DE3538636A1 - Elektromagnetisches relais - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais mit einem Spulenkörper, der einen axial durchgehenden Kern sowie eine Wicklung trägt, einem winkelförmigen Joch, von dem sich ein Längsschenkel parallel zur Spulenachse er­ streckt, einem an der Endkante des Joch-Längsschenkels gelagerten Winkelanker, einer sich im wesentlichen paral­ lel zu dem Joch-Längsschenkel sowie einem Anker-Längs­ schenkel erstreckenden Kontaktfeder, welche mit minde­ stens einem in einem stirnseitigen Ansatz des Spulenkör­ pers verankerten Gegenkontaktelement zusammenwirkt.

Ein derartiges Relais ist beispielsweise aus der DE-OS 34 06 832 bekannt. Dort ist der Anker-Längsschenkel mit der von ihm betätigten Kontaktfeder oberhalb der Spule angeordnet, so daß die Kontaktfeder verhältnismäßig lange Anschlußfahnen bis zur Anschlußseite des Relais benötigt, die beim Schalten höherer Spannungen wiederum entspre­ chende Isoliermaßnahmen gegenüber der Spule erfordern, was zusätzlichen Platzbedarf bedeutet. Ein Abschluß des Relais nach außen kann nur durch ein zusätzliches Gehäu­ se, bestehend aus einem Sockel und einer Kappe vorgenom­ men werden, wodurch das Volumen ebenfalls beträchtlich erhöht wird. Ein Abschluß zwischen der Spulenwicklung und dem Kontaktraum dürfte dort nicht ohne weiteres möglich sein, ebenso ein Einbetten der Spulenwicklung in Verguß­ masse, was zur Isolierung und Wärmeabführung in verschie­ denen Anwendungsfällen erwünscht wäre.

Die im wesentlichen gleichen Probleme ergeben sich auch bei einem Relais, das in der DE-OS 31 28 516 beschrieben ist. Dort ist ein flacher Anker zusammen mit der Kontakt­ feder oberhalb der Spule angeordnet, wobei durch den ebenfalls oberhalb der Spule liegenden Arbeitsluftspalt die Bauhöhe des Relais zusätzlich vergrößert wird. Auch dort ist ein Schutz des Relais nur durch ein zusätzliches Gehäuse möglich, während eine Trennung zwischen Spulen­ wicklung und Kontaktraum bzw. ein Vergießen der Spulen­ wicklung nicht ohne weiteres möglich erscheint.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais der eingangs ge­ nannten Art unter Verwendung von möglichst wenigen und einfach ausgebildeten Teilen zu schaffen, bei dem eine gute Isolierung zwischen den Funktionsteilen, insbesonde­ re zwischen der Wicklung und den Kontaktelementen, bei möglichst geringem Volumen erreicht werden kann und bei dem insbesondere eine Abdichtung des Kontaktraums nach außen und zur Spulenwicklung hin sowie ein Vergießen der Spule ohne die Verwendung speziell ausgeformter Gehäuse­ elemente, wie Kappe und Sockel, möglich ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Joch, der Anker, die Kontaktfeder und das bzw. die Gegenkontaktelemente mit ihren Hauptebenen neben der Spulenwicklung senkrecht auf der Anschlußebene des Relais stehen,
daß die Kontaktfeder mit einem Anschlußblech verbunden ist, welches zusammen mit dem Joch-Längsschenkel einen Kanal für den Anker-Längsschenkel sowie für die Kontakt­ feder bildet,
daß das Anschlußblech eine seitliche Abschlußwand des Re­ lais bildet, an deren Unterseite ein Anschlußstachel an­ geformt ist, und
daß der Spulenkörper zusammen mit dem Anschlußblech die Konturen eines quaderförmigen Gehäuses bildet, wobei eine über mindestens zwei Seiten dieses Gehäuses geklebte Fo­ lie die Gehäuseöffnungen - mit Ausnahme der Anschlußsei­ te - bedeckt.

