EP1418606A1 - Elektromagnetisches Relais - Google Patents

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EP1418606A1
EP1418606A1 EP03024872A EP03024872A EP1418606A1 EP 1418606 A1 EP1418606 A1 EP 1418606A1 EP 03024872 A EP03024872 A EP 03024872A EP 03024872 A EP03024872 A EP 03024872A EP 1418606 A1 EP1418606 A1 EP 1418606A1
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EP
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armature
bearing
yoke
relay
spring element
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EP03024872A
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Friedrich Plappert
Herbert Elsinger
Johannes Oberndorfer
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Panasonic Electric Works Europe AG
Original Assignee
Matsushita Electric Works Europe AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00—Electromagnetic relays
    • H01H51/22—Polarised relays
    • H01H51/2227—Polarised relays in which the movable part comprises at least one permanent magnet, sandwiched between pole-plates, each forming an active air-gap with parts of the stationary magnetic circuit

Definitions

  • An electromagnetic relay having the preamble of claim 1 features is known from EP-A-0 487 947.
  • the essential H-shaped anchor which is located above the relay coil and one Central bearing pin is pivotally mounted.
  • the two at each anchor end provided, mutually facing pole faces of the armature work with two mutually facing pole faces together, to the between the anchor ends projecting legs of a coil passing through Yoke are trained.
  • the anchor is provided with permanent magnets and lies with its diametrically opposite ends on the yoke legs on.
  • From DE-A-34 10 424 is an electromagnetic relay with a a journal pivoting H-anchor known.
  • the journal is via an eccentric with a patch on the bobbin Bearing plate connected. This arrangement allows the axis of rotation of the Anchor before final fixation to adjust and thereby mounting tolerances to compensate.
  • the invention is based on the object, disadvantages, as in comparable Relays of the prior art occur, at least in part to eliminate.
  • a more specific object of the invention is therein be seen to provide an electromagnetic relay that deals with less effort can be produced more precisely.
  • the bearing element is opposite the yoke biased by a spring element in a transverse direction, that it bears against a defined point of the armature bearing bore.
  • the spring element ensures that the finished relay defined the desired Has bearing clearance, and eliminates the need for the assembly of the known Relay required parenthesis.
  • the embodiment according to claim 6 relates to an electromagnetic Relay, in which the invention is preferably applicable.
  • FIG. 1 shows the main body 10 of the relay with different openings 11 and 12 for receiving the connecting parts 32 , 33 of fixed contacts 30 and contact springs 31 .
  • the contact springs 31 cooperate with the fixed contacts 30 in each case in mutually separate chambers, which are formed by on the main body 10 upwardly projecting wall elements 13 .
  • the base body 10 is shown with the already mounted fixed contacts 30 and contact springs 31 rotated by about 90 °.
  • the space occupied by the contact arrangement 30 , 31 is separated from the remaining area of the base body 10 by a wall 14 protruding upward from the base body 10 . This area serves to receive coil arrangement 40 and armature 50 .
  • the coil assembly 40 consists of a base 41 , an associated bobbin 42 with coil 43 and a total of U-shaped yoke 44, the central part 45 passes through the coil and the side legs 46 in Figure 2 protrude upwards.
  • armature 50 For storage of the armature 50 serves a total bridge-like shaped bearing support 60 whose parallel to the main body 10 extending middle portion 61 carries an upwardly projecting bearing pin 62 and the downwardly projecting side legs are divided by slots 63 in three webs 64 . At the leg of the bearing support 60 facing the viewer in FIG. 2, a spring element 65 is cut free from the material of the middle web 64 .
  • the armature 50 is a total of approximately H-shaped and comprises two of a common plastic part 51 sheathed anchor rods 52 , which are seen in Figure 2 through the window of the plastic part or at the anchor end. Between the anchor rods 52 is a visible only through a window in the plastic part 51 permanent magnet 53rd Centrally in the plastic part 51 , a bearing bore 54 is provided.
  • the coil arrangement 40 is inserted into a depression 15 of the main body 10 shown in FIG. 2, the coil connections 47 , of which only one can be seen in FIGS. 2 and 3, being led through openings 16 provided in the base body 10 ,
  • the bearing support 60 is installed so that it engages over the coil assembly 40 and with its webs 64, shown in Figure 2, formed in the base 10 openings 17 , 18 passes.
  • the spring member 65 unlatched from the central web 64 comes into abutment with an upwardly projecting wall part 19 of the main body 10, so that the bearing support 60 seeks to dodge in the direction of the wall 14 delimiting the contact chamber.
  • the armature 50 is further attached with its bearing bore 54 on the bearing pin 62 of the bearing support 60 such that the upwardly projecting legs 46 of the yoke 44 are each between the pole faces formed by the ends of the two anchor rods 52 . Due to the magnetic forces generated by the permanent magnet 53 and the designated pole faces of the anchor rods 52 , the armature 50 assumes the position shown in Figure 5, relative to the axis of the coil 43 defined position.
  • the force of the spring element 65 is such that it separates the armature 50 at no end from the yoke 44 .
  • the armature 50 and the bearing pin 62 take the position shown in Figure 6, for the function of the relay best possible position. This is determined by the fact that on the one hand bear the pole faces of the anchor rods 52 on both sides of the pole faces of the yoke legs 46 and on the other hand, the bearing pin 62 within the existing game in the bearing bore 54 of the armature 50 assumes the optimum position.
  • the play is provided opposite the bearing bore 54 for reasons of a low-friction bearing of the armature 50 .
  • a cylindrical bearing journal 62 it is also possible for another bearing, for example a blade bearing, to be provided.
  • the assembly thus mounted is rotated in the position shown in Figure 7 on the head, and all assembled items are glued, with the protruding through the body 10 contact terminals 32 , 33 and coil terminals 47 are fixed in the base body 10 . Thereafter, the assembly is placed in a housing cap 20 shown in Figure 8, which is glued to the base body 10 on the entire circumference.
  • the two rows of three openings 17, 18 are combined to form a continuous outwardly widening slot 21 and 22 , respectively. Also in these slots 21, 22, adhesive is filled to fix the webs 64 of the armature bearing support 60 in the base body 10 . The webs 64 do not penetrate the main body completely and are therefore not visible in FIGS. 7 and 8.
  • the adhesive is finally filled in two further provided in the base body 10 openings 23 and serves to permanently bond the base 41 of the coil assembly 40 with the base body 10 . Again, this is important for the mutual fixation of the functional parts of the relay, including the yoke 44 . By thus achieved final fixation of both the part of the coil assembly 40 forming the yoke 44 and the armature bearing support 60 relative to the base body 10 , the spring element 65 in the finished relay ineffective.

