EP0131218B1 - Polarisiertes, elektromagnetisches Relais mit abgewinkelter Jochanordnung - Google Patents

Polarisiertes, elektromagnetisches Relais mit abgewinkelter Jochanordnung Download PDF

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EP0131218B1
EP0131218B1 EP84107529A EP84107529A EP0131218B1 EP 0131218 B1 EP0131218 B1 EP 0131218B1 EP 84107529 A EP84107529 A EP 84107529A EP 84107529 A EP84107529 A EP 84107529A EP 0131218 B1 EP0131218 B1 EP 0131218B1
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EP
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relay
yoke
excitation coil
sidewalls
yokes
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EP84107529A
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EP0131218A2 (de
EP0131218A3 (en
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Wolfgang Dipl.Ing. Nestlen
Arno Reger
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Hengstler GmbH
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Hengstler GmbH
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00Details of electromagnetic relays
    • H01H50/02Bases; Casings; Covers
    • H01H50/04Mounting complete relay or separate parts of relay on a base or inside a case
    • H01H50/041Details concerning assembly of relays
    • H01H50/042Different parts are assembled by insertion without extra mounting facilities like screws, in an isolated mounting part, e.g. stack mounting on a coil-support
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00Electromagnetic relays
    • H01H51/22Polarised relays
    • H01H51/2236Polarised relays comprising pivotable armature, pivoting at extremity or bending point of armature
    • H01H51/2245Armature inside coil

Definitions

  • the invention relates to a polarized, electromagnetic relay with a yoke arrangement consisting of two angled yoke brackets with their ends opposite one another, in which the one ends of the yoke brackets form the core of the excitation coil of the relay and an H- between the second ends of the yoke brackets forming pole faces.
  • more shaped, d. h is arranged from two anchor plates with intermediate permanent magnets formed, lateral bearing pin having rotary armature, and wherein said relay parts including the relay contact springs are essentially mutually fixed by corresponding positive locking and on the associated relay housing.
  • Such a relay is already known from DE-A-3 149 816.
  • the individual parts can only be fixed by attaching the housing cover through assigned recesses.
  • the individual parts arranged in the housing can move against each other, whereby disturbances occur in the symmetry of the arrangement and movable parts can be jammed.
  • the object of the present invention is to develop a polarized, electromagnetic relay of the type mentioned in such a way that, with a simple and inexpensive method of production, essential individual parts of the relay are fixed independently of manufacturing tolerances in a central mounting element, in order to achieve a high degree of symmetry without having to be costly small tolerances on the part must be worked.
  • the invention is characterized in that the relay housing comprises an essentially plane-symmetrical housing basic body, which has at its end facing away from the relay contact springs one of two side walls formed by the rotary armature and the excitation coil of the relay between the side walls, which take the rice contact, that these side walls opposite each have a latching recess for receiving the bearing pins of the rotary anchor, that these side walls have mutually opposite grooves for receiving guides formed on the ends of the yoke bracket forming the pole faces, that short guide ribs for locking on the inside of these side walls are formed in latching openings provided on the side of the excitation coil, and that the ends of the yoke stirrups forming the core of the excitation coil run parallel to one another over the entire length of the coil and a lie.
  • the basic housing body itself is designed as an inexpensive plastic injection molded part and has the corresponding guide grooves, guide ribs and latching recesses.
  • the symmetry of the magnetic frame is achieved in that the two yokes are L-shaped and symmetrical to each other, such that their yoke ends extend over the entire length of the excitation coil and abut each other in the area of the excitation coil.
  • the yokes are designed as inexpensive stamped parts, the manufacture of which does not even require high precision requirements, since even minor non-parallelities are eliminated by the fact that the yokes are guided precisely in homogeneous corresponding grooves in the side walls of the main body of the housing, and thereby more precisely Installation is possible.
