AT404767B - Relais - Google Patents

Description

AT 404 767 B

Die Erfindung betrifft ein Relais mit einem einen Kern, ein Joch und eine Spule, sowie einen Anker aufweisenden Magnetsystem, das an mindestens einer einen beweglichen Kontakt, insbesondere einen Umschaltkontakt tragenden Kontaktfeder über einen Kuppiungsteil angreift und diesen steuert, welcher bewegliche Kontakt mit im wesentlichen starr gehaltenen Gegenkontakten zusammenwirkt und elektrisch leitend mit einem Anschlufistift verbunden ist.

Aus der DE-AS-2 018 627 ist ein Relais mit einem an einer Kontaktfeder angebrachten Betätigungskontakt bekannt geworden, wobei die Kontaktfeder von einem um einen kleinen Ansatz schwenkbaren Federjustierteil gehaltert ist, der mit Hilfe einer Einstellvorrichtung kontinuierlich schwenkbar ist. Die Einstelivorrichtung enthält mindestens eine durch einen einen starren Ruhekontakt tragenden Ruhekontakt-haiter geführte, in den Federjustierteil eingreifende Schraube mit der Schwenkung des Federjustierteils entgegenwirkenden Federelementen. Die Kontaktfeder wird jedoch nicht von einem mit einem Anschlußstift verbundenen Federkontaktträger gehalten, sondern ist durch das Federjustierteil am Ruhekontaktträger abgestützt.

Die EP-A3-0 058 284 offenbart eine Relais-Kontaktfeder, bei der eine flache Federkennlinie erreicht wird, indem im Bereich des Kontaktnietes eine Ausnehmung in der Kontaktfeder angeordnet ist, sodaß nur ein schmaler Rahmen verbleibt, an dessen oberen Quersteg der Angriffspunkt eines Betätigungskammes liegt.

In der DE-AS-2 250 909 ist ein Klappankerrelais mit mindestens je einer in einem Federbock einseitig gehaltenen Kontaktfeder gezeigt. Diese weist an ihrem freien Ende einen schräg ausgestellten Anschnitt auf, der sich mittig im Bereich einer Ausnehmung erstreckt und der über einen mit dem Relaisanker verbundenen Betätigungsteg bewegt wird. Der Anschnitt trägt Kontakte, die entsprechend den Stellungen der Kontaktfeder mit Kontakten starrer Kontaktträger zur Wirkung bringbar sind. Mit ihrem freien Ende untergreift die Kontaktfeder einen als Widerlager dienenden Ansatz.

Weiters offenbart die DE-A1-28 48 934 einen Kontaktfedersatz für Kleinrelais, wobei die Weichheit der Arbeitskontaktfeder dadurch erzielt wird, daß diese im Bereich zwischen Kontaktniet und Betätigungsteg ausgeschnitten ist, wobei schmale Federstreifen entstehen, die an ihrem äußeren Ende durch einen quer dazu liegenden Federstreifen verbunden sind, an welchem ein mit dem Relaisanker verbundener Betätigungssteg an die Arbeitskontaktfeder angreift.

Schließlich Zeigt die DE-A1-34 28 411 eine Umschaltekontaktfeder, die als einstückiges Biegestanzteil ausgebildet ist. Dabei umschließt ein Ende der Kontaktfeder einen U-förmigen Freischnitt, sodaß diese mechanisch partiell von einer Betätigungsfeder entkoppelt ist. Bei einem Niederdrücken der Betätigungsfeder kann das einen Arbeitskontakt darstellende Ende der Kontaktfeder einerseits gegenüber der Bewegung der Betätigungsfeder aufgrund der Entkopplung durch den Freischnitt Zurückbleiben, andererseits am ihr gegenüberliegenden Gegenkontakt eine zunehmende Kontaktkraft erzeugen.

Bei bekannten Relais dieser Art sind jedoch die Kontaktfedern einstückig mit den dazugehörigen Anschlußstiften verbunden. Dadurch ergibt sich der Nachteil, daß die Kontaktfedern nur schwer justierbar sind. Der Grund dafür liegt in der Notwendigkeit ein hartes Material mit einer sehr hohen Rückfederungsneigung für die Herstellung der Kontaktfedem verwenden zu müssen, um die erforderlichen Kontaktdrücke aufbringen zu können. Außerdem beeinflußt jedes Verbiegen der Kontaktfeder auch deren Federcharakteristik.

Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und ein Relais der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem die Kontaktfedem auf einfache Weise justierbar sind.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Kontaktfeder mit einem den Anschlußstift tragenden Kontaktträger verbunden ist, der einen, vorzugsweise in einem abgekröpften Bereich angeordneten Justiersteg aufweist, der sich zwischen dem Anschlußstift und der Verbindungsstelle des Kontaktträgers mit der Kontaktfeder befindet.

Dadurch kann die Justierung im Bereich des Kontaktträgers bzw. dessen Justiersteges erfolgen, der aus einem gut plastisch verformbaren Material bestehen kann und daher nur eine sehr geringe Neigung zum Rückfedern aufweist, wodurch die Justierung wesentlich erleichtert wird. Da weiters die Justierung ohne Beeinflussung der Kontaktfeder bzw. ohne Verbiegen derselben erfolgen kann, wird eine Änderung der Federcharaktertstik sicher vermieden.

In weiterer Ausbildung kann bei einem erfindungsgemäßen Relais, bei dem die Kontaktfeder des beweglichen Kontaktes zwei von einer gemeinsamen Wurzel ausgehende federnde Abschnitte aufweist, deren einer den Kontakt trägt und an deren anderen, den ersteren vorzugsweise bügelförmig umgebenden Abschnitt das Magnetsystem angreift und die gemeinsam gegen eine Ruhelage vorgespannt und gegeneinander elastisch federnd auslenkbar sind, vorgesehen sein, daß die Wurzel der Kontaktfeder mit dem Kontakttäger verbunden ist, und daß der Kontaktträger aus einem gut plastisch verformbaren Material, wie z.B. halbhartem Kupfer oder Messing, gebildet und vorzugsweise mit dem Anschlußstift und mit dem 2

AT 404 767 B

Justiersteg einstückig ausgebildet ist.

Dies ermöglicht es, die Justierung ohne Biegen der Kontaktfeder durchzuführen, wodurch eine Beeinflussung der Federcharkteristik vermieden wird. Außerdem läßt sich der aus leicht verformbaren Material hergestellte Kontaktträger ohne großen Kraftaufwand leicht verbiegen, sodaß die Gefahr der Beschädigung anderer Elemente der Relais verringert wird.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert, die eine Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Relais zeigt.

Das Magnetsystem besteht aus dem Kern 1, der den Spulenkörper 3 mit der Spule 3a durchsetzt und mit dem Joch 2, vorzugsweise durch Nietung verbunden ist, sowie dem Anker 6 der im zusammengebauten Zustand auf der Lagerkante 2a des Joches gelagert ist. Diese Kante weist eine Rundung auf und stellt einen Teil eines im wesentlichen exakten Zylindermantels dar. Dies wird durch ein im Anschluß an das Ausstanzen des Joches aus einem entsprechenden Blech durch die Anbringung einer Einprägung 2b im kantennahen Bereich erreicht, bei deren Anbringung eine entsprechende Form zwecks Vermeidung der Ausbildung einer Bombierung der Stirnfläche verwendet wird. Dadurch ergibt sich eine sehr exakte Lagerung des Ankers 6 und damit nur eine geringe Reibung desselben an der Lagerkante 2a.

Auf das Joch 2 ist eine Isolierkappe 4 aufgesteckt, die eine dritte Isolierschichte zwischen der Spule 3a und den Kontakten 10a, 11a und 13a, bzw. deren Träger darstellt. Die beiden übrigen Isolierschichten sind durch den Spulenkörper 3, bzw. dessen Flansch und das Spulengehäuse 5 gebildet, das einen geschlossenen Boden aufweist und in das das Magnetsystem somt dar Isolierkoppe eingesteckt ist. Durch den dreischichtigen Aufbau der Isolation ist es möglich deren Gesamtstärke zu vermindern, was insbesondere bei kleinen Leiterplattenrelais von Vorteil ist.

Im Inneren des Spulengehäuses 5 sind Führungsnuten 5d angeordnet, die in die Schlitze 5a übergehen, deren Begrenzung als Anschlag für die Vorsprünge 2c des Joches 2 dienen.

Die am einschubseitigen Ende des Spulengehäuses 5 angeordneten Ausnehmungen sind gegengleich zu verschiedenen Vorsprüngen des Spulenflansches 3 und zur Aufnahme der Anschlußstifte 3b für die Spule 3a und deren Ausleitungen ausgebildet.

