DE3837666A1 - Relais - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Relais mit einem Federbock, einem an diesem befestigten Magnetsystem und einer den Federbock und das Magnetsystem abdeckenden Kappe. Derartige Relais sind be­ kannt. Der Federbock, der im allgemeinen ein aus Kunststoff gespritztes Teil ist, lagert die Kontaktfedern und dient auch zur Befestigung des Magnetsystems, nämlich eines Elektromagnets und des Ankers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Relais der ein­ gangs geschilderten Art zu schaffen, bei dem die Montage verein­ facht ist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch ge­ löst, daß das Magnetsystem und der Federbock zusammengesteckt sind und durch die Kappe zusammengehalten sind.

Die Kappe, die wie bei herkömmlichen Relais ebenfalls aus Kunst­ stoff besteht, der im allgemeinen durchsichtig ist, hält somit den Federbock und das Magnetsystem zusammen. Dies kann bei Ausführungsformen der Erfindung ausschließlich durch mindestens eine Wand der Kappe erfolgen, wobei die Wand eine Bewegung mindestens eines der beiden zusammengesteckten Teile im wesent­ lichen rechtwinklig zur Ebene der genannten Wand verhindert, oder bei anderen Ausführungsformen kann, gegebenenfalls zusätz­ lich zu der soeben genannten Wirkung der Wand, an einer zu der zu verhindernden Verschieberichtung der miteinander verbundenen Teile parallelen Wand ein Vorsprung, vorzugsweise eine Rippe angeordnet sein, die einen Anschlag für eine unerwünschte Aus­ einanderbewegung der miteinander zusammengesteckten Teile bil­ det. Vorteile der Erfindung liegen in der einfachen Montage. Von Vorteil ist dabei auch, daß zwischen dem Magnetsystem und dem Federbock nicht unbedingt eine Rastverbindung geschaffen werden muß, wodurch die Herstellung vereinfacht ist. Es kann ausreichen, wenn die Kappe noch eine geringe Beweglichkeit zwischen dem Federbock und dem mit dem Federbock unmittelbar verbundenen Teil, im Ausführungsbeispiel dem Träger des Magnet­ systems, zu welchem Träger insbesondere auch der Spulenkörper gehört, erlaubt, wenn dafür gesorgt wird, daß das Magnetjoch bzw. Magnetjoche und der Anker eine hinreichend genau definierte Stellung haben. Eine spielfreie Anlage zwischen dem Federbock und dem Träger des Magnetsystems kann beispielsweise dadurch sichergestellt werden, daß die Kappe diese Teile mit einer geringen elastischen Verformung zusammenhält.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung entspricht die Richtung, in der der Federbock und das Magnetsystem zusammengesteckt sind, der Aufsteckrichtung der Kappe. Die Kappe ist, wie an sich bekannt, im aufgesteckten Zustand mit dem Federbock ver­ bunden, vorzugsweise durch eine Rastverbindung, und die der offenen Seite der Kappe abgewandte Wandung der Kappe kann in der oben beschriebenen Weise als Anschlag für die Bewegung des Magnetsystems dienen.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung verläuft die Richtung, in der der Federbock und das Magnetsystem zusammenge­ steckt sind, rechtwinklig zu der Aufsteckrichtung der Kappe. So können zwei parallele Seitenwände der Kappe die beiden An­ schläge bilden, die das Auseinandergleiten des Magnetsystems und des Federbocks verhindern.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung liegt mindestens ein Joch des Magnetsystems an einem die Bewegung des Jochs in der Zusammensteckrichtung begrenzenden Anschlag des Federbocks an. Dadurch wird die Lage des genannten Jochs in der genannten Richtung bestimmt. Durch geeignete Mittel wird dafür gesorgt, daß sich das genannte Joch nicht wesentlich von dem Anschlag entfernen kann.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist mindestens ein Joch des Magnetsystems im Federbock in einer Richtung rechtwink­ lig zur Zusammensteckrichtung festgelegt. Insbesondere kann das genannte Joch in zwei rechtwinklig zueinander verlaufenden Richtungen festgelegt sein, so daß es beim Zusammenwirken mit der unmittelbar vorher beschriebenen Ausführungsform nur noch in einer einzigen Richtung, nämlich entgegen der Zusammensteck­ richtung festgelegt werden muß, um es im Federbock festzulegen. Die genannte Begrenzung rechtwinklig zur Zusammensteckrichtung kann hochgenau in einfacher Weise dadurch bewirkt werden, daß bei der Herstellung des Federbocks als Spritzgußteil entspre­ chende, als Anschläge wirkende Flächen formgebunden hergestellt werden.

