DE1807319A1

DE1807319A1 - Relais

Info

Publication number: DE1807319A1
Application number: DE19681807319
Authority: DE
Inventors: Davis Dhu Aine I
Original assignee: Hermetic Coil Co Inc
Current assignee: Hermetic Coil Co Inc
Priority date: 1967-11-06
Filing date: 1968-11-06
Publication date: 1969-07-17
Also published as: GB1232869A; US3517358A; DE1807319B2; FR1591279A

Description

Die Erfindung "bezieht sich auf Relais und insbesondere auf eine neuartige Relaiskonstruktion, bei der der Relaisrahmen eine atromleitende Punktion zusätzlich zum 'üi-agen der verschiedenen Komponenten des Relais erfüllt und bei der das den Anker belastende Element auch den Relaisstrom zu dem wechselnden Relaiskontaktelament leitet.

Bekannta Relais woi3cn komplizierte Konstruktionen ■i\xZ, die mannigfaltige Teile aufweisen, um getrennte Punktionen zu erfüllen. Derartige bekannte Relais haben häufig umständliche Mittel zum Isolieren der elektrischen Anschlüsse gegeneinander und zeigen grobe Konstruktions- :;i'uncLlagen, die Vorrichtungen schaffen, die nicht nur umständlich sondern auch in den Abmessungen größer sind, -lic= as zum Erfüllen der Relaiafunktion notwendig ist.

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Die vorliegende Erfindung besteht aus einem Relais mit einem L-f ürniigen Rahmen, der nicht nur die Relaisspule und den magnotisierbaren Kern trägt sondern auch die Funktion des Übertragene von Strom von der Stromquelle zum Betätigen des wechselnden Kontaktes des Relais erfüllt. Außerdem ist das den Relaisanker belastene Element mit dem Rahmen verbunden, um Strom zu dem wechselnden Kontakt zu leiten, der direkt an dem Relaisanker angebracht ist. Auf diese Weise v/erden eine beträchtliche Anzahl von Seilen der bekannten Relais ausgeschaltet und ein Relais geschaffen, das beträchtlich gedrungener im Raumbedarf und billiger herzustellen ist als die bekannten Relais. Außerdem ermöglicht die Anordnung von Teilen und die Verringerung ihrer Anzahl eine leichte Einkapselung eines großen Teiles der Relaisbaugruppe, so daß die letztere für Einbauzwecke leicht zu handhaben ist. Die Einkapselung schafft auch eine zweckmäßige elektrische Isolation der Relaisspule und auch eine Isolation zwisohen den Kreisanschlüssen, die mit dem Relais verbunden sind.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben. Darin zeigern

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, annähernd in

natürlioher Größe, einer Ausführungsform des Relais gemäß der Erfindung·

Pig. 2 eine perspektivische Explosionszeiohnung der Teile des in FIg, 1 gezeigten Relais}

Fig. 3 eine vergrößerte Oberansioht des Relais

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gemäß Fig. 1, wobei einige Teile fortgelassen, einige leile abgebrochen und andere Teile in gestrichelten linien gezeigt sind}

Pig. 4 eine Seitenansicht des Relais gemäß Pig. 3} Pig. 5 eine Vorderansicht des Relais gemäß Pig. 4}

Pig. 6 einen mittleren vertikalen Teilschnitt des Relais gemäß Pig. 4» wobei einige Teile in Ansicht gezeigt und einige Teile fortgelassen sind}

Pig. 7 einen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie 7-7 in Pig. 6}

Pig. 8 das Relais gemäß Pig. 1 in eingekapseltem Zustand}

Pig. 9 eine Oberansicht einer eingekapselten Ausführungsform des Relais, wie es in den vorausgehenden Figuren gezeigt ist, wobei ein erweiterte;,· fest an₀eforn:;ei3 Eefestigungsunterteil νcrjea-3hen ist;

Figc 10 eine Geitenansiahx des Relaia gemäß Ifig. 9}

Pij. 11 eine 3 jitenunsiur. ι einer weiteren eingekap-3elVj:; Au.sfLLhi"an_oafcru des Relais gemfß der Lrfin>.uij. wc Ό ei eine Eefcstigunjsüchraube anstelle dei fost ^ngef oruten Eefestigun._^-sunterteilo je;.:ä.; --'ij. 9 vorgesehen In i und

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wobei eine Befestigungsmutter in Explosionsdarstellung gezeigt ist, die lösbar auf die Schraube aufschraubbar ist, um das Relais an einer Schalttafel od. dgl. befestigen zu können;

Fig. 12 eine vergrößerte leilansicht der Befestigungsmutter aus Fig. 11, wobei diese mit der Befestigungssohraube in Eingriff steht, und

P Fig. 13 eine teilweise geschnittene und teilweise abgebrochene vergrößerte Ansicht der Befestigungsmutter aus Fig. 11 und 12.

