DE4411036A1 - Bistabiles Relais - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein bistabiles Flachrelais gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-PS 41 33 070 C1 ist ein derartiges bistabiles Flachrelais bekannt, daß sich hervorragend bewährt hat. Dennoch ist es vorteilhaft, den Leistungsbedarf des bekann­ ten Relais zu minimieren und weiter eine kleinere Bauform zu realisieren.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bistabiles Flachrelais der gattungsbildenden Art zu schaf­ fen, das einen minimierten Leistungsbedarf und eine klei­ nere Bauform aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einem bistabilen Flachrelais, wie es im einzelnen im Anspruch 1 gekennzeichnet ist.

Erfindungsgemäß ist die Spitze eines Stößels, der ein me­ chanisches Koppelglied zwischen einem Anker und einem Steu­ erorgan bildet, mit soviel Spiel ausgestattet, daß ein Ver­ schwenken der Spitze um einen bestimmten Winkelbereich ei­ ner Weiche möglich ist, die an dem drehbar gelagerten Steu­ erorgan ausgebildet ist und zusammen mit zwei beidseitig zu der Weiche angeordneten Lücken eine Schaltwippe bildet.

Aufgrund des größeren Spiels des Stößels kann gegenüber dem bekannten Relais eine Rückstellfeder entfallen, was einer­ seits den Raumbedarf verkleinert und andererseits eine kleinere Spule des elektromagnetischen Antriebssystems zu­ läßt. Mit einer kleineren Spule verringert sich wiederum die Baugröße des Relais.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Steueror­ gan einen Arm mit einem Führungsteil auf, das an dem Stößel angreift. Entsprechend der Armstellung wird die Spitze des mit einem großen Spiel gelagerten Stößels in die eine oder in die andere Schaltstellung gebracht, um die bistabile Schaltfunktion zusammen mit der Schaltwippe bestehend aus der Weiche und den dazu beidseitig angeordneten Lücken zu bewirken. Der an dem Steuerorgan angeformte Arm bildet so zusammen mit dem Stößel ein mechanisch verkettetes Um­ schaltsystem, das die Stößelspitze auf die eine oder die andere Lücke der Schaltwippe ausrichtet.

Durch das Vorsehen eines tangentialen Durchbruchskanals im Steuerorgan ist es möglich, darin eine Umschaltkontaktfeder einzulagern, die durch Kanten der Schaltnocken betätigt nä­ her an der Achse des Steuerorgans plazierbar ist. Infolge der raumsparenden Plazierung der Umschaltkontaktfeder im Bereich der Steuerorganachse läßt sich der seitliche Raum­ bedarf des Flachrelais weiter reduzieren.

Wird die Drehachse des Steuerorgans zwischen die Weiche und den Durchbruchskanal gelegt, lassen sich Drehbewegungen des Steuerorgans in geeignete Drehmomente umsetzen, die über Schaltnocken in dem Durchbruchskanal in vorteilhafter Weise auf die Umschaltkontaktfeder einwirken.

Besitzt der Stößel quer zu seiner Achse verlaufend einen ersten Durchbruch, einen zweiten Durchbruch und Flügel, läßt sich der Stößel einerseits leicht montagetechnisch einsetzen und andererseits zur Unterstützung einer defi­ nierten Schaltstellung heranziehen, in dem ein weiter me­ chanisch verkettetes Zusammenwirken mit dem Führungsteil des Arms an dem Steuerorgan erfolgt. Hierdurch läßt sich die Schaltsicherheit, exakt zwischen den zwei Schaltstel­ lungen umzuschalten, weiter erhöhen.

Den beiden Flügeln, die an dem Stößel ausgebildet sind, kommen zwei unterschiedliche Funktionen zu. Der erste Flü­ gel bildet einen riegelförmigen Anschlag, der die Bewegung des Stößels in Richtung des Ankerteils begrenzt und der zweite Flügel bildet zusammen mit dem Führungsteil des Steuerorgans eine schiefe Ebene, die die Spitze des Stößels in die andere Schaltposition bringt. Somit wirkt der zweite Flügel als Umlenkteil für den schwenkbar gelagerten Stößel.