Zweckmäßigerweise weist das Anschlußblech ein L-förmiges, vorzugsweise ein U-förmiges Profil auf, wobei dessen Mit­ telteil die seitliche Abschlußwand des Relais bildet und die Folie über mindestens drei Seiten des Gehäuses gelegt ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Relais ist also der Joch-Längs­ schenkel mit dem dazu parallelen Anker-Längsschenkel und der Kontaktfeder nicht oberhalb der Spule, sondern neben dieser angeordnet, wobei ein mit der Kontaktfeder verbun­ denes Anschlußblech durch seine U-förmige Gestaltung ei­ nen Kanal für die Kontaktfeder, also einen Gehäuseteil, bildet und somit nicht nur als Kontaktanschluß unmittel­ bar auf der Anschlußseite des Relais senkrecht steht, sondern zusammen mit dem Spulenkörper auch bereits die Gehäusekonturen festlegt, ohne daß eine eigene, getrennt ausgeformte Gehäusekappe erforderlich wäre. Da also die Gehäusekonturen bereits durch den Spulenkörper zusammen mit dem Anschlußblech festgelegt sind, genügt eine ein­ fach um die offenen Gehäuseseiten herumgelegte Folie als Abschluß. Diese Folie ist wesentlich einfacher herzustel­ len und aufzubringen als ein Sockel mit einer Gehäusekap­ pe und hat überdies den wesentlichen Vorteil, daß sie nicht nur von der Wandstärke her wesentlich weniger Volu­ men benötigt als ein eigens ausgeformtes Gehäuse, sondern auch den normalerweise zwischen Gehäuse und Grundkörper vorhandenen Zwischenraum entfallen läßt.

Zweckmäßigerweise erstreckt sich der Joch-Längsschenkel über die gesamte Höhe des Relais, wobei die Seitenteile des Anschlußbleches bündig auf dessen Längskanten aufste­ hen. Auf diese Weise entsteht ein durchgehender Abschluß zwischen dem Wicklungsraum einerseits und dem Kontaktraum in Verbindung mit dem Kanal für die Kontaktfeder und den Anker andererseits, so daß der Wicklungsraum von der An­ schlußseite her mit Vergußmasse ausgefüllt werden kann, während die die beweglichen Teile des Relais enthaltenden Räume auf diese Weise sowohl nach außen als auch zum Wicklungsraum hin abgeschlossen werden. Die Seitenschen­ kel des Anschlußbleches bilden also mit dem Joch eine durchgehende Auflagefläche für die aufzuklebende Folie, wobei am Joch angeprägte Warzen als Anlagepunkte für die Seitenschenkel des Anschlußbleches dienen können, um letztere gegen eine Durchbiegung nach innen zu sichern. Eine weitere Sicherung gegen Abziehen des Anschlußbleches vom Joch kann beispielsweise durch an den Seitenteilen des Anschlußbleches angeformte, das Joch umgreifende Hal­ telaschen erfolgen.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann das Anschluß­ blech getrennt von der Kontaktfeder gefertigt und nach­ träglich mit dieser, vorzugsweise durch Schweißen, ver­ bunden sein. In diesem Fall kann, falls nötig, für das Anschlußblech ein steiferes Blech, evtl. auch mit anderer Materialzusammensetzung, verwendet werden als für die Kontaktfeder. Um jedoch möglichst wenig Teile für das Re­ lais zu verwenden, ist in bevorzugter Ausführungsform die Kontaktfeder mit dem Anschlußblech einstückig ausgebil­ det. Dabei kann das Anschlußblech durch eine haarnadel­ förmige Biegung mit der Kontaktfeder in Verbindung ste­ hen. Die innerhalb des U-förmigen Profils des Anschluß­ bleches verlaufende Kontaktfeder kann außerdem mit seit­ lich abgebogenen Stegen versehen sein, wenn bei einer ge­ ringen Dicke der Kontaktfeder ein vergrößerter Quer­ schnitt zur Verringerung des elektrischen Widerstandes erforderlich wird.

