DE3835118A1 - Elektromagnetisches relais - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais mit einem Grundkörper mit einer die Anschlußseite des Relais bildenden Bodenfläche, einem auf dem Grundkörper angeordne­ ten Elektromagnetsystem mit Spule, Kern und Anker, einer in dem Grundkörper verankerten Kontaktanordnung mit mindestens einem Gegenkontaktelement und mindestens einer beweglichen Kontaktfeder, deren mit Kontaktstellen versehene Kontakt­ schenkel im wesentlichen senkrecht zur Bodenfläche verlau­ fen, sowie einem die Ankerbewegung auf die Kontaktfeder übertragendes Betätigungselement.

Ein derartiges Relais ist beispielsweise in der DE-C­ 34 14 731 beschrieben. In dem dortigen Beispiel liegt ein Betätigungsschieber bezüglich der Anschlußseite des Relais oberhalb des Magnetsystems und auch oberhalb der Kontaktan­ ordnung, wobei der Schieber an einer Mittelkontaktfeder di­ rekt über den Kontaktstellen angreift. Da der Schieber aus Kunststoffmaterial bestehen muß, läßt sich ein gewisser Ab­ rieb nie ganz vermeiden. In der normalen Einbaulage des Re­ lais fällt aber dieser Abrieb nach unten in Richtung auf die Kontaktstücke, und es besteht die Gefahr, daß im Laufe der Zeit feinste Partikel aus dem isolierenden Material des Schiebers die Kontaktflächen verunreinigen und den Über­ gangswiderstand erhöhen.

Ein ähnlich aufgebautes Relais ist aus der DE-A-35 39 944 bekannt, wobei allerdings der Schieber an der Anschlußseite des Relais unterhalb des Magnetsystems liegt. In der norma­ len Einbaulage des Relais liegen also die Kontaktstellen über dem Schieber, so daß der Abrieb nicht auf die Kontakt­ flächen fällt. Diese Anordnung mit dem zwischen Kontakt­ stellen und Anschlußseite liegenden Schieber hat jedoch den Nachteil, daß ein Umschaltkontakt nicht ohne weiteres ge­ bildet werden kann, da der mittig angeordnete Schieber sich mit dem ebenfalls mittig angeordneten zweiten Gegenkontakt­ element kreuzen würde. Es ist zwar möglich, das zweite Ge­ genkontaktelement mit einer Ausnehmung für den Schieber zu versehen, doch ergibt sich damit eine komplizierte Ferti­ gung und Montage. Außerdem muß bedacht werden, daß Relais auf Leiterplatten auch so eingebaut werden können, daß die Anschlußseite oben liegt. In diesem Fall würde auch bei dem zweitgenannten Relais die Koppelstelle zwischen Schieber und Kontaktfeder über der Kontaktstelle liegen und der Ab­ riebstaub auf die Kontaktflächen fallen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais der eingangs ge­ nannten Art zu schaffen, bei dem die Gefahr, daß Abrieb von dem Betätigungselement auf die Kontaktstellen fällt, weit­ gehend vermieden wird, wobei zugleich ein einfacher Aufbau und eine einfache Zuordnung zwischen Kontaktanordnung, Ma­ gnetsystem und Betätigungselement erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei dem Relais der ein­ gangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Kontaktstelle und der Angriffspunkt des Betätigungselementes an der Kon­ taktfeder derart gegeneinander versetzt sind, daß sie in der Projektion auf die Bodenfläche mit Abstand nebeneinan­ der liegen.

Bei dem erfindungsgemäßen Relais greift also das Betäti­ gungselement seitlich versetzt gegenüber der Kontaktstelle an dem Betätigungselement an, so daß die Angriffsstelle weder in Normaleinbaulage noch bei umgekehrter Einbaulage über der Kontaktstelle liegt. Durch die seitlich versetzte Anordnung kann ein Betätigungselement auch bei einem Um­ schaltkontakt leicht an einem Gegenkontaktelement vorbeige­ führt werden, ohne daß es hierzu einer besonderen Formge­ bung des Kontaktelementes oder des Betätigungselementes be­ darf. Eine seitlich versetzte Betätigung der Kontaktfeder bringt im übrigen auch noch den Vorteil mit sich, daß die dadurch in der Kontaktfeder hervorgerufene Torsionsbewegung ein Abrollen der Kontaktstücke bewirkt, wodurch ein Selbst­ reinigungseffekt bzw. ein leichteres Aufreißen der Kontakte ermöglicht wird, wenn diese durch den Schaltlichtbogen leicht verschweißt sind.

