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Die Offenbarung betrifft ein elektromagnetisches Relais, das eine Stromflussbahn minimieren kann.
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Es wird auf die 1 und 2 Bezug genommen; darin umfasst ein existierendes elektromagnetisches Relais 1 ein Grundelement 11 mit einer ersten und einer zweiten Seite 111, 112, die in Richtung von vorne nach hinten (Y) voneinander beabstandet sind, einen Elektromagneten 12, der in Richtung von oben nach unten (Z) an dem Grundelement 11 angebracht ist, eine erste bis dritte Anschlusseinheit 13, 14, 15, und eine magnetisch anziehbare Platte 16. Die erste Anschlusseinheit 13 ist zur ersten Seite 111 benachbart und umfasst einen ersten Federteller 131, der sich in Richtung von links nach rechts (X) erstreckt, einen ersten Klemmenschenkel 132, der sich durch das Grundelement 11 von dem ersten Federteller 131 nach unten erstreckt, und einen an dem ersten Federteller 131 befestigten ersten Klemmenkontakt 133. Die zweite Anschlusseinheit 14 ist gegenüber der ersten Anschlusseinheit 13 angeordnet und umfasst einen zweiten Federteller 141, der in Richtung von oben nach unten (Z) von dem ersten Federteller 131 beabstandet ist, einen zweiten Klemmenschenkel 142, der sich von dem zweiten Federteller 141 durch das Grundelement 11 nach unten erstreckt, und einen zweiten Klemmenkontakt 143, der an dem zweiten Federteller 141 befestigt und dem ersten Klemmenkontakt 133 gegenüber angeordnet ist. Die dritte Anschlusseinheit 15 ist benachbart zur zweiten Seite 112 angeordnet und umfasst einen dritten Klemmenschenkel 151, einen dritten Federteller 152, der sich von dem dritten Klemmenschenkel 151 nach oben erstreckt und dann nach innen gebogen ist, so dass er zwischen dem ersten und dem zweiten Federteller 131, 141 angeordnet ist, und einen dritten Klemmenkontakt 153, der auf dem dritten Federteller 152 befestigt ist und wahlweise den ersten oder zweiten Klemmenkontakt 133, 143 kontaktieren kann. Die magnetisch anziehbare Platte 16 ist an der Bodenfläche des dritten Federtellers 152 befestigt und benachbart zum Elektromagneten 12 angeordnet.
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2 zeigt, dass dann, wenn der Elektromagnet 12 bestromt ist und die magnetisch anziehbare Platte 16 anzieht, um den dritten Klemmenkontakt 153 zu dem ersten Klemmenkontakt 133 zu schieben, um diesen zu kontaktieren, das elektromagnetische Relais 1 in einen ersten Schaltzustand gesetzt wird, und der dritte Federteller 152 eine Rückstellkraft speichert. Wenn der Elektromagnet 12 spannungsfrei ist, wird die Rückstellkraft des dritten Federtellers 152 freigegeben, wodurch die magnetisch anziehbare Platte 16 sich von dem Elektromagneten 12 weg bewegt und den dritten Klemmenkontakt 153 vorspannt, um sich von dem ersten Klemmenkontakt 133 weg zu bewegen und den zweiten Klemmenkontakt 143 zu kontaktieren. Das elektromagnetische Relais 1 wird von dem ersten Schaltzustand in einen zweiten Schaltzustand überführt.
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Das elektromagnetische Relais 1 kann zwar von dem ersten Schaltzustand in den zweiten Schaltzustand überführt werden und umgekehrt, weil jedoch die Länge des ersten, zweiten bzw. dritten Klemmenschenkels 132, 142, 151 in Richtung von oben nach unten (Z) lang ist, ist die Stromflussbahn lang und der Eigenwiderstand ist erhöht, so dass die Leistung des elektromagnetischen Relais 1 reduziert wird. Ferner, um die Empfindlichkeit des elektromagnetischen Relais 1 sicherzustellen, muss die Federwirkung des dritten Federteller 152 aufrechterhalten bleiben, so dass die Dicke des dritten Klemmenschenkels 151 nicht erhöht werden kann, so dass der zulässige Strom des elektromagnetischen Relais 1 begrenzt wird.
