DE60203765T2 - Schaltrelais mit verbesserter Ankerfeder - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Schaltrelais mit einer Ankerfeder und insbesondere ein Schaltrelais mit einer Ankerfeder und einer Torsionsstegregion und einem Zugstab.
  • Elektromagnetische Schaltrelais wie die, die in der EP 0 203 496 A2 und der EP 0 480 908 B1 gelehrt werden, sind in einer Reihe verschiedener Ausgestaltungen bekannt und werden z.B. in der Kfz-Technik eingesetzt. Das herkömmliche Schaltrelais hat eine Magnetspule mit einem Magnetkern und einem Joch. Das Joch verläuft auf der Außenseite der Magnetspule von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende. Am zweiten Ende hat das Joch Jochdorne, auf denen die Ankerplatte schwenkbar ruht. Wenn die Magnetspule mit Strom gespeist wird, wird ein geschlossenes Magnetfeld über den Magnetkern, das Joch und die Ankerplatte erzeugt, das zum Magnetkern zurückgeführt wird. Das Magnetfeld zieht die Ankerplatte in Richtung auf den Magnetkern an.
  • Eine geschlossene oder offene Position wird in Abhängigkeit von der Position der Ankerplatte festgelegt. In der geschlossenen Position verbindet eine mit der Ankerplatte verbundene Kontaktbrücke zwei elektrische Anschlüsse miteinander. In der offenen Position trennt die mit der Ankerplatte verbundene Kontaktbrücke die beiden elektrischen Anschlüsse. Eine Ankerfeder hat einen Zugstab, mit dem eine Zugkraft auf die Ankerplatte übertragen wird, so dass die Ankerplatte mit einem geringen Widerstand von der Ankerfeder von der geschlossenen Position in die offene Position geschwenkt werden kann. Der Zugstab ist typischerweise als länglicher schmaler Streifen ausgelegt, der mit geringer Kraft gebogen werden kann, um eine geringe Kraftbewegung der Ankerplatte zuzulassen. Das Design des Zugstabs in der Form eines länglichen schmalen Streifens erfordert jedoch eine relativ komplexe Herstellung und der Streifen wird leicht beschädigt.
  • Das US-Patent 5065127 beschreibt eine Blattfeder für ein elektromagnetisches Relais. Das Relais beinhaltet eine Blattfeder zum Lagern eines Ankers an einem freien Ende des Jochs, wobei die Blattfeder in einem Stück erstens eine an dem Joch anliegende Lagerplatte und zweitens eine darauf aufgebrachte Rückzugsfeder bildet. Die Rückzugsfeder hat einen ersten Teil, der von der Mitte der Lagerplatte freigeschnitten ist, so dass die Lagerplatte in zwei Plattenteile unterteilt ist, auf denen der Anker nur an seinen lateralen Regionen auf seinen Auflagerändern ruht. Ferner ist das freie Ende der zurückgezogenen Feder bogenförmig grob symmetrisch zur Mittelachse der Lagerplatte geschnitten, um eine etwa symmetrische Rückzugskraft auf den Anker auszuüben. Die Blattfeder dient als Lagerelement zum Lagern und Zurückstellen des Ankers. Die Blattfeder umfasst eine Lagerplatte, die an dem Joch angebracht ist, und ist durch einen mittleren Teil mit einem weiteren Teil verbunden, der sich neben dem Anker befindet. Der Teil ist mit einer Spitze verbunden, die in eine fensterförmige Öffnung im Anker in Eingriff gebracht wird, und liegt an einer Innenwand der Fensteröffnung an, so dass ein Rückzugsmoment auf den Anker um den Auflagerand herum ausgeübt wird. Die Blattfeder ist mit zwei lateral aufgebrachten Befestigungszungen am Joch eingehakt, die das Joch auf beiden Seiten umgeben. Der Anker ist daher nicht starr mit dem Joch verbunden. Der Anker schwenkt, indem er sich gegen die Blattfeder bewegt.
