DE2647203C3 - Elektromagnetisches Miniaturrelais - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Miniaturrelais mit einer innerhalb des Spulenrohres annähernd längs der Spulenachse angeordneten ferromagnetischen Kontaktzunge, die mit einem in einer stirnseitig offenen Kammer des ersten Spulenkörperflansches angeordneten Anschlußstift, seitlich an diesem anliegend, fest verbunden ist, und mit zwei in einer Kammer des zweiten Spulenkörperflansches angeordneten, mit ihren kontaktgebenden Enden parallel zur Kontaktzunge gebogenen, mit der Kontaktzunge je e^;nen Arbeitsluftspalt bildenden, mit angeformten Anschlußstiften versehenen Gegenkontaktelementen.

Derartige Relais sind bekannt (DE-PS 12 43 271 und 19 09 940). Allerdings ist bei diesen Relaisausführungen jeweils der Spulenkörper so als Schutzrohr ausgebildet, daß er die Gegenkontakte stirnseitig mit umschließt, so daß diese nach der Montage der beiden Spulenkörperhälften nicht mehr zugänglich sind. Die Kontaktzunge wird erst dann durch eine von außen verstellbare Justiereinrichtung justiert, ohne daß dabei die Kontaktabstände selbst kontrolliert werden könnten. Diese Justiereinrichtung wird bei einem ähnlich aufgebauten

to Relais (DE-OS 23 45 471) zwar vermieden, doch ist auch dort eine Kontaktjustierung erforderlich. Dies geschieht in der Weise, daß das den Fuß der Kontaktzunge tragende Bauteil relativ zum Gehäuse in Querrichtung der Kontaktzunge verschiebbar ist.

« Bei anders aufgebauten Relais (DE-OS 21 12 085) ist es auch bereits bekannt, Kontaktelemente in einen Spulenkörperflansch nicht einzubetten, sondern in Durchbrüche nachträglich einzustecken. Die Spulenwicklung kann in diesem Fall vor dem Einsetzen der

>o Kontaktelemente aufgebracht werden, so daß letztere nicht beim Wickeln verunreinigt werden. Soweit solche eingesteckte Kontaktelemente auch im Zusammenhang mit einer ferromagnetischen Ankerzunge bekannt sind (DE-GM 69 20 653), sind diese Ausführungen jedoch

">5 nicht auf ein Miniaturrelais der eingangs erwähnten Art übertragbar, denn die bekannten, als Stifte ausgebildeten und in Durchbrüchen befestigten Gegenkontaktelemente sind nicht für die Führung des Magnetflusses geeignet, und sie sind insbesondere dann nicht

bo verwendbar, wenn bei Bedarf ein Dauermagnet ohne Konstruktionsänderung in den Magnetkreis eingekoppelt werden soll.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß sowohl der

μ Spulenkörper als auch die Kontaktelemente einfach gefertigt und justiert werden können; vor allem die Kontaktzunge soll so gestaltet und im Spulenkörper angeordnet sein, daß sie allein durch den Montagevor-

gang, d.h. ohne nachträglichen Justiervorgang, ihre endgültige Einstellung besitzt

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der für die Kontaktzunge bestimmte -Xnschlußstift und die an den Gegenkontaktelementen angeformten Anschlußstifte in Durchbrüchen der Spulenkörperkammern eingesteckt sind, daß die Gegenkontaktelemente im Bereich der kontaktgebenden Enden und der Anschlußstift für die Kontaktzunge mittels an ihnen ausgebildeter, in Führungen der Spulenkörperflansche eingreifender Nasen gegen Verdrehen gesichert sind, daß die Kontaktzunge mittels angeformter, an Gegenflächen des ersten Spulenflansches anliegender Lappen in dieser Kammer vorläufig gehaltert und ausgerichtet ist, und daß bei der Verschweißung der Kontaktzunge mit dem Anschlußstift die Ruhelage und die Vorspannung der Kontaktzunge durch Einstellung des Winkels zwischen Spulenachsenebene und den Ebenen erfolgt, in denen die an den zu verschweißenden Enden der Kontaktzunge und des Anschlußstiftes angreifenden Oberflächen der Schweißelektroden liegen.

