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ZIEL DER ERFINDUNG
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Die
hier offenbarte Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches
Relais desjenigen Typs, der im wesentlichen eine Spule umfasst sowie
einen Kern, einen Anker, feste Kontaktplatten und weitere mobile
Kontaktplatten mit entsprechenden Terminals, sowie eine Einrichtung
zum Anzeigen des Zustandes des Relais.
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Das
Relais der vorliegenden Erfindung soll die Anforderungen moderner
Technologie bei Anwendungen dieser Komponenten erfüllen, insbesondere
bei solchen Anwendungen, die sich auf Automatisierungssysteme in
industriellen Prozessen beziehen, wo diese beteiligt sind, unbeschadet
einer visuellen Beobachtung des Zustandes des betriebenen Relais.
Weiterhin sollte den Empfehlungen, wie sie in der Low Voltage Directive
in Bezug auf diese Komponenten veröffentlicht sind, Rechnung getragen
werden.
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Programmierbare
Steuerungen („Programmed
Logic Controls" – PLC) machen
es erforderlich, daß Elemente,
die als Schnittstellen für
Signal-Eingaben oder -Ausgaben (elektromagnetische oder Halbleiterrelais)
genutzt werden, gegen spontane Überspannungen
geschützt
werden, wie sie von den Leitungen herrühren oder vom Relais selbst
erzeugt werden, wenn die Spule abgeklemmt wird.
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Um
diesen Schutz zu erhalten, werden Entstörkreise mit Dioden, Varistoren,
Kondensatoren usw. verwendet, die mit der Relaisspule in Reihe oder parallel
geschaltet sind. Diese Schaltungen können außerhalb des Relais angeordnet
werden, dann ist jedoch ein speziell hierfür ausgestalteter Stecker erforderlich,
womit man von einem einzigen Hersteller abhängt, oder sie können innerhalb
des Relais angeordnet sein. Die letztere Lösung wird von dem mit der technischen
Gestaltung und Wartung befassten Personal bevorzugt; da sie auf
dem Markt erhältliche Standardstecker
erlaubt oder sogar solche, die schon in den Steuereinheiten installiert
sind, wodurch die Wartungsaufgaben vereinfacht werden.
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Die
Unterbringung dieser Schaltungen innerhalb des Relais führt zu Problemen
aufgrund der kleinen verfügbaren
Größen, wie
auch aufgrund der Schwierigkeit, die erforderliche Isolierung zwischen diesen
Schaltungen und dem Block mit den Ausgabekontakten des Relais aufrechtzuerhalten.
Diese Probleme werden im Fall von kleinen Relais nur noch größer, die
den internationalen Richtlinien im Hinblick auf die Isolierabstände zwischen
der Spule und den Kontakten genügen
müssen
wie auch den Schutzgraden, die in diesen Richtlinien aufgestellt
sind.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Elektromagnetische
Relais mit mehreren Polen umfassen normalerweise eine Spule, die
auf einem Halter befestigt ist, sowie einen Anker, der vom Spulenkern
angezogen wird, wenn sie angeregt wird, wobei der Anker, wenn er
angezogen wird, eine Anzahl von beweglichen Platten trägt, deren
Kontakt mit normalerweise geschlossenen Kontakten unterbrochen wird
und die normalerweise offene Kontakte schließen, die sich auf dem Relaissockel
befinden und mit den äußeren Verbindungsstiften
verbunden sind. Am Anker sind be wegliche Platten befestigt, die der
Anker mit sich trägt,
wenn er verschoben wird. Die Verbindung erfolgt mittels einer Verdrahtung,
die manuell hergestellt werden muss, was sowohl zeit- als auch arbeitsaufwendig
ist, wenn eine perfekte Verbindung hergestellt werden soll.
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Weiterhin
ist in solchen Relais die Aufnahme von Sicherungsschaltungen auf
einfache Schaltungen begrenzt, die nur aus wenigen Komponenten bestehen,
die in den Zwischenräumen
verteilt werden müssen,
die bei den verwendeten Relaismechanismen verfügbar sind, ohne daß die beweglichen
Teile behindert werden, und wobei die erforderliche Isolierung erhalten
bleiben muss. Die Verbindung zwischen den Komponenten erfolgt gewöhnlich über geschweißte Kabel,
so daß die
Isolierabstände
einen starken Kompromiss darstellen und die aufzuwendende Arbeit
teuer ist.
