DE19705508C1 - Elektromagnetisches Relais - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais, das die folgenden Merkmale aufweist:

• - eine durch Anlegen einer Erregerspannung, insbesondere einer Erreger-Gleichspannung, betätigbare Magnet­ baugruppe zur Erzeugung eines magnetischen Flusses,
• - eine Betätigungsbaugruppe, die einen durch den magneti­ schen Fluß beaufschlagten, beweglichen Anker aufweist, wobei die Magnetbaugruppe und die Betätigungsbaugruppe so ausgebildet sind, daß der Anker zwischen wenigsten einer ersten und einer zweiten Lage hin- und herbewegbar ist, und
• - eine Schaltbaugruppe, die wenigstens zwei feststehende Kontakte sowie wenigstens eine durch die Betätigungsbau­ gruppe betätigbare Kontaktfeder aufweist, die wahlweise mit jeweils einem der feststehenden Schaltkontakte elek­ trisch leitend miteinander verbindbar ist.

In DE 34 15 761 C2 ist ein Relais der eingangs genannten Art beschrieben mit einem an der Stirnseite eines Spulenkörpers angeordneten Joch und einem Polblech an der entgegengesetzten Stirnseite des Spulenkörpers. Das Polblech ist dabei über dem Wicklungsbereich der Spule abgewinkelt. Am Joch und am Pol­ blech ist jeweils ein in Richtung der Spulenachse abgewinkel­ ter Kernschenkel einstückig angeformt. Die Kernschenkel sind parallel zueinander unter Zwischenfügung einer isolierenden Schicht in einen Axialdurchbruch des Spulenkörpers einge­ steckt. Oberhalb des Spulenkörpers ist am Joch ein Klappanker gelagert, welcher zwischen zwei Lagen hin- und herbewegbar ist und mit dem Polblech genau einen Arbeitsluftspalt bildet. Der Klappanker umfaßt die Magnetbaugruppe dabei lediglich in einer der beiden Lagen teilweise. Während am Klappanker eine kombinierte Rückstell- und Kontaktfeder befestigt ist, trägt das Polblech genau einen Festkontakt. Eine bistabile Ausfüh­ rung eines solchen Relais ist damit nicht möglich.

Gattungsgemäße elektromagnetische Relais sind beispielsweise aus der EP 0 423834 A2 und aus der EP 0 691 030 B1 bekannt. Die aus diesen Druckschriften bekannten Relais weisen einen Wippanker auf, der im Bereich zwischen einer Schaltbaugruppe und einer Magnetbaugruppe angeordnet ist. Bei der Betätigung der Magnetbaugruppe durch Anlegen einer Gleichspannung an ei­ ne in der Magnetbaugruppe vorgesehene Spule wird in einem Spulenkern und einem außerhalb der Spule gelegenen Joch ein Magnetfluß erzeugt, der den Anker je nach der Polarität der Erregungsspannung so anzieht, daß er eine von zwei vorbe­ stimmten Lagen einnimmt. Der Anker betätigt eine bewegliche Schaltkontakte tragende Kontaktfeder, die über dafür vorgese­ hene feststehende Schaltkontakte vorbestimmte Kontaktstifte an der Unterseite des Relais elektrisch leitend miteinander verbindet.

Ein ähnliches elektromagnetisches Relais ist aus der EP 0 293 199 A2 bekannt. Bei den aus der EP 0 293 199 A2 be­ kannten Relais treten die Kontaktstifte der Schaltbaugruppe jedoch auf derjenigen Seite des Relaisgehäuses aus, auf der die Magnetbaugruppe gelegen ist.

Schließlich sind aus der WO 94/13 002 und aus der EP 0 640 243 B1 elektromagnetische Relais bekannt, bei denen der Anker oberhalb der Magnetbaugruppe und der Schaltbau­ gruppe angeordnet ist, wobei die Bewegung des Ankers durch dafür vorgesehene Schiebeglieder auf die Schaltbaugruppe übertragen wird.

Bei den vorstehenden Relais ist besonders von Nachteil, daß diese eine große Bauhöhe haben, was deren Einsatz in Schal­ tungen für Anwendungen mit geringem Platzangebot ausschließt.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein gattungsgemäßes elek­ trisches Relais bereitzustellen, das nur einen geringen Bau­ raum beansprucht.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Anker wenigstens eine Aussparung aufweist, die so ausge­ bildet ist, daß der Anker die Magnetbaugruppe in jeder Lage wenigstens teilweise umfaßt, und daß der Anker als Wippanker ausgebildet ist.

