DE2423286C2 - Gepoltes Gleichstromrelais - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein gepoltes Gleichstromrelais, insbesondere für elektrische Spiel- und Modellbahnanlagen, mit einem die Spulenwicklungen tragenden stabförmigen Magnetkern und diesen stirnseitig umfassenden Polblechen, auf deren zur Magnetkernachse parallelen Schenkeln ein stabförmiger Dauermagnet angeordnet ist, sowie einem auf Seitenarmen schwenkbar gelagerten, als Ankerwippe ausgebildeten Kippanker.

Die bislang bekanntgewordenen gepolten Gleichstromrelais sind meist, entsprechend ihrer Auslegung als hochwertige elektronische Schaltbausteine, viel zu kompliziert und teuer, um als Spielzeugrelais, beispielsweise zur Umsteuerung von Weichen, Signalen od. dgl. eingesetzt zu werden. Letztendlich gilt dies sogar für die bisher für Spielzeuganlagen speziell entwickelten Relais, da diese die Verwendung relativ teuerer Magnetmaterialien für die Permanentmagnete erfordern und trotzdem noch relativ große Steuerströme bedingen. Darüber hinaus sind die bekannten gepolten Gleichstromrelais für Spielzeugfahranlagen noch recht groß und unhandlich, so daß sie insbesondere beim Aufbau auf der Grundplatte einer solchen Fahranlage optisch stark stören.

So ist beispielsweise bei einem aus der DE-AS 48 377 bekannt gewordenen gepolten Gleichstromrelais ein durchgehender Permanentmagnet angeordnet, der sich über die gesamte Länge der Spule erstreckt.

Darüber hinaus ist die Ankerwippe unter den Lagerschenkeln der Polbleche, d. h. auf der dem Permanentmagneten entgegengesetzten Seite der Spule angeordnet. Dies bedingt eine doppelte Vergrößerung der Bauhöhe, da zum einen die Dicke der Permanentmagnete, als auch die Aufbauhöhe der Ankerwippe zu berücksichtigen ist. Der Aufbau dieses bekannten Relais wird dabei noch weiter verkompliziert durch die eine Vielzahl von zusätzlichen Lagerbauteilen erfordernde besondere seitliche Kugellagerung der Ankerwippe.

Flachrelais sind darüber hinaus auch bereits in vielfältiger anderer Ausgestaltung bekanntgeworden (man vergl. hierzu beispielsweise die deutschen Offenlegungsschriften 16 39 301 und 15 64 104). Bei all diesen bekannten Anordnungen ist jedoch das gerade für Spiel- und Modellbahnanlagen so wesentliche Momente der Kleinräumigkeit des Aufbaus — unter Beachtung, daß es sich nicht um ein teures Spezialrelais handeln darf — nicht in ausreichendem Maß berücksichtigt, so daß auch diese Relais für die vorgesehenen speziellen Anwendungen letztendlich nicht geeignet sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gepoltes Gleichstromrelais der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß es bei einfacherem Aufbau noch flacher gebaut werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Polbleche einen im wesentlichen

U-förmigen Umschlußbügel bilden und der Magnetkern unter Bildung von Luftspalten zwischen dessen Schenkeln angeordnet ist, daß den Enden und der Basis des Umschlußbügels getrennte Permanentmagnete zwischengeordnet sind, die die Außenmaße der Spulenwicklungen nicht überragen, und daß die Ankerwippe auf der dem Umschlußbügel entgegengesetzten Seite des Magnetkerns an hochgebogenen Seitenarmen des Umschlußbüg j(s gelagert ist