Die in Fig. 1 bis 6 gezeigte Ausführungsform weist einen elektrisch leitenden I-förmigen Metallrahmen 21 auf, der ein horizontales Unterteil 22 und eine am hinteren Ende dieses Unterteils fest angeformte vertikale Stützwand 25 aufweist. Mit dem vorderen Ende des Unterteils 22 ist ein naoh oben gerichteter Bügel 24 fest verbunden, an dem mittels eines geeigneten Nietes 26 od. dgl« ein vertikaler Schenkel 27 eines langgestreckten, horizontalgeriohteten Netzanschlusses 28 befestigt ist.

In einer öffnung 29 im Unterteil 22 ist ein Stumpf 31 eines vertikal gerichteten, langgestreckten, magnetisierbaren Weicheisenkernes 32 befestigt, dessen flache Oberfläche 33 einen diametralen Schlitz 34 aufweist.

Den Kern 32 umgibt eine runde Spule 36, die einen vertikalen rohrförmigen Abschnitt 37 und fest angeformte

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obere und untere Flansche 38 bzw. 39 aufweist und aua entsprechendem isolierendem Material hergestellt ist. Der Kern 32 bildet mit der inneren öffnung des rohrförmigen Abschnitts 37 der Spule einen engen Gleitsitz. Der Plansch 39 liegt auf der Oberfläche des Unterteils 22 auf.

Um den rohrförmigen Absohnitt 37 der Spule ist eine Drahtwioklung 41 gewiokelt, deren Enden mit elektrisch leitenden Fahnen 42 bzw. 43 verbunden sind. Die Fahnen 42 und 43 haben fest angeformte, nach außen gerichtete AnsohlUsse 44 baw. 46> an die ein Relaisbetätigungselement angeschlossen ist. Die Fahnen 42 und 43 haben fest angeformte Stiitzarme 47 bzw. 48, die in horizontale Schlitze in gegenüberliegenden Rändern des Flansches eingesetzt und darin befestigt sind.

Am oberen Ende des Kernes 32 ist eine halbrunde Abstimmspule 51 (shading coil) lösbar angebracht, die einen fest angeformten Durchmesserstab 52 aufweist, der lösbar in den Schlitz 34 einsetzbar ist, während eine halbrunde Öffnung 53 der Spule auf ein halbkreisförmiges Segment der Oberseite des Kernes 32 paßt. Die Spule 51 besteht aus elektrisch leitendem aber nichtmagnetischem Material, wie z. B. Kupfer oder Messung, und liegt flach auf der Oberseite des Flansches 3B^

Am oder nahe dem oberen Ende der Wand 23 sind an deren Seitenkanten Aussparungen 56 und 57 ausgebildet, die entsprechende Schenkel 58 baw. 59 horizontal aufnehmen, die fest am hinteren Ende einer Ankerplatte 61 an-

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geformt sind, die im wesentlichen horizontal oberhalb und Über dem oberen Ende der Spule 36 angeordnet ist. Die Zusammenarbeit der Schenkel 58 und 59 mit den Aussparungen 56 und 57 ermöglicht eine begrenzte Schwenkbewegung der Ankerplatte 61 in bezug auf die Wand 23.

Eine Gewindebohrung 62 in der Wand 23 nimmt eine Schraube 63 auf zum Befestigen eines Armes 64 einer gebogenen, elektrisch leitenden metallischen Blattfeder 66, die einen fest angeformten Bügel 67 aufweist, der mit der Ankerplatte 61 mittels Nieten 68 und 69 od. dgl. verbunden ist, die sioh durch Öffnungen 71 bzw. 72 des Bügels und durch Öffnungen 73 bzw. 74 der Ankerplatte 61 hindurcherstrecken. Eine Öffnung 76 in dem Arm 64, durch die sich die Schraube 63 erstreckt ist etwas langgestreckt, wodurch die vertikale lage des Armes nach oben und nach unten eingestellt werden kann, bevor er an der Wand 23 befestigt wird, so daß die genaue Spannung der Feder 66 eingestellt und zur optimalen Schwenkbewegung der Ankerplatte 61 eingeregelt werden kann. Am vorderen Ende des Bügels 67 ist ein Ankeranschluß 77 fest angeformt, an dessen Ende ein wechselndes Relaiskontaktelement 78 befestigt ist.

