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Kontaktfedersatz für elektromagnetische Relais Die Erfindung bezieht
sich auf einen Kontaktfedersatz für elektromagnetische Relais mit einem Isolierstoffkörper
als Träger für die einzelnen Kontaktfedern, welche in seitlichen Einschnitten des
Trägers angeordnet ud durch federnde Verspannung gehalten sind, Herkömmliche Kontaktfedersätze,
bei denen die Federn mit isolierenden Zwischen lagen einzeln aufeinander geschichtet
und dann verschraubt werden, erfordern einen hohen Fertigung0aufwand. Man ist deshalb
vielfach dazu übergegangen, einen Isolierstoffbicok mit Langskanälen oder mit seitlichen
Einschnitten zu versehen und die Kontaktfedern ohne weitere Befestigungsmittel dort
zu verankern.
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Hierbei ergibt sich das Problem, den Kontaktfedern einen genügenden
Festsitz zu geben, ohne daß der Kunststoffkörper übermäßiy hohen Belastungen oder
Verspannungen ausgesetzt wird. So ist es bereits bekannt, die Kontaktfedern mit
Querwölbungen, Rastnasen und Prägungen zu versehen, um sie im Isolierstoff zu verspannen
und formschlüssig gegen Längsbewegungen zu sichern. Eine problemlose Befestigung
kann hiermit jedoch insbesondere dann nicht erreicht werden, wenn die Befestigung
in seitlich offenen Einschnitten des Isolierkörpers erfolgen soll Denn die Fertigungstoleranzen
bei den Kontaktfedern und beim Isolierstoffträger führen dazu, daß entweder die
Feder zu lokker im Einschnitt sitzt oder in einen zu engen Spalt eingepreßt wird,
was wiederum zur überbelastung und zum Brechen des Kunststoffträgers führen kann.
Da die Stege zwischen den einzelnen Einschnitten im Träger aus Platzgründen nicht
allzu dick gemacht werten können, sind sie gegen Verspannungen besonders empfindlich.
Dies trifft insbesondere dann zu, wenn der Träger aus einem duroplastischen Kunststoff
gefertigt ist, was beispielsweise bei Starkstromkontakten aus Isolierungsgründen
erforderlich ist.
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In der deutschen Auslegeschrift 1 805 583 ist weiterhin ein elektromagnetisches
Relais beschrieben, bei dem die Kontaktfedern in Ausnehmungen eines Kunststoffkörpers
formschlüssig verriegelt sind.
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Zu diesem Zweck ist an den Kontaktfedern jeweils ein federnder Lappen
vorgesehen, der an einer Seite der Kontaktfeder in eine Hinterschneidung des Kunststoffkörpers
greift und auf der anderen Seite der Kontaktfeder hinter einem Steg einrastet. Dieses
formschlüssige Einrasten hat zwar den Vorteil, daß die Feder leicht wieder herausgenommen
und ausgewechselt werden kann, es hat aber andererseits den Nachteil, daß ein gewisses
Spiel in Längsrichtung der Kontaktfeder unvermeidbar vorhanden ist. Aufgrund der
beiderseits von der Kontaktfeder vorzunehmenden Verrastung fehlt eine größere Anlagefläche
zur Lagefixierung der Feder, außerdem müssen die Ausnehmungen für die Kontaktfederbefestigung
im Isolierstoffkörper ziemlich groß gehalten sein. Da zudem die Befestigungskanten
durch seitliche Einschnitte an der Kontaktfeder gewonnen werden, muß auch die Breite
der Feder entsprechend groß gewählt werden, so daß die bekannte KonStruktion insgesamt
nur anwendbar ist, wenn für den Kontaktfedersatz ein entsprechend großes Volumen
zur Verfügung steht. Außerdem ist die dort gezeigte formschlüssige Befestigung sehr
stark von Fertigungstoleranzen abhängig, und schließlich sind für das Einsetzen
der Federn Montagevorgänge in zwei Richtungen erforderlich, nämlich erst ein seitliches
Einstecken und dann ein Verschieben in Längsrichtung der Kontaktfedern.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kontaktfedersatz zu schaffen,
bei dem die Kontaktfedern in seitlichen Einschnitten eines Trägers genau und sicher
in ihrer Lage fixiert sind, ohne daß viel Raum für Befestigungselemente oder ein
unwirtschaftlich hoher Montageaufwand erforderlich wird. Diese Befestigung soll
auch die besonderen mechanischen Eigenschaften der Isolierstoffe, insbesondere von
duroplastischen Formstoffen, berücksichtigen und auch äußerenmechanischen Beanspruchungen,
beispielsweise Krafteinwirkungen auf den Lötanschluß, standhalten. Schließlich soll
die Befestigung unabhängig von den Maßtoleranzen der Einzelteile sein und eine automatische
Fertigung ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß die
einzelnen Kontaktfedern jeweils mit einer Flachseite an einer Wand des Einschnitts
im Träger anliegen und auf der gegenüberliegenden Seite mit Befestigungslappen versehen
sind, welche einander entgegengerichtet an Querstegen bzw. in Quernuten des Trägers
kraftschlüssig derart abgestützt sind, daß dieser in Längsrichtung der Kontaktfedern
auf Druck bzw. auf Zug belastet wird.
