Elektromagnetisches Relais
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais mit einem Magnetsystem mit Spule, Kern und Anker, einem benachbart zur Spule angeordneten Kontaktsystem mit mindestens einem bewegli¬ chen Kontaktelement und mit einem im Bereich zwischen dem Ma- gnetsystem und dem Kontaktsystem angeordneten Betätigungsele¬ ment aus Isolierstoff, welches durch den Anker bewegbar ist und sich als bewegliche Trennwand im wesentlichen über die gesamte Fläche zwischen den Metallteilen des Magnetsystems einerseits und des Kontaktsystems andererseits erstreckt.
Aus der DE-27 33 80C-A1 is. bereits ein derartiges Relais be¬ kannt, wobei das Magnetsystem neben dem Kontaktsystem auf einem gemeinsamen Eoden angecrdnet ist. Die Betätigung der Kontakt¬ elemente erfolgt über eine winkelförmigen Anker, dessen Betä- tigungsschenkel annähernd parallel zur Spulenachse zwischen
Spule und Kontaktsystem liegt und ein im wesentlichen parallel dazu angeordnetes, quaderförmiges Betätigungsteil bewegt. Die¬ ses Betätigungsteil ist dcrt gleichzeitig Träger für die beweg¬ licher, Elemente vcn Erückenkontakteinheiten. Da sich das er- wähnte Betätigungsteil bei αem bekannten Relais im wesentlichen über die gesamte Länge des Innenraums des Relais erstrecken soll, wirkt es als isolierende Trennwand zwischen Magnetsystem und Kontaktsystem. Allerdings sind die Isolierstrecken (Kriech- und Luftstrecken), die seitlich am Rande des Betätigungsele en- tes zu messen sinα, für bestimmte Anwendungsfälle nicht ausrei¬ chend, wenn die Gesamtabmessungen des Relais auf ein bestimmtes Maß verkleinert werden sollen. Zudem ist es für eine Miniaturi¬ sierung des Relais hinderlich, daß zwischen Magnetsystem und dem Betätigungselement ein Ankerarm liegt, der verhältnismäßig viel Platz beansprucht.
Aus cer DE-2B 30 390-A1 ist weiterhin ein elektromagnetisches
Relais der eingangs genannten Art bekannt, bei der ein polari¬ siertes Magnetsystem mit einem sogenannten H-Anker oberhalb des Kontaktsystems liegt und ein mit dem Anker verbundener Kunst¬ stoffteil einen im wesentlichen plattenförmigen Abschnitt zur Übertragung der Ankerbewegung auf das Kontaktsystem aufweist. Auch dort gilt, daß die Kriech- und Luftstrecken zwischen dem Kontaktsystem und den Metallteilen des Magnetsystems im Randbe¬ reich des Betätigungsteiles sehr hohen Isolationsanforderungen nicht genügen und daß andererseits der Anker mit dem erwähnten plattenförmigen Betätigungsteil sowie mit zusätzlich zwischen¬ geschalteten weiteren Betätigungsteilen verhältnismäßig viel Volumen benötigt, was einer extremen Miniaturisieruπg eines derartigen Relais bei gleichzeitig hoher Spannungsfestigkeit widerspricht.
Ziel der Erfindung ist es, ein Relai. der eingangs genannten Art sc auszubilden, daß mit möglichst wenigen, einfach zu mon¬ tierenden Einzelteilen bei äußerst geringen Gesamtabmessungen sehr große Isolierstrecken zwischen Magnetsystem und Kontaktsy- stem gewonnen werden.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß das Be- tätigungselemer.t mit an der Trennwand angeformten, zum Magnet¬ system und/oder zum Kentaktsystem gerichteten Seitenwänden das Magnetsystem und/oder das Kentaktsystem wannenförmig zumindest teilweise umschließt.
Bei dem erfindungsgemäßen Relais werden also im Vergleich zu den Gesamtabmessuπgen des Relais sehr große Isolierstrecken zwischen den Kontaktelementen und dem Magnetsystem dadurch ge¬ schaffen, daß das Betätigungsorgan mit einer trog- oder wannen- förmigen Gestaltung entweder das Kontaktsystem oder das Magnet¬ system oder auch beide umschließt. Das Betätigungsorgan bzw. der betreffende Teil besitzt also im ersteren Fall einen U-för- migen Querschnitt. Im letzteren Fall, der besonders vorteilhaft ist und besonders lange Isolierstrecken gewährleistet, besitzt das Betätigungsorgan einen H-förmigen Querschnitt. Durch diese
Form einer Wanne oder einer Doppelwanne ist das Betätigungsor¬ gan auch sehr stabil gegen Deformationen, so daß es auch ohne zusätzliche Verstärkungsrippen die Ankerbewegung exakt auf das Kontaktsystem übertragen kann.
