CH678241A5 - - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Relais mit einem einen Kern, ein Joch und eine auf einem Flansche aufweisenden Spulenkörper angeordneten Spule, sowie einen Anker aufweisenden Magnetsystem und in einem Kontaktträger gehaltenen Kontakten, von denen mindestens einer mittels des Ankers betätigbar ist.

Bei bekannten derartigen Relais erfolgt die Isolation zwischen der Spule und den Kontakten bzw. den diese fragenden Federn und anderen spannungsführenden Teilen des bzw. der zu schaltenden Kreise mittels einer zwischen dem Kontaktfedernpaket und der Spule hochgezogenen Trennwand, die mit einem das Federnpaket und das Magnetsystem tragenden Grundkörper einstückig verbunden Ist,

Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, dass aufgrund verschiedener Vorschriften eine solche Trennwand relativ dick sein muss und einen entsprechenden Platzbedarf mit sich bringt.

Ziel der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu vermeiden und ein Refais der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, das sich durch einen sehr kleinen Platzbedarf trotz hoher Spannungsfestigkeit auszeichnet

Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass zwischen der Spule und den Kontakten eine mindestens aus drei Schichten aufgebaute Isolation angeordnet ist

Durch diese Massnahmen ist es nach den einschlägigen Vorschriften möglich die Dicke der Isolation zwischen dem Federnpaket und der Spule herabzusetzen.

Nach einer Weiterausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Isolierschichten durch im wesentlichen starre Formteile, vorzugsweise aus Kunststoff gebildet sind.

Dies ermöglicht eine sehr einfache und gegeben-falls auch maschinell durchführbare Montage des Relais, da eben nur Teile mit vorbekannter und starrer Form verwendet werden.

Bei einem Relais, bei dem der Kontaktträger eine die Kontakte bzw. die diese tragenden Federn von der Spule trennende Wand aufweist, kann nach einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass neben dem Kontaktträger die weiteren Formteile durch eine auf das Joch aufsteckbare Isolierkappe und ein Spulengehäuse gebildet sind, in die das Magnetsystem samt Isolierkappe einschiebbar ist und das vorzugsweise eine Aufnahme für eine Ankerfeder aufweist.

Auf diese Weise wird eine sehr gute Isolation mit sehr geringem Platzbedarf erreicht. Dabei kann durch die Anordnung von Halterungen für die Anbringung einer Ankerfeder eine sehr einfache Montage des Ankers sichergestellt werden.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform eines solchen Relais ist vorgesehen, dass der Kontaktträger im wesentlichen L-förmig ausgebildet ist und mit seinem einen Schenkel das Spulengehäuse übergreift und die Kontakte samt Kontaktfedern gegen das Spulengehäuse zu abdeckt.

Damit ist in dem Britischen Bereich eine dreischichtige Isolierung sichergestellt und anderseits ein unnötiger Material- und Platzbedarf vermieden.

In diesem Zusammenhang kann weiters vorgesehen sein, dass der Kontaktträger im wesentlichen L-förmig ausgebildet ist und mit seinem einen Schenkel das Spulengehäuse übergreift und mit dem anderen stirnseitig an dem Spuiengehäuse anliegt, wobei der das Spulengehäuse übergreifende Schenkel die Kontakte samt Kontaktfedern gegen das Spulengehäuse zu abdeckt.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Explosionsdarstellung eines erfin-dungsgemässen Relais, und

Fig. 2 einen Teilschnitt durch ein zusammengebautes Relais gemäss Fig. 1.

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 2 gelagert ist. Diese Kante weist eine Rundung auf und stellt einen Teil eines im wesentlichen exaktén Zylindermantels dar. Dies wird durch ein im An-schluss 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 Isolierschicht zwischen der Spule 3a und den Kontakten 10a, i 1 a 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 samt der Isolierkappe eingesteckt ist. Durch den dreischichtigen Aufbau der Isolation ist es möglich deren Gesamtstärke zu vermindern, was insbesondere bei kleinen Leiterplattenrelais von Vorteil ist.

Am Spulengehäuse 5 ist ein Führungsprofil 5d angeordnet sowie Schlitze 5a, deren Begrenzung als Anschlag für die Vorsprünge 2c des Joches 2 dienen.

Die am einschubseitigen Ende des Spülengehäuses 5 angeordneten Ausnehmungen sind gegengleich zu verschiedenen Vorsprüngen der Stirnseite des Spulenkörpers 3 und zur Aufnahme der Anschlussstifte 3b für die Spule 3a und deren Ausleitungen ausgebildet

Vorsprünge 5c und 5e 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 Innenseite des Vorsprunges 5c angeordneten Rastnasen 5f zusammen, die säge-zahnförmig ausgebildet sind und in Einschubrich-

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tung 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.