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Abstract

Ein elektromagnetisches Relais weist einen Grundkörper 10, eine in diesen eingesetzte, von einem Joch 44 durchdrungene Spule 43, einen Anker 50 und eine von diesem betätigte Kontaktanordnung 30, 31 auf. Der Anker 50 ist um einen Lagerzapfen 62 schwenkbar gelagert, der an einem separat gefertigten Lagerträger 60 angeformt ist, der die Spule 43 brückenartig übergreift und mit seitlichen Stegen 64 in den Grundkörper 10 eingreift. Bei der Montage spannt ein zwischen dem Lagerträger 60 und dem Grundkörper 10 angeordnetes Federelement 65 den Lagerträger 60 seitlich derart vor, daß der Lagerzapfen 62 den Anker 50 in seiner Bohrung 54 an einer bestimmten Stelle berührt und somit beim fertigen Relais ein definiertes Lagerspiel erreicht wird. <IMAGE>

Description

Ein elektromagnetisches Relais mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen ist aus EP-A-0 487 947 bekannt.
Zur Betätigung der Kontakte dient bei dem bekannten Relais ein im wesentlichen H-förmiger Anker, der über der Relaisspule liegt und um einen mittigen Lagerzapfen schwenkbar gelagert ist. Die beiden an jedem Ankerende vorgesehenen, einander zugewandten Polflächen des Ankers arbeiten mit zwei voneinander abgewandten Polflächen zusammen, die an den zwischen die Ankerenden hineinragenden Schenkeln eines die Spule durchsetzenden Jochs ausgebildet sind. Der Anker ist mit Dauermagneten versehen und liegt mit seinen diametral gegenüberliegenden Enden an den Jochschenkeln an.
Um den Anker trotz des unvermeidbaren Lagerspiels in einer definierten Stellung zu positionieren, wird er während der Montage an seinen Enden gegenüber den Jochschenkeln in einer Stellung geklammert, in der der Lagerzapfen an einer definierten Stelle der Ankerbohrung anliegt. Nach der Montage wird zur Fixierung der Funktionsteile, die auch den Lagerzapfen tragen, Klebstoff aufgebracht. Durch die Klammerung werden diese Teile in der definierten Position gehalten, bis der Klebstoff ausgehärtet ist. Die Klammern können dann entfernt werden.
Das Ansetzen und Entfernen der beschriebenen Klammern stellt nicht nur zusätzliche Montageschritte dar; es erfordert auch eine sorgfältige Handhabung, um das gewünschte definierte Lagerspiel zu erreichen.
Aus DE-A-34 10 424 ist ein elektromagnetisches Relais mit einem einen Lagerzapfen schwenkbaren H-Anker bekannt. Der Lagerzapfen ist über eine Exzentereinrichtung mit einer auf den Spulenkörper aufgesetzten Lagerplatte verbunden. Diese Anordnung gestattet es, die Drehachse des Ankers vor der endgültigen Fixierung zu justieren und dadurch Montagetoleranzen zu kompensieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile, wie sie bei vergleichbaren Relais nach dem Stand der Technik auftreten, mindestens teilweise zu beseitigen. Eine speziellere Aufgabe der Erfindung kann darin gesehen werden, ein elektromagnetisches Relais anzugeben, das sich mit weniger Aufwand präziser fertigen läßt.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit der im Anspruch 1 gekennzeichneten Erfindung.
Bei dem erfindungsgemäßen Relais ist das Lagerelement gegenüber dem Joch mittels eines Federelementes in einer Querrichtung so vorgespannt, daß es an einer definierten Stelle der Anker-Lagerbohrung anliegt. Das Federelement sorgt dafür, daß das fertige Relais das gewünschte definierte Lagerspiel aufweist, und erübrigt die bei der Montage des bekannten Relais erforderliche Klammerung.
