DE4411879C2

DE4411879C2 - Leaf spring arrangement in an electrical switching device and method for fastening and adjusting a leaf spring

Info

Publication number: DE4411879C2
Application number: DE19944411879
Authority: DE
Inventors: Josef Kern
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 1994-04-06
Filing date: 1994-04-06
Publication date: 1997-04-10
Anticipated expiration: 2014-04-07
Also published as: DE4411879A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Blattfederanordnung in einem elektrischen Schaltgerät, insbesondere in einem Relais, wobei eine Blattfeder mit einem Befestigungsabschnitt über eine Nietverbindung auf einem Träger befestigt ist. Außerdem be trifft die Erfindung ein Verfahren zur Befestigung und Ju stierung einer Blattfeder auf einem Träger, wobei ein aus der Trägeroberfläche vorstehender Nietzapfen mit einem Nietschaft durch eine Bohrung der Blattfeder gesteckt und dann auf der dem Träger gegenüberliegenden Seite der Blattfeder vernietet wird.The invention relates to a leaf spring arrangement in one electrical switching device, in particular in a relay, wherein a leaf spring with a fastening section over a Rivet connection is attached to a carrier. In addition be the invention meets a method of attachment and Ju Station of a leaf spring on a support, one from the Carrier surface protruding rivet cone with a rivet shank through a hole in the leaf spring and then on the riveted opposite side of the leaf spring to the carrier becomes.

Blattfedern werden in Schaltgeräten, wie Relais, sowohl als Kontaktträger als auch zur Ankerlagerung verwendet. So ist es beispielsweise seit langem allgemein üblich, Kontaktfedern als bewegliche Kontaktelemente an einem starren Träger mit größerem Querschnitt zu vernieten. Zur Einstellung einer Ru hestellung bzw. einer Vorspannung der Kontaktfeder wird diese üblicherweise in die gewünschte Richtung gebogen bzw. mit ei nem Knick versehen.Leaf springs are used in switching devices, such as relays, as well Contact carrier as well as used for anchor storage. That's the way it is for example, common for a long time, contact springs as movable contact elements on a rigid support rivet larger cross-section. To set a Ru position or a preload of the contact spring, this is usually bent in the desired direction or with egg provided a kink.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 82 35 283 U1 ist eine Re laisanordnung bekannt, wobei eine Blattfeder als Ankerhalte- und Kontaktfeder verwendet ist, welche in der eingangs ge nannten Art sowohl auf dem Joch als auch auf dem Anker flach aufliegend vernietet ist. Zu diesem Zweck sind aus dem Jochmaterial wie auch aus dem Ankermaterial jeweils Nietzap fen herausgeprägt und über der Blattfeder vernietet. Auch in diesem Fall wird sowohl die Ankerrückstellkraft als auch die Kontaktvorspannung durch die jeweilige Biegung der Blattfeder vorgegeben bzw. justiert.From the German utility model DE 82 35 283 U1 is a Re relay arrangement known, with a leaf spring as anchor holding and contact spring is used, which in the input ge named species on both the yoke and the anchor flat is riveted on top. For this purpose, from the Yoke material as well as rivet zap from the anchor material embossed and riveted over the leaf spring. Also in In this case, both the armature return force and the Contact preload due to the respective bending of the leaf spring predefined or adjusted.

In ähnlicher Weise ist auch bei einem Relais gemäß DE 36 40 737 C2 eine Ankerhalte- und Kontaktfeder sowohl auf dem Joch als auch auf dem Anker flach aufliegend vernietet. Dort ist ach gezeigt, daß die Ankerfeder auf dem Magnetjoch mit zwei nebeneinanderliegenden Nietstellen befestigt ist, wodurch ei ne Drehsicherung erreicht wird.The same applies to a relay according to DE 36 40 737 C2 an anchor holding and contact spring on both the yoke as well as riveted flat on the anchor. There is oh shown that the armature spring on the magnetic yoke with two adjacent rivet points is attached, whereby egg ne rotation lock is reached.

Aus der DE 29 19 520 AI ist ein thermischer Schalter bekannt, bei dem eine einen beweglichen Kontakt tragende Ankerfeder durch eine Klebstoffschicht an einem Druckstift befestigt ist. Dabei wird die Kontaktfedervorspannung durch die Dicke der Klebstoffschicht bestimmt, welche sowohl die Position als auch die Winkelstellung der Ankerfeder festlegt. From DE 29 19 520 AI a thermal switch is known in which an armature spring carrying a movable contact attached to a pressure pin by a layer of adhesive is. The contact spring preload is determined by the thickness The adhesive layer determines which both the position and also determines the angular position of the armature spring.

