DE2146407B2 - Flat relay in miniature design - Google Patents
Flat relay in miniature designInfo
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Description
4545
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais mit einem in der Mitte der Erregerspule drehbar gelagerten, mit seinen beiden Enden über die Stirnseiten der Erregerspule hinausragenden, flachen Anker, der in zwei Drehlagen von Dauermagneten gehalten wird, die gegenüber der einen Flachseite des Ankers an dessen beiden Enden außerhalb der Erregerwicklung angeordnet sind, und mit gegenüber der anderen Flachseite des Ankers angeordneten Kontakten.The invention relates to an electromagnetic relay with one rotatably mounted in the middle of the excitation coil, with both ends over the front sides the excitation coil protruding, flat armature, which is held in two rotational positions by permanent magnets, the arranged opposite the one flat side of the armature at both ends outside of the field winding and with contacts arranged opposite the other flat side of the armature.
Es besteht ein Bedarf an elektromagnetischen Relais, bei denen das Gehäuse und die Steckanschlüsse den bekannten IC-Bausteinen mit zwei Reihen von Anschlüssen entsprechen, wie sie die DIN 41 866 vorschreibt. Diese Bauform heißt »Dual-in-line« oder abgekürzt DIL. Relais der Erfindung können daher anstelle von und zwischen IC-Bausteinen auf Schaltungsplatten mit Anschlüssen im Rastermaß eingesteckt werden.There is a need for electromagnetic relays in which the housing and the plug connections correspond to the known IC modules with two rows of connections, as prescribed by DIN 41 866. This design is called »Dual-in-line« or DIL for short. Relays of the invention can therefore be plugged into circuit boards with connections in the grid instead of and between IC modules.
Auch die Höhe eines solchen Flachrelais ist wegen ι>·> des genormten Schaltungsplattenabstandes, vor allem bei der Verwendung von Steckfassungen, auf 13,5 bzw. 10,5 mm begrenzt.The height of such a flat relay is also due to ι> ·> the standardized circuit board spacing, especially when using plug-in sockets, to 13.5 resp. 10.5 mm limited.
Es sind bereits verschiedene Formen von Relais geringer Größe und niedriger Bauart bekannt.Various forms of small-sized and low-build relays are known.
Eine Verkleinerung wird insbesondere dadurch erzielt, daß der Anker als flacher Kippanker ausgebildet wird, der innerhalb der Erregerspule angeordnet wird und außerhalb der Spule angeordnete Kontakte betätigt. Solche Relais sind aus dem DT-GBM 19 96 111, den US-PSen 29 75 252,33 35 376,34 70 506, der GB-PS 11 82 044, der FR-PS 8 89 593 und der FR-PS 83 705 als Zusatz zum FR-Patent 13 22 838 bekannt.A reduction in size is achieved in particular in that the anchor is designed as a flat tilting anchor which is arranged inside the excitation coil and contacts arranged outside the coil actuated. Such relays are from DT-GBM 19 96 111, US-PS 29 75 252.33 35 376.34 70 506, GB-PS 11 82 044, FR-PS 8 89 593 and FR-PS 83 705 as Addition to FR patent 13 22 838 known.
Es ist weiter bekannt, bei solchen Relais Dauermagnete vorzusehen, um den Anker in einer der beiden Stellungen festzuhalten. Dadurch wird die Kontaktkraft erhöht, so daß die Erregerspule entsprechend kleiner bemessen werden kann. Solche Relais sind bekannt aus der DT-AS 10 19 383 und der DT-AS 12 68 743. Bei diesen bekannten Relais sind die Anschlüsse auch in Form von zwei Reinen von Steckanschlüssen ausgebildet. It is also known to provide permanent magnets in such relays to the armature in one of the two Hold positions. This increases the contact force so that the excitation coil is correspondingly smaller can be measured. Such relays are known from DT-AS 10 19 383 and DT-AS 12 68 743. In In these known relays, the connections are also designed in the form of two rows of plug connections.
