DE2711480A1

DE2711480A1 - Elektromagnetisches miniaturrelais

Info

Publication number: DE2711480A1
Application number: DE19772711480
Authority: DE
Inventors: Ulrich Kobler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-03-16
Filing date: 1977-03-16
Publication date: 1978-09-21
Also published as: DE2711480C2; JPS53114056A

Description

Elektromagnetisches Miniaturrelais
Das Hauptpatent (Aktenzeichen: P 26 33 754.8) bezieht sich auf ein elektromagnetisches Miniaturrelais mit einem mindestens zweiteiligen, die kontaktgebenden Teile des Relais einschließen den Spulenkörper, wobei ein das Magnetsystem und die Kontaktelemente tragender Grundkorper zumindest eine mittels eines Deckels verschließbare Schaltkammer bildet, wobei der Grundkörper 3eweils im Bereich einer Schaltkammer FUhrungskanäle aufweist, in welche Teile des Magnetsystems sowie zumindest eine Kontakteinheit parallel zueinander von einer Seite her einsteckbar sind, wobei die gemeinsame Einsteckrichtung senkrecht zur Ebene der Ankerbewegung steht.
Die im Hauptpatent vorgeschlagene Steckmontage der Magnetteile und der Kontaktelemente in FUhrungskanälen der Schaltkammer ermöglicht eine einfache Herstellung des Spulenkbrpers aus zwei einfachen Spritzteilen, wobei durch das parallele Einschieben in die Führungskanäle eine gute Positionierung aller Teile untereinander erreicht wird. Es sind dort auch bereits Möglichkeiten gezeigt, wie durch Anordnung einander gegenüberstehender Kontakteinheiten in einer Schaltkammer oder durch die Ausbildung zweier Schaltkammern die Zahl der zu schaltenden Kontakte vergrdßert werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Gegenstand der Hauptanmeldung weiter abzuwandeln und so ein Relais zu schaffen, bei dem in einer einzigen Schaltkammer eine größere Bestückungstiefe erreicht wird, ohne daß die Führungskanäle als solche allzu tief werden und damit bei der Fertigung und Bestückung zu große Maßabweichungen bringen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Grundkörper und der Deckel zwei symmetrische Spulenkörperhälften bilden wobei sich der Schaltraum durch beide Spulenkörperhälften erstreckt und zumindest die Teile des Magnetsystems in symmetrischen Führungskanälen beider Spulenkörperhälften gemeinsam gehalten sind.
Durch die vorliegende Erfindung wird also das Relais nach dem Hauptpatent so abgewandelt, daß nun nicht mehr der eine Grundkörper allein mit ?t1hrungskanälen ausgerüstet ist und allen alle Funktionselemente trägt. Vielmehr ist jetzt der im Hauptpatent lediglich als Abschluß des Schaltraums vorgesehene Deckel ebenfalls mit Führungskanälen versehen und in seiner gesamten Konstruktion dem Grundkörper symmetrisch angeglichen, so daß der Schaltraum in den Deckel hinein verdoppelt wird. Die aufeinanderliegenden Ränder der beiden Spulenkörperhälften sind dabei zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß sie mit Nuten und Stegen ineinandergreifen und sich durch Kleben leicht verbinden bzw. abdichten lassen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist in jeder Spulenkörperhälfte zumindest eine Kontakteinheit angeordnet. Dabei können die kontaktgebenden Elemente jeweils einzeln in Führungskanälen angeordnet sein. Jede Kontakteinheit besteht zweckmäßigerweise aus einem Mittelkontakt, der sich von der einen Stirnseite des Spulenkörpers in axialer Richtung durch den Schaltraum erstreckt, sowie aus zwei im Bereich der anderen Stirnseite des Spulenkörpers angeordneten, den Mittelkontakt einschließenden Gegenkontakten. Der Mittelkontakt kann jeweils aus zwei flach übereinander liegenden Kontaktfedern gebildet werden, deren freie Enden zum Zweck der Kontaktgabe jeweils gegen einen der Gegenkontakte vorgespannt sind und die von einem Anker über einen gemeinsamen Kontaktschieber betätigt werden können. Auf diese Weise wird der Kontaktdruck nur durch die Vorspannung der jeweiligen Mittelkontaktfeder bestimmt und nicht durch Toleranzen des Ankerhubes beeinträchtigt.
