DE19956080C1 - Kontaktfederbaugruppe für ein Relais mit einem Wippanker - Google Patents

Abstract

Das Ziel der Erfindung ist es, eine Kontaktfederbaugruppe (1) für ein Relais so auszugestalten, dass es den Ansprüchen für Hochfrequenz-Anwendungen genügt. Dies wird dadurch erreicht, dass die Kontaktfederbaugruppe (1) zwei Kontaktfedern (5), die Brückenkontakte bilden, und zudem ein Zwischenelement (11) aufweist, das zwischen den beiden U-förmigen Kontaktfedern (5) liegt. Dadurch sind die beiden Kontaktfedern (5) voneinander entkoppelt. Zudem weist das geerdete Zwischenelement (11) in einer vorteilhaften Ausführung Kontaktlappen (19) auf, die im geöffneten Zustand einen Anschlag für die Kontaktfedern (5) bilden, so dass die Kontaktfedern (5) im geöffneten Zustand geerdet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktfederbaugruppe für ein Re­ lais mit einem Wippanker, das insbesondere für Hochfrequenz­ anwendungen geeignet ist. Relais mit Wippanker sind in einer grossen Vielzahl bekannt. Relais dieser Art weisen ein in der Regel symmetrisches Magnetsystem auf, wobei ein Anker die Strecke zwischen zwei Polflächen einer Kernanordnung über­ brückt. Der Anker ist in der Mitte zwischen den Polflächen schwenkbar gelagert und mit einer Kontaktfederbaugruppe ver­ bunden. Durch die Bewegung des Ankers werden Schaltkontakte, die auf Kontaktfedern sitzen, zwischen einer geschlossenen und einer geöffneten Position geschaltet.

Aus der DE 43 09 618 A1 ist beispielsweise ein Relais be­ kannt, das einen Wippanker mit einer daran befestigten Kon­ taktfederbaugruppe aufweist. Die Kontaktfederbaugruppe besteht dabei aus zwei länglichen Kontaktfedern, die in einem mittleren Abschnitt in ein Kunststoffformteil eingebettet sind. An die Kontaktfedern sind an den Längsseiten im mittle­ ren Bereich Lagerbänder angeformt, an denen die Kontaktfeder­ baugruppe an einem festen Relaisteil angebracht ist. Die Kontaktfedern sind voneinander isoliert, so dass die Lager­ bänder gleichzeitig die elektrische Verbindung zu je einer der Kontaktfedern darstellen.

Eine derartige Ausführung der Kontaktfederbaugruppe ist für Hochfrequenz-Anwendungen jedoch nicht ausreichend, da eine relativ starke elektromagnetische Kopplung zwischen den bei­ den ansonsten voneinander isolierten Kontaktfedern unvermeid­ bar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kontaktfederbaugrup­ pe für ein Relais mit Wippanker aufzuzeigen, die auch für Hochfrequenz-Relais geeignet ist. Allerdings soll ein solches Relais auch einfach im Aufbau und der Herstellung sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch eine Kontaktbau­ gruppe gelöst mit

• - mindestens zwei Brückenkontakte bildenden Kontaktfedern (5), die sich an zwei entgegengesetzten Seiten der Kon­ taktfederbaugruppe (1) befinden, und an deren äußeren End­ bereichen (21) Schaltkontakte (8) gebildet sind,
• - einem Befestigungselement, das zwischen den Kontaktfedern angeordnet ist,
• - einem Kunststoffformteil, das in der Mitte der Kontaktfe­ derbaugruppe Teile der Kontaktfedern und des Zwischenele­ mentes umgibt, wobei besagte Teile voneinander isoliert sind,
• - zwei Befestigungselementen, die auf gegenüberliegenden Seiten des Zwischenelementes angeformt sind.