Die Kontaktfeder wird innerhalb des durch das Anschluß­ blech gebildeten Kanals vom Anker-Längsschenkel betätigt. Dabei kann zur Reibungsverminderung eine Isolierfolie zwischen beiden angeordnet werden. Vorteilhafter ist in diesem Fall aber die Verwendung eines am Anker-Längs­ schenkel angespritzten oder auf diesen aufgesteckten Iso­ lierstoffteiles.

In allen Fällen erhält man aber ein Relais mit einem längs der Spule angeordneten langen Kanal für die Kon­ taktfeder, welche somit lang und nach Bedarf verhältnis­ mäßig weich ausgelegt werden kann. Dadurch ergeben sich viele Möglichkeiten, durch Bemessung der Breite und der Dicke der Feder sowie durch die Werkstoffauswahl deren elektrische und mechanische Eigenschaften einzustellen, wobei weiterhin eine gute Anpassungsmöglichkeit an das Magnetsystem durch entsprechende Wahl des Angriffspunktes zwischen Anker und Kontaktfeder möglich ist.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 3 ein erfindungsgemäß gestaltetes Relais in verschiedenen Schnittansichten,

Fig. 4 die Kontaktfeder aus dem Relais von Fig. 1 in ih­ ren Abmessungen vor der Faltung,

Fig. 5 und 6 eine weitere Ausführungsform eines Relais in zwei Schnittansichten.

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Relais besitzt einen Grundkörper 1, der als Spulenkörper dient und zwischen den Flanschen 2 und 3 eine Wicklung 4 trägt. In den Spu­ lenkörper ist ein Kern 5 eingepreßt bzw. eingespritzt, der vor dem Spulenflansch 3 an seinem Ende 5 a eine Pol­ platte 6 aufweist und mit seinem Ende 5 b an den Quer­ schenkel 7 a eines winkelförmigen Joches 7 gekoppelt ist. Das Ende 5 b des Kerns 5 ragt über den Jochschenkel 7 a hinaus in eine Ausnehmung des Spulenkörpers 1 hinein, um diesem mehr Festigkeit zu geben. Der Längsschenkel 7 b er­ streckt sich oberhalb der Spule parallel zu deren Achse bis zum Spulenflansch 3 und bildet dort eine Lagerschnei­ de für einen Winkelanker 8, der mit seinem Querschenkel 8 a den Arbeitsluftspalt mit der Polplatte 6 bildet, wäh­ rend der schmale Längsschenkel 8 b parallel zum Joch- Längsschenkel 7 b und in geringem Abstand über diesem ver­ läuft.

Vor dem Flansch 2 besitzt der Spulenkörper einen Ansatz 9, der eine Kontaktkammer 10 bildet. In diese sind zwei Gegenkontaktelemente 11 und 12 eingesteckt. Die Schlitze für die Gegenkontaktelemente sind in nicht weiter darge­ stellter Weise mit Dichtlippen versehen, wobei beispiels­ weise der Schlitz für das Gegenkontaktelement 12 ein Langloch in Achsrichtung des Kontaktstückes sein kann. Auf diese Weise kann das Gegenkontaktelement 12 mit sei­ nem Anschlußteil 12 a in Richtung zum Gegenkontaktelement 11 hin oder von diesem weg verschoben werden, um den Kon­ taktabstand einzustellen. Eine Ausnehmung 13 im Grundkör­ per dient dabei zum Einführen eines Justierwerkzeugs. Später kann diese Kammer 13 beispielsweise einen Getter­ körper aufnehmen.

Eine haarnadelförmig gebogene Mittelkontaktfeder 14 liegt im wesentlichen parallel zur Spulenachse und zu den Längsschenkeln 7 b und 8 b des Joches bzw. des Ankers. In ihrem Bereich 14 a bildet sie den eigentlichen Federab­ schnitt, wobei an einem geeigneten Punkt der Ankerschen­ kel 8 b angreift; das Ende 14 b der Kontaktfeder ist abge­ kröpft und ragt zwischen die Gegenkontaktelemente 11 und 12 zur Bildung eines Umschaltekontaktes.