  • Ein weiteres Beispiel für ein elektromagnetisches Schaltrelais wird in der DE 199 20 742 A1 gelehrt. Dieses Schaltrelais umfasst ein Grundelement, ein Magnetsystem und eine Ankerfeder. Das Magnetsystem hat einen Anker, der mit zwei Hebelabschnitten ausgebildet ist, die die Auflagepunkte für die Ankerfeder bilden. Ein weiterer Auflagepunkt für die Ankerfeder befindet sich an einem festen Abschnitt des Schaltrelais. Der Anker kann durch Biegen des festen Abschnitts des Schaltrelais eingestellt werden, um die Position eines Schaltkontakts in Bezug auf feste Anschlüsse einzustellen. Aufgrund von unvermeidlichen Herstellungstoleranzen entspricht der Abstand zwischen dem Schaltkontakt und den festen Anschlüssen nicht genau einem gewünschten Wert, sondern unterliegt herstellungsbezogenen Variationen. Infolgedessen ist in jedem Fall eine individuelle Einstellung des Kontaktabstands erforderlich.
  • Es ist daher wünschenswert, eine Ankerfeder für ein Schaltrelais mit mechanisch stabilem und kompaktem Aufbau zu entwickeln, der eine Zugkraft auf eine Ankerplatte überträgt, so dass die Ankerplatte von einer geschlossenen Position in eine offene Position mit geringem Widerstand von der Ankerfeder geschwenkt werden kann.
  • Diese und andere Aufgaben werden durch die vorliegende Erfindung gelöst. Die vorliegende Erfindung betrifft einen Anker für ein Schaltrelais mit einer Ankerplatte und einer Ankerfeder. Die Ankerfeder ist zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position schwenkbar an dem Schaltrelais montiert. Die Ankerfeder ist durch eine Aufhängung und eine mit der Ankerplatte verbundene Federkontaktregion an dem Schaltrelais angebracht. Ein erster Steg ist an der Federkontaktregion angebracht, und ein Zugstab ist mit dem ersten Steg verbunden. Der Zugstab ist lotrecht an der Schwenkachse der Ankerplatte angeordnet. Der erste Steg ist parallel zur Schwenkachse der Ankerplatte angeordnet. Daher werden weniger Verdrehkräfte auf den Zugstab übertragen, wenn die Ankerplatte zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position schwenkt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend ausführlich mit Bezug auf die folgenden Figuren beschrieben. Dabei zeigt:
  • 1 eine Perspektivansicht einer ersten Ausgestaltung eines Schaltrelais mit einer ersten Ausgestaltung einer Ankerfeder,
  • 2 eine Draufsicht auf eine zweite Ausgestaltung der Ankerfeder,
  • 3 eine Draufsicht auf eine dritte Ausgestaltung der Ankerfeder,
  • 4 eine Perspektivansicht einer zweiten Ausgestaltung eines elektromagnetischen Schaltrelais, das ohne einem Gehäuse und mit einer ersten Ausgestaltung einer Federkontaktregion dargestellt ist,
  • 5 eine Perspektivansicht einer zweiten Ausgestaltung der Federkontaktregion, und
  • 6 eine Draufsicht auf eine dritte Ausgestaltung der Federkontaktregion.
  • 1 zeigt ein Schaltrelais 1 mit einer Magnetspule 2. Die Magnetspule 2 hat einen Magnetkern 3, der von einem ersten offenen Ende zu einem zweiten offenen Ende der Magnetspule 2 verläuft. Eine Jochplatte 4, die an den Magnetkern 3 angrenzt, ist an einem ersten offenen Ende ausgebildet. Die Jochplatte 4 verläuft entlang der oberen Seite der Magnetspule 2 zum zweiten offenen Ende der Magnetspule 2. Die Jochplatte 4 steht über die Magnetspule 2 hinaus in der Region des zweiten offenen Endes vor und hat einen jeweiligen Jochdorn 6 in zwei lateralen Endregionen. Der Jochdorn 6 steht um eine vorbestimmte Länge in eine Lageraussparung 7 und lateral über die Jochplatte 4 hinaus vor. Die Jochplatte 4 ist zwischen den Jochdornen 6 und hinter einer Ankerplatte 5 positioniert. Jede Lageraussparung 7 hat einen Lagervorsprung 14, der in der Richtung des Jochdorns 6 ausgebildet ist. Der Lagervorsprung 14 dient als Lager, mit dem die Ankerplatte 5 schwenkbar auf den Jochdornen 6 montiert ist. Eine Drehachse wird zwischen den beiden Lagervorsprüngen 14 gebildet.
