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Die
Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Elektromagnetische
Relais sind in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Beispielsweise
beschreibt die internationale Patentanmeldung WO 00/24019 ein elektromagnetisches
Relais mit einem Grundkörper,
der eine Grundebene festlegt, einem auf dem Grundkörper angeordnetem Magnetsystem
mit Spule, Kern und Anker. Zudem weist das Relais ein Schließer-Kontaktfederpaar
und mindestens einen Öffner-Kontaktfederpaar
auf, wobei jedes Kontaktfederpaar eine aktive und eine passive Kontaktfeder
umfasst. Jede Kontaktfeder ist senkrecht zur Grundebene stehend
in dem Grundkörper
befestigt und trägt
an ihrem, von dem Grundkörper
entfernten Ende ein Kontaktstück.
Zudem ist ein Betätigungsschieber
vorgesehen, der mit dem Anker gekoppelt ist parallel zur Grundebene
bewegbar ist und in Wirkverbindung mit der Kontaktfeder steht.
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Im
Stand der Technik ist bereits ein elektromagnetisches Relais bekannt,
wie in 4 dargestellt
ist. Das bekannte Relais weist eine Kontaktanordnung mit einem Umschaltkontakt 6 und
einem Arbeitskontakt 5 und einem Anlageelement 7 auf.
Das Anlageelement 7 weist eine Anlagefläche auf, die auf der Höhe von Kontaktknöpfen 13 des
Umschaltkontakts 6 angeordnet ist. Aufgrund dieser Anordnung schlägt der Umschaltkontakt 6 in
der Offenposition des Relais mit den Kontaktknöpfen 13 an die Anlagefläche des
Anlageelements 7 an. Die Höhenposition des Anlageelements 7 weist
den Vorteil auf, dass der Umschaltkontakt geschont wird, da der
Umschaltkontakt mit den Kontaktknöpfen am Anlageelement 7 zur
Anlage gelangt.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Relais mit besseren elektrischen
Eigenschaften bereitzustellen.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird mit dem Relais gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Weitere
vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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Ein
Vorteil des Relais besteht darin, dass der Umschaltkontakt in der
Offenposition zur Anlage an einem Anlageelement kommt, wobei das
Anlageelement unterhalb des Kontaktknopfes des Umschaltkontaktes
angeordnet ist. Auf diese Weise wird überraschend eine verbesserte
Funktion des elektromagnetischen Relais erreicht. Durch die Anlage
des Umschaltkontaktes am Anlageelement unterhalb des Kontaktknopfes
wird sowohl die mechanische als auch die elektrische Funktion des
Relais verbessert. Insbesondere wird ein verbessertes Schaltverhalten des
Relais erreicht. Versuche haben gezeigt, dass die Langzeitstabilität des Relais
um 30% erhöht
wird.
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Vorzugsweise
ist der Umschaltkontakt in Form einer Kontaktfeder, insbesondere
einer Doppelkontaktfeder ausgebildet. In dieser Ausführungsform gelangt
das Federblech in Anlage an das Anlageelement in der Offenposition
des Umschaltkontaktes. Das Federblech bietet zum Einen die gewünschte elastische
Funktion und zum Anderen eine ausreichende mechanische Stabilität, die für den Umschaltkontakt
benötigt
wird.
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In
einer weiteren Ausführungsform
erstreckt sich der abgewinkelte Plattenteil des Anlageelementes über die
gesamte Breite des Umschaltkontaktes. Dadurch wird eine gleichmäßige Anlage
des Umschaltkontaktes am Anlageelement erreicht. Dies führt zu einer
geringeren Abnutzung des Umschaltkontaktes.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein
Relais in einer perspektivischen Darstellung;
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2 das
Anlageelement mit den Umschalt- und Arbeitskontakten;
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3 den
Grundkörper
mit den montierten Umschaltkontakten, den Arbeitskontakten und dem Anlageelement;
und
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4 ein
Relais gemäß dem Stand
der Technik.