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Weiterhin
wird das Einsetzen jeglicher Art gedruckter Schaltungen, die den
Schutz gewährleisten,
und anderer Schaltungen, die für
den Betrieb des Relais erforderlich sind, durch die Abstände erschwert,
die zur Verhinderung elektromagnetischer Interferenzen erforderlich
sind.
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Es
ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein elektromagnetisches
Relais vorzusehen, das diese Nachteile überwindet, die beim Herstellen einer
Verbindung zwischen den beweglichen Kontakten und den äußeren Verbindungsstiften
auftreten, ohne daß dazu
eine Verdrahtung notwendig ist, und wobei diese Verbindung mittels
einer Anzahl von Elementen erfolgt, die ein automatisches Zusammensetzen
vereinfachen, ohne daß auf
eine Verkabelung zurückgegriffen
werden muss; außerdem
besteht die Möglichkeit,
die in einer austauschbaren Platte definierte Schaltung in das Relais
selbst zu integrieren, wie auch verschiedene Elemente, die das Relais
als verschiedene leicht zusammensetzbare Module umfassen.
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Aus
dem Stand der Technik ist das in der
DE 2818
604 bekannte Relais bekannt, dieses Relais hat jedoch einige
Nachteile, da es weder ein Schaltfach noch einen Anschluss aufweist,
der zum Aufnehmen einer gedruckten Schaltung dienen könnte; weiterhin ist
es während
des Zusammensetzens notwendig, Drähte zwischen die sich bewegenden
Platten und die äußeren Kontakte
zu schweißen,
was eine sehr zeitaufwendige Tätigkeit
ist. In dieser Hinsicht ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung,
die erwähnten Nachteile
zu überwinden,
indem ein Relais vorgesehen ist, das solche Nachteile überwindet
und ein verbessertes Aufnehmen der gedruckten Schaltung durch vier
Verbindungsstifte erlaubt, die es ermöglichen, eine andere Art der
Verbindung der Spule zu gestalten.
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BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Das
elektromagnetische Relais nach der Erfindung erfüllt die oben beschriebenen
Merkmale zur vollen Zufriedenheit; im wesentlichen besteht es aus einem
leicht zusammensetzbaren multimoldularen Satz, der hauptsächlich ein
Gehäuse
mit einer Vertiefung umfasst, die für eine austauschbare gedruckte Schaltung
gedacht ist, sowie eine Bodenplatte, auf der die Platten befestigt
sind, Terminals, einen magnetischen Schaltkreis und eine Rolle zum
Befestigen der Spule.
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Auf
dem Grundmodul sind der Halter und die Spulenrolle mit ihren verschiedenen
Elementen befestigt, alle innerhalb einer großen Vertiefung, die sich innerhalb
des Gehäuses
befindet.
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Das
Gehäuse
hat eine rechtwinklige Prismenform und ist an der Bodenseite offen,
was zu der oben erwähnten
inneren Vertiefung führt,
die innen durch eine horizontale Unterteilung begrenzt ist, die den
Boden für
ein schma les Schaltfach bildet, das an der Oberseite des Gehäuses definiert
wird, und longitudinal durch eine weitere vertikale Unterteilung
begrenzt wird.
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Die
Schaltung wird dabei vom Schaltfach aufgenommen, das von einem leicht
entfernbaren Deckel bedeckt wird, der entfernt wird, wenn die gedruckte
Schaltung ausgetauscht werden soll, wodurch ein einfacher Austausch
von Schaltungen für unterschiedliche
Anwendungen des Relais ermöglicht
wird.
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Weiterhin
ist die Platte mit einer Anzahl von Öffnungen versehen, durch die
die Relaisterminals nach außen
vorstehen.
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Die
Spulenrolle besteht aus einem zylindrischen Abschnitt, der in einem
oberen plattenförmigen
Boden endet, der sich über
diesen Abschnitt hinaus erstreckt und mit Endeinschnitten versehen
ist, die mit Kopplungsterminals verbunden sind.
