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EP0131218A2 - Polarisiertes, elektromagnetisches Relais mit abgewinkelter Jochanordnung - Google Patents

Polarisiertes, elektromagnetisches Relais mit abgewinkelter Jochanordnung Download PDF

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Publication number
EP0131218A2
EP0131218A2 EP84107529A EP84107529A EP0131218A2 EP 0131218 A2 EP0131218 A2 EP 0131218A2 EP 84107529 A EP84107529 A EP 84107529A EP 84107529 A EP84107529 A EP 84107529A EP 0131218 A2 EP0131218 A2 EP 0131218A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
yokes
spring bracket
yoke
relay according
excitation coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP84107529A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0131218A3 (en
EP0131218B1 (de
Inventor
Wolfgang Dipl.Ing. Nestlen
Arno Reger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hengstler GmbH
Original Assignee
Hengstler GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Hengstler GmbH filed Critical Hengstler GmbH
Priority to AT84107529T priority Critical patent/ATE39305T1/de
Publication of EP0131218A2 publication Critical patent/EP0131218A2/de
Publication of EP0131218A3 publication Critical patent/EP0131218A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0131218B1 publication Critical patent/EP0131218B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/02—Bases; Casings; Covers
    • H01H50/04—Mounting complete relay or separate parts of relay on a base or inside a case
    • H01H50/041—Details concerning assembly of relays
    • H01H50/042—Different parts are assembled by insertion without extra mounting facilities like screws, in an isolated mounting part, e.g. stack mounting on a coil-support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00—Electromagnetic relays
    • H01H51/22—Polarised relays
    • H01H51/2236—Polarised relays comprising pivotable armature, pivoting at extremity or bending point of armature
    • H01H51/2245—Armature inside coil

