DE2020150A1

DE2020150A1 - Elektromagnetisches Kleinrelais

Info

Publication number: DE2020150A1
Application number: DE19702020150
Authority: DE
Inventors: Klaus Gruner; Helmut Henninger
Original assignee: GRUNER KG RELAIS FABRIK
Current assignee: GRUNER KG RELAIS FABRIK
Priority date: 1970-04-24
Filing date: 1970-04-24
Publication date: 1971-12-02
Also published as: FR2086307A1

Description

ELEKTR OMA G N ETIS CHES KL EIN R E L A 1 5

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais, weiche« eine mit Kunststoff umhüllte Spule aufweist, in weicht· tin einteiliges Joch mit Schneidenlager eingerastet wird.

Die Spulenumhüllung ist so gestaltet, daß sowohl die Vorhin'! ,: von Spulendraht und Anschluß wie auch die Befestigung der Anschlüsse darin untergebracht werden kann.

Der Anker wird mittels einer prismatischen Vertiefung, welche die Schneide des Jochs aufnimmt, gelagert. Zur Halterung dient eine Fortnieder, weiche ins Joch eingerastet wird.

Die Federsätze werden als komplette Baugruppe hergestellt und mit Zentriernasen im Joch fixiert, über den Federsät^en ist eine Blattfeder angebracht, mit welcher die Kontaktkräfte reguliert werden können* Federsätze und Blattfeder werden mit einem bekannten Federbügel auf dem Joch befestigt. Zur Abdeckung des Relais dient ein Kunststoffteil, welches auf 2 Seiten offen ist und mit Rastnasen an der Umhüllung des Spulenkörper-s gehalten wird.

Bei den bisher bekannten Relais dieser Bauart wird die Spule mit Papier oder einer Kunststoffolie abgedeckt. Die Verbindung des Spulendrahtes mit den Relaisanschlüssen ist häufig so angeordnet, daß leicht Beschädigungen möglich sind, weiche zum Ausfall des Relais führen können. Außerdem ist auch die Spulenwicklung nur durch die Folie geschützt und somit mechanischen Beschädigungen ausgesetzt. Bei Spannungsprüfungen treten außerdem frühzeitig Überschläge zu benachbarten Metanteilen auf, da die Kriech- und Luftstrecken zu gering sind»

Die bekannten Bauformen weisen zum größten Teil ein Joch >uf, welches mit dem\
Kern vernis
oder verschräubt
wird. Auf dem
Kern sitzt die>
Spule.

Diese Anordnung ist aufwendig und teuer und hat außerdem, den Nachteil, daß an der Verbindungsstelle von Joch und Kern ein magnetischer Streufluß entsteht, welcher den Hauptfluß des Magnetfeldes schwächt.

Die Lagerung des Ankers im Joch weist meistens keinen genau definierten Drehpunkt auf, so daß. am montierten Relais imrnei Veränderungen auftreten können. Außerdem kann-tue AnkerhaU· feder nie so angeordnet werden, daß am Anker kein Moment entsteht. Um dieses Moment möglichst klein zu halten, da t" <

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immer einen Kraftverlust bedeutet, kann die Ankerhaltefeder nur sehr schwach auegebildet werden. Dies bringt jedoch den Nachteil, daß bei Vibration und Schock der Anker aus der Lagerstelle springt und die Funktion des Relais in Frage stellt. *

Gleichermaßen verhält es sich auch mit dem .Betätigungskamm für die Federsätze. Bei einigen bekannten Bauforrnen ist der Kamm zwar fest mit dem Anker verbunden, so daß ein Aushängen desselben bei Vibration ausgeschlossen ist, doch beschreibt in diesem Falle der Kamm bei Betätigung einen Kreisbogen, was sich besonders bei hohem Kontaktaufbau wegen des Hubverlustes als großer Nachteil erweist. Wird jedoch der Betätigungekamm nur lose im Anker und den Federsätzen gelagert, besteht bei Erschütterungen die Gefahr des Aushängens.

Bei Relais dieser Größe ,werden die Feder Sätze aus einzelnen Metall- und Kunststoff teilen zusammengesetzt. Diese« Verfahren weist unter anderem folgende Nachteile auf :

Die Federsätze müssen auftragsgebunden gefertigt werd α, da bei den vielen Variationsmöglichkeiten eine genaue Disposition auf längere Sicht nicht möglich ist.