Durch die Verlagerung der Ankerwippe auf die gegenüber dem Relais nach der DE-AS 2148 377 entgegengesetzte Seite kann man — noch dazu verstärkt durch die daraus resultierende Möglichkeit, die Ankerwippe rahmenförmig auszubilden — das Relais wesentlich flacher bauen als die vorbekannte Anordnung. Eine weitere Verringerung der Bauhöhe ergibt sich durch die besonders Anordnung und Bemessung der Permanentmagnete, da nunmehr auch die Dicke der Permanentmagnete in die Bauhöhe überhaupt nicht mehr eingeht Schließlich ermöglicht die erfindungsgemäße Konstruktion insbesondere infolge der besonderen Ausführung des magnetischen Umschlusses die Verwendung kunststoffgebundener Dauermagnete mit relativ geringen Feldstärken, wodurch sowohl die An- und Umsteuerung eines erfindungsgemäßen Relais verbessert wird, als auch eine weitere Verbesserung im Hinblick auf die besonders flache Bauform resultiert

Durch die rahmenförmige Ausbildung der Ankerwippe ist es möglich, die hochgebogenen Seitenarme des Umschlußbügels in der Höhe niedriger auszugestalten als den entsprechenden Durchmesser der Spulenwicklungen, so daß die Spulenwicklungen durch die zentrale Ausnehmung der rahmenförmigen Ankerwippe hindurchragen und die Ankerwippe damit nicht insgesamt über den Spulenwicklungen angeordnet zu sein braucht, was die Höhe eines entsprechenden Relais — wie die vorbekannten Relais deutlich zeigen — erheblich vergrößern muß.

Die Lagerung der Ankerwippe auf den hochgebogenen Seitenarmen des Umschlußbügels erfolgt dabei mit Vorteil lediglich durch federndes Andrücken an waagrecht abgebogene Lagerschenkel der Seitenarme des Umschlußbügels mit Ausnehmungen für Zentriersikken der Ankerwippe, wobei das ffidernde Andrücken mit besonderem Vorteil durch zwei als Blattfedern ausgebildete parallel zu den Längsseiten der Ankerwippe verlaufende, in der Mitte an einer Grundplatte befestigte und an ihren freien hochgebogenen Enden mit den Enden der Ankerwippe verbundene, die beweglichen Relaiskontakte tragende Kontaktfedern erfolgen kann. .

Durch diese erfindungsgemäße Ausgestaltung der gleichzeitig zur Verspannung der Ankerwippe dienenden Kontaktfedern ist es möglich, bei geringstem technischen Aufwand mit nur einer Kontaktfeder pro Umschalter auszukommen, wobei die Verbindung der Ankerwippe mit den Kontaktfedern ir. Weiterbildung der Erfindung mit Hilfe von auf die Enden der Ankerwippe aufschiebbaren Isolierstoffbügeln mit unterseitig angeformten Haken zum Einhängen der Kontaktfedern erfolgen kann.

Diese Isoiierstoffbügel ermöglichen eine besonders einfache Montage eines erfindungsgemäßen Relais durch einfaches Auflegen der Ankerwippe auf die Lagerschenkel der Seitenarme und anschließendes Aufschieben der Isolierstoffbügel jeweils nach Verkippen der Ankerwippe auf der entsprechenden Seite nach unten wobei dann automatisch das Einhängen der entsprechenden Enden der Kontaktfedern und die Zentrierung der Ankerwippe erfolgt Eine besondere Justierung der Kontakte ist ebenfalls nicht erforderlich.

In Weiterbildung der Erfindung können an der Oberseite der Isolierstoffbügel angeformte, durch Ausnehmungen des Gehäusedeckels ragende Stifte zur optischen Anzeige der Schaltstellung und/oder Handbetätigung des Relais vorgesehen sein.

Eine weitere Vereinfachung sowohl des Aufbaus als auch der Montage eines erfindiingsgemäßen Relais ergibt sich in Ausgestaltung der Erfindung dadurch, daß die Leitungsverbindungen der äußeren Anschlußkontakte mit den Relaiskontakten und Spulenwicklungen als gedruckte Schaltung auf der Unterseite der Grundplatte angeordnet sind, wobei die Grundplatte in den mit nach innen ragenden seitlichen Nasen versehenen Gehäusedeckel einsprengbar ist

Schließlich liegt es auch noch im Rahmen der Erfindung, das Relais zusätzliö mit eingebauten Ventilzellen zu versehen, so daß es unverändert auch für Wechselstrombetrieb verwendet werden kann.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sines Ausführungsbeispiels sowie an Hand der Zeichnung. Dabei zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines gepolten Gleichstromrelais, wobei zur Verdeutlichung der Wippenwinkel etwas übertrieben dargestellt ist;

Fig.2 einen Längsschnitt durch das zusammengebaute Relais;

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie III-III durch einen Isolierstoffbügel zur Verbindung von Ankerwippe und Kontaktfeder und

Fig.4 eine perspektivische Ansicht des bei dem dargestellten Relais verwendeten Umschlußbügels.

