EP0795186B1 - Elektromagnetisches schaltgerät - Google Patents

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EP0795186B1
EP0795186B1 EP95936948A EP95936948A EP0795186B1 EP 0795186 B1 EP0795186 B1 EP 0795186B1 EP 95936948 A EP95936948 A EP 95936948A EP 95936948 A EP95936948 A EP 95936948A EP 0795186 B1 EP0795186 B1 EP 0795186B1
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EP
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contact
switching device
electromagnetic switching
armature
coil
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EP95936948A
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Peter Donhauser
Ralph-Ronald GÖBEL
Gerhard SCHRÖTHER
Norbert SÖRGEL
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00Details of electromagnetic relays
    • H01H50/64Driving arrangements between movable part of magnetic circuit and contact
    • H01H50/648Driving arrangements between movable part of magnetic circuit and contact intermediate part being rigidly combined with armature

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic Switching device that has a contact arrangement with a contact slide, a magnetic drive that has a bobbin, at least one coil and one with the contact slide in operative connection has standing anchor, and one for displacement of the contact slide pivotable about a bearing point Includes lever.
  • Such an electromagnetic switching device is from the DE-PS 37 43 122 known. It has a magnetic drive two coils each wound on a bobbin, one permanent magnets arranged between them, one a central one Drill hole in the coil body and in the permanent magnet and reciprocable in the axial direction of the coils Lifting anchors and two over the outside of the coil formers running yoke plates.
  • the lifting anchor is on a coaxial attached to the spool guide rod, the ends of which are released from the two yoke surfaces Openings runs.
  • the reciprocating movement of the lifting anchor is controlled by two bellcranks transferred to the contact slide.
  • For swiveling Storage of the bellcranks around swivel axes serve on the spool projected guide parts between which the lower yoke plate is inserted and the recesses in push through the bellcranks.
  • Each bellcrank is in both Directions along the swivel axis.
  • a leaf spring works with its free end on the through the recess in the bell crank protruding end portion of the contact slide and clamps it in its end position in the de-energized state the coil.
  • the invention has for its object an electromagnetic Switchgear of the type mentioned above with one for the Assembly simple structure, in particular of the magnetic drive and the actuation of the contact slide. Another one The goal is to improve the magnetic drive. This The object is achieved by the switching device with the Features solved according to claim 1.
  • the electromagnetic switching device shown in the drawing is housed in a housing 10.
  • a housing 10 In the in FIG 1,2 area of the housing 10 shown below are several Switching chambers formed, each of which are aligned with each other arranged fixed contacts 11 contains.
  • 3 shows that the fixed contacts 11 to one side solder pins 12 and on the other side have plug connections 13, which are assembled together by the wall of the housing 10 Protrude condition.
  • the solder pins 12 are used for insertion into a circuit board, not shown, while the Plug connections 13 are provided for further connections.
  • a contact slide 14 is with several via contact pressure springs 15 supported bridge contacts 16, each with work together a pair of aligned fixed contacts 11.
  • the electromagnetic Switching device shows in the ON position, are the fixed contacts 11 so arranged and the movable bridge contacts 16 biased so that they have a total of two normally closed contacts with double break and three make contacts with double break form.
  • a magnetic drive housed It includes a coil 18 a coil former 17, a core 19 and a yoke 20 Soft iron, a permanent magnet 21 and a flux plate 22.
  • the Core 19 is rod-shaped with a round or angular cross section formed and connected to the coil 17,18.
  • the exemplary embodiment is the core 19 in the coil former 17 stored centrally.
  • the core 19 is on both sides of the Coil body 17 on the flanges 23,24. With the on The yoke 20 is connected to the flange 23 projecting end of the core 19.
  • the yoke 20 is shaped to form a space parallel to the longitudinal extension of the coil 17.18 runs.
  • the yoke 20 is designed as a bent sheet metal, that on the facing away from the connection to the core 1 End has an end face 25 which with the flange 24 of the Coil body 17 is approximately aligned.
  • the gap is the disc-shaped permanent magnet 21 with a first 27 and a second pole face 28 and the flux plate 22 housed, the yoke on the first pole face 27 20 with its surface facing the coil 17, 18 and on the the second pole face 28 the flux plate 22 abuts.