Die Erfindung beruht dabei auf den Grundgedanken, daß sich zumindest Teilbereiche des Ankers in der Ebene der Magnet­ baugruppe befinden, so daß nur noch ein kleiner Teilbereich des Ankers über der Magnetbaugruppe angeordnet sein muß. Da­ durch beansprucht der Anker nur wenig Bauraum über der Ma­ gnetbaugruppe, so daß sich ein besonders platzsparendes elek­ tromagnetisches Relais ausbilden läßt. Gemäß einer vorteil­ haften Ausgestaltung läßt sich dies besonders einfach dadurch erzielen, daß die Aussparung bzw. die Aussparungen jeweils als Durchbruch ausgebildet sind.

Wenn der Anker in der Draufsicht die Form eines Rechtecks aufweist, wobei zwei in Längsrichtung des Rechtecks nebenein­ ander gelegene rechteckige Aussparungen vorgesehen sind, dann ergibt sich ein besonders stabiler und dabei platzsparender Anker. Ein solcher Anker hat in der Draufsicht die Form der Zahl Acht (8). Abweichend von dieser Ausgestaltung kann der Anker auch so ausgebildet sein, daß er in der Draufsicht H- förmig ist.

Bei den beiden vorstehenden Ausgestaltungen des Ankers ist so ein Mittelsteg zwischen den beiden Aussparungen vorgesehen, der vorteilhafter Weise eine im Querschnitt ballig ausgebil­ dete Oberfläche aufweist. Ein wie vorstehend ausgebildeter Anker kann direkt und ohne weitere Lagerungselemente auf dem Magnetsystem oder einem anderen Bauteil des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Relais gelagert werden.

Ganz besonders platzsparend läßt sich ein erfindungsgemäßes Relais mit einem Anker ausbilden, der in der Ansicht von der Seite abgekröpfte Längsenden aufweist. Dadurch ist darüber hinaus eine Vergrößerung des Bewegungsraumes des erfindungs­ gemäßen Ankers sichergestellt. Dadurch lassen sich zuverläs­ sige Schaltungen bei den erfindungsgemäßen Relais erreichen, wobei diese nur einen geringen Bauraum beanspruchen.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Magnetbaugruppe als gepoltes Magnetsystem ausgebildet. Dadurch läßt sich auf besonders einfache Weise ein polarisiertes elektromagneti­ sches Relais ausbilden, dessen Schaltzustand von der Polari­ tät der an die Magnetbaugruppe angelegten Erregerspannung ab­ hängt.

Das gepolte Magnetsystem kann dabei einen Magnetkreis mit we­ nigstens einer Spule mit einem Spulenkern, mit zwei je an ei­ nem Ende des Spulenkerns angeordneten Polschuhen und mit ei­ nem parallel zur Achse der Spule sowie zwischen den Polschu­ hen angeordneten, dreipoligen Magneten aufweisen. Anstelle des Spulenkerns mit den zwei Polschuhen ist es auch möglich, ein U-förmiges bzw. ein L-förmiges Joch als Spulenkern vorzu­ sehen.

Abweichend davon kann das gepolte Magnetsystem auch einen Ma­ gnetkreis mit den folgenden Merkmalen aufweisen:

• - zwei Spulen mit axial fluchtend hintereinander an­ geordneten Kernabschnitten,
• - zwei je an einem freien Ende der Kernabschnitte an­ geordnete Polschuhe,
• - einen zweipoligen Dauermagneten, der zwischen bei­ den Spulen senkrecht zu deren Achse angeordnet ist, und zwar derart, daß ein Pol des Magneten mit den beiden Kernabschnitten gekoppelt ist und daß der andere Pol des Magneten mit einem auf ihm gelager­ ten Mittelabschnitt eines Wippankers gekoppelt ist, dessen Enden mit den Polschuhen jeweils Arbeits­ luftspalte bilden.

Die beiden vorstehenden Alternativen zur Ausbildung des ge­ polten Magnetsystems ermöglichen die Herstellung eines beson­ ders zuverlässigen erfindungsgemäßen elektromagnetischen Re­ lais.

Abweichend von den vorstehenden Ausgestaltungen des erfin­ dungsgemäßen elektromagnetischen Relais kann die Magnetbau­ gruppe auch als ungepoltes Magnetsystem ausgebildet sein. Ei­ ne solche Ausgestaltung wird gewöhnlich bei monostabilen elektromagnetischen Relais gewählt, wobei das ungepolte Ma­ gnetsystem einen Magnetkreis mit wenigstens einer Spule und mit einem als U-förmiges Joch ausgebildeten Spulenkern verse­ hen ist. Das U-förmige Joch kann einstückig ausgebildet oder abweichend davon aus einem stabförmigen Spulenkern und aus einem auf der Außenseite der Spule angeordneten, L-förmigen Joch zusammengesetzt sein, wobei Spulenkern und Joch magne­ tisch in Reihe geschaltet sind. Vorteilhafterweise ist der auf der Außenseite der Spule angeordnete Schenkel des Jochs kürzer ausgebildet als der auf der Innenseite der Spule ange­ ordnete Schenkel. Dadurch ergibt sich eine besonders zuver­ lässige Betätigung des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Relais. Vorteilhafterweise durchragt der längere Schenkel des Jochs die Spule vollständig, wobei auf dem aus der Spule her­ ausragenden Ende des Schenkels zusätzlich ein Polschuh vorge­ sehen ist. Dies begünstigt den zur Betätigung des Ankers not­ wendigen magnetischen Fluß.