Aus der DE 26 18 993 B2 ist außerdem ein Relais bekannt, bei dem eine Kontaktfeder an einer mit dem Anker verbundenen Iso lierstoffplatte über einen angeformten Ansatz befestigt ist, wobei der Ansatz gegenüber der eigentlichen Isolierstoffplat te lediglich einen schmalen Verbindungssteg aufweist. Eine Justierung kann dabei über Justierschrauben in dem genannten Ansatz vorgenommen werden, durch deren Stellung der Winkel zwischen der Kontaktfeder und der Isolierstoffplatte ver stellt werden kann. Diese Art der Justierung bedingt jedoch einen erheblichen Aufwand bei der Teilefertigung und bei der Justierung selbst.A relay is also known from DE 26 18 993 B2, at which a contact spring on a Iso connected to the anchor lierstoffplatte is attached via a molded approach, taking the approach to the actual insulating board te only has a narrow connecting web. A Adjustment can be made using adjusting screws in the above Approach can be made by the position of the angle ver between the contact spring and the insulating plate can be put. However, this type of adjustment is necessary a considerable effort in the manufacture of parts and in Adjustment yourself.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Blattfederanord nung der eingangs genannten Art zu schaffen und ein Herstell- bzw. Justierverfahren hierfür anzugeben, bei dem es ein ein facher Aufbau und eine einfache Nietbefestigung ermöglichen, trotzdem schnell und kostengünstig eine Justierung der Blatt feder durch Änderung des Winkels zwischen Feder und Träger zu ermöglichen, ohne daß dabei an der Feder selbst gebogen wer den muß.The aim of the present invention is to provide a leaf spring arrangement creation of the type mentioned at the beginning and a manufacturing or adjustment procedure for this, in which there is a simple structure and simple rivet attachment enable nevertheless quick and inexpensive adjustment of the blade spring by changing the angle between the spring and the carrier allow without bending the spring itself who that must.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß ein aus der Trägeroberfläche ragender Nietzapfen einen zweistufi gen Querschnitt besitzt, wobei die erste Stufe eine Auflage basis für die Blattfeder bildet und die zweite Stufe als Nietschaft eine Bohrung der Blattfeder durchsetzend auf die ser vernietet ist.According to the invention this goal is achieved in that a rivets protruding from the support surface a two-stage has a cross-section, the first stage being a support forms the basis for the leaf spring and the second stage as Rivet shaft penetrating a hole in the leaf spring on the riveted.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Blattfeder auf einem zweistufigen Nietzapfen ist es möglich, durch symmetrische oder unsymmetrische Deformation der Auflagebasis die Blattfe der in einen beliebigen Winkel gegenüber dem Träger zu befe stigen und zu justieren, ohne die Blattfeder selbst zu bie gen. Diese Justiermöglichkeit ist lediglich durch die Geome trie der Anordnung, etwa durch die Höhe der Auflagebasis über dem Träger, begrenzt. The inventive arrangement of the leaf spring on a two-stage rivet it is possible through symmetrical or asymmetrical deformation of the support base the Blattfe to be at any angle to the wearer and adjust without bending the leaf spring itself This adjustment option is only due to the geome trie the arrangement, about by the height of the support base the carrier, limited.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung und Justierung ei ner solchen Blattfederanordnung besteht darin, daß zunächst der Nietzapfen mit abgestuftem Querschnitt aus dem Träger derart geprägt wird, daß eine erste Stufe als Basis mit einem Im Vergleich zu der Bohrung der Blattfeder größeren Durchmes ser und auf der ersten Stufe eine zweite Stufe als eigentli cher Nietschaft mit einem der Bohrung der Blattfeder angepaß ten Durchmesser entsteht, daß dann die Blattfeder mit ihrer Bohrung auf die zweite Stufe des Nietzapfens gesteckt und vernietet wird. Mittels eines zur Mittelachse des Nietzapfens geneigten Nietstempels kann eine unsymmetrische Deformation der Basis des Nietzapfens erzielt werden, wodurch die Blatt feder eine Winkeländerung gegenüber dem Träger erfährt.A preferred method of making and adjusting egg ner such leaf spring arrangement is that first the rivet pin with graduated cross-section from the carrier is shaped in such a way that a first level as a basis with a Compared to the bore of the leaf spring of larger diameter and on the first level a second level as the actual rivet shaft with one of the holes in the leaf spring th diameter arises that then the leaf spring with their Drilled hole on the second stage of the rivet pin and is riveted. By means of a to the central axis of the rivet pin inclined rivet punch can cause an asymmetrical deformation The base of the rivet pin can be achieved, making the sheet spring experiences an angle change with respect to the carrier.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen an hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigenThe invention is based on exemplary embodiments hand of the drawing explained in more detail. Show it