Das Magnetsystem enthält zweckmäßigerweise zwei Joche, welche achsparallel im Schaltraum liegen; auf dem einen Joch ist ein Anker beispielsweise mit einer Lagerfeder gelagert und bildet mit dem anderen Joch einen Arbeitsluftspalt. Die Joche können an der jeweiligen Spulenkörperstirnseite abgewinkelt sein, um auf diese Weise die Ankopplung an eine als Flußführung dienende Gehäusekappe zu gewährleisten.
Das eine, den Anker tragende Joch kann gleichzeitig mit einem isolierenden Träger für den Mittelkontakt verbunden sein und mit diesem eine als Ganzes einschiebbare Einheit bilden. Dieser isolierende Träger ist zweckmäßigerweise mit einem ?Uhrungskanal zur Steckbefestigung des Mittelkontaktes bzw. der zwei aufeinanderliegenden Mittelkontaktfedern versehen. An diesem Träger können Nietzapfen ausgebildet sein, welche in Bohrungen des aufgesetzten Joches vernietet werden können und so zur Befestigung zwischen Joch und Kontaktträger dienen.
An den Stirnseiten des Spulenkörpers werden zweckmäßigerweise Nuten vorgesehen, in denen die als AnschluBstifte ausgebildeten Fortsätze der Kontaktelemente liegen. Weiterhin ist es zweckmäßig, zwischen dem in den beiden Spulenkörperhälften angeordneten Kontaktelementen isolierende Distanzstücke anzuordnen, um diese gegen seitliches Verschieben zu sichern. Durch Auflegen von je einer Distanzplatte auf die Spulenflansche, die jeweils nur eine Aussparung für das zugehörige Joch aufweist und zur Isolation zwischen der Gehäusekappe und den Kontaktanschlüssen dient, läßt sich ein weitgehender Abschluß des Kontaktraumes im Spuleninneren erreichen.
Bei der Montage wird zweckmäßigerweise zunächst die eine Spulenkörperhälfte bestückt, und zwar mit dem gesamten Magnetsystem, wobei an dem einen Joch bereits der Träger mit den Mittelkontakten für zwei Kontakteinheiten befestigt ist. Außerdem werden die Gegenkontakte für eine Kontakteinheit in die erste Spulenkörperhälfte eingeschoben. Dann kann als Deckel die zweite Spulenkörperhälfte, bestückt mit den Gegenkontakten für die zweite KOntakteinheit, aufgesetzt werden. Nach dem Wickeln der Spule kann dann die Metallkappe, die auch zur Flußrückführung dient, aufgeschoben werden. Durch Ausgießen der Hohlräume mit einem geeigneten Gießharz, beispielsweise Epoxidharz, wird das Relais in der Kappe fixiert und dabei so abgedichtet, daß es ohne Schaden durch ein Waschbad geführt werden kann.
Zum besseren Ausgleich der Toleranzen der Kappe mit dem Magnetsystem und somit zur besseren Kopplung der Fiußrückführung wird zweckmäßigerweise eines der beiden Joch so eingelegt, daß es sich in der Längsachse des Spulenkörpers bewegen läßt. Nach dem Aufstecken der Kappe kann dann durch Anlegen einer Spannung an die Spule ein magnetischer Fluß erzeugt werden, dessen Kraft das Joch in der Längsachse verschiebt und an die Kappe zur Anlage bringt. Wird dieser Zustand bis zum Aushärten des eingefüllten Gießharzes aufrecht erhalten, kann der magnetische Widerstand der Ubergangsstellen sehr klein gehalten werden.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 eine Spulenkörperhälfte für das erfindungsgemäße Relais, Fig. 2 - 5 das bestückte erfindungsgemäße Relais in verschiedenen Schnittansichten.
