DE68927238T2

DE68927238T2 - Elektromagnetisches Relais

Info

Publication number: DE68927238T2
Application number: DE68927238T
Authority: DE
Inventors: Mitukazu Omron Tateisi El Hori; Ken-Iti Omron Tateisi El Matuo; Muneo Omron Tateisi Ele Nakata; Isaji Omron Tateisi E Tanihara
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1988-04-07
Filing date: 1989-04-07
Publication date: 1997-05-22
Anticipated expiration: 2009-04-08
Also published as: EP0336445B1; EP0336445A3; ATE143526T1; EP0336445A2; US5025238A; DE68927238D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Relais, welches dank des neuartigen Aufbaus seines Joches und Ankers kompakt und hochempfindlich ist, und insbesondere auf ein elektromagnetisches Relais, welches zur Steuerung von Hochfrequenzströmen geeignet ist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Ein elektromagnetisches Relais weist allgemein einen Eisenkern mit und einem darauf gewickelten Solenoid, ein Joch, das an seinem einen Ende an den Eisenkern angeschlossen ist und mit ihm einen Magnetspalt definiert, einen an dem Joch angelenkten Anker, der in einer Richtung bewegt wird, daß der Magnetspalt geschlossen wird, wenn das Solenoid erregt wird, ein Federelement, welches den Anker von einem Schließen des Magnetspalts wegbelastet, einen Kontaktmechanismus und eine Übertragungseinrichtung zur Umwandlung der Versetzung des Ankers in eine solche zur Betätigung des Kontaktmechanismusses aufweist.
Bei einem solchen Relais ist es wünschenswert, ein ziemlich großes Hebelverhältnis oder Übertragungsverhältnis mit den Übertragungsmitteln zu erzielen, weil es wünschenswert ist, den Magnetspalt zu minimieren, damit eine maximale Anziehungskraft zwischen dem Eisenkern und dem Anker erzeugt wird, und ein gewisser Betätigungshub für eine zuverlässige Betätigung des Kontaktmechanismusses erforderlich ist. Für die Erzielung eines großen Hebelverhältnisses haben jedoch die Abmessungen der Übertragungsmittel, die beispielsweise aus einem Hebelmechanismus bestehen, die Tendenz, über eine akzeptable Größe hinaus zuzunehmen.
Das Hebelverhältnis kann vergrößert werden, indem ein längerer Hebel verwendet wird, aber dies erhöht die Abmessungen des elektromagnetischen Relais. Daher ist es wünschenswert, das Hebelverhältnis im wesentlichen ohne Zunahme der Größe des elektromagnetische Relais zu vergrößern. Es ist denkbar, dieses Ziel zu erreichen, indem eine Kerbe im Joch zur Aufnahme eines Hebelarms vorgesehen wird, der sich vom Anker wegerstreckt, damit die Zunahme der Größe dadurch in Schranken gehalten wird, daß so der Hebelarm innerhalb des allgemeinen Umrisses des Joches aufgenommen ist, wobei gleichzeitig eine ausreichende Länge des Hebelarms gewährleistet ist. Die sich daraus ergebende Verringerung der Breite des Jochs kann jedoch die mechanische Festigkeit des Jochs auf einen unannehmbaren Wert vermindern. Insbesondere die Anfälligkeit des Jochs auf Verformungen macht seine Handhabung extrem mühsam, insbesondere im Falle kleiner elektromagnetischer Relais. Eine Verminderung der Querschnittsfläche des Jochs erhöht ferner den magnetischen Widerstand des Jochs, das einen Teil eines magnetischen Kreises bildet, und es besteht die Gefahr, daß die magnetische Wirksamkeit des magnetischen Kreises beeinträchtigt wird. Dies bedeutet einen erhöhten Stromverbrauch und eine verminderte Empfindlichkeit.
Elektromagnetische Relais für Hochfrequenzströme erfordern einen Abschirmungsaufbau für ihre Kontaktstücke. Die Montagearbeit ist daher eher sehr mühsam und es bestand der Wunsch, einen hochkompakten Aufbau für elektromagnetische Hochfrequenzrelais zu konstruieren, der sich leicht montieren läßt. Insbesondere muß das Abschirmungsgehäuse eine hochgeschlossene Struktur sein, um eine hohe Trennfähigkeit zu erzielen, dies bewirkt aber seinerseits eine Zunahme der Herstellungskosten und die Möglichkeit einer thermischen Verformung während des Prozesses des Anlötens von Leitungen an die Masseanschlüsse, die im Abschirmungsgehäuse integriert vorgesehen sind. Ferner ist es wünschenswert, das Abschirmungsgehäuse durch einen einfachen Stanzvorgang herzustellen, um Herstellungskosten zu reduzieren.
Als Kontaktaufbauten für ein elektromagnetisches Relais der oben genannten Art sind die Kreuzkontaktstruktur, bei welcher ein bewegliches Kontaktelement und ein feststehendes Kontaktelement, die beide aus planaren Kontaktstücken bestehen, einander linienförmig berühren, und die Nietkontaktstruktur bekannt, bei welcher ein planares Stück und ein halbkugelförmiger Vorsprung einander punktförmig berühren. Die Kreuzstruktur hat den Nachteil, daß der Kontakt die Tendenz hat, instabil zu sein, und ein ausreichender Kontaktdruck nicht erreicht werden kann. Andererseits kann die Nietkontaktstruktur einen ausreichenden Kontaktdruck gewährleisten, da aber der Kontakt punktförmig ist, wird im Falle eines kleinen Defekts im Kontaktbereich der Kontaktzustand schlecht, weshalb die Dauerhaftigkeit und Zuver- lässigkeit nicht ausreichend sein können.
Ein elektromagnetisches Relais gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus EP-A-0 058 727 bekannt. Bei diesem bekannten Relais sind die beweglichen Kontaktträger mit feststehenden Anbringungsanschlüssen punktverschweißt.
Aus US-A-4 587 502 ist ein Relais bekannt, bei welchem dem Kontaktträgerelement durch ein L-förmiges schwenkbares Ankerelement eine translatorische Bewegung verliehen wird. Ein Relais mit einem ähnlichen L-förmigen Anker, der auf ein Kontaktträgerelement wirkt, das ähnlich aufgebaut ist wie dasjenige aus EP-A-0 058 727, ist aus FR-A-2 454 692 bekannt. Ein Relais mit einem linear bewegten Ankerblock, der seinerseits Kontaktträgerelemente linear bewegt, ist aus EP-A-0 257 607 und EP-A-124 109 bekannt.

KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Im Hinblick auf derartige Probleme des Standes der Technik und obige Überlegungen ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung die Schaffung eines elektromagnetischen Relais, welches einen ausreichenden Betätigungshub für seinen Kontaktmechanismus ohne Vergrößerung des Magnetspaltes oder, anders ausgedrückt, des Bewegungshubs des Ankers gewährleistet.
Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektromagnetisches Relais zu schaffen, das sehr kompakt gehalten werden kann, ohne daß ein übermäßiger Teil des Jochs abgeschnitten wird, um Raum für die Bewegung eines Betätigungsarms zu schaffen, der sich vom Anker zum Zwecke einer Vergrößerung des Hubs des Ankers bei Übertragung des Hubs auf den Kontaktmechanismus wegerstreckt.
Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektromagnetisches Relais vorzusehen, welches in hohem Maße dauerhaft und zuverlässig ist.
Eine vierte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektromagnetisches Relais zu schaffen, welches leicht montiert werden kann.
Eine fünfte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektromagnetisches Relais mit einer günstigen Abschirmungsstruktur für seinen Kontaktmechanismus zu schaffen.
Diese und andere Aufgaben der vorliegende Erfindung werden durch ein elektromagnetisches Relais, wie es in Anspruch 1 definiert ist, gelöst.
Das durch den Beweglichkontaktträger erzielte Hebelverhältnis gestattet eine Verminderung des Magnetspalts zwischen dem Anker und dem Eisenkern sowie eine Erhöhung des Betätigungshubs des Kontaktmechanismusses in einem relativen Sinn, so daß die magnetische Wirksamkeit erhöht und die Zuverlässigkeit des Kontaktmechanismusses gewährleistet werden kann. Ferner wird gemäß dem erfindungsgemäßen Relais, welches zur Steuerung von Hochfrequenzströmen geeignet ist und einen günstigen räumliche Aufbau hat, der Beweglichkontaktträger schwenkbar durch ein Abschirmungsgehäuse für das feststehende Kontaktelement und das bewegliche Kontaktelement gehaltert.
Vorzugsweise ist das Joch mit einem weggeschnittenen Abschnitt versehen, welcher schmaler als ein anderer benachbarter Teil des Joches ist, so daß der horizontale Teil ohne gegenseitige Beeinflussung darin aufgenommen ist.
Da das Beweglichkontaktelement typischerweise aus einem Kunststoffmaterial besteht und ein gesondertes Federelement für die Rückholwirkung benötigt, wird bevorzugt, wenn das bewegliche Kontaktelement mit einem Rückholfederaufbau versehen ist, welches einen Federhalter, der für ein Aufsetzen auf einen Endabschnitt des Beweglichkontaktträgers benachbart zu seiner Schwenkmittellinie eingerichtet ist, und ein Blattfederteil, welches sich von diesem wegerstreckt und an einem Teil des Abschirmungsgehäuses anliegt, aufweist.
Gemäß diesem Aufbau kann die Reibung zwischen dem Betätigungsende des Erstreckungsarms und dem Kontaktpunkt am Federhalter reduziert werden, indem vorgesehen wird, daß der Federhalter mit einem Vorsprung versehen ist, der für ein Erfassen durch das Betätigungsende des Erstreckungsarms eingerichtet ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein halbkugelförmiger Kontakt in einer Seitenwand des Abschirmungsgehäuses ausgebildet und das bewegliche Kontaktstück mit einem gabelförmigen Ende versehen, welches für eine Berührung mit dem halbkugelförmigen Kontakt an zwei Punkten eingerichtet ist.
Gemäß einem solchen Aufbau wird, da das bewegliche Kontaktstück das feststehende Kontaktelement mit seinem auf dem halbkugelförmigen Vorsprung aufruhenden gabelförmigen Abschnitt berührt, einen Zweipunktkontakt hergestellt. Es kann also ein höherer Kontaktdruck, verglichen mit dem Kreuzkontaktaufbau erzielt werden, und durch diesen Zweipunktkontakt läßt sich die Zuverlässigkeit verdoppeln, verglichen mit dem Niet-Kontaktaufbau, der auf einem Einpunktkontakt beruht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Aufbaus zur Anbringung des Elektromagnetaufbaus an der Basis des elektromagnetischen Relais, ist das Abschirmungsgehäuse mit einem Lappen, der für ein Einsetzen in ein entsprechendes Loch des Jochs eingerichtet ist, und einem Anschlußstück versehen, welches für ein Hindurchführen durch eine Basis und ein Befestigen an dieser eingerichtet ist, und das Solenoid ist mit einem Paar von Wicklungsdrahtendanschlüssen versehen, die für ein Hindurchführen durch die Basis und ein Befestigen an dieser eingerichtet sind, wobei diese mit Angreifabschnitten für ein Halten des Elektromagneten an der Basis versehen sind.
Zur Vermeidung eines elektrischen Zusammenbruchs der Isolation für das Solenoid kann der Isolationsabstand erhöht werden, indem ein Paar von Ausnehmungen in den zu Längsendabschnitten des Solenoids benachbarten Teilen des Jochs vorgesehen wird.