In weiterer Ausbildung der Erfindung weist die Betätigungs­ baugruppe wenigstens ein insbesondere aus isolierendem Mate­ rial hergestelltes Schiebeglied auf, das ein Ende bzw. beide Enden des Ankers jeweils mit mindestens einer Kontaktfeder des Ankers beweglich verbindet. Das so ausgebildete elektro­ magnetische Relais gestattet es auf besonders einfache Weise, einen räumlichen Abstand und eine besonders gute Isolierung zwischen der Schaltbaugruppe und der Magnetbaugruppe vorzuse­ hen.

Bei den bisher erläuterten Ausgestaltungen des erfindungs­ gemäßen elektromagnetischen Relais wird gewöhnlich die Aus­ führungsform mit gepoltem Magnetsystem und Wippanker dafür verwendet, ein bistabiles elektromagnetisches Relais bereit­ zustellen, während die Ausführungsform mit ungepoltem Magnet­ system zur Herstellung eines monostabilen elektromagnetischen Relais verwendet wird. Unter Vorsehung bestimmter mechani­ scher Zusatzelemente ist es auch möglich, das mit dem gepol­ ten Magnetsystem versehene elektromagnetische Relais monosta­ bil auszuführen, beispielsweise durch unterschiedliche Ge­ staltung der Arbeitsluftspalte auf beiden Seiten des Ankers oder durch unterschiedlichen Abgleich des (dreipoligen) Dau­ ermagneten.

Abweichend davon ist es auch möglich, den Anker in wenigstens einer Bewegungsrichtung mit einer durch eine Rückstellfeder erzeugten Rückstellkraft zu beaufschlagen. Gemäß dem Erfin­ dungsgedanken kann der Anker auch über Teile der Betätigungs­ einrichtung von der Rückstellfeder betätigt werden.

In Weiterbildung der Schaltbaugruppe ist eine die Kontakt­ feder bzw. die Kontaktfedern beinhaltende Federbaugruppe vor­ gesehen, die weiterhin einen aus isolierendem Material herge­ stellten und vom Anker beaufschlagbaren Mittelsteg aufweist. Durch eine derart ausgestaltete Federbaugruppe läßt sich eine besonders gute Isolierung der Kontaktfedern und damit der zu schaltenden Last von dem Magnetsystem erreichen. Dadurch er­ gibt sich ein besonders zuverlässig arbeitendes elektromagne­ tisches Relais.

Dabei läßt sich die Federbaugruppe auf besonders einfache Weise dadurch herstellen, daß der Mittelsteg als Kunst­ stoffumspritzung der als Platine vorab aus einem dünnen Blech ausgestanzten Kontaktfeder bzw. der Kontaktfedern ausgebildet ist.

Das erfindungsgemäße elektromagnetische Relais weist weiter­ hin eine das Relais versteifende und die Baugruppen des Re­ lais tragende Tragbaugruppe auf, die auch einen zur Aufnahme insbesondere der Magnetbaugruppe bestimmten Grundkörper auf­ weisen kann. Der Grundkörper ist dabei vorteilhafterweise aus einem isolierenden Material hergestellt und weist einen H- förmigen Querschnitt sowie geschlossene Seitenflächen und Endflächen auf. Durch diese Ausbildung der Tragbaugruppe kann eine sonst übliche Kappe zur Abdeckung der Baugruppen des Re­ lais entfallen. Das H-förmige Profil des Grundkörpers gibt dabei dem Relais eine hohe Längssteifigkeit. Durch die Aus­ bildung des Grundkörpers aus einem isolierenden Material wird die Zuverlässigkeit und Betriebssicherheit des erfindungs­ gemäßen elektromagnetischen Relais erhöht.

Weiterhin ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Grund­ körper Stecktaschen zur Aufnahme von Stromversorgungs­ kontakten der Magnetbaugruppe aufweist. Dadurch läßt sich das erfindungsgemäße elektromagnetische Relais auf besonders ein­ fache Weise montieren. Weiterhin können im Grundkörper Füh­ rungen zur Aufnahme der Betätigungsbaugruppe vorgesehen sein. Die derartigen Führungen können dann insbesondere die Verbin­ dungsglieder zwischen dem Anker und der Federbaugruppe auf­ nehmen, wodurch eine besonders zuverlässige Betätigung der Federbaugruppe gewährleistet ist.

