DE3637115A1 - Gepoltes flachrelais - Google Patents
Gepoltes flachrelaisInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein gepoltes
Flachrelais gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein derartiges Relais ist bekannt aus der DE-OS 35 20 773.
Dort ist der sich in Spulenlängsrichtung erstreckende
Anker als etwa H-förmige Platte ausgebildet und oberhalb
des Spulensystems schwenkbar gelagert. Der Querschieber
ist mit dem Anker mit Spiel gekoppelt. In der Ankerplatte
sind Permanentmagnete angeordnet, deren Magnetisierung
sich in Spulenlängsrichtung erstreckt. Das Joch ist mit
dem Längsschenkel durch den Spulenkern geführt, ragt
beidseitig heraus und ragt in die Aussparungen des
H-förmigen Ankers hinein. Bei einem anderen
Ausführungsbeispiel ist der Anker innerhalb des Spulenkerns
schwenkbar gelagert.
Ein gepoltes Flachrelais mit in senkrechter Richtung
dünnen Abmessungen und in der Draufsicht seitlich an der
Spulenanordnung vorgesehenerKontakteinheit ist aus der
EP-PS 01 17 451 bekannt. Dort ist der Anker als
schwenkbarer Rahmen ausgebildet, der die Spulenanordnung
umfaßt und in der Mitte der Spulenanordnung über dort
seitlich angeordnete Zapfen schwenkbar gelagert ist.
Die Permanentmagnete sind im Bereich der Zapfen, also
seitlich der Spulenanordnung, angeordnet und die
Kontakteinheiten sind noch weiter außen angebracht. Das
Relais wird dadurch relativ breit und hat in der
Draufsicht die Form eines Quadrats.
Weiterhin ist aus der EP-PS 01 18 040 ein längliches
Relais kleiner Abmessungen mit einer im wesentlichen der
Höhe der Spulenanordnung entsprechenden Bauhöhe bekannt,
bei dem der Anker ebenfalls im hohlen Spulenkern
schwenkbar angeordnet ist, stirnseitig beidseitig
herausragt und auf einer oder beiden Seiten in den
Zwischenraum zweier Polplatten ragt. Die Kontakte sind
dort in Polschuhe integriert.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit der Aufgabe,
ein Relais der eingangs genannten Art so zu gestalten,
daß bei kleinem Bauraum, insbesondere geringer Bauhöhe,
eine hohe Anzugskraft bei möglichst geringer Leistung
erhalten wird. Weiterhin soll das Relais leicht montierbar
sein und trotzdem aus möglichst unkomplizierten, einfach
herstellbaren Teilen bestehen. Außerdem soll das Relais
auch in waschdichter Ausführung ausgeführt werden können
und ohne Vergrößerung der Bauhöhe in sogenannter OMD-
Technik oberflächenkontaktierbar sein.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen 1
angegebenen Merkmale. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung
ist kein kipp- oder schwenkbarer Anker vorhanden, dessen
Lagerung immer relativ aufwendig gestaltet sein muß.
Außerdem liegen die Schenkel des Joches flach an der
Spule an, so daß seitlich nur wenig Bauraum notwendig ist
und durch die seitliche Anordnung der Schenkel kann die
Bauhöhe im wesentlichen derjenigen der Spule entsprechen,
so daß auch eine geringe Bauhöhe eingehalten werden kann.
Durch die Anordnung des Magnetkerns im Spulenkern wird
ein optimaler Magnetfluß erreicht und durch die besondere
Anordnung der Pole und der überstehenden Enden des Kerns
und der Schenkel sowie der Bemessung der gegenseitigen
Abstände derselben wird in der jeweiligen Haltestellung
ein guter magnetischer Schluß des Magnetkreises erreicht.
Hierdurch kann ein hoher Kontaktdruck erreicht werden.