Fig. 1 und 2 einen Federträger mit angeprägtem Nietzapfen in zwei Ansichten, Fig. 1 and 2, a spring support having angeprägtem rivet in two views,

Fig. 3 den Federträger von Fig. 1 mit einer Blattfeder beim Nietvorgang mit senkrecht stehendem Nietwerkzeug, Fig. 3 shows the spring support of FIG. 1 with a leaf spring in the riveting process with vertically stationary riveting tool,

Fig. 4 den Federträger von Figur l mit einer Blattfeder beim Justieren mit schräg gestelltem Nietwerkzeug und einem gegen über Fig. 3 veränderten Gegenstempel,4 shows the spring support from FIG. 1 with a leaf spring during adjustment with an inclined riveting tool and a counter-punch modified in comparison with FIG. 3,

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Kontaktsatzes mit einer erfindungsgemäß angeordneten Kontaktfeder, Fig. 5 is a schematic representation of a contact set with an inventively arranged contact spring,

Fig. 6 ein schematisch dargestelltes Relais mit einer erfin dungsgemäß angeordneten Blattfeder, die als Ankerfeder und Kontaktfeder dient. Fig. 6 is a schematically illustrated relay with an inven tion arranged leaf spring, which serves as an armature spring and contact spring.

In den Fig. 1 und 2 ist ausschnittsweise ein Federträger 1 aus verhältnismäßig starrem Blech im Schnitt und in Drauf sicht gezeigt. Er dient zur Aufnahme einer Blattfeder 2 (Fig. 3), die eine Kontaktfeder oder eine Ankerrückstellfe der sein kann. Durch fertigungsbedingte Streuungen der Feder biegungen bzw. des Magnetsystems in einem Relais ist es er forderlich, die Federkräfte zu justieren, wobei üblicherweise die Feder selbst durch eine Biegeoperation in den gewünschten Kraftbereich gebracht wird. Da Federwerkstoffe aufgrund ihrer Rückfederung schlecht automatisierbar biegbar sind, ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, eine Justierung durch entspre chende Gestaltung an dem relativ unelastischen Träger 1 vor zusehen. Zu diesem Zweck ist aus dem Träger 1 ein Nietzapfen 3 mit abgestuftem Querschnitt geprägt, so daß eine erste Stufe eine Auflagebasis 4 für die Blattfeder 2 darstellt und eine zweite Stufe den eigentlichen Nietschaft 5 zur Befesti gung der Blattfeder bildet.In Figs. 1 and 2, a spring support 1 made of relatively rigid sheet metal in the section and in plan is fragmentary view shown. It serves to receive a leaf spring 2 ( Fig. 3), which can be a contact spring or an armature return. Due to manufacturing-related scattering of the spring bends or the magnet system in a relay, it is necessary to adjust the spring forces, with the spring itself usually being brought into the desired force range by a bending operation. Since spring materials are difficult to automate bend due to their springback, it is now provided according to the invention to see an adjustment by appropriate design on the relatively inelastic carrier 1 before. For this purpose, a rivet pin 3 with a stepped cross-section is embossed from the carrier 1 , so that a first stage constitutes a support base 4 for the leaf spring 2 and a second stage forms the actual rivet shaft 5 for fastening the leaf spring.

Fig. 3 zeigt die Anordnung zur Befestigung der Blattfeder 2 auf dem Träger 1 in Normalposition, d. h. in Parallelanord nung zum Träger. Als Nietwerkzeug dient ein Nietstempel 6 mit einem Gegenstempel 7, wobei dessen Ansatz 7a den inneren Be reich der gestuften Prägung, also den Nietschaft 5, unter stützt. Die Blattfeder 2 wird mit ihrer Bohrung 2a auf den Nietschaft 5 gesteckt und liegt dann auf der Auflagebasis 4. In diesem Zustand wird der Nietschaft 5 durch den Nietstempel 6 verformt, wobei in der Normalanordnung gemäß Fig. 3 der Nietstempel 6 senkrecht, also unter einem Winkel von 90°, zur Trägerebene steht. Fig. 3 shows the arrangement for fastening the leaf spring 2 on the carrier 1 in the normal position, that is, in parallel arrangement to the carrier. A riveting die 6 with a counter-die 7 serves as a riveting tool with its extension 7 a Be the inner area of the stepped embossing, that is, the rivet shaft 5, assisted. The leaf spring 2 is inserted with its bore 2 a on the rivet shaft 5 and then lies on the support base 4 . In this state, the rivet shaft 5 is deformed by the rivet punch 6 , the rivet punch 6 being perpendicular to the support plane in the normal arrangement according to FIG. 3, that is to say at an angle of 90 °.