Schließlich ist noch vorgesehen, daß die Tragbaugruppe eine mit dem Grundkörper verbindbare Sockelbaugruppe aufweist, die zur Aufnahme wenigstens eines Teils der Kontaktbaugruppe be­ stimmt ist. Bei dieser Ausgestaltung läßt sich das Relais auf besonders einfache Weise montieren.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand von zwei Ausfüh­ rungsbeispielen näher veranschaulicht.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemä­ ßes, polarisiertes elektromagnetisches Relais,

Fig. 2 zeigt das Relais aus Fig. 1 in einer perspektivi­ schen Darstellung mit teilweise geschnitten darge­ stelltem Gehäuse,

Fig. 3 zeigt das Relais aus den Fig. 1 und 2 in explo­ sionsartig auseinandergezogener Darstellung seiner Einzelteile,

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch ein weiteres erfin­ dungsgemäßes, neutrales elektromagnetisches Relais und

Fig. 5 zeigt das Magnetsystem des Relais von Fig. 4 in perspektivischer, teilweise geschnittener Darstel­ lung.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen einen Längsschnitt durch ein er­ findungsgemäßes elektromagnetisches Relais 1. Das Relais 1 gliedert sich in eine Tragbaugruppe 2, die gleichzeitig die Funktion eines Gehäuses übernimmt, in eine Magnetbaugruppe 3, in eine Betätigungsbaugruppe 4 und in eine im Bereich der Un­ terseite des elektromagnetischen Relais 1 gelegene Kontakt­ baugruppe 5. Die Magnetbaugruppe 3 ist dabei so ausgebildet, daß die Kontaktbaugruppe 5 über die Betätigungsbaugruppe 4 betätigbar ist.

Zentrales Element der Magnetbaugruppe 3 ist die durch die beiden elektrischen Anschlüsse 37 und 38 mit einer Erreger­ spannung wahlweise in der einen oder anderen Richtung beauf­ schlagbare Spule 6, die eine auf einen Spulenkörper 7 aufge­ brachte Spulenwicklung 8 aufweist. Der Spulenkörper 7 ist, wie man in Fig. 1 am besten sieht, in Richtung der Längsach­ se der Spule 6 mit einem Spulenrohr 9 versehen, in dem ein Spulenkern 10 aufgenommen ist. Beiderseits des Spulenkerns 10 sind Polschuhe 11 vorgesehen, wobei zwischen die freien Enden der Polschuhe 11 ein dreipoliger Dauermagnet 12 eingefügt ist. Der dreipolige Dauermagnet 12 ist dabei so ausgebildet, daß er im Bereich seiner Enden je einen N-Pol aufweist, wäh­ rend in seinem Mittenbereich ein S-Pol vorgesehen ist. Wie insbesondere in Fig. 2 zu sehen ist, sind die Polschuhe 11 im Bereich ihrer oberen Enden jeweils abgestuft ausgebildet. Auf diese Weise entstehen beiderseits abgesetzte Polflächen 11a, zwischen denen ein längerer Mittenabschnitt 11b nach oben vorspringt.

Je nach der Richtung des im Spulenkern 10 erzeugten magneti­ schen Flusses betätigt die Magnetbaugruppe 3 die Betätigungs­ baugruppe 4 auf unterschiedliche Weise.

Dazu weist die Betätigungsbaugruppe 4 einen an der Oberseite der Spule 6 angeordneten Anker 13 auf, der besonders gut in den perspektivischen Darstellungen in den Fig. 2 und 3 zu sehen ist. Der Anker 13 weist in der Draufsicht die Form ei­ ner liegenden Zahl 8 auf und ist nach dem Wippanker-Prinzip gestaltet. Der Anker 13 hat im wesentlichen eine rechteckige Form mit angeschrägten Ecken und ist aus einem dünnen ferro­ magnetischen Blech hergestellt. Dabei sind zwei im wesentli­ chen rechteckige Ausnehmungen 14 im Anker 13 eingebracht, die in Längsrichtung des Ankers 13 nebeneinanderliegen. Zwischen den Ausnehmungen 14 ist ein Mittelsteg 15 ausgebildet, der im Querschnitt ballig ausgebildete Oberflächen 15a und 15b hat, wie am besten in Fig. 1 zu sehen ist. Weiterhin sind im Be­ reich der Enden des Ankers 13 stirnseitig Verbindungsstege 16 ausgebildet. Im Bereich der Verbindungsstege 16 sind die En­ den des Ankers 13 gegenüber seinem Mittenbereich 13a abge­ kröpft, während der Mittenbereich 13a im Längsschnitt im we­ sentlichen kreisbogenförmige Gestalt hat.