Um die Herstellung und Montage des Abschirmungsgehäuses zu vereinfachen und eine thermische Verformung des Abschirmungsgehäuses beim Anlöten von Drähten an die Massekontaktstücke, die einstückig mit dem Abschirmungsgehäuse vorgesehen sind, zu verhindern, besteht gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegende Erfindung das Abschirmungsgehäuse aus einem äußeren Gehäuse mit einer umgebenden Wand und einer Anzahl von Massekontaktstücken, die an ihren Basisenden durch vertikale Wandabschnitte verbunden sind, wobei die Kontaktstücke durch Öffnungen geführt sind, die in der Bodenwand des Abschirmungsgehäuses vorgesehen sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist zur Vereinfachung der Anbringung des Beweglichkontaktträgers am Abschirmungsgehäuse das Abschirmungsgehäuse mit einem Paar von hochstehenden Teilen versehen, welche Schwenklöcher zur Aufnahme von Vorsprüngen aufweisen, die an seitlichen Enden des beweglichen Kontaktträgers in schwenkbarer Weise vorgesehen sind, und der Beweglichkontakttrager ist zusätzlich mit Führungsvorsprüngen zum Auseinanderdrücken der hochstehenden Teile versehen, wobei die hochstehenden Teile mit Öffnungen benachbart zu den Schwenklöchern zur Aufnahme der Führungsvorsprünge ohne Störung der Schwenkbewegung des Beweglichkontaktträgers vorgesehen sind; und/oder der Rückholfederaufbau ist mit einem C-förmigen Federhalter versehen, welcher für ein Aufsetzen auf einem Ende eines planaren Teils des Beweglichkontaktträgers eingerichtet ist, wobei der C-förmige Federhalter mit einer dachförmigen oberen Wand versehen ist und eine zwischen den beide Seitenwänden des Federhalters definierte Öffnung schmaler als die Dicke eines entsprechenden Endabschnitts des planaren Teils des Beweglichkontaktträgers, auf welchen der Federhalter aufzusetzen ist, ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird nun anhand spezieller Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügtem Zeichnungen beschrieben, auf welchen
Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform des elektromagnetischen Relais gemäß der Erfindung ist,
Fig. 2 eine Längsschnittansicht der ersten Ausführungsform ist,
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform mit entfernter Abdeckung ist,
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Beweglichkontaktträgers der ersten Ausführungsformist,
Fig. 5 eine schematische auseinandergezogene Ansicht des Jochs, des Ankers und der Rückholfeder der ersten Ausführungsform ist,
Fig. 6 und 7 eine schematische Seiten- und Endansicht der ersten Ausführungsform sind,
Fig. 8 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Solenoidaufbaus der ersten Ausführungsform ist,
Fig. 9 eine perspektivische Ansicht des Abschirmungsgehäuses für den Kontaktmechanismus der erstenAusführungsform ist,
Fig. 10 eine Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform ist, welche den Aufbau zur Befestigung des Solenoidaufbaus zeigt,
Fig. 11 eine perspektivische Teilansicht eines der festen Massekontakte und des entsprechenden gabelformigen beweglichen Kontaktstücks ist,
Fig. 12 eine Schnittansicht des Massekontakts und des gabelförmigen beweglichen Kontaktstücks ist,
Fig 13 eine Längsschnittansicht des Solenoidaufbaus ist,
Fig. 14 eine alternative Ausführungsform des Jochs gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 15 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Abschirmungsgehäuses gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 16 und 17 eine Draufsicht und eine Seitenansicht des Abschirmungsgehäuses der Fig. 15 sind,
Fig. 18 eine vergrößerte auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des Kontaktmechanismusses gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 19 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform des beweglichen Kontaktträgeraufbaus gemäß der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 20 eine vergrößerte schematische Schnittansicht des beweglichen Kontaktträgeraufbaus der Fig. 19 ist, und
Fig. 21 eine schematische Ansicht ist, die zeigt, wie der Rückholfederhalter der Fig. 19 und 20 ausgebildet werden kann.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Die Fig. 1 bis 13 veranschaulichen eine Ausführungform des elektromagnetischen Relais gemäß der Erfindung. Dieses elektromagnetische Relais umfaßt eine Basis 10, die aus elektrisch isolierendem Material, wie Kunststoff, besteht, und eine kastenförmige Abdeckung 12, die auf die Basis 10 aufgesetzt werden kann, so daß ein umschlossener Raum zur Aufnahme des Mechanismusses des elektromagnetischen Relais definiert wird.
Die Basis 10 trägt einen Elektromagnetaufbau mit einem Spulenkörper 14, der aus Kunststoff aufgebaut ist und aus einem zylindrischen und hohlen Hauptkörper und einem Paar von radialen Flanschen 14a und 14b besteht, die an dessen axialen Enden vorgesehen sind, ein auf die Außenumfangsfläche des Hauptteils des Spulenkörpers 14 gewickeltes Solenoid 16, einen stabförmigen festen Eisenkern 18, der durch die Mitte des Hauptteils des Spulenkörpers 14 geführt ist, und ein L-förmiges Joch 20 mit einem Hauptteil, der sich parallel zum Eisenkern 18 erstreckt, und einem gebogenen Abschnitt 20a, der senkrecht zum Hauptteil abgebogen und mit einer Öffnung 20c zum Preßeinpassen oder Crimpen eines Endes 18b des festen Eisenkerns 18 versehen ist (Fig. 8).