Erfindungsgemäß ist die Spitze des Stößels in einem Winkel­ bereich von 5-20° um die Weiche verschwenkbar. Die große Bewegungsfreiheit des Stößels reduziert weiter die Rei­ bungsverluste und erfordert nur ein Antriebssystem kleine­ rer Bauform.

Anhand von einem Ausführungsbeispiel, das in den Zeichnun­ gen veranschaulicht ist, ist das erfindungsgemäße bistabile Flachrelais in seiner Wirkungsweise nachstehend noch im einzelnen erläutert. In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Flach­ relais in einer ersten Ruhestellung;

Fig. 2 das Flachrelais aus Fig. 1 in einer Schaltstel­ lung;

Fig. 3 das Flachrelais aus Fig. 1 in einer zweiten Ruhe­ stellung;

Fig. 4 Schnitt durch Stößel und Gehäusewand, entspre­ chend dem Schnittverlauf I-I aus Fig. 3;

Fig. 5 eine bevorzugte Ausführungsform eines Stößels nach der Erfindung;

Fig. 6 das Kontaktsystem, und

Fig. 7 ein Schaltimpulsdiagramm eines konventionellen und eines Relais nach der Erfindung.

In einem Gehäuse 1 ist ein elektromagnetisches Antriebssy­ stem 2 in Form einer Spule und einem L-förmigen Anker 3 vorgesehen. Der eine freie Abschnitt des Ankers 3 liegt ei­ nem Polschuh 2a des Antriebssystems 2 gegenüber. Der L-för­ mige Anker 3 bildet einen zweiseitigen Hebel, der im Be­ reich der Knickkante einen Dreh- und Kippunkt aufweist, dessen Achse senkrecht auf der Innenseite des Gehäuses 1 steht, das im wesentlichen mit seiner Unterseite eine Auf­ lageebene für die Baugruppen des Flachrelais bildet.

Das andere freie Ende des Ankers 3 erstreckt sich als An­ kerteil 3a an dem Antriebssystem 2 entlang und greift mit seiner Spitze in einen Durchbruch 7c eines eingehängten Stößels 7. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist der Anker 3 mit seinen Schenkeln einen leicht größeren Öffnungswinkel als 90° auf und zusätzlich ist das freie Ende des Anker­ teils 3a in Richtung eines noch größeren Öffnungswinkels abgeknickt, um sich der Winkelstellung des Stößels 7 anzu­ passen, der geneigt zu der Achse des Polschuhs 2a des An­ triebssystems 2 steht. Die sich in Pfeilrichtung P erstrec­ kende Längsachse des Stößels 7 steht unter einem Winkel kleiner als 90° zu der Achse des Polschuhs 2a.

Wird das Antriebssystem 2 bestromt, bewegt sich der Stößel 7 aufgrund der Einhängung und mechanischen Kopplung mit dem Ankerteil 3a aus seiner Ruheposition in Richtung des Pfei­ les P. In seiner ersten Ruheposition, die in Fig. 1 darge­ stellt ist, stößt der Stößel 7 mit seinem hinteren freien Ende an dem Antriebssystem 2 und seitlich an der Führungs­ fläche 10 sowie einem Führungsteil 4d an, das mit einem Flügel 7d zusammenwirkt, der im vorderen Bereich des Stö­ ßels 7 angeordnet ist. Somit wird der Stößel 7 in seiner Ruheposition in drei Punkten fixiert, wobei das Führungs­ teil 4d und die Führungsfläche 10 den Stößel seitlich ein­ fassen und das hintere freie Ende des Stößels 7 den dritten Anlagepunkt bildet. Folglich läßt sich der Stößel 7 leicht von oben einsetzen und wird in seiner Ruheposition weitest­ gehend spielfrei gesichert.

