AT404521B

AT404521B - ROCKER ANCHOR WITH BEARING SPRING IN AN ELECTROMAGNETIC RELAY

Info

Publication number: AT404521B
Application number: AT0061694A
Authority: AT
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1993-05-04
Filing date: 1994-03-23
Publication date: 1998-12-28
Also published as: CZ284100B6; CZ95194A3; ATA61694A; IT1271631B; DE4314715A1; ITMI940827A0; ITMI940827A1; CH689905A5; DE4314715C2

Description

AT 404 521 BAT 404 521 B

Die Erfindung betrifft einen Wippanker in einem elektromagnetischen Relais mit einem Träger, auf welchem der Anker um eine Mittelachse abrollbar gelagert ist, und einer aus einem ferromagnetischen Band geschnittenen, zwischen dem Anker und dem Träger angeordneten Lagerfeder, welche einen am Anker befestigten zentralen Befestigungsabschnitt sowie zwei von dem Befestigungsabschnitt jeweils nach außen entlang der Mittelachse verlaufende Torsionsstege aufweist.The invention relates to a rocker armature in an electromagnetic relay with a support on which the armature is mounted such that it can be rolled up about a central axis, and a bearing spring cut from a ferromagnetic tape and arranged between the armature and the support, which has a central fastening section fastened to the armature and two has torsion webs extending from the fastening section to the outside along the central axis.

Relaissysteme mit Wippanker sind seit langem bekannt und in Gebrauch. In der Regel handelt es sich dabei um polarisierte Magnetsysteme, wobei ein oder mehrere Dauermagneten unterhalb der Mittenlagerung des Ankers oder an anderen Stellen im Magnetkreis angeordnet sein können. Als Träger für den Anker kann dabei unmittelbar ein Dauermagnet oder eine meist ferromagnetische Platte dienen.Relay systems with rocker anchors have long been known and in use. As a rule, these are polarized magnet systems, it being possible for one or more permanent magnets to be arranged below the central bearing of the armature or at other points in the magnetic circuit. A permanent magnet or a mostly ferromagnetic plate can serve directly as the carrier for the armature.

Ein Relais mit Wippanker ist beispielsweise aus der EP-A-0 100 165 bekannt. Dort ist die Lagerfeder einstückig mit einer Kontaktfeder aus nicht ferromagnetischem Material unmittelbar mit dem Anker verbunden, wobei die Torsionsstege zugleich als Stromzuführungen dienen. Bei einem ähnlich aufgebauten Relais gemäß EP-B-0 197 391, bei dem ebenfalls mit dem Anker verbundene Kontaktfedern als Lagerfedern mit Torsionsstegen ausgebildet sind, ist der Anker unmittelbar auf einem dreipoligen Dauermagneten gelagert. In diesen bekannten Fällen besteht jeweils das Problem, die als Stromzuführungen dienenden und daher isoliert befestigten Lagerfedern so genau und toleranzarm anzuordnen, daß zwischen dem Anker und seinem Träger bzw. einem Dauermagneten ein möglichst guter Übergang für den Magnetfluß erreicht wird, ohne daß dabei unerwünschte Reibung auftritt.A relay with rocker armature is known for example from EP-A-0 100 165. There, the bearing spring is connected in one piece with a contact spring made of non-ferromagnetic material directly to the armature, the torsion bars also serving as current leads. In a similarly constructed relay according to EP-B-0 197 391, in which contact springs also connected to the armature are designed as bearing springs with torsion bars, the armature is mounted directly on a three-pole permanent magnet. In these known cases, there is the problem of arranging the bearing springs serving as current leads and therefore insulated so precisely and with little tolerance that the best possible transition for the magnetic flux is achieved between the armature and its support or a permanent magnet, without undesirable friction occurs.