Ein freier Endabschnitt des Jochs 20 ist mit einem Paar von Angelvorsprüngen 22a und 22b versehen, die längs des Randes des Jochs 20 im Abstand liegen und lose in ein Angelloch 26a und eine Angelkerbe 26b, die beide in einem Anker 24 vorgesehen sind, eingreifen, wie am besten in Fig. 5 zu sehen.
Der Anker 24 kann also um eine Schwenkachsenlinie, die durch den Eingriff zwischen den Angelvorsprüngen 22a und 22b und dem Angelloch und der Angelkerbe 26a und 26b nach Art eines Gelenks definiert ist, schwenken, wie dies durch den Pfeil A in Fig. 1 angegeben ist. Ferner ist eine T-förmige Blattfeder 28 an dem einen der Flansche 14a mit ihren beiden seitlichen Schenkeln 28a befestigt, die in entsprechende Löcher preßeingepaßt sind, die in am gleichen Flansche 14a ausgebildeten Blöcken 15 vorgesehen sind, und ein Vorderschenkel 28b dieser T-förmigen Blattfeder 28 ist mit einer weiteren Öffnung 27 im Eingriff, die im Anker 24 an einer Stelle zwischen dem Angelloch 26a und der Angelkerbe 27 vorgesehen ist und seitlich im Abstand, weg vom Eisenkern 18, von der Linie liegt, die durch das Angelloch 26a und die Angelkerbe 27 geht. Der Anker 24 wird also durch die Blattfeder 28 in Stellung gehalten und gleichzeitig durch die Blattfeder 28 so belastet, daß er vom gegenüberliegenden Endabschnitt 18a des Eisenkerns 18 wegschwenkt. Wie sich für den Fachmann ohne weiteres ergibt, definieren der Anker 24 und der gegenüberliegende Endabschnitt 18a des Eisenkerns 18 den Magnetspalt dieses Elektromagnetaufbaus.
Der Anker 24 ist in einem Stück mit einem Erstreckungsarm 30 versehen, der sich senkrecht von einem Seitenende des Ankers 24 parallel zum Elektromagnetaufbau wegerstreckt. Ein freier Endabschnitt dieses Erstreckungsarms 30 weist einen gebogenen Abschnitt 31 auf, der sich in etwa zum Eisenkern 18 hin erstreckt, wobei eine Seitenfläche dieses abgebogenen Abschnitts als Betätigungsende 32 dieses Erstreckungsarms 30 definiert ist (s. Fig. 1 und 5). Der Hauptteil des Jochs 20 ist mit einer seitlichen Kerbe 20b versehen, die sich von einer Seite desselben benachbart zum Betätigungsende 32 des Erstreckungsarm 30 erstreckt. Das Seitenende 20e des Jochs 20, das sich zwischen der Kerbe 20b und dem mit den Angelvorsprüngen 20a und 22b versehenen Angelende des Jochs 20 erstreckt, ist zurückgesetzt, verglichen mit dem entsprechenden Seitenende des Jochs, das sich zwischen der Kerbe 20b und dem abgebogenen Abschnitt 20a des Jochs 20 erstreckt. Anders ausgedrückt, definiert das Joch 20 innerhalb des allgemeinen Umrisses des Jochs 20 mit der Kerbe 20 und der Endfläche 20e einen L-förmigen Raum.
Das Solenoid 16 ist mit Isolierband 16b abgedeckt, der Spulendraht 16a schaut aber tendenziell an den Längsendabschnitten vor, da das Isolierband 16b möglicherweise nicht eng an die Flansche 14a und 14b anliegt, und ein Teil des Spulendrahts 16a kann zum Joch 20 hin freiliegen. Daher ist gemäß der vorliegenden Erfindung ein Paar von Ausnehmungen 20d in den Teilen des Jochs 20 vorgesehen, wo die Endabschnitte des Solenoids 16 dem Joch 20 am engsten gegenüberliegen. Durch Vorsehen der Ausnehmungen 20d wird der Isolationsabstand erhöht, und ein Isolationsdurchbruch des Solenoids 16 kann verhindert werden.
Fig. 14 zeigt eine alternative Ausführungsform zur Erhöhung der Durchbruchspannung des Solenoids.
Gemäß dieser Ausführungsform erstrecken sich die Ausnehmungen 20d' vollständig quer über das Joch 20', und die Ausnehmungen 20d' können durch einfache spannende Bearbeitung leichter ausgeführt werden.
Gemäß den Fig. 8 und 9 sind die Flansche 14a und 14b des Spulenkörpers 14 mit Blöcken 16 versehen, die Schlitze 16a zur Befestigung von Solenoidanschlußstücken 17 in diesen aufweisen.
Jedes der Solenoidanschlußstücke 17 ist mit einem oberen Ende 17a zur Anbringung eines der Spulenwicklungsenden, einem Schulterteil 17b für ein Aufruhen auf einem Oberseitenabschnitt der Basis 10 einem Leitungsabschnitt 17c, der nach unten durch die Basis 10 zum Anschluß an eine externe Verdrahtung geführt ist, einem Vorsprung 17d zum festen Eingriff in eine Kerbe 10a der Basis 10, wenn das Anschlußstück 17 vollständig so weit durch die Basis 10, wie es geht, geführt ist, und einen Lappen 17e, der eine nach oben weisende Schulterfläche 14c des Spulenkörperflansches 14a nach unten hält. Die Basis 10 trägt zusätzlich ein Abschirmungsgehäuse 36, das nachfolgend parallel zum Solenoidaufbau beschrieben wird. Wie in Fig. 9 gezeigt, ist dieses Abschirmungsgehäuse 36 mit einem Paar von Lappen 39 versehen, die sich seitlich von diesem wegerstrecken und in rechteckige Löcher 21 eingreifen, die im Hauptteil des Jochs 20 vorgesehen sind, und ferner mit Leitungsabschnitten 36a, die durch die Basis 10 geführt sind. Ferner ist das Abschirmungsgehäuse 36 an seinen Längsenden mit Crimplappen 36b versehen, die in (in den Zeichnungen nicht gezeigten) entsprechenden Löchern aufgenommen und durch Umbiegen darauf gecrimpt werden. Der Solenoidaufbau wird also durch die Spulenanschlüsse 17 und das Abschirmungsgehäuse 36 in Stellung gehalten, die ihrerseits an der Basis 10 befestigt und mit den Leitungsabschnitten 17c und 36a versehen sind, die durch die Basis 10 geführt werden.
