DE2413386C3 - Elektromagnetisches Klappankerrelais - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Klappankerrelais, bei dem die beweglichen Kontaktfedern mit dem Klappanker in starrer Wirkverbindung stehen und die elektrische Verbindung jeder beweglichen Kontaktfeder zum zugeordneten Anschlußstift im Bereich der Drehachse des Klappankers über eine die auftretende relative Bewegung der beweglichen Kontaktfeder gegenüber dem feststehenden Anschlußteil erlaubende Gleitkontaktstelle erfolgt, an der bewegliche Kontaktfeder und feststehendes Anschlußteil unter Druck elastisch aneinander anliegen.

Bei einer bekannten Ausführungsform eines elektromagnetischen Klappankerrelais wird ein beweglicher Kontakt aus einer normalerweise offenen Stellung in eine geschlossene Stellung mit Hilfe eines durch eine Spule betätigten Ankers gebracht. Die elektrische Verbindung zwischen beweglichem Kontakt und stationärer Anschlußklemme wird in herkömmlicher Weise durch einen flexiblen Zuleitungsdraht erreicht, der zwischen beiden weichverlötet ist. Der Zuleitungsdraht muß so bemessen sein, daß er die Strombelastung aufnimmt, für die die Vorrichtung ausgelegt ist. er muß aber auch so flexibel wie möglich sein, damit mechanische Biegemomente und eine Seitenbelastung auf den Anker vermieden werden. Solche äußeren Kräfte machen ein derartiges Relais unzuverlässig im Betrieb, wenn das Relais eine große Anzahl von Schaltspielen durchzuführen hat (DT-AS 10 60 493).

Um die Flexibilität des Zuleitungsdrahtes zum beweglichen Kontakt zu vergrößern, wird üblicherweise ein vieladriger Leiter verwendet, ferner wird ein besonderes Stück oder eine Schleife vorgesehen, um die Biegekraft des Drahtes auf dem Anker weiter herabzusetzen. Dabei ist auch zu berücksichtigen, daß der Draht so verlegt werden muß. daß die gewünschte Flexibilität in der günstigen räumlichen Anordnung erzielt wird. In Miniaturrelais ist es nicht nur schwierig, den optimalen Verlauf bei der Verlegung beizubehalten, sondern das zusätzliche Leiterstück, das zur Erzielung der Flexibilität vorgesehen ist. nimmt auch einen wesentlichen Teil des sehr begrenzten, zur Verfugung stehenden Raumes ein.

Der Zuleitungsdraht muß an jedem Ende verlötet werden, damit eine zuverlässige Verbindung zwischen dem beweglichen Kontakt und der stationären Anschlußklemme erzielt wird. Der vieladrige Leiter, der wegen seiner Flexibilität verwendet wird, wirkt als Docht für das geschmolzene Lötmittel, das den Draht nach oben wandert, und ergibt beim Abkühlen eine erhebliche Versteifung im Bereich der verlöteten Verbindung. Dies wiederum bringt mit sich, daß höhere Biegekräfte erforderlich sind, um den Leiter auszultnken. und vergrößert die Belastung des magnetischen Kreises. In Relais, die eine lange Lebensdauer haben sollen, muß der Zuleitungsdraht von dem beweglichen Kontakt zum stationären Anschluß mehrere Millionen Biegungen aushalten. Dies bewirkt eine Kalthärtung des flexiblen Teiles der Leiter und kann zu Fehlern und zum Brechen führen.

Weiter sind Relais bekannt, bei denen kein Draht erforderlich ist, um eine Verbindung zum beweglichen Kontaktteil herzustellen.

Beispielsweise sind in DT-Gbm 17 76 915 und GB-PS 9 13 728 Anordnungen gezeigt, bei denen der Kontakt, der von dem Anker bewegt wird, nicht eigentlich am Anker befestigt, sondern selbst ein über eine Feder befestigtes Bauteil ist, das durch den Anker in Kontakt mit einem stationären Kontakt gebracht wird. Eine solche Anordnung hat sich als zufriedenstellend bei bestimmten Arten von Relais herausgestellt, z. B. bei großen Motoranlaßrelais und herkömmlichen Telefonrelais. Für Miniaturrelais war dies jedoch nicht zufriedenstellend, da diese Anordnung zu viel Platz beansprucht.

Weiterhin sind auch bereits Relais bekannt (DT-OS 20 63 886), bei denen das bewegliche Kontaktteil am Anker gehaltert ist und in gleitender Kontaktberühung mit Gegenkontakten steht. Bei derartigen Relais tritt auf Grund der großen Fläche auf der die Kontakte relativ zueinander gleiten, eine relativ hohe Kontaktabnutzung auf.