  • the permanent magnet 21 forms with the yoke 20 and the flux plate 22 as Pole shoes a horseshoe-shaped magnet system, which by the Flußblech 22 formed leg at its end an edge surface 29 has.
  • the holder of the yoke 20, the permanent magnet 21 and the flow plate 22 takes place in a plastic carrier 39.
  • the end of the protruding from the flange 24 of the bobbin 17 Kerns 19 is widened in a cone shape, thereby increasing the size Contact surface 30 for creating a hinged anchor 31 (FIG 4) created is.
  • can also be used as core 19 Use a rivet at one end of enlarged contact surface 30.
  • the hinged anchor 31 has a plate-shaped area 32 a contact surface 33 on which one with the contact slide 14 engaging web 34 connects (see FIG 4).
  • the hinged anchor 31 has a first stamp 35 (see FIG. 5) for contact with the edge surface 29 of the flow plate 22 and with a second embossing 36 for abutment on the end face 25 of the yoke 20 provided with the currentless coil 18, i.e.
  • the hinged anchor 31 is on the narrow sides in the area the first embossing 35 with recesses 37 (see FIG 4).
  • the contact surface 30 on the core 19 and the edge surface 29 on the flow plate 22 are preferably aligned with one another (see FIG. 1).
  • the End face 25 on the yoke 20 for the installation of the hinged anchor 31 coil 18 through which no current flows is opposite the imaginary one Connection line between the contact surface 30 and the Edge surface 29 of the flux plate 22 is set back in the direction of the coil 18.
  • the hinged armature 31 With coil 18 carrying current, i.e. in the ON position of the Switching device according to FIG 1, the hinged armature 31 is in a row the magnetic force of the coil 18 with its contact surface 33 the contact surface 30 of the core 19 and is still above its embossing 35 through the edge surface 29 of the flow plate 22 held. In this position there is between the others Embossing 36 of the hinged anchor 31 and the end face 25 of the Yokes 20 a space.
  • the hinged anchor 31 In the OFF position of the switching device 2, in which the hinged anchor 31 exclusively held by the magnetic force of the permanent magnet 20,21,22 is, the hinged anchor 31 tilts through the embossing 35 formed edge, the contact surfaces 30,33 from each other be separated and the hinged anchor 31 with its through the further embossing 36 formed oblique surface to the End face 25 of the yoke 20 creates.
  • the hinged anchor 31 works here as a lever that moves the contact slide 14.
  • the electromagnetic switching device described is a for the PCB mounting suitable mini contactor, its drive is supported by a permanent magnet.
  • a permanent magnet In addition to the in 1,2 shown monostable version is also a bistable Execution possible in which the two stable Switch positions can be achieved by reversing the coil current are.
  • the structure is particularly cheap Position of the permanent magnet marked in the iron circle, which at the same time also allows a compact design.
  • the difference to other known magnet systems can in the present Bracket of the hinged anchor dispensed with an anchor pressure spring will.

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Schaltgerät, das eine Kontaktanordnung mit einem Kontaktschieber, einen Magnetantrieb, der einen Spulenkörper, wenigstens eine Spule und einen mit dem Kontaktschieber in Wirkverbindung stehenden Anker aufweist, und einen zur Verschiebung des Kontaktschiebers um eine Lagerstelle schwenkbaren Umlenkhebel umfaßt.
Ein derartiges elektromagnetisches Schaltgerät ist aus der DE-PS 37 43 122 bekannt. Es weist einen Magnetantrieb mit zwei jeweils auf einem Spulenkörper gewickelten Spulen, einen dazwischen angeordneten Dauermagneten, einen eine zentrische Bohrung in dem Spulenkörper und im Dauermagnet durchsetzenden und in axialer Richtung der Spulen hin- und herbewegbaren Hubanker sowie zwei über die Außenseiten der Spulenkörper verlaufende Jochbleche auf. Der Hubanker ist auf einer koaxial zu den Spulen verlaufenden Führungsstange befestigt, die mit ihren Enden durch von den beiden Jochflächen freigelassene Öffnungen verläuft.
Die Hin- und Herbewegung des Hubankers wird über zwei Umlenkhebel auf den Kontaktschieber übertragen. Zur schwenkbaren Lagerung der Umlenkhebel um Schwenkachsen dienen am Spulenkörper angesetzte vorspringende Führungsteile, zwischen denen das untere Jochblech eingeschoben ist und die Aussparungen in den Umlenkhebeln durchsetzen. Jeder Umlenkhebel ist in beiden Richtungen längs der Schwenkachse geführt.