Durch die Basis 10 werden drei Anschlußstücke 38a, 40a und 42a geführt, und ihre oberen Enden, die sich in das Innere des Abschirmungsgehäuse 36 erstrecken, bilden ein zentrales gemeinsames feststehendes Kontaktelement 38, ein normal offenes feststehendes Kontaktelement 40 und ein normal geschlossenes feststehendes Kontaktelement 42, wobei ihre unteren Enden als die Anschlußstücke 38a, 40a und 42a zur externen Verdrahtung ausgebildet sind. Diese feststehenden Kontaktelemente 38, 40 und 42 sind auf einer gemeinsamen Linie angeordnet. Ferner sind zwei Paare von Massekontakten 34 und 35 in den Seitenwänden des Abschirmungsgehäuses 36 als halbkreisförmige Vorsprünge ausgebildet, wie dies am besten in den Fig. 11 und 12 gezeigt ist.
Das Abschirmungsgehäuse 36 ist mit einem Paar von hochstehenden Teilen 44 an beiden Längsenden versehen, und diese hochstehenden Teile 44 sind jeweils einem Schwenkloch 46 versehen, die auf einer gemeinsamen Achse liegen. Diese Schwenklöcher 46 nehmen axiale Vorsprünge 50 auf, die an beiden Seiten eines Beweglichkontaktträgers 48 vorgesehen sind, der als Drehelement aufgebaut ist, das aus einem Plattenelement aus elektrisch isolierendem Material, wie etwa Kunstharz, besteht, so daß der Beweglichkontaktträger 48 um die gemeinsame Achse der Schwenklöcher 46 schwenken kann.
Der Beweglichkontaktträger 48 ist mit einem Paar von Armen 52 und 54 versehen, die nach unten in das Innere des Abschirmungsgehäuses 36 hineinragen. Jeder der nach unten abragenden Arme 52 und 54 des Beweglichkontaktträgers 48 trägt ein bewegliches Kontaktelement 56 bzw. 58, das aus einem elektrisch leitenden Streifenelement mit gabelförmigen Teilen 57 bzw. 59 an seinen Enden besteht. Wie in den Fig. 1 und 4 gezeigt, sind die beweglichen Kontaktstücke 56 und 58 in Richtung der Schwenkbewegung des Beweglichkontaktträgers 48 gegeneinander versetzt. Eines der beweglichen Kontaktstücke 58 ist also zwischen den Massekontakten 35 des Abschirmungsgehäuses 36 auf der einen Seite und den feststehenden Kontaktelementen 38 und 42 auf der anderen Seite angeordnet, während das andere bewegliche Kontaktstück 56 zwischen den Massekontakten 34 des Abschirmungsgehäuses 36 auf der einen Seite und den feststehenden Kontaktelementen 38 und 40 auf der anderen Seite angeordnet ist.
Ein Rückholfederaufbau 60 ist auf den Mittelteil des oberen Endes des Beweglichkontaktträgers 48 aufgesetzt. Dieser Rückholfederaufbau 60 umfaßt einen Federhalter 62 mit C-förmigem Querschnitt, der elastisch auf den Mittelteil des plattenartigen oberen Endes des Beweglichkontaktträgers 48 aufgesetzt ist, ein Paar von Blattfedern 64, die sich seitlich von einer der Seitenwände 61 des Federhalters 62 wegerstrecken, und einen an der anderen Seitenwand 66 des Federhalters 62 ausgebildeten gratförmigen Vorsprung 68, der sich seitlich erstreckt und vom Beweglichkontaktträger 48 wegragt. Die freien Enden der Blattfedern 64 liegen gegen nach oben ragende Lappen 37 an, die an einer der Seitenwände des Abschirmungsgehäuses 36 entfernt vom Solenoidaufbau vorgesehen sind, wodurch der Beweglichkontaktträger 48 zum Solenoidaufbau hin belastet wird. Das bewegliche Kontaktstück 46 wird daher unter Normalbedingungen von den Massekontakten 34 ferngehalten und steht mit dem gemeinsamen feststehenden Kontaktelement 38 sowie dem normal geschlossenen Kontaktelement 40 in Berührung, während der andere bewegliche Kontakt 58 vom normal offenen Kontaktelement 42 und dem gemeinsamen feststehenden Kontaktelement 38 ferngehalten wird und mit den Massekontakten 35 in Berührung steht.
Der gratförmige Vorsprung 68 liegt dem Betätigungsende 32 des Erstreckungsarms 30 gegenüber, so daß das Betätigungsende 32 gegen den Vorsprung 68 drücken kann, wenn der Anker 24 gegen den ihm gegenüberliegenden Endabschnitt 18a des Eisenkerns 18 um sein Schwenkende herum angezogen wird. Da der Vorsprung 68 aus einem metallischen Material besteht, läßt sich ein Verschleiß des Beweglichkontaktträgerkontaktträgers 48 vermeiden. Ferner wird auch die Bildung von Staub des Isolationsmaterials verhindert, und ein schlechter Kontakt im Kontaktmechanismus als Folge des Eindringens von Fremdstoffen kann verhindert werden. Da ferner der Kontakt zwischen dem Betätigungsende 32 des Erstreckungsarms 30 und dem Beweglichkontaktträger 48 über einen kleinen Kontaktbereich erzielt werden kann, läßt sich Reibung vermeiden. Dies trägt zu einer Verbesserung der Zuverlässigkeit und der Empfindlichkeit des elektromagnetischen Relais bei.
Im folgenden wird nun die Wirkungsweise dieser Ausführungsform in erster Linie unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 7 beschrieben.
