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Elektromagnetisches Miniaturrelais
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Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Miniaturrelais
mit einer innerhalb des Spulenkörpers annähernd längs der Spulenachse angeordneten
ferromagnetischen Kontaktzunge, welche in dem einen Spulenflansch mit einem rechtwinklig
zu ihr angeordneten Anschlußstift verbunden ist und deren freies Ende in dem anderen
Spulenflansch zwischen zwei Gegenkontaktelementen bewegbar ist.
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Derartige Relais sind bereits aus den deutschen Patentschriften 1
243 271 und 1 909 940 bekannt. Allerdings ist bei den dort beschriebenen Relaisausführungen
jeweils der Spulenkörper so als Schutzrohr ausgebildet, daß er die Gegenkontakte
stirnseitig mit umschließt, so daß diese nach der Montage der beiden Spulenkörperhälften
nicht mehr zugänglich sind. Die Kontaktzunge muß dann erst in umständlicher Weise
durch eine von außen verstellbare Justierfedereinrichtung justiert werden, ohne
daß dabei die Kontaktabstände selbst kontrolliert werden könnten. Diese Justierfedereinrichtung
wird bei einem in der deutschen Auslegeschrift 2 345 471 beschriebenen Relais zwar
vermieden, doch ist auch dort eine Kontaktjustierung erforderlich, und zwar in der
Weise, daß das den Fuß der Kontaktzunge tragende Bauteil relativ zum Gehäuse in
Querrichtung der Kontaktzunge verschiebbar ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais der eingangs erwähnten Art
so auszubilden, daß sowohl der Spulenkörper
als auch die Kontaktelemente
in einfacher Weise gefertigt und justiert werden können, und daß vor allem die Kontaktzunge
so ausgebildet und im Spulenkörper angeordnet ist, daß sie ohne nachträgliche Justierung
bereits durch die Fertigung ihre endgültige Einstellung erfährt.
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Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß sowohl
der Anschlußstift der Kontaktzunge als auch die beiden Gegenkontaktelemente jeweils
parallel zueinander in offene Kammern der Spulenkörperflansche eingesteckt und mittels
Führungskanälen und Anschlagnasen zueinander positioniert sind, und daß die Kontaktzunge
an ihrem Befestigungsende mittels seitlicher Lappen formschlüssig im Spulenflansch
sitzt.
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Die erfindungsgemäße Steckmontage der Kontaktelemente hat nicht nur
den Vorteil, daß der Spulenkörper ohne eingepreßte Teile einfacher zu fertigen ist
als bei den bekannten Relais dieser Art, er kann auch vor der Einbringung der Kontaktelemente
bewickelt werden, so daß diese trotz der zunächst offenen Kammern zu beiden Stirnseiten
nicht unnötig verunreinigt werden. Durch das Einstecken aller Kontaktelemente in
ein- und denselben Isolierkörper können auch keine Toleranzsummierungen wie etwa
beim Zusammensetzen von zwei getrennt gefertigten Spulenkörperhälften entstehen.
Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht aber schließlich darin, daß nicht
nur die Gegenkontaktelemente und der Anschlußstift für die Kontaktzunge genau positioniert
sind, sondern daß auch die Kontaktzunge selbst formschlüssig in den Spulenkörper
einsetzbar ist und definierte Anlageflächen nach allen Seiten besitzt. Sie kann
dadurch in genau definierter Weise an ihrem Anschlußstift, beispielsweise durch
Punktschweißen, befestigt werden, ohne daß durch diesen Vorgang eine unkontrollierte
Veränderung ihrer Einstellung zu befürchten ist.
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Die durch den Schweißvorgang bewirkte Veränderung der Kontaktzunge
ist genau vorhersehbar und kann mit in den Fertigungsprozeß einbezogen werden, um
eine gewünschte Voreinstellung
der Kontaktzunge, also eine Vorspannung
nach einer Seite oder eine neutrale Lage, zu bewirken. Der Justiervorgang kann also
von dem einzelnen Relais auf die Schweißvorrichtung verlagert werden, und durch
Verwendung einer geeigneten Schweißvorrichtung und eine einmalige Justierung dieser
Vorrichtung können justierfreie Relais in einem einfachen Arbeitsablauf gefertigt
werden. Die Einstellung der Schweißvorrichtung wiederum ist ebenfalls leicht möglich,
da das Ende der Kontaktzunge ebenso wie die beiden Gegenkontakte in der zunächst
offenen Kammer für Messungen frei zugänglich ist.
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Wie erwähnt, wird die Spule vor dem Einstecken der Kontaktelemente
bewickelt, so daß ein einteiliger Spulenkörper gefertigt werden kann. Will man jedoch
den Spulenkörper aus Gründen der einfacheren Spritzform aus zwei Teilen zusammensetzen,
so ist es zweckmäßig, die Trennebene der beiden Teile senkrecht zur Einsteckrichtung
der Kontaktanschlußstifte zu wählen, so daß dadurch die gegenseitige Positionierung
der Konta1xtelemente im Spulenkörper nicht beeinträchtigt wird.