In Pfeilrichtung P durch das Ankerteil 3a angetrieben, gleitet der Stößel 7 mit seiner Spitze 7a aufgrund der seitlichen Führung durch das Führungsteil 4d und die Füh­ rungsfläche 10 in Richtung auf ein Steuerorgan 4. Gleich­ zeitig gleitet das hintere freie Ende des Stößels 7 an ei­ ner Führungsfläche 11, die eine geneigte schiefe Ebene bil­ det und die Spitze 7a in gewünschter Weise auf das Steuer­ organg 4 ausrichtet.

Fig. 2 zeigt das Flachrelais in einer Schaltstellung, bei betätigtem Antriebssystem, auf die später im Text eingegan­ gen wird.

Fig. 3 zeigt das Flachrelais in seiner zweiten Ruhestel­ lung.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch den Stößel 7 und die Ge­ häusewandung, an der der Stößel 7 anliegt. Der Stößel 7 ist im Querschnitt bevorzugt rechteckförmig ausgebildet.

Eine Seitenansicht des Stößels 7 ist in Fig. 5 dargestellt, und in Fig. 5 ist erkennbar, daß der hintere Abschnitt des Stößels 7, der von der Spitze 7a durch die Flügel 7d, 7d* abgetrennt wird, neben dem Durchbruch 7c einen weiteren Durchbruch 7b aufweist. Die Öffnungsseiten der Durchbrüche 7b, 7c sind in der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform an gegenüberliegenden Seiten ausgebildet. In anderen Ausfüh­ rungsformen können die Durchbrüche 7b, 7c mit ihrer Öff­ nungsseite auch an einer gemeinsamen Stößelseite ausgebil­ det sein. Bevorzugt weist der Stößel mit seinem hinteren Abschnitt eine im Querschnitt viereckige Form auf (Fig. 4), so daß eine Verdrehsicherheit um die eigene Achse gewähr­ leistet ist und der Stößel 7 mit einer großen Gleitfläche 12 auf der Innenseite des Gehäuses 1 aufliegt. Wie weiter aus Fig. 1 und 5 ersichtlich, ist die Spitze 7a des Stößels 7 als flache Spitze angeformt.

Das Steuerorgan 4 ist um eine Achse 4a drehbar gelagert, die wiederum senkrecht auf der Ebene der Unterseite des Ge­ häuses 1 steht und damit parallel zu der Kippachse des An­ kerteils 3 ausgerichtet ist. In radialer Richtung ist der Arm 4g an dem Steuerorgan 4 ausgebildet, der das Führungs­ teil 4d trägt. Somit dreht sich der Arm 4g mit der Drehbe­ wegung, die das Steuerorgan 4 ausführt. Die Drehbewegung des Steuerorgans wird durch zwei Anschläge 8, 9 begrenzt. Die Anschläge 8, 9 bestimmen im Zusammenwirken mit einer Feder 6 bevorzugt einer wellenförmig gekrümmten Flachdruck­ feder zwei stabile Dreh-Endpositionen für das Steuerorgan 4.

Hierzu ist die Feder 6 in radialer Richtung auf die Achse 4a ausgerichtet und zwischen einem V-förmigen Ein­ schnitt 4f in dem Steuerorgan 4 und einem Einschnitt 1a in dem Gehäuse 1 eingespannt. Begrenzt durch die Anschläge 8, 9 kann der Arm 4g von einer stabilen Dreh-Endposition zu der anderen hin- und herschnappen (Fig. 1-3), wobei zum Übergang von der einen Dreh-Endposition zur anderen das Drehmoment überwunden werden muß, welches aus der Vorspann­ kraft der an dem Steuerorgan 4 angreifenden Feder 6 resul­ tiert.

Auf den Arm 4g gerichtet weist das Steuerorgan 4 eine Schaltwippe bestehend aus einer Weiche 4h und zwei Lücken 4c, 4e auf. Die Lücken 4c und 4e sind symmetrisch und beid­ seitig zu der Weiche 4h angeordnet.