  • Die Ankerplatte 5 verläuft von der Jochplatte 4 entlang dem offenen Ende der Magnetspule 2 zu einem unteren Rand des Magnetkerns 3. Eine Ankerfeder 9 ist durch eine Federkontaktregion 8 starr mit einer Außenseite der Ankerplatte 5 verbunden. Die Ankerplatte 5 kann beispielsweise durch Nieten 15 mit der Ankerfeder 9 verbunden sein. Eine Kontaktbrücke 12 ist mit der Ankerfeder 9 im Wesentlichen neben den beiden Anschlüssen 10, 11 verbunden. In der gewählten Ausgestaltung wird die Federkontaktregion 8 der Ankerfeder 9 durch lateral gebildete, trapezförmige Teile 16 nach oben in die Region der Jochplatte 4 ausgebildet. Die trapezförmigen Teile 16 verjüngen sich nach oben und passieren in Verbindungsstege 17. Die Verbindungsstege 17 werden über eine Biegung über eine Oberseite der Jochplatte 4 in Endregionen eines Torsionsstegs 18 gebildet. Der Torsionssteg 18 ist vorzugsweise parallel zur Ausrichtung der Ankerplatte 5 angeordnet und ist als ein schmaler Steg ausgelegt, vorzugsweise über die gesamte Breite der Jochplatte 4. Der Torsionssteg 18 ist mittig an einem zweiten lateralen Rand mit einem Zugstab 13 verbunden. Der Zugstab 13 hat die Form eines Stegs, der vorzugsweise lotrecht zur Schwenkachse der Ankerplatte 5 ausgerichtet ist.
  • Der Zugstab 13 ist mit einem ersten lateralen Rand einer Anschlussplatte 19 verbunden. Der Torsionssteg 18 und die Anschlussplatte 19 verlaufen transversal über die gesamte Breite der Jochplatte 4. Die Anschlussplatte 19 ist im Wesentlichen rechteckig aufgebaut. Die Anschlussplatte 19 hat eine längliche mittlere Aussparung 20, die im Wesentlichen lotrecht zum Zugstab 13 angeordnet ist. An einem zweiten lateralen Rand hat die Anschlussplatte 19 laterale Endregionen jeweils mit einer ersten, zweiten und dritten Anschlussfahne 21, 22, 23. Die dritte Fahne 23 ist zwischen der ersten und der zweiten Anschlussfahne 21, 22 ausgebildet. Die erste und die zweite Anschlussfahne 21, 22 haben jeweils eine rechteckige Form und sind lotrecht zur Querrichtung der Anschlussplatte 19 ausgerichtet. Die dritte Fahne 23 ist beträchtlich kleiner und breiter aufgebaut und verläuft im Wesentlichen über die gesamte Länge des zweiten lateralen Randes zwischen der ersten und der zweiten Anschlussfahne 21, 22. Die erste und die zweite Anschlussfahne 21, 22 sind über eine mechanische Verbindung mit der Oberseite der Jochplatte 4 starr verbunden. Die dritte Fahne 23 ruht auf der Oberfläche der Jochplatte 4 und stabilisiert die Ankerfeder 9. Die Anschlussplatte 19 ist in einem vorbestimmten Winkel zur Oberseite des Jochs 4 ausgerichtet.