Beim Schichten der einzelnen Elemente besteht die Gefahr, daß der Federeatz falsch aufgebaut wird.

Ohne größeren Aufwand wird nur eine geringe Spannungsfestig keit erreicht.

Bei mechanischer Belastung treten häufig Verschiebungen der Kontaktteile auf, was wiederum eine Änderung der Charakteristik des Relais bedingt.

Folgende Patent- und Gebrauchemuster Schriften wurden u. a. in Betracht gezogen :

Offenlegungsschrift 14 89 972

Auelege schrift 12 80 409 ..'..·.'■

Auslegeschrift 12 91 832

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais zu schaffen, welches die genannten Nachteile nicht aufweist und ohne Montagevorricht ungen zusammengebaut werden kann, bei einem ganz geringen Aufwand an Juetage.

Dies läßt sich erfindungsgemäß dadurch erreichen, daß der mit-

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Draht bewickelte Spulenkörper eine Umhüllung aus -Kunststoff" aufweist, welche die Wicklung und die Spulenanschlüsse vor mechanischen Beschädigungen Schützt. Außerdem wird durch diese Umhüllung eine wesentlich bessere Spannungsfestigkeit zwischen Spulen und Joch erreicht. -Das'Joch ist U- förmig gebogen und weist an einem Ende eine Schneide zur Lagerung des Ankere auf. Τλιτ Befestigung des Joches im Spulenkörper dienen 2 Absätze, welche an entsprechenden Stegen des Spulenkörpers einrasten und ohne Vernieten oder Stauchen einen festen Sitz des Joches im Spulenkörper garantieren. Zur Aufnahme der Ankerhaltefeder und der Federeatze dienen entsprechende Auestänzungen, so daß durch einfaches Einrasten ein fester Sitz'von Ankerhaltefeder und Federsatz erreicht wird. Der Anker weist eine prismatische Vertiefung auf, welche in Verbindung mit der Schneide am Joch eine ideale Lager stelle ergibt. Die Ankerhaltefeder ist so bemessen, daß die Haltekraft in Richtung des Drehpunktes wirkt, so daß kein zusätzliches Moment auftritt. Dadurch kann die Kraft der Ankerhaltefeder so groß gewählt werden, daß ein Aushängen bei Erschütterung ausgeschlossen ist. Zur Aufnahme des Betätigungssteges für ' die Federsätze weist der Anker entsprechende Öffnungen auf, durch welche· die Rastnasen des Steges geschoben werden und das Teil festhalten." Als Gegenlager für den Betätigungssteg dient eine Blattfeder, welche auf die Federsätze -montiert ist. Durch diese Konstruktion tritt auch bei hohem Aufbau kein Hubverlust an den Federsätzen auf. Außerdem verhindern die Rastnasen bei Vibration und Schock ein Aushängen des Steges'.

Die Federsätze sind im Baukastensystem aufgebaut und werdi-n mittels Bügel in bekannter Ausführung auf denn Joch befestigt. Durch Verspritzen oder Verpressen werden die Metallteile des Federsatzes zu einer festen Einheit verbunden. Diese Baueinheiten weisen in einem Falle 2 starre Kontaktträger und eine -' bewegliche Mittelfeder auf, welche ohne Vorspannung zwischen den stationären Kontakten angeordnet ist. Dieser Umschaltledereatz weist auf 4 Seiten verschiedene Nasen und Vertiefungen auf, welche zur Fixierung des Federsatzes -dienert. Dadurch ist es. möglich, die Federsätze übereinander, nebeneinander und um* ·" 180 gedreht, zu montieren. Eine weitere Bauart weist einen stationären und einen beweglichen Kontakt avjf. Da auch in diesem Falle der bewegliche Kontakt keine Vorspannung aufweist, kann ■ dieser Federsatz als Ruhe- oder Arbeitskontakt eingeset^Tt.wefäen.

Durch diese Variationsmöglichkeiten ist es möglich, die einzelnen Einheiten in großen Stückzahlen zu fertigen und bei der Montage des Relais entsprechend den Kundenwünschen zusammenzufügen.