Ein Anschlußblech 14 c ist einstückig mit der Kontaktfeder verbunden und erstreckt sich parallel zu dieser wie auch zu den Längsschenkeln 7 b und 8 b des Joches bzw. des An­ kers. Zusammen mit beiderseits angeformten Seitenteilen 14 d bildet dieses Anschlußblech mit dem Joch-Längsschen­ kel 7 b einen Kanal 15, in welchem der Ankerschenkel 8 b und der Kontaktfederabschnitt 14 a sich frei bewegen kön­ nen. Das Joch 7, der Anker 8, die Kontaktfeder 14 mit dem Anschlußblech 14 c stehen alle auf der Grundebene oder An­ schlußebene des Relais senkrecht, so daß das Anschluß­ blech 14 c eine seitliche Abschlußwand bildet, an der nach unten ein Anschlußstift 14 e unmittelbar angeformt ist. Mit den Seitenteilen 14 d besitzt also dieses Anschluß­ blech ein U-Profil, das den Kontaktfederschenkel 14 a ge­ gen mechanische Beeinflussung von außen schützt und gleichzeitig den Querschnitt für die Stromzuführung ver­ größert. Am Jochschenkel 7 b sind Prägungen 7 c angeformt, welche die Seitenschenkel 14 d führen und gegen Verschie­ bung nach innen sichern, so daß die Seitenschenkel 14 d jeweils mit den Seitenflächen des Jochschenkels 7 b bündig abschließen. Um nach außen wirkende Kräfte abzufangen und ein Abheben des Anschlußbleches vom Jochschenkel 7 b zu verhindern, sind an dem Anschlußblech 14 c außerdem seit­ liche Haltelappen 14 f angeformt, welche das Joch nach Art von Federklammern umgreifen.

Alle Teile der Kontaktfeder 14 mit dem einstückigen An­ schlußblech sind in der Abwicklung dieses Teiles in Fig. 4 zu sehen. Die Feder wird zunächst in den Konturen frei­ geschnitten, gebogen und entlang der Biegezone 14 g gefal­ tet. Das kontaktgebende Ende 14 b am eigentlichen Federab­ schnitt 14 a kann zur Bildung eines Doppelkontaktes in be­ kannter Weise gespalten werden. Im Mittelbereich wird aus dem Profil der Kontaktfeder 14 ein rechteckförmiges Stück zur Bildung einer Ankerrückstellfeder 14 h freigeschnitten und herausgebogen. Um die damit verbundene Querschnitts­ schwächung des Kontaktfederabschnitts 14 a auszugleichen, sind zusätzliche Seitenstege 14 i vorgesehen, welche zum Joch hin soweit abgewinkelt werden, daß sie weder an den Seitenteilen 14 d des Anschlußbleches 14 c noch am Joch­ schenkel 7 b anstoßen. Durch diese Abwinkelung der Seiten­ stege 14 i kann die Steifigkeit der Kontaktfeder 14 zu­ sätzlich beeinflußt werden. Zur Betätigung der Kontaktfe­ der ist am Anker ein Betätigungsstück 16 aus Kunststoff angeformt oder eingesteckt, welches in eine freigeschnit­ tene Ausnehmung 14 k des Kontaktfederabschnittes 14 a ein­ greift. Anstelle dieses Betätigungsstücks 16 könnte auch eine Folie in geeigneter Weise zwischen den Ankerschenkel 8 b und dem Kontaktfederabschnitt 14 a eingebracht werden.