  • Der Betrieb der ersten Ausgestaltung des Schaltrelais 1 wird nachfolgend ausführlicher mit Bezug auf 1 beschrieben. Je nach der Ausgestaltung des Schaltrelais 1 wird, wenn Strom durch die Magnetspule 2 fließt, ein Magnetfeld entgegengesetzt zum Magnetkern 3 und einem Permanentmagnet (nicht dargestellt) erzeugt, um den Effekt des Permanentmagnets (nicht dargestellt) auszulöschen. Die Ankerplatte 5 wird durch die Zugbelastung der Ankerfeder 9 vom Magnetkern 3 weg in eine offene Position gekippt. In der offenen Position wird die Kontaktbrücke 12 vom ersten und zweiten Anschluss 10, 11 angehoben, um die Anschlüsse 10, 11 elektrisch voneinander zu isolieren. Während des Kippvorgangs schwenkt die Ankerplatte 5 um die feste Achse, die durch Montieren der Ankerplatte 5 an den Jochdornen 6 ausgebildet ist. Wenn der Strom durch die Magnetspule 2 gelöscht ist, wird die Ankerplatte 5 aufgrund des Magnetfelds des Permanentmagnets (nicht dargestellt) auf den Magnetkern 3 und in eine geschlossene Position gezogen. Wenn die Ankerplatte 5 in der geschlossenen Position ist, dann kontaktiert die Kontaktbrücke 12 den ersten und zweiten Anschluss 10, 11 und erzeugt eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschluss 10, 11.
  • Das mechanische Drehmoment gegen die magnetische Anziehung wird in beiden Fällen von der Ankerfeder 9 auf die Ankerplatte 5 aufgebracht, die durch eine Zugbelastung vorgespannt wird. Da während des Schwenkens der Ankerplatte 5 ein Drehmoment auf die Ankerfeder 9 in der Wirkungsrichtung der Zugbelastung aufgebracht wird, ist es vorteilhaft, Verdrehregionen in der Ankerfeder 9 zu bilden. Die Bildung des Torsionsstegs 18 in der Ankerfeder 9 bietet den Vorteil, dass minimale Verdrehkräfte während eines Schwenkvorgangs der Ankerplatte 5 von der offenen Position in die geschlossene Position oder umgekehrt auf den Zugstab 13 übertragen werden. Während des Schwenkens von der geschlossenen Position in die offene Position bewegt sich die untere Region der Ankerplatte 5 vom Schaltrelais 1 weg nach vorne. Infolgedessen werden die Verbindungsstege 17 in der Region der Biegung gleichzeitig nach oben angehoben. Demzufolge werden Rotationskräfte in den Endregionen des Torsionsstegs 18 bewirkt. Da der Torsionssteg 18 relativ schmal ausgelegt ist und die Distanz zwischen dem Anschluss des Zugstabs 13 und den Anschlüssen der Verbindungsstege 17 relativ groß ist, werden die Rotationskräfte durch den Torsionssteg 18 im Wesentlichen absorbiert. Der Torsionssteg 18 wird in Bezug auf seine Längsachse zwischen dem Anschluss des Zugstabs 13 und den Anschlüssen der Verbindungsstege 17 per se gedreht. Da der Torsionssteg 18 in seiner Längsachse ohne große Kraft gedreht werden kann, kann die Ankerplatte 5 ohne erhebliche Gegenkräfte von der offenen Position in die geschlossene Position und umgekehrt schwenken. Trotz der Anordnung des Torsionsstegs 18 ist eine ausreichende Übertragung einer Zugbelastung über die Ankerfeder 9 auf die Ankerplatte 5 möglich. Zu diesem Zweck hat der Torsionssteg 18 eine solche Dicke, dass es nur selten zu einem lateralen Biegen des Torsionsstegs 18 kommt. Die Torsionsbelastung wird zwischen der Anschlussregion der Anschlussplatte 19 über die Anschlussplatte 19, den Zugstab 13, den Torsionssteg 18, die Verbindungsstege 17 und die trapezförmigen Teile 16 auf die Ankerplatte 5 übertragen. Durch die Verwendung des Zugstabs 13 wird gewährleistet, dass eine ausreichende elastische Zugkraft auf die Ankerplatte 5 wirkt, was zu einem Schwenken der Ankerplatte 5 von der geschlossenen Position in die offene Position oder umgekehrt führt, wenn keine Magnetkräfte auf die Ankerplatte 5 wirken.