Die Fig.1 zeigt eine Spulenkörperhälfte 1 für das erfindungsgemäße Relais mit einer Hälfte des Spulenrohres 2 und den beiden Spulenflanschhälften 3 und 4. Das Spulenrohr 2 bildet im Inneren einen Schaltraum 5. Im Bereich dieses Schaltraums sind Führungskanäle zur Aufnahme der Funktionselemente vorgesehen, so ein Führungskanal 6 zur Aufnahme eines Joches und die Führungskanäle 7 und 8 zur Aufnahme von zwei Gegenkontaktelementen. Diese Teile werden jeweils 3 von der Seite her, also senkrecht zur Spulenachse, eingeschoben und dann in Axialrichtung ausgerichtet. Für die als Anschlußstifte ausgebildeten Fortsätze der Kontaktelemente sind stirnseitig jeweils nuten 9, 10 und 11 vorgesehen. Nach dem Bestücken der ersten Spulenkörperhälfte 1 wird eine symmetrisch dazu ausgebildete zweite Spuienkörperhälfte aufgesetzt, womit der Schaltraum 5 vervollständigt und gleichzeitig geschlossen wird. Zur Verbindung mit der zweiten Spulenkörperhälfte sind an der ersten Spulenkörperhälfte Stege 13 bzw.
Nuten 14 vorgesehen, die mit entsprechend ausgebildeten Rändern der zweiten Spulenkörperhälfte ineinandergreifen und eine dichte Verbindung ergeben.
In den Fig.2 bis 5 ist ein vollständig bestücktes Relais in verschiedenen Schnittansichten dargestellt. Das aus den Spulenkörperhälften 1 und 1' zusammengesetzte Relais besitzt einen Schaltraum 5 mit zwei Jochen 14 und 15, wobei am Joch 15 ein Anker 16.mittels einer Blattfeder 17 gelagert ist. Die Blattfeder 17 liegt in einer Nut 15a des Joches 15, so daß der durch die Blattfeder bedingte Abstand zwischen Joch und Anker gering gehalten wird. Der Anker betätigt über einen Schieber 18 zwei Mittelkontakte 19 und 20, welche als Eigendruckkontakte ausgebildet sind. Zu diesem Zweck besteht der Mittelkontakt 19 aus zwei übereinander liegenden Kontaktfedern 21 und 22, welche voneinander weg vorgespannt sind, also die Feder 21 gegen den Gegenkontakt 23 und die Feder 22 gegen den Gegenkontakt 24.
Die Mittelkontaktfedern sind außerdem zur Erzielung einer Doppelkontaktgabe gespalten, so daß mit dem Gegenkontakt 23 zwei mit Kontaktnieten versehene Enden 21a und 21b sowie mit dem Gegenkontakt 24 ebenfalls zwei mit Kontaktnieten versehene Enden 22a und 22b zusammenwirken. Entsprechend besitzt die zweite Kontakteinheit zwei Mittelkontaktfedern 25 und 26 mit den ent- sprechenden Federenden 25a und 25b bzw. 26a und 26b, die wiederum mit den Gegenkontaktelementen 27 und 28 zusammenwirken Während die Gegenkontakte 23 und 24 in die Nuten 7 und 8 Fig.1) der ersten Spulenkörperhälfte 1 eingesetzt sind, sid die Gego: kontakte 27 und 28 in entsprechende Nuten der zweiter Spulenkörperhälfte 1' eingesteckt. Durch Einfügen eines Distanzstückes 29 zwischen die Gegenkontakte 23 bzw. 24 und 27 bzw. 28 an cies Stirnseite des Spulenkörpers werden diese nach dem 7usammenbatl gegen seitliches Verschieben gesichert. Als Träger für die Mi%t'e%-kontakte 19 und 20 dient ein Kunststoffklotz 30, der mit den Joche 15 verbunden ist und gemeinsam mit diesem in die Spulenkörperhälfte 1 eingesteckt wird. Die Verbindung zwischen de: Jocn 15 und dem Kunststoffklotz 30 kann durch nicht dargestellte Nietzapfen erfolgen, welche an den Kunststoffklotz 30 angefonrt sind.
