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Relais
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Die Erfindung betrifft ein Relais mit mindestens drei Kontakten, die
seitlich der Magnetspule angeordnet sind.
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Ein derartiges Relais ist aus des DT-Gbm 7 503 781 bekannt.
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Bei diesem bekannten Relais sind drei Paare von Kontakten, also insgesamt
6 Kontakte, von der Magnetspule aus gesehen hintereinander angeordnet, wobei die
beiden Kontakte eines Paares von der Magnetspule den gleichen Abstand aufweisen.
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Das bekannte Relais weist eine erhebliche Breite in Richtung quer
zur Längsrichtung der Spule auf. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein relais
der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß sich verringerte Abmessungen
ergeben. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß alle Kontakte
über die Länge der Spule verteilt im wesentlichen im gleichen Abstand von der Spule
angeordnet sind. Die Kontakte sind hierbei also im wesentlichen in einer Reihe nebeneinander
angeordnet. Die Verteilung über die Länge der Spule muß nicht unbedingt gleiclimäßig
sein, und die Verteilung der Kontakte muß sich auch nicht über die ganze Länge der
Spule erstrecken.
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Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Breite des Relais nun
bei einer Anzahl von Kontakten, die drei oder vorzugsweise vier beträgt oder auch
sechs betragen kann, unabhängig von der Anzahl dieser Kontakte verhältnismäßig gering
ist und im wesentlichen lediglich bestimmt ist durch die Dicke der Spule, die Abmessungen
eines zur Betätigung der Kontakte erforderlichen Betätigungsteils und den erforderlichen
Kontakthub. Bl Einzelfällen kann es zweckmäßig sein, die Kontakte in zwei Reihen,
die vorzugsweise parallel zueinander verlaufen und den gleichen Abstand von der
Spule haben, anzuordnen, so daß die Kontakte im wesentlichen in einer gemeinsamen
Ebene angeordnet sind. Durch eine derartige Anordnung kann trotz einer verhältnismäßig
geringen Länge des Relais eine verhaltnismäßig große Anzahl von Kontakten entlang
der Spule angeordnet werden, ohne daß die Länge oder die Breite des Relais vergrößert
werden muß. Es können auch ehr Kontakte vorgesehen sein als oben angegeben.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Kontakte
durch ein gemeinsames Betätigungsstück mit den Anker des Relais gekoppelt. Durch
dieses Betätigungsstück wird die Ankerbewegung auf die Kontakte übertragen.
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Dadurch, daß lediglich ein einziges Betätigungsstück vorgesehen ist,
ergibt sich eine einfache und gegen 8törungen wenig anfällige Konstruktion.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Geradführung für
das Betätigungsstück vorgesehen. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise sichergestellt,
daß auch weit voneinander entfernte Kontakte weitgehend gleichzeitig oder aber ralls
gewunscht, in einer vorbestimmten Reihenfolge bein Betätigen des Relais geschaltet
werden, weil das Betätigungsstück trotz seiner iöglicherweise erheblichen Länge
(in Bpulenlängsrichtung gemessen) infolge der Geradführung keine Kippbewegungen
ausführen kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Ertindung ist die Geradführung
dadurch gebildet, daß eine Rippe oder leistenföriiger Vorsprung des Betätigungsstücks
in eine entsprechende lut einer Grundplatte oder eines Relaisgehäuses, das die übrigen
Bauteile des Relais aufilnit, eingreift oder umgekehrt, wobei durch einen Deckel
oder durch andere Maßnahmen verhindert sein kann, daß diese geschilderten uhiungseleiente
außer Eingriff kommen.
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Bei einer Ausfiibrungsform der Erfindung weist das Betätigungsteil
eine in Längsrichtung verlaufende Versteifung auf. Dies bietet den Vorteil, daß
trotz einer relativ großen Länge des Betätigungsteils dieses nicht oder nur wenig
bei der Betätigung des Relais durchgebogen wird, so daß eine nahezu gleichzeitige
Betätigung aller Kontakte gewährleistet ist. Durch diese Versteifung ist es möglich,
für das Betätigungsteil verhältnismäßig geringe Abmessungen quer zur Spulenlängsachse
vorzusehen.
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Vorzugsweise befindet sich die Versteifung lediglich auf einem kleinen
Teil der Höhe des Betätigungsteils, so daß dann, wenn sich diese Versteifung auf
der dem Anker zugewandten Seite des Betätigungsteiles befindet, die Anordnung so
getroffen sein kann, daß der Anker nicht mit der Versteifung in Berührung kommt,
so daß hierdurch das Ziel, eine möglichst kleine Breite des Relais zu erreichen,
gefördert wird.
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Bei Relais ist für das Betätigungsteil häufig eine Rückholfeder vorgesehen.
Diese kann bei einer Ausführungsform auf der der Spule abgewandten Seite des Betätigungsteils
angeordnet sein, also auf der Seite, auf der sich die Kontakte befinden. Bei einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Jedoch ist die Rückholfeder an der den
Kontakten abgewandten Seite des Betätigungsteiles angeordnet. Dies bietet den Vorteil,
daß auch dann, wenn das Relais zum Schalten von höheren Spannungen, beispielsweise
220 Volt, vorgesehen ist, durch die Rückholfeder, die üblicherweise aus Metall besteht,
trotz einer geringen Größe des ganzen Relais keine Schwierigkeiten Dei der Einhaltung
der erforderlichen Isolationsstrecken bestehen.
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Die Rückholfeder kann vorzugsweise als einfache Blattfeder ausgebildet
sein, wobei eine Ausführungsforn bevorzugt wird, bei der die Blattfeder durch die
Bewegung des Betätigungsteils beim Anziehen des Ankers so verformt wird, daß sie
sich stärker krümmt. Man kann auch sagen, daß diese Blattfeder auf Zug beansprucht
ist, weil beim Anziehen des Ankers sich die Lagerpunkte der Blattfeder, mit der
sie im Relais gehalten ist, und der Punkt, an dem das Betätigungsglied angreift,
voneinander entfernen.
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Eine besonders gute Raumausnutzung des Relais und dadurch eine besonders
geringe Baugröße läßt sich erreichen, venn gemäß einer bevorzugten Ausfiihrungsform
der Erfindung Kontaktstücke im Bereich der äußeren Begrenzung des Relais angeordnet
sind. Sofern das Relais ein Gehäuse aufweist, befinden sich die genannten Kontaktstücke
somit vorzugsweise im Bereich einer Wand und sind vorzugsweise in der Wand des Gehäuses
befestigt; wenn das Relais lediglich eine Grundplatte aufweist, sind die Eontaktstücke
vorzugsweise im Bereich des Randes der Grundplatte angeordnet.
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Bei den genannten Kontaktstücken handelt es sich um diewenigen, die
nicht unmittelbar vom Betätigungsteil bewegt werden.
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Die mit diesen genannten Kontaktstücken zusammenwirkenden Kontaktstiicke1
die vom Betätigungsteil bewegt werden, können bei einer Ausfilhrungsform der Erfindung
in an sich bekannter Weise durch Kontaktfedern gebildet sein, die mit einem Ende
im Gehäuse bzw. der Grundplatte befestigt sind.
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Verschiedene Sicherheitsvoischriften verlangen, daß beim Schalten
einer Wechselspannung von 220 Volt, wie sie jiblicherweise in den Versorgungsnetzen
der öffentlichen Elektrizitätswerke vorgesehen ist, in einem Schalter, der für kleinere
Geräte bestimmt ist, ein Kontaktabstand von mindestens 3 u vorhanden sein muß. Gemäß
einer Aus-£ährungsform der Erfindung sind bei dem Relais Kontakte mit Doppelunterbrechung
vorgesehen, so daß in einem durch das Relais zu schaltenden Stromkreis zwei Kontakte
vorgesehen sind. Dies bietet den Vorteil, daß der geforderte Kontaktabstand von
mindestens 3 mm durch einen erheblich kleineren Hub des Betätigw'gsteils erreicht
werden kann, denn wenn zwei Kontakte elektrisch in Serie geschaltet sind, genügt
es, wenn der Kontaktabstand dieser beiden Kontakte Jeweils 1,5 mm beträgt. Bei einer
bevorzugten Busführungsform des Relais sind in dem Relais mindestens vier Kontakte
vorgesehen, die zwei Arbeitskontakte oder bei anderen Ausführungsformen auch Ruhekontakte
mit Doppelunterbrechung bilden; durch ein derartiges Relais kann bei kleineren elektrischen
geräten die Versorgungsspannung zweiphasig geschaltet werden. In besonderen Fällen
kann es auch zweckmißig sein, durch eine Erhöhung der Kontaktanzahl ein Einschalten
und Ausschalten von drei Phasen zu ermöglichen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausfährungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung, die
erfindungawesentliche Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen.
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Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren
in beliebiger Kombination bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein.
Es zeigen Fig. 1 eine Aufsicht auf ein erfindurigsgemäßes Relais, Fig. 2 eine Ansicht
des Betätigungsteils des Relais in Richtung des Pfeils II in Fig. 1, wobei eines
der Kontaktplättchen entfernt ist, Fig. 3 einen Schnitt entsprechend der Linie III-III
in Fig. 2, Fig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht eines Kontaktplättchens
und Fig. 5 einen Schnitt entsprechend der Linie Y-V in Fig. 1.
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In ein Gehäuse 1 aus einem Kunststoff sind eine Magnetspule 2 mit
Kern 3, Joch 4 und Anker 5 eingesetzt und in ihrer Lage durch einen Hoden 6 und
durch Seitenwände 7, 8 und 9 des Gehäuses, durch in Fig. 1 sichtbare Vorsprünge
10 und 11 der Seitenwände 8 bzw. 9 sowie einen lediglich in Fig. 5 abgebrochen dargestellten
Deckel 12 aus Kunststoff gehalten. Die Spule 2 ist in unmittelbarer Nähe der Seitenwand
7 angeordnet; in der der Seitenwand 7 gegenüberliegenden Seitenwand 15 des Gehäuses
sind vier Kontaktstücke 16 in Schiebeführungen eingesetzt, die in Vorsprüngen 17
und 18 der Seitenwand 15 vorgesehen sind.
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Die Kontaktstücke 16 sind durch ebene Bleche von der in Fig. 5 ersichtlichen
Form gebildet, die mit einem schlanken Fortsatz 19 durch eine im Boden 6 vorgesehene
nicht dargestellte Aussparung hindurchragen und dort einen Lötanschluß zum elektrischen
Anschließen des Relais bilden.
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In bekannter Weise tragen die Kontaktstücke 16 einen Kontaktniet 20.
Die Ebene der die Kontaktstücke 16 bildenden Bleche verläuft parallel zur Seitenwand
15, die tontaktstücke 16 können für die Punktion des Relais als starr angesehen
werden.
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Bei Erregung des durch die Spule 2 und dem Kern 3 gebildeten Elektromagneten
verschwenkt sich der Anker 5 um eine senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 verlaufenden
Achse und sein Betätigungsarm 25, der bei nicht erregtem Elektromagneten etwa parallel
zum Joch 4 verläuft, verschiebt ein Betätigungsteil 26, das im Spritzgußverfahren
aus
einem Kunststoff hergestellt ist, in einer parallel zur Zeichenebene der Fig. 1
liegenden Ebene senkrecht auf die Seitenwand 15 zu. Das Betätigungsteil 26 weist
einen langgestreckten, in Richtung der Verschiebebewegung verhältnismäßig dünnen
quaderförmigen Teil 27 auf, der sich in wesentlichen über die gesamte Länge des
Innenraums des Relais erstreckt, und dieser Teil 27 ist durch eine verhältnismäßig
dünne etwa dreieckförmige Platte 28, die sich parallel zum Boden 6 von dem dem Boden
6 benachbarten Rand des Teils 27 aus in Richtung auf den Elektromagneten 2, 3 zu
erstreckt, versteift. Der Boden 6 trägt an seiner Oberseite zwei leistenförmige
Vorsprünge 30, die zwischen sich eine Führungsnut einschließen, in die ein leistenförmiger
Vorsprung 31 an der Unterseite des Betätigungsteils 26 eingreift. Durch den Vorsprung
31 und die Vorsprünge 30 ist gewährleistet, daß das Betätigungsteil 26 lediglich
in gerader Richtung und parallel zu sich selbst verschoben werden kann. Der Boden
6 trägt noch weitere Vorsprünge 32, auf denen sich das Betätigungsteil 26 mit seiner
Unterseite 33 abstützt, so daß ein Kippen des Betätigungsteils um eine senkrecht
zur Zeichenebene der Fig. 2 verlaufende Achse verhindert ist.
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Die Vorsprünge 30 und 32 sind in Fig. 1 der einfacheren Darstellung
wegen nicht eingezeiclmet.
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Das Betätigungsteil 26 weist einen Vorsprung 35 auf, mit dem der Ankerarm
25 unmittelbar zusammenwirkt, und der durch einen schmalen Schlitz 36 von der der
Spule 2 zugewandten Fläche 37 des Teils 27 getrennt ist und mit dem Teil 27 über
die Platte 28 und den Vorsprung 31, der sich unterhalb der Platte 28 erstreckt,
verbunden ist.
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In diesen Schlitz 36 ist eine völlig glatte, keinerlei Aussparungen
aufweisende Blattfeder 40 mit ihrem mittleren Bereich eingesetzt, deren Enden an
Vorsprüngen 41 der Seitenwände 8 und 9 abgestützt sind, und zwar an der der Spule
2 zugewandten Seite dieser Vorsprünge. Wenn der Elektromagnet 2, 3 nicht erregt
ist und somit der Anker 5 die in Fig. 1 gezeigte Stellung einnimmt, verläuft die
Blattfeder 40 leicht gekrümmt, wie Fig. 1 zeigt, und sie zieht dabei das Betätigungsteil
26 mit seiner Fläche 37 gegen die der Spule 2 abgewandte Fläche der Vorsprünge 41.
Wird der Elektromagnet 2, 3 erregt, so wird die Blattfeder 40 während der Verschiebung
des Betätigungsteils 26 in Richtung auf die Seitenwand 15 zu stärker gebogen und
dadurch stärker gespannt.
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An seiner der Fläche 37 gegenüberliegenden Seite weist das Teil 27
zwei vorspringende, rechtwinklig zur Längsrichtung des Teils 27 verlaufende Scheiben
45 von rechteckiger Gestalt, wie besonders gut Fig. 3 zeigt, auf, und jede dieser
Scheiben hat einen senkrecht zum Boden 6 und parallel zur Seitenwand 15 verlaufenden
Schlitz 46, in den ein Kontaktplättchen 47 aus dünnem Blech eingesetzt
ist,
das zwei Kontaktniete 48 trägt. FLir die Punktion des Relais ist das Kontaktplättchen
47 als starr anzusehen. Es weist eine Aussparung 49 auf, mit der es am Ende des
Schlitzes 46 die Seitenwände 50 und 51 der Scheibe 45 umgreift, so daß es gegen
seitliches Verschieben gesichert ist. In den Schlitz 46 greift noch eine kleine
Blattfeder 55 eine, die sich mit ihren Endbereichen auf der der Fläche 37 abgewandten
Seite 56 abstützt, wobei ein seitliches Verrutschen durch kleine Vorsprünge 57 verhindert
ist, und die sich mit ihrem mittleren Bereich an der der Fläche 56 zugewandten Pläche
58 des Kontaktplättchens 47 mit einem gerade und parallel zur Fläche 56 verlaufenden
Abschnitt 60 abstützt.
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Dabei verbleibt zwischen der dem Kontaktplättchen 47 abgewandten Fläche
der Feder 59 und der dem Teil 27 zugewandten Begrenzungsfläche des Schlitzes 46
noch ein Zwischenraum, der etwa halb so dick ist wie das Kontaktplättchen 47. Hierdurch
wird es ermöglicht, daß bei der Bewegung des Betätigungsteils 26 in Richtung auf
die Kontaktteile 16 zu dann, wenn sich die Kontaktniete 20 und 48 gerade berührt
haben, das Betätigungsteil 26 noch etwa, z.B. 0,5 mm in Richtung auf die Seitenwand
15 zu bewegt werden kann, wobei die Feder 55 gespannt wird. Außerdem erlaubt es
die geschilderte Konstruktion, daß das Kontakplättchen 47 in seiner Halterung sich
um eine senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 verlaufende Achse geringfügig verschwenken
kann, um auf diese Weise ein gleichmäßiges Anliegen der beiden Kontaktalete 48 an
den zugeordneten Kontaktnieten 20 der beiden benachbarten Kontaktteile 16 zu ermöglichen.
Der
durch die geschilderte breite des Schlitzes 4h mögliche überhub wird beim Betrieb
des Ru mais dadurch begrenzt, daß ein genau in der Mitte zwischen den beiden Scheiben
45 angeordneter Vorsprung £2 mit seiner der Seitenwand 15 zugewandten Stirnfläche
63 an einer Fläche 64 der Seitenwand 15 zur Anlage kommt. Die Kontaktniete 48 jedes
Kontaktplättchens 47 Liegen genau symmetrisch zu der Scheibe 45, an der das betreffende
Kontaktplättchen befestigt ist, und diese Kontaktniete 48 treffen beim Betätigen
des Relais genau auf die Kontaktniete 20 der ihnen in Verschieberichtung des Betätigungsteils
27 benachbarten Kontaktstücke 16. Die beiden linken Kontaktstücke 16 in Fig. 1 bilden
mit dem linken Kontaktplättchen 47 einen Arbeitskontakt mit Doppelunterbrechung,
gleiches gilt für die beiden rechten Kontaktstücke.
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Die mit der Unterseite 33 des Teils 27 fluchtende Unterkante 66 der
Kontaktplattchen 47 wird durch die Vorsprünge 32 unterstützt, so daß ein Herausgleiten
der Kontaktplättchen nach unten verhindert ist. In ihrer Bewegung nach oben sind
die Kontaktplättchen 47 durch das Ende des Schlitzes 46 begrenzt. Somit sind die
lediglich eingesteckten Kontaktplättchen 47 sicher gehalten. Das ebenfalls lediglich
in das Gehäuse 1 eingesetzte Betätigungsteil 26 ist oben durch die Innenseite des
Deckels 12 gehalten, die mit sehr kleinem Abstand der Oberseite 70 der Scheiben
45, die etwas die Oberseite des übrigen Betätigungsteils 46 überragt, gegenübersteht.
Das ganze Relais ist also durch Steckmontage hergestellt.
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Die Rückholfeder 40 ist von den unbeweglichen Kolstaktstücken 16 weit
entfernt, und sie ist von den Kontaktplättchen 47 und diesen in leitender' Verbindung
stehenden Federn 55 durch das aus isolierendem Material bestehende Teil 27 isoliert.
Die gontaktplättchen 47 werden trotz ihrer ein erhebli(hes Spiel aufweisenden Lagerung
durch die Federn 55 normalerweise in einer zur Seitenwand 15 parallelen Lage gehalten.
Wie Fig. 1 erkennen läßt, verläuft das der Spule 2 zugewandte Ende der Platte 28
unterhalb des Ankerarm 25, so daß diese Platte 28 keine Vergrößerung der Breite
des ganzen Relais zu Folge hat, obwohl sie weiter in Richtung auf die Spule 2 vorragt
als der Vorsprung 3'.
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Bei einem konkreten Ausfü'hrungsbeispiel hat das Relais eine Länge
von etwa 40 mm, eine Breite von 26 mm und eine Dicke von 11 mm; es ka!Jn also ohne
weiteres in mit gedruckten Leiterplatten ousgestatteten Einschüben untergebracht
werden, denn die Leiterplatten bei derartigen Einschüben haben üblicherweise einen
Abstand von 14 mm.
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Der Kontaktabstand beträgt beidiesem Ausführungsbeispiel etwa 2 mm,
so daß sich wegen der Doppelunterbrechung ein effektiver Kontaktabstand von 4 mm
ergibt. Als Kontaktwerkstoff für die Kontaktniete wird Ag/CdO verwendet.
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Zum Schalten des Relais wird eine Leistung von 800 mW benötigt, das
Relais ist in der Lage, maximal 250 Volt Wechselstrom bei 10 Ampere zu schalten.
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Der Abstand der einzelnen die elektrischen Anschlüsse bildenden Fortsätze
19 beträgt 10 mm, so daß das Relais in das Raster gedruckter Schaltungen paßt. Dieser
Abstand von 10 mm gewährleistet auch eine ausreichende Kriechstromfestigkeit des
Relais zwischen den einzelnen Kontaktstücken 1t3, und diese Kriechstromfestigkeit
wird noch durch die Vorsprünge 1'? und 1d, die die Ränder der Kontaktstücke 16 umfassen,
erhöht. Weitere Anschlüsse des Relais für die Spule 2 und zum Erden der Metallteile
des Magnetsystems .ind der einfacheren Darstellung wegen nicht gezeigt.