DE3406832A1

DE3406832A1 - Elektromagnetisches relais

Info

Publication number: DE3406832A1
Application number: DE19843406832
Authority: DE
Inventors: Takuo Ise Mie Kubota; Mitsuki Tsu Mie Nagamoto
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1983-02-28
Filing date: 1984-02-24
Publication date: 1984-08-30
Also published as: CA1209184A; GB8405110D0; FR2541815A1; GB2139423A; US4532487A; DE3406832C2; GB2139423B; FR2541815B1

Description

Elektromagnetisches Relais

Die Erfindung "betrifft ein elektromagnetisches Relais und insbesondere ein elektromagnetisches Relais mit einem im allgemeinen L-förmigen Anker, der von einem Joch schwenkbar getragen ist.

Bei den Relais nach dem vorbekannten Stand der !Technik mit einem von einem Joch schwenkbar getragenen Anker hat es mannigfaltige Verbesserungen zur Vereinfachung der Relaiskonstruktion zur Erzielung einer kompakten, raumsparenden Anordnung gegeben. Eine der Verbesserungen ist in der Pig. 1 schematisch dargestellt, worin ein im allgemeinen L-förmiger Anker 4, der aus einer Ankerplatte 4a und einem Betätigungsarm 4b gebildet ist, an seiner Ecke von dem freien Ende eines im allgemeinen L-förmigen Jochs 5 schwenkbar getragen ist. Eine am Betätigungsarm 4b angebrachte und über ihn liegende Eontaktfeder 5 trägt an einem ihrer Enden einen beweglichen Eontakt 6 und spannt gleichzeitig den Anker 4 in der Richtung zur Losmachung der Ankerplatte 4a von einem Ende eines Eerns 2 vor, so daß der Anker 4 um eine Schwenkachse in der Richtung zur Inanlagebringung des beweglichen Eontaktß 6 mit einem der zusammenarbeitenden feststehenden Eontakten

7 schwenkbar ist, wenn eine Solenoidwicklung 1 um den Kern 2 erregt wird und so daß umgekehrt der Anker 4 in der entgegengesetzten Richtung zur Losmachung des beweglichen Eontakts 6 von dem feststehenden Eontakt 7 schwenkbar ist, wenn die Wicklung 1 energielos gemacht wird. Bei dieser Anordnung kann die Eontaktfeder 5 auch als eine Rückführfeder zum Trennen des beweglichen Eontakts 6 von dem feststehenden Eontakt

dienen, wenn die Wicklung 1 energielos gemacht ist,· wodurch eine zusätzliche Feder unnötig wird und somit eine vereinfachte Konstruktion möglich ist. Bei der obigen Relaiskonstruktion muß jedoch der Betätigungsarm 4"b zur Betätigung der Kontaktfeder 5 bereits wegen seiner konstruktionsmäßig bedingten Einschränkung über dem horizontalen Glied 3b des Jochs 3 liegen, so daß der Betätigungsarm 4-b sicherlich die Ursache einer zur G-esamtrelaisanordnung zusätzlichen Dicke oder Höhe ist und dem Erfordernis, die Höhe der Relaisanordnung so viel wie möglich zu verringern, nicht Genüge tut.

Erfindungsgemäß werden die Nachteile des oben beschriebenen Relais nach dem Stand der Technik besäfcigt. Das Relais mit der erfindungsgemäßen Konstruktion weist ein im allgemeinen I-förmiges Joch auf, das aus einem aufrechten Jochschenkel und einem oberen Jochglied besteht, welches sich im allgemeinen horizontal von dem oberen Ende des Schenkels erstreckt. Das obere Jochglied ist mit einem mittleren Schlitz versehen, der sich von dem Glied in der Längsrichtung erstreckt, um an beiden Längsenden offen zu sein, wobei er an beiden Seiten desselben querverlaufende Seitensegmente bildet.

