ELECTROMAGNETIC RELAY

Abstract: 1. Electromagnetic relay having a coil (4) which contains a coil core (5), an angled yoke (6), whose first leg (6a) is coupled with a pole end of the coil core (5) and whose second leg (6b) runs parallel to the coil axis, with a plate-like armature (7), which is mounted in the area of the free end of the second yoke leg (6b) and forms an air gap (8) with the other pole end of the coil core (5), as well as with an angled leaf spring (9) which serves as an armature restoring and contact spring and the first leg of which (9a) is secured to the yoke (6) and runs at least in part parallel to the second yoke leg (6b), and the second leg (9b) of which is essentially at right angles to the first leg (9a) of the leaf spring (9), in such a manner that the mutually abutting areas of the two legs (9a, 9b ; 19a, 19b ; 29a, 29b) of the leaf spring (9 ; 19 ; 29) exhibit at an approximate right angle a distinct knee, and the second leg (9b ; 19b ; 29b) of the leaf spring (9 ; 19 ; 29) lying partially on and being connected to the armature (7), characterized in that the area of the first leg (9a ; 19a ; 29a) of the leaf spring (9 ; 19 ; 29) in the vicinity of the knee is spaced from the rotational axis of the armature (7, 27) so as to increase the resilient length of the second leg (9b ; 19b ; 29b) of the leaf spring (9 ; 19 ; 29) and in that the first leg (9a ; 19a ; 29a) of the leaf spring (9 ; 19 ; 29) exhibits a swivel bearing (6c, 14) on the yoke (6) and/or a reduction in cross-section in such a manner that essentially it may only take up the tensile forces i.e. that it can be swivelled around its securing position on the yoke (6) almost without force.

Description: Elektromaqnetisches Relais Die Neuerung betrifft ein elektromagnetisches Relais mit einer einen Spulenkern enthaltenden Spule, einem winkelförmigen Joch, dessen erster Schenkel mit einem Pol ende des Spulenkerns gekoppelt ist und dessen zweiter Schenkel parallel zur Spulenachse verläuft, mit einem plattenförmigen, am freien Ende des zweiten Jochschenkels gelagerten und mit dem anderen Polende des Spulenkerns einen Arbeitsluftspalt bildenden Anker sowie mit einer abgewinkelt ausgebildeten, als Ankerrückstell- und Kontaktfeder dienenden Blattfeder, deren erster Schenkel am Joch gehalten ist und sich zumindest teilweise parallel zum zweiten Jochschenkel erstreckt und deren zweiter Schenkel teilweise auf dem Anker aufliegend mit diesem verbunden ist. Ein derartiges Relais ist bereits aus dem DE-GM 82 35 283 bekannt. Dort ist der erste Federschenkel der Blattfeder flach an einen Jochschenkel angeschweisst, so dass der im wesentlichen in einer durch die Ankerdrehachse verlaufenden Ebene liegt und ausserdem eine Vorspannung auf den Anker in dessen Längsrichtung ausübt. Dadurch kann der durch den zweiten Federschenkel gefesselte Anker nicht frei auf seiner Lagerstelle abrollen, sondern es tritt im Lager eine unerwünschte Reibung auf. Durch die von beiden Federschenkeln auf den Anker ausgeübte Vorspannung wird die Federrate im übrigen verhältnismässig steil. Aufgabe der Neuerung ist es, ein Relais der eingangs genannten Art so auszubilden, dass im Ankerlager unerwünsch te Reibungen vermieden werden und dass die auf den Anker wirkende Federrate nur gering ansteigt. Neuerungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die beiden Schenkel der Blattfeder an einem im Abstand von der Ankerdrehachse liegenden Knickpunkt annähernd einen rechten Winkel zueinander bilden und dass der erste Federschenkel im wesentlichen kräftefrei um seine Befestigungsstelle am Joch schwenkbar ist. Durch die neuerungsgemässe Gestaltung und Befestigung der Blattfeder kann sie einen doppelte Funktion als Kontaktfeder und als Ankerrückstellfeder erfüllen, ohne dass dabei der erste Schenkel eine Richtkraft auf den Anker aus übt. Dieser erste Federschenkel wird also lediglich in seiner Längsrichtung auf Zug belastet, während er in Querrichtung aufgrund seiner Querschnittsgestaltung und der Art seiner Befestigung frei beweglich ist und praktisch keine Kräfte aufnimmt. Die Rückstellkraft für den Anker wird vom zweiten Federschenkel erzeugt, welcher etwa im rechten Winkel vom ersten Federschenkel abgebogen ist und von diesem ausserhalb der Ankerdrehachse liegenden Knickpunkt bis zum Angriffspunkt am Anker eine grosse Federlänge aufweist, so dass über den langen Federarm des Ankers