Wenn der Angriffspunkt gegenüber der Kontaktstelle in der gleichen Ebene seitlich versetzt ist, könnte es allerdings vorkommen, daß beim Einbau des Relais an einer stehend un­ tergebrachten Leiterplatte unter Umständen die Angriffs­ stelle des Betätigungselementes über der Kontaktstelle zu liegen kommt. Um auch diesen Fall auszuschließen, ist in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Kontaktstelle und der Angriffspunkt des Betäti­ gungselementes zusätzlich auch in der Höhe bezüglich der Bodenfläche gegeneinander versetzt sind. Kontaktstelle und Betätigungsstelle der Kontaktfeder liegen also in diesem Fall bezüglich der Anschlußseite schräg versetzt zueinan­ der, so daß bei stehendem oder liegendem Einbau in beliebi­ ger Lage der entstehende Abrieb neben den Kontakten nach unten fällt und damit die Kontaktstellen nicht mehr unmit­ telbar verschmutzt werden. Ein Übereinanderliegen von Kon­ taktstelle und Betätigungsstelle der Kontaktfeder könnte lediglich dann eintreten, wenn das Relais in einer ganz be­ stimmten Schräglage eingebaut würde, was jedoch äußerst un­ wahrscheinlich ist.

Die erfindungsgemäße Gestaltung läßt sich besonders günstig anwenden bei einem Relais, bei dem die Spule mit ihrer Ach­ se parallel zur Bodenfläche liegt, der Anker an einer Stirnseite der Spule annähernd senkrecht zur Bodenfläche angeordnet ist und die Kontaktanordnung vor der dem Anker gegenüberliegenden Stirnseite der Spule angeordnet ist, wie dies etwa aus der eingangs bereits genannten DE-C-34 14 731 bekannt ist. Als Betätigungselement dient dabei ein stan­ genförmiger, an der Spulenaußenseite in Richtung der Spu­ lenachse sich erstreckender Schieber, wobei die Kontakt­ stellen der Kontaktanordnung bezüglich einer durch die Spu­ lenachse gehenden, zur Bodenfläche senkrechten Ebene auf einer Seite und der Schieber auf der anderen Seite angeord­ net sind. Wenn dabei das Joch mit einem Schenkel oberhalb der Spule sitzt, wird der Schieber zwischen Spule und Grundplatte angeordnet. Dabei kann sich auch ein zusätzli­ cher Vorteil bezüglich der Baugröße dadurch ergeben, daß der aus der Mitte zur Seite verlagerte Schieber zum Teil in dem ansonsten nicht nutzbaren Raum zwischen dem runden Spu­ lenquerschnitt und der Ecke des rechtwinkeligen Grundkör­ pers bzw. Gehäuses angeordnet sein kann.

Für den Angriff des Schiebers ist zweckmäßigerweise an dem freien Ende des kontaktgebenden Schenkels der Kontaktfeder ein schräg gegenüber der Kontaktstelle versetzter Betäti­ gungslappen angeformt bzw. angeschnitten. Zur Anpassung der Kraft-Weg-Kennlinie des Relais kann man beispielsweise die­ sen angesetzten Betätigungslappen besonders schmal ausfüh­ ren oder zwischen diesem und dem eigentlichen Kontaktschen­ kel einen im Querschnitt verminderten Steg vorsehen.

Die Kontaktfeder selbst besitzt in einer vorteilhaften Aus­ führungsform annähernd die Form eines umgekehrten U, wobei sie mit einem Schenkel an einem im Grundkörper verankerten Anschlußelement befestigt ist und an dem zweiten Schenkel ein Kontaktstück trägt und eine Angriffsstelle für den Schieber bildet. In einer bevorzugten konstruktiven Gestal­ tung der Kontaktanordnung ist ein oder sind zwei Gegenkon­ taktelemente im Bereich einer Seite im Grundkörper veran­ kert, während das Anschlußelement für die Kontaktfeder im Bereich der gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers ver­ ankert ist, wobei die beiden Schenkel der Kontaktfeder in parallelen Ebenen schräg zueinander versetzt sind. Auf die­ se Weise erhält man bei günstigster Raumausnutzung einen möglichst weiten Abstand der Anschlußelemente und eine mög­ lichst große Federlänge der Kontaktfeder. Das Anschlußele­ ment für die Kontaktfeder kann außerdem einen im Quer­ schnitt verminderten Justiersteg besitzen.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 3 ein erfindungsgemäß gestaltetes Relais in drei teilweise geschnittenen Ansichten,