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Der erfindungsgemäße Preßsitz in Längsrichtung der Kontaktfedern vermeidet
eine zu starke Belastung der Schlitzwände und ermöglicht trotzdem eine stabile Fixierung
der Federn. Die Montage kann durch einfaches seitliches Einstecken der Kontaktfedern
erfolgen, wobei die Befestigungslappen an den Querstegen bzw. in den Quernuten angreifen.
Sie können sich dabei elastisch, u.U. auch plastisch, deformieren, so daß die Fertigungstoleranzen
keine Rolle spielen.
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Zweckmäßigerweise sind die Befestigungslappen an einem im Bereich
der Einspannung mit der Kontaktfeder verbundenen Stützblech ausgebildet. In einer
Ausführungsform der Erfindung ist dabei vorgesehen, daß die Befestigungslappen annähernd
entgegen der Einsteckrichtung der Kontaktfedern aus dem Stützblech herausgebogen
sind. Vorteilhafterweise verlaufen sie in einem spitzen Winkel zur Einsteckrichtung,
eo daß sie beim Einstecken in den Träger leicht deformiert werden und so einen Preßsitz
erzeugen. In einer anderen Ausführungsform können die Befestigungslappen auch durch
aufgebogene Enden des Stützbleches gebildet werden. Hierbei ist es zweckmäßig, wenn
diese Enden krallenförmig zueinander gebogen sind; die Angriffskanten können auch
mit Einschnitten versehen sein, so daß sich die Ecken in den Kunststoffkörper eingraben
können.
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In einer Ausführungsform schließen die Befestigungslappen einen zwischen
ihnen verlaufenden Quersteg des Trägers kraftschlüssig ein. Der Quersteg wird dabei
auf Druck belastet, d.h. in der für einen duroplastischen Kunststoff ungefährlichsten
Belastungsart.
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In einer anderen Ausführungsform kann auch vorgesehen sein, daß die
Befestigungslappen an den Wänden von Quernuten nach außen gespreizt sind. bie hier
auftretende Zugbelastung wird vom Kunststoff
ebenfalls noch auf
genommen, da sie in Längsrichtung der Kontaktfedern erfolgt. Es ist also nicht erforderlich,
zur Befestigung der Federn senkrecht zu den Schlitzwänden des Trägers einen Preßdruck
auszuüben. Lediglich um die Kontaktfeder mit ihrer einen Flachseite lagerichtig
an die eine Wand des Trägereinschnitts anzudrücken, ist es zweckmäßig, sie zusätzlich
gegenüber der Gegenwand abzustützen.
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Dies kann mit den Befestigungslappen erfolgen, welche in diesem Fall
nicht nur in Längsrichtung der Kontaktfedern, sondern auch leicht in Querrichtung
abgestützt sind. Es ist aber auch möglich, zusätzliche Stützlappen am Stützblech
vorzusehen, welche dann zweckmäßigerweise entgegen der Einsteckrichtung der Kontaktfeder
im Einschnitt des Trägers verkeilt sind.