Der mittlere Lappen der Ankerfeder 8 ist über einen Steg mit den Seitenteilen verbunden und dient als Positionierfeder 8c. Diese greift in eine Einprä-gung 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 Um-spritzung 6a aus Kunststoff auf. Diese Umsprit-zung 6a weist an ihrem von dem durch die beiden Schenkeln 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.

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 Kupplungsteii 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 Kupplungsteiles 7, sowie die Reibung des Kuppiungstei-les 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 Kontaktträgerkörper 9 weist eine Reihe von Schützen und Ausnehmungen auf, die zur Aufnahme der Kontaktträger 10,11, und 12 dienen und entsprechend der gewünschten Anordnung der an diese angeformten Stifte 10c, 11c, 12c ausgebildet sind. Zur Verankerung der Kontaktträger weisen diese Noppen 10b, 11b, bzw. 12b auf, die für eine entsprechende Pressung in Schlitzen bzw. Nuten 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 Umschaltkontakt 13a ist dagegen an einer Umschaltkontaktfeder 13 befestigt, die ihrerseits mit dem Umschalt-Kontaktträger 12, vorzugsweise durch Lagerschweissung verbunden ist.

Der Stift 12c und die Abschnitte 12d und 12e des Umschaltkontaktträgers 12 sind in engen Schlitzen des Kontaktträgerkörpers 9 geführt, wogegen der abgekröpfte Justiersteg 12a in einer grösseren Ausnehmung des Kontaktträgerkörpers liegt, so-

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dass 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. halbhartem 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 13d 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 Ausbitdung 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 Abbrandreser-ve 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.

Zur Kupplung des Kontaktträgerkörpers 9 mit dem Spulengehäuse 5, weist letzteres an seiner Aussenwand Rastnasen 5b auf, die mit federnden Armen 9b des Kontaktträgerkörpers 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 zusammengehaltenen Teile sichergestellt. Eine weitere Sicherung dieser Lage ergibt sich durch das Aufschieben des Deckels 14 auf das Relais.

Aus der Fig. 2 ist deutlich ersichtlich, dass die Isolierkappe 4 den einen Schenkel des Joches 2 in deren Mulde aufnimmt und mit dem Fortsatz 4a genau jenen Bereich des Joches abdeckt, oberhalb dem sich der Ruhekontakt 11a samt seinem Kontaktträger 11 befindet. Dabei bildet dieser Fortsatz 4a die innerste bzw. spulennächste Schicht der Isolation. Die weitern Schichten werden durch die Wand des Spulengehäuses 5 und dem Vorsprung 9d des Kontaktträgerkörpers gebildet

Weiters zeigt die Fig. 2 auch deutlich, dass der Kontaktträgerkörper 9 die Kontakte bzw. deren Träger 11,10 und 9 gegen das Spulengehäuse 5 zu abdeckt und damit zur Isolierung der Kontakte gegen die Spule 3a beiträgt

Die Dicke der einzelnen Schichten kann sehr dünn gewählt werden. So kann aufgrund des dreischichtigen Aufbaues der in verschiedenen Vorschriften festgelegte Mindestabstand zwischen zwei verschiedenen elektrischen Kreisen zugeordneten spannungsführenden Teilen unterschritten werden.

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- oder Ruhekontakt-Relais Anwendung finden.

Claims (5)

Patentansprüche

1. Relais mit einem einen Kern, ein Joch und eine auf einem Flansche aufweisenden Spulenkörper angeordneten Spule, sowie einen Anker aufweisenden Magnetsystem und in einem Kontaktträger gehaltenen Kontakten, von denen mindestens einer mittels des Ankers betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Spule (3a) und den Kontakten (10a, 11a, 13a) eine mindestens aus drei Schichten aufgebaute Isolation angeordnet ist

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschichten durch im wesentlichen starre Formteile, vorzugsweise aus Kunststoff gebildet sind.

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Kontaktträger eine die Kontakte bzw. die diese tragenden Federn von der Spule trennende Wand aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem Kontaktträger (9) die weiteren Formteile durch eine auf das Joch (2) aufsteckbare Isolierkappe (4) und ein Spulengehäuse (5) gebildet sind, in welches Gehäuse (5) das Magnetsystem (1, 2,3,6) samt Isolierkappe (4) einschiebbar ist und welches vorzugsweise eine Aufnahme (5c) für eine Ankerfeder (8) aufweist.

4. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktträger (9) im wesentlichen L-förmig ausgebildet ist und mit seinem einen Schenkel das Spulengehäuse (5) übergreift und mit dem anderen stirnseitig an dem Spulengehäuse (5) anliegt, wobei der das Sputengehäuse übergreifende Schenkel die Kontakte samt Kontaktfedern gegen das Spulengehäuse zu abdeckt.

5. Relais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierkappe (4) einen Ansatz (4a) aufweist, der sich über den Bereich, den der das Spulengehäuse (5) übergreifende Schenkel des Kontaktträgers (9) überdeckt, erstreckt.

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