Gegenüberliegend der Schaltwippe und der Achse 4a ist in dem Steuerorgan 4 ein tangentialer Durchbruchskanal 4i vor­ gesehen, der eine Umschaltkontaktfeder 5 aufnimmt, die an ihrem freien Ende den Kontakt 5a trägt. Der Durchbruchska­ nal 4i ist so gestaltet, daß dessen Kanten gleichzeitig Schaltnocken 4b, 4b* bilden, die auf die Um­ schaltkontaktfeder 5 einwirken.

Der Schaltvorgang zwischen den zwei bistabilen Zuständen des Flachrelais wird im nachfolgenden ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten Ausgangslage erläutert:

Das Antriebssystem 2 wird erregt und so der L-förmige Anker 3 an den Polschuh 2a gezogen. Dabei schwenkt das Ankerteil 3a in Richtung des Pfeiles P aus. Hierbei wird der Stößel 7 in Richtung der Lücke 4e bewegt. Der Stößel 7 gleitet, mit Spiel geführt, von der Seitenkante des Führungsteils 4d und den Führungsflächen 10, 11 im Gehäuse 1 in die Lücke 4e der Schaltwippe.

Wenn die Spitze 7a den Grund der Lücke 4e erreicht hat, wird das Steuerorgan 4 entgegen der Kraftwirkung der Feder 6 im Uhrzeigersinn gedreht. Der Beginn dieser Drehbewegung im Uhrzeigersinn wird für den kurzen Wegabschnitt so lange verzögert, wie der Stößel 7 seitlich an dem Führungsteil 4d abwärts gleitet und der Durchbruch 7b die rechte Seiten­ kante des Führungsteils 4d erreicht. Erreicht der Durch­ bruch 7b das Führungsteil 4d, kann der gesamte Arm 4g unter Ausführung der Drehbewegung des Steuerorgans 4 im Uhrzei­ gersinn unter dem Stößel 7 hindurchschwenken.

In dieser Zwischenstellung wird der Stößel 7 durch die Füh­ rungsfläche 11, den Durchbruch 7c und die Spitze 7a gesi­ chert, die sich in der Lücke 4e abstützt. Damit ist wie­ derum eine dreipunktförmige Einlagerung des Stößels 7 ge­ währleistet.

Mit der fortschreitenden Drehbewegung des Steuerorgans 4 wird die Druckfeder 6 gespannt, bis die Mitte der Achse 4a, der Kerbgrund des V-förmigen Einschnittes 4f und der Kerb­ grund des Einschnittes 1a eine Linie bilden. Ist diese obere Todpunkt-Konstellation überschritten, wird die Dreh­ bewegung des Steuerorgans 4 zusätzlich durch die sich jetzt entspannende Druckfeder 6 unterstützt und gleichzeitig das Antriebssystem 2 entlastet. In der Folge bewirkt die Druck­ feder 6, daß der Schaltnocken 4b die Umschaltkontaktfeder 5 auslenkt, so daß der Kontakt 5a/5d geschlossen wird. Die Umschaltkontaktfeder 5 wird dabei etwas durchgedrückt und der Arm 4g des Steuerorgans 4 wird in Richtung des An­ schlags 9 bewegt.

Jetzt ist die in Fig. 2 dargestellte Schaltstellung er­ reicht, und das Geschlossenhalten der Kontakte 5a/5d wird durch die Feder 6 aufrechterhalten, in dem der Nocken 4b auf die Umschaltkontaktfeder 5 drückt. Das heißt, durch die Kraft der Druckfeder 6 wird diese Position gehalten, auch wenn das Antriebssystem des Relais entstromt wird und der Stößel 7 von der Rückstellbewegung des Ankers 3 in die zweite Ruhelage nach Fig. 3 zurückgezogen wird, was durch die Ankerrückstellfeder 3b bewirkt wird. Mittels der Ein­ hängung 7c, welche das verjüngte Ende des Ankerteils 3a übergreift, wird der Stößel 7 zurück- und von dem Steueror­ gan 4 weggezogen. Somit gleitet die Spitze 7a aus der Lücke 4e des Steuerorgans 4.