Schließlich ist die Lagerung des Querschiebers unkompliziert,
da einfache Stege oder Ansätze in einem Boden- und/oder
Deckelteil hier dafür ausreichen. Diese können in einfacher
Weise an den genannten Teilen angeformt sein. Die
Paßgenauigkeit dieser Lagerung muß nicht so genau sein
wie bei Schwenklagern.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in
den Unteransprüchen angegeben und nachfolgend anhand der
in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Ansicht eines Relais von der Stirnseite im
Schnitt,
Fig. 2 dasselbe in der Draufsicht im Schnitt,
Fig. 3 eine Seitenansicht im Schnitt und die
Fig. 4 bis 7 mögliche Ausführungsarten der Anschlüsse.
Mit 1 ist ein als Bodenplatte ausgebildeter Bodenteil
bezeichnet, auf dem ein Spulensystem befestigt ist, das
aus einem Spulenkörper 2, einer auf dem hohlen Spulenkern
3 aufgewickelten Spule 4 und in einem Spulenflansch 5
angeordneten Anschlußstiften 6 besteht. Die Anschlußstifte
6 ragen mit Anschlüssen 7 durch Öffnungen des Bodenteils 1
nach außen.
Im hohlen Spulenkern 3 ist ein magnetisierbarer Kern 8
eines Magnetsystems angeordnet, insbesondere eingeschoben
oder eingepreßt. Um bei kleinsten Abmessungen einen
maximalen Magnetfluß zu erhalten, ist der Kern 8 im
Querschnitt vorzugsweise kreisförmig ausgebildet. An
dem am Spulenflansch 5 herausragenden Kernende 9 ist ein
aus Flachmaterial gebildetes U-förmiges Joch 10 mit
seiner Basis 11 befestigt. Seine flachen Schenkel 12, 13
verlaufen in der Draufsicht in Richtung der
Spulenlängsachse L seitlich entlang der Spule 4. Die
freien Schenkelenden 14, 15 der Schenkel 12 bzw. 13 und
das freie Kernende 16 des Kerns 8 ragen über den dem
erstgenannten Spulenflansch 5 gegenüberliegenden
Spulenflansch 17 hinaus. Zwischen Schenkelende 14 bzw. 15
und freiem Kernende 16 ist jeweils ein Zwischenraum 18
mit einer lichten Weite bzw. dem Abstand A der
gegenüberliegenden Bauteile vorhanden.
An der Stirnseite 19 des freien Kernendes 16 ist senkrecht
zur Spulenlängsachse L ein Querschieber 20 quer
verschiebbar gelagert. Dieser ist mit zwei durchgehenden,
sich in Richtung der Spulenlängsachse L erstreckenden
Öffnungen 21 versehen. In jeder Öffnung 21 ist eine
Polplatte 22 aus magnetisierbarem Material mit ihrem einen
Endteil gehaltert, z.B. eingepreßt, eingeklebt oder
eingespritzt etc. Der Quersteg 20 besitzt außerdem an der
Außenwand 23 einen Querschlitz 24, der sich von der einen
bis zur anderen Öffnung 21 erstreckt. In dem Querschlitz
24 ist ein Permanentmagnet 25 so eingesetzt, z.B.
eingepreßt und/oder eingeklebt, daß jeweils einer der
magnetischen Pole an einer Polplatte 22 anliegt. Die
beiden Polplatten 22 sind daher entgegengesetzt magnetisch
polarisiert.
Der Abstand A zwischen Kernende und jeweiligem Schenkelende
14 bzw. 15 ist gleich der Dicke D einer Polplatte 22 plus
dem Schalthub H und die lichte Weite zwischen den beiden
Polplatten 22 ist gleich der Breite B des Kernendes 16
plus dem Schalthub H.
Die Polplatten 22 und der Permanentmagnet 25 bilden
daher den Anker des Magnetsystems des Relais, der durch
den Querschieber 20 querverschiebbar lagefixiert ist.
Der Querschieber 20 besitzt an den seitlichen Enden je
einen geschlossenen oder nach oben oder unten offenen
Schlitz 26. In diesen Schlitz 26 ist je eine Kontaktfeder
27 geführt. Die Kontaktfedern 27 tragen einen
Doppelkontakt 28, denen jeweils ein Festkontaktstück 29,
30 gegenübersteht. Jedes dieser Kontaktsysteme 28, 29, 30
bildet einen Umschaltkontakt und je nach Schaltlage des
Querschiebers 20 ist der eine Kontakt geschlossen und
der jeweils andere offen. Vorzugsweise ragen die
Kontaktfederenden 31 über die Kontakte 28 hinaus und in
die Schlitze 26 hinein. Hierdurch erhält man eine
einfache Montage des Querschiebers 20 von der Stirnseite
des Relais aus.