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Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein elektromagnetisches Relais bereitzustellen, das die Stromflussbahn minimieren und den Eigenwiderstand herabsetzen kann.
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Dementsprechend umfasst ein elektromagnetisches Relais der vorliegenden Offenbarung ein Grundelement, eine Elektromagneteinheit, eine Ankereinheit, eine erste Anschlusseinheit, eine zweite Anschlusseinheit und eine bewegliche Anschlusseinheit.
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Das Grundelement weist eine erste Grundelementwandung sowie eine zweite Grundelementwandung auf, die der ersten Grundelementwandung gegenüber liegt und in einer ersten Richtung des Grundelements von dieser beabstandet ist, und einen Aufnahmeraum, der durch die erste und die zweite Grundelementwandung begrenzt wird. Die elektromagnetische Einheit ist an dem Grundelement benachbart zu der zweiten Grundelementwandung und außerhalb des Aufnahmeraums angebracht. Die elektromagnetische Einheit ist distal der ersten Grundelementwandung angeordnet und weist eine Mittellinie auf, die quer zur ersten Richtung liegt. Die Ankereinheit ist auf dem Grundelement angeordnet und mit der elektromagnetischen Einheit verbunden. Die Ankereinheit umfasst ein magnetisch anziehbares Element, das von der Elektromagneteinheit magnetisch anziehbar ist. Die erste Anschlusseinheit ist an der ersten Grundelementwandung angebracht und erstreckt sich durch diese, und umfasst einen ersten Festkontakt, der in dem Aufnahmeraum angeordnet ist und der zweiten Grundelementwandung gegenüber liegt. Die zweite Anschlusseinheit ist an der zweiten Grundelementwandung angebracht, erstreckt sich durch die erste Grundelementwandung, und umfasst einen zweiten Festkontakt, der in der ersten Richtung beabstandet und gegenüber von dem ersten Festkontakt in dem Aufnahmeraum angeordnet ist. Die bewegliche Anschlusseinheit umfasst ein bewegliches Klemmenelement, das durch die erste Grundelementwandung hindurch angebracht ist und sich zwischen der ersten und der zweiten Anschlusseinheit erstreckt, und einen beweglichen Kontakt, der auf dem beweglichen Klemmenelement angeordnet ist und sich zwischen dem ersten und dem zweiten Festkontakt befindet. Das magnetisch anziehbare Element kann das bewegliche Klemmenelement verschieben.
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Wenn die elektromagnetische Einheit bestromt ist und das magnetisch anziehbare Element anzieht, wird das bewegliche Klemmenelement durch das magnetisch anziehbare Element verschoben, und der bewegliche Kontakt kontaktiert entweder den ersten oder den zweiten Festkontakt. Wenn die elektromagnetische Einheit spannungsfrei ist, wird das magnetisch anziehbare Element von der elektromagnetischen Einheit gelöst, und der bewegliche Kontakt kontaktiert den jeweils anderen, also den ersten oder den zweiten Festkontakt.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Offenbarung gehen aus der folgenden detaillierten Beschreibung der Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen hervor, die folgendes zeigen:
- 1 ist eine perspektivische Ansicht eines existierenden elektromagnetischen Relais;
- 2 ist eine Schnittdarstellung des existierenden elektromagnetischen Relais;
- 3 ist eine Perspektivansicht eines elektromagnetischen Relais gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
- 4 ist eine Explosionsansicht der Ausführungsform;
- 5 ist eine Explosionsansicht eines Grundelements, einer ersten Anschlusseinheit, einer zweiten Anschlusseinheit, und einer beweglichen Anschlusseinheit der Ausführungsform;
- 6 ist eine Perspektivansicht und zeigt, wie ein magnetisches Element und eine magnetisch anziehbare Platte einer Ankereinheit miteinander verbunden sind;
- 7 ist eine ähnliche Ansicht wie in 3, jedoch aus einem anderen Blickwinkel;
- 8 ist eine Schnittansicht der Ausführungsform und zeigt einen beweglichen Kontakt der beweglichen Anschlusseinheit in Kontakt mit einem zweiten Festkontakt der zweiten Anschlusseinheit, wenn eine elektromagnetische Einheit der Ausführungsform in spannungsfreiem Zustand ist; und
- 9 ist eine ähnliche Ansicht wie in 7, zeigt jedoch den beweglichen Kontakt der beweglichen Anschlusseinheit in Kontakt mit einem ersten Festkontakt der ersten Anschlusseinheit, wenn die elektromagnetische Einheit in bestromtem Zustand ist.