Weicht nun die Federkraft durch Fertigungstoleranzen der Fe derform von der gewünschten Kraft ab, so kann durch Schräg stellung des Nietstempels 6 und durch nochmaliges Nieten die Einspannebene 8 der Feder allseitig um einige Grad verändert werden, so daß eine positive oder negative Kraftänderung stattfindet. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, wird in diesem Fall ein veränderter Nietstempel 7 ohne den Ansatz 7a (oder mit einziehbarem Innenteil 7a) verwendet, so daß der Nietschaft 5 nicht mehr unterstützt ist und sich schräg deformieren läßt, wie durch die übertrieben schräg dargestellte Unterseite 5a veranschaulicht ist. Die Achse des Nietstempels 6 steht dabei um einen Winkel α schräg zur Senkrechten, wodurch die Ein spannebene 8 der Feder 2 gegenüber der Oberflächenebene 9 des Trägers 1 um einen Winkel β geneigt wird, wobei β ungefähr gleich α ist. Durch die Änderung der Winkelstellung ändern sich auch Stellung und Kraft der Blattfeder zur jeweiligen Funktionsstelle. Dies kann sowohl eine Rückstellkraft eines Relaisankers als auch eine Kontaktkraft einer Relais-Kontakt feder sein. Bei laufender Überwachung der Kräfte in einer au tomatischen Fertigung kann durch ein Lernprogramm auch die Nietstempelstellung prozeßgesteuert werden, so daß die ge wünschte Justierung auch durch einen einzigen Gegenstempel 7 in einem Arbeitsschritt erreicht werden kann.If the spring force deviates from the desired force due to manufacturing tolerances of the Fe shape, the clamping plane 8 of the spring can be changed on all sides by a few degrees by inclined position of the riveting die 6 and by riveting again, so that a positive or negative change in force takes place. As shown in Fig. 4, in this case a modified rivet punch 7 is used without the approach 7 a (or with retractable inner part 7 a), so that the rivet shaft 5 is no longer supported and can be deformed obliquely, as exaggerated by obliquely shown bottom 5 a is illustrated. The axis of the riveting die 6 is at an angle α obliquely to the vertical, as a result of which the clamping plane 8 of the spring 2 is inclined by an angle β with respect to the surface plane 9 of the carrier 1 , β being approximately equal to α. The change in the angular position also changes the position and force of the leaf spring for the respective functional point. This can be both a restoring force of a relay armature and a contact force of a relay contact spring. With ongoing monitoring of the forces in an au tomatic production process, the rivet punch position can also be process-controlled by a learning program, so that the desired adjustment can also be achieved by a single counter-punch 7 in one work step.

In Fig. 5 ist in schematischer Darstellung ein Kontaktfeder satz eines Relais gezeigt. In einem Grundkörper 10 ist dabei ein Kontaktfederträger 11 verankert, an welchem eine Mittel kontaktfeder 12 über einen Nietzapfen 3 entsprechend der Dar stellung in den Fig. 1 bis 4 befestigt ist. Diese Kontakt feder bildet mit den Gegenkontaktelementen 13 und 14 einen Umschaltkontakt, wobei die Ruhekontaktkraft gegenüber dem Ge genkontaktelement 14 durch entsprechende Winkelstellung der Kontaktfeder 12 einjustiert werden kann. So erhält man durch eine Einstellung der Nietachse um einen Winkel α1 gegenüber der Normalachse 15 eine Richtung 16 der Federbasis, durch die die Kontaktkraft vermindert wird, während durch eine Verstel lung der Nietachse um einen Winkel α2 die Federbasis in die Ebene 17 verlegt wird, wodurch eine Erhöhung der Ruhekontakt kraft eintritt. Erwähnt sei noch, daß zur Drehsicherung na türlich auch zwei Nietungen nach dem selben Prinzip verwendet werden können.In Fig. 5, a contact spring set of a relay is shown in a schematic representation. In a base body 10 , a contact spring support 11 is anchored, to which a central contact spring 12 is fastened via a rivet pin 3 in accordance with the position shown in FIGS . 1 to 4. This contact spring forms with the counter-contact elements 13 and 14 a changeover contact, the rest contact force against the Ge genkontaktelement 14 can be adjusted by appropriate angular position of the contact spring 12 . So you get a setting 16 of the rivet axis by an angle α1 with respect to the normal axis 15 a direction 16 of the spring base by which the contact force is reduced, while by adjusting the rivet axis by an angle α2 the spring base is moved to the plane 17, whereby an increase in the resting contact force occurs. It should also be mentioned that, of course, two rivets can also be used to prevent rotation, according to the same principle.

