DE4226889C2 - Elektromagnetisches Relais - Google Patents
Elektromagnetisches RelaisInfo
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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Description
Ein elektromagnetisches Relais mit den im Oberbegriff des
Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen ist aus DE 34 14 731 C2 be
kannt. Der aus Spule und Anker bestehende Magnetantrieb einer
seits und der aus zwei Festkontaktelementen und einem dazwi
schen befindlichen bewegbaren Kontaktelement bestehende Kon
taktsatz andererseits sind dort in Richtung der zum Grundkör
per parallel verlaufenden Spulenachse hintereinander angeord
net. Zur elektrischen Isolierung zwischen Magnetantrieb und
Kontaktsatz ist an den Grundkörper, in den auch die Kontakt
elemente eingebettet sind, ein Wandelement angeformt, das das
dem Kontaktsatz benachbarte Ende des Magnetantriebs umgreift.
Die Bewegung des Ankers, der an der von dem Kontaktsatz abge
wandten Stirnseite der Spule angeordnet ist, wird auf das be
wegbare Kontaktelement über einen stabförmigen Betätiger über
tragen, der oberhalb des Magnetantriebs und außerhalb des iso
lierenden Wandelements verläuft.
Bei dem bekannten Relaisaufbau wird die Spule nur teil
weise vom Joch umschlossen. Im oberen Bereich, wo das Joch
nicht vorgesehen ist, tritt das Isolierelement nahe an die
Spule, so daß an Gesamtbauhöhe auf Kosten der magnetischen
Kopplung eingespart wird. Eine weitere Schwierigkeit bei dem
bekannten Relais besteht in der komplizierten Form des Grund
körpers, der bei Herstellung im Kunststoff-Spritzverfahren
eine aufwendige Spritzform erfordert.
Bei einem weiteren, aus DE 90 16 264 U1 bekannten Relais
ist der mit dem Relaisanker gekoppelte Betätiger mit einem
trichterförmigen Abschirmabschnitt versehen, der über einen
Teil des bewegbaren Kontaktelements gestülpt ist. Der am Anker
angreifende Teil des Betätigers durchsetzt eine Öffnung in
einem U-förmigen Isolierelement, das das dem Kontaktsatz zuge
wandte Ende des Magnetantriebs umgibt. Zur weiteren elektri
schen Isolierung zwischen Magnet- und Kontaktsystem sind zwei
von entgegengesetzten Seiten nach innen ragende und in Längs
richtung gegeneinander versetzte Zwischenwände an einer Kappe
angeformt, so daß der Anker, der Betätiger und der bewegbare
Kontakt sich in einer insgesamt etwa S-förmigen Kammer befin
den.
Bei dieser Gestaltung ist der auch bei anderen Konstruk
tionen nach dem Stand der Technik bekannte Nachteil festzu
stellen, daß das zwischen Kontakt- und Magnetsystem vorhandene
Isolierelement eine Öffnung zum Durchtritt des Betätigers auf
weisen muß, die eine entsprechende Unterbrechung der Isolie
rung darstellt. Ferner führen die verschiedenen stationären
Trenn- und Isolierwände bei vorgegebenen Außenabmessungen des
Relais zu einer Verringerung des für die Funktionselemente
verfügbaren Volumens. Außerdem verkomplizieren sie die Form
der Kunststoffteile und erhöhen deren Fertigungskosten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Relais zu
schaffen, das bei möglichst geringem Bauvolumen und möglichst
geringer Anzahl unkompliziert gestalteter Einzelteile die vor
geschriebenen Luft- und Kriechstrecken sowie Isolationsanfor
derungen zwischen Magnetantrieb und Kontaktsatz erfüllt.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin,
daß das Isolierelement, das den Magnetantrieb gegenüber dem
Kontaktsatz elektrisch isoliert und den Magnetantrieb teilwei
se umhüllt, Teil des bewegbaren Betätigers selbst ist. Im Ge
gensatz zum Stand der Technik ist daher kein Durchgriff durch
ein stationäres Isolierelement zur Übertragung der Bewegung
vom Anker auf das bewegbare Kontaktelement erforderlich. Ande
rerseits ist es zur Bewegungsübertragung auch nicht nötig,
außerhalb des den Magnetantrieb umgebenden Isolierelements ein
zusätzliches Bauteil vorzusehen, das die Gesamtabmessungen des
Relais erhöhen würde. Somit gewährleistet die Erfindung eine
optimale elektrische Isolierung zwischen Magnetantrieb und
Kontaktsatz bei minimalem Raumbedarf.