eine weiche Federcharakteristik erzeugt wird. Bei der Ankerbewegung kann dieser zweite Federschenkel in seiner Längsrichtung durch Verschwenken des ersten Federschenkels ausweichen, so dass der Anker nicht auf der Lagerstelle verschoben wird und somit keiner merklichen Reibung unterliegt. Die freie Beweglichkeit des ersten Federschenkels um ihren Befestigungspunkt wird in einer zweckmässigen Ausgestaltung dadurch erreicht, dass er in einem vom Joch vorstehenden Haltezapfen schwenkbar gelagert ist. Dieser Schenkel der Blattfeder kann dabei mittels einer an sei nem freien Ende vorgesehenen ösenförmigen Ausnehmung an dem Haltezapfen eingehängt sein. In zweckmässiger Ausgestaltung ist dabei weiterhin vorgesehen, dass der Haltezapfen in Längsrichtung dieses ersten Federschenkels verstellbar ist, beispielsweise durch Biegen, so dass die Lage des Knickpunktes zwischen den beiden Federschenkeln verändert werden kann, wodurch die Vorspannung des zweiten Federschenkels gegenüber dem Anker einstellbar ist. Da der erste Federschenkel keine Richtkraft auf den Anker ausüben soll, kann er in weiterer Ausgestaltung einen im Querschnitt geschwächten Bereich aufweisen. Dies ist besonders dann vorteilhaft, wenn das Ende des ersten Federschenkels unmittelbar am Joch durch Schweissen oder auf vergleichbare Weise befestigt ist. Durch die Querschnittsschwächung wird auch in diesem Fall sichergestellt, dass der erste Federschenkel praktisch keine Kräfte auf den Anker ausübt. Soll in besonders einfacher Gestaltung die Blattfeder mit dem ersten Federschenkel flach auf dem zweiten Jochschenkel aufliegen und an diesem befestigt sein, so ist es zweckmässig, wenn der Anker nicht in üblicherweise auf dem freien Ende des Jochschenkels, sondern an der Innenseite des Jochschenkels auf einem Spulenflansch gelagert ist. Auf diese Weise wird auch bei dieser Ausführungsform sichergestellt, dass die Ebene des zweiten Federschenkels vom Ankerdrehpunkt einen Abstand besitzt. Die Neuerung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 in perspektivischer Darstellung ein neuerungsgemäss gestaltetes Relais, Fig. 2 das Relais von Fig. 1 in Seitenansicht, Fig. 3 und Fig. 4 abgewandelte Ausführungsformen eines Relais in einer der Fig. 2 entsprechenden Ansicht. Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Relais besitzt als Träger einen Spulenkörper 1 mit den Flanschen 2 und 3, auf den eine Wicklung 4 aufgebracht ist und der im Innern einen durchgehenden Kern 5 trägt. Ein winkelförmiges Joch 6 ist mit seinem ersten Schenkel 6a an ein Ende des Spulenkerns gekoppelt, während sich der zweite Schenkel 6b parallel zur Spulenachse erstreckt und an seinem freien Ende eine Lagerung für einen plattenförmigen Anker 7 bildet. Dieser Anker bildet einen Arbeitsluftspalt 8 mit dem freien Pol des Kerns 5. Insoweit entspricht das Relais einem herkömmlichen Aufbau. Der Anker 7 betätigt eine Kontaktfeder 9, welche mit Nieten oder Schweisspunkten 10 auf dem Anker befestigt ist und mit ihrem freien Ende 9c über den Anker hinausreicht, dort ein Kontaktstück 11 trägt und mit einem Gegenkontaktelement 12 zusammenwirkt. Die Stromzuführung zu der Blattfeder 9 erfolgt über eine Litze 13, welche unmittelbar auf das Kontaktstück 11 aufgeschweisst ist. Die Blattfeder 9 dient aber neben der Kontaktgabe auch zur Ankerrückstellung. Sie besitzt zu diesem Zweck einen ersten Schenkel 9a, der an seinem Ende mit einer ösenförmigen Ausnehmung 9d an einem Haltezapfen 6c des Joches 6 eingehängt ist und von dem am Knickpunkt 9d ein zweiter Schenkel 9b annähernd im rechten Winkel abgebogen ist. Der Haltezapfen 6c ist zweckmässigerweise unmittelbar aus dem Material des Joches 6 herausgebogen. Er kann durch Biegen in Längsrichtung des Federschenkels 9a verstellt werden, wodurch auch der Knickpunkt 9d verstellt wird, so dass auf diese Weise die Vorspannung des Schenkels 9b gegenüber dem Anker verändert werden kann. Da der Federschenkel 9a um den Einhängepunkt am Haltezapfen 6c frei verschwenkt werden kann, übt er auf den Anker keinerlei Kräfte aus, er wird vielmehr nur in seiner Längsrichtung beansprucht und nimmt dabei die Kräfte des zweiten Schenkels 9b auf. Da der erste Schenkel 9a in einer Ebene liegt, die einen Abstand zur Drehachse des Ankers 7 aufweist, ergibt sich für den zweiten Schenkel 9b der Blattfeder ein langer Hebelarm und damit eine weiche Federcharakteristik. Durch eine Querschnittsverminderung