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Nun wird auf die 3 bis 5 Bezug genommen, worin ein elektromagnetisches Relais gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ein Grundelement 21 umfasst, eine elektromagnetische Einheit 3, eine Ankereinheit 4, eine erste Anschlusseinheit 5, eine zweite Anschlusseinheit 6 und eine bewegliche Anschlusseinheit 7.
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Das Grundelement 21 umfasst eine erste Grundelementwandung 211, eine zweite Grundelementwandung 212 und zwei Seitenwände 213. Die erste und die zweite Grundelementwandung 211, 212 sind einander gegenüber und in einer ersten Richtung (Z) des Grundelements 21 voneinander beabstandet. Die zweite Grundelementwandung 212 ist in der ersten Richtung (Z) höher als die erste Grundelementwandung 211, und weist zwei feststehende Blocks 2121 auf, die darauf ausgebildet sind und in einer zweiten Richtung (X) quer zur ersten Richtung (Z) voneinander beabstandet sind. Bei dieser Ausführungsform ist die erste Richtung (Z) die Richtung von oben nach unten, während die zweite Richtung (X) die Richtung von links nach rechts ist. Die Seitenwände 213 sind in der zweiten Richtung (X) voneinander beabstandet und sind zwischen der ersten und der zweiten Grundelementwandung 211, 212 verbunden. Die erste und die zweite Grundelementwandung 211, 212 und die Seitenwände 213 zusammen begrenzen einen Aufnahmeraum 200.
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Wie in 8 gezeigt, umfasst das Grundelement 21 ferner eine Zwischenwand 214, die in dem Aufnahmeraum 200 angeordnet ist und zwischen der ersten und der zweiten Grundelementwandung 211, 212 und zwischen den Seitenwänden 213 verbunden ist. Die Zwischenwand 214 unterteilt den Aufnahmeraum 200 in eine erste Kammer 201 und eine zweite Kammer 202, und weist eine Öffnung 2141 auf, die mit der ersten und der zweiten Kammer 201, 202 in Verbindung steht. Bei dieser Ausführungsform ist die erste Grundelementwandung 211 in einer dritten Richtung (Y) quer zur ersten und zweiten Richtung (Z, X) länger als die zweite Grundelementwandung 212, und weist ein erstes Ende 2111 benachbart zur zweiten Grundelementwandung 212 auf, und ein zweites Ende 2112 gegenüber dem ersten Ende 2111 in der dritten Richtung (Y) und distal der zweiten Grundelementwandung 212. Die dritte Richtung (Y) ist die Richtung von vorn nach hinten. Zwei beabstandete Stützen 215 sind auf der ersten Grundelementwandung 211 benachbart zu deren zweitem Ende 2112 angeordnet.