Definitions

  • the invention relates to a polarized, electromagnetic relay with an angled yoke arrangement, consisting of two yokes arranged in parallel at a distance from one another with a permanent magnet arranged between them and lying between armature plates, the legs of this yoke arrangement carrying an excitation coil and the permanent magnet arranged in a pivotable armature rocker with its Anchor plates can be brought into contact with the pole faces of the yokes.
  • a relay mentioned at the outset has become known, for example, from DE-C 966 845 or EP-A 1-oo74577. Both embodiments, however, have the disadvantage that the magnetic circuit is unsymmetrical due to the different shape of the L-shaped yokes and therefore relatively large electrical losses occur.
  • the invention has set itself the task of developing a polarized, electromagnetic relay of the type mentioned in such a way that the spring bracket serves as a central mounting element for the excitation coil, the yokes and the rocker, thereby eliminating the disadvantages of an asymmetrical magnetic frame caused by other known constructions be that on the one hand all mechanical tolerances and on the other hand all electrical tolerances refer to the central unit of two yoke core parts that are each homogeneous.
  • the yokes of the zero point or the K oordinatenursprungJ are the fact that the yokes are in turn each performed in two in itself homogeneous guide grooves, the mechanical tolerances over rocker spring bracket, Steg add, to the contact springs and the electrical tolerances over these two identical parts, air gap, coil former towards the winding).
  • the invention is characterized in that all parts are structurally and mechanically related to the spring bracket and locked there, which leads to easy manufacture.
  • the spring bracket itself is designed as an inexpensive plastic injection molded part and has the corresponding guide grooves, guide ribs and locking recesses.
  • the symmetry of the magnetic frame is achieved in that the two yokes are L-shaped and exactly symmetrical to one another, that their core legs 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 cost-effective stamped parts, the manufacture of which does not even have to be carried out with the greatest possible precision, because minor non-parallelities are eliminated by the fact that the yokes are precisely guided in homogeneous, corresponding grooves in the side walls of the spring bracket and this enables precise installation is.
  • the parallelism of the pole faces of the yokes is thus achieved solely by the guidance in the area of the grooves in the side walls of the spring bracket, with 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 within the excitation coil between the core legs of the yokes.
  • the armature rocker 11 contains two armature plates 24, 25, which receive the permanent magnets 12 between them. It is important that the end faces of the anchor plate 24, 25 have a radius 26. The radius has the advantage that, despite the exact guidance of the pole faces 27, 28 of the yokes 14, 15, 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 lie linearly on the pole faces. However, due to the manufacturing tolerances, this can only be achieved theoretically, and therefore a deliberate transition to a short-line or even punctiform support of the anchor plates 24, 25 on the pole faces 27, 28 is made.
  • the contact surfaces 29, 30 of the anchor plates 24, 25 on the pole surfaces 27, 28 are identified in the area of the arrows. The same contact surfaces also apply to the opposite yoke 15.
  • the pole faces 27, 28 of the yokes 14, 15 engage in the receiving openings 31, 32 of the rocker 11 formed between the two anchor plates 24, 25.
  • the latching of the bolt 13 of the rocker 11 in the latching recess 7 on the spring bracket 1 is achieved in that the latching recess 7 is slightly undercut and thereby receives a certain elasticity. Furthermore, the wall of the spring bracket 1 in the area of the guide 6 is weakened with a slot 8.
  • each yoke 14, 15 each has a pole face 27, 28 with lower and upper contact surfaces 29, 30, and the yoke also has a yoke plate 33 with lateral latching lugs 16a, 16b.
  • the locking lugs 16a, 16b engage in the locking openings 10a, 10b ( Figure 1, Figure 7) of the spring bracket 1.
  • the coil body of the excitation coil 17 is inserted into the receiving opening 36 of the spring bracket 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 in accordance with FIG. 9 on the coil flange 42.
  • These locking recesses 39, 40 are only on the connection-side coil flange 42, while no locking openings are provided on the opposite coil flange 43. However, they can also be formed on both coil flanges.
  • the core legs 22, 23 of the yokes 14, 15 described above then engage in the core opening 44 of the excitation coil 17.
  • P for guiding the yoke 14,15 in the region of the yoke bar 33 are each disposed laterally on the yoke plate guide projections 45,46, which engage in associated grooves 47,48 in the spring bracket. This ensures that the yoke plates 33 on the spring bracket 1 are secured in the area of the receiving opening 36.
  • grooves 47, 48 extend over the width of the spring bracket. This groove 47, 48 is produced in the plastic injection molding of the spring bracket 1 with a single tool, so that the grooves are exactly parallel due to this tool.
  • the spring bracket is universally interchangeable, so that the contacts can be freely selected in the spring bracket.