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Um bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Relais eine Nachjustierung
der Kontaktzunge nach dem Verschweißen mit ihrem Anschlußstift überflüssig zu machen,
muß sie während des Schweißens in einer definierten Lage zwischen den Schweißelektroden
ausgerichtet werden. Zweckmäßigerweise wird hierzu eine Schweißvorrichtung vorgesehen,
welche einen Auflagetisch für den Spulenkörper besitzt, dessen Neigung gegenüber
den Schweißoberflächen der Schweißelektroden verstellbar ist. Dies kann beispielsweise
in der Weise geschehen, daß der Auflagetisch um eine Lagerachse schwenkbar befestigt
ist, wobei die Einstellung des Winkels mittels Stellschrauben erfolgt. Auf diese
Weise kann die mit ihrem Anschlußstift zwischen den Oberflächen der Schweißelektroden
eingeklemmte Kontaktzunge je nach Anwendungszweck des Relais in eine neutrale Mittellage
gebracht oder mit einer Vorspannung nach einer Seite versehen werden.
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Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand
der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigt Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Relais in perspektivischer Ansicht,
Fig. 2 und 3 das erfindungsgemäße Relais in zwei Schnittansichten, Fig. 4 eine monostabile
Ausführung eines gepolten Relais, Fig. 5 eine bistabile Ausführungsform des gepolten
Relais, Fig. 6 und 7 eine Schweißvorrichtung zur justierfreien Herstellung des erfindungsgemäßen
Relais.
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Die Fig.1 bis 3 zeigen ein erfindungsgemäß ausgestaltetes Relais in
der Perspektive und in zwei Schnittansichten.
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Tragendes Teil ist der Spulenkörper 1 aus Isolierstoff mit den beiden
Spulenflanschen 2 und 3. Diese Flansche bilden jeweils eine zunächst offene Kammer
4 bzw. 5 zur Aufnahme der Kontaktelemente. Eine Kontaktzunge 6 aus ferromagnetischen
Federmaterial ist mit ihrem Befestigungsende 6a in der offenen Kammer 4 mit einem
Anschlußstift 7 verschweiBt, die Zunge 6 selbst erstreckt sich etwa längs der Spulenachse
im Spulenrohr 8 und ragt mit ihrem gespaltenen freien Ende 6b in die ebenfalls offene
Kammer 5, wo sie zwischen zwei Gegenkontakten 9 und 10 Schaltbewegungen ausführen
kann.
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Sowohl der Anschlußstift 7 als auch die Gegenkontaktelemente 9 und
10 sind in Durchbrüche des Spulenkörpers 1,2,3 eingesteckt und dadurch zueinander
genau positioniert. Zusätzlich besitzt der Anschlußstift 7 eine Nase 7a zur formschlüssigen
Befestigung im Spulenflansch 2. Die Gegenkontaktelemente 9 und 10 sindmit ihren
angeformten Lötstiften 9a und 10 a in die Durchbrüche 11 und 12 des Spulenflansches
3 eingesteckt; sie liegen mit ihrem jeweils entsprechend gebogenen Mittelteil an
den Wänden der Kammer 5 an und sind mit ihren kontaktgebenden
Enden
9b bzw. lOb in Führungsnuten 13 und 14 des Spulenflansches 3 geführt. Auf diese
Weise ist ihr Abstand gegeneinander sowie der Kontaktabstand zur Kontaktzunge 6
festgelegt, wobei es nur noch darauf ankommt, die Kontaktzunge 6 auf die Mittellage
bzw. auf eine einseitige Ruhelage einzustellen.
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Die Kontaktzunge 6 ist ebenfalls bereits von der Form her für eine
justierfreie Fertigung gestaltet. So besitzt sie an ihrem Befestigungsende 6a zwei
freigeschnittene Lappen 6c und 6d, mit denen sie an den Stellen 2a, 2b, 2c und 2d
sowohl in Axialrichtung als auch senkrecht dazu jeweils formschlüssig im Spulenflansch
2 sitzt. Da sie außerdem seitlich am Anschlußstift 7 anliegt, ist sie bereits durch
das Einstecken richtig positioniert, noch bevor sie mit ihrem Anschlußstift verschweißt
ist. Wird nun außerdem bei Verschweißen mit einer entsprechend geeigneten Vorrichtung
die Schweißelektrode unter einem bestimmten Winkel angelegt, so kann man der Kontaktzunge
jede gewünschte Einstellung geben. Eine entsprechende Vorrichtung ist in Fig.6 und
7 dargestellt.
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Nach der Montage der Kontaktelemente und dem Schweißen der Kontaktzunge
kann das Relais geprüft werden. Soweit erforderlich, können auch die Kontaktflächen
etwa durch Ultraschall gereinigt werden. Danach werden die Kammern 4 und 5 durch
die formschlüssig einzusteckenden Teile 15 bzw. 16 verschlossen. Das Verschlußteil
15 ist T-förmig ausgebildet.