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Nun wird auf die 7 und 8 in Kombination mit den 3 und 4 Bezug genommen, worin die elektromagnetische Einheit 3, wenn sie bestromt ist, zur Erzeugung einer elektromagnetischen Kraft verwendet wird, und an dem Grundelement 21 benachbart zur zweiten Grundelementwandung 212 und außerhalb des Aufnahmeraums 200 angebracht ist. Die elektromagnetische Einheit 3 ist distal der ersten Grundelementwandung 211 angeordnet und weist eine Mittellinie (CL) quer zur ersten Richtung (Z) auf, in einem Winkel (θ) zwischen 85 Grad und 95 Grad. Die elektromagnetische Einheit 3 umfasst ein erstes Ende 31 und ein zweites Ende 32, die entlang der Mittellinie (CL) einander gegenüber liegen. Bei dieser Ausführungsform beträgt der Winkel (θ) 90 Grad, und die Mittellinie (CL) liegt parallel zur dritten Richtung (Y), und auch quer zur zweiten Richtung (X). Das erste Ende 31 ist benachbart zur ersten Kammer 201 und wird durch die Stützen 215 gehalten.
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Die Ankereinheit 4 ist auf dem Grundelement 21 angeordnet, mit der elektromagnetischen Einheit 3 verbunden, und umfasst ein magnetisches Element 41, ein magnetisch anziehbares Element 42 und ein elastisches Element 43.
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Das magnetische Element 41 ist ein L-förmiges Plattenelement mit einer ersten Platte 411, die sich in der ersten Richtung (Z) erstreckt, und einer zweiten Platte 412, die mit der ersten Platte 411 verbunden ist und sich in der dritten Richtung (Y) erstreckt. Die erste Platte 411 weist ein Befestigungsende 4111 zum Befestigen einer Welle 321 auf, die von dem zweiten Ende 32 der elektromagnetischen Einheit 3 vorsteht. Die zweite Platte 412 wird zwischen die befestigten Blocks 2121 eingeschoben, und weist ein Anschlussende 4121 gegenüber dem Befestigungsende 4111 auf und ist mit einer Aufnahmenut 4122 ausgebildet.
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Das magnetisch anziehbare Element 42 umfasst eine magnetisch anziehbare Platte 421, die benachbart zur elektromagnetischen Einheit 3 ist, und eine Isolierplatte 422, die mit der magnetisch anziehbaren Platte 421 verbunden ist. Die magnetisch anziehbare Platte 421 umfasst einen Ankerabschnitt 4211 und einen Schiebeabschnitt 4212. Der Ankerabschnitt 4211 weist einen oberen Teil auf, der von dem ersten Ende 31 der elektromagnetischen Einheit 3 magnetisch anziehbar ist, und ein unteres Ende gegenüber dem oberen Teil. Der Schiebeabschnitt 4212 ist von dem unteren Ende des Ankerabschnitts 4211 weg gebogen und ist mit einem Schlitz 4213 ausgebildet. Die Isolierplatte 422 weist einen Isolierabschnitt 4221 und zwei beabstandete Eingreifvorsprünge 4222 auf, die von dem Isolierabschnitt 4221 vorstehen und in den Schlitz 4213 des Schiebeabschnitts 4212 eingreifen. Der Schiebeabschnitt 4212 und die Isolierplatte 422 werden in die erste Kammer 201 so eingeführt, dass die Eingreifvorsprünge 4222 der zweiten Grundelementwandung 212 gegenüber liegen, und das untere Ende des Ankerabschnitts 4211 wird in die Aufnahmenut 4122 aufgenommen, um das magnetisch anziehbare Element 42 mit dem magnetischen Element 41 zu verbinden, wie in 6 gezeigt.
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Das elastische Element 43 ist an dem ersten Ende 31 der elektromagnetischen Einheit 3 angebracht. Bei dieser Ausführungsform ist das elastische Element 43 eine einstückig ausgebildete elastische Metallplatte und weist einen Vorspannarm 431 auf, der an einen Anschluss des Ankerabschnitts 4211 und den Schiebeabschnitt 4212 der magnetisch anziehbaren Platte 421 angrenzt.