Der Flansch 38 weist ein Paar im Abstand voneinander angeordnete horizontale Aussparungen 81 und 82 auf. Die Aussparung 81 nimmt ein Ende eines ersten elektrisch leitenden Anschlußelementes 83 auf, dessen anderes Ende mit einem elektrischen Gerät verbindbar ist, das von dem Relais gesteuert werden soll. Zwischen den Enden des Anschlußelementes 83 ist ein quergerichteter Arm 84 fest angeformt, an dem ein Kontaktelement 86 befestigt ist.

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Die Aussparung 82 in dem Plansoh 38 nimmt ein Ende eines zweiten elektrisch leitenden Ans ohluß element es 87 auf, dessen anderes Ende mit dem von dem Relais zu steuernden Gerät verbindbar ist. Zwischen den Enden des zweiten Ansohlußelementes 87 ist ein naoh oben gerichteter Arm 88 fest angeformt, der in einen quergeriohteten Ansatz 89 endet, an dem ein Kontalctelement 91 befestigt ist. Das Kontaktelement 91 ist vertikal oberhalb des Kontaktelementes 86 im Abstand von diesem angeordnet. Das Kontaktelement 78 an dem Ankeranäohluß 77 ist in dem Zwischenraum zwischen den Kontaktelementen 86 und 91 angeordnet und befindet sich normalerweise mit dem Kontaktelement 91 in elektrischem Kontakt, wie es in Pig. 4» 5, 6 und 10 gezeigt ist. Es wird bemerkt werden, daß in diesem Zustand die Ankerplatte 61 normalerweise unter der Wirkung der Feder 66 nach oben gedrückt wird und von der Oberseite des Kernes 32 einen Abstand aufweist. Wenn die Wicklung 4-1 auf bekannte Art unter Strom gesetzt wird, wird der Kern 32 magnetisiert, wodurch die am oberen Ende des Kernes erzeugten magnetischen Kräfte verursachen, daß die Ankerplatte 61 magnetisch an die Oberseite des Kernes angezogen und dabei naoh unten bewegt und in dieser Lage festgehalten wird, wie θβ in Pig. 11 gezeigt ist, wodurch das Kontaktelement 78 an dem Ankeransohluß 77 von dem Kontaktelement 91 gelöst und veranlaßt wird, einen elektrischen Kontakt mit dem Kontaktelement 86 herzustellen.

Da der unten liegende Netzansohluß 28 mit der Stromquelle verbunden ist, fließt der elektrische Strom durch ihn hindurch, durch das Unterteil 22, durch die Wand 23,

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dann durch die Feder 66, den Anschluß 77 und das Kontaktelement 78, um einen Kreis entweder zwischen dem Kontaktelement 86 oder dem Kontaktelement 91 zu schließen, abhängig davon, ob die Wicklung 41 unter Strom steht oder nicht.

Somit wird bei der hier erläuterten neuartigen Konstruktion der L-fÖrmige Rahmen 21 des Relais verwendet, um Strom von der elektrischen Stromquelle zu leiten. Außerdem ist das weohselnde Relaiskontaktelement 78 direkt auf der arbeitenden Ankerplatte 61 angebracht, wodurch eine große Anzahl von Teilen bekannter Relais vollständig ausgeschaltet wird. Die belastende Feder 66, die auf die Ankerplatte 61 einwirkt, wird verwendet, um den elektrischen Strom von dem I-förmigen Rahmen 21 zu dem wechselnden Kontaktelement 78 des Relais zu leiten. Somit erfüllen die wenigeren Teile des Relais gemäß der Erfindung vielfache Funktionen im Gegensatz zu einzelnen Funktionen einer viel größeren Anzahl von Seilen bei den bekannten Relais.

Das Relais gemäß der Erfindung"ist in ein Gehäuse 92 aus Nylon, Bakelit oder anderem geeignetem elektrisch isolierendem Material eingekapselt, das die Spule 36 und die Wicklung 41 gegen die Atmosphäre abdichtet und den größten Teil des L-förmigen Rahmens 21 einschließt. Die Einkapselung sichert auch die Anschlüsse 28, 83 und 87 sowie die Fahnen 42 und 43 in ihrer lage und befestigt sie starr in den entsprechenden Sohlitzen in dem Flansch 38. Die Einkapselung dient auch wirksam als Schutzisolierung für den stromführenden Rahmen 21 sov/ie zum sicheren

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Verbinden der Einzelteile miteinander in einem einheitlichen Aufbau, der gedrungen ist und ftir Einbauzweoke leicht behandelt werden kann. Die Einkapselung dient auch zum Isolieren der Kreis ans chilis se 28, 83 und 87 gegeneinander. Die Wicklungsansehliisse 44 und 46 eratreoken sich ebenfalls durch das einkapselnde G-ehäuse 92, um an einen die Wicklung unter Strom setzenden elektrischen Kreis angeschlossen zu werden.