  • the parallelism of the pole faces of the yokes is therefore achieved solely by the guidance in the area of the grooves in the side walls of the basic housing body, corresponding guide surfaces being arranged on the yokes. Error radii or errors in the bending surfaces of the entire yoke are always compensated for, even if there should be an air gap between the ends of the yoke in the excitation coil.
  • the Housing base body in the region of the receiving opening so that the side walls have additional latching openings, in which engage laterally formed locking lugs on the yoke bracket parts extending perpendicular to the axis of the excitation coil.
  • the yokes are also given an advantageous further fixation in latching recesses in the basic housing body.
  • the rotary armature 11 contains two armature plates 24, 25 which hold the permanent magnets 12 between them. It is important that the end faces of the anchor plates 24, 25 have a radius 26. This radius has the advantage that, despite an exact guidance of the pole faces 27, 28, slight anti-parallelism of these faces can still exist due to existing inaccuracies.
  • the armature plates 24, 25 close the magnetic circuit from one pole face to the other.
  • the anchor plates 24, 25 should rest linearly on the pole faces. However, this can only be achieved theoretically because of the manufacturing tolerances, and therefore deliberately a short-line or even punctiform support of the anchor plates 24, 25 on the pole faces 27, 28 is adopted. With this reduced contact area or even point-like contact area, the effects of symmetry errors are greatly reduced.
  • the contact surfaces 29, 30 of the anchor plates 24, 25 on the pole surfaces 27, 28 are marked with arrows. The same contact surfaces also apply to the opposite yoke 15.
  • the pole ends of the yokes 14, 15 engage in the receiving openings 31, 32 of the rotary armature 11 formed between the two armature plates 24, 25.
  • a simple assembly results from the fact that the locking bolt 13 of the rotary armature 11 engages in the locking recess 7 provided in the side walls 34, 35 of the recess 36 of the basic housing body 1, and that the coil 17 is also clamped into the yokes 14, 15.
  • the yokes 14, 15 engage with the pole ends in the guide grooves 47, 48 of the basic housing body 1, the latching lugs 16a, 16b arranged on the yokes in the area of the yoke plate 33 in associated latching openings 10a, 10b in the side walls 34, 35 of the Snap the receiving opening 36 of the basic housing body 1 into place.
  • the latching of the bolt 13 of the rotary armature 11 in the latching recess 7 of the side walls 34, 35 of the receiving opening 36 of the basic housing body 1 is achieved in that this latching recess 7 is slightly undercut and thereby receives a certain elasticity. Furthermore, the side walls 34, 35 are weakened in the region of the guide 6 with a slot 8.
  • each yoke bow 14, 15 each has a pole face 27, 28 with lower and upper contact surfaces 29, 30, and each yoke bow has a yoke plate 33 with lateral latching lugs 16a, 16b.
  • the locking lugs 16a, 16b engage in the locking openings 10a, 10b of the side walls 34, 35 of the receiving opening 36 of the basic housing body 1 (FIG. 1, FIG. 7).
  • the coil former of the excitation coil 17 is inserted into the receiving opening 36 of the basic housing body 1 and locked there in the axial direction by short guide ribs 37, 38.
  • the guide ribs 37, 38 engage in corresponding latching openings 39, 40 (FIG. 9).
  • These locking recesses 39, 40 are only present in the connection-side coil flange 42. However, they can also be provided on both coil flanges 42, 43.
  • the previously described ends 22, 23 of the yoke arms 14, 15 then engage in the core opening 44 of the excitation coil 17.
  • guide projections 45, 46 are arranged on the side of the yoke plates, which engage in assigned grooves 47, 48 in the basic housing body 1. This ensures that the yoke plates 33 are secured on the housing base body 1 in the region of the receiving opening 36.
  • grooves 47, 48 extend over the length of the basic housing body 1.