Häufig ist der Anker von Relais durch einen mit ihm verbundenen Achsbolzen in Aussparungen gelagert, die den beiden Enden des Achsbolzens zugeordnet sind. Eine derartige Ausführungsform ist insbesondere bei solchen Relais üblich, bei denen der Anker im wesentlichen die Form eines H hat und einen Dauermagneten enthält. Bei einer Ausführungsform der Erfindung, die einen derartigen Anker mit Achsbolzen aufweist, ist vorgesehen, daß die Aussparungen im Federbock vorgesehen sind und als nach einer Seite offene Nuten oder Aussparungen ausgebildet sind, und daß der Achsbolzen in den Nuten oder Aussparungen durch Vorsprünge, die an der Kappe vorgesehen sind, gehalten ist. Der Vorteil liegt hierbei darin, daß der Anker einfach von einer Seite her in die Nuten oder Aussparungen mit seinem Achs­ bolzen eingesetzt werden kann, wobei diese am Federbock vorge­ sehenen Nuten oder Aussparungen nicht so ausgebildet sind, daß sie für sich allein eine unverlierbare Befestigung ermöglichen. Diese unverlierbare Befestigung wird erst durch die Vorsprünge an der Kappe bewirkt. Durch diese Maßnahmen wird das Zusammen­ stecken des Magnetsystems und des Federbocks weiter erleichtert.

Bei Ausführungsformen der Erfindung ist mindestens ein Teil des Magnetsystems durch einen Vorsprung, der an der Kappe vor­ gesehen ist, gehalten. Vorzugsweise kann hierzu der gleiche Vorsprung dienen, der auch zum Halten des Ankers verwendet wird.

Vorzugsweise ist, wie bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, der Vorsprung als Rippe ausgebildet, die vorzugs­ weise in Aufsteckrichtung der Kappe verläuft. Eine Rippe läßt sich in einem Spritzgußteil besonders einfach verwirklichen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das der offenen Seite der Kappe zugewandte Ende der Rippe hinterschnitten und untergreift einen Vorsprung am Federbock. Dadurch wird einem Aufweiten der Kappe ein Widerstand entgegengesetzt, so daß es leichter möglich ist, die Dichtheit der Kappe zu gewährleisten, falls dies nötig ist. Dadurch, daß das Aufweiten der Kappe in der geschilderten Weise verhindert oder erschwert wird, wird auch einem Außer-Eingriff-Kommen der Rippe mit den Teilen, die sie halten soll, entgegengewirkt.

Bei einem Relais, insbesondere einem solchen der oben beschrie­ benen Art, mit einem H-förmigen Anker, der mit Magnetjochen zusammenwirkt, ist bei einer auch selbständig schutzfähige Erfindung vorgesehen, daß die Magnetjoche und/oder der Anker an ihren miteinander zur Anlage kommenden Teilen zur Bildung einer möglichst dichten Anlage abgeschrägt sind und gleichzeitig zur Schaffung einer Punkt- oder Linienberührung gekrümmt sind.

Bei herkömmlichen Relais findet zwischen Anker und Joch im allgemeinen eine Punktberührung statt, wobei bereits im kurzen Abstand von der Stelle der punktförmigen Berührung der Abstand zwischen den beiden Teilen des Magnetkreises (Joch, Anker) rasch zunimmt, so daß der magnetische Widerstand im Bereich dieser punktförmigen Berührung verhältnismäßig hoch ist. Dem­ gegenüber ist bei der soeben beschriebenen Ausführungsform deswegen, weil die Teile abgeschrägt und gekrümmt sind, zwar ebenfalls nur eine Punktberührung, allenfalls eine Linienberüh­ rung, gegeben, jedoch entfernen sich mit zunehmendem Abstand von der Stelle dieser Berühung die beiden Teile dieses Magnet­ kreises nicht so rasch voneinander wie beim Stand der Technik. Daher ist der magnetische Widerstand im Bereich dieser punktför­ migen Berührung gegenüber dem Stand der Technik stark verrin­ gert. Dadurch steigen die Haltekräfte.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung, die erfindungswesentliche Ein­ zelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kom­ bination bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Beispiels eines Relais bei entfernter Kappe, teilweise aufgebrochen,

Fig. 2 eine Einzelheit des Federbocks, der teil­ weise aufgebrochen dargestellt ist,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Magnetsystems in der Blickrichtung der Fig. 1,

Fig. 4 eine Einzelheit des Ankers im Schnitt entsprechend der Linie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5 eine Ansicht des Magnetsystems in Richtung des Pfeils V in Fig. 3,

Fig. 6 eine Seitenansicht der Kappe in Blickrich­ tung der Fig. 1, gegenüber Fig. 1 um 90° gedreht,

Fig. 7 einen Schnitt entsprechend der Linie VII-VII in Fig. 6, teilweise aufgebrochen,

Fig. 8 eine vereinfachte Draufsicht auf die Kappe, teilweise aufgebrochen.