In der DE-AS 10 19 383 ist in einem Ausführungsbeispiel auch bereits ein Relais mit einem Wippanker der eingangs genannten Art gezeigt, bei dem eine Blattfeder mit Torsionsstegen aus ferromagnetischem oder unmagnetischem Material zwischen dem Anker und einem als Träger dienenden Dauermagneten angeordnet ist. Diese Ankerfeder wird dort jedoch nicht am Magneten befestigt, sondern sie läuft mit langen Armen um den blockförmigen Magneten herum bis zu dessen entgegengesetzter Polplatte, wo sie dann befestigt ist. Diese Art der Lagerung bringt jedenfalls zwischen dem Magneten und dem anliegenden Dauermagnetpol keinen sehr guten Flußübergang; besteht sie aus ferromagnetischem Material, so bewirkt sie einen nicht immer erwünschten magnetischen Nebenfluß.DE-AS 10 19 383 also shows a relay with a rocker armature of the type mentioned at the beginning, in which a leaf spring with torsion bars made of ferromagnetic or non-magnetic material is arranged between the armature and a permanent magnet serving as a carrier. However, this anchor spring is not attached to the magnet, but runs with long arms around the block-shaped magnet up to its opposite pole plate, where it is then attached. In any case, this type of storage does not bring a very good flux transition between the magnet and the adjacent permanent magnet pole; if it consists of ferromagnetic material, it causes an undesirable magnetic secondary flux.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Wippanker mit Lagerfeder in einem Relais der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß mit wenigen Teilen eine einfache Montage möglich ist und daß zwischen Anker und Träger im Lagerbereich ein möglichst guter Magnetflußübergang bei möglichst geringer Reibung erreichbar ist.The aim of the present invention is to design a rocker armature with a bearing spring in a relay of the type mentioned at the outset in such a way that simple assembly is possible with few parts and that the best possible magnetic flux transition with as little friction as possible can be achieved between the armature and the support in the bearing area.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß der Träger plattenförmig ist und daß die Lagerfeder jeweils in Verlängerung der Torsionsstege angeformte, den Rand des plattenförmigen Trägers umgreifende Klemmabschnitte aufweist, wobei jeder der Klemmabschnitte einen flach auf der Oberfläche des Trägers aufliegenden Kopplungsabschnitt und mindestens eine dem Kopplungsabschnitt gegenüberliegend am Träger angreifende Federzunge besitzt.According to the invention, this aim is achieved in that the carrier is plate-shaped and that the bearing spring has, in each case in the extension of the torsion webs, clamping sections encompassing the edge of the plate-shaped carrier, wherein each of the clamping sections has a coupling section lying flat on the surface of the carrier and at least one of the coupling section spring tongue engaging opposite to the carrier.

Bei der erfindungsgemäß gestalteten Lagerung des Wippankers besitzt also die Lagerfeder beiderseits des Ankers jeweils Klemmabschnitte, die auf einfache Weise am Rand des Trägers durch Einhängen befestigt werden können. Diese Klemmabschnitte sind dabei so gestaltet, daß sie jeweils den plattenförmigen Träger umgreifen und an den beiden gegenüberliegenden Oberflächen des Trägers mit unterschiedlich gestalteten Abschnitten auch in unterschiedlicher Weise anliegen. Der flach auf der dem Anker zugewandten Oberseite des Trägers auf liegende Kopplungsabschnitt gewährleistet den erwünschten guten Flußüber-gang zwischen Anker und Träger, da allein die Materialdicke der Lagerfeder zwischen den beiden Teilen liegt; die an der gegenüberliegenden Unterseite des Trägers angreifende Federzunge erzeugt die Kraft für das flache Aufliegen des Kopplungsabschnittes. Die Federzungen sind dabei von der eigentlichen Lagerfeder entkoppelt, so daß der jeweilige Kopplungsabschnitt ohne Verspannungen und Durchbiegungen ganzflächig auf dem Träger auf liegt.When the rocker armature is designed in accordance with the invention, the bearing spring has clamping sections on both sides of the armature, which can be easily attached to the edge of the support by hanging. These clamping sections are designed so that they each encompass the plate-shaped carrier and rest on the two opposite surfaces of the carrier with differently shaped sections in different ways. The coupling section lying flat on the upper side of the support facing the anchor ensures the desired good flow transition between anchor and support, since only the material thickness of the bearing spring lies between the two parts; the spring tongue engaging on the opposite underside of the carrier generates the force for the coupling section to lie flat. The spring tongues are decoupled from the actual bearing spring, so that the respective coupling section rests on the support over the entire surface without tension and deflections.