Bei der Rückzugbewegung des Stößels 7 kommt der rechte Flü­ gel 7d* mit dem Führungsteil 4d in Eingriff, das wie in Fig. 3 gezeigt nunmehr bei dem Anschlag 9 liegt. Das Füh­ rungsteil 4d bildet aufgrund seiner geneigten Stellung eine schiefe Ebene, auf welcher der Flügel 7d* abgleitet und die Spitze 7a des Stößels im Uhrzeigersinn verschwenkt, wobei der Durchbruch 7c den Schwenk- und Drehpunkt für den Stößel 7 bildet. Das heißt, die maßlichen Verhältnisse sind derart abgestimmt, daß, wenn die Spitze 7a des Stößels 7 die Höhe der Weiche 4h, welche die Lücken 4c und 4e voneinander trennt, verlassen hat, der Flügel 7d* des Stößels 7 gegen das Führungsteil 4d des Steuerorgans 4 stößt und dadurch nach links ausgelenkt und somit zwangsläufig in die Bereit­ schaftsstellung für einen neuen Schaltvorgang gebracht wird, bei dem die Spitze 7a nunmehr auf die Lücke 4c ge­ richtet ist, wenn sich der Stößel 7 in seiner anderen Ruhe­ position befindet (Fig. 3).

Damit die leicht seitlichen Schwenkbewegungen des Stößels 7 ausführbar sind, sind die Wandungen des Durchbruchs 7c kon­ vex gewölbt.

In dieser Ruheposition erfolgt die dreipunktförmige Abstüt­ zung des Stößels 7 durch das hintere Ende, die Führungsfläche 11 und das Führungsteil 4d im Zusammenwirken mit dem Flügel 7d*. Zusätzlich wird die Rückschwenkbewegung des Stößels durch das schräggestellte Führungsteil 4d und den Flügel 7d* verhindert.

Um das bistabile Relais wieder in die ursprüngliche stabile Schaltstellung zu bringen, bei der die Kontakte 5a, 5c ent­ sprechend Fig. 1 geschlossen sind, wird das Antriebssystem 2 erneut bestromt und die Spitze 7a des Stößels 7 bewegt sich zielgerichtet in die Lücke 4c, um das Steuerorgan 4 entgegen dem Uhrzeigersinn zurückzuschwenken. Hierbei er­ gibt sich ein umgekehrter Ablauf, bei dem die Rückstellbe­ wegung des Steuerorgans 4 unterstützt durch die Feder 6 un­ ter Hindurchschwenkung des Führungsteils 4d durch den Durchbruch 7b, bis der Arm 4g an dem Anschlag 8 anschlägt.

Durch die Zwangsläufigkeit des Schaltvorgangs erfolgt ein sicherer Wechsel in die jeweils andere Bereitschaftsstel­ lung und eine sichere Führung des Stößels 7 in die richtige Lücke 4c bzw. 4e des Steuerorgans 4 und somit ist ein unab­ hängig von der Betätigungsgeschwindigkeit und eventuellen Erschütterungen erfolgendes sicheres Umschalten gewährlei­ stet.

Mit der Erfindung werden im einzelnen folgende Vorteile er­ zielt:

• a) Die Schaltsicherheit wird erhöht, das heißt Fehl­ schaltungen werden verhindert und die Kontaktgabe verbessert;
• b) Eine Zwangsöffnung beider Kontakte wird erreicht; und
• c) Eine weitere Miniaturisierung wird ermöglicht.