Da das den Magnetantrieb teilweise umhüllende Isolierele
ment als Teil des Betätigers an dessen Bewegungen teilnimmt,
wird erfindungsgemäß ferner eine Art Pump- und Kompressionswir
kung erzielt, die bei der bevorzugten Gestaltung der Erfindung
nach Anspruch 2 besonders ausgeprägt ist. Aus der genannten
Wirkung resultiert eine Dämpfung, die einem unerwünschten Kon
taktprellen entgegenwirkt. Ferner ergibt sich ein Spüleffekt,
der zu einem Austausch der Kontaktraumluft führt und die Bil
dung von Stickoxiden verhindert, die zusammen mit der unver
meidbaren Feuchtigkeit Salpetersäure bilden, die die Eisentei
le angreift.
Die weiteren Ausgestaltungen der Erfindung nach den An
sprüchen 3 und 4 sind insofern zweckmäßig, als sie zu der ge
schilderten Pump- und Kompressorwirkung beitragen.
Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 und 6
führt zu einem insgesamt kompakten Relaisaufbau.
Die Maßnahme des Anspruchs 7 ist insofern günstig, als
die Lagerstellen für den Betätiger einander diagonal gegen
überliegen und daher eine stabile Lagerung bewirken. Dabei ist
die Ausgestaltung nach Anspruch 8 insofern zweckmäßig, als sie
eine direkte Kraftübertragung ohne Erzeugung unerwünschter
Dreh- oder Kippmomente bewirkt.
Bei Anwendung der in Anspruch 9 angegebenen Maßnahme wird
verhindert, daß etwaiger Abrieb an der oberhalb des Kontakt
satzes befindlichen Lagerstelle des Betätigers bei normalem
Einbau des Relais nicht in den Kontaktbereich gelangt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend
anhand der Zeichnung näher erläutert. Daran zeigt
Fig. 1 einen Längschnitt durch ein Relais und
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des in dem
Relais nach Fig. 1 verwendeten Betätigers.
Das in Fig. 1 gezeigte Relais umfaßt einen Magnetantrieb
10 und einen Kontaktsatz 11, die in einem von einem Grundkör
per 12 und einer Kappe 13 gebildeten Gehäuse untergebracht
sind.
Zu dem Magnetantrieb 10 gehören eine auf einem Spulenkör
per 15 angeordnete Spule 16, die von einem Joch 17 umgeben und
einem Kern 18 durchsetzt wird. Dem in Fig. 1 rechten Ende der
von Spulenkörper 15, Spule 16, Joch 17 und Kern 18 gebildeten
Baugruppe gegenüber ist ein Anker 19 angeordnet, der über eine
Ankerfeder 20 am oberen Bereich des Jochs 17 um eine obere
Kante schwenkbar gelagert ist. Die Ankerfeder 20 ist über
Klammern 21 am Joch 17 befestigt und dient gleichzeitig zur
Rückstellung des Ankers 19 in die in Fig. 1 veranschaulichte
Ruhestellung, in der sich der Anker in Abstand vom Kern 18 an
einem in die Ankerfeder 20 integrierten Anschlag befindet.
Der Kontaktsatz 11 umfaßt eine das bewegbare Kontaktele
ment bildende mittlere Kontaktfeder 23 und zwei Gegenkontakte
bildende stationäre Kontaktfedern 24, 25. Die mittlere Kon
taktfeder 23 ist an ihrem freien Ende auf beiden Seiten mit
Kontaktstücken versehen, die mit an den äußeren Kontaktfedern
24, 25 vorgesehenen Kontaktstücken zur Bildung eines Umschalt
kontaktes zusammenarbeiten. Die Kontaktfeder 23 ist in die in
Fig. 1 gezeigte Stellung vorgespannt, in der sie mit der Kon
taktfeder 25 einen Ruhekontakt bildet.