Der Anker 13 liegt mit einer unteren Oberfläche 15a des Mit­ telsteges 15 als Drehkoppelfläche im mittleren Bereich des dreipoligen Dauermagneten 12 auf, wie am besten in Fig. 1 zu sehen ist.

Wie in Fig. 2 besonders gut zu sehen ist, ragen die seitli­ chen Bereiche des Ankers 13 in die Ebene des dreipoligen Dau­ ermagneten 12 hinein. Bei einer wippenden Bewegung des Ankers 13 um den Mittelsteg 15 auf dem dreipoligen Dauermagneten 12 bewegen sich die Verbindungsstege 16 im Bereich der Polschuhe 11 auf und ab. Dabei ist gewährleistet, daß in einer Endstel­ lung des Ankers 13 die Oberseite des dann gerade nach oben ragenden Verbindungsstegs 16 nicht über die Oberseite 15b des Mittelsteges 15 hinausragt. In Verbindung mit der Ausbildung der Magnetbaugruppe 3, gemäß der die Polflächen 11a der Pol­ schuhe 11 seitlich abgesetzt neben den Ankopplungsflächen zum dreipoligen Dauermagneten 12 liegen, ergibt sich so eine be­ sonders platzsparende Ausführung von Magnetbaugruppe 3 und Betätigungsbaugruppe 4, da das Relais 1 so nur eine geringe Bauhöhe beansprucht. Der Anker bildet beiderseits seiner Aus­ nehmungen 14 die Arbeitsluftspalte mit den abgesetzten Polflächen 11a, während der jeweilige Mittelabschnitt 11b des Polschuhes 11 in die Ausnehmung 14 des Ankers eintaucht und so einen zusätzlichen Flußübergang nach Art eines umgekehrten Tauchankerprinzips bewirkt.

Die Betätigungsbaugruppe 4 weist weiterhin zwei Schiebe­ glieder 17 auf, die derart im Bereich der Enden der Spule 6 angeordnet sind, daß die Oberseiten der Schiebeglieder 17 je­ weils durch die Verbindungsstege 16 des Ankers 13 beauf­ schlagbar sind. Die Schiebeglieder 17 sind als flache recht­ eckige Isolierstoff-Abschnitte ausgebildet, wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist.

An die Betätigungsbaugruppe 4 schließt sich die Schaltbau­ gruppe 5 an, die im wesentlichen aus einer Federbaugruppe 18 und aus feststehenden Kontakten 19 bzw. 20 besteht, die mit Kontaktstiften 21 und 22 in Verbindung stehen. Die Feder­ baugruppe 18 hat zwei voneinander getrennte, parallel verlau­ fende Blattfedern 23 und 24, die an den Enden aufgeschweißte Schaltkontakte 25 tragen. Die Blattfedern 23 und 24 werden aus einer gemeinsamen Platine vorgefertigt und mit isolieren­ dem Material umspritzt, so daß sich zwischen ihnen ein iso­ lierender Mittelsteg 26 ausbildet. Die Blattfedern 23 und 24 haben mittlere Anschlußlappen, die waagrecht liegen, und die an ihren Enden heruntergebogene Befestigungslappen 27 aufwei­ sen, die mit entsprechenden Mitten-Kontaktstiften 29 verbun­ den sind.

Der Mittelsteg 26 ist an jedem Ende als Betätigungskopf 30 ausgeformt, der mit der Unterseite der Schiebeglieder 17 in Kontakt steht. Die Magnetbaugruppe 3, die Betätigungs­ baugruppe 4 und die Schaltbaugruppe 5 sind innerhalb der als Gehäuse ausgebildeten Tragbaugruppe 2 angeordnet. Zentraler Bestandteil der Tragbaugruppe 2 ist der Grundkörper 31, der in einem Querschnitt quer zu der Ebene der in Fig. 1 gezeig­ ten Darstellung eine H-förmige Form hat. Der Grundkörper 31 ist aus isolierendem Material hergestellt und hat eine Innen­ wanne 32 zur Aufnahme der Magnetbaugruppe 3. Dabei sind an einer Stirnseite des Grundkörpers 31 auf der Innenseite zwi­ schen der Innenwanne 32 und der Stirnseite Führungen 33 für die Schiebeglieder 17 vorgesehen. Die Innenwanne 32 ist so ausgebildet, daß der Grundkörper 31 eine hohe Längs­ steifigkeit aufweist. Die Mitten-Kontaktstifte 29 sind in da­ für vorgesehenen Taschen in der Unterseite der Innenwanne 32 eingesteckt. Für den Durchtritt der Anschluß-Kontaktstifte 37, 38 der Spule 6 sind besondere Öffnungen in der Innenwanne 32 vorgesehen.