Da der zentrale Befestigungsteil der Lagerfeder im Mittelbereich fest mit dem Anker verbunden ist, rollt dieser auf dem Träger ab und verursacht nahezu keine Reibung; lediglich die Torsionsstege werden leicht in sich verwunden.Since the central fastening part of the bearing spring is firmly connected to the anchor in the central region, it rolls off on the carrier and causes almost no friction; only the torsion bars are slightly twisted.

Die die Haltekraft der KJemmabschnitte erzeugenden Federzungen oder federnden Abschnitte können in verschiedener Weise ausgestaltet werden. Wesentlich ist dabei lediglich, daß sie durch entsprechende Gestaltung ihrer Verbindung mit den Kopplungsabschnitten kräftemäßig entkoppelt werden. Als Träger für den Anker im Lagerbereich kommt ein plattenförmiger Dauermagnet oder eine ferromagnetische Polplatte in Betracht. Im übrigen wird das Prinzip der Erfindung auch dann verwirklicht, wenn die Funktionen des Ankers und des Trägers bezüglich der Lagerfeder vertauscht sind, wenn also der Befestigungsabschnitt der Lagerfeder am Träger befestigt ist und die Klemmabschnitte jeweils den seitlichen Rand des Ankers umgreifen. Eine solche Umkehr konnte namentlich dann sinnvoll sein, wenn beispielsweise ein Anker in Form einer ebenen Platte auf einem Dauermagneten gelagert wird, der ähnlich wie beim Relais gemäß EP- 2The spring tongues or resilient sections which generate the holding force of the KJemm sections can be designed in various ways. It is only essential that they are decoupled in terms of force by appropriate design of their connection to the coupling sections. A plate-shaped permanent magnet or a ferromagnetic pole plate can be used as a carrier for the armature in the bearing area. Otherwise, the principle of the invention is also realized when the functions of the armature and the carrier are interchanged with respect to the bearing spring, that is to say when the fastening section of the bearing spring is fastened to the carrier and the clamping sections each encompass the lateral edge of the armature. Such a reversal could be particularly useful if, for example, an armature in the form of a flat plate is mounted on a permanent magnet, which is similar to the relay according to EP-2

AT 404 521 B B-0 197 391 von der Mittelachse nach beiden Seiten schräg abfallende Oberflächen aufweist.AT 404 521 B B-0 197 391 has sloping surfaces from the central axis to both sides.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Magnetsystem für ein Relais mit erfindungsgemäß gelagertem Wippanker, Fig. 2 eine vergrößerte Einzelheit II aus Fig. 1, Fig. 3 eine Lagerfeder aus dem Magnetsystem von Fig. 1, Fig. 4 einen Dauermagneten mit Lagerfeder ohne Anker für ein System gemäß Fig. 1, jedoch mit abgewandelter Einhängung der Lagerfeder, Fig. 5 eine vergrößerte Einzelheit V aus Fig. 4 und Fig. 6 eine Lagerfeder mit abgewandeltem Klemmabschnitt.The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments with reference to the drawing. 1 shows a magnet system for a relay with a rocker armature mounted according to the invention, FIG. 2 shows an enlarged detail II from FIG. 1, FIG. 3 shows a bearing spring from the magnet system from FIG. 1, FIG. 4 shows a permanent magnet with a bearing spring without an armature for 1 shows a system according to FIG. 1, but with a modified mounting of the bearing spring, FIG. 5 shows an enlarged detail V from FIG. 4 and FIG. 6 shows a bearing spring with a modified clamping section.