Die Erfindung ist deshalb mit besonderem Vorteil auf ein Relais anwendbar, dessen Magnetsystem den Aufbau eines herkömmlichen Winkelankersystems besitzt, wobei die winkelförmige Ankerein¬ heit jedoch nicht mehr vollständig aus Metall besteht. Vielmehr wird dabei der ferromagnetische, im wesentlichen plattenförmige Anker so mit dem Betätigungsorgan verbunden, daß das Betäti¬ gungsorgan den zweiten Schenkel der Winkelankereinheit bildet. Der plattenförmige Anker selbst kann von den. isolierenden Betä¬ tigungsorgan mehr oder weniger umschlossen sein, wobei ledig- lieh sichergestellt werden muß, daß der ferromagnetische Anker eine freie Polfläche gegenüber der "Kernpolfläche aufweist. Die Verbindung zwischen dem ferromagnetischen Ankerteil und dem Be- tätigungsorgan kann als Steckverbindung, besser jedoch als Kle¬ beverbindung oder insbesondere als Einbettung ausgebildet sein. In einer besonderen Ausführungsform kann das Betätigungselement bzw. die als Betätigungselement und Anker gebildete Ankerein- heit über den Anker an dem Joch gelagert sein.
In den Unteransprüchen sind noch weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Relais genannt.
Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel an¬ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 ein erfindungsgemäß gestaltetes Relais im Längsschnitt,
Figuren 2 bis 5 weitere Schnittansichten des in Figur 1 gezeig¬ ten Relais und
Figur 6 das Kontaktsystem aus Figur 1 in Explosionsdarstellung.
Das in den Figuren 1 bis 5 gezeigte Relais besitzt ein Gehäuse
1 in Form einer Schutzkappe, deren offene Seite nach unten, al¬ so zur Einbauebene des Relais weist. Im oberen Bereich, also im geschlossenen Teil des Gehäuses 1, ist ein Magnetsystem ange¬ ordnet, bestehend aus einer Spulenwickluπc 2 auf einem Spulen- körper 3, einem axial αurch die Spule verlaufenden Kern 4 und einem winkelförmigen Joch 5, welches mit einem senkrecht ver¬ laufenden Schenkel 51 mit dem Kern 4 verbunden ist und sich mit einem waagerecht unterhalb der Spule verlaufenden Schenkel 52 parallel zur Spulenachse und zur Achse des Kerns erstreckt. Das freie Ende des Kerns 4 bildet eine Polplatte 41, welcher ein Anker 6 in Form einer ferromagnetischen Platte gegenübersteht.
Der Anker 6 ist mit einem Betätigungsorgan 7 zu einer festen Aπkereinheit verbunden. Dabei ist der Anker 6 in eine Seiten- wand 71 des Betätigungsorgans eingebettet oder eingeklebt, der¬ art, daß im wesentlichen nur die Polfläche 61, der Kernpolplat¬ te 41 gegenüberliegend, freiliegt. Für die Verbindung zwischen Anker und Betätigungsorgaπ sind natürlich auch andere Befesti¬ gungsverfahren, wie Ultraschallverschweißen und dergleichen, anwendbar. Die Seitenwand 71 des Betatigungsorgans 7 setzt sich , in eine umlaufende Wand 72 fort und bildet damit eine nach oben offene, das Magnetsystem teilweise umschließende Wanne 73. Au¬ ßerdem bildet das Betätigungsorgan auch zur Unterseite hin eine umlaufende Wand 74, welche somit eine nach unten offene Wanne 75 bildet, die ein Kontaktsystem 8 teilweise umschließt. Beide Wannen 75 und 73 sind durch einen gemeinsamen Boden bzw. eine Trennwand 16 gegeneinander abgegrenzt, wodurch das Kontaktsy¬ stem 8 von der Spule und vom Joch isoliert ist. Die Trennwand 16 verläuft im wesentlichen parallel zur Spulenachse und senk- recht zum Anker 6. Sie bildet somit den zweiten Schenkel einer aus dem Anker 6 und dem Betätigungsorgan 7 gebildeten Winkelan- kereiπheit. Durch die umlaufenden Seitenwände 72 und 74 ist das Betätigungsorgaπ auch genügend versteift, so daß es sich bei Betätigung nicht durchbiegt. Die Seitenwände 72 und 74 ergeben außerdem im Vergleich zu den Gesamtabmessungen des Relais sehr lange Luft- und Kriechstrecken zwischen dem Kontaktsystem 8 und der Spule 2 bzw. auch den metallischen Teilen des Magnetkrei¬ ses.
Das Kontaktsystem ist im vorliegenden Fall auf einem isolieren¬ den Träger 81 aufgebaut, der einstückig aus einem plattenförmi¬ gen Sockelteil 82, einem Befestigungsblock 83 und einem Deckel¬ teil 84 besteht. In den Befestigungsblock 83 sind von beiden Seiten jeweils Aufnahmeschlitze 85 eingeformt (in Figur 6 nur an einer Seite zu sehen), in welche eine' Kontaktfeder 91 mit einem gefalteten Befestigungsteil 92 sowie eine Gegenkontaktfe- der 93 mit einem gefalteten Befestigungsteil 94 eingesteckt sind. Jedes der Kontaktelemente 91 und 93 besitzt einen durch Faltung des Federblechs gebildeten Anschlußstachel 95 bzw. 56. Durch das Falten erhält der Befestigungsteil 92 bzw. 94 jeweils die für die Steckbefestigung erforderliche Dicke und Stabili¬ tät, wobei die übereinander liegenden Abschnitte nach Bedarf auch durch eine Schweißuπg 98 verbunden sein können. Der umge- bogene Abschnitt bildet außerdem jeweils eine überstehende Kan¬ te 99. an der ein Moπtagewefrkzeug' zum Einpressen des jeweiligen Kontaktelementes 91 bzw. 93 in den Träger 81 angesetzt werden kann.