  • the housing base body 1 is interchangeable, so that with such a housing base body the contact configurations of relays are freely selectable.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein polarisiertes, elektromagnetisches Relais mit einer aus zwei abgewinkelten, sich mit ihren Enden gegenüberliegenden Jochbügeln bestehenden Jochanordnung, bei der die einen Enden der Jochbügel den Kern der Erregerspule des Relais bilden und zwischen den zweiten, Polflächen bildenden Enden der Jochbügel ein H-förmiger, d. h, aus zwei Ankerplatten mit dazwischenliegendem Dauermagneten gebildeter, seitliche Lagerzapfen aufweisender Drehanker angeordnet ist, und wobei die genannten Relaisteile einschließlich der Relaiskontaktfedern im wesentlichen durch entsprechenden Formschluß gegenseitig und an dem zugehörigen Relaisgehäuse fixiert sind.
  • Ein derartiges Relais ist aus der DE-A-3 149 816 bereits bekannt. Bei diesem Relais können die Einzelteile erst durch Aufsetzen des Gehäusedeckels durch zugeordnete Ausnehmungen festgelegt werden. Durch das Einrasten des Gehäusedeckels und durch Abnutzungserscheinungen an den Rastnasen des Gehäusedeckels, können sich die im Gehäuse angeordneten Einzelteile gegeneinander verschieben, wodurch in der Symmetrie der Anordnung Störungen auftreten und bewegliche Teile verklemmt werden können.
  • Aus den Patentschriften GB-A-723 784 und F-A-1 225 043 sind ferner Jochanordnungen bekannt, bei denen zur Erhöhung der Symmetrie die Joche innerhalb des Spulenkörpers aneinander liegen. Die weitere Jochführung außerhalb des Spulenkörpers im Breich der beweglichen Ankerplatte ist jedoch unsymmetrisch gehalten, so daß eine Symmetrie des magnetischen Kreises nicht erreicht werden kann.
  • Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein polarisiertes, elektromagnetisches Relais der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei einfacher und kostengüngstiger Herstellungsweise wesentliche Einzelteile des Relais unabhängig vor Fertigungstoleranzen in einem zentralen Halterungselement festgelegt werden, um dadurch eine hohe Symmetrie zu erreichen, ohne daß mit kostentreibenden geringen Toleranzen auf seiten der Einzelteile gearbeitet werden muß.
  • Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Relaisgehäuse einen im wesentlichen plansymmetrisch ausgebildeten Gehäusegrundkörper umfaßt, der an seinem den Relaiskontaktfedern abgewandten Ende eine von zwei den Drehanker und die Erregerspule des Relais zwischen sich nehmenden Seitenwänden gebildete Aufnahmeöffnung für diese Reiaisteite aufweist, daß diese Seitenwände gegenüberliegend je eine Rastausnehmung zur Aufnahme der Lagerzapfen des Drehankers aufweisen, daß diese Seitenwände an ihren Innenseiten einander gegenüberliegende Nuten zur Aufnahme von an den die Polflächen bildenden Enden der Jochbügel ausgebildeten Führungsvorsprüngen besitzen, daß an den Innenseiten dieser Seitenwände ferner kurze Führungsrippen zum Einrasten in an der Erregerspule seitlich vorgesehene Rastöffnungen ausgebildet sind, und daß die den Kern der Erregerspule bildenden Enden der Jochbügel über die gesamte Länge der Spule parallel zueinander verlaufen und aneinander anliegen.
  • Bei der Erfindung werden alle Teile konstruktiv und mechanisch auf den Gehäusegrundkörper bezogen und dort arretiert, was zu einer leichten Herstellung führt. Der Gehäusegrundkörper selbst ist als kostengünstiges Kunststoffspritzgußteil ausgebildet und weist die entsprechenden Führungsnuten, Führungsrippen und Rastausnehmungen auf. Die Symmetrie des Magnetgestells wird dadurch erreicht, indem die zwei Joche L-förmig und symmetrisch genau zueinander ausgebildet sind, derart, daß sich deren Jochbügelenden über die gesamte Länge der Erregerspule erstrecken und im Bereich der Erregerspule aneinander anliegen.