Bei einem weiteren bekannten Relais (DT-OS 22 27 643) ist der bewegliche Kontaktteil direkt am Anker befestigt; die elektrische Verbindung zwischen beweglichem Kontaktteil und Anschlußklemmen wird durch eine am Schwenkpunkt des Ankers gelegene Berührungsstelle zwischen beweglichem Kontaktteil und einer Verlängerung der Anschlußklemme hergestellt. Da das bewegliche Kontaktteil direkt mit dem Anker verbunden ist und da die Anker aus magnetischem Material, z. B. Weicheisen, bestehen, muß das Kontaktteil bei diesen Relais entweder stets mit Erdpotential verbunden sein oder aber der Anker muß von dem übrigen Teil des Relais und des Relaisgehäuses sorgfältig isoliert sein um zu verhindern, daß das bewegliche Kontaktteil durch das Relaisgehäuse kurzgeschlossen wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Weiterentwicklung eines Relais der eingangs genannten Art dahingehend, daß der bewegliche Kontaktteil vollständig elektrisch gegen den Relaisanker isoliert ist und daß die Gleitkontaktstelle derart ausgebildet ist. daß eine minimale Abnutzung bei der Betätigung der Relaiskontakte erzielt wird.

Gemäß der Erfindung wird dies bei einem elektromagnetischen Klappankerrelais der eingangs angegebenen Art dadurch erreicht, daß die beweglichen Kontaktfedern mit dem Klappanker über eine diese gegenüber dem Klappanker isolierende Halterung in Wirkverbindung stehen und daß zur Bildung der Gleitkontaktstelle an das Ende jeder in die isolierende Halterung eingeschobenen beweglichen Kontaktfeder Ansätze mit in Richtung der Drehachse des Klappankers weisenden ersten Kontaktflächen angeformt sind, denen zweite Kontaktflächen der feststehenden Anschlußteile gegenüberliegen, derart, daß bei Betätigung des Relais und der damit verbundenen Bewegung des Klappankers die ersten Kontaktflächen gegenüber den zweiten Kontaktflächen um die gemeinsame Mittelachse beider Kontaktflächen verdreht werden.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die eine der beiden an einer Gleitkontaktstelle aneinander anliegenden Kontaktflächen konvex und die andere eben ausgebildet.

Bei dem neuen Relais ist es nicht mehr erforderlich, den beweglichen Kontakt an Erdpotential zu legen oder sicherzustellen, daß der Anker über den Relaiskörper den Stromkreis nicht kurzschließt. Mit dem n-;uen Relais läßt sich eine hohe Anzahl von Arbeitsspielen, und zwar mehrere Millionen, einwandfrei ausführen. Ferner läßt sich eine kleinere Bauweise des Relais erreichen.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. la und Ib Vorder- und Seitenansicht eines doppelpoligen Umschaltrelais und

F i g. 2 eine Seitenansicht der Einrichtung nach F i g. 1, wobei ein Teil herausgebrochen dargestellt ist. um die Lage des Ankerschwenkpunktes sichtbar zu machen.

In der Zeichnung ist ein elektromagnetisches Klappankerrelais mit einem Grundkörper 10 dargestellt, der eine Basis 11 aus Isoliermaterial mit einer Vielzahl von Anschlußklemmen 12, 13, 14, 15 und 16 aufweist. Eine magnetische Betätigungsvorrichtung 17 umfaßt eine Spule 18 und einen Klappanker 19, der bewegliche Kontaktfedern 21 betätigt. Die Spule 18, die auf der Basis 11 starr befestigt ist, ist elektrisch mit der Anschlußklemme 13 und mit einer anderen, in der Zeichnung nicht sichtbaren Anschlußklemme verbunden. Der Klappanker 19 ist schwenkbar befestigt und kann eine Drehbewegung um eine Achse ausführen, die in dem Ausführungsbeispiel durch die Ankerkante 22 definiert ist, welche sich gegen eine untere Fläche des die Spule aufnehmenden Rahmens 23 legt. Der Anker 19 ist zwischen einer ersten oder »Offen«-Stellung. in der das freie Ende von dem Ende der Spule 18 versetzt ist, und einer zweiten oder »Geschlossenw-Stellung, in der das freie Ende dem Ende der Spule 18 benachbart ist.

drehbar. Wenn die Spule 18 erregt wird, dreht sich der Klappanker 19 aus der ersten Stellung in die zweite Stellung: wird die Spule 18 entregt, führt eine Feder 24 den Klappanker 19 in die erste Stellung zurück.