Außerdem besitzt der Kunststoffklotz 30 ührungskanäle 31 zur Steckbefestigung der Mittelkontakte 19 (Kontaktfeder 21 und 22) sowie 20 (Kontaktfedern 25 und 26).
Mach dem Zusammenfügen der beiden Spu'enkörperhälften 1 ur, 1 werden auf die beiden Spulenflansche jeweils Distanzplatten 32 und 33 aufgelegt, die jeweils Aussparungen 34 bzw. 35 für die abgewinkelten Joche 14 bzw. 15 aufweisen. Sie dienen zur Isolation zwischen der ferromagnetischen Gehäusekappe 36 und den Kontaktanschlüssen 23,24 usw. Außerdem wird mit diesen Distanzplatten der Kontaktraum weitgehend abgeschlossen. Nach dem Wickeln der Spule 37 wird die metallische Gehäusekappe 35 aufgeschoben, und dann werden die Hohlräume durch Ausgießen mit einer Vergußmasse 38 ausgefüllt. Zur Lötseite des Relais hin wird auderdem eine Bodenplatte 39 aufgesetzt, welche mit Distanzwarzen 40 versehen ist. Zur besseren Kopplung der Flußrückführung über die Gehäusekappe 36 und zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen wird das vordere Joch 14 so eingelegt, daß es axial verschiebbar ist.
Nach dem Aufstecken der Kappe wird durch Anlegen einer Spannung an die Spule 37 ein Magnetfluß erzeugt, der eine Anziehungskraft zwischen der Gehäusekappe 36 und dem Joch 14 erzeugt und dabei dieses Joch 14 in Axialrichtung (Pfeil 41) verschiebt.
Läßt man die Erregung bis nach dem Aushärten des Gießharzes anliegen, so wird das Joch in dieser Lage fixiert und damit die optimale Kopplung zwischen Joch und Gehäusekappe gewährleistet.
20 Patentansprüche 5 Figuren

Claims

Patentansurüche 1. Elektromagnetisches Miniaturrelais mit einem mindestens zweiteiligen, die kontaktgebenden Teile des Relais einschließenden Spulenkörper, wobe ein das Magnetsystem und die Kontaktelemente tragender Grundkörper zumindest eine mittels eines Deckels verschließbare Schaltkammer bildet, und wobei er Grundkörper jeweils im Bereich einer Schaltkammer Führungskanäle aufweist, in welche Teile des Magnetsystems sowie zumindest eine RontaRteinheit parallel zueinander einsteckbar sInd, insbesondere nach Patent (Az: P 26 33 734.8), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Grundkörper (1) und der Deckel (1') zwei sytarnetrische Spulenkörperhälften bilden, wobei sich der Schaltraum (5) durch beide Spulenkörperhälften erstreckt und zumindest die Teile des Nagnetsystems (14,15,16) in symmetrischen Führungskanälen (6) beiaer Spulenkörperhälften (1,1') gehalten sind.
2. Relais nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spulenkörperhälften (1,1') an ihren aneinander stoßenden Rändern mit ineinander greifenden Nuten (13) bzw. Stegen (12) versehen sind.
3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge!ennzeichr.et, daß in jeder Spulenkörperhälfte (1,1') zumindest eine Kontakteinheit (19,23,24; 20,25,26) vorgesehen ist.
4. ReLais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekonn zeichnet, daß die kontaktgebenden Elemente (23,24,25,25) zumindest teilweise einen in Führungskanälen (7,8) angerdnet sind.