Fig. 4 den Grundkörper und die Kontaktfeder mit dem Betäti­ gungsschieber in perspektivischer Darstellung.

In den Fig. 1 bis 3 sind teilweise nicht alle Teile voll­ ständig gezeigt; so fehlt in Fig. 1 die Darstellung des rechten Teiles des Magnetsystems mit dem Anker, da dieser Teil in Fig. 3 zu sehen ist. In Fig. 2 ist der Anker wegge­ lassen, um den Schieber deutlicher zu zeigen.

Das in den Fig. 1 bis 3 gezeigte Relais besitzt einen Grund­ körper 1 mit einer Bodenfläche 1 a und einer in Fig. 4 näher gezeigten Gestaltung. Auf dem Grundkörper 1 ist ein Magnet­ system mit einer Spule 2, einem innerhalb der Spule in Axialrichtung angeordneten Kern 3, einem winkelförmigen Joch 4 und einem flachen Anker 5 angeordnet. Dabei verläuft die Spulenachse parallel zur Anschlußebene des Relais. Das Joch 4 ist so angeordnet, daß sein kurzer Schenkel 4 a sich senkrecht zur Anschlußebene vor der einen Stirnseite der Spule erstreckt und mit dem Kern verbunden ist, während sich sein langer Schenkel 4 b parallel zur Anschlußebene, jedoch oberhalb der Spule 2 erstreckt und an seinem freien Ende eine Lagerung für den Anker 5 bildet. Zur Lagerung des Ankers 5 an dem freien Jochende dient eine als Lagerplatte und Ankerfeder gestaltete Blattfeder 6, deren spezielle Ausformung in der EP-A-02 51 034 beschrieben und darge­ stellt ist. Der Anker 5 erstreckt sich vor der dem Joch­ schenkel 4 a gegenüberliegenden Stirnseite der Spule und bildet mit dem freien Ende des Kerns 3 einen Arbeitsluft­ spalt. Der plattenförmige Anker 5 erstreckt sich dabei an­ nähernd senkrecht zur Anschlußebene des Relais, so daß sich sein freies Ende 5 a an der Unterseite des Magnetsystems be­ findet. Dieses freie Ende 5 a ist mit einem stangenförmigen Schieber 7 gekoppelt, der sich unterhalb der Spule 2 paral­ lel zu deren Achse erstreckt, jedoch aus der Mitte zur ei­ nen Seite hin versetzt angeordnet ist.

Vor dem dem Anker gegenüberliegenden Ende der Spule 2 ist eine Kontaktanordnung im Grundkörper 1 verankert. Diese Kontaktanordnung besteht aus zwei feststehenden Gegenkon­ taktelementen 8 und 9 mit Kontaktstücken 8 a bzw. 9 a und ei­ ner Mittelkontaktfeder 10. Die Gegenkontaktelemente 8 und 9 sind mit ihren abgewinkelten Anschlußelementen 8 b bzw. 9 b in entsprechenden Schlitzen oder Durchbrüchen 11 bzw. 12 des Grundkörpers verankert. Die Gegenkontaktelemente 8 und 9 sind entgegengesetzt zum Schieber 7 aus der Mitte nach der Seite hin verschoben angeordnet. Die Mittelkontaktfeder 10 ist mit einem Anschlußwinkel 13 in einem Durchbruch 14 des Grundkörpers auf der Seite des Schiebers 7 befestigt.