In einem Träger 1 des Magnetsystems sind die insgesamt drei Anschlußkontakte 2 einer Magnetspule 4 befestigt, die auf einem Spulenkörper 5 angeordnet ist, der Teil des Trägers 1 ist. Der Träger 1 besteht aus Kunststoff und ist im Spritzguß herge­ stellt. Eine in Längsrichtung der Magnetspule 4 verlaufende zentrische Aussparung 6 nimmt die parallel zueinander verlaufen­ den und dicht aneinander anliegenden Abschnitte der beiden Jochteile 8 und 9 des Magnetsystems auf. Ein Anker 12 weist in bekannter Weise zwei aus Weicheisen bestehende Ankerplatten 13 und 14 auf, die parall zueinander angeordnet sind und zwischen denen ein Permanentmagnet 16 angeordnet ist. Die Teile 13, 14 und 16 sind innerhalb eines Kunststoffteils 18 angeordnet, das zwei Lagerbolzen 20 aufweist, mit denen der Anker 12 schwenkbar in einem Federbock 22 gelagert ist. Im Federbock 22 sind zwei feste Kontaktstücke 24 und ein zwischen diesen angeordnetes bewegliches Kontaktstück 26 befestigt. Das Kontaktstück 26 wird von einem im oberen Bereich (in der Ansicht der Fig. 1) des Relais angeordneten Betätiger 28 betätigt, der mit einer nach oben weisenden Zunge 30 des Kunststoffteils 18 des Ankers 12 in Eingriff ist. Eine Handhabe 32 des Betätigers 28 ragt durch eine Aussparung 34 einer Kappe 36 (siehe Fig. 6 bis 8), die in Fig. 1 nicht dargestellt ist, heraus, so daß das Relais im stromlosen Zustand umgeschaltet werden kann. Anschlüsse 38 der Kontakte 24 und 26 ragen über die Unterseite des Federbocks 22 hinaus.

Die im Inneren der zentralen Aussparung 26 liegenden Abschnitte der Jochteile 8 und 9 sind in Längsrichtung gegeneinander ver­ schiebbar, also nicht mit großer Kraft eingepreßt, und außerdem durch ein geringes Übermaß der Aussparung 6 auch rechtwinklig zur Ebene der Fig. 1 relativ zueinander etwas verschiebbar.

Die mit Anker 12 zusammenwirkenden Joche 40 und 41, die parallel zu den im Inneren der Aussparung 6 verlaufenden Abschnitten verlaufende Endabschnitte der Jochteile 8 und 9 bilden, liegen im zusammengebauten Zustand des Relais an Flächen des Federbocks 22 an. Und zwar liegen die parallel zur Zeichenebene der Fig. 1 und 3 und rechtwinklig zur Zeichenebene der Fig. 5 verlaufenden Flächen 42 und 44 der Joche 40 bzw. 41 an nicht gezeigten Flä­ chen im Federbock 22 an. Die den genannten Flächen der Joche abgewandten Flächen 50 und 52 liegen an entsprechenden Flächen 46 bzw. 48 des Federbocks 22 an. Durch die genannten Flächen des Federbocks 22 werden die Joche 40 und 41 rechtwinklig zur Zeichenebene der Fig. 1 in einer genau definierten Stellung relativ zum Federbock 22 gehalten. In ähnlicher Weise liegen in Fig. 1, 3 und 5 rechtwinklig zur Zeichenebene verlaufende Flächen 54 und 56 des Jochs 40 an in Fig. 2 rechtwinklig zur Zeichenebene verlaufenden Flächen 58 bzw. 60 des Federbocks 22 an, und entsprechende Flächen 62 und 64 des Jochs 41 liegen an zugeordneten Flächen 66 und 68 des Federbocks 22 an, wodurch die Joche 40 und 41 in der Darstellung der Fig. 1 und 2 bezüg­ lich einer Bewegung von oben nach unten und umgekehrt eindeutig festgelegt sind. Schließlich liegen im zusammengebauten Zustand die in Fig. 1 und 3 nach rechts weisenden Flächen 70 und 72, die eben sind, an zugeordneten Flächen 74 und 76 des Federbocks 22 an. Die Anlage der genannten Flächen 70 und 72 an den Flächen 74 und 76 wird im Beispiel dadurch gesichert, daß bei aufge­ steckter Kappe 36 je eine parallel zur Aufsteckrichtung verlau­ fende Rippe 80 bzw. 82, die an der Innenseite von zwei parallel zueinander verlaufenden Wänden 84 und 86 der Kappe 36 angeordnet sind, an den den Flächen 70 bzw. 72 abgewandten Flächen 88 und 90 der Joche 40 und 41 anliegen. Auf diese Weise sind die zum Zusammenwirken mit dem Anker bestimmten Teile des Magnetkreises, nämlich die Joche 40 und 41 relativ zum Federbock 22 weitgehend spielfrei festgelegt.