Wenn das elektromagnetische Solenoid 16 nicht erregt und der Eisenkern 18 daher nicht magnetisiert ist, befinden sich der Anker 24 und der Beweglichkontaktträger 48 durch die Federkräfte der Rückholfeder 28 und der Blattfedern 64 in Neutralstellung. Anders ausgedrückt, ist das bewegliche Kontaktstück 56 mit dem neutralen feststehenden Kontaktelement 38 und dem normal geschlossenen festen Kontaktelement 40 in Berührung, so daß ein Leitungsweg dazwischen ausgebildet wird, wobei das andere bewegliche Kontaktelement 58 vom neutralen feststehenden Kontaktelement 38 und dem normal offenen feststehenden Kontaktelement 42 ferngehalten wird und mit den Massekontakten 35 in Berührung ist, die an der Innenseite des Abschirmungsgehäuses 36 vorgesehen sind.
Wenn umgekehrt das elektromagnetische Solenoid 16 erregt und der Eisenkern daher magnetisiert wird, wird der Anker 24 gegen den gegenüberliegenden Endabschnitt 18a des Eisenkerns 18 magnetisch angezogen, und dies bewirkt eine Schwenkbewegung des Ankers 24 in der durch den Pfeil A in Fig. 1 angegebenen Richtung gegen die Federkraft der Rückholfeder 28 um die Drehmitte herum, die am Angelabschnitt angeordnet ist, der aus den Angelvorsprüngen 22a und 22b sowie dem Angeloch 26a und der Angelkerbe 26b besteht. Diese Schwenkbewegung des Ankers 24 bewirkt, daß der Betätigungsendabschnitt 32 Druck auf den gratförmigen Vorsprung 68 ausübt, der in dem Rückholfederaufbau 60 vorgesehen ist, und dieser Druck bewirkt eine Schwenkbewegung des Beweglichkontaktträgers 48 gegen die Federkraft der Blattfedern 64 um die zentrale axiale Linie der axialen Vorsprünge 50 herum. Durch diese Drehbewegung des Beweglichkontaktträgers 48 bewegt sich das bewegliche Kontaktstück 56 von dem neutralen feststehenden Kontaktelement 38 und dem normal geschlossenen feststehenden Kontaktelement 40 weg und berührt die Massekontakte 34, die im Abschirmungsgehäuse 36 vorgesehen sind, während sich das andere bewegliche Kontaktstück 58 von den Massekontakten 35 wegbewegt und mit dem neutralen feststehenden Kontaktelement 38 und dem normal offenen feststehenden Kontaktelement 42 in Berührung kommt und zwischen diesen einen Leitungsweg ausbildet.
Bei dieser Ausführungsform werden, da die Massekontakte 34 und 35 Halbkugelform haben und die gegenüberliegenden Teile der beweglichen Kontaktstücke 56 und 58 aus gabelformigen Teilen 57 und 59 bestehen, zwischen diesen Kontakte als Zweipunktkontakte erzielt, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist. Daher können sowohl Zuverlässigkeit der Kontakte als auch ausreichend hohe Kontaktdrucke gleichzeitig erreicht werden.
Da sich ferner der Erstreckungsarm 30 in dem Raum bewegen kann, der durch die zurückgesetzte Seitenfläche 20e und die seitliche Kerbe 20b des Jochs 20 gebildet ist, ragt der Erstreckungsarm 30 nicht aus dem Außenumriß bzw. dem Profil des Solenoidaufbaus, bzw. insbesondere von dessen Joch 20 hervor, und es läßt sich eine Gesamtgrößenverminderung erzielen. Da andererseits die Tiefe der Kerbe 20b minimiert ist, werden die mechanische Festigkeit und die magnetisch wirksame Querschnittsfläche des Jochs 20 nicht nennenswert vermindert.
Da der Beweglichkontaktträger 48 nach Art eines Hebels schwenkbar gehaltert ist, wird die Versetzung des Vorsprungs 68, die durch den Druck des Betätigungsendes 32 des Erstreckungsarms bewirkt wird, als Versetzung der Arme 52 und 54, die die beweglichen Kontaktstücke 56 und 58 tragen, vergrößert. Da also die Schwenkbewegung des Ankers 24 zuerst durch den Erstreckungsarm 32 am Betätigungsende 32 desselben vergrößert und dann durch die Hebelwirkung des Beweglichkontaktträgers 48 weiter vergrößert wird, läßt sich insgesamt ein extrem großer Vergrößerungsfaktor ohne Erhöhung der Gesamtgröße des elektromagnetischen Relais, verglichen mit ähnlichen herkömmlichen elektromagnetischen Relais, erzielen. Daher ist es gemäß der vorliegenden Ausführungsform möglich, eine starke magnetische Anziehungskraft durch Minimierung des Magnetspalts zwischen dem Anker 24 und dem gegenüberliegenden Ende 18a des Eisenkerns 18 und gleichzeitig eine große Versetzung am Kontaktmechanismus zu erzielen. Die Zuverlässigkeit des Kontaktmechanismusses kann also verbessert werden.
Die Fig. 15 bis 17 zeigen eine alternative Ausführungsform des Abschirmungsgehäuses 31 gemäß der Erfindung. Dieses Abschirmungsgehäuse 30 besteht aus einer Messingplatte oder einem ähnlichen Material, das zu einem langgestreckten rechteckigen Kasten mit einer aufrechten Seitenwand darum herum, einer offenen oberen Seite 136 und einem Paar von hochstehenden Teilen 131 an beiden Längsenden gebogen ist. Die hochstehenden Teile 31 sind mit Schwenklöchern 32 versehen, die auf einer gemeinsamen axialen Linie ausgerichtet sind, und die Seitenwand ist mit Massekontakten 133 und 134 sowie Lappen 134 zum Erfassen der freien Enden der Blattfedern 64 in der gleichen Weise wie beim Abschirmungsgehäuse 36 der vorhergehenden Ausführungsform versehen. Die Bodenwand des Abschirmungsgehäuses 130 ist mit drei Öffnung 137 zur Aufnahme entsprechender Vorsprünge, die in der Basis 10 um die feststehenden Kontaktelemente 38, 40 und 42 herum vorgesehen sind, und vier kleineren Öffnung 138 zur Aufnahme von Masseanschlußteilen 145 versehen, die sich von der Masseanschlußeinheit 140 wegerstrecken. Die Masseanschlußeinheit 140 ist mit einem Basisendabschnitt 142 versehen, welcher ein Paar von zwei benachbarte Masseanschlußteile 145 verbindenden Basiswänden 143, eine Mittelwand 142, welche gegenüber der Basiswand 143 um kurze Wände 142a versetzt ist, die sich senkrecht zu den Basiswänden 143 und der Mittelwand 142 diese verbindend erstrecken, und ein Paar von zusätzlichen kurzen Wänden 143a aufweist, die sich ebenfalls senkrecht zu den äußeren Enden der Basiswände 143 in entgegengesetzter Richtung zu den kurzen Wänden 142a erstrecken, die sich senkrecht von den inneren Enden der Basiswände 143 wegerstrecken.