In der Fig. 1 ist ein polarisiertes Magnetsystem für ein Relais dargestellt. Es enthält als tragendes Element einen Spulenkörper 1 aus Isolierstoff, auf welchem eine Wicklung 2 sitzt und in welchem axial zur Wicklung ein Kern 3 angeordnet ist. Die Enden des Kerns 3 sind jeweils mit Polblechen 4 und 5 verbunden, welche ihrerseits nach oben Polflächen 41 bzw. 51 bilden. Oberhalb der Wicklung 2 und parallel zu ihrer Achse ist ein plattenförmiger Dauermagnet 6 angeordnet, der an beiden Enden gleichnamige Pole (N) und in seiner Mitte einen dazu ungleichnamigen Pol (S) besitzt. Die Enden des Dauermagneten 6 sind mit den beiden Polblechen 4 und 5 gekoppelt, so daß an den Polflächen 41 und 51 jeweils der gleiche Pol, im gezeigten Beispiel also jeweils ein Nordpol, erzeugt wird.1 shows a polarized magnet system for a relay. It contains, as a supporting element, a coil former 1 made of insulating material, on which a winding 2 sits and in which a core 3 is arranged axially to the winding. The ends of the core 3 are each connected to pole plates 4 and 5, which in turn form upward pole faces 41 and 51, respectively. Arranged above the winding 2 and parallel to its axis is a plate-shaped permanent magnet 6 which has poles (N) of the same name at both ends and a pole (S) of the same name in the middle thereof. The ends of the permanent magnet 6 are coupled to the two pole plates 4 and 5, so that the same pole, that is to say a north pole in each case, is generated on the pole surfaces 41 and 51.

Auf dem Dauermagneten 6 liegt ein Wippanker 7, der aus einem flachen Blech geformt und um eine Mittelachse 71 beiderseits leicht nach oben gebogen ist, so daß er auf einer als Abrollachse dienenden Mittelachse 61 des Dauermagneten (siehe Figur 4) abrollen kann. Die beiden Ankerflügel 72 und 73 bilden also mit den beiden Polflächen 41 und 51 jeweils Arbeitsluftspalte, in denen sich der Dauermagnetfluß mit einem über die Wicklung 2 erzeugten Erregerfluß überlagert. Je nachdem, in welchem Luftspalt sich die Flüsse gleichsinnig oder gegensinnig überlagern, wird der Anker 7 an das Polblech 4 oder an das Polblech 5 angezogen. Bei der Wippbewegung des Ankers können nicht dargestellte Kontaktelemente betätigt werden. Im vorliegenden Beispiel geschieht dies beispielsweise mit den Betätigungsnasen 74, welche über einen nicht dargestellten Schieber auf einen unterhalb des Magnetsystems angeordneten Kontaktsatz einwirken. Es wären aber auch andere Konstruktionen möglich, beispielsweise eine Anordnung von Kontaktelementen oberhalb des Ankers oder eine Betätigung über beide Ankerflügel.On the permanent magnet 6 there is a rocker armature 7, which is formed from a flat sheet and is slightly bent upwards on both sides about a central axis 71, so that it can roll on a central axis 61 of the permanent magnet (see FIG. 4) serving as a rolling axis. The two armature vanes 72 and 73 thus each form working air gaps with the two pole faces 41 and 51, in which the permanent magnetic flux is superimposed with an excitation flux generated via the winding 2. Depending on the air gap in which the rivers overlap in the same or opposite directions, the armature 7 is attracted to the pole plate 4 or to the pole plate 5. During the rocking movement of the armature, contact elements (not shown) can be actuated. In the present example, this is done, for example, with the actuating lugs 74, which act on a contact set arranged below the magnet system via a slide, not shown. However, other constructions would also be possible, for example an arrangement of contact elements above the armature or an actuation via both armature wings.