Der Federbock 22 weist an seinem unteren Ende eine Zunge 100 auf, die in eine einseitig offene Nut 102 an der Unterseite des Trägers 1 eingreift. Die Zunge 100 und die Nut 101 dienen als Führung beim Zusammenstecken des Trägers 1 und des Feder­ bocks 22, um den Zusammenbau zu erleichtern. Um das Einführen der Joche 40 und 41 in den Federbock 22 zu erleichtern, sind im Bereich der Flächen 46, 58, 60, 48, 66, 68 schräge Führungs­ flächen 104 und 106 vorhanden.

Beim Zusammenschieben des Trägers 1 des Magnetsystems und des Federbocks gelangt auch der Anker 12, der in der Ansicht der Fig. 3 dank des Dauermagneten 16 an den Jochen haftet, in Ein­ griff mit dem Federbock, und zwar gelangen die Achsbolzen 20 in Eingriff mit je einer einseitig offenen Nut 110, deren Ende abgerundet ist. Die Nut 110 dient als Lagerung für den Anker 12. Das Herausgleiten der Achsbolzen 20 aus der Nut 110 wird bei aufgeschobener Kappe 36 durch die Rippen 80 und 82 verhin­ dert, deren Lage bei aufgeschobener Kappe in Fig. 1 im Bereich des Achsbolzens und des unteren Jochs strichpunktiert angedeutet ist.

Bei aufgeschobener Kappe haben die Lagerbolzen 20 noch etwas Spiel, insbesondere in waagerechter Richtung in Fig. 1 und Fig. 2, damit eine gleichzeitige Anlage der beiden Ankerplatten an je einem der Joche möglich ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, ohne daß die Anordnung statisch unbestimmt wird. Dadurch können Toleranzen bei der Herstellung des Relais ausgeglichen werden.

Wie Fig. 4 stark übertrieben zeigt, sind die mit den Jochen 40 und 41 zusammenwirkenden Flächen 120 der Ankerplatten ballig gekrümmt. Außerdem sind in der Ansicht der Fig. 1 und 3 diese Flächen 120 nicht parallel zueinander, sondern verlaufen in der Weise etwas schräg, daß diese Flächen 120 parallel oder nahezu parallel zu derjenigen Fläche des Jochs verlaufen, an der sie jeweils anliegen. Dadurch ergibt sich eine Punktberührung oder Linienberührung mit verhältnismäßig geringem magnetischem Wider­ stand, wie eingangs erläutert wurde.

Bei der in den Fig. 6 bis 8 gezeigten Gehäusekappe sind die Rippen 80 und 82 an ihrem dem offenen Ende der Kappe zugewandten Ende hinterschnitten und bilden dadurch Vorsprünge 140, die bei aufgesteckter Kappe parallel zur Zeichenebene der Fig. 2 verlaufende Wandteile 142 des Federbocks 22 hintergreifen. Dadurch wird einem Aufweiten der Seitenwände 84 und 86 in der Darstellung nach oben bzw. unten vorgebeugt. An der Außenseite der Seitenwand 150 (Fig. 2) des Federbocks und der dem Betrach­ ter abgewandten Seitenwand sind Rastnasen 151 vorhanden, die bei aufgeschobener Kappe in an der Innenseite der Wände 84 und 86 vorgesehene Vertiefungen 152 eingreifen und dadurch die Kappe festhalten.