Eine Erregerspule mit einer Solenoidwicklung um einen Kern in der Verlaufrichtung im wesentlichen parallel zum oberen Jochglied ist mit dem Joch verbunden, wobei das eine Ende des Kerns mit dem aufrechten Schenkel verbunden ist. Mit dem Joch und der Spule arbeitet ein im allgemeinen L-förmiger Anker zusammen, der eine Ankerplatte und einen Betätigungsarm aufweist, wobei er an seiner Ecke eine Schwenkachse hat, durch welche der Anker vom freien Ende des oberen Jochgliedes schwenkbar getragen wird, um zwischen zwei Stellungen zur Durchführung eines Relaisvorganges in Ansprechabhängigkeit von dem Zustand der Spule und zwar je nach dem, ob di© Spule mit Energie versorgt (erregt) oder energielos gemacht (aberregt) wird, bewegbar zu sein, wobei

sich die Ankerplatte quer durch den zwischen dem entgegengesetzten Ende des Kerns und dem freien Ende des oberen Jochgliedes gebildeten Luftspalt und sich der Betätigungsarm durch den besagten Schlitz im oberen Jochglied des.Jochs erstreckt. Eine elektrisch leitende dünne Kontaktplatte ist am oberen Jochglied befestigt. Mit der Kontaktplatte einstückig ausgebildet ist eine Kontaktmittelfeder, die an ihrem freien Ende einem beweglichen Kontakt aufweist und gleichzeitig den Betätigungsarm überlappt, um ihn in der Richtung zum Trennen des beweglichen Kontakts von einem zusammenarbeitenden festestehenden Kontakt vorzuspannen. Während der Schwenkbewegung des Ankers zwischen der Stellung zum Verbinden des beweglichen Kontakts mit dem fest-

]_5 stehenden Kontakt und der Stellung zum brennen des beweglichen Korntakts von dem feststehenden Kontakt wird der Betätigungsarm im wesentlichen innerhalb des Schlitzes des oberen Jochgliedes gehalten, wodurch die Dicke des Betätigungsarms innerhalb des oberen Joohgliedes aufgenommen und die Dicke oder Höhe der Gesamtrelais anordnung verringert werden kann. Eine verringerte Höhe des Relais kann also auf Grund einer vereinfachten Relaiskonstruktion infolge der Verwendung einer Kontaktplatte mit der an Ort und Stelle übernommenen Doppelfunktion der Ausübung der Rückführkraft auf den Anker und des Tragens des beweglichen Kontakts erzielt werden.

Demgemäß ist das Hauptziel der vorliegenden Erfindung die Schaffung eines Relais mit wesentlich verringerter Dicke oder Höhe und vereinfachter Konstruktion.

in diesem Zusammenhang wird ein vorteilhaftes konstruktionsmäßiges Merkmal zum Halten des Betätigungsarms im wesentlichen innerhalb des besagten Schlitzes im Joch eingeführt. Die auf beiden Seiten des Schlitzes gebildeten seitlichen Segmente sind an ihren betreffen-

den freien Endabschnitten mit ausgerichteten Zungen oder Schenkeln zur Aufnahme von entsprechenden Schwenkzapfen versehen, die sich nach unten bzw. nach außen erstrecken, während sich die Schwenkzapfen seitlich von dem oberen Endabschnitt der Ankerplatte des Ankers erstrecken, wodurch der Anker, der sich am freien Ende des Jochs schwenkbar abzustützen hat, daran gehindert wird, über der die obere Oberfläche des Jochs enthaltenden Ebene unzweckmäßig vorzuspringen.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung einer ßelaiskonstruktion, bei welcher der Anker von dem Joch derart erfolgreich abgestützt wird, daß sich daraus die besagte kompakte, raumsparende Anordnung ergibt.

Bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die Schwenkzapfen so ausgebildet, daß sie einen Querschnitt mit einer Kantenecke zum Bilden der Sehwenkachse, um welche der Anker schwenkbar ist, aufweisen. Die Kantenecke dient somit als mit den Vorsprüngen des Jochs an einem feststehenden Punkt in Anschlag stehender Drehpunkt, so daß eine unerwünschte Verschiebung der Schwenkachse während der Relaisarbeitsganges verhindert wird.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung einer Relaiskonstruktion zur Durchführung einer stabilen Schwenkbewegung des Ankers zur G-ewährleistung eines präzisen Schaltvorganges des Relais.