Die spezielle Form der Kontaktfeder 10 ist in der perspek­ tivischen Darstellung von Fig. 4 zu erkennen. Dabei besitzt die Feder annähernd eine U-Form mit einem Befestigungs­ schenkel 15, einem Mittelteil 16 und einem Kontaktschenkel 17. Der Mittelteil 16 besitzt dabei annähernd die Form ei­ nes Parallelogramms, so daß der Kontaktschenkel 17 gegen­ über dem Befestigungsschenkel 15 parallel versetzt angeord­ net ist. Der Befestigungsschenkel 15 befindet sich also mit dem Anschlußwinkel 13 auf einer Seite des Grundkörpers in Verlängerung des Schiebers 7, während sich der Kontakt­ schenkel 17 auf der anderen Seite des Grundkörpers zwischen den Gegenkontaktelementen 8 und 9 befindet. Durch diese Form der Kontaktfeder 10 ergibt sich einerseits eine große Federlänge, andererseits aber auch die Möglichkeit, zur Isolierung den Anschlußwinkel 13 weit entfernt von den An­ schlußschenkeln 8 b bzw. 9 b der Gegenkontaktelemente im Grundkörper anzuordnen. Zur Verbesserung der Isolation zwi­ schen den Anschlußteilen besitzt der Grundkörper 1 außerdem eine nach oben angeformte Trennwand 18.

Um nun den Kontaktschenkel 17 durch den auf der gegenüber­ liegenden Seite des Grundkörpers angeordneten Schieber 7 betätigen zu können, ist an dem freien Ende des Kontakt­ schenkels 17 schräg versetzt ein Betätigungslappen 19 ange­ formt, der sich in der Verlängerung des Schiebers 7 befin­ det und in eine Vertiefung 20 des Grundkörpers hinein­ reicht, in welcher sich auch der Schieber befindet. Ein am Ende des Schiebers 7 angeformter Zapfen 7 a greift dabei in eine Ausnehmung 19 a des Betätigungslappens 19. Das andere Ende des Schiebers 7 ist in gleicher Weise mit einem Zapfen 7 b mit dem Anker gekoppelt.

Durch die versetzte Anordnung des Betätigungslappens 19 schräg zur Seite und nach unten gegenüber dem Kontaktschen­ kel 17 bzw. dem Kontaktstück 17 a und den dadurch bedingten schräg versetzten Angriff des Schiebers 7 ergibt sich der Vorteil, daß die Betätigungsstelle weder in der normalen Einbaulage noch in irgendeiner um 90° oder 180° verdrehten Einbaulage über dem Kontaktstück 17 a liegt. Ein etwa ent­ stehender Abrieb des Zapfens 7 a im Bereich der Aussparung 19 a fällt deshalb immer neben der Kontaktstelle im Gehäuse nach unten.

Die versetzte Anordnung des Betätigungslappens 19 gegenüber dem Kontaktschenkel 17 hat außerdem den Vorteil, daß bei Betätigung eine gewisse Torsionsbeanspruchung der Kontakt­ feder 10 und damit eine Abrollbewegung am Kontaktstück 17 a erzeugt wird. Dadurch kann der Kontakt auch nach leichtem Verschweißen leichter aufgerissen werden. Durch Bemessung des Verbindungssteges 21 zwischen dem Kontaktschenkel 17 und dem Betätigungsschenkel 19 läßt sich auch die Kraft- Weg-Kennlinie des Relais einstellen. Zur weiteren Abstim­ mung dieser Kraft-Weg-Kennlinie könnte auch ein zusätzli­ cher Schlitz 22 (in Fig. 4 gestrichelt angedeutet) in diesen Bereich vorgesehen werden.

Um die Stellung der Kontaktfeder 10 justieren zu können, ist am Anschlußwinkel 13 eine Einkerbung zur Bildung einer Sollbiegestelle 23 vorgesehen. Außerdem sei noch darauf hingewiesen, daß in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Umschaltkontaktanordnung dargestellt ist. Durch Weglassen des Gegenkontaktelementes 9 kann ohne sonstige Änderung ein Schließerkontakt, durch Weglassen des Gegenkontaktelementes 8 ein Öffnerkontakt gewonnen werden.