Zur Befestigung des Ankers 7 und zu dessen magnetischer Ankopplung an den Mittelpol (S) des Dauermagneten 6 dient eine Lagerfeder 8, welche in Fig. 3 als Einzelteil dargestellt ist. Diese Lagerfeder besitzt einen zentralen Befestigungsabschnitt 81, mit welchem sie großflächig an der Unterseite des Ankers anliegt und mit diesem verbunden ist. Zur Befestigung der Lagerfeder sind am Anker zwei Nietzapfen 75 nach unten geprägt (in Fig. 1 nur als Vertiefungen auf der Oberseite zu sehen); auf diese Nietzapfen wird die Lagerfeder 8 mit Lochungen 82 aufgesteckt und vernietet. Weiterhin besitzt die Lagerfeder zwei Torsionsstege 83, welche sich im montierten Zustand entlang der Abrollachse 61 auf dem Dauermagneten 6 erstrecken, und in Verlängerung der Torsionsstege 83 jeweils einen Klemmabschnitt 84, welcher jeweils eine der Längsseiten 62 des Dauermagneten umgreift. Der Klemmabschnitt besitzt jeweils einen völlig flach auf dem Dauermagneten aufliegenden Kopplungsabschnitt 85, der einen guten Übergang des Magnetflusses zwischen Anker und Dauermagnet über die geringe Materialdicke der Feder gewährleistet, und bei diesem ersten Ausführungsbeispiel eine über zwei Verbindungsstege 86 angeformte, nach innen geknickte Federzunge 87. Diese Federzunge 87 ist durch ihren Freischnitt von den Verbindungsstegen 86 vom Kopplungsabschnitt 85 entkoppelt und drückt mit ihrer Federkraft dem Kopplungsabschnitt 85 gegenüberliegend gegen die Unterseite des Dauermagneten, wodurch der Kopplungsabschnitt 85 mit seiner gesamten Fläche auf die Oberseite des Dauermagneten 6 aufliegt, so daß der erwähnte gute Flußübergang gewährleistet wird. Die Verbindungsstege 86 verlaufen in einem seitlichen Einschnitt 63 des Dauermagneten, wodurch eine Verschiebung der Lagerfeder und damit des Ankers in Längsrichtung verhindert wird. ln den Figuren 4 und 5 ist eine abgewandelte Ausführungsform des Dauermagneten gezeigt, wobei die Breite des Dauermagneten durchgehend gleich bleibt und zur Sicherung des Ankers gegen Längsverschie-bung lediglich an der Unterseite eine geprägte Ausnehmung 64 vorgesehen ist, in welcher die Federzunge 87 ruht.A bearing spring 8, which is shown in FIG. 3 as an individual part, is used for fastening the armature 7 and for magnetically coupling it to the center pole (S) of the permanent magnet 6. This bearing spring has a central fastening section 81, with which it bears over a large area on the underside of the armature and is connected to it. To attach the bearing spring, two rivet pins 75 are embossed downward on the armature (can only be seen as depressions on the top in FIG. 1); the bearing spring 8 with holes 82 is attached and riveted onto these rivets. Furthermore, the bearing spring has two torsion bars 83, which in the assembled state extend along the rolling axis 61 on the permanent magnet 6, and in the extension of the torsion bars 83 each have a clamping section 84, which in each case engages around one of the long sides 62 of the permanent magnet. The clamping section in each case has a coupling section 85 lying completely flat on the permanent magnet, which ensures a good transition of the magnetic flux between armature and permanent magnet via the low material thickness of the spring, and in this first exemplary embodiment a spring tongue 87 which is formed over two connecting webs 86 and is bent inwards. This spring tongue 87 is decoupled from the connecting webs 86 by the coupling section 85 by its free cut and presses with its spring force opposite the coupling section 85 against the underside of the permanent magnet, as a result of which the entire surface of the coupling section 85 rests on the upper side of the permanent magnet 6, so that the mentioned one good river crossing is guaranteed. The connecting webs 86 run in a lateral incision 63 of the permanent magnet, thereby preventing the bearing spring and thus the armature from being displaced in the longitudinal direction. FIGS. 4 and 5 show a modified embodiment of the permanent magnet, the width of the permanent magnet remaining the same throughout and an embossed recess 64 in which the spring tongue 87 rests is provided only on the underside to secure the armature against longitudinal displacement.