Diese und weitere Ziele der vorliegenden Erfindung erhellen aus der nachfolgenden näheren Beschreibung des Erfindungsgegenstandes unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen; darin zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer weitgehend schematischen Darstellung eines Relais nach dem bisheri-

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gen Stand der Technik;

Pig. 2 und 3 perspektivische Ansichten aus verschiedener Richtung eines Relais ohne Deckel gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Pig. 4 eine perspektivische Ansicht auseinandergenommener Bauteile in teilweise weggeschnittener Ausführung der Darstellung eines Jochs und eines Ankers des obigen Relais;

pig. 5 einen Aufriß des obigen Relais teilweise im Querschnitt;

Pig. 6 eine Draufsicht des obigen Relais ohne Deckel;

Fig. 7 eine Linksseitenansicht des obigen Relais teilweise im Querschnitt;

Pig. 8 eine Rechtsseitenansicht des obigen Relais teilweise im Querschnitt; und _v

pig. 9 eine ^eilansicht des Teils, an welchem der Anker um Joch schwenkbar gestützt wird.

Bezugnehmend zunächst einmal auf die Pig. 2 und 3 ist ein Relais gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform ersichtlich. Das Relais gehört der Bauart mit einer einpoligen Umschaltrelaiskontaktanordnung und weist ein auf einer Grundplatte 8 vorgesehenes im allgemeinen L-förmiges Joch 10 sowie eine Erregerspule 20 mit einer Solenoidwickltmg 21, die von einem Spulenkörper 22, durch welchen sich ein Kern 23 erstreckt, getragen ist, auf, wobei der Spulenkörper 22 auf der Grundplatte 8 feststehend montiert ist, um die Spule in Stellung zu halten. Das Joch 10 hat einen aufrechten

Jochschenkel 11, mit welchem ein. Ende des Kerns 23 verbunden ist, und ein oberes Jochglied 12, das sich von dem oberen Ende des Schenkels 11 parallel zur Spule 20 erstreckt, wobei die Verbindung zwischen dem aufrechten Jochschenkel 11 und dem Kern 11 derart ist, daß ein Luftspalt zwischen dem entgegengesetzten Ende des Kerns 23 und dem freien Ende des oberen Jochgliedes 12 gebildet ist, und daß das Joch 10 auf der Grundplatte 8 mit Hilfe des Spulenkörpers 22 festestehend montiert ist. Die Fig. 4 zeigt am besten, daß das obere Jochglied 12 mit einem länglichen Mittelschlitz 13 versehen ist, der sich entlang der ganzen Länge des ersteren erstreckt, wobei er an seinen beiden Längsenden entsprechende öffnungen derart hat, daß das obere Jochglied 12 in querliegenden seitlichen Segmente 14, die zueinander parallel verlaufen, geteilt ist. Jedes freies Ende der seitlichen Segmente 14 ist gegabelt und bildet somit eine gerade Verlängerung 15 und eine sich nach unten und nach außen erstreckende Zunge 16, wobei diese Verlängerung an einen Punkt endet, der hinter der Spitze der Zunge 16 versetzt und nachgeschnitten ist, um eine schräg abfallende Stirnfläche zu bilden. Mit dem Joch 10 arbeitet ein Anker 30 einer im allgemeinen L-Form zusammen, der aus einer Ankerplatte 31 und einem Betätigungsarm 32 zusammengesetzt ist, welch letzterer sich vom oberen Ende der Ankerplatte 31 in rechtem Winkel dazu erstreckt. Ein Paar von entgegengesetzten und horizontal ausgerichteten Schwenkzapfen 33 erstreckt sich seitlich vom oberen Ende der Ankerplatte 31 und ruht derart auf den betreffenden Zungen 16 des Jochs 10, daß diese Schwenkzapfen den Anker 30 am freien Ende des oberen Jochgliedes 12 schwenbar stützen, so daß sich die Ankerplatte 31 <iuer durch den besagten Luftspalt erstreckt und gleichzeitig der Betätigungsarm 32 innerhalb des Schlitzes 13 im oberen Jochglied 12 auf genommen ist. Eine Schutzhaube 9 umsehließt die Bauteile auf der Grundplatte 8 und ist gem. den Pig. 5, 7 und 8 an diese Grundplatte hermetisch angeschlossen.