Die bekannten Relais sind aber für den eingangs genannten Verwendungszweck aber immer noch zu groß. Einen nicht unbeträchtlichen Raum nimmt hierbei die Kontaktanordnung ein.However, the known relays are still closed for the purpose mentioned at the beginning great. The contact arrangement takes up a not inconsiderable amount of space here.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Kontaktanordnung bei einem Relais der eingangs genannten Art so umzugestalten, daß eine weitere Verkleinerung der Abmessungen und ein vereinfachter Aufbau erzielt wird.The object of the present invention is to provide the contact arrangement in a relay of the initially mentioned called type to redesign so that a further reduction in size and a simplified Construction is achieved.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die beweglichen Kontakte aus mindestens einer flachen, in Längsrichtung der Spule verlaufenden Kontaktfeder bestehen, die, die Kontaktfeder in zwei unabhängig voneinander betätigbare Hälften unterteilend, jeweils in der Mitte an der sie umfassenden Gehäuseschale befestigt ist, und daß in jeder der beiden Drehlagen des Ankers nur jeweils ein Ankerende an dem zugehörigen Dauermagneten anliegt, während das andere Ankerende die zu jenem gehörenden Kontaktfederhälften betätigt.This object is achieved in that the movable contacts consist of at least one flat, in There are contact springs running longitudinally of the coil, the contact spring in two independently dividing operable halves from one another, each in the middle of the housing shell surrounding them is attached, and that in each of the two rotational positions of the anchor only one anchor end at the associated Permanent magnet is applied, while the other armature end the contact spring halves belonging to that one actuated.
Das Relais gemäß der Erfindung hat vorteilhaft zwei Teüerregerspulen, wobei die Ankerlagerung in je einer halben Ausnehmung eines Teilspuienkörpers gebildet ist. Damit sich bei der Drehung die zugehörigen Magnetpole von Dauermagnet und Anker möglichst in jeder Halteposition flächig gegenüberliegen, ist der Anker vorteilhaft V-förmig ausgebildet.The relay according to the invention advantageously has two exciter coils, the armature bearing in one each half recess of a Teilspuienkörpers is formed. So that the associated The magnetic poles of the permanent magnet and armature are as flat as possible opposite each other in every holding position Anchor advantageously V-shaped.
Weitere Vorteile der Erfindung werden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher erläutert. Es zeigtFurther advantages of the invention are explained in more detail with reference to the examples shown in the drawings. It shows
F i g. 1 in Draufsicht einen Schnitt durch ein Relais in Höhe des Ankers,F i g. 1 in plan view a section through a relay at the level of the armature,
F i g. 2 einen Querschnitt durch dieses Relais,F i g. 2 a cross section through this relay,
F i g. 3 einen Längsschnitt durch das Magnetsystem des Relais,F i g. 3 a longitudinal section through the magnet system of the relay,
F i g. 4 einen Längsschnitt in einer anderen Schaltstellung durch das Magnetsystem des Relais,F i g. 4 shows a longitudinal section through the magnet system of the relay in a different switching position,
Fig.5 in Draufsicht das Kontaktsystem ohne Gehäuse,Fig. 5 in plan view the contact system without the housing,
F i g. 6 einen Längsschnitt durch das Kontaktsystem nach F i g. 5,F i g. 6 shows a longitudinal section through the contact system according to FIG. 5,
F i g. 7 einen Querschnitt durch das Kontaktsystem aus F i g. 5,F i g. 7 shows a cross section through the contact system from FIG. 5,
F i g. 8 und 9 in perspektivischer Darstellung die beweglichen Teile des Kontaktsystems aus F i g. 5,F i g. 8 and 9 show the moving parts of the contact system from FIG. 5,
Fig. 10 einen Längsschnitt einey mit Kontaktsystem und Magnetsystem zusammengebauten Relais.10 shows a longitudinal section of a contact system and magnet system assembled relay.