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1 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung ein elektromagnetisches Relais 1,
das im Wesentlichen einen Grundkörper 8,
eine Spule 2, eine Ankerplatte 3 und ein Joch 4 aufweist.
Die Ankerplatte 3 steht über ein Schieberelement 10 in Wirkverbindung
mit einem Umschaltkontakt 6. Der Umschaltkontakt 6 ist
gegenüberliegend
zur Ankerplatte 3 an der Spule 2 angeordnet. Dem
Umschaltkontakt 6 ist ein Arbeitskontakt 5 zugeordnet.
Der Umschaltkontakt 6 und der Arbeitskontakt 5 sind
in der dargestellten Ausführungsform
als Federkontakte, insbesondere als Doppelfederkontakte ausgebildet.
Der Umschaltkontakt 6 und der Arbeitskontakt 5 können auch
in anderen Ausführungsformen
realisiert sein. Der Arbeitskontakt 5 und der Umschaltkontakt 6 sind
in den Grundkörper 8 eingesteckt
und auf diese Weise mit dem Grundkörper 8 befestigt.
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Die
Ankerplatte 3 ist ebenfalls in den Grundkörper 8 eingesteckt,
aber kippbar im Grundkörper 8 gehaltert.
Im oberen Endbereich weist die Ankerplatte 3 einen Fortsatz 9 auf,
der in eine Rastöffnung
des Schieberelementes 10 eingesteckt ist und über eine Rastverbindung
mit dem Schieberelement 10 verbunden ist. Das Schieberelement 10 ist
auf dem Grundkörper 8 aufgelegt
und parallel zur Längsachse der
Spule 2 verschiebbar am Grundkörper 8 gelagert. Das
Schieberelement 10 weist gegenüberliegend zur Rastöffnung an
zwei Seitenkanten, jeweils einen Dornfortsatz 11 auf. Die
Dornfortsätze 11 greifen
in der dargestellten Position in Aufnahmeöffnungen 12 des Umschaltkontaktes 6 ein.
Die Aufnahmeöffnungen 12 sind
jeweils an der Außenseite
neben den Kontaktknöpfen 13 des
Umschaltkontaktes 6 ausgebildet. Der Arbeitskontakt 5 weist
ebenfalls in jedem Federelement einen Kontaktknopf 13 auf.
Die Kontaktknöpfe 13 des
Arbeitskontaktes 5 und des Umschaltkontaktes 6 sind
auf gleicher Höhe
angeordnet, so dass ein elektrischer Kontakt beim Schließen des Relais 1 über eine
Anlage der Kontaktknöpfe 13 des Arbeitskontaktes 5 und
des Umschaltkontaktes 6 erreicht wird.
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Zudem
ist zwischen der Spule 2 und dem Umschaltkontakt 6 ein
Anlageelement 7 angeordnet, an dem der Umschaltkontakt 6 in
einer Offenposition des Relais 1 zur Anlage kommt. Das
Anlageelement 7 weist eine Anlagefläche auf, die unterhalb der
Kontaktknöpfe 13 des
Umschaltkontaktes 6 ausgebildet ist und unterhalb der Kontaktknöpfe 13 zur
Anlage am Umschaltkontakt 6 in der Offenposition des Relais 1 kommt.
In einer weiteren Ausführungsform
ist der Umschaltkontakt 6 in Form einer Doppelkontaktfeder
ausgebildet. In einer Weiterbildung ist der Umschaltkontakt 6 mit
einer vorgegebenen Vorspannung gegen das Anlageelement 7 vorgespannt.
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Das
Schieberelement 10 weist im Bereich des Umschaltkontaktes 6 an
gegenüberliegenden Seitenbereichen
jeweils ein Rahmenteil 23 auf, an dem der Dornfortsatz 11 ausgebildet
ist. Die Rahmenteile 23 sind jeweils oberhalb des Anlageelementes 7 angeordnet.