Die Steckmontage der Kontaktelemente hat nicht nur den Vorteil, daß der Spulenkörper ohne eingepreßte Teile einfacher zu fertigen ist als bei den bekannten Relais dieser Art; er kann auch vor der Einbringung der Kontaktelemente bewickelt werden, so daß diese trotz der zunächst offenen Kammern zu beiden Stirnseiten nicht unnötig verunreinigt werden. Durch das Einstekken aller Kontaktelemente in ein und denselben Isolierkörper können auch keine Toleranzsummierungen, wie etwa beim Zusammensetzen von zwei getrennt gefertigten Spulenkörperhälften entstehen. Die Gegenkontaktelemente sind mit ihren kontaktgebenden, parallel zur Kontaktzunge gebogenen Teilen in eigenen Führungsnuten gehalten, so daß ihr gegenseitiger Abstand sehr genau eingehalten wird. Nicht nur die Gegenkontaktelemente und der Anschlußstift für die Kontaktzunge sind jedoch genau positioniert und gegen Verdrehen gesichert, sondern auch die Kontaktzunge selbst ist formschlüssig in den Spulenkörper einsetzbar -to und an definierten Anlageflächen ausgerichtet. Diese Ausbildung der einzelnen Kontaktteile ist Voraussetzung dafür, daß die Kontaktzunge bei Herstellung der Schweißverbindung mit dem Anschlußstift justiert bzw. in der gewünschten Weise vorgespannt wird. Da eine Schweißverbindung zwischen Kontaktzunge und Anschlußstift ohnehin erforderlich ist, wird also für die Justierung kein zusätzlicher Arbeitsgang benötigt; es braucht lediglich sichergestellt zu werden, daß die Kontaktzunge während des Verschweißens in einer vorgegebenen Weise ausgerichtet ist und bleibt.

Der Justiervorgang wird also von dem einzelnen Relais auf die Schweißvorrichtung verlagert und durch Verwendung einer geeigneten Schweißvorrichtung und eine einmalige Justierung dieser Vorrichtung können justierfreie Relais in einem einfachen Arbeitsablauf gefertigt werden. Die Einstellung der Schweißvorrichtung ist bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Relais leicht möglich, da das Ende der Kontaktzunge ebenso wie die beiden Gegenkontakte in der zunächst to offenen Kammer für Messungen frei zugänglich ist. So wird also die durch den Schweißvorgang bewirkte Veränderung der Kontaktzunge bewußt einkalkuliert und mit in den Fertigungsprozeß einbezogen, um die gewünschte Vorspannung der Kontaktzunge nach einer t.5 Seite oder eine neutrale Lage zu bewirken. Nach dem Verschweißen besitzt die Kontaktzunge bereits die endgültige Einstellung; ein nachträgliches Biegen an ihrem Anschlußstift oder an der Zunge selbst ist nicht erforderlich.

Die Spule wird vor dem Einstecken der Kontaktelemente bewickelt, so daß ein einteiliger Spulenkörper gefertigt werden kann. Will man jedoch den Spulenkörper aus Gründen der einfacheren Spritzform aus zwei Teilen zusammensetzen, so ist es zweckmäßig, die Trennebene der beiden Teile senkrecht zur Einsteckrichtung der Kontaktanschlußstifte zu wählen, so daß dadurch die gegenseitige Positionierung der Kontaktelemente im Spulenkörper nicht beeinträchtigt wird.

Eine zur Herstellung des erfindungsgemäßen Relais besonders geeignete Schweißvorrichtung besitzt einen Auflagetisch für den Spulenkörper des Relais, wobei zwei Schweißelektroden derart an dem Auflagetisch vorgesehen sind, daß die zu verschweißenden Abschnitte der Kontaktzunge und des Anschlußstiftes zwischen ihren Enden einklemmbar sind und die Neigung zwischen dem Auflagetisch einerseits und den einander gegenüberstehenden Oberfläche der Schwenkelektroden verstellbar ist Die Einstellung des Winkels kann hierbei mittels Stellschrauben erfolgen. Auf diese Weise kann die mit ihrem Anschlußstift zwischen den Oberflächen der Schweißelektroden eingeklemmte Kontaktzunge je nach Anwendungszweck des Relais in eine neutrale Mittellage gebracht oder mit einer Vorspannung nach einer Seite versehen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein erfindungsgemäßes Relais in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2 und 3 das Relais nach Fig. 1 in zwei Schnittansichten,

Fig.4 eine monostabile Ausführung eines gepolten Relais,

F i g. 5 eine bistabile Ausführungsform des gepolten Relais,

F i g. 6 und 7 eine Schweißvorrichtung zur justierfreien Herstellung des Relais.

