DE9211726U1

DE9211726U1 - Elektromagnetisches Relais

Info

Publication number: DE9211726U1
Application number: DE9211726U
Authority: DE
Original assignee: Potter and Brumfield Inc
Current assignee: Siemens Electromechanical Components Inc
Priority date: 1992-08-21
Filing date: 1992-08-31
Publication date: 1993-12-23
Anticipated expiration: 2002-09-01
Also published as: US5289144A; DE9211725U1

Description

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Potter & Brumfield

Elektromagnetisches Relais
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Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais mit folgenden Merkmalen:

- einem Sockel aus Isolierstoff,

- einem auf dem Sockel angeordneten Magnetsystem mit Spu-Ie, Kern und Joch,

- einem an einer Endkante des Joches gelagerten Anker, der mit seinem freien Ende Schaltbewegungen in einer Betätigungsrichtung parallel zur Sockelebene auszuführen vermag,

- mindestens einer Kontakteinheit mit einer beweglichen Kontaktfeder und mindestens einem feststehenden Gegenkontaktelement, welche jeweils im Sockel verankert sind und im wesentlichen senkrecht zu diesem stehen,

- einem kartenförmigen Schieber aus Isolierstoff, der mit den freien Enden des Ankers einerseits und der Kontaktfeder(n) andererseits gekoppelt ist und

- einer Ankerhaltefeder, welche mit dem Anker und dem Joch verbunden ist.

Ein derartiges Relais ist beispielsweise aus der US-PS 4,618,842 bekannt. Dort ist ein Magnetsystem auf einem Sockel angeordnet, dessen Anker an einer Stirnseite der Spule angeordnet ist und über einen oberhalb der Spule liegenden Schieber Kontakteinheiten am anderen Ende der Spule betätigt. Zur Halterung des Ankers dient dort eine Nut in einem blockförmigen Ansatz des Spulenkörpers, wobei eine Nase oder ein Federlappen den Anker in seine Ruheposition vorspannt. Die Kopplung zwischen dem Schieber und dem Anker erfolgt dort durch einen Fortsatz des Schiebers, welcher in eine Öffnung des Ankers eingesteckt ist. Damit kann vom Anker keine Rückstellkraft auf die Kontaktfeder

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ausgeübt werden; beim Verschweißen eines Kontaktes besteht somit die Gefahr, daß entweder der Schieber überhaupt nicht rückgestellt wird oder daß ein nicht verschweißter Kontakt den Schieber mit dem Anker zurückstellt und somit ein Undefinierter oder ein unerwünschter Schaltzustand entsteht.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Relais der eingangs genannten Art eine sichere Kopplung von Anker und Schieber zu schaffen, ohne daß hierzu zusätzliche Befestigungselemente erforderlich sind. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Ankerhaltefeder folgende Merkmale aufweist:

- einen ersten Abschnitt, der zwischen dem Sockel und dem Joch angeordnet und mit dem Joch verbunden ist,

- einen zweiten Abschnitt, der sich annähernd im rechten Winkel zum ersten Abschnitt erstreckt, auf der Außenseite des Ankers befestigt ist und diesen unter einem spitzen Winkel vom Kern weg vorspannt, und

- einen dritten Abschnitt, der mindestens ein Halteelement aufweist, mit dem der Schieber an das freie Ende des Ankers gekoppelt ist.

Durch die bei der Erfindung verwendete Ankerhaltefeder mit Mehrfachfunktion wird gewährleistet, daß mit einem einzigen Federelement sowohl der Anker in seiner Lagerung befestigt und in seine Ruheposition zurückgestellt wird als auch der Schieber spielfrei an den Anker gekoppelt wird, so daß die Schieberposition auch immer mit der Ankerposition übereinstimmt.

Zweckmäßigerweise besitzt der Schieber an dem dem Anker zugewandten Endabschnitt eine Ausnehmung, in die ein am Anker angeformter Zahn eingreift, wobei zwei beiderseits der Ausnehmung am Schieber angreifende Federhaken der Ankerhaltefeder diesen gegen den Zahn drücken. Der Schieber

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kann dabei in einer bevorzugten Ausführungsform zwei von der Mitte nach außen verlaufende Querstege bilden, an denen die beiden Federhaken angreifen.

Weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
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Figur 1 die Einzelteile eines erfindungsgemäß gestalteten Relais in perspektivischer Darstellung vor der Montage,

Figur 2 ein fertig montiertes Relais in perspektivischer Darstellung (ohne Kappe) und

Figur 3 eine etwas vereinfachte Seitenansicht des Relais von Figur 1 und 2 mit aufgeschnittener Kappe und teilweise geschnittenem Sockel.

Das in der Zeichnung dargestellte Relais besitzt einen Sockel 1 aus Kunststoff, der generell die Form einer flachen Platte besitzt, jedoch Durchbrüche und Abstufungen zur Aufnahme der übrigen Relaisteile aufweist. Auf dem Sockel sitzt ein Magnetsystem mit einer Spule 2, einem Kern 3 und einem Joch 4 sowie mit einem beweglichen Anker 5, der über eine Ankerhaltefeder 6 an dem Joch befestigt ist. Über die Ankerhaltefeder 6 ist außerdem ein kartenförmiger Schieber 7 mit dem Anker verbunden, der mit dem anderen Ende eine Kontaktanordnung 8 betätigt. Eine Kappe 9 bildet schließlich zusammen mit dem Sockel 1 ein geschlossenes Gehäuse.

Im einzelnen besitzt der Sockel 1 einen abgestuften Boden 11 zur Aufnahme des Magnetsystems, außerdem eine senkrecht stehende Quer-Trennwand 12 zur Trennung und Isolierung des

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Magnetsystems von der Kontaktanordnung und eine Längs-Trennwand 13 zur Isolierung zwischen zwei getrennten Kontakteinheiten. Im Boden sind Längsschlitze 14 zur Aufnahme von Spulenanschlußelementen 26 sowie Langlöcher 15 zur Aufnahme von Befestigungszapfen 27 der Spule vorgesehen. Außerdem dienen Steckschlitze 16 zur Befestigung der Anschlußelemente der Kontaktanordnung.

Die Spule besitzt einen Spulenkörper 21 mit einer Wicklung 22, welche zwischen zwei Flanschen 23 und 24 angeordnet ist. In Fortsätzen 25 des Flansches 24 sind die Spulenanschlußelemente 26 verankert. Außerdem sind am Flansch 23 beiderseits Befestigungszapfen 27 angeformt. Ein axialer Durchbruch 28 des Spulenkörpers dient zur Aufnahme des Kerns 3, der aus massivem Eisen oder als ein Blechpaket ausgebildet sein kann. An einem Ende bildet der Kern eine Polfläche 31, während sein anderes Ende 32 mit einem Schenkel 41 des Joches 4 verbunden ist; der andere Schenkel 42 des Joches erstreckt sich beim montierten Relais unterhalb der Spule, also zwischen der Wicklung 22 und dem Sockel 1.

Am freien Ende bildet der Jochschenkel 42 eine Lagerkante 43, an der der plattenförmige Anker 5 schwenkbar gelagert ist. Zur Befestigung des Ankers dient die erwähnte Ankerhaltefeder 6, welche mit einem ersten Abschnitt 61 an der Unterseite des Jochschenkels 42 angeordnet und über Rasthaken 62 in entsprechenden Ausnehmungen 44 des Joches befestigt ist. Ein zweiter Abschnitt 63 der Ankerhaltefeder 6 erstreckt sich annähernd senkrecht zum ersten Abschnitt 61 und liegt an der Außenseite des Ankers 5 auf, wobei er mit dem Anker beispielsweise über Schweißpunkte 64 verbunden ist. Ein dritter Abschnitt der Ankerhaltefeder 6 besteht aus zwei Federhaken 65 zur Halterung des Schiebers 7.

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Der kartenförmige Schieber 7 besitzt an einem Ende zwei Querstege 71, an denen die Federhaken 65 der Ankerhaltefeder anzugreifen vermögen, sowie einen mittigen Ausschnitt 72, der passend auf einen Zahn 51 des Ankers aufsteckbar ist. Am anderen Ende besitzt der Schieber zwei Betätigungsfenster 73, durch welche die Enden der später noch zu beschreibenden beweglichen Kontaktfedern greifen.