  • In einer einfachen Variation der ersten Ausgestaltung kann die Anschlussplatte 19 auch ohne das Aufnahmeloch 20 ausgelegt werden. Das Aufnahmeloch 20 hat vorzugsweise eine vergrößerte Region in der Region, in der die Zugstabregion 13 zur Anschlussplatte 19 passiert. Die Elastizität der Anschlussplatte 19 wird durch das Aufnahmeloch 20 erhöht. Die Elastizität der Ankerfeder 9 wird dadurch weiter mit Bezug auf die Zugbelastung erhöht. Daher kann die Ankerfeder 9 so ausgelegt werden, dass sie insgesamt kürzer ist, um dieselbe Zugbelastung zu erzielen.
  • Ein fundamentaler Vorteil der Ankerfeder 9 besteht darin, dass ein Zugstab 13 und eine Verdrehregion 18 in Reihe verbunden sind. Aufgrund der Bildung der beiden unterschiedlichen Regionen ist eine präzise Einstellung der Zugbelastung möglich, und darüber hinaus kann gewährleistet werden, dass Verdrehkräfte durch die Verdrehregion 18 ohne großen Widerstand absorbiert werden. Somit wird die zum Schwenken der Ankerplatte 5 benötigte Kraft reduziert. So wird eine erhöhte Dynamik zum Bewegen der Ankerplatte 5 möglich, obwohl die Zugbelastung relativ hoch ausgelegt werden kann, was zu einer verbesserten allgemeinen Schaltdynamik des Schaltrelais 1 führt.
  • Der Zugstab 13 kann genau dimensioniert werden, und somit kann aufgrund der separaten Konstruktion des Zugstabs 13 die zulässige Zugbelastung genau eingestellt werden. Eine präzise Einstellung der Torsionsgegenkräfte ist auch aufgrund der separaten Konstruktion der Verdrehregion 18 möglich. Infolgedessen kann der Zugstab 13 erheblich breiter und kürzer konstruiert sein, weil die Rotationsbewegung der Ankerplatte von der Verdrehregion 18 aufgenommen wird. Ein effizientes und kompaktes Design der Ankerfeder 9 ist infolge der Konstruktion der Verdrehregion 18 in der Form eines parallel zur Ankerplatte 5 ausgerichteten Torsionsstegs 18 möglich. In einer einfachen Ausgestaltung der Ankerfeder ist der Torsionssteg 18 nur über einen Verbindungssteg 17 mit der Federkontaktregion 8 verbunden.
  • 2 ist ein schematisches Diagramm, das eine zweite Ausgestaltung der Ankerfeder 9 zeigt. Die zweite Ausgestaltung der Ankerfeder 9 hat eine Befestigungsregion 25, mit der die Ankerfeder 9 starr mit dem Schaltrelais 1, vorzugsweise mit der Jochplatte 4 verbunden ist. Eine Befestigungsregion 25 passiert in einen ersten Zugstab 13, der in der Form eines kurzen, relativ breiten Stegs ausgebildet ist. Der erste Zugstab 13 öffnet zentral in einen Torsionssteg 18. Zwei Verbindungsstege 17 sind in Endregionen des Torsionsstegs 18 ausgebildet und mit Endregionen eines zweiten Torsionsstegs 26 verbunden. Der zweite Torsionssteg 26 ist vorzugsweise im Einklang mit dem Torsionssteg 18 aufgebaut. Der zweite Torsionssteg 26 ist mittig mit einem lateral gebildeten trapezförmigen Teil 16 verbunden. Eine Federkontaktregion 8 ist mit dem trapezförmigen Teil 16 verbunden und ist starr mit der Ankerplatte 5 verbunden.
  • In 2 ist die Biegung des Anschlusses der Federkontaktregion 8 nicht dargestellt. Das Anschlussstück ist gemäß der Ausgestaltung von 1 ausgebildet, beginnend mit einer Oberseite der Jochplatte 4 in der Form einer Biegung von praktisch 90° in Richtung auf die Außenseite der Ankerplatte 5, in der die Federkontaktregion 8 starr mit der Ankerplatte 5 verbunden ist. Die Ausgestaltung von 2 hat eine erhöhte Verdrehelastizität, da zwei Torsionsstege 18, 26 in Reihe verbunden sind. Die Anordnung von zwei in Reihe verbundenen Torsionsstegen 18, 26 reduziert die Gegenkraft, die beim Schwenken der Ankerplatte 5 von der geschlossenen Position in die offene Position oder umgekehrt aufgrund der Ankerfeder 9 entsteht. Dies ermöglicht eine höhere Dynamik beim Schwenken der Ankerplatte 5.
