DE19718985C1 - Relais mit Kontaktfedern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Relais mit

• - einem Grundkörper,
• - einem mit dem Grundkörper verbundenen Elektromagnetsystem mit einer Spule, einem Kern und einem Anker und
• - einer Kontaktanordnung mit mindestens einer feststehenden Kontaktfeder und mindestens einer beweglichen Kontaktfeder, welche alle in einer gemeinsamen Ebene nebeneinander in dem Grundkörper verankert sind und einander mit ihren kontakt­ gebenden Bereichen durch L-förmige Gestaltung mindestens einer Kontaktfeder überlappen, wobei die beweglichen Kon­ taktfeder durch den Anker über einen etwa senkrecht zu ih­ rer Längserstreckung bewegbaren Schieber betätigbar ist.

Aus der DE-AS 20 39 939 ist eine Kontakteinheit für ein der­ artiges Relais bekannt. Dort sind jeweils Kontaktfedern bzw. Gegenkontaktträger in einer gemeinsamen Ebene in einem Iso­ lierstoffkörper verankert, wobei eine seitliche Überlappung der kontaktgebenden Enden durch Abkröpfung erreicht wird. Dies erfordert bei der Herstellung der Kontaktelemente eine Reihe von genauen Biegevorgängen, wobei auch die Montage in dem Isolierstoffkörper, die dort vorzugsweise durch Einbet­ tung erfolgt, eine aufwendige Führung und Ausrichtung be­ dingt.

In DE 43 26 685 A1 ist ein Relais gezeigt, bei dem eine Schließer-Kontaktfeder ohne wesentliche Vorbiegung in einem Grundkörper eingespannt ist. Durch eine Schrägführung in der Einspannung wird die Feder gegen einen Anschlag gedrückt und erhält so ihre Vorspannung.

Aus der EP 0 784 330 A2 ist außerdem ein Relais bekannt, bei dem ein Spulenkörper als Grundkörper dient und die Kontaktfe­ dern annähernd parallel zur Spulenachse in einem der Spulen­ flansche verankert sind.

Aus der CH 301 930 ist ein Flachrelais bekannt, bei dem ein U-förmiger Anker auf den freien Enden eines E-förmigen Kerns gelagert ist und mit den Seitenarmen des Kerns Arbeits­ luftspalte bildet. Der Anker betätigt gerade, in parallelen Ebenen geschichtet angeordnete Kontaktfedern.

Aus der DE 36 44 172 A1 ist ein elektromagnetischer Schalteran­ trieb bekannt, dessen Klappanker in dem Bereich zwischen La­ gerung und Betätigungsende an einer Anschlagkante als Hebel­ gelenkstelle anliegt. Über diese Hebelgelenkstelle wird der Anker im Ruhezustand durch eine Rückstellfeder in seine Lage­ rung gedrückt.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Relais der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, das mit Kontaktfedern in möglichst einfacher Form ausgestattet ist, wobei diese Kon­ taktfedern möglichst einfach herzustellen und zu montieren sein sollen, damit das Relais insgesamt besonders kostengün­ stig herstellbar ist.

Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß alle Kontaktfedern als ebene Blattfedern ohne bleibende Biegung ausgebildet sind, daß mindestens ein Kontakt seitlich der 5 Blattfederachse am Ende der L-förmigen Abwinkelung angeordnet ist und daß die feststehende Kontaktfeder an einem Anschlag des Grundkörpers anliegend eine Vorspannung durch elastische Auslenkung aus ihrer Einspannebene erhält.