Eine dünne Kontaktplatte 40 aus elektrisch leitendem Werkstoff ist auf dem oberen Jochglied 12 angeordnet, wobei die Seitenabschnitte mit den seitlichen Segmenten 14 des oberen Jochgliedes 12 entsprechend vernietet sind und zwar so, daß dadurch nicht die Dicke des oberen Jochgliedes in etwa ungebührlich zusätzlich vergrößert wird. Einstückig mit der Kontaktplatte 40 ausgebildet und sich im wesentlichen in derselben Ebene wie diese erstreckend ist eine Kontaktmittelfeder 41, welche über dem Betätigungsarm 32 liegt und diesen nach unten vorspannt und dann über diesen hinaus geht und einen beweglichen Kontakt 42 an ihrem verlängerten Abschnitt trägt. Ebenso einstückig ausgebildet mit der Kontaktplatte 40 sind zwei Anschlußschenkel 44, die sich von den rückwärtigen Seiten derselben nach unten erstrecken und dann nach unten durch die Grundplatte 8 verlaufen und als gemeinsame Anschlußglieder dienen. Die Kontaktplatte 40 ist ferner and ihren seitlichen Bereichen mit einstückig ausgebildeten Haltenasen 45 versehen, die sich rückwärts in im wesentlichen derselben Ebene der Platte 40 erstrecken, wobei jedoch ihre freien Enden leicht nach unten gebogen sind, um die Schwenkzapfen 33 auf den entsprechenden Zungen 16 niederzuhalten und sie somit in Stellung zu halten.

Wie in den Fig. 2, 5 und 7 gezeigt, arbeitet der bewegliche Kontakt 42, der am freien Ende der Kontaktmittelfeder 41 getragen ist, mit ersten und zweiten feststehenden Kontakten 51 und 52 zusammen, die auf horizontalen Trägerstreifen 53 und 54 angeordnet sind und somit eine Kontaktkonstruktion bilden. Die horizontalen Trägerstreifen 53 bzw. 54 haben sich nach unten erstreckende Anschlußschenkel 55 bzw. 56, die durch Blöcke 25 und 26 feststehend gestützt sind, wobei diese Blöcke 25 und 26 mit dem Spulenkörper 22 auf der Grundplatte 8 derart aus einem Stück geformt sind, daß sie die Kontaktkonstruktion innerhalb der Höhe des Jochs

1 oder des aufrechten Joohschenkels 11 aufnehmen. Die Anschlußschenkel 55 und 56 erstrecken sich durch die Grundplatte 8 nach unten und dienen als Ruheansohlüsse bzw. als Arbeitsanschlüsse. Der erste feststehende Kontakt 51, der mit dem Anschlußschenkel 55 verbunden ist, befindet sich nämlich in Kontaktanlage mit dem beweglichen Kontakt 42 im Normalzustand bzw. in der Grundstellung, in welcher die Spule 20 aberregt ist, wogegen der zweite feststehende Kontakt 52, der mit dem Anschlußschenkel 56 verbunden ist, in Kontaktanlage mit dem beweglichen Kontakt 42 gebracht wird, wenn es sich um erregten Zustand handelt. Jeder der obigen Anschlußschenkel 55 und 56 ist zwischen seinen Enden zweimal umgebogen, um einen schrägen Abschnitt 57 dort zu bilden, der, wie am besten in der Pig. 7 gezeigt, in eine entsprechend gekrümmte Zickzacknut 27 in satter Anlage mit dieser eingesetzt ist, wodurch jeder den ersten bzw. zweiten feststehenden Kontakt 51 bzw. 52 tragender Streifen daran gehindert ist, locker zu werden, so daß eine stabile und genaue Einstellung der Kontakte gewährleistet wird. Zwei Spulenanschlüsse 28, die an die entgegengesetzten Enden der Solenoidwicklung 21 angeschlossen sind, erstrecken sich durch die Grundplatte 8 zum Empfang eines Erregerstromes.