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Die Kunetetoffumhüllung der Metall- bzw. Kontaktteile ram. so gestaltet werden, daß große Kriechstrecken erreicht werden.

Betätigt werden die Federeätze über den im Anker und in der Druckfeder gelagerten Steg. Dieser weist öffnungen auf, weichtet) bemessen sind, daß die beweglichen Kontaktfedern in beiden Richtungen betätigt werden können. Die Kontaktkraft wird durch die Blattfeder bestimmt, welche über den Federsätzen montiert iet. Durch diese Anordnung ist es möglich, sämtliche Kontaktkräfte mit einem Teil zu bestimmen.

Die Grundplatte des Relais, welche die Befestigungselemente für das Relais trägt, wird nur in der Abdeckhaube gehalten, so daß sich bei der Montage des Relais keine Veränderungen am Magnetsystem oder an den Federsätzen ergeben können. Die Haube selbst wird an der Spulenumhüllung eingerastet.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Aueführungsbeispieles.

Es zeigen

Fig. 1 : Seitenansicht im Schnitt eines nach der Erfindung ausgebildeten Relais.

Fig. 2 und 3 : Spulenumhüllung, Ankerhaltefeder und Ankerlagerung in Vorder- und Seitenansicht.

Fig. 4 : Joch mit Spule im Schnitt

Fig. 5 : Verrastung der Abdeckkappe und Spulenumhüllung im Schnitt

Fig. 6 : Anker mit Betätigungssteg ( teilweise geschnitten ·)

In dem Spulenkörper 2 mit der Wicklung 4 ist das Joch 1 gehalten. Je nach Ausführung weist der Spulenkörper zwei oder mehr öffnungen 38 auf, in welche die Anschlüsse 6 eingesteckt werden. Um die Anschlüsse 6 werden Anfang oder Ende 5 der Spule gewickelt und verlötet. Der Spulenkörper wird dann mit der Wicklung und den Anschlüssen mit Kunststoff umhüllt. Diese Umhüllung 3 kann z.B. durch Spritzen oder Pressen aufgebracht werden. Da zwischen Spulenkörper und Umhüllung eine feste Verbindung entsteht, sind die Wicklung 4 und die Anschlüsse 6 vor mechanischen Beschädigungen geschützt. Außerdem wird zwischen der Wicklung 4 und dem Joch 1 bzw. dem Anker 7 eine hohe Spannungsfestigkeit erreicht. Das Joch wird in den Spulenkörper 2 eingeschoben und mittels zweier