Die Vorsprünge 5c dienen zur Aufnahme und Halterung der Ankerfeder 8, die zwei symmetrische, über den Steg 8a miteinander verbundene Stützlappen 8b, die mit Rastausnehmungen 8d versehen sind, aufweist. Diese Rastausnehmungen 8d wirken mit an der Unterseite der Vorsprünge 5c angeordneten Rastnasen 5f (Fig. 2) zusammen, die sägezahnförmig ausgebildet sind und in Einschubrichtung der Ankerfeder 8 in den zwischen den Vorsprüngen 5c und 5e verbleibenden Schlitz schräg ansteigen. Dadurch kommt es beim Einschieben der Ankerfeder 8 zu einem Einrasten der Rastnasen des Spulengehäuses in die Rastausnehmungen 8d, die in den Seitenteilen der im wesentlichen M-förmig ausgebildeten Ankerfeder 8 angeordnet sind. Damit ist die Ankerfeder sicher im Spulengehäuse gehalten.

Die mittlere Feder der Ankerfeder 8 ist über einen Steg mit den Seitenteilen verbunden und dient als Positionierfeder 8c. Diese greift in eine Einprägung 6f des Ankers 6 ein, die einen Prägewulst 6c aufweist, an den sich die eine Kröpfung aufweisende Positionierfeder 8c abstützt. Alternativ könnte die Positionierfeder 8c auch gerade verlaufend ausgebildet sein. Die Positionierfeder 8c greift unterhalb der Lagerkante 2a des Joches 2 an und übt ein schwaches, den Anker gegen dessen abgefallene Stellung rücktreibendes Moment auf diesen aus.

Da die Breite des in die Einprägung 6f eingreifenden Abschnittes der Positionierfeder 8c der Breite der Einprägung entspricht, sorgt die Ankerfeder 8 bzw. deren Positionierfeder neben der Anpressung des Ankers 6 an die Lagerkante des Joches 2 auch zur Lagefixierung des Ankers in Richtung der Lagerkante 2a.

Der am Joch 2 bzw. an der zu diesem parallel verlaufenden Wand des Spulengehäuses 5 anliegende Schenkel des L-förmigen Ankers 6 weist eine Umspritzung 6a aus Kunststoff auf. Diese Umspritzung 6a weist an ihrem von dem durch die beiden Schenenkeln des Ankers gebildeten Eckbereiches abgekehrten Ende einen im Querschnitt T-förmigen Ansatz 6b auf, auf den ein Kupplungsteil 7 aufschiebbar ist.

Dieser Kupplungsteil 7 weist eine nur an der dem Spulengehäuse 5 zugekehrten Seite randoffene T-förmige Nut 7a auf und ist auf den Ansatz 6b aufschiebbar, wobei der Ansatz in die Nut 7a eingreift. Zur Erleichterung der Montage des Kupplungsteiles 7 weist dieser Rastnoppen 7b auf, die in entsprechende Ausnehmungen einrasten, wobei aber die Ausnehmungen eine gegenseitige Verschiebung des Kupplungsteiles 7 gegenüber dem Ansatz 6b erlauben und in Richtung der Längserstreckung des T-förmigen Ansatzes 6b eine entsprechend größere Länge als die Rastnoppen 7b aufweisen.

An dem vom Anker 6 abgekehrten Ende weist der Kupplungsteil 7 einen zwischen den Ansätzen 7c verlaufenden Schlitz 7d auf, in den im zusammengebauten Zustand eine Umschaltfeder 13 mit ihrem Fortsatz 13e mit geringem Spiel eingreift. 3

