DE2520932C3 - Elektromagnetisches Relais kleiner Abmessungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais kleiner Abmessungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Relais ist in der US-PS 37 48 611 fen beschrieben. Es ist offenbar für einen Einbau in derjenigen Ausrichtung ausgelegt, die in der dortigen Zeichnung wiedergegeben ist. Dabei ist dann der Anker über Rippen des Gehäuses in horizontaler Richtung geführt bewegbar. Das Zurückbewegen des Ankers in &> seine Ausgangsstellung nach Abschalten der Relaisspule erfolgt durch den die Schaltkontakte tragenden Federarm. Bei diesem Zurückbewegen des Ankers müssen durch die Führung im Gehäuse bedingte Reibungskräfte überwunden werden, die sich im Laufe der Zeit ändern, z. B. wegen zunehmenden Verschleiß der Führungsflächen. Nach langem Einsäte des Relais ist auch die Rückstellkraft der Feder vermindert Um überhaupt ein Rückstellen des Ankers sicherzustellen, darf ferner die Rückstellkraft des Federarms nicht zu klein gewählt werden. Diese Rückstellkraft muß aber beim Anziehen des Relais überwunden werden, was die Ansprechzeit verlängert

Durch die Erfindung soll daher bei einem Relais gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowohl das Ansprech- als auch das Abfallverhalten verbessert werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst

Bei diesem Relais wird zum Rückstellen des Ankers auf die Schwerkraft zurückgegriffen. Eine derartige Schwerkraftrückstellung könnte man zwar auch bei dem bekannten Relais erzielen, wenn man dieses so kippt, daß die Bewegungsrichtung des Ankers mit der Vertikalen zusammenfällt. Dann könnte auch der Federarm eine geringere Federkonstante erhalten, und der Anker müßte beim Anziehen nur gegen eine schwache oder gar keine Feder arbeiten. Um aber bei der verhältnismäßig großen Entfernung des Ankers von den Jochschenkeln in der abgefallenen Stellung den Anker entgegen der Schwerkraft überhaupt in Bewegung setzen zu können, brauchte man ein recht großes Magnetfeld. Bei Verwendung eines solchen Magnetfeldes wird dann bei in Bewegung gesetztem Anker mit kleiner werdendem Luftspalt die auf den Anker ausgeübte Kraft sehr groß, so daß dieser dann stark auf die Schenkel des die Wicklung tragenden Kernes aufschlägt. Dies führt nicht nur zu einem unerwünschten Verschleiß von Anker und Kern, sondern kann auch zu einem unerwünschten Kontaktprellen führen. Dem könnte man zwar wiederum dadurch zum Teil begegnen, daß man den Abstand zwischen Anker und Jochschenkeln bei nicht erregter Relaisspule klein wählt. Damit ist dann aber nicht mehl- sichergestellt, daß das Relais bei durch Fahrbahnunebenheiten erzeugten Erschütterungen nicht ebenfalls anspricht.

Diese Schwierigkeiten sind bei dem erfindungsgemäßen Relais dadurch ausgeräumt, daß der Anker in der abgefallenen Lage durch die ihn lose aufnehmenden Aussparung des Gehäuses schräg zur Horizontalen geneigt gehalten wird. Die eine Stirnkante des Ankers hat somit vom zugeordneten Jochschenkel des Kernes einen kleineren Abstand als die zweite Stirnkante von dem ihr zugeordneten zweiten Jochschenkei.

Wird bei einer solchen Anordnung die Relaisspule erregt, so wird zunächst das kleineren Abstand vom Kern aufweisende Ende des Ankers angehoben, bis es am Kern anschlägt. Die nun am Kern anliegende Kante des Ankers dient bei der weiteren Bewegung als Schwenkachse, um welche das zweite Ankerende nach oben gedreht wird. Mit dem Anheben des zweiten Ankerendes wird dann auch der Federarm mitgenommen. Auf diese Weise wird dann der bewegliche Kontakt in die andere Arbeitsstellung gebracht. Man erhält also ein sauberes Anlegen des Kontaktes, da beim eigentlichen Schließen des Stromkreises Anker und Federarm beide gleichermaßen eine Schwenkbewegung c irehführen.

In diesem Falle sind bei abgefallenem Relais Anker und Federarm mechanisch voneinander getrennt, so daß auf Erschütterungen beruhende Trägheitskräfte des

große Masse aufweisenden Ankers bis zu einer bestimmten Größe nicht auf den Federarm einwirken und so Fehlbetätigungen des Relais verhindert werden.