Aufgrund der niedrigen Ausbildungsform des Anlageelementes 7 ist
eine Anlage des Umschaltkontaktes 6 mit der gesamten Breite
am Anlageelement 7 möglich,
und zudem ist ausreichend Platz für die Ausbildung der Rahmenteile 23 vorhanden.
Die Rahmenteile 23 sind oberhalb des Anlageelementes 7 angeordnet.
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In
der dargestellten Ausführungsform
ist das Anlageelement 7 in Form einer abgewinkelten Platte ausgebildet,
wobei sich ein abgewinkeltes Plattenteil 14 quer über den
gesamten Umschaltkontakt 6 erstreckt, so dass der Umschaltkontakt 6 mit
der gesamten Breite am abgewinkelten Plattenteil 14 zur Anlage
kommt. In der dargestellten Ausführungsform der
Doppelkontaktfeder für
den Umschaltkontakt 6 gelangen beide Federelemente des
Umschaltkontaktes 6 zur Anlage an das Anlageelement 7.
Dadurch wird eine gleichmäßige Anlage
des Umschaltkontak tes 6 erreicht, so dass der Umschaltkontakt 6 beim Aufschlagen
auf das Anlageelement 7 geschont wird.
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Das
Joch 4 ist als U-förmiges
Joch mit zwei Jochschenkeln ausgebildet, wobei ein Jochschenkel durch
die Mitte der Spule geführt
ist, und den Kern der Spule darstellt. Der zweite Jochschenkel ist
im Bereich des Anlageelements 7 aus der Spule 2 heraus
und entlang der Spule 2 bis in den Bereich der Ankerplatte 3 geführt. Die
Ankerplatte 3 ist im unteren Bereich an den Kern der Spule 2 angelegt,
wobei der obere Bereich in der Offenposition des Relais 1 von dem
zweiten Jochschenkel 4 beabstandet angeordnet ist.
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Wird
nun die Spule 2 über
elektrische Anschlüsse 15 bestromt,
so wird die Ankerplatte 3 im oberen Bereich zum oberen
Jochschenkel hin gezogen, wobei die Ankerplatte 3 eine
Kippbewegung in Richtung auf die Spule 2 durchführt. Dabei
ist die Drehachse im Bereich des Grundkörpers 8 angeordnet.
Durch die Kippbewegung wird das Schieberelement 10 in Richtung
auf den Umschaltkontakt 6 bewegt. Aufgrund der Bewegung
des Schieberelements 10 greifen nach einer freien Strecke
die Dornfortsätze 11 in
die Aufnahmeöffnungen 12 ein
und schieben den Umschaltkontakt 6 in Richtung auf den Arbeitskontakt 5.
Dabei gelangen die Kontaktknöpfe 13 des
Umschaltkontaktes 6 in mechanischem Kontakt mit den Kontaktknöpfen 13 des
Arbeitskontaktes 5. Somit wird eine elektrisch leitende
Verbindung zwischen dem Arbeitskontakt und dem Umschaltkontakt hergestellt.
Der Arbeitskontakt 5 weist erste elektrische Anschlüsse 16 und
der Umschaltkontakt 6 zweite elektrische Anschlüsse 17 auf,
die auf der Unterseite aus dem Grundkörper 8 herausgeführt sind.
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Wird
nun die magnetische Spule 2 entstromt, so wird die Ankerplatte 3 durch
eine nicht dargestellte Ankerfeder zurück in die Ausgangsposition
bewegt, wodurch auch das Schiebeelement 10 wieder in die Ausgangsposition
zurückbewegt
wird. Dabei werden die Dornfortsätze 11 aus
den Aufnahmeöffnungen 12 herausbewegt,
so dass auch der federnd ausgebildete Umschaltkontakt 6 zurück in die
Ausgangsposition schwingt. Dabei schlägt der Umschaltkontakt 6 an das
Anlageelement 7 an und kommt am Anlageelement 7 zur
Anlage.