Bei dem erfindungsgemäßen Relais besitzt also die Kon­ taktanordnung, die im einfachsten Fall als Öffner oder als Schließer ausgebildet ist, lediglich aus einem ebenen Blech gestanzte und in keiner Weise vorgebogene Kontaktfedern, die aufgrund der L-förmigen Gestaltung mindestens eines Federen­ des einander überlapppen. Eine Vorspannung der feststehenden Kontaktfeder im Ruhezustand und ein Kontaktabstand, soweit es sich um einen Arbeitskontakt handelt, wird durch einen An­ schlag des Grundkörpers erzeugt, an dem die betreffende Kon­ taktfeder lediglich aufgrund des Einsteckens in den Grundkör­ per anliegt und eine entsprechende Auslenkung erfährt. Die bewegliche Kontaktfeder ihrerseits liegt in üblicher Weise an dem Schieber an, durch den sie im Ruhezustand, je nach Art des Kontaktes, ebenfalls bereits mehr oder weniger aus ihrer Ebene ausgelenkt sein kann. Auf jeden Fall sind die Kontakt­ federn sehr kostengünstig und einfach herzustellen, da die jeweilige Federkennlinie nicht durch bleibende Biegungen an den Kontaktfedern, sondern durch die Geometrie des Grundkör­ pers mit dem Anschlag, zumindest für die feststehende Kon­ taktfeder, erreicht wird. Bei mehreren Kontaktfedern können natürlich auch mehrere unterschiedliche Anschläge zur Errei­ chung entsprechend unterschiedlicher Vorspannungen vorgesehen sein.

Eine besonders einfache Gestaltung des Relais ergibt sich dann, wenn als Grundkörper ein Spulenkörper mit zwei Spulen­ flanschen dient, wobei die Kontaktfedern annähernd parallel zur Spulenachse in einem ersten Spulenflansch verankert sind und der die Vorspannung erzeugende Anschlag an dem zweiten Spulenflansch vorgesehen ist. Besonders kostengünstig wird die Herstellung insbesondere dann, wenn die feststehende und die bewegliche Kontaktfeder identisch ausgebildet sind, wobei sie zueinander spiegelverkehrt in der gemeinsamen Ebene in den Grundkörper eingesetzt werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Re­ lais besitzt das Magnetsystem einen T-förmigen Kern, dessen Längsschenkel sich axial durch den Spulenkörper erstreckt, wobei ein U-förmiger Anker auf der den Kontaktfedern abge­ wandten Seite des Spulenkörpers angeordnet und mit seinem Quersteg im Bereich des ersten Spulenflansches auf dem freien Ende des Kern-Längsschenkels gelagert ist und wobei der Anker mit den freien Enden seiner Längsarme den Schieber betätigt.

Eine besonders einfache Gestaltung des Relais mit wenigen Teilen ergibt sich weiterhin dadurch, daß die bewegliche Kon­ taktfeder über den Schieber auch eine Rückstellkraft auf den Anker ausübt. Dabei ist in bevorzugter Ausgestaltung weiter­ hin vorgesehen, daß der Anker über einen Drehpunkt im Mittel­ bereich seiner Längsschenkel durch die Rückstellkraft der Kontaktfeder in seine Lagerung am Kernende gedrückt wird. Dieser Drehpunkt kann ohne zusätzliche Teile dadurch geschaf­ fen werden, daß der Anker beiderseits angeformte seitliche Schultern besitzt, die sich an eine Innenkante einer Gehäuse­ kappe anlegen.

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

Fig. 1 ein erfindungsgemäß gestaltetes Relais in Explosions­ darstellung,

Fig. 2 und 3 ein fertig montiertes Relais gemäß Fig. 1 - ohne Kappe - in zwei perspektivischen Ansichten und

Fig. 4 das fertig montierte Relais von Fig. 1 in einem Schnitt durch die Spulenachse.

Das in der Zeichnung dargestellte Relais besteht aus einem Spulenkörper 1, einem T-förmigen oder annähernd M-förmigem Kern 2, einem U-förmigen Anker 3, einem kartenförmigen Schie­ ber 4, einer feststehenden Kontaktfeder 5, einer beweglichen Kontaktfeder 6, einer Kappe 7 sowie zwei im Spulenkörper ver­ ankerten Spulenanschlußstiften 8.