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In einer Weiterbildung der Erfindung wird außerdem vorgesehen, daß
das Stützblech entgegengesetzt zur Kontaktfeder aus dem Trägereinschnitt heraus
weitergeführt ist und einen Steck- bzw. Lötanschlußstift bildet. Um in diesem Fall
bei äußerer Krafteinwirkung auf die Anschlußstifte eine allzu starke Belastung der
Befestigung zu vermeiden, wird in einer vorteilhaften Weiterbildung an dem jeweiligen
Anschlußstift eine Sollbiegestelle mit geschwächtem Querschnitt vorgesehen. Es ist
aber auch möglich, den Anschlußstift mit einer Verlängerung der eigentlichen Kontaktfeder
zu bilden, welche von außen kommende Krafteinwirkungen aufgrund ihres geringen Querschnitts
ohnehin nicht auf die Befestigung übertragen kann.
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Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen jeweils in zwei Ansichten Fig 1 einen Ausschnitt aus einem
Isolierstoffträger mit einem Einschnitt zur Kontaktfederbefestigung, Fig. 2 eine
Kontaktfeder mit Stützblech, Fig. 3 eine im Träger befestigte Kontaktfeder, Fig.
4 eine Kontaktfeder mit abgewandelten Befestigungslappen, Fig. 5 eine weitere Abwandlung
der Kontaktfedern mit Befestigungslappen, Fig. 6 die Befestigung der Kontaktfeder
nach Fig. 5 im Träger, Fig 7 eine weitere Ausführungsform der Kontaktfederbefestigung
in einem Träger
Fig, 1 zeigt in Vorderansicht und im Schnitt einen
Ausschnitt aus einem Isolierstoffträger 1 mit einem seitlichen Einschnitt 2, in
den eine Kontaktfeder eingesetzt werden soll. Der Einschnitt ist zum Teil mit Quernuten
3 und 4 erweitert, und zwischen ihnen befindet sich ein Mittelsteg 5.
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Die einzusetzende Kontaktfeder 8 (Fig. 2) ist mit einem Stützblech
7-verschweißt oder vernietet, welches seinerseits zwei herausgebogene Befestigungslappen
9 und 10 besitzt. Diese Lappen sind herausgerissen und gebogen oder freigeschnitten
und gebogen. -Sie sind zueinander in einem spitzen Winkel angeordnet. Bei der Montage
der Kontaktfeder gemäß Fig. 3 wird das Sützblech 7 mit der aufgesetzten Kontaktfeder
8 in Richtung des Pfeiles P in den Einschnitt 2 (Fig. 1) des Trägers 1 bis auf Anschlag
eingedrückt. Die Kanten 11 (Fig. 2) und 6 (Fig, 1) kommen miteinander in Berührung.
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Die herausgebogenen Lappen 9 und 10 des Stützblechs 7 erzeugen mit
dem Mittelsteg 5 des Trägers 1 einen Preßsitz. Der Preßsitz ergibt sich daraus,
daß das Maß a (Fig. 2) kleiner ist als das Meß e (Fig. 1). Je nach Anwendungsfall
und konstruktiver Gestaltung können die Lappen 9 und 10 beim Preßsitz elastisch
oder plastisch nachgeben. Das Maß a (Fig. 2) wird also auf das Maß a' (Fig. 3) verkleiner,
Die Lappen 9 und 10 haben weiterhin die Aufgabe, das Stützblech 7 mit der aufgesetzten
Kontaktfeder 8 durch Abstützen an den Formteilflächen 13 definiert zur Anlage an
der Schlitzwandung 14 zu bringen und eine exakte Einspannstelle 15 für die Kontaktfeder
zu erzeugen. Der Preßsitz ergibt sich daraus, daß das Maß b (Fig. 2) wiederum größer
ist als das Maß c (Fig. 1) Um bei einer automatischen Fertigung das Einschieben
zu erleichtern, sind am Steg 5 Einlauf schrägen 18 vorgesehen, Eine Anschlußfahne
16 ist als Verlängerung des Stützblechs 7 vorgesehen, Um eine Übertragung von äußeren
seitlichen Kräften F3 und Fq auf die Befestigungsstelle zumindest teilweise zu verhindern,
ist an der Anschlußfahne 16 eine Sollbiegestelle 17 durch eine Schwächung des Querschnitts
vorgesehen. Somit wird auch bei unsachgemäßer
Handhabung des Relais
eine Lockerung der Federbefestigung vermieden.