Mit den in den Ansprüchen 2 bis 5 angegebenen Maßnahmen läßt sich der gewünschte Federeffekt in baulich einfacher Weise realisieren.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 6 bezieht sich auf ein elektromagnetisches Relais, bei dem die Erfindung vorzugsweise anwendbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert, deren Figuren 1 bis 5, 7 und 8 Schrägdarstellungen eines elektromagnetischen Relais zur Erläuterung der aufeinanderfolgenden Stadien des Montagevorgangs sind, während Figur 6 eine Draufsicht auf das Relais nach Figur 5 zeigt.
Figur 1 zeigt den Grundkörper 10 des Relais mit verschiedenen Durchbrüchen 11 und 12 zur Aufnahme der Anschlußteile 32, 33 von Festkontakten 30 und Kontaktfedern 31. Die Kontaktfedern 31 arbeiten mit den Festkontakten 30 jeweils in voneinander getrennten Kammern zusammen, die von an dem Grundkörper 10 nach oben ragenden Wandelementen 13 gebildet werden.
In Figur 2 ist der Grundkörper 10 mit den bereits montierten Festkontakten 30 und Kontaktfedern 31 um etwa 90° gedreht dargestellt. Wie ersichtlich, ist der von der Kontaktanordnung 30, 31 eingenommene Raum vom übrigen Bereich des vom Grundkörpers 10 durch eine vom Grundkörper 10 nach oben ragende Wand 14 getrennt. Dieser Bereich dient zur Aufnahme von Spulenanordnung 40 und Anker 50.
Die Spulenanordnung 40 besteht aus einem Sockel 41, einem damit verbundenen Spulenkörper 42 mit Spule 43 und einem insgesamt U-förmigen Joch 44, dessen mittlerer Teil 45 die Spule durchsetzt und dessen seitliche Schenkel 46 in Figur 2 nach oben ragen.
Zur Lagerung des Ankers 50 dient ein insgesamt brückenartig geformter Lagerträger 60, dessen parallel zum Grundkörper 10 verlaufender Mittelteil 61 einen nach oben ragenden Lagerzapfen 62 trägt und dessen nach unten ragende seitliche Schenkel durch Schlitze 63 in jeweils drei Stege 64 unterteilt sind. An dem in Figur 2 dem Betrachter zugewandten Schenkel des Lagerträgers 60 ist aus dem Material des mittleren Stegs 64 ein Federelement 65 freigeschnitten.
Der Anker 50 ist insgesamt etwa H-förmig und umfaßt zwei von einem gemeinsamen Kunststoffteil 51 ummantelte Ankerstäbe 52, die in Figur 2 durch Fenster des Kunststoffteils hindurch bzw. am Ankerende zu sehen sind. Zwischen den Ankerstäben 52 befindet sich ein nur durch ein Fenster im Kunststoffteil 51 sichtbarer Dauermagnet 53. Zentrisch in dem Kunststoffteil 51 ist eine Lagerbohrung 54 vorgesehen.
In der Darstellung nach Figur 3 ist die Spulenanordnung 40 in eine in Figur 2 gezeigte Vertiefung 15 des Grundkörpers 10 eingesetzt, wobei die Spulenanschlüsse 47, von denen in Figur 2 und 3 nur einer zu sehen ist, durch im Grundkörper 10 vorgesehene Durchbrüche 16 hindurchgeführt sind.
In der teilweise geschnittenen Darstellung nach Figur 4 ist der Lagerträger 60 so eingebaut, daß er die Spulenanordnung 40 übergreift und mit seinen Stegen 64 die in Figur 2 gezeigten, im Grundkörper 10 ausgebildeten Durchbrüche 17, 18 durchsetzt. In diesem Zustand kommt das aus dem mittleren Steg 64 ausgeklinkte Federelement 65 in Anlage mit einem nach oben ragenden Wandteil 19 des Grundkörpers 10, so daß der Lagerträger 60 in Richtung der die Kontaktkammer begrenzenden Wand 14 auszuweichen sucht.
In Figur 5 ist ferner der Anker 50 mit seiner Lagerbohrung 54 auf den Lagerzapfen 62 des Lagerträgers 60 derart aufgesteckt, daß sich die nach oben ragenden Schenkel 46 des Jochs 44 jeweils zwischen den von den Enden der beiden Ankerstäbe 52 gebildeten Polflächen befinden. Aufgrund der von den Dauermagneten 53 erzeugten Magnetkräfte und die dafür vorgesehenen Polflächen der Ankerstäbe 52 nimmt der Anker 50 die in Figur 5 gezeigte, gegenüber der Achse der Spule 43 definierte Stellung ein.