Nach oben hin wird der Grundkörper 31 durch eine Abdeckplatte 34 verschlossen, die auf ihrer Unterseite Absätze 35 ausge­ bildet hat, zwischen denen der Mittelsteg 15 des Ankers 13 mit seiner balligen Oberseite 15b geführt ist. Schließlich weist die Tragbaugruppe 2 noch einen Sockel 36 auf, der den Grundkörper 31 nach unten hin abschließt und der die Kontakt­ stifte 21 und 22 sowie die zugehörigen feststehenden Kontakte 19 und 20 trägt.

Zur Montage wird die Spule 6 von oben in den Grundkörper 31 eingesetzt. Danach werden die Polschuhe 11 auf den Spulenkern 10 aufgesetzt und der dreipolige Dauermagnet 12 montiert. An­ schließend werden die Bauteile der Magnetbaugruppe 3 durch eine Vergußmasse miteinander verklebt. Dann werden die Schie­ beglieder 17 in die dafür vorgesehenen Führungen 33 einge­ setzt. Der Anker 13 wird daraufhin auf die Magnetbaugruppe 3 aufgesetzt. Abschließend wird der Grundkörper 31 durch die oben aufgesetzte Abdeckplatte 34 verschlossen.

In den dann umgedrehten Grundkörper 31 wird die Feder­ baugruppe 18 eingesetzt, wobei die Anschlußlappen 27 der Blattfedern 23 und 24 per Widerstands- oder Laserschweißung an den den Mittelanschlüssen entsprechenden Kontaktstiften 28, 29 befestigt werden. Die Federbaugruppe 18 wird bei Ruhe­ lage des Ankers 13 an den Mittelanschlüssen 29 befestigt, wo­ durch sich bei gleichzeitig flexibler Lagerung eine monosta­ bile Vorspannung der Federbaugruppe 18 erreichen läßt.

Hierauf wird der Sockel 36 so weit in den Grundkörper 31 ein­ gedrückt, bis sich hinsichtlich der feststehenden Kontakte 19 und 20 ein gewünschter Kontaktüberhub einstellt. Dazu wird der Anker 13 in eine Endlage gebracht, die Kontaktgabe zwi­ schen Schaltkontakten 25 und feststehenden Kontakten 19 über­ wacht und der Sockel 36 um den gewünschten Überhub weiter in den Grundkörper 31 geschoben. Nach dem Umlegen des Ankers 13 auf die andere Seite wird auf dieser ebenso der gewünschte Kontaktüberhub eingestellt. Der Sockel 36 wird dabei von in dieser Ansicht nicht gezeigten Verdrängungsrippen im Grund­ körper 31 gehalten. Danach wird der Sockel 36 mit dem Grund­ körper 31 verklebt und das Relais 1 abgedichtet.

Die Kontaktstifte 21, 22, 29, 37 und 38 können für eine SMD- Variante des Relais 1 umgeformt und auf die entsprechende Länge abgeschnitten werden.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine neutrale bzw. nicht polari­ sierte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektro­ mechanischen Relais 40, das eine Tragbaugruppe 41, eine Ma­ gnetbaugruppe 42, eine Betätigungsbaugruppe 43 und eine Schaltbaugruppe 44 aufweist.

Die Tragbaugruppe 41 stimmt identisch mit der Tragbaugruppe 2 aus den Fig. 1 bis 3 überein, so daß auf deren detaillier­ te Beschreibung verzichtet wird. Gleichen Bauteilen sind gleiche Bezugsziffern gegeben. Dasselbe gilt für die Betäti­ gungsbaugruppe 43, die identisch mit der Betätigungsbaugruppe 4 aus den Fig. 1 bis 3 übereinstimmt, sowie für die Schaltbaugruppe 44, die identisch mit der Schaltbaugruppe 5 aus den Fig. 1 bis 3 übereinstimmt.

Das neutrale Relais 40 unterscheidet sich vom Relais 1 im we­ sentlichen dadurch, daß ein ungepoltes Magnetsystem ohne Dau­ ermagneten vorliegt. Die Magnetbaugruppe 42 hat dazu die Spu­ le 6, die einen Spulenkörper 7 mit einer darauf vorgesehenen Spulenwicklung 8 aufweist. Im Spulenrohr 9 ist ein U-förmiges Kern-Joch 45 eingebracht, dessen kürzerer Jochschenkel 46 auf der Außenseite der Spule 6 liegt. Auf dem Endabschnitt des kürzeren Jochschenkels 46 ist der Mittelsteg 15 des Ankers 13 über der Spulenmitte abrollbar angeordnet. Der längere Kern- Schenkel 47 des Jochs 45 ist als Kern so ausgeführt, daß er bei vollständig in den Spulenkörper 7 eingestecktem Zustand über eine Stirnseite der Spule 6 hinausragt. Am über die Stirnseite der Spule 6 hinausragenden Ende des längeren Schenkels 47 schließt sich ein Polschuh 48 an, der senkrecht zu der Achse der Spule 6 verläuft.