  • 3 zeigt eine dritte Ausgestaltung der Ankerfeder 9, in der eine Mehrzahl von Torsionsstegpaaren 18, 26 miteinander in Reihe verbunden sind. Die beiden jeweiligen Torsionsstegpaare 18, 26 sind über einen Zugstab 13 miteinander verbunden. Zur Bildung einer Ankerfeder 9 wird vorzugsweise eine Mehrzahl von Torsionsstegpaaren 18, 26 parallel angeordnet, zusätzlich zu der Mehrzahl von in Reihe verbundenen Torsionsstegpaaren 18, 26. In 3 sind zwei identisch aufgebaute Ankerfedern 9 parallel verbunden und mit einer einzelnen Federkontaktregion 8 verbunden. Die Biegung der Anschlussregionen, die zwischen der Federkontaktregion 8 und den Torsionsstegen 18, 26 ausgebildet sind, ist in den Figuren nicht ausdrücklich dargestellt.
  • Ein einfaches Verfahren zum Einstellen der modularen Elastizität oder der Zugbelastung ist aufgrund des modularen Aufbaus der Ankerfeder 9 gemäß 3 möglich. Die Ausgestaltung von 3 ergibt den Vorteil, dass die Elastizität der Ankerfeder 9 aufgrund der Anordnung der Torsionsstegpaare 18, 26 individuell eingestellt werden kann. So kann beispielsweise die Verdrehsteifigkeit und somit die Gegenkraft gegen ein Schwenken der Ankerplatte 5 aufgrund der Reihenverbindung der Mehrzahl von Torsionsstegen oder Torsionsstegpaaren 18, 26 in Stufen eingestellt werden. Die parallele Anordnung gemäß 3 ist auch möglich, um Federeigenschaften der Ankerfeder 9 auf modulare und somit gestufte Weise zu befestigen.
  • Die Erfindung wurde anhand eines Beispiels einer Ankerfeder 9 beschrieben, in der der Zugstab 13 im Wesentlichen lotrecht zum Torsionssteg 18 ausgerichtet ist und die Verbindungsstege 17 in den Endregionen des Torsionsstegs 18 angeordnet sind. Je nach der Ausgestaltung können auch Winkel, die sich von 90° unterscheiden, zwischen dem Zugstab 13 und dem Torsionssteg 18 sowie zwischen dem Torsionssteg 18 und den Verbindungsstegen 17 ausgebildet werden. Die Anschlussregion zwischen dem Torsionssteg 18 und der Federkontaktregion 8 kann auch als Federkontaktregion ausgelegt sein. Es ist auch möglich, die Verbindungsstege 17 mit dem Torsionssteg 18 weiter innen näher am Zugstab 13 zu verbinden.
  • 4 zeigt eine Perspektivansicht einer zweiten Ausgestaltung des elektromagnetischen Schaltrelais 1. Das Schaltrelais 1 hat eine Magnetspule 2 mit einem Magnetkern (nicht dargestellt), der auf einem Abschnitt ruht, der von der Magnetspule 2 auf einem Permanentmagnet (nicht dargestellt) vorsteht. Ein Joch 33 ruht auf der Magnetspule 2 und ist oberhalb der Magnetspule 2 angeordnet. Ein Anker 34 ist am vorderen Ende der Magnetspule 2 gegenüber dem Permanentmagnet (nicht dargestellt) angeordnet. Zwei obere laterale Randregionen haben Lageraussparungen 34a, in denen ein jeweiliger Jochdorn 33a des Jochs 33 so angeordnet ist, dass der Anker 34 an den Jochdornen 33a montiert ist und auf dem vorderen Ende der Magnetspule 2 aufliegt.