In einer weiteren Ausführungsform, wie sie in Fig. 9 und 10 gezeigt ist, kann das Gehäuse 92 fest angeformte, seitlich gerichtete Befestigungsflansche 93 und 94 mit öffnungen £um Aufnehmen von Schrauben oder Stiften aufweisen, um das eingekapselte Relais in fester lage auf einer Schalttafel od. dgl. zu befestigen.

In einer anderen Ausführungsform hat der Boden des Gehäuses 92 einen nach unten gerichteten G-ewindebolzen 96, der mit dem unteren Abschnitt des Gehäuses fest verbunden und aus demselben Isolationsmaterial hergestellt ist. Dieser Gewindebolzen 96, der zum Gehäuse 92 mittig angeordnet ist, erstreckt sich durch eine entsprechende Öffnung 97 in einer Tafel 98 und wird von einer Mutter 99 erfaßt, um das G-ehäuse 92 in seiner Lage fest zu sichern (Fig. 11, 12 und 13).

Die Mutter 99 ist aus Nylon od. dgl. hergestellt und hat einen dünnen, kurzen, fest angeformten runden Flansoh 101, der 3ich quer am Umfang ihrer Axialbohrung 102 erstreckt und etwas elastisch und verformbar ist. Wenn die Mutter 99 auf dem Gewindebolzen 96 gegen die

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Tafel 98 festgezogen wird, wird der Flansch 101 verformt und zwischen den Körper der Mutter und die Tafel eingekeilt, um die Mutter wirksam auf dem Gewindebolzen zu verklemmen. Der dünne elastische und verformbare Flansch 101 dient als wirksame Mutternverriegelung zum Befestigen des Relais auf einer Tafel od. dgl.

Aus der obigen Beschreibung wird ersichtlich sein, daß zusätzlich zu den beschriebenen Vorteilen die Mittel zum Befestigen des magnetischen Kernes am Hahmen, wobei die Spule mit der Drahtwicklung auf dem Kern liegt und die Schlitze in dem Spulenflansch die Endabschnitte der elektrischen Anschlüsse aufnehmen können, zu einer Baugruppenjaefestigung führen, die die Elemente vor der Einkapselung zusammenhalt, wodurch die Zusammenbaukosten beträchtlich verringert werden und eine wesentliche G-rößenverminderung des fertigen Relais erzielt v/ird.

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Claims

Patentansprüche :

1. Relais, gekennzeichnet duroh einen elektrisch leitenden Rahmen (21), Mittel (24, 26, 27, 28) an dem Rahmen zum Verbinden desselben mit einer elektrischen Stromquelle, eine direkt an dem Rahmen (21) angelenkte Ankerplatte (61), elektromagnetische Mittel (32, 36, 41) an dem Rahmen zum Bewegen der Ankerplatte zwisohen ersten und zweiten Schaltkreislagen, eine zwisohen den Rahmen (21) und die Ankerplatte (61) eingesetzte belastende Feder (66), die normalerweise die Ankerplatte von den elektromagnetischen Mitteln trennt, wenn diese nicht unter Strom stehen, und einen mit der Feder (66) fest verbundenen und mit der Ankerplatte (61) bewegbaren wechselnden Anschluß (77)» wobei der Strom von der Stromquelle durch den Rahmen (21), die Feder (66) und den wechselnden Anschluß (77) geleitet wird.

2. Relais nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch erste und zweite im Abstand voneinander angeordnete Kreisanschlußelenente (83, 87), wobei der wec^elnde Anschluß (77) mit einem der ersten und zweiten Kreisansohlußelemente einen elektrischen Kontakt herstellt, in Abhängigkeit davon, ob die elektromagnetischen Mittel (32, 36, 41) unter Strom stehen oder nicht.

3. Relais nach Anspruoh 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetischen Mittel eine Spule (36) aus isolierendem Llaterial, eine auf die Spule aufgewickelte elektrische Wicklung (41) und einen sioh duroh das Innere der Spule erstreckenden und gegen die Spule isolierten

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magnetisierbaren Kern (32) einschließen und daß die ersten und zweiten Kreisanschlußelemente (85, 87) in der Spule (36) angebracht und gegen die Wicklung (41) isoliert sind.