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Stege 39 gehalten. An einem Ende weist das Joch eine Schneide auf zur Lagerung dee Ankers 7. Der Anker wird durch die Ankerhaltefeder 1.3 in seiner Lage gehalten. Da die Kraftrichtung der Ankerhaltefeder durch die Lagerstelle 15 geht, entsteht kein zusätzliches Moment am Anker 7, so daß die Kraft so groß gewählt werden kann, daß ein Aushängen auegeschlossen ist. Der Anker weist an β einem oberen Ende 7a öffnungen auf, durch welche der Betätigungesteg 40 mit den Rastnasen 22 gesteckt wird. Dieser Betätigungssteg 40 weist mehrere öffnungen 33 und 34 auf, durch welche die Schaltfedern 20 und 21 durchgeschoben sind. Die öffnungen 33 und 34 sind so bemessen, daß die Schaltfedern in beiden Richtungen bewegt werden können. In Fig. 1 ist die Ruhestellung des Relais gezeichnet. Hier werden die Schaltfedern 20 und 21 durch die Kraft der Blattfeder 9 auf die Kontakte 17 und 19 gedrückt. Die Kraft der Blattfeder 9 wird über den Betätigungssteg 40, welcher in Punkt 35 an der Blattfeder 9 anliegt, auf die Schaltfedern 20 und 21 übertragen. Im angezogenen Zustand dee Relais liegt der Anker 7 auf der Fläche 41 des Joches 1 auf. Die Haltekraft des Magnetsysterne überträgt sich nun über den Betätigung β steg 40 auf die Schaltfedern 20 und 21, welche jetzt auf den Kontakten 16 und 18 liegen. Der Hub des Ankers 7 ist so bemessen, daß die Schaltfedern 20 und 21 bereite auf den Kontakten 16 und 18 liegen, ehe der Anker 7 die Fläche 41 des Joches 1 berührt. Die Kontakte 16, 17, 18 und 19 werden von den starren Trägern 27, 28, 29 und 30 gehalten, welche durch die Grundplatte 12 nach außen ragen. Die Schaltfedern 20 und 21 sind mit den Anschlüssen 36 und 37 fest verbunden. Die Kontaktträger 27, 28, 29 und 30 sowie die Schaltfedern 20 und 21 mit den Anschlüssen 36 und 37 werden von einem oder mehreren Kunststoffteilen 10 und 42 gehalten. Diese Kunststoffteile 10 und 42 sind vorzugsweise aus Thermoplast gespritzt. Jedoch sind auch andere Kunststoffe und Herstellungsverfahren möglich. Zur Vergrößerung der Kriechstrecken*können die Kunststoffteile mit Vertiefungen 25 und Stegen versehen werden. Die Kunststoffteile weisen an 4 Seiten Rastnasen 23, 24 und 43 auf, welche in entsprechende öffnungen des Joches 1 und der anderen Kunststoffteile eingreifen und die Federsätze 10 und 42 fest fixieren. Die Federsätze werden durch einen Bügel 11, welcher mit 2 T- förmigen Enden in das Joch einrastet, gehalten. Durch eine entsprechende Formgebung des Bügels 11 .wird erreicht, daß sich die Federsätze 10 und,42 nicht lösen können, auch wenn durch Nachschwindung des Kunststoffes eine Verminderung der Bauhöhe eintritt. Das Relais wird durch eine Haube 8 abgedeckt, in welcher die Grundplatte 12 durch die 2 Stege 31 und 32 gehalten wird. Die Haube 8 rastet an der Umhüllung 3 des Spulenkörpers ein. Da somit die Grundplatte 12 unabhängig von den Federsätzen und dem Magnetsystem gehalten wird, kann bei der Befestigung des Relais durch die Schraube 14 keine Veränderung der Kenndaten auftreten.

In Fig. 2 und 3 ist die Spulenumhüllung 3, die Anker haltefeder

und da β Joch 1 mit der Ankerlagerung 15 vergrößert dargestellt, X)

und zur Verlange- <, Q9849/ U73 ../.·♦

ung der freien
Federlänge

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Die Ankerhaltefeder 13 weist eine Aue stanzung 4 5 auf, so daß die beiden federnden Enden 46 und 47 nur auf dem Anker 7 aufliegen, um einen gleichmäßigen Anpreßdruck zu erreichen. Außerdem weisen die beiden Federenden 46 und 47 eine S- förmige Biegung 55 auf, so daß sie nur mit einer Linie den Anker 7 berühren. Die Ankerhaltefeder wird mittels zweier T- förmigen Ansätze 54 im Joch 1 gehalten. Im Joch 1 sind verschiedene Ausstanzungen 48, 49, 50, 51, 52 und 53 zu sehen, welche zur Fixierung der Federsätze dienen.

Fig. 4 zeigt die Verrastung des Joches 1 im Spulenkörper 2 durch die beiden Stege 39· Um das Einführen des Joches zu erleichtern, weist dieses 2 Schrägen 56 und 57 auf, weiche die beiden Stege 39 auseinanderdrücken. Erst wenn das Joch ganz in den Spulenkörper 3 eingedrückt ist, können die beiden Stege 39 ihre ursprüngliche Lage wieder einnehmen und das Joch 1 an den Absätzen 58 und 59 arretieren.

Die Befestigung der Abdeckhaube ist in Fig. 5 dargestellt. Die Spulenumhüllung 3 mit der Wicklung 4 und dem Spulenkörper weist seitlich 2 Vertiefungen auf, in welche die beiden Rastnasen 60 und 61 der Haube 8 eingreifen. Um das Aufschieben der Haube zu erleichtern, weist die Spulenumhüllung 3 die beiden Schrägen 62 und 63 auf.