Gemäß dieser Ausführungsform kann das Abschirmungsgehäuse 130 aus zwei Teilen aufgebaut werden, von denen jeder einfach im Aufbau ist, so daß eine Möglichkeit ungünstiger thermischer Verformung beseitigt ist und die Herstellung und die Montage des Abschirmungsgehäuses vereinfacht sind. Da ferner die Basisenden der feststehenden Kontaktelemente 38, 40 und 42 von den kurzen Wänden 142a und 143a umgeben sind, läßt sich eine bessere Isolationsfähigkeit erzielen.
Fig. 18 zeigt eine alternative Ausführungsform des Kontaktmechanismusses gemäß der Erfindung. Gemäß der vorher beschriebenen Ausführungsform ist es, da die Vorsprünge 50 in die entsprechenden Schwenklöcher 46 der hochstehenden Teile 44 eingeschnappt werden mußten, erforderlich, die hochstehenden Teile 44 auseinanderzuhalten, bevor die Vorsprünge 50 zwischen die hochstehenden Teile 44 zum Einführen der Vorsprünge 50 in die Schwenklöcher 44a angeordnet werden können, und dies kann einige Effizienzprobleme während der Montage bewirken.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist der Beweglichkontaktträger 48 mit einem Paar von rechteckigen Vorsprüngen 47 versehen, die jeweils unmittelbar unter den axialen Vorsprüngen 50 angeordnet sind und nach unten weisende schräge Flächen aufweisen, wobei entsprechende rechteckige Löcher 44a in den hochstehenden Teilen 44 unmittelbar unter den Schwenklöchern 46 vorgesehen sind. Zur Kompensation einer Verminderung der mechanischen Festigkeit der hochstehenden Teile 44 als Folge des Vorsehens der rechteckigen Löcher 44a sind die hochstehenden Teile in der Umgebung der rechteckigen Löcher 44a, wie durch das Bezugszeichen 44b angegeben, breiter gehalten.
Beim Einschnappen des Beweglichkontaktträgers 48 in das Abschirmungsgehäuse 48 beim Hineindrücken des Beweglichkontaktträgers 48 in das Abschirmungsgehäuse 36 drücken die rechteckigen Vorsprünge 47 die hochstehenden Teile 44 mittels ihrer schrägen Flächen auseinander. Da der Abstand zwischen den axialen Vorsprüngen 50 und den rechteckigen Vorsprüngen 47 geringfügig kleiner als der Abstand zwischen den Schwenklöchern 46 und den rechteckigen Löchern 44a ist, können die Vorsprünge 50 in die Schwenklöcher 46 eingesetzt werden, bevor die rechteckigen Vorsprünge 47 in die rechteckigen Löcher 44a eingesetzt werden. Die rechteckigen Löcher 44a sind wesentlich größer als die die rechteckigen Vorsprünge 47.
Wenn daher der Beweglichkontaktträger 44 in das Abschirmungsgehäuse 36 unter Ausnutzung der schrägen Flächen der rechteckigen Vorsprünge 47 gedrückt wird, werden die hochstehenden Teile 44 auseinander gedrückt, und die axialen Vorsprünge 50 können zwischen den hochstehenden Teilen 44 ohne zusätzliche Mittel zum Auseinanderdrücken der hochstehenden Teile 44 angeordnet werden. Mit weiterem Hineindrücken des Beweglichkontaktträgers 48 in das Abschirmungsgehäuse 36 gehen die axialen Vorsprünge 50 zuerst in die Schwenklöcher 46, gefolgt von einem Hineingehen der rechteckigen Vorsprünge 47 in die rechteckigen Löcher 44a. Da die rechteckigen Löcher 44a ausreichend größer als die rechteckigen Vorsprünge 47 sind, kann der bewegliche Kontaktträger 48 um die axialen Vorsprünge 50, die in den Schenklöchern 46 aufgenommen sind, in der gleichen Weise wie bei der vorstehenden Ausführungsform schwenken.
Die Fig. 19 und 20 veranschaulichen eine alternative Ausführungsform des Rückholfederaufbaus für den Beweglichkontaktträger 48. Gemäß dieser Ausführungsform ist die obere Wand 72 des Federhalters dachförmig und das untere Ende der vorderen Wand 71, das den Basisenden der Blattfedern 74 benachbart ist, mit einem Führungslappen 73 versehen. Dieser Rückholfederaufbau 70 kann unter Verwendung einer in Fig. 21 veranschaulichten Form mit dachförmigem Oberteil und schmalem Basisende geformt werden.
Da der Führungslappen 73 an einer Ecke der Endfläche des Beweglichkontaktträgers 48 anliegt, ist es bei dieser Ausführungsform auch dann, wenn die Breite L1 des Öffnungsendes des Rückholfederaufbaus 70 schmaler als die Dicke L2 des Beweglichkontaktträgers 48 ist, durch einfaches Drücken auf das obere Ende des Rückholfederaufbaus 70 möglich, den Rückholfederaufbau auf das obere Ende des Beweglichkontaktträgers aufzusetzen.
Gemäß dieser Ausführungsform ist also der Montagevorgang vereinfacht und die Zuverlässigketi der Anbringung zwischen Rückholfederaubau 70 und Beweglichkontaktträger 48 kann verbessert werden.