Die F i g. 1 bis 3 sind Perspektiv- und Schnittansichten. Tragendes Teil der dargestellten Relais ist der Spulenkörper 1 aus Isolierstoff mit den beiden Spulenflanschen 2 und 3. Diese Flansche bilden jeweils eine zunächst offene Kammer 4 bzw. 5 zur Aufnahme der Kontaktelemente. Eine Kontaktzunge 6 aus ferromagnetischen Federmaterial ist mit ihrem Befestigungsende 6a in der offenen Kammer 4 mit einem Anschlußstift 7 verschweißt, die Zunge 6 selbst erstreckt sich etwa längs der Spulenachse im Spulenrohr 8 und ragt mit ihrem gespaltenen freien Ende 6b in die ebenfalls offene Kammer 5, wo sie zwischen zwei Gegenkontakten 9 und 10 Schallbewegungen ausführen kann.

Sowohl der Anschlußstift 7 als auch die Gegenkontaktelemente 9 und 10 sind in Durchbrüche des Spulenkörpers 1, 2, 3 eingesteckt und dadurch zueinander genau positioniert. Zusätzlich besitzt der Anschlußstift 7 eine Nase 7a zur formschlüssigen Befestigung im Spulenflansch 2. Die Gegenkontaktelemente 9 und 10 sind mit ihren angeformten Lötstiften 9a und 10a in die Durchbrüche 11 und 12 des Spulenflansches 3 eingesteckt; sie liegen mit ihrem jeweils entsprechend gebogenen Mittelteil an den Wänden der Kammer 5 an und sind mit ihren kontaktgebenden Enden 9b bzw. \0b in Führungsnuten 13 und 14 des Spulenflansches 3 geführt. Auf diese Weise ist ihr Abstand gegeneinander sowie der Kontaktabstand zur Kontaktzunge 6 festgelegt, wobei es nur noch darauf

ankommt, die Kontaktzunge 6 auf die Mittellage bzw. auf eine einseitige Ruhelage einzustellen.

Die Kontaktzunge 6 ist ebenfalls bereits von der Form her für eine justierfreie Fertigung gestaltet. So besitzt sie an ihrem Befestigungsende Sa zwei freigeschnittene Lappen 6cund 6c/, mit denen sie an den Stellen 2a, 2b, 2cund 2c/sowohl in Axialrichtung als auch senkrecht dazu jeweils formschlüssig im Spulenflansch 2 sitzt. Da sie außerdem seitlich am Anschlußstift 7 anliegt, ist sie bereits durch das Einstecken richtig positioniert, noch bevor sie mit ihrem Anschlußstift verschweißt ist. Wird nun außerdem beim Verschweißen mit einer entsprechend geeigneten Vorrichtung die Schweißelektrode unter einem bestimmten Winkel angelegt, so kann man der Kontaktzunge jede gewünschte Endstellung geben. Eine entsprechende Vorrichtung ist in F i g. 6 und 7 dargestellt.

Nach der Montage der Kontaktelemente und dem Schweißen der Kontaktzunge kann das Relais geprüft werden. Soweit erforderlich, können auch die Kontaktflächen etwa durch Ultraschall gereinigt werden. Danach werden die Kammern 4 und 5 durch die formschlüssig einzusteckenden Teile 15 bzw. 16 verschlossen. Das Verschlußteil 15 ist T-förmig ausgebildet. Es wird mit seinem Mittelabschnitt 15a zwischen die beiden Gegenkontaktelemente 9 und 10 eingesteckt, so daß das untere Ende 150 in einer Nut 17 des Spulenflansches 3 sitzt. Die Querträger 15c und 15c/ kommen dabei formschlüssig mit Aussparungen 18 und 19 des Spulenflansches 3 in Eingriff. Die Kammer 4 wird mit einem etwa U-förmig ausgebildeten Isolierstoffteil 16 verschlossen, welches zwischen den beiden Stegen 4a und 4£> eingeschoben wird und dann den Spulenkörperinnenraum auch nach der Anschlußseite der Kontaktzunge hermetisch abschließt.