An einem Gehäusesockel angeformte Lagerflächen verhindern ein Ausweichen der Umlenkhebel nach außen. Eine Blattfeder wirkt mit ihrem freien Ende auf den durch die Aussparung im Umlenkhebel hindurchragenden Endabschnitt des Kontaktschiebers ein und spannt diesen in seine Endstellung im stromlosen Zustand der Spule vor.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektromagnetisches Schaltgerät der oben genannten Art mit einem für die Montage einfachen Aufbau, insbesondere des Magnetantriebs und der Betätigung des Kontaktschiebers zu schaffen. Ein weiteres Ziel besteht darin, den Magnetantrieb zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Schaltgerät mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Eine vorteilhafte Ausführungsform des mit dem Dauermagneten ausgestatteten Magnetsystems besteht, wenn dieses hufeisenförmig ausgeführt ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn dieses aus einem ersten Schenkel als Teil eines Jochs und einem Flußblech als zweiten Schenkel gebildet ist und der scheibenförmig ausgeführte Dauermagnet mit seiner ersten Polfäche an dem ersten Schenkel und mit seiner zweiten Polfläche an dem Flußblech anliegt.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Wippe plan ausgebildet ist.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen 5 bis 10 zu entnehmen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
FIG 1
einen Längsschnitt durch ein elektromagnetisches Schaltgerät in der EIN-Stellung,
FIG 2
einen Längsschnitt durch das Schaltgerät gemäß FIG 1 in der AUS-Stellung,
FIG 3
einen Querschnitt längs der Linie I-I der FIG 1,
FIG 4
die Draufsicht auf einen Klappanker des elektromagnetischen Schaltgeräts nach FIG 1,
FIG 5
eine Seitenansicht des Klappankers gemäß FIG 4,
FIG 6
ein Flußblech.
Das in der Zeichnung dargestellte elektromagnetische Schaltgerät ist in einem Gehäuse 10 untergebracht. In dem in FIG 1,2 unten gezeigten Bereich des Gehäuses 10 sind mehrere Schaltkammern ausgebildet, deren jede zwei miteinander fluchtend angeordnete Festkontakte 11 enthält. Aus FIG 3 ist ersichtlich, daß die Festkontakte 11 zur einen Seite hin Lötstifte 12 und zur anderen Seite Steckanschlüsse 13 aufweisen, die durch die Wandung des Gehäuses 10 im zusammen montierten Zustand hindurchragen. Die Lötstifte 12 dienen zum Einstecken in eine nicht dargestellte Schaltungsplatte, während die Steckanschlüsse 13 für weitere Verbindungen vorgesehen sind. Ein Kontaktschieber 14 ist mit mehreren über Kontaktdruckfedern 15 abgestützten Brückenkontakten 16 versehen, die mit je einem Paar von miteinander fluchtenden Festkontakten 11 zusammenarbeiten.
Im Ausführungsbeispiel gemäß FIG 1, das das elektromagnetische Schaltgerät in der EIN-Stellung zeigt, sind die Festkontakte 11 derart angeordnet und die bewegbaren Brückenkontakte 16 derart vorgespannt, daß sie insgesamt zwei Ruhekontakte mit Doppelunterbrechung und drei Arbeitskontakte mit Doppelunterbrechung bilden.