Die Kontaktfedern 27 verlaufen seitlich in Abstand neben
den Schenkeln 12, 13 des Joches 10 und sind im Bereich
des dem Querschieber 20 gegenüberliegenden Spulenflansches
5 an je einem Kontaktstift 32 befestigt, die durch den
Bodenteil 1 mit den Anschlüssen 7.1 hindurchragen. Ebenso
sind die Kontaktstücke 29, 30 über entsprechende
Kontaktstifte mittels durch den Bodenteil 1 hindurchragender
Anschlüsse 7.2 bzw. 7.3 von außen kontaktierbar.
Auf dem Bodenteil 1 ist ein vorzugsweise becherförmiger
Deckelteil 33 aufsteckbar. Der Rand 33.1 desselben überragt
zweckmäßig die Außenseite 1.1 des Bodenteils 1 so weit, daß
der gebildete Raum mit einer Dichtungsmasse 34, z.B. auf
der Basis von selbsthärtendem Kunstharz, ausgegossen
werden kann.
Der Deckelteil 33 dient vorteilhaft zugleich zur
Lagefixierung des Querschiebers 20, indem beispielsweise
die Innenseite der einen Stirnwand 33.2 als stirnseitige
Endfläche und die Innenseite der Deckeloberseite 33.3
die Begrenzung nach oben bildet. Anstelle dieser
Begrenzungsmöglichkeit oder zusätzlich können am Bodenteil
1 und/oder am Deckelteil 33 Lagefixieransätze 1.2 bzw.
33.4 vorgesehen sein, die nur eine Querverschiebung des
Querschiebers 20 zulassen. Zweckmäßig entspricht die Höhe
des Querschiebers 20 nahezu der lichten Weite zwischen
Innenseite der Deckeloberseite 33.3 und Innenseite des
Bodenteils 1.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung
besteht darin, daß parallel zu den Schenkeln 12, 13
und vorzugsweise dicht an diese anschließend, je ein
Wandabschnitt 36 vorgesehen ist. Dieser erstreckt sich
zweckmäßig in der Länge vom Querschieber 20 bis zum
gegenüberliegenden Spulenflansch 5 und in der Höhe von
der Innenseite des Bodenteils 1 bis zur Innenseite der
Deckeloberseite 33.3. Vorteilhaft sind die Wandabschnitte
36 am Bodenteil oder am Deckelteil 33 angeformt. Durch
diese Wandabschnitte 36 werden im Relais für die
Kontaktsysteme Schaltkammern 37 gebildet, die vom
übrigen Relaisaufbau praktisch vollkommen getrennt sind.
Die Anschlüsse 7; 7.1; 7.2 und 7.3 sind vorteilhaft in
sogenannter Dual-in-line-Anordnung vorgesehen und
insbesondere zusätzlich im Rastermaß angeordnet.
Außerdem können diese Anschlüsse für die sogenannte OMD-
Technik ausgebildet sein, d.h. derart, daß das Relais
auf der Oberfläche einer Schaltungsplatte montierbar und
lötbar ist. Hierzu können sie nach innen abgewinkelt sein,
wie gestrichelt in Fig. 1 gezeigt, oder sie können
ähnlich oder gemäß den Fig. 4 bis 7 nach außen
abgewinkelt sein. Dabei können sie gemäß Fig. 4
insbesondere unmittelbar abgewinkelt und mit einer nach
oben ragenden Kröpfung 35 versehen sein oder sie können
gemäß Fig. 5 insbesondere unmittelbar abgewinkelt und
am Ende Z-förmig nach unten abgewinkelt sein oder gemäß
den Fig. 6 und 7 können sie erst nach einem
geradebleibenden Abschnitt nach außen abgewinkelt sein.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung kann zumindest die Außenseite 1.1 des Bodenteils
1 in einer Ansicht in Richtung der Spulenlängsachse L,
also im Schnitt quer zu dieser, wannenförmig ausgebildet
sein. In den dadurch gebildeten, in der Draufsicht auf
die Außenseite 1.1 vertieften seitlichen Randbereichen
1.3 ragen die Anschlüsse 7; 7.1; 7.2 und 7.3 aus dem
Bodenteil 1 heraus und der Rand 33.1 des Deckelteils 33
überragt diese Randbereiche wenigstens geringfügig, so
daß diese Randbereiche 1.3 mit einer Dichtungsmasse 34
vergossen werden können.
