DE19602643A1 - Elektromagnetisches Relais in schmaler Bauweise und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais mit ei­ nem schmalen, langgestreckten Grundkörper aus Isolierstoff, der mit seiner Unterseite eine Grundebene festlegt und auf seiner Oberseite ein Elektromagnetsystem und eine Kon­ taktanordnung trägt, wobei die Kontaktanordnung Kontaktträger in Form von mindestens einem Festkontaktträger und mindestens einer beweglichen, ggf. mit einem Federträger verbundenen, Kontaktfeder umfaßt, deren flache Anschlußfahnen alle in ei­ ner gemeinsamen Blechebene parallel zur Längsachse des Grund­ körpers und senkrecht zur Grundebene stehen, die mit einem Mittelabschnitt in dem Grundkörper verankert sind und deren kontaktgebende Endabschnitte aufgrund von Abwinkelungen einander mit einem vorgegebenen Kontaktabstand gegenüber stehen, wobei zumindest die Festkontaktträger in dem Material des Grundkörpers eingebettet sind. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Relais.

Relais mit einem derartig schmalen Aufbau sind beispielsweise aus der DE 38 29 035 C2 und der DE 38 35 105 C2 bekannt. Durch die Verankerung der Kontaktträger in einer einzigen Reihe und durch die Lage der Anschlußfahnen in einer einzigen Blechebene ergibt sich eine vorteilhafte Herstellung, weil die teilweise freigeschnittenen, noch an der Platine zusam­ menhängenden Kontaktträgerelemente eine leichte Handhabung im Fertigungsablauf und eine genaue Positionierung im Grundkör­ per ermöglichen. Bei dem bekannten Relaisaufbau sind die kon­ taktgebenden Abschnitte der Kontaktträger zusammen mit einem Anker unterhalb einer Spulenwicklung mit einem torförmigen Eisenkern angeordnet, wobei die Betätigungsrichtung quer zur Längsachse des Relaisaufbaus erfolgt. Durch die Verschachte­ lung von Anker und Kontaktfedern ist die Isolierung zwischen Magnetsystem und Lastkreis allerdings problematisch. Hohe Ströme können mit diesem System aufgrund der zu geringen Iso­ lierstrecken nicht geschaltet werden. Außerdem ist bei diesem Aufbau ein Umschaltkontakt nur schwer zu verwirklichen; zu­ mindest würde ein solcher Umschaltkontakt bei der genannten Betätigungsrichtung auf Kosten des schmalen Aufbaus gehen.