4. Relais nach einem der vorhergehenden· Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (66) eine elektrisch leitende metallische Blattfeder ist, deren einer Endabschnitt mit dem Rahmen (21) und deren anderer Indabschnitt mit der Ankerplatte (61) verbunden ist und deren mittlerer Abschnitt die Form eines Bogens hat.

5. Relais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen der Feder (66) und dem Rahmen (21) einstellbar ist» um die Spannung des bogenförmigen Abschnitts der Feder verändern zu können.

6. Relais nach einem der vorhergehenden-Ansprüche, gekennzeichnet durch ein einkapselndes Gehäuse (92) aus isolierendem Material, das einen Teil des Rahmens (21) und die elektromagnetischen Mittel (32, 36, 41) vollständig einschließt.

7· Relais nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch ein Paar gegenüberliegende, quergericht2te, an dem Gehäuse (92) fest angeformte Flansche (93, 94), die eine Befestigungsplatte für das Relais bilden und wenigstens jeweils eine Öffnung (95) zum Aufnehmen von Befestigungselenenten aufweisen.

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8. Relais nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch einen im Boden des Gehäuses (92) angebrachten und sich von diesem nach unten erstreckenden Gewindebolzen (96), der gegen die in dem Gehäuse enthaltenen Elemente isoliert ist.

9. Relais nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Nylonmutter (99) mit einem dünnen, verformbaren, fest angeformten runden Plansch (101), der am Ende der Axialbohrung (102) der Mutter angeordnet ist und sich in Querrichtung erstreckt, wobei die Mutter (99) auf den Gewindebolzen (96) aufschraubbar ist, um das Relais an einer Tafel (98) zu befestigen, und wobei die Verformung des Flansches an der Tafel und an dem Gev/indebolzen verursacht, daß die Mutter in ihrer Lage verklemmt wird.

10. Relais nach einem der Ansprüche 6 bis 9, daüurch gekennzeichnet, daß die Spule (36) an ihren Enden Plansche (38, 39) aufweist, daß die elektrische Wicklung zwischen diesen Planschen um die Spule gewickelt ist, daß im Rand eines dieser Plansche (38) schlitzförmige Aussparungen (81, 82) vorgesehen sind, in die die Enden der ersten und zweiten Kreisanschlußelemente (83, 37) eingesetzt sind und daß das Material des einkapselnden Gehäuses (92) die ersten und zv/eiten Kreisanschlußelemente (83, 87) in den Aussparungen (81, 82) sichert.

11. Relais nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Verbinden des Rahmens (21) mit einer elektrischen Stromquelle einen elektrisch leitenden Netzanschluß (28) einschließen,

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der sich durch das einkapselnde Gehäuse (92) erstreckt und gegen die ersten und zweiten Kreisanschlußelemente (83, 87) isoliert ist.

12. Relais nach einem, der Ansprüche 2 bis 11 _r dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Kreisanschlußelemente (83, 87) seitlich voneinander entfernt angeordnet sind, daß der wechselnde Anschluß.(77) vertikal in einer 3bene zwischen den Kreisanschlußelementen bewegbar ist, daß das erste Kreisanschlußelement (83)

ψ eine fest angeformte Verlängerung (84) und das zweite Kreisanschlußelement (87) eine fest angeformte Verlängerung (89) auf v/eist und daß die Enden der Verlängerungen an den ersten und zweiten Kreisanschlußelementen an gegenüberliegenden Enden des vertikalen V/eges liegen, auf dem sich der wechselnde Anschluß (77) bewegt, der einen elektrischen Kontakt mit einer dieser Verlängerungen herstellt, in Abhängigkeit davon, ob die elektromagnetischen Mittel unter Strom stehen oder nicht.

13. Relais nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß freiliegende Abschnitte der Kreisanschlußelemente (S3, 87) sich aus dem Gehäuse (92)

' nach außen erstrecken zur Verbindung mit einem äußeren Schaltkreis.

14· Relais nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Flansch (38) dritte und vierte im Abstand voneinander angeordnete Schlitze vorgesehen sind, in die dritte und vierte Anschlüsse (44, 46) lösbar eingenetzt sind, die mit den Snden der

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Wicklung (41) auf der Spule (36) verbunden aind_f und daß das Material des einkapselnden Gehäuses (92) auch die dritten und vierten Anschlüsse (44» 46) in ihren Schlitzen sichert, während ihre freiliegenden Abschnitte sich aus dem Gehäuse zur Verbindung mit einem äußeren Schaltkreis nach außen erstrecken.

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