Für ein impulsbetriebenes Relais setzt sich das Antriebssystem aus der Erregerspule 10, dem Anker 30 For a pulse-operated relay, the drive system consists of the excitation coil 10, the armature 30
und den beiderseits der Erregerspule jeweils zwischen den Spulenflanschen 1!, 12 des Spulenkörpers 16 und den U-Schenkel 21, 22 gelagerten Permanentmagneten 40, 50 zusammen, deren Nord-Südrichtung gleich orientiert ist. Der gesamte Aufbau wird also von dem U-förmigen Grundblech 20 getragen Die Dauermagnete 40,50 befinden sich nur auf einer Seite des Ankers 30 (siehe F i g. 3,4 und 10). Durch Stromstöße wechselnder Richtung wird der Anker 30 in verschiedener Richtung polarisiert und so in zwei Lagen geschaltet. Hierzu ist |U der Anker 30 in seinem Schwerpunkt 33 kippbar gelagert. Er besteht aus weichmagnetischem Material, z. B. aus gestanztem weichmagnetischen Blech. Als Lager für den Anker 30 dienen einerseits zwei in der Mitte des Ankers gegenüberliegende Zapfen 31,32, von υ quadratischem Querschnitt, und andererseits entsprechend geformte Ausnehmungen 13, 14 im Kernteil 15 des Spulenkörpers 16, in denen die Ankerzapfen eingegliedert sind. Für eine einfache Herstellung dieser Lager ist der Spulenkörper 16 zweiteilig ausgebildet, so daß jede Spulenkörperhälfte zur Bildung der Lager mit einer halben Ausnehmung beiträgt.and the permanent magnets 40, 50 mounted on both sides of the excitation coil between the coil flanges 1 !, 12 of the coil body 16 and the U-legs 21, 22, whose north-south direction is the same. The entire structure is thus carried by the U-shaped base plate 20. The permanent magnets 40, 50 are only on one side of the armature 30 (see FIGS. 3, 4 and 10). The armature 30 is polarized in different directions by current surges in alternating directions and thus switched in two positions. For this purpose, | U the armature 30 is mounted tiltably in its center of gravity 33. It consists of soft magnetic material, e.g. B. from punched soft magnetic sheet metal. The bearings for the armature 30 are, on the one hand, two opposing pins 31, 32 in the middle of the armature, with a square cross-section, and, on the other hand, correspondingly shaped recesses 13, 14 in the core part 15 of the bobbin 16, in which the armature pins are incorporated. For a simple production of these bearings, the bobbin 16 is constructed in two parts, so that each bobbin half contributes to the formation of the bearings with half a recess.
Das Antriebssystem ist in einer das U-förmige Grundblech 20 formschlüssig umfassende Gehäuseschale 60 untergebracht. Die mechanische Verbindung zwischen Spulenkörper 16 und Gehäuseschale 60 erfolgt durch ein den Spulenkörper umfassendes Schirmblech 70, das durch Schnappbefestigung mit der betreffenden Gehäuseschale verbunden ist. Dieses Schirmblech dient zugleich zum Abschirmen des Relais j<> gegen magnetische Einwirkungen von außerhalb. Zweckmäßigerweise ist das Schirmblech 70 mit Erdanschlußteilen 71, 72 versehen, die teilweise in der Gehäuseschale 60 selbsthaltend eingebettet sind. Dies erfolgt vorzugsweise dadurch, daß die betreffenden Anschlußteile 71, 72 mit ihren Widerhaken ähnlichen Vorsprüngen in der Gehäuseschalc 60 durch Einpressen befestigt sind. Schirmblech 70 und zugehörige Erdanschlußteile 71, 72 sind in vorteilhafter Weise einstückig hergestellt. In der Gehäuseschale 60 für das Antriebssystern sind ferner die Anschlußteile 17, 18 der Erregerspule 10 formschlüssig eingepreßt. Zu diesem Zweck sind die Anschlußteile 17, 18 mit Widerhaken ähnlichen Vorsprüngen versehen, mit denen sie in angepaßten öffnungen in der Gehäuseschale selbsthaltend verrasten.The drive system is in a housing shell enclosing the U-shaped base plate 20 in a form-fitting manner 60 housed. The mechanical connection between bobbin 16 and housing shell 60 takes place through a shroud 70 which encompasses the bobbin and which is snap-fastened to the relevant housing shell is connected. This shield plate also serves to shield the relay j <> against magnetic influences from outside. The shield plate 70 is expediently with Ground connection parts 71, 72 provided, which are partially embedded in the housing shell 60 in a self-retaining manner. this preferably takes place in that the relevant connecting parts 71, 72 with their barbs are similar Projections in the housing shell 60 are fastened by pressing. Shield plate 70 and associated ground connection parts 71, 72 are advantageously produced in one piece. In the housing shell 60 for the drive system the connecting parts 17, 18 of the excitation coil 10 are also pressed in with a positive fit. To this Purpose, the connecting parts 17, 18 are provided with barbed-like projections with which they are in the adapted openings in the housing shell.