Aus der DE 34 14 731 A1 ist auch bereits ein Grundaufbau ei­ nes Relais bekannt, bei dem ein Magnetsystem und eine Kon­ taktanordnung in Längsrichtung des Relais hintereinander an­ geordnet sind, wobei die Betätigung der Kontaktanordnung über einen parallel zur Längsachse des Relais bewegbaren Schieber erfolgt. Allerdings ist dort kein schmaler Aufbau beabsich­ tigt, da zwei Kontaktsätze quer zur Längsachse des Relais nebeneinander angeordnet sind. Die Kontaktträger sind zwar in dem Grundkörper des Relais eingebettet, doch liegen die flachen Anschlußfahnen jeweils in Ebenen quer zur Längsachse des Relais, so daß eine Verarbeitung aus einer Platine dort wieder angestrebt ist noch überhaupt durchführbar wäre.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein schmales elektro­ magnetisches Relais der eingangs genannten Art zu schaffen und ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, das bei beliebiger Kontaktbestückung als Schließer, Öffner und insbesondere als Umschaltkontakt immer den gleichen schmalen Aufbau ermöglicht, zugleich große Isolationsstrecken gegenüber dem Magnetsystem zuläßt und eine besonders einfache Herstellung durch Anordnung der Anschlußfahnen in einer einzigen Blechebene ermöglicht; die Anschlußfahnen sollen dabei zumindest teilweise an einer Platine hängend in den Grundkörper eingebettet werden können.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel bei einem Relais der genann­ ten Art dadurch erreicht, daß alle Kontaktelemente jeweils mit ihrem Mittelabschnitt im Bereich der Verankerung im Grundkörper derart abgewinkelt sind, daß ihre kontaktgebenden Endabschnitte von ihrer Austrittsstelle aus dem Grundkörper an in einer einzigen Reihe, jedoch in zueinander parallelen, zur Grundebene und zur Ebene der Anschlußfahnen senkrechten Ebenen stehen, und daß jede Kontaktfeder in Richtung der Längsachse des Relais betätigt wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Relais stehen also die kontaktge­ benden Abschnitte der Kontaktträger quer zur Längsachse des Relais, wodurch eine Betätigung in Richtung dieser Längsachse möglich wird. Da die Kontaktträger in jedem Fall nur in einer Reihe angeordnet sind, ist ein schmaler Aufbau des Relais in jedem Fall gewährleistet, da die Breite durch das Ausmaß des Magnetsystems bestimmt wird und auch ein Umschaltkontakt die Breite nicht vergrößert. Es könnten sogar zwei Kontaktsätze in Längsrichtung des Relais hintereinander angeordnet und durch einen Längsschieber betätigt werden. Im Gegensatz zu den bekannten Relais mit einer derartigen Anordnung der Kon­ taktträger und einer derartigen Betätigungsrichtung er­ strecken sich hier aber die Anschlußfahnen der Kontaktträger nicht parallel zu ihren kontaktgebenden Abschnitten; vielmehr steht die gemeinsame Ebene der Anschlußfahnen senkrecht zu den Ebenen der kontaktgebenden Abschnitte. Auf diese Weise wird nicht nur der Forderung nach einer Anschlußkonfiguration in einer Ebene (Inline-Konfiguration) Rechnung getragen, sondern es wird auch die Verarbeitung der Kontaktträger aus einer Platine im Herstellungsablauf ermöglicht. Der Übergang von der Anschlußebene der Kontaktträger zu den jeweiligen Ebenen der kontaktgebenden Endabschnitte erfolgt in dem Verankerungsbereich innerhalb des Grundkörpers. Die aus dem Grundkörper herausragenden Teile sind also in ihrer jeweili­ gen Ebene ausgerichtet und nicht mehr gebogen; dadurch können sie durch die Verankerung im Grundkörper sehr genau in ihre Endposition gebracht und in dieser fixiert werden.

Die Kontaktträger sind zweckmäßigerweise in ihrem im Grund­ körper verankerten Mittelabschnitt jeweils mindestens um zwei zueinander senkrechte Biegeachsen abgewinkelt, wodurch der Übergang von der Ebene der Anschlußfahnen in die jeweilige Kontaktebene bewerkstelligt wird, zugleich aber eine sehr ma­ terialsparende Gewinnung der Kontaktträger aus der Platine ermöglicht wird. Durch die Abwinkelung in dem Bereich des Grundkörpers können die Anschlußfahnen einen gewünschten großen Isolationsabstand zueinander haben, während ihre kon­ taktgebenden Endabschnitte den notwendigen kurzen Kontaktab­ stand erhalten.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß für einen Umschaltkontakt zwei Festkontaktträger in das Mate­ rial des Grundkörpers eingebettet sind, während ein zwischen ihnen liegender Federträger mit einer an ihm befestigten Kon­ taktfeder in einem seitlich offenen Schlitz des Grundkörpers eingesteckt ist. Es wäre aber auch möglich, den Federträger zusammen mit den Festkontaktträgern aus der gemeinsamen Pla­ tine teilweise freizuschneiden, ihn dann mit der Kontaktfeder zu versehen und noch an der gemeinsamen Platine zusammenhän­ gend mit den Festkontaktträgern gemeinsam in das Material des Grundkörpers einzubetten. Daneben wäre es aber auch denkbar, sowohl die Kontaktfeder als auch die Festkontaktträger aus dem gleichen Material einer gemeinsamen Platine zu gewinnen und gemeinsam in den Grundkörper einzubetten.

Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Gestaltung der Kontaktanordnung bei einem Relais zu verwirklichen, bei dem der Grundkörper eine Trennwand zwischen dem Magnetsystem und der Kontaktanordnung sowie eine zur Bodenseite senkrechte Isolierwand an einer Längsseite des Grundkörpers aufweist; in diesem Fall ergibt sich eine besonders günstige Isolierung zwischen den Kontaktträgern und dem Magnetsystem dann, wenn die Ebene der Anschlußfahnen einseitig im Bereich unterhalb der Längs-Isolierwand verläuft.

Bei einem Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Re­ lais wird zunächst ein Grundkörper aus Kunststoff geformt, mit den Kontaktträgern versehen, wobei auf diesem Grundkörper dann ein Elektromagnetsystem montiert wird; erfindungsgemäß wird dabei aus einer Blechplatine zumindest ein Kontaktträger mit einer Anschlußfahne, einem Mittelabschnitt und einem kon­ taktgebendem Endabschnitt derart freigeschnitten, daß er mit seiner jeweiligen Anschlußfahne noch an der Platine hängt, danach wird der Mittelabschnitt eines jeden Kontaktträgers aus der Platinenebene derart herausgebogen, daß der kontakt­ gebende Endabschnitt in einer eigenen, zur Grundebene und zur Platinenebene senkrechten Ebene steht, und dann wird durch Einbetten der jeweiligen Mittelabschnitte in Kunststoff der Grundkörper geformt, wonach schließlich die Anschlußfahnen von der Blechplatine abgetrennt werden.

Je nach dem gewünschten Aufbau der Kontaktanordnung ist es möglich, nur den oder die Festkontaktträger aus der Platine zu gewinnen und in den Grundkörper einzubetten, während ein Federträger mit der an ihm befestigten Kontaktfeder nachträg­ lich in einen Schlitz des Grundkörpers eingesteckt wird, oder auch den Federträger zusammen mit den Festkontaktträgern freizuschneiden und gemeinsam einzubetten.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 zwei aufeinanderfolgende Abschnitte einer Blechplatine im Fertigungsablauf mit einem Paar von Festkontaktträ­ gern in zwei aufeinanderfolgenden Verarbeitungsstadien,

Fig. 2 den Blechplatinenabschnitt von Fig. 1 in perspektivi­ scher Ansicht,

Fig. 3 den Blechplatinenabschnitt von Fig. 2 in einem weiteren Fertigungsstadium,

Fig. 4 einen durch Umspritzen eines Blechplatinenabschnitts gewonnen Relais-Grundkörper mit einer zusätzlich ein­ steckbaren Kontaktfeder,

Fig. 5 ein auf dem Grundkörper von Fig. 4 fertig montiertes Re­ laissystem (ohne Gehäusekappe).

In den Fig. 1 bis 4 ist die Gewinnung eines Relaisgrundkörpers mit Kontaktanordnung durch Teilumspritzung einer Blechplatine in den verschiedenen Verfahrensschritten gezeigt. Dabei wer­ den aus einer Platine 1 zwei Festkontaktträger 2 und 3 gewon­ nen und im Fertigungsdurchlauf nacheinander verarbeitet. So zeigen die Fig. 1 und 2 diese Festkontaktträger in einem er­ sten Verfahrensstadium I und in einem zweiten Verfahrenssta­ dium II.