AT 404 767 B

Die Neigung der Gleitflächen 6g des Ansatzes 6b gegen die Bewegungsrichtung des Ankers ist kleiner als der Reibungswinkel der gewählten Werkstoffpaarung und daher so gewählt, daß es zu keiner Selbsthemmung kommt, sondern eine gegenseitige Bewegbarkeit des Ansatzes gegenüber dem Kupplungsteil erhalten bleibt. Damit ist eine Mitnahme des Kupplungsteiles 7 durch den Anker 6 aufgrund des Abschlusses der Nut 7a mittels einer Wand in Anzugsrichtung des Ankers 6 gewährleistet, wogegen in Abfallrichtung des Ankers dieser durch die in den Schlitz 7d mit Spiel eingreifende Umschaltfeder 13 der Anker vorerst über den Kupplungsteil 7 mitgenommen wird, wobei der Ansatz 6b an der die Nut 7a abschließenden Wand anliegt. Nach der Beendigung der Bewegung der Umschaltfeder 13 aufgrund des Auftreffens des Umschaltkontaktes 13a auf dem zugeordneten Ruhekontakt 11a kann aber der Anker 6 aufgrund seiner Massenträgheit seine Bewegung fortsetzen, wobei es zu einem Wechsel der an der Feder 13 anliegenden Wand des Schlitzes 7d kommt, ohne daß es dabei zu einem Spannen der Feder 13 aufgrund der vom Anker auf diese ausgeübten Kräfte kommt. Dies ist dadurch bedingt, daß es ab dem Zeitpunkt des Auftreffens des Umschaltkontaktes 13a auf dem Ruhekontakt 11a zu einer weitgehenden Entkopplung des Kupplungsteiles 7 vom Anker 6 kommt und sich dieser gegenüber dem Kupplungsteil in Abfallrichtung weiter bewegen kann. Die kinetische Energie des Ankers wird dabei durch die Reibung der Gleitflächen 6g des Ansatzes 6b an den diesen gegenüberliegenden Flächen der Nut 7a des Kupplungsteilas 7, sowie die Reibung des Kupplungsteiles 7, bzw. dessen Schlitzwand, an der Feder 13 bei der durch die Neigung des Ansatzes 6b gegen die Bewegungsrichtung des Ankers bedingte Bewegung des Kupplungsteiles 7 in Richtung der Feder 13 aufgezehrt bzw. in Wärme umgesetzt. Auf diese Weise wird ein durch die Massenträgheit des Ankers bedingtes Prellen des Umschaltkontaktes 13a vermieden. Weiters wird dadurch auch in Verbindung mit dem rücktreibenden Moment der Ankerfeder 8 ein Prellen des Ankers 6 vermieden.

Durch die mögliche Entkopplung des Ankers 6 vom Kupplungsteil 7 wird aber auch die Vibrationsfestigkeit des Relais erhöht, da dadurch nicht wie bei den herkömmlichen Relais der Anker mit der Kontaktfeder ein geschlossenes Schwingsystem bildet, sondern eine Entkopplung zwischen diesen Teilen möglich ist und es daher zu keinen Resonanzerscheinungen kommen kann.Außerdem kommt es auch zu einer Aufteilung der Massen, wobei sich die bei auftretenden Vibrationen in den einzelnen Teilmassen speicherbaren Energien aufgrund der Entkopplung nicht addieren können.

Ein Kontaktträgerkärper 9 weist eine Reihe von Schlitzen und Ausnehmungen auf, die zur Aufnahme der Kontaktträger 10, 11, und 12 dienen und entsprechend der gewünschten Anordnung der an diese angeformten Pins 10c, 11c, 12c ausgebildet sind. Zur Verankerung der Kontaktträger weisen diese Noppan 10b, 11b, bzw. 12b auf, die für eine entsprechende Pressung in den Schlitzen 9a des Kontaktträgerkörpers 9 und damit für einen sicheren Halt der Kontaktträger sorgen.

Der Ruhekontakt 11a und der Arbeitskontakt 10a sind jeweils direkt an ihren Kontaktträgern 11 und 10 befestigt. Der Umsohaltkontakt 13a ist dagegen an einer Umschaltkontaktfeder 13 befestigt, die ihrerseits mit dem UmschaltKontaktträger 12, vorzugsweise durch Laserschweißung verbunden ist.

Der Pin 12c und die Abschnitte I2d und I2e des Umschaltkontaktträgers 12 sind in engen Schlitzen des Kontakttragerkörpers 9 geführt, wogegen der abgekröpfte Justiersteg 12a in einer größeren Ausnehmung des Kontaktträgerkörpers liegt, sodaß eine Justierung des Umschaltkontaktes, insbesondere des Ruhekontaktdruckes durch Biegung des Justiersteges möglich ist. Dabei ergibt sich der Vorteil, daß kein elastisch federnder Teil gebogen werden muß, da die Kontaktträger 10, 11 und 12 aus einem leicht verformbaren Material, wie z.B. halbhartes Kupfer oder Messing hergestellt werden können. Dadurch wird aber auch eine Beeinflussung der Federcharakteristik der Umschaltkontaktfeder 13 durch die Justierung vermieden.

Die Umschaltkontaktfeder 13 selbst ist als eine Doppelfeder ausgebildet, zwischen deren Bügel I3d eine den Umschaltkontakt 13a tragende Federzunge 13f angeordnet ist, wobei der Bügel 13d einen in den Schlitz 7d des Kupplungsteiles 7 eingreifenden Ansatz 13e aufweist. Dabei ist zwischen der Einspannstelle 13c und der Federzunge 13f eine Abwinkelung 13b vorgesehen.