In dieser Stellung führt die von dem Federelement 65 bewirkte Kraft, daß der Anker 50 außer an den beiden Polflächen des Jochs 44 auch an einer Stelle des Lagerzapfens 62 anliegt und somit eine definierte Positionierung des Ankers 50 relativ zu dem Joch 44 gewährleistet ist. Die Kraft des Federelements 65 ist so bemessen, daß sie den Anker 50 an keinem Ende vom Joch 44 trennt.
Die im Grundkörper 10 vorgesehenen Ausnehmungen und Anformungen einerseits und die einzubauenden Relaisteile sind derart toleriert, daß sich - mit Ausnahme der Ankerlagerung - ein Preßsitz ergibt.
In diesem Zustand nehmen der Anker 50 und der Lagerzapfen 62 die in Figur 6 gezeigte, für die Funktion des Relais bestmögliche Position ein. Diese ist dadurch bestimmt, daß einerseits die Polflächen der Ankerstäbe 52 beidseitig an den Polflächen der Jochschenkel 46 anliegen und andererseits der Lagerzapfen 62 innerhalb des vorhandenen Spiels in der Lagerbohrung 54 des Ankers 50 die optimale Position einnimmt.
Für den Fall des dargestellten zylindrischen Lagerzapfens 62 ist das Spiel gegenüber der Lagerbohrung 54 aus Gründen einer reibungsarmen Lagerung des Ankers 50 vorgesehen. Anstelle eines zylindrischen Lagerzapfens 62 kann aber auch eine andere Lagerung, etwa eine Schneidenlagerung, vorgesehen sein.
Nun wird die so montierte Anordnung in die in Figur 7 gezeigte Stellung auf den Kopf gedreht, und alle montierten Einzelteile werden verklebt, wobei auch die durch den Grundkörper 10 hindurchragenden Kontaktanschlüsse 32, 33 und Spulenanschlüsse 47 im Grundkörper 10 fixiert werden. Danach wird die Anordnung in eine in Figur 8 gezeigte Gehäusekappe 20 eingelegt, die am gesamten Umfang mit dem Grundkörper 10 verklebt wird.
Wie in Figur 7 und 8 gezeigt, sind die zwei Reihen von je drei Durchbrüchen 17, 18 zu jeweils einem durchgehenden sich nach außen erweiternden Schlitz 21 bzw. 22 zusammengefaßt. Auch in diese Schlitze 21, 22, wird Klebstoff eingefüllt, um die Stege 64 des Anker-Lagerträgers 60 im Grundkörper 10 zu fixieren. Die Stege 64 durchsetzen den Grundkörper nicht vollständig und sind daher in Figur 7 und 8 nicht zu sehen.
Der Klebstoff wird schließlich auch in zwei weitere im Grundkörper 10 vorgesehene Durchbrüche 23 eingefüllt und dient dazu, den Sockel 41 der Spulenanordnung 40 dauerhaft mit dem Grundkörper 10 zu verkleben. Auch dies ist für die gegenseitige Fixierung der Funktionsteile des Relais einschließlich des Jochs 44 von Bedeutung. Durch die somit erzielte endgültige Fixierung sowohl des Teil der Spulenanordnung 40 bildenden Jochs 44 als auch des Anker-Lagerträgers 60 relativ zum Grundkörper 10 wird das Federelement 65 beim fertigen Relais wirkungslos.
Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, werden sämtliche Relaisteile von der Oberseite des Grundkörpers 10 her in diesen eingebaut, und erst nach dem vollständigen Zusammenbau wird die Anordnung umgedreht, wobei als letzter Schritt ein Klebevorgang durchgeführt wird. Im Gegensatz zu dem eingangs erläuterten Stand der Technik ist also weder ein mehrfaches Umdrehen der Anordnung erforderlich, noch finden abwechselnd Montage- und Klebevorgänge statt. Das erfindungsgemäße Relais läßt sich daher mit verhältnismäßig geringem Zeitaufwand sauber und präzis zusammenbauen.
Bezugszeichenliste
10 Grundkörper
11, 12 Durchbrüche
13 Wandelemente
14 Wand
15 Vertiefung
16, 17, 18 Durchbrüche
19 Wandteil
20 Gehäusekappe
21, 22 Schlitze
23 Durchbrüche
30 Festkontakte
31 Kontaktfedern
32, 33 Kontaktanschlüsse
40 Spulenanordnung
41 Sockel
42 Spulenkörper
43 Spule
44 Joch
45 mittlerer Jochteil
46 Jochschenkel
47 Spulenanschlüsse
50 Anker
51 Kunststoffteil
52 Ankerstäbe
53 Dauermagnete
54 Lagerbohrung
60 Lagerträger
61 Mittelteil
62 Lagerzapfen
63 Schlitze
64 Stege
65 Federelement