Der Spulenkörper oder Grundkörper 1 bildet an seinen Flanschen 2 und 3 bzw. am Ansatz 9 und zusammen mit dem Jochschenkel 7 b sowie dem U-förmigen Anschlußblech 14 c die Außenkonturen eines quaderförmigen Gehäuses, wobei insbesondere alle Gehäuseecken vorgegeben sind, während die zwischenliegenden Wandteile die notwendigen Öffnungen zum Einbringen der Funktionselemente des Relais aufwei­ sen. Das Gehäuse kann dann durch Aufbringen einer Folie 17 geschlossen werden, wobei diese Folie 17 einfach auf die vorgegebenen Konturen des Grundkörpers 1 bzw. des An­ schlußblechs 14 c aufgelegt und über die Kanten der vorge­ gebenen Konturen abgebogen wird. Je nachdem, wie viele Öffnungen zur Montage in dem Grundkörper vorhanden sind, wird diese Folie über mindestens drei, unter Umständen auch über fünf Seiten des Grundkörpers gelegt und festge­ klebt bzw. aufgeschweißt. Die Folie 17 kann ohne Be­ schichtung oder als Zweischichtfolie ausgebildet oder auch nur partiell mit Klebstoff beschichtet sein. Durch die Gestaltung des Joches 7 in Verbindung mit den Spulen­ flanschen 2 und 3 und dem Anschlußblech 14 c wird auf die­ se Weise die Kontaktkammer 10, die mit dem Federkanal 15 in Verbindung steht, nach außen und gegenüber dem Spulen­ raum 18 abgeschlossen. Der Spulenraum 18 bleibt auf der Anschlußseite 19 des Relais frei, da die Folie 17 über diesen Teil nicht gelegt wird. So kann der Spulenraum 18 von der Anschlußseite her mit Vergußmasse gefüllt werden, die die Isolationsfähigkeit des Relais erhöht, die Wärme­ ableitung der Spule verbessert und eine Abdichtung des Kontaktraums und des Federkanals bewirkt.

Eine etwas abgewandelte Ausführungsform des Relais gemäß Fig. 1 bis 3 ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Soweit dieses Relais mit dem vorher beschriebenen übereinstimmt, gelten die gleichen Bezugszeichen und Funktionen, so daß auf eine Beschreibung im einzelnen hier verzichtet werden kann. Unterschiedlich zum vorherigen Beispiel ist ledig­ lich die Ausbildung der Kontaktfeder. Hier wird eine Kon­ taktfeder 24 verwendet, welche sich mit ihrem Abschnitt 24 a etwa parallel zum Ankerschenkel 7 b erstreckt und mit ihrem kontaktgebenden Ende 24 b zwischen den beiden Gegen­ kontaktelementen 11 und 12 liegt. Ein Anschlußblech 25 ist in diesem Fall nicht einstückig mit der Kontaktfeder 24 ausgebildet, sondern getrennt und gegebenenfalls aus einem anderen Werkstoff hergestellt. Beispielsweise kann in diesem Fall auch die Dicke des Anschlußbleches 25 un­ terschiedlich zur Dicke der Kontaktfeder 24 gewählt wer­ den. Im übrigen ist aber der Aufbau des Anschlußbleches 25 im wesentlichen gleich dem des Anschlußbleches 14 c im vorhergehenden Beispiel. So besitzt auch das Anschluß­ blech 25 jeweils Seitenteile 25 c zur Bildung eines U-för­ migen Querschnitts, womit der Federkanal 15 in der vorher beschriebenen Weise umschlossen wird. Die Kontaktfeder 24 ist über einen freigeschnittenen und aufgebogenen Ab­ schnitt 24 c am Anschlußblech 25 befestigt, beispielsweise durch Schweißen oder andere zweckmäßige Befestigungsart, wobei sowohl eine mechanische als auch eine elektrische Verbindung hergestellt wird. Ein angeformter Federab­ schnitt 24 d dient als Ankerrückstellfeder entsprechend dem vorher beschriebenen Federabschnitt 14 h. Das Relais wird in der vorher beschriebenen Weise montiert und mit einer Folie 17 verschlossen, wobei der Spulenraum 18 auch in diesem Fall mit Vergußmasse ausgefüllt wird.