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Abstract

Das polarisierte, elektromagnetische Relais weist ein auf Führungsnuten bezogenes Magnetgestell mit abgewinkelter Jochanordnung auf, die aus zwei im Abstand zueinander parallel angeordneten Jochen besteht, so wie aus einem dazwischen angeordneten und zwischen Ankerplatten liegenden Dauermagneten. Die zwei Joche sind L-förmig und genau identisch ausgebildet, wobei sich deren Kernschenkel über die gesamte Länge der Erregerspule erstrecken und im Bereich der Erregerspule aneinanderliegen. Hierdurch ergibt sich ein mechanisch und elektrisch absolut symmetrisches Magnetgestell, dessen Unsymmetrie durch im Luftspalt entstehende Verluste kompensiert wird. Durch die Verwendung identischer Joche ergibt sich eine einfache Montage im Federbock, der als Halterungselement für sämtliche Teile wirkt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein polarisiertes, elektromagnetisches Relais mit einer abgewinkelten Jochanordnung, bestehend aus zwei im Abstand zueinander parallel angeordneten Jochen mit einem dazwischen angeordneten und zwischen Ankerplatten liegenden Dauermagneten, wobei die Schenkel dieser Jochanordnung eine Erregerspule tragen und der in einer schwenkbaren Ankerwippe angeordnete Dauermagnet mit seinen Ankerplatten mit den Polflächen der Joche in Berührung bringbar ist.
  • Ein eingangs genanntes Relais ist beispielsweise mit der DE-C 966 845 oder der EP-A 1-oo74577 bekannt geworden. Beiden Ausführungsformen haftet jedoch der Nachteil an, daß der magnetische Kreis durch die unterschiedliche Form der L-förmig ausgebildeten Joche unsymmetrisch ist und daher relativ große elektrische Verluste entstehen.
  • Es ist ferner bekannt, die Joche durch Nieten an einem Kern zu befestigen, wodurch jedoch der Nachteil entsteht, daß durch den Nietvorgang Inhomogenitäten im Material verursacht werden, die ein symmetrisches Magnet-Gestell nicht mehr gewährleisten.
  • Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein polarisiertes, elektromagnetisches Relais der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß der Federbock als zentrales Halterungselement für die Erregerspule, die Joche und die Wippe dient, wobei die aus anderen bekannten Konstruktionen hervorgerufenen Nachteile eines unsymmetrischen Magnetgestells dadurch eliminiert werden, daß sich einerseits alle mechanischen Toleranzen und andererseits alle elektrischen Toleranzen auf die zentrale Einheit zweier in sich je homogener Joch-Kernteile beziehen. (Das heißt, im mathematischen Sinne sind die Joche der Nullpunkt bzw. der KoordinatenursprungJ Dadurch, daß die Joche in zwei wiederum je in sich homogenen Führungsnuten geführt werden, addieren sich die mechanischen Toleranzen über Wippe, Federbock, Steg hin zu den Kontaktfedern und die elektrischen Toleranzen über eben diese beiden identischen Teile, Luftspalt, Spulenkörper hin zur Wicklung).
  • Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile konstruktiv und mechanisch auf den Federbock bezogen und dort arretiert sind, was zu einer leichten Herstellung führt. Der Federbock selbst ist als kostengünstiges Kunststoffspritzgußteil ausgebildet und weist die entsprechenden Führungsnuten, Führungsrippen und Rastausnehmungen auf. Die Symmetrie des Magnetgestells wird dadurch erreicht, daß die zwei Joche L-förmig und genau zueinander symmetrisch (gleich) ausgebildet sind, daß sich deren Kernschenkel 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 Luftspaltenverluste im Innern der Spule symmetrisch auf beide Joche auswirken.
  • Dadurch, daß e i n Joch mit einem Jochschenkel von der einen Seite in die Erregerspule und ein anderes gleichartiges Joch mit einem Jochschenkel von der anderen Seite in die Erregerspule hineingreifen und sich diese beiden Jochschenkel 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 wegen der identischen Formgebung der beiden Joche leicht zu montieren und zu demontieren ist. Die Joche sind als kostengünstige Stanzteile ausgebildet, bei deren Herstellung nicht einmal mit größtmöglicher Präzision gearbeitet werden muß, weil geringe Unparallelitäten dadurch eliminiert werden, daß die Joche genau in sich je homogenen entsprechenden Nuten in den Seitenwänden des Federbocks 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 Federbocks erreicht, wobei an den Jochen entsprechende Führungsflächen angeordnet sind. Fehlerradien oder Fehler der Biegeflächen des gesamten Joches werden immer ausgeglichen, selbst wenn ein Luftspalt innerhalb der Erregerspule zwischen den Kernschenkeln der Joche 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. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.
  • Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
  • Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte, räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
  • Es zeigen:
    • Figur 1: Seitenansicht eines Relais nach der Erfindung in auseinandergezogener Darstellung,
    • Figur 2: Seitenansicht einer Ankerplatte,
    • Figur 3: Draufsicht auf die Ankerplatte,
    • Figur 4: Rückansicht eines Joches,
    • Figur 5: Seitenansicht eines Joches,
    • Figur 6: eine um 90° gedrehte Seitenansicht eines Joches,
    • Figur 7: Stirnansicht des Federbocks,
    • Figur 8: Seitenansicht des Federbocks,
    • Figur 9: Stirnansicht der Erregerspule,
    • Figur 10: Stirnansicht der gegenüberliegenden Seite der Erregerspule.
  • Die Ankerwippe 11 enthält zwei Ankerplatten 24,25 , die zwischen sich den Dauermagneten 12 aufnehmen. Wichtig ist, daß die Stirnflächen der Ankerplatte 24,25 einen Radius 26 aufweisen. Der Radius hat den Vorteil, daß trotz der exakten Führung der Polflächen 27,28 der Joche 14,15 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 aber 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 der punktförmigen Auflagefläche werden Symmetriefehler sehr stark reduziert.
  • Die Berührungsflächen 29,30 der Ankerplatten 24,25 auf den Polflächen 27,28 sind im Bereich der Pfeile gekennzeichnet. Dieselben Berührungsflächen gelten auch für das gegenüberliegende Joch 15.
  • Wesentlich hierbei ist, daß durch die Verkürzung der Ankerplattenlänge, bedingt durch den stirnseitigen Radius 26, gleichbleibende Auflagefläche auf den Berührungsflächen 29,30 gewährleistet ist, wobei die Steuerung des magnetischen Flußkreises auf ein Minimum reduziert wird. Das ist also bewußt ein größerer Verlust-Faktor, und man nimmt einen größeren, magnetischen Widerstand des gesamten magnetischen Kreises in Kauf, weil man mit der Vergrößerung des magnetischen Widerstandes im Kreis eine Reduzierung der Symmetriefehler erhält.
  • Die Polflächen 27,28 der Joche 14,15 greifen hierbei in die zwischen den beiden Ankerplatten 24,25 ausgebildeten Aufnahmeöffnungen 31,32 der Wippe 11 ein.
  • Einfache Montage ergibt sich dadurch, daß der Rastbolzen 13 der Wippe 11 in die Rastausnehmung 7 des Federbocks 1 eingreift, und daß ferner die Spule 17 in die Joche 14, 15 eingeklemmt wird. Die Joche 14,15 greifen mit den Polflächen 27,28 in die Führungsnut 47,48 des Federbocks 1 ein, wobei die am Joch im Bereich der Jochplatte 33 angeordneten Rastnasen 16a, 16b in die zugeordneten Rastöffnungen 10a, 10b des Federbocks 1 einrasten.
  • Die Rastung des Bolzens 13 der Wippe 11 in der Rastausnehmung 7 am Federbock 1 wird dadurch erreicht, daß die Rastausnehmung 7 leicht hinterschnitten ist und dadurch eine gewisse Elastizität erhält. Weiter ist die Wandung des Federbocks 1 im Bereich der Führung 6 mit einem Schlitz 8 geschwächt.
  • Jedes Joch 14,15 weist gemäss Figur 4 - 6 jeweils eine Polfläche 27,28 auf, mit unteren und oberen Berührungsflächen 29,30, ferner weist das Joch eine Jochplatte 33 mit seitlichen Rastnasen 16a, 16b auf.
  • Die Rastnasen 16a, 16b greifen in die Rastöffnungen 10a, 10b (Figur 1, Figur 7) des Federbocks 1 ein.
  • In die Aufnahmeöffnung 36 des Federbocks 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 gemäss Figur 9 am Spulenflansch 42 ein. Diese Rastausnehmungen 39,40 sind nur am anschlußseitigen Spulenflansch 42, während am gegenüberliegenden Spulenflansch 43 keine Rastöffnungen vorgesehen sind. Sie können jedoch auch an beiden Spulenflanschen ausgebildet sein. In die Kernöffnung 44 der Erregerspule 17 greifen dann die vorher beschriebenen Kernschenkel 22,23 der Joche 14,15 ein.
  • Zur Führung des Joches 14,15 im Bereich der Jochplatte 33 sind seitlich jeweils an der Jochplatte Führungsvorsprünge 45,46 angeordnet, die in zugeordnete Nuten 47,48 im Federbock eingreifen. Hierdurch ist eine Lagensicherung der Jochenplatten 33 am Federbock 1 im Bereich der Aufnahmeöffnung 36 gewährleistet.
  • Wichtig ist, daß die Nuten 47,48 sich über die Breite des Federbocks erstrecken. Diese Nut 47,48 wird bei dem Kunststoff-Spritzgießen des Federbocks 1 mit einem einzigen Werkzeug hergestellt, so daß die Nuten aufgrund dieses Werkzeugs genau parallel sind.
  • Der Federbock ist universell auswechselbar, so daß im Federbock die Kontaktbestückungen frei wählbar sind.