  • Mit der Verwendung zweier identischer Joche ergibt sich der Vorteil, daß sich die Luftspaltverluste im Inneren der Spule symmetrisch auf beide Joche auswirken.
  • Dadurch, daß ein Joch mit einem Ende von der einen Seite in die Erregerspule und ein anderes, gleichartiges Joch mit einem Ende von der anderen Seite in die Erregerspule hineingreifen, und diese beiden Enden sich über die gesamte Länge der Erregerspule erstrecken, ergibt sich der Vorteil, daß die Luftspaltverluste genau symmetrisch über beide Joche wirken und hierdurch der magnetische Flußkreis genau symmetrisch ausgebildet ist. Hierdurch wird ein absolut symmetrisches, die Symmetriefehler des Magnetgestells kompensierendes Relais geschaffen, das darüber hinaus durch die identische Formgebung der beiden Joche leicht zu montieren und zu demontieren ist. Die Joche sind als kostengünstige Stanzteile ausgebildet, bei deren Herstellung nicht einmal mit hohen Anforderungen an Präzision gearbeitet werden muß, da auch geringe Unparallelitäten dadurch eliminiert werden, daß die Joche genau in homogenen entsprechenden Nuten in den Seitenwänden des Gehäusegrundkörpers geführt sind, und hierdurch ein präziser Einbau möglich ist. Die Parallelität der Polflächen der Joche wird also allein durch die Führung im Bereich der Nuten in den Seitenwänden des Gehäusegrundkörpers erreicht, wobei an den Jochen entsprechende Führungsflächen angeordnet sind. Fehler-Radien oder Fehler der Biegeflächen des gesamten Joches werden immer ausgeglichen, selbst wenn ein Luftspalt innerhalb der Erregerspule zwischen den Jochbügelenden entstehen sollte.
  • Es kann sogar bewußt ein Luftspalt in Kauf genommen werden, der aber dadurch kompensiert wird, daß er über die gesamte Länge der Spule wirkt.
  • In einer Ausgestaltung der Erfindung kann der Gehäusegrundkörper im Bereich der Aufnahmeöffnung so ausgebildet sein, daß die Seitenwände zusätzliche Rastöffnungen aufweisen, in welche an den senkrecht zur Achse der Erregerspule verlaufenden Jochbügelteilen seitlich ausgebildete Rastnasen eingreifen. Hierdurch wird den Jochen außer der Festlegung in den Nuten, noch eine vorteilhafte weitere Fixierung in Rastausnehmungen des Gehäusegrundkörpers erteilt.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert.
  • In den Zeichnungen zeigt
    • Figur die Seitenansicht eines Relais nach der Erfindung in auseinandergezogener Darstellung;
    • Figur 2 eine Seitenansicht der Ankerplatte;
    • Figur 3 eine Draufsicht auf die Ankerplatte;
    • Figur 4 eine Rückansicht eines Joches;
    • Figur 5 eine Seitenansicht eines Joches;
    • Figur 6 eine um 90° gedrehte Seitenansicht eines Joches;
    • Figur 7 eine Stirnansicht des Gehäusegrundkörpers;
    • Figur 8 eine Seitenansicht des Gehäusegrundkörpers;
    • Figur 9 eine Stirnansicht der Erregerspule;
    • Figur 10 eine Stirnansicht der gegenüberliegenden Seite der Erregerspule.
  • Der Drehanker 11 enthält zwei Ankerplatten 24, 25, die zwischen sich den Dauermagneten 12 aufnehmen. Wichtig ist, daß die Stirnflächen der Ankerplatten 24, 25 einen Radius 26 aufweisen. Dieser Radius hat den Vorteil, daß trotz einer exakten Führung der Polflächen 27, 28 dennoch wegen bestehender Ungenauigkeiten leichte Antiparallelitäten dieser Flächen bestehen können.