Der elektrische Anschluß der Spule 10 an die Anschlußteile !7, 18 erfolgt durch Herumwickeln des Spulendrahtes um einen jeweils hierfür vorgesehenen mittleren Teil des Anschlußteils und Verlötung an dieser ^0 Stelle. In der unteren Gehäuseschale 60 können ferner die Anschlußteile der Relaiskontakte des Kontaktsystems (Arbeits-, Ruhe- oder Umschaltkontakte) in entsprechenden Ausnehmungen 61, 62, 63, 64 befestigt werden. Die beiden an den Spulenflanschen 11, 12 angeordneten Permanentmagnete 40, 50 halten den Magnetanker 30 jeweils in einer Drehlage stabil, die durch Polarisation des Ankers hervorgerufen und durch magnetische Durchflutungen des an dem Dauermagneten am nächsten liegende Ankerteil gehalten wird. b0 Durch entgegengeseti'.te Erregung der Spule 10 kippt der Magnetanker 30 in die andere Lage um. Die Erregung braucht nur ein kurzer Impuls zu sein, da nach dem Erreichen der anderen Lage der Magnetanker 30 durch den betreffenden Permanentmagneten gehalten h-, wird. Die wechselnde Magnetisierung des Ankers 30 kann entweder durch Umpolen einer einzigen Erregerwicklung oder bei mehreren aufeinander- oder hintereinanderliegenden Wicklungen durch einen entsprechenden Strom erzeugt werden.The electrical connection of the coil 10 to the terminal parts! 7, 18 is done by wrapping the coil wire around a each provided for this purpose the central part of the connection part and soldering at this location ^ 0. In the lower housing shell 60, the connection parts of the relay contacts of the contact system (work, break or changeover contacts) can also be fastened in corresponding recesses 61, 62, 63, 64. The two permanent magnets 40, 50 arranged on the coil flanges 11, 12 each hold the magnet armature 30 stable in a rotational position that is caused by polarization of the armature and held by magnetic fluxes through the armature part closest to the permanent magnet. b0 As a result of the opposite excitation of the coil 10, the magnet armature 30 tips over into the other position. The excitement needs to be only a short pulse, since after reaching the other layer of the armature h held by the respective permanent magnets 30 - is. The alternating magnetization of the armature 30 can be generated either by reversing the polarity of a single excitation winding or, in the case of several windings one on top of the other or one behind the other, by a corresponding current.