Claims (7)

1. Polarisiertes, elektromagnetisches Relais mit einer abgewinkelten Jochanordnung, bestehend aus zwei im Abstand zueinander parallel angeordneten Jochen mit einem dazwischen angeordneten und zwischen Ankerplatten liegenden Dauermagneten, wobei die Schenkel dieser Jochanordnung eine Erregerspule tragen und der in einer schwenkbaren Ankerwippe angeordnete Dauermagnet mit seinen Ankerplatten mit den Polflächen der Joche in Berührung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß alle Teile konstruktiv und mechanisch auf den Federbock (1) bezogen und dort arretiert sind.
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung der Symmetrie des Magnetgestells zwei Joche (14,15) L-förmig und genau zueinander symmetrisch ausgebildet sind, daß sich deren Kernschenkel (22,23) über die gesamte Länge der Erregerspule (17) aneinander anliegen.
3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Federbock (1) als Halterungselement für die Joche (14,15),die Erregerspule (17) und die Ankerwippe (11) ausgebildet ist.
4. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerwippe (11) seitliche Rastbolzen (13) aufweist, welche in zugeordnete Rastausnehmungen (7) am Federbock (1) eingreifen.
5. Relais nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet , daß jedes Joch (14,15) einen Kernschenkel (22,23) aufweist,an dem sich L-förmig abgebogen eine Jochplatte (33) anschließt, an der eine senkrecht zur Jochplatte (33) abgebogene Polfläche (27,28) ansetzt, und daß die Polflächen mit seitlichen Führungsvorsprüngen (45,46) in zueinander parallele, einander gegenüberliegende Nuten (47,48) in den Seitenflächen des Federbocks (1) im Bereich einer Aufnahmeöffnung (36) eingreifen.
6. Relais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß zur Arretierung der Polflächen (27,28) im Federbock (1) an der Jochplatte (33) einander gegenüberliegende, seitlich abstehende Rastnasen (16a,16b) angeordnet sind, welche in zugeordnete Rastöffnungen (10a, 10b) in den Seitenwänden des Federbocks (1) im Bereich der Aufnahmeöffnung (36) eingreifen.
7. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß an einem oder an beiden Spulenflanschen (42) der Erregerspule (17) seitliche, bezüglich der Mittenlängslinie einander gegenüberliegende Rastöffnungen (39) angeordnet sind, die mit kurzen Führungsrippen (37,38) , welche an der Innenseite der Seitenwände des Federbocks (1) angeordnet sind, verrastbar sind.
EP84107529A 1983-07-06 1984-06-29 Polarisiertes, elektromagnetisches Relais mit abgewinkelter Jochanordnung Expired EP0131218B1 (de)

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DE3324246A DE3324246C2 (de) 1983-07-06 1983-07-06 Polarisiertes, elektromagnetisches Relais
DE3324246 1983-07-06

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Publication Number Publication Date
EP0131218A2 true EP0131218A2 (de) 1985-01-16
EP0131218A3 EP0131218A3 (en) 1985-08-21
EP0131218B1 EP0131218B1 (de) 1988-12-14

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EP84107529A Expired EP0131218B1 (de) 1983-07-06 1984-06-29 Polarisiertes, elektromagnetisches Relais mit abgewinkelter Jochanordnung

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EP (1) EP0131218B1 (de)
AT (1) ATE39305T1 (de)
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