In der US-PS 31 38 678 ist zwar schon ein Relais mit einem Anker beschrieben, der durch Schwerkrafteinwirkung abfällt Der Anker und der den beweglichen Kontakt tragende Federarm sind starr miteinander verbunden und werden gemeinsam auf einer Kreisbahn um den Befestigungspunkt des Federarmes bewegt Damit werden zwar in der einen Endstellung des Ankers ι ο an seinen beiden Enden unterschiedlich große Luftspalte erhalten, es kann aber nicht das eine Ende des Ankers vor dem anderen an den Kern gezogen werden. Die oben beschriebener. Vorteile werden also bei diesem bekannten Relais nicht erreicht

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Eine konstruktiv besonders günstige Ausführungsform ergibt sich, wenn der den beweglichen Kontakt tragende Federarm quer zur Achse des Spulenkerns verlaufend zwischen diesem und dem Anker angeordnet ist.

Hierbei ist es, wie vorstehend schon dargelegt, vorteilhaft, wenn der Anker im nicht erregten Zustand des Relais mit dem den beweglichen Kontakt tragenden Federarm nicht mechanisch in Verbindung steht.

Mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 4 wird erreicht, daß sich der Anker in der Aussparung des Bodens nicht zusätzlich zu der gewünschten Schrägstellung verkanten kann. Ein derartiges Verkanten würde sowohl beim Anziehen des Relais als auch beim Abfallen des Relais der Bewegung des Ankers einen zusätzlichen Widerstand entgegensetzen.

Mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 5 wird erreicht, daß sich der Anker auch dann leicht vom Boden der Aussparung lösen kann, wenn sich auf diesem eine öl- oder sonstige Flüssigkeitsschicht angesammelt hat.

Mit der Weiterbildung gemäß Anspruch 6 wird ein leichtes und rasches Abfallen des Ankers nach Unterbrechen der Erregung der Wicklung des Elektromagneten erhalten. Derartige Vorsprünge sind zwar in ähnlicher Art schon bei durch eine Feder in die abgefallene Lage vorgespannten Ankern von Relais bekannt, ein leichtes Abfallen des Ankers unter Aufbrechen des magnetischen Restflusses ist aber gerade bei durch Schwerkraft in die abgefallene Lage zurückbewegbaren Ankern von besonderem Vorteil.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher 5i> erläutert. In dieser zeigt

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch ein Relais senkrecht zur Längserstreckung des den beweglichen Kontakt tragenden Federarmes;

Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch das in Fig. 1 « gezeigte Relais in Längsrichtung des den beweglichen Kontakt tragenden Federarmes; und

Fig.3 eine Aufsicht auf das in den Fig. 1 und 2 gezeigte Relais bei abgenommenem Deckel.

Das in der Zeichnung gezeigte Relais hat eine w> Bodenplatte 1, welche von Steckkontakten 2 und 3 durchragt ist. An diese ist eine Wicklung 4 angelötet. In der Bodenplatte 1 befindet sich ein weiterer Steckkontakt 5, der einen feststehenden Kontakt 6 trägt. Ein weiterer, fest mit der Bodenplatte 1 verbundener Steckkontakt 7 ist über einen fest mit ihm verbundenen Federarm 9 elektrisch mit einem beweglichen Kontakt 8 des Relais verbunden.

Ein die Spule 4 tragender Kern 10 trägt Jochschenkel 11 und IZ die in Ausnehmungen der Bodenplatte 1 eingesteckt sind. Den Stirnflächen 11' und 12' der Jochschenkel 11 und 12 gegenüberliegend ist ein Anker 13 vorgesehen, der freibeweglich in einer Aussparung 14 der Bodenplatte 1 angeordnet ist Der Anker 13 ist mechanisch sowohl vom Federarm 9 als auch von den Jochschenkeln 11 und 12 getrennt Die zwischen dem Anker 13 und den Jochschenkeln U und 12 liegenden Luftspalte sind in der Zeichnung mit 15 und 15' bezeichnet

Wie am besten aus Fig.2 ersichtlich ist, fällt der Boden der Aussparung 14 vom in Fig.2 linken Ende zum in F i g. 2 rechten Ende schräg nach unten ab. Damit wird erreicht, daß bei abgefallenem Anker die Luftspalte 15 und 15' in Fig.2 von links nach rechts größer werden.