Ggf. kann im Deckelteil 33 oder insbesondere im Bodenteil
1 eine nach innen weisende, insbesondere becher- oder
trichterförmige Vertiefung 1.4 vorgesehen sein, in deren
Boden eine Öffnung 1.5 angebracht ist. Dadurch ist das
Relais entgasbar und/oder mit einem Füllgas füllbar und
anschließend kann das Relais durch Einfüllen eines
Tropfens einer Dichtungsmasse in die Vertiefung 1.4
verschlossen werden.
Claims (23)
1. Gepoltes Flachrelais mit einem Spulensystem und mit
einem zu beiden Seiten und parallel zu diesem angeordneten
Kontaktsystem, sowie einem senkrecht zum Spulensystem
und den Kontaktfedern der Kontaktsysteme verschiebbaren
Querschieber, der mit dem querbeweglichen, aus zwei
parallelen Polplatten bestehenden Anker gekoppelt ist
und in Wirkverbindung mit den Kontaktfedern kommt, und
mit einem Permanentmagneten zur Magnetisierung der
Polplatten für die Beeinflussung der Schaltrichtung des
Ankers je nach Stromrichtung des Steuerstromes der Spule
des Spulensystems und für die Beibehaltung der jeweiligen
eingenommenen Schaltstellung, wobei die Polplatten in
Längsrichtung zur Spulenachse verlaufen und zwischen diesen
das freie Kernende des Magnetkerns mit einem dem Schalthub
des Ankers entsprechenden Spiel angeordnet ist,
gekennzeichnet durch folgende
Merkmale:
- a) das freie Kernende (16) steht an einer Seite über den Spulenflansch (17) des Spulenkörpers (2) über und ragt zwischen die Polplatten (22);
- b) das Joch (10) ist aus Flachmaterial als U-Bügel ausgebildet, dessen Basis (11) mit dem dem überstehenden Kernende (16) gegenüberliegenden Ende (9) des Kerns (8) fest verbunden ist und je ein Schenkel (12, 13) ist seitlich am Spulensystem (2, 4, 6) entlanggeführt;
- c) die Schenkelenden (14, 15) stehen ebenfalls über die Stirnseite des Spulenflansches (17) über;
- d) der Querschieber (20) ist an der Stirnseite (19) des Kernendes (16) quer verschiebbar gelagert;
- e) im Querschieber (20) sind die beiden Polplatten (22) mit ihrem einen Endteil gehaltert und über den im Querschieber (20) angeordneten Permanentmagneten (25) in magnetischem Kraftschluß;
- f) je ein freies Ende der Polplatten (22) ragt in einen zugeordneten Zwischenraum (18) zwischen Kernende (16) und benachbartem Schenkelende (14 bzw. 15);
- g) der Abstand (A) zwischen Kernende (16) und jeweiligem Schenkelende (14 bzw. 15) ist gleich der Dicke der Polplatte (22) plus dem Schalthub (H) des Ankers (22, 25);
- h) die lichte Weite der beiden Polplatten (22) ist gleich der Breite (B) des Kernendes (16) plus dem Schalthub (H) des Ankers (22, 25).
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die innere maximale Bauhöhe der Höhe des Spulensystems
(2, 4, 6) entspricht.
3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontaktfedern (27) in je einen Schlitz (26) des
Querschiebers (20) eingreifen.
4. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß sich das jeweilige Kontaktfederende (31) über die
an ihm angeordneten beweglichen Kontakte (28) hinaus
erstreckt und in den Schlitz (26) des Querschiebers (20)
eingreift.
5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kontaktsystem (28, 29, 30) einer
Kontaktfeder (27) als Umschaltkontaktsystem ausgebildet
ist.