Wie der F i g. 6 entnehmbar ist, besitzen die Anschlußteile 90, 9J1 92 (93) an ihren den beweglichen Relaiskontakten zugewandten Enden eine Kontaktaullage 94, 95. Sämtliche Anschlußteile 17, 18, 71, 72, 90 sind an ihren aus der unteren Gehäuseschale herausragenden Enden als Lötanschlüsse zum Einbau in eine gedruckte Schaltungsplatte oder als Steckanschlüsse zum Einstecken in eine entsprechende Fassung ausgebildet, die mit einer gedruckten Schaltungsplatte verbunden ist. Das Rastermaß dieser Lot- bzw. Steckanschlüsse entspricht der Dual-in-line-Bauweise.As the fig. 6, the connection parts 90, 9J 1 92 (93) have a contact position 94, 95 at their ends facing the movable relay contacts. All connection parts 17, 18, 71, 72, 90 are soldered connections at their ends protruding from the lower housing shell designed for installation in a printed circuit board or as plug connections for insertion into a corresponding socket which is connected to a printed circuit board. The grid dimension of these solder or plug connections corresponds to the dual-in-line design.
In der oberen Gehäusehälfte 80 ist das Kontaktsystem und das Betätigungsorgan 3 untergebracht. Das Kontaktsystem 2 besteht bei einer Verwirklichung eines Arbeits-, Ruhe- oder Umschaltkontaktes aus einer nicht ganz bis zur Mitte längsgeschlitzten Kontaktfeder 100, die in der Mitte 101 an der oberen Gehäuseschale 80 befestigt ist (Fig. 8). Hierzu dient ein durch die Kontaktfeder f00 durchgreifender, warm verformter Zapfen 81 der oberen Gehäuseschale 80. Die Kontaktfeder 100 hat flache, im Querschnitt etwa hutförmige Gestalt und an ihren Enden erhabene Kontaktstellen 102, 103, die insbesondere aus aufgeschweißtem Kontaktmpterial bestehen.The contact system is in the upper housing half 80 and the actuator 3 housed. The contact system 2 consists in an implementation of one Normally open, closed or changeover contact from a contact spring 100 that is not completely slotted to the middle, which is attached in the middle 101 to the upper housing shell 80 (FIG. 8). This is done by a Contact spring f00 penetrating, thermally deformed pin 81 of the upper housing shell 80. The contact spring 100 has a flat shape, roughly hat-shaped in cross section, and raised contact points at its ends 102, 103, which in particular consist of welded-on contact material.
Die flachen Teile dieses Kontaktsystems können nahe an die Erregerspule angelegt werden, während die elektrisch betätigten. Raum benötigenden Teile von den Stirnflächen der Erregerspule, gegenüber den Dauermagneten, liegen. Die Kontaktstücke sind zweckmäßigerweise aus einem anfänglich auf die Kontaktfeder 100 aufgeschweißten durchgehenden Kontaktdraht hergestellt, dessen mittlerer Teil beim Ausstanzen der Kontaktfeder herausfällt. Zur Herstellung des erforderlichen Kontaktdruckes ist die Kontaktfeder 100 vorgespannt. Nach dem Zusammenbau der beiden Gehäuseschalen 60, 80 liegt die Kontaktfeder 100 mit einem Kontaktstück (z. B. 103) unter Spannung auf dem zugeordneten Anschlußteil (z. B. 91) auf.The flat parts of this contact system can be placed close to the excitation coil, while the electrically operated. Parts that require space from the end faces of the excitation coil, opposite the permanent magnets, lie. The contact pieces are expediently made of an initially on the contact spring 100 welded continuous contact wire produced, the middle part of which when punching out the Contact spring falls out. The contact spring 100 is used to produce the required contact pressure biased. After the two housing shells 60, 80 have been assembled, the contact spring 100 lies with them a contact piece (z. B. 103) under tension on the associated connection part (z. B. 91).