Wenn im Arbeitszustand des Heiais die Spule 20 aberregt ist, damit keine Anziehungskraft zwischen der Ankerplatte 51 und dem Kern 25 erzeugt wird, wird der Betätigungsarm 52 durch die Kontaktmittelfeder 41 nach unten vorgespannt, um den beweglichen Kontakt 42 mit dem ersten feststehenden Kontakt 51 zu verbinedn und ihn von dem zweiten feststehenden Kontakt 52 zu trennen, wie am besten in der Pig. 5 gezeigt ist. Umgekehrt wird dann, wenn die Spule 20 erregt wird, um die Ankerplatte 51 anzuziehen, der Anker 50 geschwenkt, um die Kontaktmittelfeder 41 gegen die Vorspannkraft derselben zu drücken, um den beweglichen Kontakt 42 von

dem ersten feststehenden Kontakt 51 zu trennen und ihn gleichzeitig mit dem zweiten feststehenden Kontakt 52 zu verbinden* Während dieser Schwenkbewegung des Ankers 30 wird der Betätigungsarm 32 im wesentlichen innerhalb des Schlitzes 13 im oberen Jochglied 12 gehalten, mit der möglichen Ausnahme, daß der äußerste Abschnitt des Betätigungsarms 32 zum Zeitpunkt, zu welchem die Spule 20 erregt ist, zwar geringfügig über der die obere Oberfläche des oberen Jochgliedes 12 enthaltenden Ebene vorspringen mag, jedoch nicht über das hintere Ende der Kontaktplatte 40 hinaus vorspringt. Dadurch kann der Betätigungsarm 32 des Ankers 30 in das obere Jochglied 12 aufgenommen werden, wodurch eine kompakte Anordnung für die Kombination des Jochs 10 und des Ankers 30 in Bezug auf ihre Höhe erzielt wird.

Bezugnehmend auf die Fig. 3 und 9 ist ersichtlich, daß jeder der Schwenkzapfen 33 einen quadratischen Querschnitt mit einer Kantenecke aufweist, wodurch eine Schwenkachse oder ein Drehpunkt gebildet wird, der sich an der entsprechenden Zunge 16 des oberen Jochgliedes 12 mit Hilfe der Haltenase 45 an einem vorbestimmten Punkt befindet, so daß der Anker 30 um einen festen Funkt geschwenkt wird, um einen stabilen und genauen Arbeitsgang zu gewährleisten.

Wie in den Fig. 3, 4 und 8 gezeigt, ist jeder der Anschluß schenkel 44, die sich von der Kontaktplatte 40 nach unten erstrecken, im mittleren Abschnitt gebogen, um die innewohnende Elastizität in der Richtung seiner Dicke darzubieten, so daß jeder Anschlußschenkel 44 gedrängt wird, in satter Anlage mit einem (nicht gezeigten) entsprechenden Loch zu sein, durch welches er sich von der Grundplatte 8 nach unten erstreckt, wodurch eine feste Verbindung jedes Ansohlußschenkels 44 mit der Grundplatte 8 gewährleistet wird. Darüber hinaus ist jeder Anschlußschenkel 44 in seinem mittleren Bereich mit einer Ausnehmung.46 versehen, in welche sich

ein Vorsprung 29 des Spulenkörpers 22 erstreckt, um den Schenkel zu halten. Dies ist arbeitsgangsmäßig für einen leichten Zusammenbau der Anschlußschenkel 44 auf der Grundplatte 8 vorteilhaft, worin die Kontaktplatte 40 zunächst an das Joch 10 befestigt wird und daraufhin die Anschlußschenkel 44 in die entsprechenden löcher in der Grundplatte 8 durch Umbiegen derselben bei 48 in solcher Art und Weise, daß die Vorsprünge 29 mit den Ausnehmungen 46 in Anlage gebracht werden, eingesetzt werden.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Schlitz 13 im oberen Jochglied 12 in Form eines Spaltes ausgelegt worden, wobei jedoch die vorliegende Erfindung nicht auf diese Möglichkeit beschränkt ist und der Schlitz auch in Form einer Hut im oberen Jochglied mit einer Siefe, die zur Aufnahme des Betätigungsanns des Ankers ausreicht, vorgesehen werden kann. Die obige Beschreibung und insbesondere die Zeichnungen sind nur zum Zwecke der Veranschaulichung gedacht. Es versteht sich, daß etliche Abwandlungen der hier beschriebenen Ausführungsfοrmen von dem Fachmann innerhalb des Schutzumfanges der beigefügten Patentansprüche durchgeführt werden können.