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Es wird mit seinem Mittelabschnitt 15a zwischen die beiden Gegenkontaktelemente
9 und 10 eingesteckt, so daß das untere Ende 15b in einer Nut 17 des Spulenflansches
3 sitzt. Die Querträger 15c und 15d kommen dabei formschlüssig mit Aussparungen
18 und 19 des Spulenflansches 3 in Eingriff.
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Die Kammer 4 wird mit einem etwa U-förmig ausgebildeten Isolierstoffteil
16 verschlossen, welches zwischen den beiden
Stegen 4a und 4b eingeschoben
wird und dann den Spulenkörperinnenraum auch nach der Anschlußseite der Kontaktzunge
hermetisch abschließt.
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In den Spulenflanschen 2 bzw. 3 sind außerdem Spulenanschlußdrähte
20 bzw. 21 eingesteckt, deren obere, den Spulendraht tragende Enden 20a bzw. 21a
nach dem Wickeln der Spule in Axialrichtung gebogen sind. Das fertige Relais kann
zusätzlich mit einer Schutzkappe versehen und nach Bedarf auch mit Vergußmasse abgedichtet
werden. Je nach Anwendungszweck kann der Spulenkörperinnenraum in herkömmlicher
Weise mit einem Schutzgas gefüllt werden.
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Das erfindungsgemäße Relais kann ungepolt ausgeführt sein, etwa nach
Fig.1. In diesem Fall wird nur eines der Gegenkontaktelemente 9 oder 10 aus ferromagnetischem
Material hergestellt, während die Kontaktzunge gegen das zweite, aus unmagnetischem
Material bestehende Gegenkontaktelement vorgespannt ist. Bei Erregung des Relais
schaltet die Kontaktzunge zum ferromagnetischen Gegenkontakt. Im allgemeinen wird
man das Relais jedoch in polarisierter Ausführung verwenden, wie dies beispielsweise
in Fig.4 dargestellt ist.
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Die Gegenkontaktelemente 9,10 besitzen rechtwinkelige Ausnehmungen
9c bzw. ?Oc zur Aufnahme eines Dauermagneten.
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Gemäß Fig.4 ist ein solcher Dauermagnet 22 einseitig in die Ausnehmung
10c des Gegenkontaktelementes 10 eingesetzt, so daß sich eine monostabile Charakteristik
des Relais ergibt.
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Zur Erzielung eines bistabilen Schaltverhaltens wird ein Dauermagnet
23 gemäß Fig.5 zwischen beide Gegenkontaktelemente 9 und 10 eingesetzt.
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Die Fig.6 und 7 zeigen in zwei Ansichten eine Schweißvorrichtung zum
justierfreien Einschweißen der Kontaktzunge bei einem erfindungsgemäßen Relais.
Die Vorrichtung besteht aus einem Grundgestell 31, an welchem über einen Lagerstift
32 eine feststehende Schweißelektrode 33 befestigt ist. Diese wirkt mit einer zweiten
Schweißelektrode 34 zusammen, welche
in üblicher Weise in ihrer
Längsrichtung verstellbar ist (Pfeil 35), so daß zum eigentlichen Schweißvorgang
die beiden Oberflächen der Elektroden das zu schweißende Teil zwischen sich einklemmen.
Am Grundgestell 31 ist weiterhin ein Träger 36 ausgebildet, an welchem über eine
Lagerschraube 37 ein Auflagetisch 38 schwenkbar befestigt ist. Zum Verstellen seiner
Neigung besitzt der Auflagetisch 38 einen Hebel 39, welcher zwischen zwei am Grundgestell
gelagerten Stellschrauben 40 und 41 eingeklemmt ist. Mittels dieser Stellschrauben
wird also der Hebel 39 und damit der Auflagetisch 38 um die Lagerschraube 37 verschwenkt
und dann in der gewünschten Neigungslage festgehalten bzw. gekontert.
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Die Oberflächen 42 und 43 der beiden Schweißelektroden 33 bzw.
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34 bleiben immer parallel zueinander, während die Auflagefläche 44
des Auflagetisches 38 gegenüber diesen Oberflächen der Elektroden in der Neigung
verstellt werden kann. Wird also -nun ein Spulenkörper 45 zum Schweißen auf den
.4uflagetisch 38 gelegt, wobei die Kontaktzunge 46 mit ihrem Anschlußstift 47 zwischen
die beiden Schweiß elektroden gebracht wird, so wird die endgültige Einstellung
der Kontaktzunge durch die Neigung des Auflagetisches während des Schweißens bestimmt.
Zur Einjustierung der Schweißvorrichtung können zunächst einzelne Relais bei verschiedenen
Winkel stellungen des Auflagetisches geschweißt werden, wobei dann durch Messungen
am kontaktgebenden Ende der Kontaktzunge die Winkelstellungen des Auflagetisches
für gewünschte Einstellwerte der Kontaktzunge ermittelt werden. Mit einer einmaligen
Einstellung der Schweißvorrichtung können also die erfindungsgemäßen Relais hergestellt
werden, ohne daß eine nachträgliche Justierung der Kontaktzunge erforderlich wäre.
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9 Patentansprüche 7 Figuren
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