Die Kontaktanordnung 8 besitzt im vorliegenden Beispiel zwei Kontakteinheiten mit jeweils einer Mittelkontaktfeder 81, einer Öffnerkontaktfeder 82 und einem Schließerkontaktarm 83. Jedes dieser Kontaktelemente besitzt Kontakte oder Kontaktstücke 84 aus üblichen Kontaktmaterialien. Die Mittelkontaktfedern 81 sowie die Ruhekontaktfedern 82 besitzen jeweils angeschweißte oder angenietete Anschlüsse 85 bzw. 86, während der Schließerkontaktarm einen einstückig angeformten Anschluß 87 aufweist. Mittels dieser Anschlüsse 85, 86 und 87 werden die Kontaktelemente in den Schlitzen 16 des Sockels verankert. Zur Unterseite können die Anschlüsse in beliebiger Weise gestaltet sein, beispielsweise gemäß Figur 1 mit paarweise angeformten Lötstiften oder gemäß Figur 3 mit Flachsteckern. Auch andere Gestaltungen sind möglich.

Bei der Montage des Relais wird zunächst das Magnetsystem zusammengefügt, d. h., der Kern 3 wird in den Durchbruch 28 eingesteckt, dann wird das Joch 4 mit dem Kern verbunden; außerdem wird der Anker 5 mit der Ankerhaltefeder 6 an dem Joch 4 befestigt. Der Jochschenkel 42 befindet sich dabei an der Unterseite der Spule, so daß er beim Aufsetzen des Magnetsystems auf dem Sockel zwischen dem Boden 11 und der Wicklung 22 liegt. Durch eine entsprechend abgestufte Gestaltung des Bodens 11 erhält die zur Vorspannung gebogene Ankerhaltefeder im Biegebereich 66 genügend Spielraum. Es sei noch erwähnt, daß bereits vor dem Aufsetzen des Magnetsystems die Kontaktanordnung mit den An-

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Schlüssen 85, 86 und 87 durch Einstecken in die Schlitze 16 des Sockels montiert wurde.

Nach dem Einsetzen des Magnetsystems wird der Schieber 7 auf der Oberseite der Spule angeordnet, wobei die Federhaken 65 an den Querstegen 71 angreifen und die abgebogenen Enden der Mittelkontaktfedern 81 in die Fenster 73 eingreifen. Durch die Vorspannkraft der Ankerhaltefeder wird der Anker 5 in seine Ruhestellung, d. h. von der Polfläche 31 weg vorgespannt. Zugleich wird durch die Vorspannkraft der Ankerhaltefeder 6 der Schieber 7 in die Ruhestellung vorgespannt. Damit werden die Mittelkontaktfedern 81 in Kontakt mit den Ruhekontaktfedern 82 gehalten.

Um eine Justierung des Abstandes zwischen dem Magnetsystem und der Kontaktanordnung zu ermöglichen, sind die Längsschlitze IA und die Langlöcher 15 jeweils zumindest in der Betätigungsrichtung derart weit, daß die entsprechenden Spulenanschlußelemente 26 und die Befestigungszapfen 27 zunächst bei der Montage mit Spiel in diesen Öffnungen sitzen, wie dies in Figur 3 zu erkennen ist. (Figur 3 zeigt eine Seitenansicht des Relais, jedoch mit einigen Vereinfachungen, wobei zur Verdeutlichung des Justiervorgangs der Sockel teilweise geschnitten gezeichnet ist.) Während des Montagevorgangs wird nun das Magnetsystem erregt, so daß gemäß Figur 3 der Anker in die angezogene Position gelangt und über den Schieber 7 die Mittelkontaktfedern 81 betätigt. Die Mittelkontaktfedern 81 geben somit Kontakt mit den Schließerkontaktarmen 83. Sobald die Kontaktstücke 8A dieser beiden Elemente aneinander liegen, erfolgt noch eine kurze Weiterbewegung des Schiebers 7, bis der Anker 5 voll auf dem Kern aufschlägt. Dadurch löst sich im Fenster 73 der Schieber um einen Betrag "a" von der Mittelkontaktfeder 81. Dies ist der angestrebte Überhub, der zur Sicherheit der Kontaktgabe notwendig ist. Insbesondere muß dieser Überhub so groß sein, daß auch bei

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einem gewissen Abbrand der Kontakte im Laufe der Lebensdauer noch eine sichere Kontaktgabe erfolgt. Wenn nun also der Uberhub "a" zu klein oder zu groß ist, so kann während der Montage das Magnetsystem mit den Spulenanschlüssen 26 in den Schlitzen 14 und mit den Befestigungszapfen 27 in den Langlöchern 15 soweit in Betätigungsrichtung verschoben werden, bis der gewünschte Überhub erreicht ist. Danach wird das Magnetsystem fest mit dem Sockel 1 verbunden, beispielsweise durch Einfüllen von aushärtbarem Gießharz in die Längsschlitze IA und die Langlöcher 15. Möglich ist beispielsweise auch eine Warmverformung der Kunststoff-Befestigungszapfen 27.