  • Der Anker 34 ist über Nietverbindungen 35 mit einer Federkontaktregion 36 starr verbunden, die als kreuzförmige Blattfeder aus zwei einstückig geformten Schenkeln 37, 38 ausgebildet ist, die einander im Wesentlichen zentral schneiden. Der erste Schenkel 37 der Federkontaktregion 36 hat ein erstes freies Ende 37a, das an eine Ankerzunge 34b des Ankers 34 angrenzt, und ein zweites freies Ende 37b, das eine Kontaktbrücke 39 für einen Kontakt mit zwei Anschlüssen 40, 41 trägt. Der zweite Schenkel 38, der den ersten Schenkel 37 im Wesentlichen zentral kreuzt, hat zwei elastische Federarme 38a, die über die Nietverbindung 35 an freien Enden 38b mit dem Anker 34 verbunden sind. Die Federkontaktregion 36 drückt die Kontaktbrücke 39, die am zweiten freien Ende 37b des ersten Schenkels 37 angeordnet ist, auf Kontaktflächen der Anschlüsse 40, 41 in Abhängigkeit von der Position des Ankers 34.
  • Nachfolgend wird der Betrieb der zweiten Ausgestaltung des Schaltrelais 1 ausführlicher mit Bezug auf 4 beschrieben. In der Ruheposition wird der Anker 34 vom Permanentmagnet (nicht dargestellt) in der Richtung der Magnetspule 2 angezogen, so dass die Federkontaktregion 36 ebenfalls in der Richtung der Magnetspule 2 angezogen wird. In der Ruheposition grenzt die Kontaktbrücke 39 an die Kontaktflächen der Anschlüsse 40, 41 an, um eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschluss 40 und dem zweiten Anschluss 41 herzustellen. Wenn die Magnetspule 2 mit Strom gespeist wird, dann entsteht ein Magnetfeld, das die Permanentmagnet-Haltekraft des Ankers 34 kompensiert. Der Anker 34 wird daher nicht mehr von einem Magnetfeld in Richtung auf den Magnetkern (nicht dargestellt) und die Kontaktflächen der Anschlüsse 40, 41 angezogen, sondern wird von der Federkontaktregion 36 von dem Magnetkern (nicht dargestellt) weg gezogen. Aufgrund dieser Kippbewegung schwenkt auch die untere Region des Ankers 34 und daher das zweite freie Ende 37b des ersten Schenkels 37 der die Kontaktbrücke 39 tragenden Federkontaktregion 36 vom Magnetkern (nicht dargestellt) weg und trennt die elektrische Verbindung zwischen der Kontaktbrücke 39 und den Anschlüssen 40, 41. Der Anker 34 kippt um die Achse, die von der Oberseite des Jochs 33 gebildet wird, weil der Anker 34 auf den Jochdornen 33a ruht.
  • Die Federarme 38a des zweiten Schenkels 38 der Federkontaktregion 36, die von der Mitte des ersten Schenkels 37 im Wesentlichen nach außen zeigt, sind elastisch und vorteilhafterweise mit einer geringen Verdrehsteifigkeit ausgelegt, so dass diese Region der Federkontaktregion 36 im Falle einer einseitigen Belastung aufgrund der resultierenden Flexibilität der Federarme 38a leicht rotieren können.
  • 5 zeigt die zweite Ausgestaltung der Federkontaktregion 36. In der zweiten Ausgestaltung der Federkontaktregion 36 zeigen die Federarme 38a des zweiten Schenkels 38 im Wesentlichen im rechten Winkel vom ersten Schenkel 37 weg. Bei diesem einfachen Aufbau, der durch Stanzen erzeugt werden kann, können Elastizität und Verdrehsteifigkeit der Federarme 38a durch die Materialdicke und die Breite der Federarme 38a beeinflusst werden.
  • 6 zeigt eine dritte Ausgestaltung der Federkontaktregion 36. Die dritte Ausgestaltung der Federkontaktregion 36 ist eine etwas komplexere Ausgestaltung, da die Federarme 38a des zweiten Schenkels 38 auf wellenförmige Weise vom ersten Schenkel 37 weg verlaufen. Dieses Design lässt es zu, dass flexible Federarme 38a auf einer Federkontaktregion 36 mit einer hohen Federkontaktregionssteifigkeit erzeugt werden.