In dem ersten Verfahrensstadium I sind die Festkontaktträger 2 und 3 jeweils von der Platine freigeschnitten. Sie besitzen jeweils eine Anschlußfahne 21 bzw. 31, einen Mittelabschnitt 22 bzw. 32 zur Einbettung in dem noch zu beschreibendem Grundkörper und einen kontaktgebenden Endabschnitt 23 bzw. 33, der bereits in diesem Stadium mit einem Festkontakt 24 bzw. 34 versehen wird. Durch Abbiegen des Mittelabschnitts 22 bzw. 32 um zueinander senkrechte Biegelinien 25, 26 und 27 bzw. 35 und 36 wird das Verfahrensstadium II erreicht, in welchem die beiden kontaktgebenden Endabschnitte 23 und 33 einander mit ihren Festkontakten 24 und 34 parallel gegenüber stehen.

Fig. 3 zeigten den weiteren Verfahrensablauf. Dabei ist zu­ nächst noch einmal das Stadium II wie in Fig. 2 zu sehen, an welches sich das Stadium III anschließt. In diesem Stadium ist durch Umspritzen der Mittelabschnitte 22 und 32 ein Kunststoff-Grundkörper 4 des Relais gebildet, der einerseits über die Anschlußfahnen 21 und 31 (in Fig. 4 zu sehen) mit der Platine 1 zusammenhängt, während andererseits die Endab­ schnitte 23 und 33 der Festkontaktträger aus dem Kunststoff des Grundkörpers herausragen. Die Abwinkelungen der Festkon­ taktträger sind also völlig in den Kunststoff eingebettet. Sichtbar sind lediglich die in der Ebene der Platine 1 lie­ genden Anschlußfahnen 21 und 31 einerseits und die in dazu senkrechten Ebenen liegenden kontaktgebenden Endabschnitte 23 und 33. Dadurch können die Festkontakte bzgl. des Grundkör­ pers sehr exakt positioniert werden. Eine nachträgliche Ver­ formung der Kontaktträger ist nicht erforderlich. Außerdem werden durch diese weitgehende Einbettung große Isolier­ strecken zum Magnetsystem des Relais erreicht, welches gemäß Fig. 5 an dem den Festkontaktträgern gegenüberliegenden Ende des Grundkörpers angeordnet wird. Im Umspritzungsbereich der Festkontaktträger 2 und 3 bildet der Grundkörper 4 einen Kon­ taktblock 41, der mit Rippen und Nuten große Isolierstrecken zum Magnetsystem bildet. Zur Aufnahme des Magnetsystems bil­ det der Grundkörper 4 eine Bodenplatte 42, deren Unterseite eine Grundebene 11 definiert. Als Isolierung zwischen dem Ma­ gnetsystem und der Kontaktanordnung besitzt der Grundkörper senkrecht zur Bodenplatte stehend eine Isolierwand 43 sowie an einer Längsseite eine Längswand 44, die mit einer Decken­ wand 45 eine Halbschale zur Aufnahme des einen Endes des noch zu beschreibenden Magnetsystems bildet.

Wie in Fig. 4 mit einer Ansicht des Grundkörpers von einer entgegengesetzten Seite zu sehen ist, ist in diesem Fall zwi­ schen den beiden Festkontaktträgern 2 und 3 ein Aufnahme­ schlitz 5 zur Steckbefestigung einer Kontaktfeder 6 vorgese­ hen. Die Kontaktfeder selbst ist auf einem Federträger 62 mit einer Anschlußfahne 61 befestigt, beispielsweise durch Punkt­ schweißen. Der Federträger 62 ist gegenüber seiner Anschluß­ fahne 61 um eine Biegeachse 65 abgewinkelt; außerdem ist die Kontaktfeder 6 um eine dazu senkrechte Biegeachse 66 nach oben abgewinkelt. Somit liegt auch bei der Kontaktfederanord­ nung der einen Kontakt 64 tragende Federabschnitt 63 in einer Ebene senkrecht zur Ebene der Anschlußfahne 61. Nach dem Ab­ trennen der Anschlußfahnen 21 und 31 an den gestrichelten Li­ nien 28 und 38 und nach dem Einstecken der Kontaktfederanord­ nung 6 in den Schlitz 5 liegt die Anschlußfahne 61 in einer Ebene mit den Anschlußfahnen 21 und 31, während der kontakt­ gebende Abschnitt 63 der Kontaktfeder 6 parallel zwischen den beiden kontaktgebenden Endabschnitten 23 und 33 der Festkon­ taktträger liegt.