In Fig. 6 ist der Anker 7 mit der Einhängung des Betätigungsstegea 40 dargestellt. Die beiden öffnungen 33 dienen zur Aufnahme der Schaltfedern 20 und 21 ( Fig. 1 ). Der Betätigungssteg 40 wird mit den beiden Rastnaaen 22 durch entsprechende öffnungen des Ankers 7 gesteckt und eingerastet. Zur Erleichterung der Montage sind an den beiden Rastnasen 22 Schrägen 65 und 66 angebracht. Durch die Rastnasen 22 wird zwischen Anker 7 und Joch 1 eine magnetische Trennung 64 erreicht.

Naturgemäß ist diese Erfindung nicht auf das eine Ausführungsbeispiel beschränkt.

18 Patentansprüche 6 Figuren

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Elektromagnetische β Kleinrelais mit einer Kunststoff - umhüllten Spule, in welche ein Joch eingerastet ist, welches zur Aufnahme des Ankers, der Anker haltefeder und der Federsätze dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklung mit den Anschlüssen von Kunststoff umhüllt ist.
2. ) Elektromagnetisches Kleinrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Spulenumhüllung Vertiefungen und Stege oder Zapfen angeordnet sind zur Befestigung der Abdeckhaube.
3. ) Elektromagnetisches Kleinrelais nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Spulenkörper oder dessen Umhüllung Einrichtungen angebracht sind zur Befestigung des Joches und daß diese Befestigung ohne Werkzeuge möglich ist.
4. ) Elektromagnetisches Kleinrelais mit einem U- förmigen Joch, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch an einem Schenkel Absätze oder Aussparungen zur Befestigung im Spulenkörper oder dessen Umhüllung aufweist.
5. ) Elektromagnetisches Kleinrelais nach Anspruch 4, dadurch

gekennzeichnet, daß das Joch zur Montageerleichterung Schrägen oder aufweist.
6. ) Elektromagnetisches Kleinrelais nach Anspruch 4 und 5,

dadurch gekennzeichnet, daß das Joch gemeinsame öffnungen zur Befestigung von Ankerhaltefeder und Federsatz aufweist und daß diese Befestigung von Ankerhaltefeder und Feder satz ohne Werkzeuge möglich ist.
7. ) Elektromagnetische β Kleinrelais nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des U- förmigen Joches gebogen ist und mit dem Anker, in welchen eine Vertiefung eingedruckt ist, ein Schneidenlager bildet.

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8. ) Elektromagnetische β Klcinrelaie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungesteg für die Federsätze auf der einen Seite im Anker eingerastet wird und auf der anderen Seite von einer Blattfeder gehalten wird.
9. ) Elektromagnetisches Kleinrelais nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungssteg öffnungen aufweist, welche etwas breiter als die Werkstoffdicke der Schaltfeder sind.
10. ) Elektromagnetisches Kleinrelais mit Federsätzen im Baukastensystem, welche mit einem Federbügel in bekannter Bauart auf dem Joch befestigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Federsätze aus einem Kunstetoffteil bestehen, in welchem 2 stationäre Kontaktträger und eine bewegliche Schaltfeder untergebracht sind.
11. ) Elektromagnetisches Kleinrelais nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kunststoffteil 1 stationäre Kontaktträger und eine bewegliche Schaltfeder untergebracht sind.
12, ) Elektromagnetisches Kleinrelais nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Federsätze Rastnasen aufweisen, wodurch eine Fixierung der Federsätze untereinander sowie auf dem Joch möglich ist.
13. ) Elektromagnetisches Kleinrelais nach Anspruch 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Federsatz wahlweise um 180° C um seine Längsachse gedreht montiert werden kann.
14. ) Elektromagnetisches Kleinrelais nach Anspruch 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfeder keine Vorspannung zur Erzeugung der Kontaktkraft aufweist.
15« ) Elektromagnetisches Kleinrelais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über den Federeätzen eine Blattfeder angebracht ist mit welcher die Ruhekontaktkraft bestimmt werden kann.

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16. ) Elektromagnetisches Kleinrelaie nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckhaube und die Grundplatte so in der Spulenumhüllung gelagert sind, daß bei mechanischer Belastung keine Veränderung der Kenndaten des Relais auftreten kann.
17. ) Elektromagnetisches Kleinrelais nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Rastnasen des Betätigungssteges zwischen Anker und Joch eine magnetische Trennung erreicht wird.
18. ) Elektromagnetisches Kleinrelais nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais ohne Werkzeuge montiert werden kann.

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