6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kontaktsystem (28, 29, 30) auf
der Seite des Querschiebers (20) angeordnet ist und der
Fixpunkt und Anschluß der Kontaktfeder (27) auf der dem
Querschieber (20) abgewandten Seite vorgesehen ist.
7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (7.1; 7.2; 7.3) des
Kontaktsystems (28, 29, 30) in einem Bodenteil (1)
angebracht sind und die Anschlüsse (7) der Spule (4)
in dem dem Querschieber (20) abgewandten Spulenflansch
(5) vorgesehen und durch Öffnungen des Bodenteils (1)
hindurchgesteckt sind.
8. Relais nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Querschieber (20) von der
Stirnseite (19) des Kerns (16) auf die Kontaktfederenden
(31) aufschiebbar ist, daß auf dem Bodenteil (1) ein
Deckelteil (33) aufsetzbar ist und der Deckelteil (33)
zumindest die Lagefixierung des Querschiebers (20) zur
Stirnseite und zur Deckelseite des Relais bildet.
9. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß am Bodenteil (1) und/oder am Deckelteil
(33) Lagefixieransätze (1.2; 33.4) für die quer
verschiebbare Lagerung des Querschiebers (20) vorgesehen
sind.
10. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Höhe des Querschiebers (20)
nahezu der lichten Weite zwischen Innenseite des
Deckelteils (33) und Innenseite des Bodenteils (1)
entspricht.
11. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Querschieber (20) zwei sich
in Längsrichtung (L) der Spule (4) erstreckende Öffnungen
(21) aufweist, in denen die Polplatten (22) befestigt
sind und an der Außenseite (23) einen sich von einer
bis zur anderen Öffnung (21) erstreckenden Querschlitz (24)
aufweist, in dem der Permanentmagnet (25) derart eingesetzt
ist, daß jeweils ein magnetischer Pol an einer Polplatte
(22) anliegt.
12. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die nach außen ragenden Anschlüsse
(7; 7.1; 7.2; 7.3) in Dual-in-line-Anordnung aus dem
Bodenteil (1) herausragen.
13. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß parallel zu den Schenkeln (12, 13)
je ein Wandabschnitt (36) vorgesehen ist, der sich in der
Länge vom Querschieber (20) bis zum gegenüberliegenden
Spulenflansch (5) und in der Höhe von der Innenseite des
Bodenteils (1) bis zur Innenseite des Deckelteils (33)
erstreckt.
14. Relais nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Wandabschnitte (36) am Bodenteil (1) angeformt sind.
15. Relais nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wandabschnitte (36) an den jeweiligen Schenkeln
(12, 13) anliegen.
16. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rand (33.1) des Deckelteils (33)
den Bodenteil (1) überragt und der Bodenteil (1) von
außen mit Dichtungsmasse (34) vergossen ist.
17. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (7; 7.1; 7.2; 7.3)
seitlich abgebogen sind und die abgebogenen Enden
Lötanschlüsse bilden.
18. Relais nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Anschlüsse (7; 7.1; 7.2; 7.3) nach innen umgebogen
sind (Fig. 1).
19. Relais nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß
die Anschlüsse (7; 7.1; 7.2; 7.3) nach außen abgebogen sind.
20. Relais nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
der nach außen abgebogene Teil nach unten Z-förmig
abgewinkelt ist.
21. Relais nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß
der nach außen abgebogene Teil nach oben gekröpft ist.
22. Relais nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß zumindest die Außenseite (1.1) des
Bodenteils (1) im Schnitt quer zur Spulenlängsachse (L)
wannenförmig ausgebildet ist und in den in Draufsicht
auf die Außenseite (1.1) vertieften Randbereichen (1.3)
die Anschlüsse (7; 7.1; 7.2; 7.3) aus dem Bodenteil (1)
herausragen, daß der Rand (33.1) des Deckelteils (33)
die Randbereiche (36) überragt und daß die vertieften
Randbereiche (1.3) von außen mit Dichtungsmasse (34)
vergossen sind.
23. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kern (8) im Querschnitt kreisförmig
ausgebildet ist.
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