In den Spulenflanschen 2 bzw. 3 sind außerdem Spulenanschlußdrähte 20 bzw. 21 eingesteckt, deren obere, den Spulendraht tragende Enden 20a bzw. 21a nach dem Wickeln der Spule in Axialrichtung gebogen sind. Das fertige Relais kann zusätzlich mit einer Schutzkappe versehen und nach Bedarf auch mit Vergußmasse abgedichtet werden. Je nach Anwendungszweck kann der Spulenkörperinnenraum in herkömmlicher Weise mit einem Schutzgas gefüllt werden.

Das Relais kann ungepolt ausgeführt sein, etwa nach Fig. 1. In diesem Fall wird nur eines der Gegenkontaktelemente 9 oder 10 aus ferromagnetischem Material hergestellt, während die Kontaktzunge gegen das zweite, aus unmagnetischem Material bestehende Gegenkontaktelement vorgespannt ist. Bei Erregung des Relais schaltet die Kontaktzunge zum ferromagnetischen Gegenkontakt. Im allgemeinen wird man das Relais jedoch in polarisierter Ausführung verwenden, wie dies beispielsweise in Fig.4 dargestellt ist. Die Gegenkontaktelemente 9, 10 besitzen rechtwinkelige Ausnehmungen 9c bzw. 10c zur Aufnahme eines Dauermagneten. Gemäß Fig. 4 ist ein solcher Dauermagnet 22 einseitig in die Ausnehmung 10c des Gegenkontaktelementes 10 eingesetzt, so daß sich eine monostabile Charakteristik des Relais ergibt. Zur Erzielung eines bistabilen Schaltverhaltens wird ein ίο Dauermagnet 23 gemäß F i g. 5 zwischen beide Gegenkontaktelemente 9 und 10 eingesetzt.

Die Fig.6 und 7 zeigen in zwei Ansichten eine Schweißvorrichtung zum justierfreien Einschweißen der Kontaktzunge. Die Vorrichtung besteht aus einem Grundgestell 31. an welchem über einen Lagerstift 32 eine feststehende Schweißelektrode 33 befestigt ist. Diese wirkt mit einer zweiten Schweißelektrode 34 zusammen, welche in üblicher Weise in ihrer Längsrichtung verstellbar ist (Pfeil 35), so daß zum eigentlichen Schweißvorgang die beiden Oberflächen der Elektroden das zu schweißende Teil zwischen sich einklemmen. Am Grundgestell 31 ist weiterhin ein Träger 36 ausgebildet, an welchem über eine Lagerschraube 37 ein Auflagetisch 38 schwenkbar befestigt ist. Zum Verstellen seiner Neigung besitzt der Auflagetisch 38 einen Hebel 39, welcher zwischen zwei am Grundgestell gelagerten Stellschrauben 40 und 41 eingeklemmt ist. Mittels dieser Stellschrauben wird also der Hebel 39 und damit der Auflagetisch 38 um die Lagerschraube 37 verschwenkt und dann in der gewünschten Neigungslage festgehalten bzw. gekontert.