Claims (12)

1. Elektromagnetisches Relais mit einem Spulenkörper (1), der einen axial durchgehenden Kern (5) sowie eine Wick­ lung (4) aufweist,
einem winkelförmigen Joch (7), von dem sich ein Längs­ schenkel (7 b) parallel zur Spulenachse erstreckt, einem an der Endkante des Joch-Längsschenkels (7 b) gela­ gerten Winkelanker (8),
einer sich im wesentlichen parallel zu dem Joch-Längs­ schenkel (7 b) und zu einem Anker-Längsschenkel (8 b) er­ streckenden Kontaktfeder (14; 24), welche mit mindestens einem in einem stirnseitigen Ansatz (9) des Spulenkörpers (1) verankerten Gegenkontaktelement (11, 12) zusammen­ wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Joch (7), der Anker (8), die Kontaktfeder (14 bzw. 24) und das bzw. die Gegenkontaktelemente (11, 12) mit ihren Hauptebenen neben der Spulenwicklung (4) senk­ recht auf der Anschlußebene des Relais stehen, daß die Kontaktfeder (14; 24) mit einem Anschlußblech (14 c; 25) verbunden ist, welches zusammen mit dem Joch- Längsschenkel (7 b) einen Kanal (15) für den Anker-Längs­ schenkel (8 b) sowie für einen Kontaktfederschenkel (14 a; 24 a) bildet,
daß das Anschlußblech eine seitliche Abschlußwand des Re­ lais bildet, an dessen Unterseite ein Anschlußstachel (14 e) angeformt ist, und
daß der Spulenkörper (1) zusammen mit dem Abschlußblech (14 c) die Konturen eines quaderförmigen Gehäuses bildet, wobei eine über mindestens zwei Seiten des Gehäuses ge­ klebte Folie (17) die Gehäuseöffnungen - mit Ausnahme der Anschlußseite - bedeckt.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Anschlußblech (14 c; 25) ein L-förmiges bzw. ein U-förmiges Profil aufweist, daß der Mittelteil (14 c) des U-förmigen Anschlußblechs die seit­ liche Abschlußwand des Relais bildet und daß die Folie (17) über mindestens drei Seiten des Gehäuses gelegt ist.

3. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Joch-Längsschenkel (7 b) sich über die gesamte Höhe des Relais erstreckt und daß die Seitenteile (14 d) des Anschlußbleches bündig auf dessen Längskanten aufstehen.

4. Relais nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Joch (7 b) angeprägte Warzen (7 c) als Anlagepunkte für die Seitenschenkel (14 d) des Anschlußbleches (14 c) vorgesehen sind.

5. Relais nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an den Seitenteilen (14 d) des Anschlußbleches (14 c) das Joch (7) umgreifende Haltelaschen (14 f) angeformt sind.

6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußblech (25) getrennt gefertigt und nachträglich mit der Kon­ taktfeder (24) verbunden ist.

7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (14) mit dem Anschlußblech (14 c) einstückig ausgebildet ist.

8. Relais nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Anschlußblech (14 c) mit dem Kontaktfederschenkel (14 a) über eine haarnadelförmige Biegung (14 g) verbunden ist.

9. Relais nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß ein Längsabschnitt (14 a) der Kontaktfeder mit seitlich abgebogenen Stegen (14 i) versehen ist.

10. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Längsschenkel (8 b) des Ankers (8) und der Kontaktfe­ der (14) eine Isolierstoffolie angeordnet ist.

11. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß am Längsschenkel (8 b) des Ankers (8) ein Betätigungsstück (16) aus Isolierstoff vorgesehen ist.

12. Relais nach einem der Ansprüche 2 bis 11, da­ durch gekennzeichnet, daß der Spu­ lenkörper (1) mit dem Joch (7) eine durchgehende Trenn­ wand zwischen dem Spulenraum (18) und dem die Kontaktele­ mente (11, 12, 14) sowie den Anker (8) enthaltenden Raum bildet und daß der Spulenraum (18) mit Gießharz vergossen ist.