DE3423270A1

DE3423270A1 - Elektromagnetisches relais

Info

Publication number: DE3423270A1
Application number: DE19843423270
Authority: DE
Inventors: Joachim 8500 Nürnberg Naser; Olaf 8540 Schwabach Schmid; Gerhard 8802 Weihenzell Schmidt; Theodor 8802 Sachsen Sturm; Berthold Ing.(grad.) 8507 Oberasbach Walter
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1984-06-23
Filing date: 1984-06-23
Publication date: 1986-01-02
Anticipated expiration: 2004-06-24
Also published as: FR2566577A1; US4604598A; IT8521255A0; IT1184622B; FR2566577B1; DE3423270C2

Description

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ROBERT BOSCH GMBH, TOOO Stuttgart 1

Elektromagnetisches Relais
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetischen Relais nach der Gattung des Hauptanspruchs. Bei einem derartigen "bekannten Klappankerrelais (DE-OS 31 U8 052) werden die Anschlußteile des Relais in Form von Flachsteckzungen in die Grundplatte eingesenkt, wobei die oberhalb der Grundplatte liegenden Bereiche der Anschlußteile teilweise als Kontaktträger und teilweise als Anschlußfahnen für die Wicklung bzw. für den Schaltkontakt des Klappankers ausgebildet sind. Das vormontierte Magnetsystem, bestehend aus einem Magnetjoch, einem Spulenkern, einer Wicklung, einem Spulenrahmen und dem Klappanker wird mit Verankerungszungen des Magnetjochs auf der Grundplatte befestigt. Anschließend werden die Kontaktierungen mit den Anschlußteilen in der Grundplatte und die Justierung des Relais bezüglich Kontaktabstand, Kontaktdruck und Abbrandreserve vorgenommen. Der Spulenkern mit der Wicklung liegt dabei oberhalb der Grundplatte waagerecht und der Klappanker ist am freien Ende des Spulenkernes senkrecht zur Grundplatte angeordnet und seitlich davon am Jochende schwenkbar gelagert.

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Diese Lösung hat den Nachteil, daß durch die waagerechte Anordnung des Magnetsystems auf der Grundplatte diese der Jochlänge entsprechend große Abmessungen aufweisen muß. Das Relais hat dadurch eine große Grundfläche und benötigt entsprechend viel Platz. Ferner ist nachteilig, daß der Strompfad vom Anschlußstecker zum Schaltkontakt des Relais über das Magnetjoch und über eine Ankerrückstellfeder verläuft, wodurch bei größeren Schaltleistungen eine unerwünschte.Verlustleistung am Relais auftritt. Bei der Anwendung solcher Relais in Kraftfahrzeugen tritt dadurch neben dem Übergangswiderstand an den Kontakten ein zusätzlicher Spannungsabfall auf, der insbesondere bei Verwendung der Relais in elektronischen Schaltungen unerwünscht ist.

Mit der vorliegenden Lösung soll erreicht werden, daß der Strompfad für den Schaltkontakt des Relais möglichst kurz gehalten und zugleich die Baugröße des Relais bezüglich der Länge und Breite bei kostengünstiger Herstellung, Montage und Justierung verringert wird.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße elektromagnetische Relais mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, daß durch die senkrechte Anordnung des Spulenkerns oberhalb der Grundplatte die Baugröße des Relais praktisch halbiert werden kann, so daß auf gleicher Fläche auf einer Anschlußplatte die doppelte Anzahl von Relais anzuordnen sind. Als weiterer Vorteil ist anzusehen, daß durch die parallel zur Grundplatte verlaufende Anordnung des Klappankers zwischen dem freien Ende des Spulenkernes und der Grundplatte dieser unmittelbar über dem ihm zugeordneten Anschlußteil der Grundplatte liegt und durch eine kurze Leitungslitze mit ihm zu verbinden ist. Dadurch

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erhält man einen sehr kurzen Strompfad für den Schaltkontakt des Relais und folglich einen verringerten Spannungsabfall und eine entsprechend kleinere Verlustleistung.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale möglich. Für eine kostengünstige Herstellung, Montage und Justierung des Relais ist es besonders vorteilhaft, das Relais so auszu^· bilden, daß Montage und Justierung maschinell auf miteinander verketteten Automaten erfolgen kann, indem die dafür benötigten Teile des Relais von außen durch entsprechende Werkzeuge und Meßeinrichtung frei zugänglich sind. Zu diesem Zweck ist die Grundplatte mit Ausnehmungen versehen, die das darin eingebettete Anschlußteil für den Klappanker im Bereich der Schweißstelle mit der Leitungslitze beidseitig für den Zugang eines Schweißwerkzeuges frei läßt. Zur Einstellung des Kontaktabstandes zwischen dem Schaltkontakt und dem Arbeitskontakt in der Ruhelage des Relais ist es vorteilhaft, wenn dieser Kontaktabstand durch eine Prägung am Ruhekontakt auf mindestens einer Seite eines Loches in dem aus Grundplatte nach oben vorstehenden Ende eines Anschlußteiles mittels Prägewerkzeuge einstellbar ist. Ferner wird bei der waagerechten Anordnung des Klappankers oberhalb der Grundplatte durch die Umfassung des Klappankers mit am Spulenrahmen angeformten Leisten für die Kontaktgabe des Schaltkontakts im Zusammenwirken mit seinen Gegenkontakten eine erhöhte Sicherheit gegen Stoß, Schock und Prellschlag erreicht.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher

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erläutert. Es zeigen in vergrößerter Darstellung Figur 1 ein erfindungsgemäßes elektromagnetisches Relais im Längsschnitt, Figur 2 das in Figur 1 dargestellte Relais im Schnitt nach II-II, Figur 3 das in Figur 2 dargestellte Relais teilweise im Schnitt um 18O° gedreht, Figur k zeigt die zwei vormontierten Baugruppen des Relais vor dem Zusammensetzen und Figur 5 zeigt das Magnetsystem des Relais mit Blick auf den Klappanker.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

Das in den Figuren 1 "bis 5 dargestellte elektromagnetische Relais dient als Wechse^ljrelais zum Ein- oder Umschalten von elektrischen Verbrauchern in Kraftfahrzeugen. Es besteht aus einer Grundplatte 10 aus Isolierstoff, in der eine Anzahl, als Flachsteckzungen 11 ausgebildeter Kontaktteile eingebettet ist. Die Flachsteckzungen 11 stehen an der Unterseite der Grundplatte 10 heraus, so daß sie in entsprechende Flachsteckhülsen auf einem nicht dargestellten Stecksockel einzusetzen sind. Wie Figur k zeigt, besteht das Relais aus zwei vormontierten Baugruppen, der Bodengruppe 12 und dem Magnetsystem 13. Zur Bodengruppe 12 gehört die Grundplatte 10 mit den Flachsteckzungen 11 und alternativ ein Widerstand oder eine Freilaufdiode 1h, die zwischen zwei Flachsteckzungen 11 antiparallel zur Relaiswicklung 15 geschaltet ist. Die Freilauf diode 1*J-liegt in einer Mulde der Grundplatte 10 und ist oberhalb der Grundplatte 10 an einer Anschlußfahne 16 der betreffenden Flachsteckzungen 11 verschweißt. Das Magnetsystem 13 besteht aus einem L-förmigen Magnetjoch 1T₅ a-n dessen abgewinkelten kurzen Schenkel - wie Figur 1 zeigt - ein Spulenkern 18 angenietet ist, der einen Spulenrahmen 19 mit der Relaiswicklung 15 trägt. Die Wicklungsenden der Relaiswicklung 15 sind jeweils mit einem Massivdraht 20 kontaktiert, der am Spulenrahmen 19 festgelegt ist. Am Ende des längeren Schenkel des Magnetjochs 17 befindet

sich eine Lagerstelle 21 für einen Klappanker 22, der vor dem freien Ende 18a des Spulenkerns 18 schwenkbar angeordnet ist. Im vormontierten Zustand des Magnetsystems .13 sind als Anschlag und Führung für den Klappanker 22 an der vorderen Stirnseite des Spulenrahmens 19 zwei seitlich davon angeformte, über das freie Ende 18a des Spulenkernes 18 vorstehende Leisten 23 angeformt, die den Klappanker 22 beidseitig hakenförmig umfassen. Der Klappanker 22 trägt einen Schaltkontakt 2U, der am freien Ende einer Blattfeder 25 eingenietet ist, deren anderes Ende durch eine Schälnietung 26 im Bereich der Lagerstelle 21 am Klappanker 22 festgenietet ist. Die Befestigung der Blattfeder 25 am Klappanker 22 erfolgt durch eine rechteckf örmige Ausstanzung der Blattfeder 25> durch die eine aus dem Klappanker 22 herausgeprägte rechteckförmige Warze 27 hindurchragt, welche die Blattfeder 25 durch die Schälnietung 26 an beiden Seiten der Warze 27 festlegt. Durch diese Schälnietung 26 ist die Blattfeder 25 ohne Laibungs- und Verspannkräfte am Klappanker 22 befestigt. Außerdem ist durch diese eine Nietstelle 26 im Bereich der Lagerstelle 21 des Klappankers 22 die Federlänge für die Blattfeder 25 in bezug auf den Schaltkontakt 2h möglichst groß gewählt, damit sich der Kontaktdruck bei einem Kontaktabbrand nicht zu stark ändert. Um eine möglichst gleiche Biegebeanspruchung auf der ganzen Länge der Blattfeder 25 zu erzielen, hat die Blattfeder 25 von der Nietstelle 26 bis zum Schaltkontakt 2\ hin eine parabelförmig abnehmende Breite. Für den elektrischen Anschluß des Schaltkontaktes 2k ist - wie Figur 5 zeigt - die Blattfeder 25 an ihrem am Klappanker 22 festgenieteten Ende mit einem Ende einer Kupferlitze·28 verschweißt.