Wie bereits vorher erwähnt wurde, wäre es auch möglich, den Federträger 62 mit den Festkontaktträgern 2 und 3 aus der Platine 1 freizuschneiden, wobei die Auflösung der einzelnen Abschnitte etwas anders als gemäß Fig. 1 erfolgen müßte. Die Kontaktfeder 6 könnte dann auf den freigeschnittenen Feder­ träger 62 aufgebracht und zusammen mit diesem und den Fest­ kontaktträgern bei der Bildung des Grundkörpers umspritzt werden. Wenn ein und dasselbe Federblechmaterial sowohl für die Kontaktfeder als auch für die Festkontaktträger verwendet werden kann, könnten alle diese Teile gemeinsam freige­ schnitten und umspritzt werden.

In Fig. 5 ist das fertig montierte Relais gezeigt. Dabei ist in den Grundkörper gemäß Fig. 4 nach dem Einstecken der Kon­ taktfeder 6 ein Magnetsystem 7 mit einer Spule 71, einer Kern-Jochanordnung 72 und einem Anker 73 auf die Bodenplatte 42 aufgesetzt und von einer Längsseite her in die durch die Wände 43, 44 und 45 gebildete Halbschale eingeschoben. Da die Wand 44 das Magnetsystem nach einer Seite zum Kontaktsystem hin abdeckt, liegen die Anschlußfahnen 21, 31 und 61 im we­ sentlichen unterhalb dieser Längswand 44. auf diese Weise sind die Kriechstrecken von den Anschlußfahnen zur offenen Seite der Halbschale und damit zum Magnetsystem zusätzlich verlängert.

Ein Schieber 8 überträgt die Schaltbewegung des Ankers 73 auf den Endabschnitt 67 der Kontaktfeder 6, wodurch der halb­ kreisförmig freigeschnittene kontaktgebende Abschnitt 63 der Feder betätigt wird.

Claims (10)

1. Elektromagnetisches Relais mit einem schmalen, langge­ streckten Grundkörper (4) aus Isolierstoff, der mit seiner Unterseite eine Grundebene (11) festlegt und auf seiner Ober­ seite ein Elektromagnetsystem (7) und eine Kontaktanordnung (2, 3, 6) trägt, wobei die Kontaktanordnung Kontaktträger in Form von mindestens einem Festkontaktträger (2, 3) und minde­ stens einer beweglichen, ggf. mit einem Federträger (62) ver­ bundenen Kontaktfeder (6) umfaßt, deren flache Anschlußfahnen (21, 31, 61) alle in einer gemeinsamen Blechebene parallel zur Längsachse des Grundkörpers (4) und senkrecht zur Grund­ ebene (11) stehen, die mit einem Mittelabschnitt (22, 32, 62) in dem Grundkörper (4) verankert sind und deren kontaktge­ bende Endabschnitte (23, 33, 63) aufgrund von Abwinkelungen einander mit einem vorgegebenen Kontaktabstand gegenüber­ stehen, wobei zumindest die Festkontaktträger (2, 3) in dem Material des Grundkörpers (4) eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kontaktelemente (2, 3, 6) jeweils mit ihrem Mittelab­ schnitt (22, 32, 62) in dem Bereich der Verankerung im Grund­ körper (4) derart abgewinkelt sind, daß ihre kontaktgebenden Endabschnitte (23, 33, 63) von ihrer Austrittsstelle aus dem Grundkörper an in einer einzigen Reihe, jedoch in zueinander parallelen, zur Grundebene (11) und zur Ebene der Anschluß­ fahnen (21, 31, 61) senkrechten Ebenen stehen, und daß jede Kontaktfeder (6) in Richtung der Längsachse des Relais betä­ tigt wird.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktträger (2, 3, 6) in ihrem Mittelabschnitt (22, 32, 62) jeweils mindestens um zwei zueinander senkrechte Biege­ achsen (25, 26, 27, 35, 36, 65, 66) abgewinkelt sind.