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2 zeigt
in einer perspektivischen Darstellung die Anordnung des Anlageelementes 7,
des Umschaltkontaktes 6 und des Arbeitskontaktes 5.
In dieser Darstellung sind der Arbeitskontakt 5, der Umschaltkontakt 6 und
das Anlageelement 7 in der gleichen Position dargestellt,
in der die Bauteile im Relais verbaut sind. Das Anlageelement 7 ist
im Wesentlichen in Form einer Platte ausgebildet, an deren oberen
Randbereich ein abgewinkeltes Plattenteil 14 in Richtung
auf den Umschaltkontakt 6 angeformt ist. Das Anlageelement 7 ist
im verbauten Zustand mit Einsteckabschnitten 18 in eine
Grundplatte des Grundkörpers 8 eingesteckt
und am Grundkörper 8 befestigt.
Die Aufnahmeöffnungen 12 sind
in Form von gebogenen Laschen seitlich der Kontaktknöpfe 13 angeformt.
Der Umschaltkontakt 6 besteht im Wesentlichen aus einer
Kontaktplatte 19, an der die zweiten elektrischen Anschlüsse 17 angeformt
sind. An die Kontaktplatte 19 sind zwei Federelemente 20 in
Form von Federplättchen
befestigt, die sich nach oben erstrecken und nebeneinander angeordnet sind.
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Der
Arbeitskontakt 5 besteht aus einer zweiten Kontaktplatte 21,
an deren Unterseite die ersten Anschlüsse 16 herausgeführt sind.
An der zweiten Kontaktplatte 21 sind zwei zweite Federelemente 22 in
Form von Federplättchen
befestigt, die nebeneinander angeordnet sind und nach oben über die
zweite Kontaktplatte 21 hinausgeführt sind. Die ersten und die
zweiten Federplättchen 20, 22 sind
im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet, wobei die Kontaktknöpfe 13 in
den ersten und zweiten Federplättchen 20, 22 befestigt
sind.
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3 zeigt
eine schematische Seitenansicht des Grundkörpers 8 und der Kontaktanordnung
mit dem Arbeitskontakt 5 und dem Umschaltkontakt 6. Der
Umschaltkontakt 6 liegt an einer Anlagefläche 24 des
Anlageelementes 7 an. In der Darstellung der 3 sind
die weiteren Elemente des Relais aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
Der Umschaltkontakt 6 ist in der dargestellten Position
in der Offenposition, in der kein elektrischer Kontakt zwischen
dem Arbeitskontakt 5 und dem Umschaltkontakt 6 gegeben
ist. In dieser Position liegt der Umschaltkontakt 6 mit
einer festgelegten Vorspannung am Anlageelement 7 an, wobei
das Anlageelement 7 unterhalb der Kontaktknöpfe 13 direkt
an den Federplättchen 20 des
Umschaltkontaktes 6 anliegt.
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Die
Anordnung des Anlageelementes 7 mit dem abgewinkelten Plattenteil 14 unterhalb
der Kontaktknöpfe 13 des
Umschaltkontaktes 6 führt
zu einer verbesserten Ansteuerbarkeit der Umschaltkontakte 6.
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- 1
- Relais
- 2
- Spule
- 3
- Ankerplatte
- 4
- Joch
- 5
- Arbeitskontakt
- 6
- Umschaltkontakt
- 7
- Anlageelement
- 8
- Grundkörper
- 9
- Fortsatz
- 10
- Schieberelement
- 11
- Dornfortsatz
- 12
- Aufnahmeöffnung
- 13
- Kontaktknopf
- 14
- Plattenteil
- 15
- Anschlüsse
- 16
- erste
Anschlüsse
- 17
- zweite
Anschlüsse
- 18
- Einsteckabschnitt
- 19
- Kontaktplatte
- 20
- Federelement
- 21
- zweite
Kontaktplatte
- 22
- zweite
Federelemente
- 23
- Rahmenteil
- 24
- Anlagefläche