Der Vorteil der Schaltsicherheit ergibt sich daraus, daß das Steuerorgan 4 mit dem Führungsteil 4d versehen ist, das eine zwangsläufige, und zwar abhängig von der Stellung des Steuerorgans 4, die für den nächsten Schaltvorgang stets die richtige Positionierung des Schaltstößels 7 bewirkt. Das heißt, die mechanische Verkettung zwischen Führungsteil 4d und den Flügeln 7d, 7d* sowie dem Durchbruch 7b gewähr­ leistet trotz eines großen Spiels des Stößels 7 definierte Schalt- und Ausgangspositionen. Es lassen sich Schwenkbewe­ gungen der Spitze 7a des Stößels 7 in einem großen Winkel­ bereich von 5-20° um die Weiche 4h realisieren. Aufgrund der vorteilhaften Lagerung des Stößels 7 kann auf eine se­ parate Rückstellfeder für den Stößel 7 verzichtet werden.

Die Kontaktgabe des erfindungsgemäßen Flachrelais wird fol­ gendermaßen verbessert: Bei nicht eingebautem Steuerorgan 4 nimmt die Umschaltkontaktfeder 5 eine Mittelstellung zwi­ schen den beiden Kontakten 5c und 5d ein. Die Schaltnocken 4b und 4b* sind derart plaziert, daß sie die Umschaltkon­ taktfeder 5 sehr nahe bei den Kontaktstellen berühren, wo­ durch die Kontaktgabe äußerst prellarm erfolgt. Somit er­ gibt sich durch das prellarme Schalten eine erste Verbesse­ rung der Kontaktgabe.

Außerdem bilden die Kontakte 5c und 5d im jeweiligen Ruhe­ zustand (Fig. 1 und 3) einen Anschlag für die Umschaltkon­ taktfeder 5, das heißt, sie begrenzen die Auslenkung der Umschaltkontaktfeder 5. Verschleißen im Laufe der Lebens­ dauer des Relais die Kontaktstellen, so muß die Umschalt­ kontaktfeder 5 über einen längeren Abstand "a" bewegt wer­ den. Infolgedessen muß auch das Steuerorgan 4 zusammen mit dem V-förmigen Einschnitt 4f eine erweiterte Drehbewegung ausführen, wobei entsprechendes Spiel in der Anordnung der Anschläge 8, 9 vorgesehen ist und die Druckfeder am Steuer­ organ eine Steigerung des Drehmomentes hervorruft.

Rückwirkend steigt die Krafteinleitung in die Umschaltkon­ taktfeder 5 und damit die Kontaktkraft an den Kontaktstel­ len. Dieser Effekt ist erwünscht, da eine Erhöhung der Kon­ taktkraft den bei zunehmendem Abbrand sich erhöhenden Kon­ taktübergangswiderstand kompensiert.

Neben der Ersparnis einer separaten Rückstellfeder für den Stößel 7 ist bei der Erfindung vor allem von Vorteil, daß keine Justagearbeiten an den Kontaktteilen anfallen, was dadurch möglich ist, daß die Umschaltkontaktfeder 5 keiner Vorspannung bedarf.

Der Vorteil der Zwangsöffnung der Kontakte in beiden Schaltrichtungen wird wie folgt erreicht: Bei nicht einge­ bauter Druckfeder 6 nimmt die Umschaltkontaktfeder 5 eine neutrale Mittelstellung zwischen den beiden Kontakten 5c und 5d ein, ohne diese zu berühren. Die Kontaktgabe in ei­ ner der stabilen Dreh-Endstellungen des Schaltorgans 4 er­ folgt erst durch die Kraftwirkung der Druckfeder 6 auf das Schaltorgan 4, weshalb ein Einwirken des Antriebssystems 2 für das Schließen der Kontakte nicht notwendig und aus­ schließlich für das Trennen der Kontakte erforderlich ist.

In der ersten Phase eines jeden Schaltvorgangs wird die Kraft, die das Antriebssystem 2 zur Verfügung stellt, über die Bauteile Stößel 7 und Schaltorgan 4 mit den Schalt­ nocken 4b und 4b* direkt auf die Umschaltkontaktfeder 5 ge­ leitet und nur dazu verwendet, die geschlossene Kontak­ tierung somit zu öffnen.