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Festkontaktträger (2, 3) in das Material des Grundkör­ pers (4) eingebettet sind und daß ein zwischen ihnen liegen­ der Federträger (62) mit einer an ihm befestigten Kontaktfe­ der (6) in einen seitlich offenen Schlitz (5) des Grundkör­ pers eingesteckt ist.

4. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kontaktträger in das Material des Grundkörpers (4) ein­ gebettet sind.

5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (4) eine Trennwand (43) zwischen dem Magnet­ system (7) und der Kontaktanordnung (2, 3, 6) sowie eine zur Bodenseite senkrechte Isolierwand (44) an einer Längsseite des Grundkörpers aufweist und daß die Ebene der Anschlußfah­ nen (21, 31, 61) einseitig im Bereich unterhalb der Längs- Isolierwand (44) verläuft.

6. Verfahren zur Herstellung eines Relais nach einem der An­ sprüche 1 bis 5, wobei ein Grundkörper (4) aus Isolierstoff geformt und mit Kontaktträgern (2, 3, 6) versehen wird und wobei dann auf dem Grundkörper ein Elektro-Magnetsystem (7) montiert wird, dadurch gekennzeichnet,

• - daß aus einer Blechplatine (1) zumindest ein Kontaktträger (2, 3) mit einer Anschlußfahne (21, 31), einem Mittelab­ schnitt (22, 32) und einem kontaktgebenden Endabschnitt (23, 33) derart freigeschnitten wird, daß er mit seiner je­ weiligen Anschlußfahne (21, 31) noch an der Platine (1) hängt,
• - daß der Mittelabschnitt (22, 32) eines jeden Kontaktträgers (2, 3) aus der Platinenebene derart herausgebogen wird, daß der kontaktgebende Endabschnitt (23, 33) in einer eigenen, zur Grundebene und zur Platinenebene senkrechten Ebene steht,
• - daß dann durch Einbetten der jeweiligen Mittelabschnitte (22, 32) in Kunststoff der Grundkörper (4) geformt wird und
• - daß schließlich die Anschlußfahnen (21, 31) von der Blech­ platine (1) abgetrennt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Festkontaktträger (2, 3) von einer gemeinsamen Platine (1) freigeschnitten, mit ihren Anschlußfahnen (21, 31) zusam­ menhängend in der Platinenebene hintereinander in den Grund­ stoff des Grundkörpers (4) eingebettet werden, daß ein Kontaktfederträger (62) mit einer Kontaktfeder (6) verbunden und in einen Schlitz (5) des Grundkörpers (4) zwi­ schen den beiden Festkontaktträgern (2, 3) eingesteckt wird, derart, daß seine Anschlußfahne (61) in der Ebene der übrigen Anschlußfahnen (21, 31) liegt und der kontaktgebende Ab­ schnitt (63) der Kontaktfeder (6) parallel zu den kontaktge­ benden Endabschnitten (23, 33) der Festkontaktträger liegt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß neben einem oder zwei Festkontaktträgern ein Federträger von der Blechplatine freigeschnitten wird, daß der Federträger mit einer Kontaktfeder versehen und im Mittelbereich ebenso wie die Festkontaktträger gebogen wird und daß der Federträ­ ger zusammen mit den Festkontaktträgern in den Kunststoff des Grundkörpers eingebettet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kontaktträger einschließlich der Kontaktfeder aus dem Material der Blechplatine freigeschnitten, gebogen und in den Kunststoff des Grundkörpers eingebettet werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kontaktträger (2, 3, 6) in seinem Mittelabschnitt (22, 32, 62) um mindestens zwei zueinander senkrechte Biegeachsen (25, 26, 27; 35, 36; 65, 66) abgewinkelt wird.