5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Spulenkörperhälfte jeweils ein mittels kontakt (19,20) vorgesehen ist, welcher sich ton der einen Stirnseite der Spule etwa axial durch den Schaltraum (5) erstreckt und jeweils mit zwei an der anderen Stirnseite der Spule vorgesehenen Gegenkontakten (23,24; 2T,28) zusammenwirkt.
b. Relais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Mittelkontakte (19,20) aus zwei flach übereinander liegenden, voneinander weg vorgespannten Kontaktfedern (2'' 2; 2D,2-) gebildet wird, welche jeweils mit einem der Gegenkontakte (23,24; 27,28) zusammenwirken und über einen gemeinsamen Kontaktschieber betätigbar sind.
7. Relais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß --i Mittelkontaktfedern jeweils in zwei mit Kontaktnieten verschene Enden (21a, 21b, 22a, 22b; 25a, 25b, 26a, 26b) gespalten @@nd
8. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Schaltraum zwei axial verlaufende Tische (i, :,) angeordnet sind, wobei eir Klachanker (16) an eine Joch (15) gelagert ist und mit dem anderen Joch (14) einen Arbeitsluftspalt bildet.
9. Relais nach Anspruch 8, dadurch gekerLnzeichner, daß eine den Flachanker (16) tragende Blattfeder (17) in einer Nut (15a) die Joches (15) angeordnet ist.
10. Relais nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das eine der beiden Joche (15) mit einem isolierenden Träger (ji)) für die Mittelkontakte (19,20) verbunden ist und mit diesem eine gemeinsam einsteckbare Einheit bildet.
1-1. Relais nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Träger (,0) für die Mittelkontakte in Bohrungen @@@ @@ches (15) vernietbare Zapfen vorziehen sind.
12. Relais nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dl3 die Mittelkontakte (19,20) in Führungskanäle (31) des drägers (@@) eingesteckt sind.
13. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurrri gekennzeichnet, daß an den Spulenkorperhälften (1,1') jeweils stirnseitig Nuten (9,10,11) zur Aufnahme der als Anschlußstifte all gebildeten Fortsätze der Kontaktelemente (21,22,23,24,25,26,27, 28) vorgesehen sind.
14. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine ferromagnetische Kappe (36) als lußrückführung dient.
15. Relais nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eines der beiden Joche (14) in Axialrichtung verschiebbar angeordnet ist.
16. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß in der Trennebene der beiden Spulenkörperhälften (1,1) Distanzstücke (29) zwischen den jeweils eingesteckten Kontaktelementen (23,24; 27,28) angeordnet sind.
17. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktelemente (21,22,23,24,25,26,27,28) Jeweils an den Stirnseiten des Spulenkörpers mit Distanzplatten (32,33) abgedeckt sind.
18. Verfahren zur Herstellung eines Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst in die erste Spulenkörperhälfte (1) zwei Joche (15,14),ein mit einem Joch verbundener Anker (16), ein mit dem gleichen Joch (15) verbundener Träger (30) für zwei Mittelkontakte (19,20) sowie zwei Gegenkontaktelemente (23,24) eingesteckt werden, daß dann eine mit zwei Gegenkontaktelementen (27,28) bestückte zweite Spulenkörperhälfte (1') mit der ersten Spulenkörperhälfte (1) zusammengefügt wird, daß dann die Spulenwicklung (37) aufgebracht wird, daß schließlich eine ferromagnetische Kappe (36) aufgesetzt und die zwischen Kappe (36) und Spulenkörper (1,1' bzw. Spulenwicklung (37) verbleibenden Hohlräume mit Gießharz (38) ausgefüllt werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Spulenkörper vor dem Aufsetzen der Gehäusekappe (36) Jeweils stirnseitig Distanzplatten (32,33) aufgebracht werden.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Aufsetzen der Gehäusekappe (36) eine Spannung an die Spule (37) angelegt wird, und daß diese Spannung auch wahrend des Einbringens und Aushärtens der Vergußmasse angelegt bleibt.