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Wie in den 4, 5 und 8 gezeigt, umfasst die erste Anschlusseinheit 5 ein erstes Klemmenelement 51 und einen ersten Festkontakt 52. Das erste Klemmenelement 51 weist einen ersten Klemmenkörper 511 und einen ersten Klemmenschenkel 512 auf. Der erste Klemmenkörper 511 ist in der zweiten Kammer 202 an der ersten Grundelementwandung 211 befestigt und erstreckt sich in der zweiten Richtung (X). Der erste Klemmenschenkel 512 ist von einem Ende des ersten Klemmenkörpers 511, der zu einer Seitenwand 213 benachbart ist, in der ersten Richtung (Z) nach unten gebogen und erstreckt sich durch die erste Grundelementwandung 211. Der erste Festkontakt 52 ist auf dem ersten Klemmenkörper 511 und gegenüber der zweiten Grundelementwandung 212 angeordnet.
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Die zweite Anschlusseinheit 6 umfasst ein zweites Klemmenelement 61 und einen zweiten Festkontakt 62. Das zweite Klemmenelement 61 weist einen zweiten Klemmenkörper 611 und einen zweiten Klemmenschenkel 612 auf. Der zweite Klemmenkörper 611 ist in der zweiten Kammer 202 an der Unterseite der zweiten Grundelementwandung 212 befestigt und erstreckt sich in der zweiten Richtung (X). Der zweite Klemmenschenkel 612 ist von einem Ende des zweiten Klemmenkörpers 611, der zur anderen Seitenwand 213 benachbart ist, in der ersten Richtung (Z) nach unten gebogen und erstreckt sich durch die erste Grundelementwandung 211. Der zweite Festkontakt 62 ist auf dem zweiten Klemmenkörper 611 und gegenüber dem ersten Festkontakt 52 in der zweiten Kammer 202 angeordnet. Der erste und der zweite Festkontakt 52, 62 sind in der ersten Richtung (Z) voneinander beabstandet.
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Die bewegliche Anschlusseinheit 7 umfasst ein bewegliches Klemmenelement 71 und einen beweglichen Kontakt 72. Das bewegliche Klemmenelement 71 ist durch die erste Grundelementwandung 211 hindurch angebracht und erstreckt sich zwischen der ersten und der zweiten Anschlusseinheit 5, 6. Das bewegliche Klemmenelement 71 ist zweistückig ausgebildet und besteht aus einem leitfähigen Schenkel 711 und einem leitfähigen Federteller 712. Der leitfähige Schenkel 711 erstreckt sich durch die erste Grundelementwandung 211. Der Federteller 712 erstreckt sich quer von dem leitfähigen Schenkel 711 in der dritten Richtung (Y) und verläuft durch die Öffnung 2141 der Zwischenwand 214 und ist somit zwischen der ersten und der zweiten Anschlusseinheit 5, 6 angeordnet. Der Federteller 712 ist unterhalb des Isolierabschnitts 4221 und an diesen angrenzend angeordnet. Der bewegliche Kontakt 72 ist auf dem Federteller 712 und zwischen dem ersten und dem zweiten Festkontakt 52, 62 angeordnet. Der Federteller 712 spannt den beweglichen Kontakt 72 zum Kontaktieren des zweiten Festkontakts 62 vor.
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Bei dieser Ausführungsform kann das magnetisch anziehbare Element 42 das bewegliche Klemmenelement 71 verschieben. Die Dicke der ersten und der zweiten Anschlusseinheit 5, 6 ist jeweils dieselbe wie die des leitfähigen Schenkels 711. Die leitfähigen Schenkel 711 und die erste und die zweite Anschlusseinheit 5, 6 sind jeweils dicker als die Federteller 712. Eine Erhöhung der Dicke des leitfähigen Schenkels 711 und der ersten und der zweiten Anschlusseinheit 5, 6, ermöglicht eine Erhöhung des zulässigen Stroms des elektromagnetischen Relais der vorliegenden Offenbarung. Wenn das Verhältnis der Dicke des leitfähigen Schenkels 711 zur Dicke des Federtellers 712 zwischen 2 und 4 liegt, kann gleichzeitig eine gute Elastizität des Federtellers 712 und ein hoher zulässiger Strom erreicht werden. Bei anderen Ausführungsformen kann die bewegliche Anschlusseinheit 7 einstückig mit einheitlicher Dicke ausgebildet sein.