  • Die beschriebenen Designs der Federkontaktregionen 36 erlauben eine Herstellung einer Federkontaktregion 36 im Wesentlichen mit den Eigenschaften eines Drehgelenks in einem sehr kleinen Raum und unter Anwendung von Herstellungsmethoden wie z.B. Nieten oder Stanzen, die in der Relaistechnik konventionell sind, wobei die Verdreh- und Zusatzwegsteifigkeit der Federkontaktregion 36 unabhängig einstellbar sind. Der vom Anker 34 angesteuerte Brückenkontakt 39 kann die auf dem zusätzlichen Weg zu zwei Kontakten verfügbare Kontaktkraft mit der gegebenen Federkontur der Federkontaktregion 36 gleichförmig verteilen.

Claims (10)

  1. Schaltrelais (1), umfassend eine Magnetspule (2), eine Jochplatte (4), einen Magnetkern (3) und einen Anker (34) mit einer Ankerplatte (5), die zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position schwenkbar an dem Schaltrelais (1) montiert ist, und einer Ankerfeder (9), die mit einer Aufhängung an dem Schaltrelais (1) angebracht ist, und einer Federkontaktregion (8), die mit der Ankerplatte (5) verbunden ist, wobei ein erster Steg (18) an der Federkontaktregion (8) angebracht und ein Zugstab (13) zwischen dem ersten Steg und der Aufhängung angeordnet ist, wobei der Zugstab (13) lotrecht zur Schwenkachse der Ankerplatte (5) angeordnet ist, wobei der erste Steg (18) parallel zur Schwenkachse der Ankerplatte (5) angeordnet ist und wobei die Ankerfeder an dem Relais (1) und an der Ankerplatte befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Steg (18) eine Verdrehregion ist und der erste Steg (18) innerhalb der Ankerfeder (9) mit dem Zugstab (13) in Reihe gekoppelt ist.
  2. Schaltrelais (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Steg (18) durch Verbindungsstegstreifen (17) mit der Federkontaktregion (8) verbunden ist.
  3. Schaltrelais (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugstab (13) mittig mit einem seitlichen Rand des ersten Stegs (18) verbunden ist und dass der erste Steg (18) an gegenüberliegenden Enden durch zwei Verbindungsstegstreifen (17) mit der Federkontaktregion (8) verbunden ist.
  4. Schaltrelais (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerfeder (9) durch eine Anschlussplatte (19) mit einer länglichen Aussparung (20) an dem Schaltrelais (1) angebracht ist.
  5. Schaltrelais (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zugstab (13) mit einem ersten seitlichen Rand der Anschlussplatte (19) verbunden ist und die Anschlussplatte (19) einen zweiten seitlichen Rand mit einer ersten Anschlussfahne (21) und einer starr mit dem Schaltrelais (1) verbundenen zweiten Anschlussfahne (22) und einer dritten Anschlussfahne (23) hat, die zwischen der ersten Anschlussfahne (21) und der zweiten Anschlussfahne (22) verläuft, die auf dem Schaltrelais (1) ruht.
  6. Schaltrelais (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerfeder (9) als kreuzförmige Blattfeder mit zwei elastischen Federarmen (38) ausgebildet ist, die eine geringe Biegefestigkeit und Verdrehsteifigkeit besitzen und sich lotrecht von einem mittig ausgebildeten Schenkel (37) erstrecken.
  7. Schaltrelais (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankerfeder (9) als kreuzförmige Blattfeder mit zwei elastischen Federarmen (38) ausgebildet ist, die eine geringe Biegefestigkeit und Verdrehsteifigkeit besitzen und sich wellenförmig von einem mittig ausgebildeten Schenkel (37) erstrecken.
  8. Schaltrelais (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Steg (26) parallel zu dem ersten Steg (18) positioniert und durch einen Verbindungssteg (17) zur Bildung eines ersten Stegpaares mit dem ersten Steg (18) verbunden ist.
  9. Schaltrelais (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Stegpaar mit dem ersten Stegpaar in Reihe verbunden ist.
  10. Schaltrelais (1) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Stegpaar parallel zu dem ersten Stegpaar angeordnet ist.
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