Zwischen den beiden Kontaktfedern dieser Anordnung liegt ein Zwischenelement, das über die beiden Befestigungselemente mit Masse verbindbar ist. Durch eine solche Erdung des Zwi­ schenelementes wird die unbeabsichtigte Kopplung zwischen den Kontaktfedern stark vermindert. Somit ist auch bei hohen Fre­ quenzen eine ausreichende Dämpfung zwischen den beiden Kon­ taktfedern gegeben. In einer vorteilhaften Ausführung der Kontaktfederbaugruppe sind die Befestigungselemente federnd ausgeführt. Wenn die Kontaktfederbaugruppe mit einem Anker verbunden ist, wird durch die Befestigungselemente gleichzei­ tig die Rückstellkraft für den Anker aufgebracht.

Darüberhinaus ergibt sich ein besonderer Vorteil, wenn die Befestigungselemente über einen Befestigungspunkt hinaus verlängert sind, so dass sich Lappen ergeben, die am äusseren Ende der Kontaktfedern sich mit diesen überlappen. Im einge­ bauten Zustand einer Kontaktfederbaugruppe dieser Bauart in einem Relais besteht so die Möglichkeit, dass die Kontaktfe­ dern in der geöffneten Position die Kontaktlappen berühren, so dass die Kontaktfedern in der geöffneten Position geerdet sind.

Die zweite Aufgabe der Erfindung, nämlich einen einfachen Aufbau mit einer einfachen Herstellung zu erreichen, wird da­ durch gelöst, dass das Zwischenelement, die Befestigungsele­ mente und die Kontaktlappen aus einem einzigen Stück herstellbar sind. Die Kontaktfedern und das Zwischenelement mit den Befestigungselementen und den Kontaktlappen können aus einem einzigen Blech ausgestanzt werden. Danach sind nur einfache Biegevorgänge auszuführen. Darüberhinaus ist durch die Befestigungselemente eine Rückstellfeder für den Anker realisiert. Diese einfache Herstellung setzt sich bei der Herstellung eines Relais mit einer erfindungsgemässen Feder­ baugruppe fort, wenn die Festkontakte und die Festkontaktan­ schlusselemente so ausgeführt sind, dass auch sie aus einem einzigen Blech mit anschliessenden Biegevorgängen ausgeführt sind.

Ein besonders sicheres Kontaktverhalten ergibt sich, wenn die Kontaktfedern als U-förmige Brückenkontakte ausgeführt sind, wobei die Schenkel des U geschlitzt sind, so dass sich je­ weils Doppelkontakte ergeben.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

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

Fig. 1 ein Relais mit einer erfindungsgemässen Kontaktfeder­ baugruppe,

Fig. 2 die elektrisch leitenden Teile einer Kontaktfederbau­ gruppe,

Fig. 3 die fertige Kontaktfederbaugruppe mit einer Kunst­ stoffumspritzung,

Fig. 4 die Kontaktfederbaugruppe von Fig. 3 mit einem Anker montiert auf einem Relaissockel und

Fig. 5 die Festkontakte und Festkontaktanschlusselemente des Relais von Fig. 1.

Die Fig. 1 zeigt ein Relais, das eine erfindungsgemässe Kon­ taktfederbaugruppe 1 aufweist. Im oberen Teil eines Gehäu­ ses 2 befindet sich ein Magnetsystem 3. Es handelt sich um ein gepoltes Magnetsystem mit einem Dauermagneten 20, der un­ terhalb einer Spule 4 liegt. Die Kontaktfederbaugruppe 1 liegt unterhalb dieses Dauermagneten 20, allerdings ist in der Darstellung von Fig. 1 lediglich eine Kontaktfeder 5 zu erkennen. Zu erkennen ist auch ein Befestigungselement 6, das in der Beschreibung zu Fig. 3 näher erläutert wird. Den Ab­ schluss des Relais bildet ein an der offenen Seite des Gehäu­ ses 2 eingeschobener Sockel 7, in den Festkontakte 16 eingebettet sind. Durch den Sockel sind Anschlußelemente für die verschiedenen Komponenten des Relais hindurchgeführt. Ei­ nes der Elemente ist ein Erdungselement 18, mit einem Träger­ stift 9 und dem dazugehörigen Anschlusselement 10. An dem Trägerstift 9 ist das Befestigungselement der Kontaktfeder­ baugruppe 1 befestigt.