Die Kontaktfeder 91 ist aoßerhalb ihrer Einspannstelle frei be¬ weglich. An ihrem freien Ende 97 wird sie über einen Betäti gungspimpel 77 oes Betätigungsorgans 7 entsprechend der Schalt- bewegung des Ankers betätigt. Der Deckelteil 84 des Trägers 81 bildet eine zusätzliche Isolierwand zwischen dem Kontaktsystem und dem Magnetsystem, wobei lediglich das freie Ende 97 der
Kontaktfeder 91 zum Zwecke αer Betätigung vorsteht. Soweit eine dritte Isolierschicht zusätzlich zu der Trennwand 76 und dem Deckelteil 84 erforderlich ist, kann auf letzteres eine zusätz¬ liche Folie 86 aufgelegt bzw.. aufgeklebt werden, wie sie in Fi- gur 1 angedeutet, in Figur 6 jedoch nicht gezeigt ist.
Wenn der Deckelteil 84 aus Funktionsgründen kleiner ausgeführt werαen muß, ist es zweckmäßig, eine oder mehrere Folien auf die Trennwand 76 aufzubringen. Auch ist es möglich, die Trennwand 76 durch Zwischenräume so zu gestalten, daß mindestens drei Isolierwände entstehen.
Anstelle des im Beispiel gezeigten einen Schließers kann natür¬ lich auch ein beliebiger anderer Federsatz in dem Relais ver¬ wendet werden, beispielsweise ein Öffner, ein Umschalter oder auch ein Federsatz mit mehreren Einheiten.
Bei der Montage des Relais wird zunächst die komplette Anker¬ einheit, bestehend aus dem Anker 6 und dem Betätigungsorgan 7, auf das Magnetsystem aufgesetzt, wobei eine am Anker angeformte Lagerschneide 62 in eine Lagerkerbe 5.3 des Joches eingesetzt wird. Dieses damit komplettierte Magnetsystem wird dann in das Gehäuse 1 eingeschoben, wobei die Spule, bestehend aus Wicklung 2 und Spulenkörper 3, verzugsweise im geschlossenen Endteil des Gehäuses 1 festgeklemmt bzw. festgeklebt wird. Die Ankereiπheit wird αamit durch die Seitenwand 11 des Gehäuses 1 gegen Heraus- fallen gesichert.
In die offene Seite αes Gehäuses 1 wird dann das Kontaktsystem 8 eingesetzt, wobei der abgesetzte Randbereich 12 des Gehäuses eine Geradführung für den Sockel 82 des Kontaktsystems bildet. Der Außenrand 82a dieses Sockels 82 ist weitgehend an die Kon¬ tur des Gehäuserandes 12 angepaßt; er besitzt jedoch einige Ausnehmungen zur Durchführung der Kontakt-Anschlußstachel 95 und 96 sowie der Isolierummantelung 31 der Spulenanschlußstifte 10. Der Sockel 82 wird beim Einschieben nicht gegen einen An- schlag αes Gehäuses gefünrt, sondern bei erregtem Magnetsystem soweit eingeschoben, bis die Kontaktfeder 91 durch den Pimpel 77 betätigt und der Kontakt mit αem Gegenkontaktelement 93 ge¬ schlossen wird. Danach wird die Erregung des Relais abgeschal¬ tet, so daß sich der Kontakt öffnet. Das Kontaktsystem 8 wird nunmehr zusätzlich um einen vorgegebenen Betrag eingeschoßen, mit dem eine bestimmte Abbrandsicherheit der Kontakte gewähr¬ leistet wird. Danach wird das Kontaktsystem, also der Sockel 82, gegenüber dem Gehäuse fixiert, was beispielsweise mittels eines Schnellklebers geschehen kann.
Zur Abdichtung der verbleibenden Öffnungen im Boden wird eine Abdeckplatte 13 über die Aπschlußstifte 95, 96 und 10 gescho-
ben. In dem durch die Abdeckplatte 13 und den Gehäuserand 12 gebildeten Raum wird dann von außen Vergußmasse 14 eingebracht, womit die Abdichtung des Gehäuses vollendet wird. Dabei kann natürlich in üblicher Weise im Gehäuse ein Lüftungsloch vorge¬ sehen sein, welches während oder auch nach der Abdichtung ge¬ öffnet und später verschlossen wird.
Bezugszeichenliste
94 Befestigungsteil 95, 96 Anschlußstachel
97 freies Ende
98 Schweißpunkt (Schweißung)
99 überstehende Kante