Auf einer Grundplatte 1 aus Isolierstoff isi ein im wesentlichen U-förmiger Umschlußbügel 2 angeordnet, zwischen dessen Schenkeln 3 der die Spulenwicklungen 4 bzw. 5 tragende Magnetkern 6 unter Bildung von Luftspaiten 7 bzw. 8 zwischengeordnet ist, wobei zwischen den Enden des Magnetkerns 6 und der Basis 9 des Umschlußbügels 2 Permanentmagnete 10, vorzugsweise in Form kunststoffgebundener Dauermagnete, angeordnet sind. Ein als Ankerwippe 11 ausgebildeter Kippanker ist schwenkbar auf waagrecht abgebogenen Lagerschenkeln 12 von hochgebogenen Seitenarmen 13 des Umschlußbügels 2 gelagert, wobei zur Ausrichtung Zentriersicken 14 an der Ankerwippe 11 in Ausnehmungen 15 der Lagerschenkel 12 eingreifen. Die Ankerwippe 11 ist rahmenförmig ausgebildet, so daß die Spuleiswicklungen 4 und 5 durch die zentrische Ausnehmung 16 nach oben überstehen können und die Ankerwippe 11 keine zusätzliche Vergrößerung der Höhe des Relais erfordert. Parallel unterhalb der Längsseitenstreben 17 und der Ankerwippe 11 sind als Blattfedern ausgebildete Kontaktfedern 18 an der Grundplatte 1 befestigt, deren freie Enden festen Kontakten 19 bzw. 20 an der Grundplatte 1 gegenüber= stehende bewegliche Kontakte 21 bzw. 2? tfagen und mit Hilfe von Isolierstoffbügeln 23 mit den Enden der ν ':erwippe 11 verbunden sind, so daß sie diese gleichzeitig unter federnder Vorspannung auf den Lagerschenkeln 12 am Umschlußbügel 2 festlegen. Die mittige Befestigung der Kontaktfedern 18 erfolgt durch seitliche durch Schlitze 24 der Grundplatte 1 gesteckte und unten umgebogene Lappen 25 der Kontaktfedern

18, die den gemeinsamen festen Kontakt je Umschalter bilden.

Die Isolierstoffbügel 23 weisen seitliche, die ihrer Dicke entsprechend eingeschnittenen Enden der Ankerwippe 11 seitlich umfassende Haken 24 und zum Einhängen der freien Enden der Blattfedern 18 dienende Haken 23 auf, die bei der Montage jeweils nach dem Verkippen des entsprechenden Endes der Ankerwippe 11 nach unten auf dieses Ende aufgeschoben werden und dabei mit den Haken 25 automatisch unter die zugehörigen Enden der Blattfedern 18 greifen (man vergl. hierzu insbes. F i g. 2 linke Hälfte), so daß sich eine sehr einfache, eine weitere Justierung völlig erübrigende leicht montierbare Steckverbindung zwischen der Ankerwippe 11 und den Kontaktfedern 18 herstellen π läßt. Mit 26 sind an der Oberseite der Isolierstoffbügel 23 angeformte Stifte bezeichnet, welche abwechselnd je nach Stellung der Ankerwippe durch Ausnehmungen 27 des lösbar aufgesetzten Gehausedeckeis 2κ herausstehen um einerseits die Relaisstellung anzuzeigen und andererseits zur Handbetätigung des Relais herangezogen werden können.