Der Anker 13 trägt einen stiftförmigen Vorsprung 16, über weichen er am Federarm 9 angreifen kann. Im Anker 13 sind ferner öffnungen 17 vorgesehen, in welche vom Boden der Aussparung 14 getragene Führungszapfen 18 eingreifen. Letztere führen den Anker bei seiner Bewegung in vertikaler Richtung und verhindern ein Streifen des Ankers 13 an den Wänden der Aussparung 14.

Auf dem Boden der Aussparung 14 ist eine Erhebung 19 vorgesehen, durch welche der Anker 13 in abgefallenem Zustand vom Boden der Aussparung entfernt gehalten wird. Damit wird verhindert, daß der Anker am Boden der Aussparung durch etwa vorhandenes Wasser öl festklebt.

Auf den an die Stirnflächen der Jochschenkel anlegbaren Oberflächenbereichen des Ankers sind in der Zeichnung nicht dargestellte sehr kleine weitere Vorsprünge vorgesehen, welche bei angezogenem Anker einen kleinen Mindestluftspalt vorgeben, um nach Unterbrechung der Erregung des Relais das Abfallen des Ankers zu erleichtern.

Das oben beschriebene Relais weist eine Abdeckkappe 20 auf, die dicht auf die Bodenplatte 1 aufgesetzt ist.

Das oben beschriebene Relais arbeitet wie folgt:

Wird die Wicklung 4 erregt, so wird ein magnetischer Fluß erzeugt, der ausgehend vom Kern 10 über die Schenkel 11 und 12, die Luftspalte 15 und 15' sowie den Anker 13 geschlossen ist. Durch diesen Magnetfluß wird der Anker 13 angehoben, der dann mit seinem Vorsprung 16 den Federarm 9 anhebt. Hierdurch wird der bewegliche Kontakt 8 in Anlage an den feststehenden Kontakt 6 gebracht, so daß ein Stromkreis zwischen dem Steckkontakt 7 und dem Steckkontakt 5 über den Federarm 9 geschlossen wird.

Das Anziehen des Ankers erfolgt wegen der unterschiedlichen Dicke der Luftspalte 15 und 15' bei abgefallenem Anker derart, daß in einer ersten Phase ein Anlegen des geringeren Abstandes vom zugeordneten Jochschenkel anliegenden Teiles des Ankers an diesem Jochschenkel herbeigeführt wird und daß hiernach der Anker um sein schon auf einem Jochschenkel aufsitzendes Ende verschwenkt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Relais kleiner Abmessungen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Anschlußstifte tragenden Gehäuse, mit einem die Erregerspule tragenden, freie, von dem Anker überbrückbare Jochschenkelenden aufweisenden Magnetkern, mit einem lose in einer Aussparung des Gehäuses angeordneten Anker und mit einem den beweglichen Kontakt tragenden, im wesentlichen parallel zum Anker verlaufenden und von diesem betätigten Federarm, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (13) im angezogenen Zustand die in gleicher Höhe liegenden Stirnflächen (H', 12') von vom Magnetkern (10) in vertikaler Richtung nach unten ragenden Jochschenkeln (11, 12) überbrückt und die darunter angeordnete Aussparung (14) des Gehäuses den in ihr in vertikaler Richtung verlagerbaren Anker (13) bei nicht erregter Spule (4) in zur Horizontalen geneigter Richtung abstützt.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den beweglichen Kontakt tragende Federarm (9) quer zur Achse des Spulenkerns (10) verlaufend zwischen diesem und dem Anker (13) angeordnet ist.

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (13) im nicht erregten Zustand des Relais mit dem den beweglichen Kontakt tragenden Federarm (9) nicht mechanisch in Verbindung steht.

4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Aussparung (14) mindestens einen Führungszapfen (18) trägt, der lose durch eine Öffnung (17) im Anker (13) greift.

5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Aussparung (14) eine Erhebung (19) aufweist, auf welcher der Anker (13) bei nicht erregter Spule (4) ruht.

6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (13) auf der dem Federarm (9) zugewandten Seite einen Vorsprung (16) trägt.

7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der im abgefallenen Zustand höher liegende Abschnitt des Ankers (13) dem Befestigungspunkt des Federarmes (9) und der im abgefallenen Zustand tiefer liegende Abschnitt w des Ankers (13) dem freien Ende des Federarmes (9) benachbart ist.