Zur Befestigung des Magnetsystems 13 auf der Bodengruppe 12 sind an dem als Lagerstelle 21 für den Klappanker 22 ausgebildeten Stirnende des Magnetjochs 17 zwei Veran-

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kerungszungen 29 freigestanzt, die in entsprechende Ausnehmungen 30 der Grundplatte 10 eingesenkt werden. Außerdem sind an der vorderen Stirnseite des Spulenrahmens 19 zwei Fixierzungen 31 angeformt, die an entsprechende Nuten 32 an der Grundplatte 10 aufgenommen werden bzw. darin verrasten. Wie Figur 1 zeigt, wird das Magnetsystem 13 so auf der Bodengruppe 12 befestigt, daß der Spulenkern' 18 mit seinem freien Ende 18a mit Abstand oberhalb der Grundplatte 10 und senkrecht zu ihr angeordnet ist. Der Klappanker 22 wird dabei zwischen der Grundplatte 10 und dem unteren freien Ende i8a des Spulenkernes 18 parallel zur Grundplatte 10 angeordnet. Dadurch kann die Breite des Relais bis nahezu auf den Durchmesser der Relaiswicklung 15 reduziert werden. Außerdem ist durch diese Anordnung des Klappankers 22 eine kurze elektrische Verbindung zwischen der Blattfeder 25 und der ihr zugeordneten Flachsteckzunge '11 möglich, die unter dem eingespannten Ende der Blattfeder 25 in der Grundplatte 10 angeordnet ist. Damit ist es möglich, die - wie Figur 5 zeigt - an der Blattfeder 25 angeschweißte Kupferlitze 28 auf eine Länge von wenigen Millimetern zu begrenzen und das andere Ende der Kupferlitze 28 - gemäß Figur 1 - am oberen Ende der ihr zugeordneten Flachsteckzunge 11 anzuschweißen. Für den Zugang eines Schweißwerkzeuges ist dabei die Grundplatte 10 im Bereich der Schweißstelle 33 beidseitig mit Ausnehmungen 3^ und 35 versehen. Beim Aufsetzen des Magnetsystems 13 auf die Bodengruppe 12 gemäß Figur k werden außerdem zwei an der Oberseite der Grundplatte 10 nach oben ragende Anschlußfahnen 36 zweier Flachsteckzungen 11 in Führungen 37 des Spulenrahmens 19 aufgenommen, bis sie jeweils unter das freie Ende der beiden Massivdrähte" 20 für den Anschluß der Relaiswicklung 15 liegen. Dort werden dann an einer weiteren Montagestation die Anschlußfahnen 36 mit den Massivdrähten 20 verschweißt.

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Zur Justierung des Relais wird die Stellung des Schaltkontaktes 2h bei.angezogenem und abgefallenen Anker 25 ausgemessen und anschließend wird ein Kontaktträger 38 in das Relais eingesetzt, der U-förmig gestaltet ist und im mittleren Bereich den Arbeitskontakt 39 des Relais bildet. Die beiden seitlichen Schenkel des Kontaktträgers 38 werden nun oberhalb der Grundplatte 10 an zwei Anschlußfahnen 1+0 angeschweißt, die an der mittleren Flachsteckzunge 11 angeformt und beidseitig vom Kontaktträger 38 hochgewinkelt sind. Der Schaltkontakt 21+ wirkt außerdem mit einem Ruhekontakt 1+1 zusammen, der durch das aus der Grundplatte 10 nach oben vorstehende Ende der ihm zugeordneten Flachsteckzunge 11 gebildet ist. Durch die Lage des Ruhekontaktes 1+1 wird bei abgefallenem Relais der Abstand des Schaltkontaktes 2k vom Arbeitskontakt 39 eingestellt. Diese Einstellung erfolgt - wie Figur 1 zeigt - durch eine Prägung 1+2 am Ruhekontakt 1+1, durch die auf einer Seite eines in das obere Ende der Flachsteckzunge 1 1 eingestanzten Loches 1+3 der Ruhekontakt 1+1 angehoben wird. Auch hier ist durch eine entsprechende Ausnehmung kk der Grundplatte 10 sichergestellt, daß geeignete Prägestempel maschinell an das Loch 1+ 3 herangeführt werden können. Um beim eingeschalteten Relais den Klappanker 22 in einer definierten Ruhelage zu halten, ist hinter der Lagerstelle 21 eine mäanderförmig gebogene Ankerückstellfeder 1+5 angeordnet, deren eines Ende an einer freigestanzten Zunge 1+6 des Klappankers 22 und deren anderes Ende an einer weiteren freigestanzten und ausgebogenen Zunge ^T des Magnetjochs eingehängt ist. Die Ankerrückstellfeder U 5 wird außerdem durch einen Federbügel 1+8 aus elastischem Kunststoff zum Magnetjoch 17 hin durchgebogen, um einer axialen Verschiebung des Klappankers 22 an der Lagerstelle 21 entgegenzuwirken. Der Federbügel 1+8 ist mit hakenförmigen Enden