Zur lösbaren Festlegung des Gehäusedeckels 28 an der Grundplatte 1 sind im Gehäusedeckel 28 seitlich Nasen 34 angebracht, in die die Grundplatte 1 einrastet. Dabei sind die Nasen 34 so angeordnet, daß die Grundplatte 1 mit den auf ihrer Unterseite befindlichen Leiterbahnen und Lötstellen über der Auflagefläche liegt.

Die Leitungsverbindungen der als Federklemmen ausgebildeten äußeren Anschlußkontakte 29 bzw.30 mit den Relaiskontakten 19, 20, 21, 22 ist — im einzelnen nicht dargestellt — als gedruckte Schaltung auf der Unterseite der Grundplatte angeordnet. Mit 33 sind Ventilzellen bezeichnet, die es ermöglichen, ein erfindungsgemäßes gepoltes Gleichstromrelais auch mit Wechselstrom zu betreiben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Gepoltes Gleichstromrelais, insbesondere für elektrische Spiel- und Modellbahnanlagen, mit s einem die Spulenwicklungen tragenden stabförmigen Magnetkern und diesen stirnseitig umfassenden Polblechen, auf deren zur Magnetkernachse parallelen Schenkeln ein stabförmiger Dauermagnet angeordnet ist, sowie einem auf Seitenarmen schwenkbar gelagerten, als Ankerwippe ausgebildeten Kippanker, dadurch gekennzeichnet, daß die Polbleche einen im wesentlichen U-förmigen Umschlußbügel (2) bilden und der Magnetkern (6) unter Bildung von Luftspalten (7,8) zwischen dessen Schenkeln (3) angeordnet ist, daß den Enden und der Basis (9) des Umschlußbügels getrennte Permanentmagnete (10) zwischengeordnet sind, die die Außenmaße der Spulenwicklungen (4, 5) nicht überragep. und daß die Ankerwippe (1) auf der dem Umschiußbüge! (2) entgegengesetzten Seite des Magnetkerns (6) an hochgebogenen Seitenarmen (13) des Umschlußbügels (2) gelagert ist

2. Gepoltes Gleichstromrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ankerwippe (11) rahmenförmig ausgebildet ist

3. Gleichstromrelais nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch waagrecht abgebogene Lagerschenkel (12) der Seitenarme (13) des Umschlußbügels (2) mit Ausnehmungen (15) für Zentriersickcn (14) der Ankerwippe (11).

4. Gleichstromrelar. nach rnem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch zwei als Blattfedern ausgebildete parallel zu de· Längsseiten der Ankerwippe (11) verlaufende in der Mitte an einer Grundplatte (1) befestigte und an ihren freien hochgebogenen Enden mit den Enden der Ankerwippe (11) verbundene, die beweglichen Relaiskontakte (21,22) tragende Kontaktfedern (18).

5. Gleichstromrelais nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch auf die Enden der Ankerwippe (11) aufschiebbare Isolierstoffbügel (23) mit unterseitig angeformten Haken (25) zum Einhängen der Kontaktfedern (18).

6. Gleichstromrelais nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch an der Oberseite der Isolierstoffbügel (23) angeformte durch Ausnehmungen (27) des Gehäusedeckels (28) ragende Stifte (26) zur optischen Anzeige der Schaltstellung und/oder Handbetätigung des Relais.

7. Gleichstromrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungsverbindungen der äußeren Anschlußkontakte (29, 30) mit den Relaiskontakten (i9, 20, 2i, 22, 25) und Spulenwicklungen (4,5) als gedruckte Schaltung auf der Unterseite der Grundplatte (1) angeordnet sind.

8. Gleichstromrelais nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß die äußeren Anschlußkontakte (29,30) als Ausnehmungen (31) des lösbar aufgesetzten Gehäusedeckels (28) durchsetzende Federklemmen ausgebildet sind.

9. Gleichstromrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß die Grundplatte (1) in den mit nach innen ragenden seitlichen Nasen (34) versehenen Gehäusedeckel (28) einsprengbar ist.

10. Gleichstromrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eingebaute Ventilzellen (33) für Wechselstrombetrieb.