In dem in FIG 1 oben gezeigten Bereich des Gehäuses 10 ist ein Magnetantrieb untergebracht. Er umfaßt eine Spule 18 mit einem Spulenkörper 17, einen Kern 19 sowie ein Joch 20 aus Weicheisen, einen Dauermagneten 21 und ein Flußblech 22. Der Kern 19 ist stangenförmig mit rundem oder eckigem Querschnitt ausgebildet und mit der Spule 17,18 verbunden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Kern 19 im Spulenkörper 17 zentrisch gelagert. Der Kern 19 steht zu beiden Seiten des Spulenkörpers 17 an den Flanschen 23,24 über. Mit dem am Flansch 23 vorragenden Ende des Kerns 19 ist das Joch 20 verbunden. Das Joch 20 ist derart geformt, daß es unter Bildung eines Zwischenraums parallel zur Längsausdehnung der Spule 17,18 verläuft. Das Joch 20 ist als gebogenes Blech ausgeführt, das an dem von der Verbindung zum Kern 1 abgewandten Ende eine Stirnfläche 25 aufweist, die mit dem Flansch 24 des Spulenkörpers 17 angenähert fluchtet. In dem vorbezeichneten Zwischenraum ist der scheibenförmige Dauermagnet 21 mit einer ersten 27 und einer zweiten Polfläche 28 sowie das Flußblech 22 untergebracht, wobei an der ersten Polfläche 27 das Joch 20 mit seiner der Spule 17,18 zugewandten Fläche und an der zweiten Polfläche 28 das Flußblech 22 anliegt. Der Dauermagnet 21 bildet mit dem Joch 20 und dem Flußblech 22 als Polschuhe ein hufeisenförmiges Magnetsystem, dessen durch das Flußblech 22 gebildeter Schenkel an seinem Ende eine Randfläche 29 aufweist. Die Halterung des Jochs 20, des Dauermagneten 21 und des Flußblechs 22 erfolgt in einem Kunststoffträger 39.
Das am Flansch 24 des Spulenkörpers 17 vorstehende Ende des Kerns 19 ist kegelförmig erweitert, wodurch eine vergrößerte Anlagefläche 30 zur Anlage eines Klappankers 31 (FIG 4) geschaffen ist. Vorteilhafterweise läßt sich als Kern 19 mit an einem Ende vergrößerter Anlagefläche 30 ein Niet verwenden. Der Klappanker 31 weist einen plattenförmigen Bereich 32 mit einer Anlagefläche 33 auf, an den sich ein mit dem Kontaktschieber 14 in Eingriff stehender Steg 34 anschließt (siehe FIG 4). Der Klappanker 31 ist mit einer ersten Prägung 35 (siehe FIG 5) zur Anlage an der Randfläche 29 des Flußblechs 22 und mit einer zweiten Prägung 36 zur Anlage an der Stirnfläche 25 des Jochs 20 bei stromloser Spule 18 versehen, d.h. in der gemäß FIG 2 dargestellten AUS-Stellung des Schaltgeräts, in der der Klappanker 31 im wesentlichen durch die Magnetkraft des hufeisenförmigen Dauermagneten 20,21,22 gehalten ist. Der Klappanker 31 ist an den Schmalseiten im Bereich der ersten Prägung 35 mit Ausnehmungen 37 (siehe FIG 4) versehen.
An beiden Seiten der Randfläche 29 des Flußblechs 22 stehen Arme 38 (siehe FIG 6) vor, die in die Ausnehmungen 37 eingreifen und den Klappanker 31 seitlich abstützen.
Die Anlagefläche 30 am Kern 19 und die Randfläche 29 am Flußblech 22 fluchten vorzugsweise miteinander (siehe FIG 1). Die Stirnfläche 25 am Joch 20 zur Anlage des Klappanker 31 bei nicht stromdurchflossener Spule 18 ist gegenüber der gedachten Verbindungslinie zwischen der Anlagefläche 30 und der Randfläche 29 des Flußblechs 22 in Richtung der Spule 18 zurückversetzt.
Bei stromdurchflossener Spule 18, d.h. in EIN-Stellung des Schaltgeräts gemäß FIG 1, liegt der Klappanker 31 in Folge der Magnetkraft der Spule 18 mit seiner Anlagefläche 33 an der Anlagefläche 30 des Kerns 19 an und ist weiterhin oberhalb seiner Prägung 35 durch die Randfläche 29 des Flußblechs 22 gehalten. In dieser Stellung besteht zwischen der weiteren Prägung 36 des Klappankers 31 und der Stirnfläche 25 des Jochs 20 ein Zwischenraum. In die AUS-Stellung des Schaltgeräts gemäß FIG 2, in der der Klappanker 31 ausschließlich durch die Magnetkraft des Dauermagneten 20,21,22 gehalten wird, kippt der Klappanker 31 über die durch die Prägung 35 gebildete Kante, wobei die Anlageflächen 30,33 voneinander getrennt werden und sich der Klappanker 31 mit seiner durch die weitere Prägung 36 gebildeten schrägen Fläche an die Stirnfläche 25 des Jochs 20 anlegt. Der Klappanker 31 arbeitet hierbei als Umlenkhebel, der den Kontaktschieber 14 verschiebt.