  • Die Ankerplatten 24, 25 schließen den magnetischen Kreis von einer Polfläche zur anderen. Dabei sollten die Ankerplatten 24, 25 linienförmig auf den Polflächen aufliegen. Dies wird allerdings wegen der Fertigungstoleranzen nur theoretisch zu erreichen sein, man geht deshalb bewußt auf eine kurzlinige oder gar punktförmige Auflage der Ankerplatten 24, 25 auf den Polflächen 27, 28 über. Mit dieser reduzierten Auflagefläche oder gar punktförmigen Auflagefläche, werden die Auswirkungen von Symmetriefehlern sehr stark reduziert.
  • Die Berührungsflächen 29, 30 der Ankerplatten 24, 25 auf den Polflächen 27, 28 sind mit Pfeilen gekennzeichnet. Die selben Berührungsflächen gelten auch für das gegenüberliegende Joch 15.
  • Wesentlich hierbei ist, daß durch die Verkürzung der Ankerplattenlänge, bedingt durch den vorgesehenen stirnseitigen Radius 26, eine gleichbleibende Auflage-Fläche auf den Berührungsflächen 29, 30 gewährleistet ist, wobei die Streuung des magnetischen Flußkreises auf ein Minimum reduziert wird. Man nimmt also bewußt einen grösseren magnetischen Widerstand des gesamten magnetischen Kreises in Kauf, weil man damit eine Reduzierung der Symmetrie-Fehler erhält.
  • Die Polenden der Joche 14, 15 greifen hierbei in die zwischen den beiden Ankerplatten 24, 25 ausgebildeten Aufnahme-Öffnungen 31, 32 des Drehankers 11 ein.
  • Eine einfache Montage ergibt sich dadurch, daß der Rastbolzen 13 des Drehankers 11 in die in den Seitenwänden 34, 35 der Ausnehming 36 des Gehäusegrundkörpers 1 vorgesehene Rastausnehmung 7 eingreift, und daß ferner die Spule 17 in die Joch 14, 15 eingeklemmt wird. Die Joch 14, 15 greifen mit den Polenden in die Führungsnuten 47, 48 des Gehäusegrundkörpers 1 ein, wobei die an den Jochen im Bereich der Jochplatte 33 angeordneten Rastnasen 16a, 16b in zugeordnete Rast-Öffnungen 10a, 10b in den Seitenwänden 34, 35 der Aufnahmeöffnung 36 des Gehäusegrundkörpes 1 einrasten.
  • Die Rastung des Bolzens 13 des Drehankers 11 in der Rastausnehmung 7 der Seitenwände 34, 35 der Aufnahmeöffnung 36 des Gehäusegrundkörpes 1 wird dadurch erreicht, indem diese Rastausnehmung 7 leicht hinterschnitten ist und dadurch eine gewisse Elastizität erhält. Ferner sind die Seitenwände 34, 35 im Bereich der Führung 6 mit einem Schlitz 8 geschwächt.
  • Jeder Jochbüget 14,15 weist gemäß den Figuren 4 bis 6 jeweils eine Polfläche 27, 28 mit unteren und oberen Berührungsflächen 29, 30 auf, ferner hat jeder Jochbügel eine Jochplatte 33 mit seitlichen Rastnasen 16a, 16b.
  • Die Rastnasen 16a, 16b greifen in die Rastöffnungen 10a, 10b der der Seitenwände 34, 35 der Aufnahmeöffnung 36 des Gehäusegrundkörpers 1 ein (Figur 1, Figur 7).
  • In die Aufnahmeöffnung 36 des Gehäusegrundkörpers 1 wird der Spulenkörper der Erregerspule 17 eingesetzt und dort durch kurze Führungsrippen 37, 38 in axialer Richtung arretiert. Die Führungsrippen 37, 38 greifen in entsprechende Rastöffnungen 39, 40 ein (Figur 9). Diese Rastausnehmungen 39,40 sind nur im anschlußseitigen Spulenflansch 42 vorhanden. Sie können jedoch auch an beiden Spulenflanschen 42,43 vorgesehen werden. In die Kernöffnung 44 der Erregerspule 17 greifen dann die vorhergehend beschriebenen Enden 22, 23 der Jochbügel 14, 15 ein.