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Die
beweglichen Kontakte werden durch ein Kunststoffteil bewegt, das über Anschlussstücke mit dem
beweglichen Teil oder Anker in dort vorgesehenen Vertiefungen verbunden
ist, indem Durchgangsöffnungen
in dem Kunststoffteil die Stege überbrücken, die
wiederum mit den beweglichen Kontakten verbunden sind. Das selbe
Kunststoffteil überträgt mittels
anderen darin vorgesehenen Öffnungen
die Bewegung an ein Anzeigeelement aus Kunststoff, das den Zustand
des Relais anzeigt.
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BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 Als Ergänzung zur
Beschreibung und für
ein besseres Verständnis
der Merkmale der Erfindung ist der vorliegenden Beschreibung ein
Satz von Zeichnungen beigefügt,
die nur zu Illustrationszwecken und in nicht beschränkender
Weise das folgende zeigen:
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1 zeigt eine Vorderansicht
des elektromagnetischen Relais nach der Erfindung.
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2 zeigt eine Seitenansicht
des Relais, wo verschiedene Elemente zu sehen sind.
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3 zeigt eine Rückansicht
des Relais.
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4 zeigt eine Vorderansicht
des Anzeigeelementes.
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5 zeigt das Isolatorteil,
das die Bewegung an die beweglichen Kontakte überträgt, wenn die Spule angeregt
ist.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORM
DER ERFINDUNG
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
des elektromagnetischen Relais nach der Erfindung wird nun unter
Bezugnahme auf diese Zeichnungen beschrieben.
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[0020] 1 bis 5, die hier gleichzeitig beschrieben
werden, zeigen den magnetischen Kreis, umfassend Teile (1)
und (2), die an einen Kern (3) angepasst und an
diesem befestigt sind, der wiederum, sobald er durch die Spule (4)
angeregt ist, das bewegliche Teil (5) anzieht, wobei sich
dieses Teil (5) auf Teil (2) bewegt. Teil (5)
wird durch eine Feder (32) in seine Ruheposition zurückgebracht.
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Die
Rolle (21) der Spule (4) ist mit Unterteilungen
(34) versehen, die sich von der Bodenplatte (11)
erstrecken und neben den Rollenabdeckungen liegen.
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Der
Isolator (8) dient dazu, die Kontakte (6) zu bewegen,
zu diesem Zweck ist das Isolatorteil (8) mit dem beweglichen
Teil (5) des magnetischen Kreises über zwei Anschlusstücke (27)
verbunden, die am Teil (8) vorgesehen sind und in Öffnungen
(29) vom Teil (5) eingreifen, so daß, wenn
sich das bewegliche Teil (5) bewegt, seine Bewegung über die Öffnungen
(26) an die beweglichen Kontakte (6) übertragen
wird.
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Die
beweglichen Kontakte (6) werden gleichzeitig bewegt, wodurch
normalerweise geschlossene Kontakte (9) geöffnet und
normalerweise offene Kontakte (7) geschlossen werden, wenn
die Spule eine geeignete Spannung erfährt, der magnetische Kreis zieht
dann den Anker (5) und das bewegliche Teil (8) an.
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Wenn
die Spule nicht länger
angeregt wird, kehrt der Anker (5), getrieben durch die
Feder (32) und durch die Kraft der beweglichen Kontaktplatten (6),
die vorher mit einem Innendruck auf die normalerweise geschlossenen
Kontakte (9) versehen sind, in seine Ruheposition zurück, wodurch
ein erstes Umschalten der elektrischen Ladung zwischen beiden Kontakten
initiiert wird.
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Die
beweglichen Platten (6) sind an die durch die Teile (12)
geformten Stege geschweißt
oder genietet, die so gebogen sind, daß ihre unteren Enden Terminals
(12a) bilden. Diese Teile (12) werden durch die
Teile (10) und (10a), die sich von der Halteplatte (11)
erstrecken, angemessen geführt
und voneinander isoliert.