Claims (6)

  1. Elektromagnetisches Relais mit
       einer Spule (43),
       einem von der Spule (43) umschlossenen Joch (44), das an jedem seiner Enden eine Polfläche bildet,
       einem im Anker (50), der an einem zentrischen Lagerelement (62) derart schwenkbar gelagert ist, daß er in einer Endstellung mit entgegengesetzten Enden an den Polflächen des Jochs (44) durch Dauermagnetkraft anliegt, und
       einer vom Anker (50) betätigbaren Kontaktanordnung (30, 31),
       dadurch gekennzeichnet, daß das Lagerelement (62) gegenüber dem Joch (44) in einer zu seiner Achse und zur Längserstreckung des Ankers (50) quer verlaufenden Richtung durch ein Federelement (65) so vorgespannt ist, daß das Lagerelement (62) an einer definierten Stelle des Ankers (50) anliegt und das Federelement (65) so ausgelegt ist, daß die beidseitige Anlage des Ankers (50) an den Polflächen des Jochs (44) erhalten bleibt.
  2. Relais nach Anspruch 1, wobei das Lagerelement ein Lagerzapfen (62) ist, der an einen an einem Grundkörper (10) positionierten Lagerträger (60) angeformt ist und das Federelement (65) den Lagerträger (60) während der Relaismontage gegenüber dem Grundkörper (10) federnd vorspannt.
  3. Relais nach Anspruch 2, wobei der Lagerträger (60) eine das Joch (44) übergreifende Brückenform hat und mit seitlichen Stegen (64) in Öffnungen des Grundkörpers (10) eingreift, und daß das Federelement (65) zwischen einem Steg (64) und dem Grundkörper (10) angeordnet ist.
  4. Relais nach Anspruch 3, wobei das Federelement (65) aus dem Material eines Steges (64) ausgeklinkt ist.
  5. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die dauermagnetische Stellkraft des Ankers (50) größer ist als die Stellkraft des Federelements (65).
  6. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Anker (50) im wesentlichen H-förmig gestaltet ist, zwei Ankerstäbe (52) und Dauermagnete (53) zu beiden Seiten der Lagerachse aufweist und an jedem seiner Enden ein Paar von einander zugewandten Polflächen bildet, die mit Polflächen an den voneinander abgewandten Flächen des betreffenden Jochschenkels (46) zusammenarbeiten.
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