Durch die Ausbildung der Umschaltkontaktfeder als Doppelfeder ist es möglich den Arbeitskontakt als starren Kontakt auszubilden, da der Überhub durch die Federzunge 13f aufgebracht werden kann, die sich gegenüber dem Bügel 13d elastisch verbiegen kann. Weiters ist bei der dargestellten Umschaltkontaktfeder 13 auch eine Abbrandreserve gegeben, die durch den ebenfalls elastisch federnden Ansatz 13e des Bügels 13d gegeben ist. Dadurch ergibt sich gegenüber einem herkömmlichen Aufbau eines Relais mit federndem Arbeitskontakt eine Einsparung an Teilen, da die bei federnden Arbeitskontakten erforderliche Wegbegrenzung entfällt.

Da die beiden Federabschnitte zwar gemeinsam gegen eine Ruhestellung vorgespannt sind, was durch die Vorspannung des an die Abwinkelung 13b anschließenden, gemeinsamen Wurzelbereiches, der die Schenkel des Bügels I3d miteinander und mit der Federzunge 13f verbindet, gegeben ist, die Federabschnitte ober gegeneinander elastisch auslenkbar sind, ergibt sich auch eine weitgehende Entkopplung der 4

Claims (2)

1. AT 404 767 B auf die einzelenen Federteile einwirkenden Kräfte. So können allfällig auftretende Vibrationen des Ankers durch den Überhub aufgenommen werden, wodurch sich lediglich geringe Änderungen des Auflagedruckes des Ruhekontaktes ergeben können, nicht aber eine Trennung des beweglichen Kontaktes 13a vom Ruhekontakt 11 a. Damit ergibt sich ein hohes Maß an Vibrationsfestigkeit des erfindungsgemäßen Relais. Zur Kupplung des Kontaktträgerkörpers 9 mit dem Spulengehäuse 5, weist letzters an seiner Außenwand Rastnasen 5b auf, die mit federnden Armen 9b des Kontaktträgers 9 Zusammenwirken. Beim Einschieben des Spulengehäuses 5 in die durch die Vorsprünge 9c und 9d gebildete Führung für das Spulengehäuse 5 werden die Arme 9b durch die Rastnasen 5b seitlich ausgelenkt und legen sich nach dem überstreichen der Rastnasen wieder an die Wand des Spulengehäuses an und werden von den Rastnasen hintergriffen. Dadurch ist eine definierte gegenseitige Lage der auf diese Weise durch diese Schnapprastenverbindung sichergestellt. Eine weitere Sicherung dieser Lage ergibt sich durch das Aufschieben des Deckels 14 auf das Relais. Die Erfindung ist vorstehend an Hand eines Umschaltrelais erläutert worden, auf welche Relaisart die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. In gleicher Weise kann die Erfindung auch z.B. bei einem Arbeits-od. Ruhekontaktrelais Anwendung finden. Patentansprüche 1. Relais mit einem einen Kern, ein Joch und eine Spule, sowie einen Anker aufweisenden Magnetsystem, das an mindestens einer einen beweglichen Kontakt, insbesondere einen Umschaltkontakt tragenden Kontaktfeder über einen Kupplungsteil angreift und diesen steuert, welcher bewegliche Kontakt mit im wesentlichen starr gehaltenen Gegenkontakten zusammenwirkt und elektrisch leitend mit einem Anschlußstift verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (13) mit einem den Anschlußstift (12c) tragenden Kontaktträger (12) verbunden der einen, vorzugsweise in einem abgekröpften Bereich angeordneten Justiersteg (12a) aufweist, der sich zwischen dem Anschlußstift (12c) und der Verbindungsstelle des Kontaktträgers (12) mit der Kontaktfeder (13) befindet.
2. 2. Relais nach Anspruch 1, bei dem die Kontaktfeder des beweglichen Kontaktes zwei von einer gemeinsamen Wurzel ausgehende federnde Abschnitte aufweist, deren einer den Kontakt trägt und an deren anderen, den ersteren vorzugsweise bügelförmig umgebenden Abschnitt das Magnetsystem angreift und die gemeinsam gegen eine Ruhelage vorgespannt und gegeneinander elastisch federnd auslenkbar sind, dadurch gekennzeichnet daß die Wurzel der Kontaktfeder (13) mit dem Kontaktträger (12) verbunden ist, und daß der Kontaktträger (12) aus einem gut plastisch verformbaren Material, wie z.B. halbhartem Kupfer oder Messing, gebildet und vorzugsweise mit dem Anschlußstift (12c) und mit dem Justiersteg (12a) einstückig ausgebildet ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 5