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Insbesondere die Zwischenwand 214 kann die Kriechstrecke verlängern, um die Sicherheit beim Gebrauch zu verbessern.
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Wie in 9 gezeigt, wird dann, wenn die elektromagnetische Einheit 3 bestromt ist, der Ankerabschnitt 4211 der magnetisch anziehbaren Platte 421 von dem ersten Ende 31 der elektromagnetischen Einheit 3 magnetisch angezogen und schwenkt um das Anschlussende 4121 der zweiten Platte 412, die als Drehpunkt dient, so dass der Isolierabschnitt 4221 sich nach unten bewegt und den Federteller 712 nach unten drückt, bis der bewegliche Kontakt 72 den ersten Festkontakt 52 kontaktiert. Nun hat der Federteller 712 eine Rückstellkraft gespeichert. Gleichzeitig wird der Vorspannarm 431 des elastischen Elements 43 durch die Verbindung des Ankerabschnitts 4211 und des Schiebeabschnitts 4212 der magnetisch anziehbaren Platte 421 verschoben, um eine Rückstellkraft zu speichern.
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Wie in 8 gezeigt, wird dann, wenn die elektromagnetische Einheit 3 spannungsfrei ist, der Ankerabschnitt 4211 der magnetisch anziehbaren Platte 421 von dem ersten Ende 31 der elektromagnetischen Einheit 3 gelöst, die Rückstellkraft des Vorspannarms 431 wird gelöst, um den Ankerabschnitt 4211 der magnetisch anziehbaren Platte 421 vorzuspannen, damit er sich von dem ersten Ende 31 der elektromagnetischen Einheit 3 weg bewegt, und die Rückstellkraft des Federtellers 712 wird ebenfalls gelöst, um den beweglichen Kontakt 72 vorzuspannen, damit er sich von dem ersten Festkontakt 52 weg bewegt und den zweiten Festkontakt 62 kontaktiert. Dadurch kann das elektromagnetische Relais der vorliegenden Offenbarung in verschiedene Schaltzustände überführt werden.
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Die Vorteile des elektromagnetischen Relais der vorliegenden Offenbarung können wie folgt zusammengefasst werden:
- 1. Durch die hohle Ausgestaltung des Grundelements 21 und durch das Anbringen der elektromagnetischen Einheit 3 an dem Grundelement 21 benachbart zu der zweiten Grundelementwandung 212 und außerhalb des Aufnahmeraums 200, kann die Länge der ersten Anschlusseinheit 5, der zweiten Anschlusseinheit 6 und der beweglichen Anschlusseinheit 7 in der ersten Richtung (Z) jeweils reduziert werden. Daher kann das elektromagnetische Relais der vorliegenden Offenbarung die Stromflussbahn minimieren, den Eigenwiderstand senken, und den Temperaturanstieg während des Betriebs reduzieren, und somit die Leistung steigern.
- 2. Durch die zweistückige Ausbildung des beweglichen Klemmenelements 71 der vorliegenden Offenbarung kann die Elastizität des Federtellers 712 aufrechterhalten bleiben, und die Dicke des leitfähigen Schenkels 711, der ersten Anschlusseinheit 5 und der zweiten Anschlusseinheit 6 kann erhöht werden, wodurch der zulässige Strom des elektromagnetischen Relais der vorliegenden Offenbarung erhöht wird.