Claims

1. Elektromagnetisches Relais mit

einem Elektromagneten, der aus einem langgestreckten Eisenkern (18) und einem auf diesen gewickelten Solenoid (16) besteht,

einem Joch (20), welches sich parallel zum Elektromagneten erstreckt und an einem Ende des Eisenkerns angebracht ist,

einem Anker (24), der an einem Teil des Jochs (20) benachbart zum anderen Ende des Eisenkerns (18) an seinem Basisende angelenkt ist,

einer Festkontakteinheit, die benachbart zum Elektromagneten vorgesehen ist,

einem beweglich gehalterten Beweglichkontaktträger (48),

einem Erstreckungsarm (30, 32), der sich von dem Anker (24) wegerstreckt und ein freies Ende (32) aufweist, welches für ein Anliegen an einem Betätigungspunkt des Beweglichkontaktträgers, der zwischen dessen Halterungspunkt und einem von diesem getragenen beweglichen Kontakt (56, 58) liegt, eingerichtet ist,

wobei der bewegliche Kontakt (56, 58) für ein Zusammenwirken mit einem in der Festkontakteinheit vorgesehenen Festkontaktelement (38, 40, 42) eingerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß

der Beweglichkontaktträger (48) mit axialen Vorsprüngen (50) an entgegengesetzten Seiten desselben versehen ist, wobei die axialen Vorsprünge parallel zur Längsachse des Elektromagneten sind und in Schwenklöcher (46) eingesetzt sind, die in hochstehenden Teilen (44) eines Abschirmgehäuses (36) zum Abschirmen des beweglichen Kontakts (56, 58) und des Festkontakts (38, 40, 42) vorgesehen sind, wodurch der Beweglichkontaktträger (48) drehbar gehaltert wird.

2. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, wobei der Erstreckungsarm (30, 32) sich von einem Seitenende des Ankers (24) wegerstreckt.

3. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 2, wobei der Erstreckungsarm einen horizontalen Teil (30), der sich von dem Anker (24) parallel zum Elektromagneten wegerstreckt, und einen vertikalen Abschnitt (32) aufweist, der sich seitlich von einem freien Ende des horizontalen Abschnitts (30) zum Elektromagneten hin erstreckt, wobei ein freies Ende des vertikalen Abschnitts für eine Anlage gegen den Betätigungspunkt des Beweglichkontaktträgers (48), der auf einer dem Eisenkern abgekehrten Seite des Jochs (20) vorgesehen ist, eingerichtet ist und das Joch mit einer Kerbe (20b) versehen ist, welches sich von einem seitlichen Ende desselben so erstreckt, daß der vertikale Abschnitt (32) des Erstreckungsarms ohne wechselseitige Störung aufgenommen wird.

4. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 3, wobei das Joch (20) mit einem weggeschnittenen Abschnitt (20e) versehen ist, welcher eine Zurücksetzung zur Aufnahme des horizontalen Teils (30) ohne wechselseitige Störung bildet.

5. Elektromagnetisches Relais nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Beweglichkontaktträger (48) mit einem Rückholfederaufbau (60) versehen ist, welcher einen Federhalter (62), der für ein Aufsetzen auf einen Endabschnitt des Beweglichkontaktträgers (48) benachbart zu seiner Schwenkmittellinie eingerichtet ist, und ein Blattfederteil (64), welches sich von diesem wegerstreckt und an einem Teil (37) des Abschirmungsgehäuses (36) anliegt, aufweist.

6. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 5, wobei der Federhalter (62) mit einem Vorsprung (68), eingerichtet für ein Erfassen durch das Betätigungsende (32) des Erstrekkungsarms (30, 32), versehen ist.

7. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 6, wobei ein halbkugelförmiger Kontakt (34, 35) in einer Seitenwand des Abschirmungsgehäuses ausgebildet und das bewegliche Kontaktstück (56, 58) mit einem gabelförmigen Ende (57, 59) versehen ist, welches für eine Berührung mit dem halbkugelförmigen Kontakt (34, 35) an zwei Punkten eingerichtet ist.

8. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 7, wobei das Abschirmungsgehäuse (36) mit einem Dorn (39), welcher für ein Einsetzen in ein in dem Joch (20) vorgesehenes entsprechendes Loch (21) eingerichtet ist, und einem Anschlußstück (36a) versehen ist, welches für eine Durchführung durch eine Basis (10) und Befestigung an dieser eingerichtet ist.

9. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 8, wobei das Solenoid (16) mit einem Paar von Wicklungsdrahtanschlüssen (17) versehen ist, welche für eine Durchführung durch die Basis (10) und Befestigung an dieser eingerichtet sind und welche mit Angreifabschnitten (17c) zum Halten des Elektromagneten auf der Basis (10) versehen sind.

10. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, wobei das Joch (20) mit einem Paar von Ausnehmungen (20d) benachbart zu Längsendabschnitten des Solenoids versehen ist.

11. Elektromagnetisches Relais nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Abschirmungsgehäuse (36) aus einem äußeren Gehäuse mit einer umgebenden Wand und einer Anzahl von Masseanschlußteilen (36a) besteht, welche an ihren Basisenden durch vertikale Wandabschnitte verbunden sind, wobei die Masseanschlußteile durch Öffnungen geführt sind, die in der Bodenwand einer/der Basis (10) vorgesehen sind.

12. Elektromagnetisches Relais nach irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Beweglichkontaktträger (48) zusätzlich mit Führungsvorsprüngen (47) zum Auseinanderdrücken der hochstehenden Teile (44) des Abschirmungsgehäuses (36) versehen ist, wobei die hochstehenden Teile mit Öffnungen (44a) benachbart zu den Schwenklöchern (46) zur Aufnahme der Führungsvorsprünge (47) ohne Störung der Schwenkbewegung des Beweglichkontaktträgers versehen sind.

13. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 5, wobei der Rückholfederaufbau mit einem C-förmigen Federhalter (62) versehen ist, welcher für ein Aufsetzen auf ein Ende eines planaren Teils des Beweglichkontaktträgers (48) eingerichtet ist, wobei der C-förmige Federhalter mit einer dachförmigen oberen Wand (72) versehen ist und eine zwischen zwei Seitenwänden des Federhalters bestimmte Öffnung schmaler als die Dicke eines entsprechenden Endabschnitts des planaren Teils des Beweglichkontaktträgers (48), auf welchen der Federhalter aufzusetzen ist, ist.