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auf das Magnetj och 17 aufgeklipst und dort durch Nuten 1+9 begrenzt.

Nach der Montage und Justierung des Relais durch eine entsprechende Verkettung von Automaten wird in einem
letzten Arbeitsgang ein Kunststoffgehäuse 50 über das Magnetsystem 13 geschoben und mit seinem unteren Rand 51 hinter entsprechende Vorsprünge 52 gemäß Figur 2
an den Längsseiten der Grundplatte 10 verrastet.

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Ansprüche

1. Elektromagnetisches Relais mit in einer Grundplatte aus Isolierstoff verankerten, an der Unterseite herausstehenden Anschlußteilen sovie mit einem vormontierten Magnetsystem aus einem L-förmigen Magnetj och mit einem Spulenkern, einem vom Spulenkern getragenen Spulenrahmen mit einer Wicklung und einem am Magnetj och mit einem Ende schwenkbar gelagerten Klappanker mit einem Schaltkontakt am anderen Ende, der mit mindestens einem auf der Grund^ platte befestigten Gegenkontakt zusammenwirkt, wobei das vormontierte Magnetsystem mit am Magnetjoch freigestanzten Verankerungen auf der Grundplatte befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Verankerungen (29) an dem als Lagerstelle (21) für den Klappanker (22) ausgebildeten Stirnende des Magnetjochs (-17) liegen und so in die Grundplatte (10) eingesetzt sind, daß der den Spulenrahmen (19) tragende Spulenkern (18) mit Abstand senkrecht oberhalb der Grundplatte (10) angeordnet ist und daß der Klappanker (22) zwischen der Grundplatte (10) und dem zur Grundplatte (1O) hingerichteten freien Ende (l8a) des Spulenkerns (18) gelagert ist.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenrahmen (19) zwei seitlich an ihm angeformte, über das freie Ende (18a) des Spulenkernes (18) vor-

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stehende Leisten (23) aufweist, die als Anschlag für den Klappanker (22) diesen beidseitig hakenförmig umfassen.

3· Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt (2^) am freien Ende einer Blattfeder (25) sitzt, deren anderes Ende am Klappanker (22) durch eine Schälnietung (26) im Bereich der Lagerstelle (21) befestigt ist.

k. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (25) von der Nietstelle (26) bis zum Schaltkontakt (2U) hin eine parabelförmig abnehmende Breite hat.

5- Relais nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine quer liegende längliche Ausstanzung der Blattfeder eine aus dem Klappanker (22) herausgeprägte längliche Warze (27) hindurchragt und die Blattfeder (25) durch je eine Schälnietung (26) an beiden Schmalseiten der Warze (27) festliegt.

6. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (25) an ihrem am Klappanker (22) festgenieteten Ende mit einem Ende einer Leitungslitze (28) verschweißt ist, deren anderes Ende an einem ihm zugeordneten Anschlußteil (11) der Grundplatte (10) angeschweißt ist.

7. Relais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte mit Ausnehmungen (3^, 35) versehen ist, die das Anschlußteil (11) im Bereich der Schweißstelle (33) beidseitig für den Zugang eines Schweißwerkzeuges freiläßt.

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8. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt (2U) des Relais mit einem'Arbeitskontakt (39) zusammenwirkt, der Teil eines Kontaktträgers (38) ist, welcher an einem in der Grundplatte (10) verankerten Anschlußteil (11) oberhalb der Grundplatte (10) angeschweißt ist.

9· Relais nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt (2U) mit einem Ruhekontakt (U1) zusammenwirkt, der durch ein aus der Grundplatte (1O) nach oben vorstehendes Ende eines Ansehlußteils (11) gebildet ist.

10. Relais nach Anspruch 9s dadurch gekennzeichnet, daß in der Ruhelage des Relais der Abstand des Schaltkontaktes (2U) vom Arbeitskontakt (39) durch eine Prägung (U2) am Ruhekontakt (Ul) auf mindestens einer Seite eines Loches (U3) in dem aus der Grundplatte (1O) vorstehenden Ende des Anschlußteiles (11) einstellbar ist.