Die unteren Enden der Kontaktfedern 23...25 sind im
Grundkörper 12 eingebettet und ragen nach unten aus ihm als
Kontaktanschlüsse 26 heraus. Die Spule 16 ist mit Spulenan
schlüssen 27 versehen, die in den Grundkörper 12 eintauchen
und nach unten aus ihm herausragen. Im Grundkörper 12 sind
ferner nach oben ragende gegabelte Federbügel 28 befestigt,
die in entsprechende Aussparungen am Joch 17 eingreifen und
dadurch den Magnetantrieb 10 am Grundkörper 12 verankern.
Zur Übertragung der Bewegung des Ankers 19 auf die be
wegbare Kontaktfeder 23 dient ein Betätiger 30, der, wie auch
aus Fig. 2 ersichtlich, ein kappenförmiges Isolierelement 31,
einen an dessen freier Kante unten angeformten Finger 32 und
eine an seiner Außenseite oben angeformte Nase 33 aufweist.
Das in Fig. 1 rechte Ende des Betätiger-Fingers 32 wird von
einer unteren Abkröpfung 22 der Ankerfeder 20 getragen, wäh
rend das in Fig. 1 linke Ende der Betätiger-Nase 33 eine am
oberen Ende der Kontaktfeder 23 vorgesehene Aussparung durch
setzt und von einer dort gebildeten Schneidenlagerung getragen
wird.
Wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht, verlaufen der Finger 32
und die Nase 33 des Betätigers 30 parallel zueinander in einer
zur Spulenachse und zur Bewegungsrichtung des Betätigers 30
(sowie zur Zeichenebene der Fig. 1) parallelen Ebene. Die
Kraftübertragung vom Anker 19 über den Betätiger 30 auf die
bewegbare Kontaktfeder 23 erfolgt also in einer zur Bewegungs
richtung parallelen Ebene, so daß keine Drehmomente erzeugt
werden. Ferner ist der Betätiger 30 an zwei diagonal gegenüber
liegenden äußersten Punkten in der Ankerfeder 20 bzw. an der
Kontaktfeder 23 gelagert, so daß eine insgesamt stabile Lage
rung erreicht wird.
Die Lagerstelle zwischen der Betätiger-Nase 33 und der
Kontaktfeder 23 befindet sich, wie in Fig. 1 gezeigt, ober
halb des Kontaktbereichs, ist jedoch in Richtung senkrecht zur
Zeichenebene der Fig. 1 gegenüber dem Kontaktbereich versetzt.
Dadurch wird vermieden, daß etwaiger Abrieb an der Lagerstelle
in den Kontaktbereich gelangt.
Das kappenförmige Isolierelement 31 ist so gestaltet und
dimensioniert, das es den gemäß Fig. 1 linken Teil des Ma
gnetantriebs 10 über etwa ein Drittel seiner Länge auf fünf
Seiten verhältnismäßig eng umhüllt. Ferner sind die dem Ma
gnetantrieb 10 zugewandte Innenfläche und die dem Kontaktsatz
11 zugewandte Außenfläche des Isolierelements 31 so orien
tiert, daß sie mindestens teilweise und im wesentlichen paral
lel zu den gegenüberstehenden Flächen des Magnetantriebs 10
bzw. des Kontaktsatzes 11 verlaufen. Dadurch wird bei Bewegung
des Betätigers 30 die oben erläuterte Pump- und Kompressions
wirkung begünstigt.
Die Wandstärke des kappenförmigen Isolierelements 31 be
trägt im Bodenbereich zwischen dem Joch 17 und dem Kontaktsatz
11 im wesentlichen etwa 1 mm, im übrigen nur etwa 0,3 mm.
Trotz dieser geringen Dicke ist das Isolierelement 31 wegen
seiner Kappenform genügend steif. In beiden Endstellungen hat
das Isolierelement 31 vom Joch 17 des Magnetantriebs 10 bzw.
von der Kontaktfeder 25 des Kontaktsatzes 11 jeweils einen
Abstand von mindestens 2 mm. Dadurch sind die vorgeschriebenen
Isolationsstrecken gewährleistet. Ferner ist das kappenförmige
Isolierelement 31 in Bewegungsrichtung des Betätigers 30 so
dimensioniert, daß zwischen Magnetantrieb 10 und Kontaktsatz
11 die geforderten Kriech- und Luftstrecken von mindestens 8
mm eingehalten werden.