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Die Fig. 4 zeigt eine etwas abgewandelte Ausführungsform. Das Stützblech
7 mit der Kontaktfeder 8 besitzt Befestigungslappen 19,und 20, welche nunmehr jedoch
voneinander wegweisen. Sie bilden den Preßsitz nicht mit dem Mittelsteg 5 ( Fig.
1), sondern mit den Außenkanten 21 und 22 der Ausnehmungen 3 und 4. Der Abstand
g ist wiederum so gewählt, daß die Lappen 19 und 20 beim Einführen zwischen die
Kanten 21 und 22 deformiert werden. Zum leichteren Einführen dienen in diesem Fall
die Schrägen 23.
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Die Fig. 5 zeigt eine weitere Abwandlung der Kontaktfederbefestigung.
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Wiederum ist ein Stützblech 7 mit der Kontaktfeder 8 verschweißt oder
vernietet. Dieses Stützblech trägt allerdings diesmal nur einen schräggestellten
Befestigungslappen 24. Dieser Lappen 24 und die Kante 25 des Stützblechs 7 erzeugen
mit den Kanten 26 und 27 des Trägers 1 einen Preßsitz bzw. eine kraftschlüssige
Verbindung (Fig. 6). Das Maß k (Fig. 5) ist also größer als das Maß 1 (Fig. 6),
so daß der Lappen 24 beim Einstecken der Kontaktfeder deformiert wird. Auch hierbei
hat der Befestigungslappen 24 und ein zusätzlicher Stützlappen 28 das Stützblech
7 mit der Kontaktfeder 8 durch Abstützen an den Formteilflächen 29 definiert zur
Anlage an der Stützwandung 30 zu bringen und eine exakte Einspannstelle 31 für die
Kontaktfeder zu erzeugen.
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Eine weitere Variante für die Kontaktfederbefestigung wäre dadurch
zu erzielen, daß der Lappen 28 (Fig. 5) unter dem gleichen Winkel wie der Lappen
24 angeordnet wird. Der Lappen 28 erzeugt dann in Verbindung mit der Kante 25 einen
Preßsitz gegenüber der oberen Kante 32 des Mittelsteges 5 und der Formteilkante
26. Die Andrückkraft der Kante 25 an der Kante 26 ergibt sich als Summe aus dem
durch die Lappen 24 und 28 jeweils in der gleichen Richtung erzeugten Preßsitz.
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Die Fig. 7 zeigt eine weitere Möglichkeit einer Kontaktfederbefestigung
in einem lsolierstoffträger 41. Die Kontaktfeder 42 ist
mit einem
Stützblech 43 verschweißt oder vernietet,und dessen Enden 44 und 45 sind einwärts
gebogen. Durch Aussparungen 46 sind die vier Ecken 47 krallenartig ausgebildet.
Mit diesen Krallen 47 umfaßt das Stützblech nach dem Einstecken in den Einschnitt
48 des Kunststoffträgers 41 eine Rippe 49 des Trägers. Die Krallen 47, die den Kunststoff
auf Druck beanspruchen, bewirken eine genaue Lagefixierung und wirken Schwenkbewegungen
in der Federebene entgegen.
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Ein scharfkantig aus dem Stützblech gerissener Mittelzahn 50 drückt
das Stützblech 43 zusammen mit der Kontaktfeder 42 gegen die Auflagefläche am Kunststoff
und verkeilt sich, wenn das Stützblech entgegen der Einsteckrichtung belastet wird.
Für die Gestaltung der AnschLußstifte für die Kontaktfeder gibt es zwei Möglichkeiten.
In der dargestellten Ausführung wird von der Verlängerung der Kontaktfeder ein Anschlußstift
51 gebildet. Bei äußeren Krafteinwirkungen wird deshalb über die leicht biegsame
Feder kaum eine Belastung auf die Befestigung im Träger 41 übertragen. Der Anschlußstift
kann aber entsprechend den Figuren 1 bis 6 auch durch eine Verlängerung des Stützbleches
43 gebildet werden.
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13 Patentansprüche 7 Figuren