Die Fig. 2 zeigt die elektrisch leitenden Teile der Kontakt­ federbaugruppe 1. Dies sind die Kontaktfedern 5 und das Zwi­ schenelement 11. Die Kontaktfedern 5 sind als U-förmige Brückenkontakte ausgeführt, verbinden also im geschlossenen Zustand zwei Festkontakte 16 des Relais. Dazu sind in äusse­ ren Endbereichen 21 der Kontaktfedern 5 die Schaltkontakte 8 gebildet. Diese können einfach ein Teil der Kontaktfedern 5 sein, oder aber auf die Kontaktfedern 5 sind beispielsweise Kontaktnieten aufgesetzt. Die Kontaktfedern 5 und das Zwi­ schenelement 11 liegen in einer Ebene, wobei das Zwischenele­ ment 11 zwischen den beiden Kontaktfedern 5 angeordnet ist. An das Zwischenelement 11 sind seitlich die beiden Befesti­ gungselemente 6 angeformt. Im eingebauten Zustand der Kon­ taktfederbaugruppe 1 ist sie mit den Befestigungselementen 6 an den in Fig. 1 gezeigten Trägerstiften 9 befestigt, bei­ spielsweise angeschweisst. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 2 weisen die Befestigungselemente 6 federnde Abschnitte 12 auf, wodurch eine fertig montierte Kontaktfederbaugruppe mit einem Anker 13 federnd gelagert ist. Die in der Fig. 2 gezeigten Teile der Kontaktfederbaugruppe 1 können bei der Herstellung aus einem Blech ausgestanzt werden. Dadurch ist die Herstel­ lung sehr einfach, auch deswegen, weil nach dem Ausstanzen nur einfache Biegevorgänge und ein Kunststoffspritzvorgang notwendig sind, um zu einer fertigen Kontaktfederbaugruppe 1 gemäss der Fig. 3 zu gelangen.

In der Fig. 3 sind die Teile aus Fig. 2 im mittleren Be­ reich mit Kunststoff umspritzt, so dass sich ein Kunststoff­ formteil 14 ergibt. Durch das Kunststoffformteil 14 ist die Position der Einzelteile zueinander fixiert, wobei diese sich nicht berühren, also voneinander isoliert sind. Zudem bietet das Kunststoffformteil 14 die Möglichkeit, darauf den An­ ker 13 zu montieren. Zu diesem Zweck sind zwei Zapfen 15 vor­ gesehen, die sich durch entsprechende Ausnehmungen des Ankers 13 erstrecken, und die nach der Montage so verformt werden, dass der Anker und die Kontaktfederbaugruppe eine fest miteinander verbundene Einheit bilden.

Diese Einheit ist, wie aus der Fig. 4 ersichtlich, auf den Sockel 7 montiert. Die Befestigungselemente 6 sind an den Trägerstiften 9 durch Schweissen befestigt. Vor dem Ver­ schweissen wird der Abstand der Schaltkontakte 8 zu Festkon­ takten 16 eingestellt. Wird die Kontaktfederbaugruppe 1 so befestigt, dass der Kontaktabstand bei beiden Kontaktfedern 5 gleich ist, so ergibt sich später ein bistabiles Verhalten des Relais. Durch gezieltes Schrägeinsetzen der Kontaktfeder­ baugruppe 1 kann erreicht werden, dass das Relais ein mono­ stabiles Verhalten aufweist.

In Fig. 4 ist nicht zu erkennen, wie die Festkontakte 16 und Festkontaktanschlusselemente 17 ausgeführt sind. Dies zeigt die Fig. 5, in der zu erkennen ist, dass die Festkontakte 16 und Festkontaktanschlusselemente 17 sowie Erdungselemente 18 ebenfalls durch Ausstanzen aus einer gemeinsamen Platine ge­ fertigt werden können. Die Erdungselemente 18 weisen neben den Trägerstiften 9 ein Erdungselement-Anschlusselement 10 auf.