Durch die beschriebene Art des Kontaktsatzes bietet sich die Möglichkeit einer weiteren Miniaturisierung des Relais. Dies zum einen, weil die Umschaltkontaktfeder 5a nicht au­ ßerhalb des Steuerorgans 4 sondern in dem Durchbruchskanal 4i nahe der Achse 4a anordenbar ist. Zum anderen gewährlei­ stet das hohe Spiel des Stößels 7, das sich mit dessen fortschreitender Bewegung in Richtung des Pfeiles P vergrö­ ßert, einen reibungsgeminderten Schaltvorgang, der weniger Energie und damit eine Spule des Antriebssystems mit klei­ neren Abmessungen erfordert. Diese Miniaturisierung der Spule wird zusätzlich unterstützt, da nur Energie für das Trennen der Kontakte und nicht zum Geschlossenhalten aufge­ wendet werden muß.

Infolge der großen Bewegungsfreiheit des Stößels und dem im wesentlichen symmetrischen konstruktiven Aufbau bedingt durch die nicht vorgespannte Umschaltkontaktfeder 5 sind für das Umschalten der Kontakte in vorteilhafter Weise nur zwei energiegleiche Impulse A, B erforderlich, wie dies im Vergleich zu einem konventionellen bistabilen Leiterplat­ tenrelais in Fig. 7 dargestellt ist. Damit muß die Spule des Antriebssystems nicht für den energiereichsten Impuls ausgelegt sein und kann so in den Abmessungen reduziert werden.

Der symmetrische Aufbau des Kontaktapparates ist dadurch bedingt, daß die Umschaltkontaktfeder 5 einerseits nicht in eine Vorzugslage gespannt werden muß und andererseits die Betätigungsstelle auf der Umschaltkontaktfeder 5 durch die Plazierung der Schaltnocken 4b, 4b* während beider Drebewe­ gungen nahezu konstant bleibt und sich dadurch für beide Schaltstellungen eine weitgehend gleichbleibende Federtei­ lung im Verhältnis l/L ergibt (Fig. 6), wodurch der Kraft­ bedarf für die Betätigung der Umschaltkontaktfeder 5 in beiden Schaltrichtungen gleich bleibt.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
1a Einschnitt (Stützpunkt der Druckfeder)
2 Antriebssystem
2a Polschuh
3 Anker
3a Ankerteil
3b Ankerrückstellfeder
4 Steuerorgan
4a Achse
4b; 4b* Schaltnocken
4c Lücke im Steuerorgan
4d Führungsteil
4e Lücke im Steuerorgan
4f V-förmiger Einschnitt im Steuerorgan
4g Arm
4h Weiche
4i Durchbruchskanal (tangential)
5 Umschaltkontaktfeder
5a Umschaltkontakt
5c; 5d Kontakt
6 Druckfeder
7 Stößel
7a Spitze
7b Durchbruch
7c Durchbruch
7d; 7d* Flügel
8; 9 Anschläge
10 Führungsfläche
11 Führungsfläche
12 Gleitfläche
P Richtungspfeil

Claims (12)

1. Bistabiles Flachrelais mit mindestens einem Umschalt­ kontakt (5c, 5d), einem elektromagnetischen Antriebssystem (2), das einen L-förmigen Anker (3) aufweist, der um einen Dreh- und Kippunkt gelagert ist und mit einem einen freien Hebelarm bildenden Ankerteil (3a) auf einen zapfenförmigen Stößel (7) einwirkt, dessen Spitze (7a) mit einem um eine Achse (4a) drehbar gelagertes Steuerorgan (4) in Eingriff kommt, das eine Umschaltkontaktfeder (5) betätigt, wenn das Antriebssystem (2) bestromt wird, wobei