Die bewegliche Kontaktfeder 21 weist ein Kontaktstück 26 am freien Ende des federnden Armes 27 auf. der am anderen Ende in der Nähe der Drehachse 22 befestigt ist. Das Kontaktstück 26 ist zwischen im Abstand angeordneten stationären Anschlußkontakten 28 und 29 angeordnet, die durch die abgebogenen oberen Teile der Anschlußstifte 15 und 16 gebildet sind. Dtr Abstand zwischen den stationären Anschlußkontakten 28 und 29 ist auf die Länge des federnden Armes 27 in bezug auf die Achse 22 des Ankers 19 ausgelegt, so daß dann, wenn der Anker 19 seine erste oder »Offen«-Stellung einnimmt, das Kontaktstück 26 nachgiebig gegen den Anschlußkontakt 29 vorgespannt ist. während es dann, wenn der Anker 19 seine zweite oder »Geschlossen«-Stellung einnimmt, nachgiebig gegen den Anschlußkontakt 28 gedrückt wird.

Der Arm 27 ist am Anker 19 mit Hilfe einer geschlitzten, isolierenden Halterung 31 befestigt, die mit einem Ansatz 32 am unteren Ende des Ankers verbunden ist. Ein ebener Teil des Armes 27 paßt genau in den Schlitz der Halterung 31 und wird dort festgehalten. Damit ist der Arm 27 gegen den Anker 19 duich die Halterung 31 isoliert. Ein stromleitender Ansatz 33 des Armes 27 erstreckt sich nach oben und schneidet die geometrische Verlängerung der Achse 22; er ergibt eine bewegliche, erste Gleit-Druckkontaktfläche, die senkrecht zur Achse 22 steht. Bevorzugt ist die Druckkontaktfläche konvex ausgebildet. Eine feststehende zweite Kontaktfläche 36 ist mit dem Grundkörper 10 verbunden und erstreckt sich nach oben; sie schneidet die geometrische Verlängerung der Achse 22 und steht senkrecht auf ihr. Die nach oben gerichtete Verlängerung der feststehenden Kontaktfläche 36 ist federnd ausgebildet und so ausgelegt, daß sie nachgiebig gegen die Kontaktfläche 33 an der Achse 22 drückt, wobei ein Gleit-Druckkontakt erhalten wird, der sich durch geringe Reibung und geringen elektrischen Widerstand auszeichnet. Die feststehenden Anschlußteile 36 sind elektrisch mit Anschlußstiften 12, 14 verbunden, so daß eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktstücken 26 an den Enden der Arme 27 zu den Anschlußstiften 12, 14 hergestellt wird. Auf diese Weise wird ein doppelpoliger Umschalter erreicht.

Da die Gleit-Druckkontakte, die durch die Anschlußteile 33 und 36 gebildet werden, auf der Drehachse des Ankers 19 angeordnet sind und eine kleine gegenseitige Berührungsfläche aufweisen, ist nur eine ger'.nge den Anker belastende Reibung vorhanden. Die Relativbewegung der Druckkontakte ergibt eine Wischwirkung, so daß eine Verbindung geringen Widerstandes gewährleistet ist. Da die Druckkraft der Kontakte längs der Ankerachse ausgeübt wird, wirken auf den Anker selbst keine Biegemomente ein. Es brauchen keine flexiblen Drähte verlötet und durch das Relais hindurchgeführt zu werden, oder aber bei Betätigung des Relais ausgelenkt zu werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Klappankerrelais, bei dem die beweglichen Kontaktfedern mit dem Klappanker in starrer Wirkverbindung stehen und die elektrische Verbindung jeder beweglichen Kontaktfeder zum zugeordneten Anschlußstift im Bereicii der Drehachse des Klappankers über eine die auftretende relative Bewegung der beweglichen Kontaktfeder gegenüber dem feststehenden Anschlußteil erlaubende Gleitkontaktstel'e erfolgt, an der bewegliche Kontaktfeder und feststehendes Anschlußteil unter Druck elastisch aneinander anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kontaktfedern (21) mit dem Klappanker (19) über eine diese gegenüber dem Klappanker (19) isolierende Halterung (31) in Wirkverbindung stehen und daß zur Bildung der Gleitkomakmelle (34, 36) an das Ende jeder in die isolierende Halterung (31) eingeschobenen beweglichen Kontaktfeder Ansätze (33) mit in Richtung der Drehachse (22) des Klappankers (19) weisenden ersten Kontaktflächen (34) angeformt sind, denen zweite Kontaktflächen (36) der feststehenden Anschlußteile (36) gegenüberliegen, derart, daß bei Betätigung des Relais und der damit verbundenen Bewegung des Klappankers (19) die ersten Kontaktflächen (34J gegenüber den zweiten Kontaktflächen _Λ (36) um die gemeinsame Mittelachse beider Kontaktflächen verdreht werden.

2. Relais nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die eine der beiden an einer Gleitkontaktstelle (34) aneinander anliegenden Kontaktflächen (34,36) konvex und die andere eben ausgebildet ist.