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Das
Isolatorteil (8) ist so ausgestaltet, daß es eine
Anzahl von Öffnungen
(26) und (28) aufweist, wobei die Öffnungen
(26) so angeordnet und dimensioniert sind, daß sie auf
die Köpfe
der Stege (12) passen, so daß es auf die Oberteile der
Stege (12) aufgesetzt werden kann, wodurch, wenn Teil (8)
bewegt wird, alle beweglichen Platten (6) gleichzeitig mitgetragen
werden. 5 zeigt die
jeweilige Position der beweglichen Platten (6) und der
Fenster (26).
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Weiterhin
ist dieses Relais, wie schon vorher erwähnt, mit einem mechanischen
Anzeigeelement versehen, das aus dem isolierenden Anzeigeteil (22) besteht. 4 zeigt dieses Teil (22),
das zwei Stifte (23) umfasst, die durch Öffnungen
(28) des Teils (8) passen; bei der Bewegung wird
Teil (22) mitgetragen, dessen oberer Teil in einer Kennzeichnung
(24) endet, die von der Außenseite des Relais durch ein transparentes
Fenster sichtbar ist, das geeignet ausgestaltet und auf dem oberen
Deckel des Relais (19) angeordnet ist, wenn es aktiviert
ist, und die verdeckt ist, wenn es deaktiviert ist.
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Das
Relaisgehäuse
(20) ist vorzugsweise aus einem transparenten isolierenden
Material hergestellt und ist an seinem oberen Ende (33)
offen und weist einen Kasten (13) auf, der durch eine untere Unterteilung
(14) und eine vertikale Unterteilung (31) definiert
wird, wobei dieses Schaltfach dazu dient, eine gedruckte Schaltung
(15) aufzunehmen, die mit einer Anzahl von elektrischen
Komponenten (3) zum Schutz des Relais versehen ist. Die
gedruckte Schaltung (15) hat eine Anzahl von verzinkten Öffnungen, die
so angeordnet sind, daß sie
auf die Terminals (16) und (17) der Terminals
der Spule (4) passen. Die Terminals (17) sind
eine Verlängerung
der Terminals (18) und werden durch Rillen geführt, die
auf dem oberen Deckel der Rolle (21) ausgebildet sind.
Die Öffnungen
und Rillen sind vorzugsweise ausgerichtet, um ein automatisches
Schweißen
dieser Terminals auf die gedruckte Schaltung zu vereinfachen.
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Die
Abdeckung (19) hat eine Öffnung zum Sichtbarmachen einer
LED-Lampe, die den
Relaisstatus anzeigt, sowie eine weitere Öffnung, die die Kennzeichnung
(24) des Anzeigeelementes (22) aus Kunststoff
freigibt, so daß die
Kennzeichnung der Öffnung
in der Relaisabdeckung (19) gegenüberliegt. Weiterhin ist die
Abdeckung (19) mit einem Gehäuse für ein Anzeigeelement verbunden.
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Die
Relaisabdeckung (19) ist vorzugsweise trüb und mit
dem Gehäuse
(20) über
geeignete Befestigungsmittel verbunden, so daß sie den oberen Teil des Deckels
(33) vollständig
schließt.
Das Schaltfach, das die gedruckten Schaltungen und seine Komponenten
aufnimmt, ist somit geschlossen, wodurch eine vollständige Isolierung
zwischen den Komponenten und dem leitenden Teil (12) sichergestellt
ist. Innerhalb des Gehäuses
(20) sind daher drei Bereiche definiert, das Spulengehäuse, das
Gehäuse
für die
gtedruckte Schaltung und der Kontaktbereich, wodurch den Anforderungen
an die Isolierung in den Low Voltage Regulations Rechnung getragen wird.
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Diese
Beschreibung ist so angelegt, daß jeder Fachmann auf diesem
Gebiet den Rahmen und die Vorzüge
der Erfindung verstehen wird.
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Materialien,
Form, Größe und Anordnung der
Elemente können
innerhalb dieser Merkmale variieren, solange das Wesen der Erfindung
nicht geändert
wird.
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Die
in dieser Beschreibung verwendeten Begriffe sollten immer in einem
umfassenden und nicht begrenzenden Sinn verstanden werden.