Das beschriebene elektromagnetische Schaltgerät ist ein für die Leiterplattenmontage geeignetes Minischütz, dessen Antrieb durch einen Dauermagneten unterstützt ist. Neben der in FIG 1,2 gezeigten monostabilen Ausführung ist auch eine bistabile Ausführung möglich, bei der die beiden stabilen Schaltstellungen jeweils durch Umkehr des Spulenstromes realisierbar sind. Der Aufbau ist durch eine besonders günstige Lage des Dauermagneten im Eisenkreis gekennzeichnet, der zugleich auch eine kompakte Bauweise ermöglicht. Im Unterschied zu anderen bekannten Magnetsystemen kann bei der vorliegenden Halterung des Klappankers auf eine Ankerandruckfeder verzichtet werden.

Claims (10)

  1. Elektromagnetisches Schaltgerät, umfassend eine Kontaktanordnung mit einem Kontaktschieber (14), einen Magnetantrieb (17,18,19,20,21,22,31), der einen Spulenkörper (17), wenigsten eine Spule (18) und einen mit dem Kontaktschieber (14) in Wirkverbindung stehenden Anker aufweist, und einen zur Verschiebung des Kontaktschiebers (14) um eine Lagerstelle schwenkbaren Umlenkhebel, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker als Wippe (31) ausgeführt ist, die zur Verschiebung des Kontaktschiebers (14) dient und die den Kontaktschieber (14) im stromlosen Zustand mit Hilfe eines mit einem Dauermagneten (21) ausgestatteten Magnetsystems in der AUS-Stellung der Kontaktanordnung hält, und daß der Dauermagnet (21) derart im Kreis des magnetischen Hauptflusses des Magnetantriebs (17,18,19,20,21,22,31) angeordnet ist, daß er die Kraftwirkung des Magnetantriebs zum Lagewechsel des Ankers (31) in den EIN-Zustand des Schaltgeräts unterstützt.
  2. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Dauermagneten (21) ausgestattete Magnetsystem hufeisenförmig ausgeführt ist.
  3. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das hufeisenförmige Magnetsystem aus einem ersten Schenkel als Teil eines Jochs (20) und einem Flußblech (22) als zweitem Schenkel gebildet ist und der scheibenförmig ausgeführte Dauermagnet (21) mit seiner ersten Polfläche (27) an dem ersten Schenkel und mit seiner zweiten Polfläche (28) an dem Flußblech (22) anliegt.
  4. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wippe (31) plan ausgebildet ist.
  5. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstelle zwei eine Wippkante bildende Anlageflächen (33,35) aufweist.
  6. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (31) im stromlosen Zustand mit seiner Anlagefläche (35) an einer Stirnfläche (29) des Flußblechs (22) anliegt.
  7. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (31) ein Plattenteil (32) mit der Anlagefläche (33) aufweist, an das sich ein mit dem Kontaktschieber (14) in Eingriff stehender Steg (34) anschließt, wobei das Plattenteil (31) mit einer die zweite Anlagefläche (35) bildenden Prägung versehen ist.
  8. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Plattenteil (31) im Bereich der Anlagefläche (35) mit seitlichen Ausnehmungen (37) versehen ist, in die an beiden Seiten der Stirnfläche (29) vorstehende Arme (38) eingreifen.
  9. Elektromagnetisches Schaltgerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Spulenkörper (17) ein Kern (19) mit einer ersten Anlagefläche (30) zur Anlage des Ankers (31) zentrisch fest gelagert ist, und daß die erste Anlagefläche (30) und die Stirnfläche (29) gegenüber der dem Anker (31) zugewandten Stirnseite des Spulenkörpers (17) vorstehen und miteinander fluchten und daß eine Stirnfläche (25) am Joch (20) zur Anlage des Ankers (31) bei nicht stromdurchflossener Spule (18) gegenüber der gedachten Verbindungslinie zwischen der ersten Anlagefläche (30) und der Stirnfläche (29) des Flußblechs (22) in Richtung der Spule (18) zurückversetzt ist.
  10. Elektromagnetisches Schaltgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Kern ein Niet (19) vorgesehen ist.
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