  • Zur Führung der Jochbügel 14, 15 im Bereich der Jochplatten 33 sind seitlich jeweils an den Jochplatten Führungsvorsprünge 45, 46 angeordnet, die in zugeordnete Nuten 47, 48 im Gehäusegrundkörper 1 eingreifen. Hierdurch ist eine Lagensicherung der Jochplatten 33 am Gehäusegrundkörper 1 im Bereich der Aufnahmeöffnung 36 gewährleistet.
  • Wichtig ist, daß die Nuten 47,48 sich über die Länge des Gehäusegrundkörpers 1 erstrecken.
  • Diese Nuten werden im Kunststoffspritzguß-Verfahren mit dem Gehäusegrundkörpr 1 in einem einzigen Werkzeug hergestellt, so daß die Nuten aufgrund dieser Herstellungsmethode genau parallel sind.
  • Der Gehäusegrundkörper 1 ist auswechselbar, so daß mit einem solchen Gehäusegrundkörper die Kontaktbestückungen von Relais frei wählbar sind.

Claims (2)

1. Polarisiertes, elektromagnetisches Relais mit einer aus zwei abgewinkelten, sich mit ihren Enden gegenüberliegenden Jochbügeln (14, 15) bestehenden Jochanordnung, bei der die einen Enden (22, 23) der Jochbügel den Kern der Erregerspule (17) des Relais bilden und zwischen ' den zweiten, Polflächen (27, 28) bildenden Enden der Jochbügel ein H-förmiger, d.h., aus zwei Ankerplatten (24, 25) mit dazwischen liegendem Dauermagneten (12) gebildeter, seitliche Lagerzapfen (13) aufweisender Drehanker (11) angeordnet ist, und wobei die genannten Relaisteile einschließlich der Relaiskontaktfedern im wesentlichen durch Formschluß gegenseitig und an dem zugehörigen Relaisgehäuse fixiert sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Relaisgehäuse einen im wesentlichen plansymmetrisch ausgebildeten Gehäusegrundkörper (1) umfaßt, der an seinem den Relaiskontaktfedern (2) abgewandten Ende eine von zwei den Drehanker (11) und die Erregerspule (17) des Relais zwischen sich nehmenden Seitenwänden (34, 35) gebildete Aufnahmeöffnung (36) für diese Relaisteile aufweist, daß diese Seitenwände (34, 35) gegenüberliegend je eine Rastausnehmung (7) zur Aufnahme der Lagerzapfen (13) des Drehankers (11) aufweisen daß, diese Seitenwände (34, 35) an ihren Innenseiten einander gegenüberliegende Nuten (47,48) zur Aufnahme von an den die Polflächen (27,28) bildenden Enden der Jochbügel (14,15) ausgebildeten Führungsvorsprüngen (45,46) besitzen, daß an den Innenseiten dieser Seitenwände (34, 35) ferner kurze Führungsrippen (37, 38) zum Einrasten in an der Erregerspule (17) seitlich vorgesehene Rastöffnungen (39, 40) ausgebildet sind und daß die den Kern der Erregerspule (17) bildenden Enden der Jochbügel (14, 15) über die gesamte Länge der Spule parallel zueinander verlaufen und aneinander anliegen.
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (34, 35) zusätzliche Rastöffnungen (10a, 10b) aufweisen, in welche an den senkrecht zur Achse der Erregerspule (17) verlaufenden Jochbügelteilen (33) seitlich ausgebildete Rastnasen (16a, 16b) eingreifen.
EP84107529A 1983-07-06 1984-06-29 Polarisiertes, elektromagnetisches Relais mit abgewinkelter Jochanordnung Expired EP0131218B1 (de)

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EP0131218A3 EP0131218A3 (en) 1985-08-21
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