• - das Steuerorgan (4) durch eine Feder (6) unter­ stützt in zwei stabile Dreh-Endstellungen bring­ bar ist, deren Lage durch Anschläge (8, 9) be­ stimmt wird,
• - an dem Steuerorgan (4) beidseitig zu einer Weiche (4h) um die Achse (4a) je eine Lücke (4c, 4e) an­ geordnet ist, in die die Spitze (7a) des Stößels (7) bei Aktivierung des Antriebssystems (2) ein­ greift, und
• - das Antriebssystem (2), der Anker (3), der Stößel (7) und das Steuerorgan (4) so in einer von der Innenwandung des Gehäuses (1) gebildeten Ebene liegen, daß die Achsen des Dreh- und Kippunktes des Ankers (3) sowie die Achse (4a) des Steueror­ gans (4) parallel zueinander und senkrecht zu der Ebene stehen, während sich die Achse des Stößels (7) parallel zu der Ebene erstreckt,

dadurch gekennzeichnet,
daß der Stößel (7) mit seinem hinteren Ende, das der Spitze (7a) gegenüberliegt, mit dem freien Ende des Ankerteils (3a) gelenkig verbunden ist, und
daß die Spitze (7a) des Stößels (7) zwischen den beiden Um­ ehrpunkten der Vor- und Rückbewegung des Stößels (7) pa­ rallel zu der Ebene über einen Winkelbereich seitlich ver­ schwenkbar ist, der dem Abstand der Lücken (4e, 4c) an dem Steuerorgan (4) entspricht, und daß das Steuerorgan (4) einen Arm (4g) mit einem Führungsteil (4d) aufweist, das in der Ruheposition und der Umschaltposition des Steuerorgans (4) an den Flügeln (7d, 7d*) des Stößels (7) angreift.

2. Flachrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (4) einen tangentialen Durchbruchskanal (4i) aufweist, dessen Kanten als Schaltnocken (4b, 4b*) für eine Umschaltkontaktfeder (5), die in den Durchbruchskanal (4i) eingesetzt ist, dienen.

3. Flachrelais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehachse (4a) des Schaltorgans (4) zwischen der Weiche (4h) und dem Durchbruchskanal (4i) angeordnet ist.

4. Flachrelais nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltnocken (4b, 4b*) am Steuerorgan (4) derart angeordnet sind, daß sich in beiden Drehrichtungen eine na­ hezu konstante Federteilung im Verhältnis l/L ergibt.

5. Flachrelais nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (7) quer zu seiner Achse verlaufend auf­ weist:

• - einen ersten Durchbruch (7c), der an dem der Spitze (7a) gegenüberliegenden freien Ende des Stößels (7) angeordnet und in das Ankerteil (3a) eingehängt ist,
• - einen zweiten Durchbruch (7b), durch den das Füh­ rungsteil (4d) des Arms (4g) hindurchschwenkbar ist, und
• - Flügel (7d, 7d*), die wechselweise mit dem Füh­ rungsteil (4d) in Eingriff kommen.

6. Flachrelais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Flügel (7d) mit dem Führungsteil (4d) einen Anschlag bildet, der eine Bewegung des Stößels (7) in Rich­ tung des Ankerteils (3a) begrenzt, und daß der zweite Flü­ gel (7d*) mit dem Führungsteil (4d) eine schiefe Ebene bil­ det.

7. Flachrelais nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (7d, 7d*), während der Rückstellbewegung des Stößels (7), derart mit dem Führungsteil (4d) des Steueror­ gans (4) zusammenwirken, daß die für den nachfolgenden Schaltvorgang notwendige Ausrichtung des Stößels (7) zwangsläufig erfolgt.

8. Flachrelais nach Anspruch 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das freie hintere Ende des Stößels (7) zwischen einer Führungsfläche (11), die eine schiefe Ebene bildet, und dem freien Ende des Ankerteils (3a) angelagert ist.

9. Flachrelais nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anformung (11) je nach Lage des Stößels (7) zu der Achse des Stößels (7) einen Winkel von 0-20° einnimmt.

10. Flachrelais nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze (7a) des Stößels (7) in einem Winkelbereich von 5-20° um die Weiche (4h) verschwenkbar ist.

11. Flachrelais nach Anspruch 1-10, dadurch gekennzeich­ net, daß der Stößel (7) im Querschnitt rechteckförmig ist.