Die Montage des Relais 40 entspricht weitgehend der des vor­ her beschriebenen Relais 1, wobei natürlich das neutrale Ma­ gnetsystem ohne Dauermagnet und mit nur einem Polschuh ent­ spechende Modifizierungen mit sich bringt.

Die Funktion des neutralen Systems ergibt sich aus dem in den Fig. 4 und 5 gezeigten Aufbau. Der Wippanker 13 wirkt in diesem Fall lediglich mit seinem in der Darstellung rechten Ankerende mit dem einzigen Polschuh 48 zusammen, der wie die Polschuhe 11 beiderseitig abgesetzte Polflächen 48a zur Bil­ dung der Arbeitsluftspalte besitzt. Der Mittelabschnitt 48b taucht wie im vorhergehenden Fall in eine Ausnehmung 14 des Ankers 13 ein, während das entgegengesetzte Ankerende ledig­ lich einen Betätigungssteg 16 aufweist, aber keinen Arbeits­ luftspalt bildet. Auf dieser Seite taucht ein Teil des Joch­ schenkels 46 in die Ausnehmung 14 des Ankers ein, der in der Breite gegenüber dem Kernschenkel 47 verringert ist.

Da es sich um ein neutrales System handelt, muß der Anker durch Federkraft in seine Ruhelage vorgespannt werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Kontaktfedern ungleichmäßig vorgespannt sind, wodurch das Schiebeglied 17 auf der rechten Seite von Fig. 4 den Anker von der Polfläche 48a abhebt und über das linke Ankerende die Kontakte auf der linken Seite im Ruhezustand geschlossen hält. Bei Erregung des Magnetsystems wird der Anker mit seinem rechten Ende an die Polfläche 48a angezogen, wodurch die Kontakte auf der rechten Seite von Fig. 4 geschlossen und diejenigen auf der linken Seite geöffnet werden. Die Vorspannung kann man bei der Montage dadurch einstellen oder verstärken, daß die Befe­ stigungslappen 27 an ihren Anschlußstift 29 geschweißt wer­ den, während die in Fig. 4 linken Kontakte 19, 25 geschlossen gehalten werden. Wenn die Vorspannung der Kontaktfedern nicht zur Erzielung der monostabilen Vorspannung ausreicht, kann eine zusätzliche Feder zur Erzeugung der erforderlichen Rück­ stellkraft für den Anker eingesetzt werden.

Claims (22)

1. Elektromagnetisches Relais, das die folgenden Merkmale aufweist:

• 1. - eine durch Anlegen einer Erregerspannung betätigba­ re Magnetbaugruppe (3, 42) zur Erzeugung eines ma­ gnetischen Flusses,
• 2. - eine Betätigungsbaugruppe (4, 43), die einen durch den magnetischen Fluß beaufschlagten, beweglichen Anker (13) aufweist, wobei die Magnetbaugruppe (3, 42) und die Betätigungsbaugruppe (4, 43) so ausge­ bildet sind, daß der Anker (13) zwischen wenigstens einer ersten und einer zweiten Lage hin- und herbe­ wegbar ist, und
• 3. - eine Schaltbaugruppe (5, 44), die wenigstens zwei feststehende Schaltkontakte (21, 22) sowie wenig­ stens eine durch die Betätigungsbaugruppe (4, 43) betätigbare Kontaktfeder (23, 24) aufweist, die wahlweise mit jeweils einem der feststehenden Schaltkontakte (21, 22) elektrisch leitend verbind­ bar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (13) wenigstens eine Aussparung (14) aufweist, die so ausgebildet ist, daß der Anker (13) die Magnetbaugruppe (3, 42) in jeder Lage wenigstens teilweise umfaßt, und daß der Anker als Wippanker (13) ausgebildet ist.

2. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Aussparung bzw. die Aussparungen (14) jeweils als Durchbruch ausgebildet ist bzw. sind.

3. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Anker (13) in der Draufsicht die Form eines Rechtecks aufweist, wobei zwei in Längsrich­ tung des Rechtecks nebeneinander gelegene, rechteckige Aussparungen (14) vorgesehen sind (die Form einer 8).

4. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Anker (13) in der Draufsicht H- förmig ausgebildet ist.

5. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (13) im Bereich zwischen den beiden Aussparungen (14) einen Mittelsteg (15) aufweist, der wenigstens eine im Querschnitt ballig ausgebildete Oberfläche aufweist.

6. Elektromagnetisches Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (13) in der Ansicht von der Seite abgekröpfte Längsenden auf­ weist.

7. Elektromagnetisches Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetbau­ gruppe als gepoltes Magnetsystem (3) ausgebildet ist.

8. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das gepolte Magnetsystem (3) einen Ma­ gnetkreis mit wenigstens einer Spule (6) mit einem Spu­ lenkern (10), mit zwei je an einem Ende des Spulenkerns (10) angeordneten Polschuhen (11) und mit einem parallel zur Achse der Spule (6) sowie zwischen den Polschuhen (11) angeordneten, dreipoligen Magneten (12) aufweist.

9. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das gepolte Magnetsystem einen Magnet­ kreis mit den folgenden Merkmalen aufweist:

• 1. - zwei Spulen mit axial fluchtend hintereinander an­ geordneten Kernabschnitten, -
  zwei je an einem freien Ende der Kernabschnitte an­ geordnete Polschuhe,
• 2. - einen zweipoligen Dauermagneten, der zwischen bei­ den Spulen senkrecht zu deren Achse angeordnet ist, und zwar derart daß ein Pol des Magneten mit den beiden Kernabschnitten gekoppelt ist und daß der andere Pol des Magneten mit einem auf ihm gelager­ ten Mittelabschnitt eines Wippankers gekoppelt ist, dessen Ende mit den Polschuhen jeweils Arbeits­ luftspalte bilden.

10. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetbaugruppe als ungepoltes Magnetsystem (42) ausgebildet ist.

11. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das ungepolte Magnetsystem (42) einen Magnetkreis mit wenigstens einer Spule (6) und mit einem als U-förmiges Joch (45) ausgebildeten Spulenkern auf­ weist.

12. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das U-förmige Joch aus einem stabför­ migen Spulenkern und aus einem auf der Außenseite der Spule angeordneten, L-förmigen Joch zusammengesetzt ist, wobei Spulenkern und Joch magnetisch in Reihe geschaltet sind.

13. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 11 oder An­ spruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Au­ ßenseite der Spule (6) angeordnete Schenkel (46) des Jochs (45) kürzer als der auf der Innenseite der Spule (6) angeordnete Schenkel (47) ausgebildet ist.

14. Elektromagnetisches Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungs­ baugruppe (4, 43) wenigstens ein insbesondere aus iso­ lierendem Material hergestelltes Schiebeglied (17) auf­ weist, das ein Ende (16) bzw. jedes der beiden Enden des Ankers (13) mit jeweils mindestens einer Kontaktfeder (23, 24) beweglich verbindet.

15. Elektromagnetisches Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungs­ baugruppe wenigstens eine Rückstellfeder aufweist, die so angeordnet ist, daß der Anker in wenigstens einer Be­ wegungsrichtung mit einer Rückstellkraft beaufschlagbar ist.

16. Elektromagnetisches Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltbau­ gruppe (5, 44) wenigstens eine die Kontaktfeder bzw. die Kontaktfedern (23, 24) beinhaltende Federbaugruppe auf­ weist, wobei die Federbaugruppe weiterhin einen aus iso­ lierendem Material hergestellten und vom Anker (13) be­ aufschlagbaren Mittelsteg (26) aufweist.

17. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 16, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Mittelsteg (26) als Kunststoffum­ spritzung der Kontaktfeder bzw. der Kontaktfedern (23, 24) ausgebildet ist.

18. Elektromagnetisches Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine das Relais versteifende und die Baugruppen des Relais tragende Tragbaugruppe (2, 41) vorgesehen ist, die einen zur Auf­ nahme insbesondere der Magnetbaugruppe (3, 42) bestimm­ ten Grundkörper (31) aufweist.

19. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Grundkörper (31) aus einem isolie­ renden Material hergestellt ist und einen H-förmigen Querschnitt sowie geschlossene Seitenflächen und Endflä­ chen aufweist.

20. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 18 oder An­ spruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (31) Stecktaschen zur Aufnahme von Stromversorgungskon­ takten (37, 38) der Magnetbaugruppe (3, 42) aufweist.

21. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (31) Führungen (33) zur Aufnahme der Betätigungsbaugruppe (4, 43) aufweist.

22. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragbaugruppe (2, 41) eine mit dem Grundkörper (31) verbindbare Soc­ kelbaugruppe (36) aufweist, die zur Aufnahme wenigstens eines Teils der Schaltbaugruppe (5, 44) bestimmt ist.