Claims

Patentanwälte

LEWINSKY & PRlET:

Gotthardstr. 81
D-8000 München 21

24. Februar 1984 15.111-IV

Matsushita Electric Works, Ltd.

Elektromagnetisches Relais

Patentansprüche

Elektromagnetisches Relais mit einem im allgemeinen I-förmigen Joch mit einem senkrechten Jochschenkel und einem dazu im wesentlichen in rechtem Winkel verlaufenden oberen Jochglied, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Jochglied (12) einen sich in der Längsrichtung erstreckenden Schlitz (13) aufweist, der an beiden Längsenden offen ist und das obere Jochglied (12) in seitliche Segmente (14) teilt, daß eine Erregerspule (20) mit einer Solenoidwicklung (21) auf einem Kern (23) unterhalb des oberen Jochgliedes (12) im wesentlichen parallel dazu angeordnet ist, wobei ein Ende des Kerns (23) mit dem senkrechten

Jochsctienicel (11) verbunden ist, daß ein im allgemeinen L-förmiger Anker (30) mit einer Ankerplatte (31) gegenüber dem anderen Ende des Kerns (23) und einem Betätigungsarm (32) vorgesehen ist, welch letzterer sich durch den Schlitz (13) erstreckt und an seiner Ecke eine querverlaufende Schwenkachse hat, durch welche der Anker (30) auf dem freien Ende des oberen Jochgliedes (12) schwenkbar gestützt ist, daß eine verhältnismäßig dünne Kontaktplatte (40) aus elektrisch leitendem Werkstoff am oberen Jochglied (12) befestigt ist und eine Kontaktmittelfeder (41) aufweist, die sich davon einstückig erstreckt und über dem Betätigungsarm (32) des Ankers (30) liegt, um ihn nach unten vorzuspannen bzw. zu drücken, und daß eine Kontaktkonstruktion aus einem vom freien Ende der Kontaktmittelfeder (41) getragenen beweglichen Kontakt (42) und zumindest einem mit dem beweglichen Kontakt (42) in Anlage bringbaren feststehenden Kontakt (51 bzw. 52) innerhalb der Höhe des Jochs (10) angeordnet ist, wobei die Kontaktmittelfeder (41) den Anker (30) in der Richtung zum Trennen der Ankerplatte (31) von dem Kern (23) vorspannt, so daß aufgrund der Erregung der Spule (20) der Anker (30) um die Schwenkachse gegen die Yor-Spannkraft der Kontaktmittelfeder (41) in einer Richtung zum Drücken der Kontaktmittelfeder (41) aufwärts zum Verbinden des beweglichen Kontakts (42) mit dem feststehenden Kontakt (51) und aufgrund der Aberregung der Spule (20) der Anker (30) in der entgegengesetzten Richtung durch diese Vorspannkraft zum Trennen des beweglichen Kontakts (42) vom feststehenden Kontakt (51) geschwenkt wird, wobei der Betätigungsarm (32) im wesentlichen innerhalb der Tiefe des Schlitzes (13) im oberen Jochglied (12) während der Schwenkbewegung des Ankers (30) liegt.
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (30) am oberen Endabschnitt der Ankerplatte (31) entgegengesetzte seitlich vorspringende Schwenkzapfen (33) aufweist, welche die besagte Schwenkachse bilden, und daß die seitlichen Segmente (14) an ihrem freien Endabschnitt mit sich nach außen und nach unten erstreckenden Zungen (16) zur Aufnahme der Schwenkzapfen (33) versehen sind.
3. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkzapfen (33) einen Querschnitt mit einer Kantenecke aufweisen, welche die Schwenkachse oder den Drehpunkt bildet, so daß der Anker (30) von den Zungen (16) getragen ist, während die Kanteneeke mit einem festen Punkt der entsprechenden Zungen (16) in Anlage ist.