Bei Erregung der Spule 16 wird der Anker 19 aus der in
Fig. 1 gezeigten Ruhestellung gegen das rechte Ende des Kerns
18 gezogen, wobei die Ankerfeder 20 das rechte Ende des Betä
tiger-Fingers 32 mitnimmt und die Betätiger-Nase 33 die Kon
taktfeder 23 in ihre Arbeitsstellung verbiegt, in der sie den
Arbeitskontakt mit der Kontaktfeder 24 schließt. Bei Abfall
der Spule 16 wird der Anker 19 durch die Ankerfeder 20 in sei
ne Ruhestellung zurückgeklappt und der Betätiger 30 durch die
Rückstellkraft der Kontaktfeder 23 in die in Fig. 1 gezeigte
Ruhestellung zurückgeschoben.
Claims (9)
1. Elektromagnetisches Relais, umfassend
einen Magnetantrieb (10) mit einer Spule (16) und einem durch deren Erregung bewegbaren Anker (19),
einen Kontaktsatz (11) mit einem bewegbaren Kontaktelement (23) und einem mit diesem zusammenarbeitenden Gegenkontaktele ment (24, 25),
ein zwischen dem Magnetantrieb (10) und dem Kontaktsatz (11) angeordnetes und den Magnetantrieb (10) teilweise umhül lendes Isolierelement (31), und
einen die Bewegung des Ankers (19) auf das bewegbare Kon taktelement (23) übertragenden Betätiger (30), dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierelement (31) Teil des Betätigers (30) ist.
einen Magnetantrieb (10) mit einer Spule (16) und einem durch deren Erregung bewegbaren Anker (19),
einen Kontaktsatz (11) mit einem bewegbaren Kontaktelement (23) und einem mit diesem zusammenarbeitenden Gegenkontaktele ment (24, 25),
ein zwischen dem Magnetantrieb (10) und dem Kontaktsatz (11) angeordnetes und den Magnetantrieb (10) teilweise umhül lendes Isolierelement (31), und
einen die Bewegung des Ankers (19) auf das bewegbare Kon taktelement (23) übertragenden Betätiger (30), dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierelement (31) Teil des Betätigers (30) ist.
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Isolierelement (31) kappenartig geformt ist und den Magnetan
trieb (10) eng umhüllt.
3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die quer zur Bewegungsrichtung des Betätigers (30) stehen
de Innenfläche des kappenartigen Isolierelements (31) und die
ihr zugewandte Fläche des Magnetantriebs (10) im wesentlichen
parallel verlaufende Bereiche aufweisen.
4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die quer zur Bewegungsrichtung des Betätigers
(30) stehende Außenfläche des Isolierelements (31) und die ihr
zugewandte Fläche einer Kontaktfeder (25) des Kontaktsatzes (11) im wesentlichen par
allel verlaufende Bereiche aufweisen.
5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Achse der Spule (16) parallel zur Bewegungs
richtung des Betätigers (30) verläuft und der Anker (19) auf
der vom Kontaktsatz (11) abgewandten Seite der Spule (16) an
geordnet ist.
6. Relais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Betätiger (30) einerseits am Anker (19) mit einem am Rand des
kappenartigen Isolierelements (31) angeformten Finger (32) und
andererseits am freien Ende des bewegbaren Kontaktelements
(23) mit einer an der Außenseite des Isolierelements (31) an
geformten Nase (33) angreift.
7. Relais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Betätiger-Finger (32) an einer einem Relais-Grundkörper (12)
benachbarten Stelle und die Betätiger-Nase (33) an einer von
dem Grundkörper (12) entfernten Stelle an das Isolierelement
(31) angeformt sind und daß der Finger (32) am Anker (19) und
die Nase (33) an dem bewegbaren Kontaktelement (23) gelagert
ist.
8. Relais nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Finger (32) und die Nase (33) in einer zur Bewegungsrichtung
des Betätigers (30) parallelen Ebene liegen.
9. Relais nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lagerstelle zwischen der Nase (33) und dem bewegbaren
Kontaktelement (23) gegenüber der Kontaktstelle zwischen dem
bewegbaren Kontaktelement (23) und dem Gegenkontaktelement
(24, 25) quer zur Bewegungsrichtung des Betätigers (30) ver
setzt ist.
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- 1992-08-13 DE DE19924226889 patent/DE4226889C2/de not_active Expired - Fee Related
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