Der Aufbau des Grundkörpers ist in der perspektivischen Darstellung von Fig. 4 ebenfalls zu erkennen. Die Besonder­ heit an dem Grundkörper ist die asymmetrische Gestaltung des Auflageteils 23 für die Spule. Durch diese Gestaltung ist an einer Seite eine in Längsrichtung durchgehender Ka­ nal 24 geschaffen, in dem sich der Schieber 7 bis hin zu der Vertiefung 20 erstrecken kann. Zur Isolierung zwischen der Spule 2, dem Kern 3 und dem Joch 4 ist eine schuhartige Trennwand 25 am Grundkörper 1 angeformt. Nach der Montage der Funktionsteile auf dem Grundkörper wird von oben eine Kappe 26 übergestülpt, die mit einer Zwischenwand 27 zu­ sätzlich die Isolierung zwischen Magnetkreis und Kontaktan­ ordnung erhöht.

Claims (10)

1. Elektromagnetisches Relais, welches aufweist:

• - einen Grundkörper (1) mit einer die Anschlußseite des Re­ lais bildenden Bodenfläche (1 a),
• - ein auf dem Grundkörper angeordnetes Elektromagnetsystem mit Spule (2), Kern (3) und Anker (5),
• - eine in dem Grundkörper (1) verankerte Kontaktanordnung mit mindestens einem Gegenkontaktelement (8, 9) und min­ destens einer beweglichen Kontaktfeder (10), deren mit Kontaktstellen (8 a, 9 a, 17 a) versehene Kontaktschenkel im wesentlichen senkrecht zur Bodenfläche verlaufen, sowie
• - ein die Ankerbewegung auf die Kontaktfeder übertragendes Betätigungselement (7),

dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstelle (17 a) und der Angriffspunkt (19 a) des Betäti­ gungselementes (7) an der Kontaktfeder (10) derart gegen­ einander versetzt sind, daß sie in der Projektion auf die Bodenfläche (1 a) mit Abstand nebeneinander liegen.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Kontaktstelle (17 a) und Angriffs­ punkt (19 a) des Betätigungselementes (7) zusätzlich in der Höhe bezüglich der Bodenfläche (1 a) gegeneinander versetzt sind.

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Spule (2) mit ihrer Achse parallel zur Bodenfläche (la) liegt,
daß der Anker (5) an einer Stirnseite der Spule (2) annä­ hernd senkrecht zur Bodenfläche angeordnet ist,
daß die Kontaktanordnung (8, 9, 10) vor der dem Anker (5) gegenüberliegenden Stirnseite der Spule (2) angeordnet ist und daß als Betätigungselement ein stangenförmiger, an der Spu­ lenaußenseite in Richtung der Spulenachse sich erstrecken­ der Schieber (7) dient, wobei die Kontaktstelle (17 a) der Kontaktanordnung bezüglich einer durch die Spulenachse ge­ henden, zur Bodenfläche (1 a) senkrechten Ebene auf einer Seite und der Schieber (7) auf der anderen Seite angeordnet sind.

4. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Joch (4) einen bezüglich der Bodenplatte oberhalb der Spule (2) angeordneten Schenkel (4 b) besitzt, an dessen Ende der plattenförmige Anker (5) gelagert ist und daß der Schieber (7) zwischen der Spule (2) und der Grundplatte (1 a) angeordnet ist.

5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem freien Ende des Kontaktschenkels (17) der Kontaktfeder (10) ein schräg ge­ genüber der Kontaktstelle (17 a) versetzter Betätigungslap­ pen (19) angeformt ist, an welchem der Schieber (7) an­ greift.

6. Relais nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Betätigungslappen (19) und der Kontaktstelle (17 a) des Kontaktschenkels (17) ein im Querschnitt verminderter Steg (21) vorgesehen ist.

7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (10) annähernd die Form eines umgekehrten U besitzt, mit einem Befestigungsschenkel (15) an einem im Grundkörper (1) ver­ ankerten Anschlußelement (13) befestigt ist und an dem zweiten Schenkel (17) ein Kontaktstück (17 a) trägt sowie eine Angriffsstelle (19 a) für den Schieber (7) bildet.

8. Relais nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein oder zwei Gegenkontaktelemente (8, 9) im Bereich einer Seite im Grundkörper (1) verankert sind, daß das Anschlußelement (13) für die Kontaktfeder (10) im Bereich der gegenüberliegenden Seite im Grundkörper (1) verankert ist und daß die beiden Schenkel (15, 17) der Kontaktfeder (10) in parallelen Ebenen schräg zueinander versetzt sind.

9. Relais nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Anschlußelement (13) für die Kontaktfeder (10) einen im Querschnitt verminderten Justiersteg (23) aufweist.