Auf diese Weise sind die Trägerstifte 9 geerdet, wodurch sich auch die vorteilhafte Wirkung des Zwischenelementes 11 er­ klärt (vergleiche Fig. 2). Das Zwischenelement 11 ist geer­ det und wirkt als Schirmung, so dass sich keine oder nur eine reduzierte elektrische Kopplung zwischen den Kontaktfedern 5 einstellen kann. Die Kontaktlappen 19 erfüllen die Aufgabe, die Kontaktfedern 5 in einer geöffneten Position zu erden. Dies wird wiederum an Fig. 4 deutlich. Die Kontaktlappen 19 sind feststehend, da sie an den Trägerstützen 9 festge­ schweisst sind. Der Rest der Kontaktfederbaugruppe hingegen ist schwenkbar gelagert, so dass die Schaltkontakte 8 in der geschlossenen Position mit den Festkontakten 16 zusammenwirken, und in der geöffneten Position die Kontaktlappen 19 be­ rühren. Auch dies bewirkt eine Verbesserung der Dämpfungscha­ rakteristik des Relais. Vorteilhaft in Bezug auf die Einfachheit eines Relais ist, dass die Kontaktlappen zur Er­ dung der Kontaktfedern 5 nicht als separates, beispielsweise im Sockel verankertes Teil ausgeführt werden müssen, sondern integrierter Bestandteil der Kontaktfederbaugruppe 1 sind.

Claims (8)

1. Kontaktfederbaugruppe für eine Relais mit einem Wippanker mit
mindestens zwei Brückenkontakte bildenden Kontaktfedern (5), die sich an zwei entgegengesetzten Seiten der Kon­ taktfederbaugruppe (1) befinden, und an deren äußeren End­ bereichen (21) Schaltkontakte (8) gebildet sind,
einem Zwischenelement (11), das zwischen den Kontaktfedern (5) angeordnet ist,
einem Kunststofformteil (14), das in der Mitte der Kon­ taktfederbaugruppe (1) Teile der Kontaktfedern (5) und des Zwischenelementes (11) umgibt, wobei besagte Teile vonein­ ander isoliert sind,
zwei Befestigungselementen (6), die auf zwei gegenüberlie­ genden Seiten des Zwischenelementes (11) angeformt sind.

2. Kontaktbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsele­ mente (6) einen federnden Abschnitt (12) aufweisen, durch den die Kontaktfederbaugruppe (1) schwenkbar lagerbar ist.

3. Kontaktfederbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedern (5) U-förmige Brückenkontakte sind.

4. Kontaktfederbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schenkel der U-förmigen Brückenkontakte (5) geschlitzt ausgeführt sind.

5. Kontaktfederbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Befestigungs­ elementen (6) Kontaktlappen (19) gebildet sind, die sich in der Nähe der äußeren Endbereiche (21) der Kontaktfedern (5) mit diesen überlappen.

6. Kontaktfederbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststofformteil (14) mindestens einen vertikal stehenden Zapfen (15) auf­ weist, der zur Befestigung der Kontaktfederbaugruppe (1) an einem Anker (13) verwendbar ist.

7. Relais mit einer Kontaktfederbaugruppe nach einem der An­ sprüche 1 bis 6, mit
einem Magnetsystem (3),
einem von dem Magnetsystem betätigbaren Wippanker (13), der mit dem Kunststoffformteil (14) der Kontaktfederbau­ gruppe (1) fest verbunden ist, wobei die Kontaktfedern (5) durch die Ankerbewegung zwischen geöffneten und geschlos­ senen Positionen bewegbar sind,
Festkontakten (16) mit Festkontaktanschlußelementen (17), die mit den Schaltkontakten (8) zusammenwirken,
Erdungselementen (18) mit Trägerstiften (9) zur Verbindung mit den Befestigungselementen (6) des Zwischenelementes (11)
dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedern (5) in der geöffneten Position mit den Kontaktlappen (19) in Ver­ bindung sind.

8. Relais nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkontakte (16), die Festkontaktanschlußelemente (17) und die Erdungs­ elemente (18) aus einer gemeinsamen Platine fertigbar sind.