Zur Betätigung dienen in der oberen Gehäuseschale 80 geführte Isolierstoffteile 110, 120, die mit dem kippbar gelagerten Anker 30 in Wirkverbindung stehen (siehe F i g. b). Der Hub des Ankers 30 ist so bemessen, daß beim Umschalten der eine Isolierstoffteil 110 das zugeordnete Kontaktstück 102 der Kontaktfeder 100 abhebt, während der andere Isolierstoffteil 120 durch die Vorspannung der Kontaktfeder weggedrückt wird, bis das zweite Kontaktstück 103 der Kontaktfeder mit der erforderlichen Kontaktkraft auf dem zugeordneten Festkontaktstück 95 aufliegt. Somit sind die Kontaktfedern 100 mit dem Anker 30 über die als Betätigungselemente dienenden Isolierstoffteile 110,120 kraftschlüssig verbunden.For actuation are used in the upper housing shell 80 out insulating material parts 110, 120, which with the tiltably mounted armature 30 are in operative connection (see FIG. b). The stroke of the armature 30 is dimensioned so that when switching over the one insulating material part 110, the associated contact piece 102 of the contact spring 100 lifts off while the other insulating material part 120 is pushed away by the bias of the contact spring, until the second contact piece 103 of the contact spring with the required contact force on the associated Fixed contact piece 95 rests. Thus, the contact springs 100 with the armature 30 are used as actuating elements serving insulating material parts 110,120 frictionally tied together.
Das Kontaktsystem ist mit den Betätigungsteilen, wie das Antriebssystem, in der Gehäuseschale 80 vormontiert. Die Verbindung der beiden Gehäuseschalen 60,80 erfolgt vorzugsweise durch Formschluß, und zwar durch die gezahnten Anschlußteile VJ, 18. Sie kann jedoch auch durch UltraschallverschweiBen oder durch Kleben erzielt werden.The contact system is preassembled with the actuation parts, such as the drive system, in the housing shell 80. The connection of the two housing shells 60, 80 is preferably carried out by a form fit, namely by the toothed connection parts VJ, 18. It can, however, also be achieved by ultrasonic welding or by gluing.
Das oben beschriebene Kontaktsystem mit seiner Kentaktfeder 100 liefert entweder einen Ruhe- oder einen Arbeitskontakt. Durch entsprechende Schaltung der Anschlußteile 90 usw. an ihre Lot- oder Steckanschlüsse kann der Ruhe- bzw. Arbeitskontakt in einen Umschaltkontakt umgewandelt werden. Hierzu ist es beispielsweise lediglich erforderlich, zwei Lot- oderThe contact system described above with its Kentakt spring 100 provides either a rest or a working contact. By appropriately connecting the connection parts 90 etc. to their soldered or plug-in connections the normally closed or normally open contact can be converted into a changeover contact. For this it is For example, only required two solder or
Steckanschlüsse derart miteinander zu verbinden, daß sie in keiner stabilen Stellung der Kontaktfedern 100 von dieser überbrückt werden.To connect plug-in connections to one another in such a way that they are not in a stable position of the contact springs 100 be bridged by this.
Das Kontaktsystem kann außerdem mit zwei Umschaltkontakten verschen werden. Hierzu bedarf es einer anderen Ausführungsform der Kontaktfeder (Fig.9). In diesem Falle sind zwei elektrisch voneinander getrennte Kontaktfedern t30, 140 vorgesehen, die jeweils in der Mitte 131 bzw. 141 in gleicher Weise wie oben beschrieben, an der oberen Gehäuseschalt befestigt sind und jeweils einen gesonderten Anschluß teil 132 bzw. 142 besitzen, der nach dem Zusammenbai der beiden Gehäuscschalcn 60, 80 aus der unterer Gchäuseschale 60 hcrausragt. Im übrigen sind die beiden Kontaktfedern 130,140 von gleicher Gestalt wk die oben beschriebene Kontaktfeder 100 und können ir gleicher Weise wie diese durch Ausstanzen oder Bieger hergestellt werden.The contact system can also be given away with two changeover contacts. This requires another embodiment of the contact spring (Fig. 9). In this case two are electrical from each other separate contact springs t30, 140 are provided, each in the middle 131 and 141 in the same way as described above, are attached to the upper housing switch and each have a separate connection have part 132 or 142, which after the assembly of the two housing shells 60, 80 from the lower Housing shell protrudes 60 h. By the way, they are two contact springs 130,140 of the same shape wk the contact spring 100 described above and can ir the same way as this by punching or bending getting produced.
Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |