DE3232679A1 - Elektromagnetisches schaltrelais fuer hohe strombelastung - Google Patents

Description

• Elektromagnetisches Schaltrelais für hohe Strombelastung
• Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Schaltrelais mit einer Grundplatte, einer mit der Achse ihres Kerns parallel zur Grundplatte angeoroneten Spule, einem rechtwinkelig gebogenen, mit seinen zwei Schenkeln jeweils auf der Grundplatte senkrecht stehenden Joch, elches mit seinem ersten Schenkel an ein Ende des Kerns gekoppelt ist und mit einer freien Kante des zweiten Schenkels einen flachen, ebenfalls senkrecht zur Grundplatte angeoraneten Anker trägt, wobei der Anker mit der freien Polfläche des Kerns einen Arbeitsluftspalt bildet und an seiner der Pol fläche gegenüberliegenden Flachseite eine Kontaktfeder trägt, die ihrerseits zumindest in einem Schaltzustand des Ankers Kontakt zwischen einem ersten und einem zweiten Kontaktstück herstellt, wobei das erste Kontaktstück an einem neben der Kontaktfeder in der Grundplatte verankertenrsten Anschlußelement befestigt ist und das zweite Kontakt stück über ein abgewinkeltes Stromleitblech mit einem neben dem Joch in der Grundplatte verankerten zweiten Anschlußelement verbunden ist.
• Derartige Schaltrelais sind bekannt. Sie dienen mit ihrem einfachen Aufbau beissielsweise dazu, in Kraftfahrzeugen RrvzeitiÕ sehr große Sç e, ete zum Anlasser, zu schalten. Da solche Relais lediglich einen Schließerkontakt oder gegebenenfalls einen Umschaltekontakt besitzen, kann die bewegliche Kontaktfeder unsittelbar mit dem Anker verbunden sein, was einen sehr einfachen Aufbau ergibt. Diese bewegliche Kontaktfeder ist dabei im allgemeinen über eine Kupferlitze mit dem obenerwähnten zweiten Anschlußelement verbunden.
• Da die beiden Anschlußelemente für den Schließerkontakt wegen der honen Ströme einen sehr großen Querschnitt besitzen müssen, können sie im allgemeinen schon aus Platzgründen nicht beide unmittelbar unter der Kontaktstelle in der Grundplatte verankert sein. Daraus ergibt sich das Problem, ein an der dem Anker gegenüberliegenden Seite des Relais in der Grundplatte verankertes AnschluB-element über ein Stromleitblech mit dem entsprechenaen Kontaktstück zu verbinden. Bei herkömmlichen Relais geschieht dies über ein mehrfach abgewinkeltes Blech, elches an der Grundplatte entlang und über die Ankerlagerung hinweggeführt ist, was für das insgesamt sehr einfach herzustellende Relais einen verhältnistnäßig großen Aufwand bedeutet. Ein weiteres Problem liegt darin, daß der üblicherweise lediglich mit einer Feder in seine Ruheposition vorgespannte Anker einen Anschlag benötigt, der bei herkömmlichen Relais ebenfalls nur mit verhältnismäßig großem zusätzlichem Aufwand gewonnen wird.
• Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Schaltrelais der eingangs erwähnten Art die elektrische Verbinaung zwischen dem zweiten Kontaktstück und dem zugehörigen zweiten Anschlußelement über ein möglichst einfach gestaltetes Stromleitblech herzustellen, wobei dieses Stromleitblech ohne Beeinträchtigung des sonstigen Relaisaufbaus einen möglichst großen Querschnitt erhalten kann. Gleichzea'in soll au möglichst einfache Weise ein anschlag für die Ankerruhes tellung mitgewonnen werden.
• Erfirdungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Stromleitblech sich mit einem ersten Schenkel in Verlängerung des zweiten Anschlußelementes senkrecht zur Grundplatte erstreckt und mit einem zweiten Schenkel parallel zur Spulenachse über eine vom Joch nicht bedeckte Seite der Spule verläuft, wobei die freie Abschlußkante dieses zweiten Schenkels einer Seitenkante des Ankers gegenübersteht und zwei parallel zur Ankerfläche abgewinkelte Nasen aufweist, von denen die erste den Anker übergreifend als Anschlag für diesen dient und die zweite den elektrischen Kontakt mit dem zweiten Kontaktstück herstellt.
• Das ertndungs gemäß gestaltete Stromleitblech kann sehr einfach hergestellt und montiert werden, da sein erster Schenkel unmittelbar als Verlängerung des Anschlußelementes, also im allgemeinen eines Flachsteckers, senkrecht zur Grundplatte verläuft, so daß lediglich zwischen diesem ersten Schenkel und dem parallel zur Spulenachse verlaufenden zweiten Schenkel eine Biegung um 900 erforderlich ist.
• Da dieser zweite Schenkel des Stromleitbleches an einer anderen Seite der Spule entlangläuft als der zweite Jcchschenkel, überschneidet es sich an keiner Stelle mit der Ankerlagerung, so daß das Stromleitblech insgesamt einen großen Querschnitt zum Führen sehr hoher Ströme besitzen kann. Um diesen großen Querschnitt zu halten, besitzt dieses Stromleitblech in seinen beiden Schenkeln zweckmäßigerweise eine Breite von mehr als der Hälfte des Spulendurchmessers; in einer vorteilhaften Ausführungsform entsprechen diese beiden Schenkel des Stromleitbleches in ihren Abmessungen etwa der Spulenbreite bzw. dem Spulendurchmesser.
• Die beiden arsen an der Abschlißkante des Stromleitbleches sind in einfacher Weise anzu-orren und können ihre jeweilige Aufgabe als Ankeranschlag bzw. als Stromübergang zur Kontaktstelle in hervorragender Weise verfüllen, da sie durch die Gestaltung des Stromleitbleches nicht im Bereich der Ankerlagerung, sondern an einer Seite bzw. am freien Ende des Ankers liegen.
• ZaxeckmäBigerweise verläuft der erste Schenkel des Strom- leiçbleches parallel zum ersten Jochschenkel und besitzt im wesentlichen dessen Abmessungen. Der zweite Schenkel des Stromleitbleches kann parallel zur Grundplatte über der Spule angeordnet sein oder senkrecht zur Grundplatte seitlich der Spule, dem zweiten Jochschenkel gegenüberliegend, angeordnet sein. In einer weiteren Vereinfachung der neuerungsgemäßen Konstruktion kann das Stromleitblech sogar nur mit einem einzigen Schenkel ausgebildet sein, wenn der als Anschlußelement dienende Flachstecker nicht dem Acker gegenüberliegend, sondern seitlich von der Spule angeordnet werden kann. In diesem Fall ist das Stromleitblech als Verlängerung eines Flachsteckers senkrecht zur Grundplatte, und zwar auf der dem zweiten Jochschenkel gegenüberliegenden Spulenseite angeordnet, wobei die zwei abgewinkelten Nasen an der dem Anker zugewandten Seitenkante angeformt sind. Dies bringt eine erhebliche Einsparung, da das Stromleitblech aus einem elektrisch gut leitenden Materiål mit gleichzeitig guter Wärmeableitung, beispielsweise Kupfer, besteht.
• Das erwähnte zweite Kontaktstück ist in einer Ausführungsform der Neuerung in bekannter Weise auf der Kontaktfeder des tankers befestigt und über eine Litze mit der zweiten Nase des Stromleitbleches verbunden. Eine besonders vor-'teilhafte Ausführungsform besteht jedoch darin, daß die zweite Nase des Stromleit'Dleches mit dem ersten Rontaktstück fluchtend angeordnet ist und ittelbar das zweite Kontaktstück trägt. In diesem Fall dient die Kontaktfeder des Ankers als Kontaktbrücke unr ist entsprechend mit einem Brückenkontaktstück versehen. Der besondere orteil dieses Brückenkontaktes besteht einerseits in der durch die zweimalige Unterbrechung erzielbaren großen Kontaktöffnung und andererseits in der Einsparung der Litzenverbindung zum Anker.
• Da der Anker über das Joch auf gleichem Potential wie das Stromleitbiech liegt, muß die Kontaktfeder gegen den Anker isoliert sein, wenn die beiden Kontaktspalte des Brückenkontaktes als Trennstellen wirken sollen. Zu diesem Zweck ist die Kontaktfeder in einer bevorzugten Ausführungsform über eine oder mehrere Isolierplatten am Anker befestigt.
• Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 und 2 ein erfindungsgemäßes Relais mit Litzenverbindung in zwei perspektivischen Ansichten, Fig. 3 eine abgeänderte Ausführungsform von Fig. 2 mit einem Brückenkontakt, Fig. 4 ein abgewandeltes Deteil aus Fig. 3.
• Die Fig. 1 und 2 zeigen ein Schaltrelais, dessen Magnet und Kontaktsystem auf einer isolierenden Grundplatte 1 aufgebaut ist. Auf dieser Grundplatte ist ein winkelförmiges Joch 2 mit den Stirnseiten seiner zwei Schenkel 2a und 2b senkrechtstehend angeordnet. Der Jochschenkel 2b ist dabei mit einem Spulenkern 3 einer Spule 4 gekoppelt, deren Achse parallel zur Grundplatte verläuft. Das freie Ende des Jochschenkels 2a besitzt eine Aussparung 2c, in welcher ein plattenförmiger Anker 5 mit einem Ende gelagert ist. Der Anker 5 wird durch seitliche Fortsätze 5a und Sb in dem Ausschnitt 2c des Joches gesichert und durch eine Rückstellfeder o in die Ruhelage vorgespannt.
• Die Rückstellfeder 6 greift einerseits an einem Fortsatz 5c des Ankers und andererseits an einer Ausklinkung 2d des Joches an und erstreckt sich seitlich vom Jochschenkel 2a.
• Die Grundplatte besitzt in Durchbrüchen verankerte Flachstecker, und zwar an jeweils gegenüberliegenden Seiten zwei Spulenanschlußstecker 7 und 8 sowie zwei Kontaktanschlußstecker 9 und 10. Der Flachstecker 9 ist in seiner Verlängerung 9a auf der Grundplatte zweimal abgewinkelt und trägt das erste Kontaktstück 11, während das zugehörige zweite Kontaktstück 12 (in Fig. 2 verdeckt) auf einer Kontaktfeder 13 angeordnet ist, welche unmittelbar mit dem Anker 5 verbunden ist. Über eine Kupferlitze 14 ist das kontaktgebende Ende der Kontaktfeder 13 mit einer Nase 15 am Stromleitblech 16 elektrisch verbunden.
• Das Stromleitblech 16 ist winkelförmig ausgebildet, wobei der erste Schenkel 16a unmittelbar als Verlängerung des Flachsteckers 10 senkrecht zur Grundplatte 1 verläuft.
• Der zweite Schenkel 16b des Stromleitbleches ist oberhalb der Spule parallel zur Grundplatte 1 angeordnet und steht mit seiner Abschlußkante 16c der Seitenkante des Ankers gegenüber. An dieser Abschlußkante 16c sind zwei zur Ankerebene abgebogene Nasen angeformt, nämlich eine erste Nase 17, die als Anschlag für den Anker in seiner Ruhestellung dient, und eine zweite, bereits oben erwähnte Nase 15 als Stromanschluß für die Litze 14. Da das Stromleitblech 16 sich nicht mit der Rückstellfeder 6 bzw. mit der Ankerlagerung überschneidet, kann es in seiner Breite dem Spulendurchmesser angepaßt und durch den großen Querschnitt sehr niederohmig werden. Die große Oberfläche ermöglicht außerdem eine gute Wärmeableitung.
• Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform in der gleichen Ansicht wie Fig. 2. Die Grundplatte 1 ist mit dem Joch 2 und der Spule 4 genauso aufgebaut wie im vorhergehenden Beispiel. Auch die Anschlußstecker 7, 8, 9 und 10 sind in gleicher Weise ausgebildet. Der Anker 5 trägt in diesem Fall wieder eine Kontaktfeder 23, welche nunmehr jedoch nicht das zweite Kontaktstück, sondern ein Brückenkontaktstück 22 trägt. Das zweite Kontaktstück 21 ist in diesem Fall unmittelbar an einer abgebogenen Nase 20 des Stromleitbleches 16 befestigt. Im übrigen ist das Stromleitblech 16 einschließlich der Anschlagnase 17 wie im vorhergehenden Beispiel ausgebildet. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist durch den Brückenkontakt somit die Litze 14 eingespart.
• Will man jedoch die Vorteile des Brückenkontaktes, nämlich die doppelte Kontaktunterbrechung und damit die Wirkung eines verdoppelten Kontaktabstandes, voll ausnutzen, so muß die Kontaktfeder gegenüber dem Anker isoliert werden, da der Anker 5 über das Joch 2 auf gleichem Potential wie das Stromleitblech 16 liegt. Eine entsprechende Ausführungsfbrm ist in der Detaildarstellung von Fig. 4 gezeigt. Dort ist die Kontaktfeder 24 mit zwei Isolierplatten 25 und 26 am Anker 5 befestigt. Gegebenenfalls könnte die Isolation auch mit nur einer Isolierplatte 25 erfolgen.
• Die Kontaktfeder 24 weist außerdem im Bereich zwischen ihrer Befestigung am Anker und ihrem kontaktgebenden Ende seitliche Einschnitte 27 auf. Dadurch läßt sich bei nicht gleichzeitigem Schließen der beiden Kontakte durch vorhandene Toleranzen sder nach unterschiedlichem Abbrand eine Nachfederung der Kontaktfeder durch Torsion um ihre Längsachse erreichen.
• Weitere Ausführungsformen wären denkbar, so könnte beispielsweise der Schenkel 16b statt oberhalb der Spule seitlich von der Spule angeordnet werden, so daß er dem Jochschenkel 2a gegenüberläge. Die Nasen 17 und 20 könnten auch in diesem Fall an der dem Anker zugewandten Ab- schlußkante angeform ç sein. Eine weitere Vari2tionsmöglichkeit wäre dann gegeben, wenn der Flachstecker 8 als Stromanschluß und demnach der erste Schenkel 16a des Stromleitbleches seitlich der Spule als unmittelbare Verlängerung dieses Flachsteckers 8 ausgebildet werden könnte. Der zweite Schenkel 16b des Stromleitbleches könnte wiederum, wie in den dargestellten Ausfuhrungsbeispielen, über der Spule liegen und die Nasen 17 und 15 bzw. 20 aufweisen. In diesem Fall könnte aber der zweite Schenkel 1Sb überhaupt eingespart werden, da dann dieser erste Schenkel 16a eine dem Anker 5 zugewandte Kante hätte und Nasen 20 und 17 in entsprechender Abwandlung bereits an dieser Kante ausgebildet werden könnten.
• 12 Patentansprüche 4 Figuren Leerseite

Claims (12)

1. Patentansprüche U Elektromagnetisches Schaltrelais mit einer Grundplatte, einer mit der Achse ihres Kerns parallel zur Grundplatte angeordneten Spule, einem rechtwinkelig gebogenen, mit seinen zwei Schenkeln jeweils auf der Grundplatte senkrecht stehenden Joch, welches mit seinem ersten Schenkel an ein Ende des Kern gekoppelt ist und mit einer freien Kante des zweiten Schenkels einen flachen, ebenfalls senkrecht zur Grundplatte angeordneten Anker trägt, wobei der Anker mit der freien Polfläche des Kerns einen Arbeitsluftspalt bildet und ;ln seiner der Polfläche gegenüberliegenden Flachseite eine Kontaktfeder trägt, die ihrerseits zumindest in einen Schaitzustand des Ankers Kontakt zwischen einem ersten und einem zweiten Kontaktstück herstellt, wobei das erste Kontaktstück an einem neben der Kontaktfeder in der Grundplatte verankerten ersten Anschlußelement befestigt ist und das zweite Kontaktstück über ein abgewinkeltes Stromleitblech mit einem neben dem Joch in der Grundplatte verankerten zweiten Anschlußelement verbunden ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Stromleitblech (16) sich mit einem ersten Schenkel (16a) in Verlängerung des zweiten Anschlußelementes (10) senkrecht zur Grundplatte (1) erstreckt und mit einem zweiten Schenkel(16b) parallel zur Spulenachse über eine vom Joch nicht bedeckte Seite der Spule verläuft, wobei aie freie Äbschlußkante dieses zweiten Sc'nenkels einer Seitenkante des Ankers (5) gegenübersteht und. zwei parallel zur kmkertläche abew'nkelte Nasen (1.5, 17, 20) aufweist, von denen die erste (17) den Anker übergreifend als Anschlag für diesen dient und die zweite die elektrische Verbindung mit dem zweiten Kontaktstück (12, 21) herstellt.
2. 2. Schaltrelais nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die beiden Schenkel (16a, 16b) des Strmleitbleches eine Breite von mehr als der Hälfte des Spulendurchtnessers besitzen.
3. 3. Schaltrelais nach Anspruch 2, d 2 d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die beiden Schenkel des Stromleitbleches (16) in ihren Abmessungen etwa der Spulenbreite bzw. dem Spulendurchmesser entsprechen.
4. 4. Schaltrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der erste Schenkel (16a) des Stromleitbleches (16) parallel zum ersten Jocnschenkel (2b) verläuft und im wesentlichen dessen Abmessungen besitzt.
5. 5. Schaltrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der erste Schenkel des Stromleitbleches (16) seitlich der Spule, dem zweiten Jochschenkel (2a) gegenüberliegend, angeordnet ist.
6. 6. Schaltrelais nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der zweite Schenkel (16b) des Stromleitbleches parallel zur Grundplatte (1) oberhalb der Spule angeordnet ist.
7. 7. Schaltrelais nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der zweite Schenkel des Stromleitbleches seitlich der Spule, dem zweiten Jochschenkel (16a) gegenüberliegend, senkrecht zur Grundplatte (1) angeoronet ist.
8. 8. Schaltrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a -d u r c h g e k e n n z'e i c h n e t , daß das Stromleitblech (16) aus Kupfer besteht.
9. 9. Scha'tnlais nach einem der Anspruche 1 bis 8, d a -d u r c h g e k e n n'z e i c h n e t , daß das zweite Kontaktstück (12) auf der Kontaktfeder (13) des Ankers (5) befestigt ist und über eine Litze (14) mit der zweiten Nase (15) des Stromleitbleches (16) verbunden ist.
10. 10. Schaltrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die zweite Nase (20) des Stromleitbleches (16) unmittelbar das zweite Kontaktstück (21), mit dem ersten Kontaktstück (11) fluchtend, trägt, und daß die Kontaktfeder (23) des Ankers (5) ein Brückenkontaktstück (22) trägt.
11. 11. Schaltrelais nach Anspruch 10, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Kontaktfeder (24) über mindestens eine isolierende Zwischenlage (25) am Anker (5j befestigt ist.
12. 12. Schaltrelais nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Stromleitblech mit einem einzigen Schenkel in Verlängerung des zweiten Anschlußelementes sich seitlich der Spule, dem zweiten Jochschenkel (2a) gegenüberliegend, senkrecht zur Grundplatte erstreckt, und eine dem Anker zugewandte Seitenkante aufweist, an der zwei Nasen angeformt sind, von denen die erste den Anker übergreifend als Anschlag für diesen dient und die zweite unmittelbar das zweite Kontaktstück trägt.