Fig. 6 zeigt eine Abwandlung der Lagerfeder 8. Hiebei ist ein einzelner Verbindungssteg 86 vorgesehen, zu dessen beiden Seiten jeweils eine Federzunge 87 angeordnet ist. Weitere Varianten sind denkbar. So könnte eine Federzunge zur Erzeugung der Klemmkraft auch in Verlängerung eines einzelnen Verbindungssteges 86 vorgesehen werden, wenn durch entsprechende Querschnittsgestaltung des Verbindungssteges die kraftemäßige Entkopplung der Federzunge vom Kopplungsabschnitt gewährleistet ist, so daß der Kopplungsabschnitt nicht durchgebogen wird, sondern flach auf dem Dauermagneten aufliegt.6 shows a modification of the bearing spring 8. A single connecting web 86 is provided for this purpose, on each side of which a spring tongue 87 is arranged. Other variants are conceivable. Thus, a spring tongue for generating the clamping force could also be provided in the extension of a single connecting web 86 if the force decoupling of the spring tongue from the coupling section is ensured by appropriate cross-sectional design of the connecting web, so that the coupling section is not bent, but rests flat on the permanent magnet.

Wie bereits eingangs erwähnt, kann anstelle des Dauermagneten 6 auch eine ferromagnetische Lagerplatte bei entsprechender Umgestaltung des Magnetsystems zur Befestigung des Ankers vorgesehen werden. Auch ein Vernieten der Lagerfeder am Dauermagneten bzw. an der Lagerplatte wäre in einer Umkehrung der Verhältnisse möglich, wobei dann die Klemmabschnitte am Anker angreifen würden. 3As already mentioned at the beginning, instead of the permanent magnet 6, a ferromagnetic bearing plate can also be provided for fastening the armature with a corresponding redesign of the magnet system. A riveting of the bearing spring to the permanent magnet or to the bearing plate would also be possible in a reversal of the situation, in which case the clamping sections would act on the armature. 3rd

Claims

AT 404 521 B claims 1. Rocker armature in an electromagnetic relay with a support (6) on which the armature (7) is mounted such that it can be rolled off about a central axis (61), a cut from a ferromagnetic band, between the armature (7) and the support (6) arranged bearing spring (8), which has a central fastening section (81) fastened to the armature and two torsion webs (83) each running outward from the fastening section along the central axis, characterized in that the support (6) is plate-shaped and that the bearing spring (8) has clamping sections (84) formed in the extension of the torsion bars and encompassing the edge of the plate-shaped carrier (6), each of the clamping sections (84) having a coupling section (85) lying flat on the surface of the carrier (6) and has at least one spring tongue (87) engaging on the carrier opposite the coupling section.

2. Rocker armature according to claim 1, characterized in that each clamping section (84) following the coupling section (85) has two connecting webs (86) encompassing the edge of the carrier (6), between which a spring tongue (87) is bent inwards .

3. rocker armature according to claim 1, characterized in that each clamping section (84) has an edge of the carrier (6) encompassing connecting web (86), with a spring tongue (87) being bent inwards on each of its two sides.

4. rocker armature according to claim 2 or 3, characterized in that the carrier (6) each has at its edge an incision (63) for receiving and securing the connecting webs (86).

5. rocker armature according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spring tongue (87) engages in a notch (64) on the coupling section (85) opposite side of the carrier (6).

6. rocker armature according to one of claims 1 to 5, characterized in that the carrier (6) is formed by a plate-shaped permanent magnet.

7. rocker armature according to one of claims 1 to 5, characterized in that the carrier is formed by a arranged below the anchor ferromagnetic pole plate.

8. rocker armature according to one of claims 1 to 7, characterized in that the function of the anchor (7) and the carrier (6) with respect to the bearing spring (8) are interchanged, such that the fastening section (81) of the bearing spring on the carrier (6) is fixed and the clamping sections (84) each encompass the side edge of the armature. Including 3 sheets of drawings 4