Der Spulenkörper 1 besitzt eine axiale Durchgangsöffnung 11 sowie einen ersten Flansch 12 und einen zweiten Flansch 13, zwischen denen eine Wicklung 14 aufgebracht wird. Stirnseitig ist am Spulenflansch 12 einstückig ein Ansatz 14 zur Ankerla­ gerung angeformt, der in eine Sockelplatte 15 übergeht. An dem Ansatz 14 sind weiterhin Begrenzungszapfen 16 für den An­ ker angeformt, außerdem sind in diesen Ansatz Steckschlitze 17 eingeformt, durch die Anschlußelemente 51 bzw. 61 der Kon­ taktfedern 5 und 6 durch die Sockelplatte 15 senkrecht nach außen geführt werden können. An dem zweiten Spulenflansch 13 ist außerdem eine Anschlagnase 18 für die feststehende Kon­ taktfeder 5 angeformt.

Der T-förmige Kern 2 besitzt einen Längsschenkel 21, der in die Durchgangsöffnung 11 des Spulenkörpers eingeführt wird, sowie zwei Querschenkel 22, an deren Enden jeweils Seitenarme 23 parallel zum Längsschenkel 21 angesetzt sind. Der U- förmige Anker 3 besteht aus zwei Längsarmen 31 und einem Quersteg 32, welch letzterer auf dem freien Endabschnitt 24 des Kerns 2 gelagert wird und dann in einer Ausnehmung zwi­ schen dem ersten Spulenflansch 12 und der Sockelplatte 15 liegt. Durch die beiden Sicherungszapfen 16 des Sockelansat­ zes 14, die in entsprechende Ausnehmungen 33 des Ankers ein­ greifen, ist er gegen seitliche Bewegungen gesichert, ohne daß seine Schaltbewegung behindert wäre. Die freien Enden der Längsarme 31 sind zu hakenförmigen Polenden 34 verbreitert, die den zweiten Spulenflansch 13 umgreifen und mit den Quer­ schenkeln 22 sowie deren Seitenarmen 23 des Kerns zwei paral­ lele Arbeitsluftspalte bilden.

Die feststehende Kontaktfeder 5 und die bewegliche Kontaktfe­ der 6 sind mit ihren Anschlußelementen 51 bzw. 61, welche einstückig angeformt oder auf bekannte Weise befestigt sind, in den Steckschlitzen 17 des Sockelansatzes 14 verankert. Im vorliegenden Beispiel sind die beiden Kontaktfedern 5 und 6 identisch ausgeführt und mit Kontakten 52 bzw. 62 versehen. Die gegenseitige Überlappung zur Kontaktgabe ergibt sich durch eine L-förmige Abwinkelung an ihren beweglichen, kon­ taktgebenden Enden.

Die Kontaktfedern 5 und 6 sind ohne Biegung lediglich aus ei­ ner ebenen Blechplatine geschnitten und in den Spulenkörper eingesteckt. Der gegenseitige Versatz ihrer kontaktgebenden Enden ergibt sich lediglich aus der Geometrie des Spulenkör­ pers bzw. des Schiebers 4. Dieser Schieber liegt zwischen dem Spulenflansch 13 und den Querschenkeln 22 des Kerns. Er be­ sitzt eine Ausnehmung 41, durch die der Kern-Längsschenkel 21 hindurchgesteckt wird. Nach dem Zusammenfügen der Teile liegt der L-förmig abgebogene Endabschnitt 63 der beweglichen Kon­ taktfeder 6 an der Anschlagnase 18 des Spulenkörpers 1 an und erhält so seine Ruhevorspannung. Andererseits liegt der L- förmig abgebogene Endabschnitt 53 der feststehenden Kontakt­ feder 5 an dem Schieber 4 an. Bei Betätigung des Schiebers 4 durch den Anker wird der Endabschnitt 63 in Richtung auf den Endabschnitt 53 der festehenden Kontaktfeder 5 bewegt, und sie hebt letztere von ihrem Anschlag an der Nase 18 ab. Auf diese Weise entsteht die Kontaktkraft.