Bei aufgeschobener Kappe liegt diese im Bereich ihres offenen Endes an einem umlaufenden Rand 56 des Trägers 1 und 158 des Federbocks weitgehend an. Der Federbock und der Träger können sich in Längsrichtung (Fig. 1 in waagerechter Richtung) relativ zur Kappe geringfügig bewegen. Dadurch kann sich auch die Lage der Rippen 80 und 82 relativ zu dem Federbock verändern und somit können sich die Joche im gleichen Ausmaß in waagerechter Richtung in Fig. 1 relativ zum Federbock 22 bewegen. Dieses geringe Spiel beeinträchtigt jedoch nicht die Funktionsfähigkeit Wenn die Bewegungsmöglichkeit der Kappe relativ zum Federbock eingeschränkt werden soll, können hierzu vorteilhaft an der Kappe vorzugsweise in deren oberem Bereich nahe den Wänden 84 und 86 Vorsprünge 154 vorgesehen sein, die den Federbock an Flächen 156 abstützen, die den Flächen 74 und 76 abgewandt sind. Bei anderen Ausführungsformen können anstatt der Vor­ sprünge 110 parallel zu den Rippen 80 und 82 verlaufende Rippen vorgesehen sein, die sich im wesentlichen über die ganze Höhe der Kappe erstrecken.

Die Flächen 46, 48, 58, 66, 60, 68, 74, 76 des Federbocks 22 und die in Fig. 2 nicht gezeigten spiegelsymmetrisch dazu angeordneten Flächen, die u. a. mit den Flächen 42, 44 der Joche 40, 41 zusammenwirken, werden durch ein einziges Teil der Spritzgußform, also formgebunden, erzeugt.

Im Beispiel hat das vollständige Relais mit aufgesteckter Kappe eine Länge von 37 mm, eine Breite von etwa 12 mm und eine Höhe (ohne Anschlüsse) von etwa 24 mm. Bei der gezeigten Ausführungs­ form ist es zum Schalten von Wechselstrom bis zu einer Strom­ stärke von 16 A. Die Betriebsspannung der Magnetspule wird den Erfordernissen entsprechend angepaßt und beträgt im Beispiel etwa 60 V.

Claims (11)

1. Relais mir einem Federbock (22), einem an diesem befestig­ ten Magnetsystem und einer den Federbock (22) und das Magnetsystem abdeckenden Kappe (36), dadurch gekennzeich­ net, daß das Magnetsystem und der Federbock (22) zusammen­ gesteckt sind und durch die Kappe (36) zusammengehalten sind.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung, in der der Federbock (22) und das Magnetsystem zusammengesteckt sind, der Aufsteckrichtung der Kappe (36) entspricht.

3. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung, in der der Federbock (22) und das Magnetsystem zusammengesteckt sind, rechtwinklig zur Aufsteckrichtung der Kappe (36) verläuft.

4. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Joch (40, 41) des Magnet­ systems an einem Anschlag des Federbocks (22) anliegt, welcher Anschlag die Bewegung des Jochs (40, 41) in der Zusammensteckrichtung begrenzt.

5. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Joch (40, 41) des Magnet­ systems im Federbock (22) in einer Richtung rechtwinklig zur Zusammensteckrichtung festgelegt ist.

6. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Anker (12), der durch einen mit ihm verbundenen Achsbolzen (20) in Aussparungen gelagert ist, die den beiden Enden des Achsbolzens zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (110) im Federbock (22) vorgesehen sind und als nach einer Seite offene Nuten oder Aussparungen ausgebildet sind, und daß der Achsbolzen (20) in den Nuten oder Aussparungen durch einen Vorsprung, der an der Kappe (36) vorgesehen ist, gehalten ist.

7. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil des Magnetsystems durch einen Vorsprung, der an der Kappe (36) vorgesehen ist, gehalten ist.

8. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kappe (36) ein Vorsprung (154) vorgesehen sein, der den Federbock (22) an einer Fläche (156) abstützt, die dem Magnetsystem abgewandt ist.

9. Relais nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Vorsprung als Rippe ausgebildet ist, die vorzugsweise in Aufsteckrichtung der Kappe (36) ver­ läuft.

10. Relais nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das der offenen Seite der Kappe (36) zuge­ wandte Ende einer Rippe (80, 82) hinterschnitten ist und einen Vorsprung (Wandteil 142) am Federbock (22) unter­ greift.

11. Relais, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, mit einem H-förmigen Anker (12), der mit Magnetjochen (40, 41) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetjoche und/oder der Anker (12) an ihren miteinander zur Anlage kommenden Teilen zur Bildung einer möglichst dichten Anlage abgeschrägt sind und gleichzeitig zur Schaf­ fung einer Punkt- oder Linienberührung gekrümmt sind.