Fig. 6 zeigt schematisch eine Relaiskonstruktion mit kombi nierter Anker- und Kontaktfeder. Dargestellt sind dabei der Übersichtlichkeit halber nur die metallischen Magnetkreis- und Kontaktteile ohne deren isolierende Trägerelemente, wie Spulenkörper und dergleichen. Das Relais besitzt eine Spule 20 sowie ein Kernjoch 21, an welchem eine Blattfeder 22 über eine Nietverbindung befestigt ist und über eine weitere Niet verbindung einen Anker 23 trägt. Das freie Ende der Blattfe der 22 dient als Mittelkontaktfeder 22a, die zwischen zwei Gegenkontaktelementen 24 und 25 umschaltbar ist. Fig. 6 shows schematically a relay construction with a combined armature and contact spring. For the sake of clarity, only the metallic magnetic circuit and contact parts are shown without their insulating support elements, such as coil bodies and the like. The relay has a coil 20 and a core yoke 21 , on which a leaf spring 22 is fastened via a rivet connection and carries an armature 23 via a further rivet connection. The free end of the Blattfe the 22 serves as a center contact spring 22 a, which is switchable between two counter-contact elements 24 and 25 .

Die Nietverbindung ist wie in den vorhergehenden Beispielen gestaltet. Aus dem Joch 21 ist ein Nietzapfen 3 geprägt, der eine Auflagebasis 4 für die Blattfeder 22 bildet. Durch ent sprechende Neigung der Nietrichtung um einen Winkel α1 oder α2 gegenüber der Normalrichtung 26 kann auch in diesem Fall die Vorspannung der Blattfeder 22 eingestellt werden, um auf diese Weise die Ankerrückstellkraft bzw. die Öffnerkontakt kraft zu justieren.The rivet connection is designed as in the previous examples. A rivet pin 3 is formed from the yoke 21 and forms a support base 4 for the leaf spring 22 . By ent speaking inclination of the riveting direction by an angle α1 or α2 with respect to the normal direction 26 , the bias of the leaf spring 22 can also be adjusted in this case, in order to adjust the armature restoring force or the break contact force in this way.

Claims

1. leaf spring arrangement in an electrical switching device, in particular in a relay, wherein a leaf spring ( 2 ; 12 ; 22 ) is fastened with a fastening section via a rivet connection on a carrier ( 1 ; 11 ; 21 ), characterized in that one of the Carrier surface projecting rivet pin fen ( 3 ) has a two-stage cross-section, the first stage forming a support base ( 4 ) for the leaf spring ( 2 ; 12 ; 22 ) and the second stage as a rivet shaft ( 5 ) a drilling of the leaf spring ( 2 ; 12 ; 22 ) is riveted on this ver.

2. Leaf spring arrangement according to claim 1, characterized in that the two-stage rivet pin ( 3 ) is integrally formed from the material of the carrier formed from sheet metal ( 1 ; 11 ; 21 ).

3. leaf spring arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the rivet is deformed such that the support base ( 4 ) is inclined at a certain angle (β) to the surface ( 9 ) of the carrier.

4. Leaf spring arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the leaf spring ( 22 ) serves as an armature spring and that the angular position of the support base determines the armature preload.

5. leaf spring arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the leaf spring ( 12 ; 22 ) serves as a con tact spring and that the angular position of the support base determines the rest contact force.

6. A method for mounting and adjustment of a leaf spring (2) on a support (1), wherein a protruding from the support surface rivet (3) fitted with a rivet shank (5) through a bore (2 a) of the leaf spring and then on the The rivet opposite side of the leaf spring is riveted, characterized in that first the rivet pin ( 3 ) is embossed with a graduated cross section from the carrier ( 1 ) in such a way that a first step as a support base ( 4 ) with a compared to the bore ( 2 a ) the leaf spring ( 2 ) larger diameter and on the first stage a second stage as the actual rivet shank ( 5 ) with a diameter adapted to the bore ( 2 a) of the leaf spring ( 2 ) that the leaf spring ( 2 ) with its bore the second stage of the rivet pin ( 3 ) is inserted and riveted and that an asymmetrical deformation of the rivet punch ( 6 ) inclined to the central axis of the rivet pin ( 3 ) Base ( 4 ) of the rivet pin is achieved, whereby the leaf spring ( 2 ) undergoes a change in angle with respect to the carrier ( 1 ).