Nach der Montage der beschriebenen Einzelteile wird die Kappe 7 über das Relais gestülpt. Sie bildet mit der Sockelplatte 15 ein geschlossenes Gehäuse. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, weist die Kappe 7 im Bereich ihrer Oberseite ein Lüf­ tungsloch 71 auf, das in einen nach innen vorstehenden Ansatz 72 mündet. Letzterer Ansatz bildet eine zusätzliche Führung für den Schieber 4. Wie aus Fig. 4 weiter ersichtlich ist, wird der Anker 3 über den Schieber 4 durch die Rückstellkraft der Arbeitskontaktfeder 6 in seine Ruheposition vorgespannt. Dabei stoßen seitliche Schultern 35 des Ankers an Rippen 72 der Kappe an, wodurch ein Drehpunkt 73 für den Anker gebildet wird. Über diesen Drehpunkt 73 wird durch die Hebelwirkung das gelagerte Ende bzw. der Quersteg 32 des Ankers in die La­ gerung und gegen den Endabschnitt 24 des Kerns gedrückt. Da­ durch ergeben sich reproduzierbare Flußübergangsverhältnisse in der Ankerlagerung und eine entsprechend niedrige Ansprech­ erregung.

Claims (8)

1. Relais mit

• 1. einem Grundkörper (1),
• 2. einem mit dem Grundkörper (1) verbundenen Elektromagnetsy­ stem mit einer Spule (1, 10), einem Kern (2) und einem Anker (3) und
• 3. einer Kontaktanordnung mit mindestens einer feststehenden Kontaktfeder (5) und mindestens einer beweglichen Kontakt­ feder (6), welche alle in einer gemeinsamen Ebene nebenein­ ander in dem Grundkörper (1) verankert sind und einander mit ihren kontaktgebenden Bereichen durch L-förmige Gestal­ tung mindestens einer Kontaktfeder überlappen, wobei die bewegliche Kontaktfeder (6) durch den Anker über einen etwa senkrecht zu ihrer Längserstreckung bewegbaren Schieber (4) betätigbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß alle Kon­ taktfedern (5, 6) als ebene Blattfedern ohne bleibende Biegung ausgebildet sind, daß mindestens ein Kontakt (52, 62) seitlich der Blattfederachse am Ende der L-förmigen Abwinkelung ange­ ordnet ist und daß die feststehende Kontaktfeder (5) an einem Anschlag (18) des Grundkörpers anliegend eine Vorspannung durch elastische Auslenkung aus ihrer Einspannebene erhält.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Grund­ körper ein Spulenkörper (1) mit zwei Spulenflanschen (12, 13) dient, daß die Kontaktfedern (5, 6) annähernd parallel zur Spu­ lenachse in einem ersten Spulenflansch (12, 14) verankert sind und daß der die Vorspannung erzeugende Anschlag an dem zwei­ ten Spulenflansch (13) angeformt ist.

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die fest­ stehende und die bewegliche Kontaktfeder (5, 6) identisch aus­ gebildet und zueinander spiegelverkehrt in einer Ebene in den Grundkörper (1, 14) eingesetzt sind.

4. Relais nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Ma­ gnetsystem einen T-förmigen Kern aufweist, dessen Längsschen­ kel (21) sich axial durch den Spulenkörper (1) erstreckt, daß ein U-förmiger Anker (3) auf der den Kontaktfedern (5, 6) ab­ gewandten Seite des Spulenkörpers (1) angeordnet und mit sei­ nem Quersteg (32) im Bereich des ersten Spulenflansches (12) auf dem freien Ende des Kern-Längsschenkels (24) gelagert ist und daß der Anker (3) mit den freien Enden seiner Längsarme (31) den Schieber (4) betätigt.

5. Relais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schie­ ber (4) zwischen dem zweiten Spulenflansch (13) und den Quer­ schenkeln (22) des Kerns (2) geführt ist.

6. Relais nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beweg­ liche Kontaktfeder (5) über den Schieber (4) eine Rückstell­ kraft auf den Anker (3) ausübt.

7. Relais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (3) über einen Drehpunkt (73) im Mittelbereich seiner Längs­ schenkel (31) durch die Rückstellkraft der Kontaktfeder (5) in seine Lagerung am Kern (24) gedrückt wird.

8. Relais nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreh­ punkt (73) durch beiderseitig an den Längsarmen (31) des An­ kers (3) angeformte seitliche Schultern (35) gebildet ist, die an einer Innenkante (72) einer Gehäusekappe (7) anschla­ gen.