im Bereich 9e steigt die Federrate besonders flach an. Der erste Schenkel ist im Bereich 9f zusätzlich besonders schmal gehalten, so dass die Einwirkung von Vorspannkräften auf den Anker durch diesen Federschenkel zusätzlich ausgeschlossen wird, selbst wenn dieser Federschenkel am Einhängepunkt nicht völlig frei beweglich wäre. Fig. 3 zeigt eine etwas abgewandelte Ausführungsform gegenüber Fig. 2. Um in diesem Fall den Haltezapfen am Joch einzusparen, wurde die Blattfeder 19 mit ihrem ersten Federschenkel 19a leicht gekröpft, so dass er teilweise auf dem Jochschenkel 6b aufliegt und durch Schweissen an diesem befestigt werden kann. Bei der Montage wird die Feder 19 mit einem Hilfsstempel 20 schrittweise in Richtung des Pfeiles 21 gedrückt, bis der Relaisansprechwert die gewünschte Grösse erreicht hat. Danach kann der Federschenkel 19a in der erwähnten Weise am Joch befestigt werden. Durch entsprechende Querschnittsgestaltung wird auch in diesem Fall erreicht, dass der Federschenkel 19a praktisch keine Vorspannkräfte auf den Anker ausübt. Eine weitere Abwandlung gegenüber Fig. 2 und 3 zeigt Fig. 4. Das Relais als solches ist auch in diesem Fall weitgehend wie vorher aufgebaut. Nunmehr ist jedoch die Blattfeder 29 mit ihrem ersten Federschenkel 29a unmittelbar flach auf den Jochschenkel 6b aufgelegt und an diesem be festigt. Um einen Abstand gegenüber der Ankerlagerung herzustellen, ist der Anker 27 in diesem Fall nicht auf dem Jochende, sondern neben dem Jochschenkel 6b auf einem Vorsprung 3a des Spulenflansches 3 gelagert. Bei der Montage wird auch in diesem Fall zunächst mit einem Stempel 20 leicht in Richtung des Pfeiles 21 gedrückt, bis die gewünschte Vorspannung des Ankers erreicht ist. Dann wird der Federschenkel 29a an dem Jochschenkel 6b befestigt. 8 Schutzansprüche 4 Figuren

Claims: Schutzans#rüche 1. Elektromagnetisches Relais mit einer einen Spulenkern enthaltenden Spule, einem winkelförmigen Joch, dessen erster Schenkel mit einem Pol ende des Spulenkerns gekoppelt ist und dessen zweiter Schenkel parallel zur Spulenachse verläuft, mit einem plattenförmigen, am freien Ende des zweiten Jochschenkels gelagerten und mit dem anderen Polende des Spulenkerns einen Arbeitsluftspalt bildenden Anker sowie mit einer abgewinkelt ausgebildeten, als Ankerrückstell- und Kontaktfeder dienenden Blattfeder, deren erster Schenkel am Joch gehalten ist und sich zumindest teilweise parallel zum zweiten Jochschenkel erstreckt und deren zweiter Schenkel teilweise auf dem Anker aufliegend mit diesem verbunden ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die beiden Schenkel (9a, 9b; 19a, 19b; 29a, 29b) der Blattfeder (9, 19, 29) in einem im Abstand von der Ankerdrehachse liegenden Knickpunkt (9d) annähernd einen rechten Winkel zueinander bilden und dass der erste Schenkel (9a; 19a; 29a) im wesentlichen kräfte- frei um seine Befestigungsstelle am Joch (6) schwenkbar ist. 2. Relais nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der erste Schenkel (9a) der Blattfeder (9) an einem vom Joch (6) vorstehenden Haltezapfen (6c) schwenkbar gelagert ist. 3. Relais nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z ei c h n e t , dass der erste Schenkel (9a) der Blattfeder (9) mittels einer an seinem freien Ende vorgesehenen Ausnehmung (14) an dem Haltezapfen (6c) eingehängt ist. 4. Relais nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Haltezapfen (6c) in Längsrichtung des zweiten Federschenkels (9a) verstellbar ist. 5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der erste Schenkel (9a) der Blattfeder einen im Querschnitt geschwächten Abschnitt (9f) aufweist. 6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der erste Schenkel (19a; 29a) der Blattfeder (19; 29) mit seinem freien Ende unmittelbar mit dem Joch (6) verbunden ist. 7. Relais nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der erste Schenkel (29a) der Blattfeder (29) flach auf der Aussenseite des zweiten Jochschenkels (6b) aufliegt und dass der Anker (7) an der Innenseite des zweiten Jochschenkels (6b) auf einem Vorsprung (3a) eines Spulenflansches (3) gelagert ist. 8. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der zweite Federschenkel (9b) eine gering ansteigende Federkennrate besitzt.

Inventors: DITTMANN, MICHAEL, DIPL.-ING.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1984
Main classification: H01H50
IPC codes: H01H50