Die Oberflächen 42 und 43 der beiden Schweißelektroden 33 bzw. 34 bleiben immer parallel zueinander, während die Auflagefläche 44 des Auflagetisches 38 gegenüber diesen Oberflächen der Elektroden in der Neigung verstellt werden kann. Wird also nun ein Spulenkörper 45 zum Schweißen auf den Auflagetisch 38 gelegt, wobei die Kontaktzunge 46 mit ihrem Anschlußstift 47 zwischen die beiden Schweißelektroden gebracht wird, so wird die endgültige Einstellung der Kontaktzunge durch die Neigung des Auflagetisches während des Schweißens bestimmt. Zur Einjustierung der Schweißvorrichtung können zunächst einzelne Relais bei verschiedenen Winkelstellungen des Auflagetisches geschweißt werden, wobei dann durch Messungen am kontaktgebenden Ende der Kontaktzunge die Winkelstellungen des Auflagetischs für gewünschte Einstellwerte der Kontaktzunge ermittelt werden. Mit einer einmaligen Einstellung der Schweißvorrichtung kann also eine Vielzahl von Relais hergestellt werden, ohne daß eine nachträgliche Justierung der Kontaktzunge erforderlich wäre.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Miniaturrelais mit einer innerhalb des Spulenrohres annähernd längs der Spulenachse angeordneten ferromagnetischen Kontaktzunge, die mit einem in einer stirnseitig offenen Kammer des ersten Spulenkörperflansches angeordneten Anschlußstift, seitlich an diesem anliegend, fest verbunden ist, und mit zwei in einer Kammer des zweiten Spulenkörperflansches angeordneten, mit ihren kontaktgebenden Enden parallel zur Kontaktzunge gebogenen, mit der Kontaktzunge je einen Arbeitsluftspalt bildenden, mit angeformten Anschlußstiften versehenen Gegenkontaktelementen, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Kontaktzunge (6) bestimmte Anschlußstift (7) und die an den Gegenkontaktelementen (9, 10) angeformten Anschlußstifte (9a/l0a) in Durchbrüchen (11, 12) der Spulenkörperkammern (4, 5) eingesteckt sind, daß die Gegenkontaktelemente (9, 10) im Bereich der kontaktgebenden Enden (9b, lOb) und der Anschlußstift (7) für die Kontaktzunge (6) mittels an ihnen ausgebildeter, in Führungen (13,14) der Spulenkörperflansche eingreifender Nasen (7a, 9b, iOb) gegen Verdrehen gesichert sind, daß die Kontaktzunge (6) mittels angeformter, an Gegenflächen (2a, 2b, 2c, 2d) des ersten Spulenflansches (3) anliegender Lappen (6c, 6d) in dieser Kammer (5) vorläufig gehaltert und ausgerichtet ist, und daß bei der Verschweißung der Kontaktzunge (6) mit dem Anschlußstift (7) die Ruhelage und die Vorspannung der Kontaktzunge (6, 46) durch Einstellung des Winkels zwischen Spulenachsenebene und den Ebenen erfolgt, in denen sie an den zu verschweißenden Enden der Kontaktzunge und des Anschlußstiftes angreifenden Oberflächen der Schweißelektroden liegen.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Spulenflanschen (2, 3) vorgesehenen, die Kontaktanschlußelemente (7, 9, 10) aufnehmenden Kammern (4, 5) mittels formschlüssig einsetzbarer Isolierstoffteile (15, 16) verschließbar sind.

3. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Gegenkontaktelemente (9, 10) aufnehmende Kammer (5) verschließende Isolierstoffteil (15) T-förmig ausgebildet ist.

4. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die den Anschlußstift (7) für die Kontaktzunge (6) aufnehmende Kammer (4) verschließende Isolierstoffteil (16) annähernd U-förmig ausgebildet ist.

5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußdrähte (20, 21) für die Spulenwicklungen parallel zu den Kontaktanschlußstiften in den Spulenkörper (1, 2,3) eingesteckt sind.

6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Gegenkontaktelemente (9,10) eine Aussparung (9c, iOc) zur Aufnahme eines asymmetrisch angeordneten Dauermagneten (22) aufweist.

7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Gegenkontaktelementen (9, 10) ein Dauermagnet (23) angeordnet ist, dessen Polarisierungsrichtung von einem Gegenkontaktelement zum anderen verläuft.

8. Schweißvorrichtung zur Herstellung und Justierung eines Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Auflagetisch (38) für den Spulenkörper des Relais vorgesehen ist daß zwei Schweißelektroden (33,34) derart an dem Auflagetisch (38) vorgesehen sind, daß die zu verschweißenden Abschnitte der Kontaktzunge und des Anschlußstiftes zwischen ihren Enden einkiemmbar sind, und daß die Neigung zwischen dem Auflagetisch einerseits und den einander gegenüberstehenden Oberflächen der Schweißelektroden (33, 34) andererseits verstellbar ist