federschenkel 8b übergeht. Im Bereich der Lagerung schneidet die Ankerebene die Ebene des ersten Federschenkels 8a bzw. des Mittelteils 8d, wobei ein freigeschnittener Abschnitt der Ankerhaltefeder 8 mit einem oder mehreren Vorsprüngen 6a des Ankers ineinandergreift. Dadurch wird gewährleistet, daß der Anker bei Stößen nicht in Richtung parallel zur Spulenachse von der Lagerkante 15 abheben kann. Die Abschlußkante 16 des freigeschnittenen Federabschnitts besitzt gegenüber der Ankeroberfläche einen Abstand a, der die höchstzulässige Bewegungsmöglichkeit des Ankers in der erwähnten Richtung parallel zur Spulenachse begrenzt. Die genaue Ausgestaltung der Ankerhaltefeder 8 und des Ankers im Lagerbereich wird unten anhand der weiteren Figuren noch näher erläutert.
  • Um eine Bewegung bei Stößen senkrecht zur Spulenachse ebenfalls zu verhindern, ist am Anker an der zur Spule hin gewandten Seite eine Nase 17 angeprägt, welche bei entsprechenden Stößen am Jochschenkel 5a anschlägt und eine weitere Bewegung des Ankers verhindert. Diese Nase 17 besitzt gegenüber der Unterseite des Jochschenkels 5a einen Abstand b, welcher die höchstzulässige Ankerbewegung in Richtung senkrecht zur Spulenachse (in der Zeichnung nach oben) festlegt. Durch die Abstände a und b wird sichergestellt, daß auch unter Berücksichtigung der Fertigungstoleranzen die normale Schaltbewegung des Ankers nicht durch unzulässig hohe Reibung behindert wird.
  • In Fig. 2 ist die Lagerstelle des in Fig. 1 beschriebenen Relais perspektivisch dargestellt. Der auf der Jochkante 15 gelagerte Anker 6 besitzt beiderseits des Mittelabschnitts 8d der Ankerhaltefeder 8 einen Fortsatz 6a, deren Ebene sich mit der Ebene der Ankerhaltefeder in diesem Bereich überschneidet. Die Ankerhaltefeder besitzt beiderseits freigeschnittene Abschnitte in Form von Abfangnasen 18, deren Unterseite jeweils die bereits er wähnte Abschlußkante 16 ausgebildet ist. Diese Abschlußkante 16 verläuft jeweils parallel zur Oberfläche des Ankers 6 bzw. der Ankerfortsätze 6a und besitzt diesen gegenüber den in Fig. 1 beschriebenen Abstand a. Bei Stößen in Richtung parallel zur Spulenachse schlägt der Anker also gegen die Abfangnasen 18 und kann dadurch über den Abstand a hinaus nicht aus der Lagerung herausbewegt werden.
  • Der Gestaltung der ineinandergreifenden Teile von Ankerhaltefeder und Anker kann natürlich in verschiedener Weise abgewandelt werden. So ist in Fig. 3 eine Ankerhaltefeder 28 dargestellt, die in ihrem Mittelbereich 28d einen freigeschnittenen Abschnitt in Form einer fensterförmigen Ausnehmung 29 besitzt, in welchen ein nasenförmiger Fortsatz 26a des Ankers 26 eingreift. Die Kante 30 besitzt in diesem Fall den bereits erwähnten Abstand a gegenüber der Oberfläche der Nase 26a, um den Bewegungsspielraum des Ankers wie in dem vorhergehenden Beispiel zu begrenzen.
  • Fig. 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Ausführungsform von Fig. 3, wobei in der fensterförmigen Ausnehmung 29 der Ankerhaltefeder 28 ein freigeschnittener Lappen 31 vorgesehen ist, der an seiner Unterseite eine Abschlußkante 32 als Anschlag für die Ankemase 26a bildet. Der Lappen 31 kann nach außen gebogen werden, um den Abstand a auf ein gewünschtes Maß einzustellen. In der Schnittfigur von Fig. 5 ist dies nochmals gezeigt.
    • 1 Spulenkörper
    • 2 Wicklung
    • 3 Fortsatz
    • 4 Kern
      • 4a Polende
    • 5 Joch
      • 5a Jochschenkel
    • 6 Anker
      • 6a Vorsprung
    • 7 Arbeitsluftspalt
    • 8 Ankerhaltefeder
      • 8a, 8b Federschenkel
      • 8c Verlängerung
      • 8d Mittelteil
    • 9, 10 Kontaktstücke
    • 11 Gegenkontaktelement
    • 12 Spulenanschlußstift
    • 13 Befestigungsstelle
    • 14 Schweißstelle
    • 15 Lagerkante
    • 16 Abschlußkante
    • 17 Nase
    • 18 Abfangnase
    • 26 Anker
      • 26a Fortsatz
    • 28 Ankerhaltefeder
      • 28d Mittelbereich
    • 29 Ausnehmung
    • 30 Kante
    • 31 Lappen
    • 32 Abschlußkante
    • a, b Abstände

Claims (6)

1. Elektromagnetisches Relais mit einer Spule (1, 2), einem neben der Spule sich parallel zur Spulenachse erstreckenden, flachen Jochschenkel (5a), einem ebenfalls flachen, stirnseitig vor der Spule angeordneten und an einer Lagerkante (15) des Jochschenkels (5a) gelagerten Anker (6) sowie mit einer als Blattfeder ausgebildeten, zwei im wesentlichen rechtwinkelig zueinander verlaufende Schenkel aufweisenden Ankerhaltefeder (8), die mit ihrem ersten Schenkel (8a) flach auf dem Jochschenkel (5a) aufliegt, auf diesem befestigt ist und sich über die Lagerkante (15) hinaus erstreckt, mit einem bogenförmigen Mittelabschnitt um die Lagerstelle herum zur Oberfläche des Ankers (6) verläuft und mit ihrem zweiten Schenkel (8b) flach auf dem Anker aufliegend befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (6; 26) im Bereich der Lagerstelle mindestens einen über die Lagerkante (15) vorspringenden, die Ebene des ersten Federschenkels (8a; 28a) schneidenden und mit mindestens einem entsprechend freigeschnittenen Abschnitt (18; 29) des ersten Federschenkels ineinandergreifenden Vorsprung (6a; 26a) aufweist, wobei jeweils die Abschlußkante (16; 30; 32) des freigeschnittenen Federabschnitts parallel zur Ankeroberfläche verläuft und als Abstützung für den Anker (6; 26) bei einer von der Lagerkante (15) weggerichteten Bewegung dient.
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußkante (16; 30; 32) des freigeschnittenen Federabschnitts jeweils einen vorgegebenen Abstand (a) gegenüber der Oberfläche des Ankervorsprungs (6a; 26a) aufweist.
3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Federschenkel (8a; 28a) an beiden Seitenkanten jeweils einen nasenförmigen Abfangabschnitt (18) aufweist, der jeweils mit ei nem seitlichen Vorsprung (6a) des Ankers ineinandergreift.
4. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der freigeschnittene Federabschnitt als fensterförmige Ausnehmung (29) der Blattfeder (28) ausgebildet ist, in welche ein nasenförmiger Fortsatz (26a) des Ankers eingreift.
5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußkante (32) des freigeschnittenen Federabschnitts (29) an einem beidseitig freigeschnittenen, aus der Ebene des Federschenkels (28a) herausbiegbaren Lappen (31) vorgesehen ist.
6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Joch zugewandten Seite des Ankers (6) eine Nase (17) angeprägt ist, welche bei Bewegung des Ankers in einer zur Spulenachse senkrechten Richtung am Joch (5) anstößt.
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DE3525716 1985-07-18
DE3525716 1985-07-18

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EP0209837A1 EP0209837A1 (de) 1987-01-28
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