Das Relais kann dann durch Aufsetzen der Kappe 9 auf den Sockel verschlossen werden. Bei Bedarf können die Steckschlitze 16 und die Gehäusespalten zwischen Sockel und Kappe abgedichtet werden. Andererseits ist in der Kappe 9 ein Lüftungsloch 91 vorgesehen. Auch ein Fenster 92 kann vorgesehen werden, welches zur Kontrolle der Schaltfunktion oder zur Belüftung des Relais geöffnet oder andererseits durch eine Folie verschlossen werden kann.

Claims

7 W 3OE 0 1 8 Schutzansprüche

1. Elektromagnetisches Relais mit folgenden Merkmalen:

einem flachen Sockel (1) aus Isolierstoff,

- einem auf dem Sockel angeordneten Elektromagnetsystem mit Spule (2), Kern (3) und Joch (4),

einem an einer Endkante (A3) des Joches (4) gelagerten Anker (5), der mit seinem freien Ende Schaltbewegungen in einer Betätigungsrichtung parallel zur Sockelebene auszuführen vermag,

- mindestens einer Kontakteinheit (8) mit einer beweglichen Kontaktfeder (81) und mindestens einem feststehenden Gegenkontaktelement (82, 83), welche jeweils im Sockel (1) verankert sind und im wesentlichen senkrecht zu diesem stehen,

einem kartenförmigen Schieber (7) aus Isolierstoff, der mit den freien Enden des Ankers (5) einerseits und der Kontaktfeder(n) (81) andererseits gekoppelt ist, und einer Ankerhaltefeder (6), welche mit dem Anker (5) und dem Joch (4) verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet, daß die

Ankerhaltefeder aufweist:

einen ersten Abschnitt (61), der zwischen dem Sockel (1) und dem Joch (4) angeordnet und mit dem Joch verbunden ist,

einem zweiten Abschnitt (63), der sich annähernd im rechten Winkel zum ersten Abschnitt (61) erstreckt, auf der Außenseite des Ankers (5) befestigt ist und diesen unter einem spitzen Winkel vom Kern (3) weg vorspannt, und

einem dritten Abschnitt (65), der mindestens ein Halteelement aufweist, mit dem der Schieber (7) an das freie Ende des Ankers (51) gekoppelt ist.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Schieber (7) an dem dem Anker

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(5) zugewandten Endabschnitt (71) mindestens eine Ausnehmung (72) aufweist, in die jeweils ein Fortsatz des Ankers passend eingreift, und daß am Schieber (7) mindestens ein Quersteg (71) vorgesehen ist, an dem ein Federhaken (65) der Ankerhaltefeder (6) angreift.

3. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Schieber (7) an dem dem Anker

(5) zugewandten Endabschnitt (71) eine mittige Ausnehmung (72) aufweist, in die ein am Anker (5) angeformter Zahn

(51) eingreift, und daß zwei beiderseits der Ausnehmung am Schieber angreifende Federhaken (65) der Ankerhaltefeder

(6) diesen gegen den Zahn (51) drücken.

4. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Schieber (7) an dem dem Anker (5) zugewandten Endabschnitt zwei von der Mitte nach außen verlaufende Querstege (71) bildet, an denen die beiden Federhaken (65) angreifen.

5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der erste Abschnitt (61) der Ankerhaltefeder (6) an den Seitenkanten angeformte Rastlappen (62) besitzt, die in entsprechenden Ausnehmungen (44) des Joches (4) einrastbar sind.

6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Schieber (7) im Bereich der Kontaktfedern jeweils Fenster (73) aufweist, in welche die freien Enden der Kontaktfedern (81) eingreifen.