DE7723412U1 - Relais - Google Patents

Description

Konler - Schwindling - Späth
Patentanwälte
Hohentwielstraße 4-1
7000 Stuttgart 1

fielais

Die Erfindung betrifft ein Eelais mit mindestens dr?ei Konf takten, die seitlich der Magnetspule angeordnet sind.

Ein derartiges Beiais ist aus dem DT-Gbm 7 503 781 bekannt. Bei diesem bekannten Beiais sind drei Paare von Kontakten, also insgesamt 6 Kontakte, von der Magnetspule aus gesehen hintereinander angeordnet, wobei die beiden Kontakte eines Paares von der Magnetspule den gleichen Abstand aufweisen.

.A

Das bekannte Beiais weist eine erhebliche Breite in Richtung quer zur Längsrichtung der Spule auf. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Relais der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß sich verringerte Abmessungen ergeben. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß alle Kontakte über die Längender Spule verteilt im wesentlichen im gleichen Abstand von der

r Spule angeordnet sind. Die Kontakte sind hierbei also im

wesentlichen in einer fieihe nebeneinander angeordnet. Die Verteilung über die Länge der Spule muß nicht unbedingt gleichmäßig sein, und die Verteilung der Kontakte muß sich auch nicht über die ganze Länge der Spule erstrecken.

Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Breite des

Relais nun bei einer Anzahl von Kontakten, die drei oder vorzugsweise vier beträgt oder auch sechs betragen kann, unabhängig von der Anzahl dieser Kontakte verhältnismäßig gering ist und im wesentlichen lediglich bestimmt ist durch| die Dicke der Spule, die Abmessungen eines zur Betätigung der Kontakte erforderlichen Betätigungsteile und den erforderlichen Kontakthub. In Einzelfällen kann es zweckmäßig sein, die Kontakte in zwei Reihen, die vorzugsweise parallel zueinander verlaufen und den gleichen Abstand von der Spule haben, anzuordnen, so daß die Kontakte im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Durch eine derartige Anordnung fcann trotz einer verhältnismäßig geringen Länge des Relais eine verhältnismäßig große Anzahl von Kontakten entlang der Spule angeordnet werden, ohne daß die Länge oder die Breite des Relais vergrößert werden muß. Es können auch mehr Kontakte vorgesehen sein als oben angegeben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind Aie Kontakte durch ein gemeinsames Betätigungsstück mit dem Anker des Relais gekoppelt. Durch dieses Betätigungs-•tück wird die Ankerbewegung auf die Kontakte übertragen. Dadurch.* daß lediglich ein einziges Betätiguagsstück vorgesehen ist, ergibt sich eine einfache und gegen Störungen wenig anfällige Konstruktion.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist eine Geradführung für das Betätigungsstück vorgesehen. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise sichergestellt, daß auch weit voneinander entfernte Kontakte weitgehend gleichteitig oder aber falls gewünscht, in einer vorbestimmten Reihenfolge beim Betätigen des Seiais geschaltet werden, weil das Betätigungsstück trotz seiner möglicherweise erheblichen Länge (in Spulenlängsrichtung gemessen) infolge der Geradführung keine Kippbewegungen ausführen kann. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Geradfühiung dadurch gebildet, daß eine Kippe oder leistenförmiger Vorsprung des Betätigungs-•tücks in eine entsprechende Nut einer Grundplatte oder •ines Heiaisgehäuses, das die übrigen Bauteile des Relais aufnimmt, eingreift oder umgekehrt, wobei durch •inen Deckel oder durch andere Maßnahmen verhindert •ein kann, daß diese geschilderten führungselemente außer Eingriff kommen.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist das Betaj . tigungsteil eine in Längsrichtung verlaufende Verstei-

i fung auf. Dies bietet d«n Vorteil, daß trotz einer rela-

I tiv großen Länge des Betätigungsteils dieses nicht oder

f nur wenig bei der Betätigung des Relais durchgebogen

I wird, so daß eine nahezu gleichzeitige Betätigung aller

I Kontakte gewährleistet ist. Durch diese Versteifung ist

'* .-\ es möglich, für das Betätigungsteil verhältnismäßig ge-

I ringe Abmessungen quer zur Spulenlängsachse vorzusehen.

Ϊ Vorzugsweise befindet sich die Versteifung lediglich auf

einem kleinen Teil der Höhe des Betätigungsteils, so

* daß danr., wenn sich diese Versteifung auf der dem Anker

ύ Eugewandten Seite des Betätigungsteiles befindet, die

'i Anordnung so getroffen sein kann, daß der Anker nicht

f mit der Versteifung in Berührung kommt, so daß hierin durch das Ziel, eine möglichst kleine Breite des Relais

tu erreichen, gefördert wird.

-' Bei Relais ist für das Betätigungsteil häufig eine Rück-

I holfeder vorgesehen. Diese kann bei einer Ausführuags-

I '.) form auf der der Spule abgewandten Seite des Betätigungs-

% teils angeordnet sein, also auf der Seite, auf der sich

I die Kontakte befinden. Bei einer bevorzugten Ausführungs

form der Erfindung jedoch ist die Rückholfeder an der den Kontakten abgewandten Seite des Betätigungsteiles angeordnet. Dies bietet den Vorteil, daß auch dann, wenn das Relais zum Schalten von höheren Spannungen, beispielsweise 220 Volt, vorgesehen ist, durch die Rückholfeder, die üblicherweise aus Metall besteht, trotz einer geringen Größe des ganzen Relais keine Schwierigkeiten bei der Einhaltung der erforderlichen Isolationsstrecken bestehen.

Die Eückholfeder kann vorzugsweise als einfache Blattfeder ausgebildet sein, wobei eine Ausführungsform bevorzugt wird, bei der die Blattfeder durch die Bewegung des Betätigungsteils beim Anziehen des Anders so verformt wird, daß sie sich stärker krümmt. Man kann auch sagen, daß diese Blattfeder auf Zug beansprucht ist, weil beim Anziehen des Ankers sich die Lagerpunkte der

ζ Blattfeder, mit der sie im Eelais gehalten ist, und der

Punkt, an dem das Betätigungsglied angreift, voneinander entfernen.

Eine besonders gute Saumausnutzung des Eelais und dadurch eine besonders geringe Baugröße läßt sich erreichen, wenn gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der !Erfindung Kontaktstücke im Bereich der äußeren Begrenzung des Eelais angeordnet sind. Sofern das Eelais ein Gehäuse aufweist, befinden sich die genannten Eontaktstücke somit vorzugsweise im Bereich einer Wand und sind vorzugsweise in der Wand des Gehäuses befestigt; wenn das Relais lediglich eine Grundplatte aufweist, sind die Kontakt« ν stücke vorzugsweise im Bereich des Sandes der Grund

platte angeordnet.

Bei den genannten Eontakt stücken handelt es sich um diejenigen, die nicht unmittelbar vom Betätigungsteil bewegt werden.

Die mit diesen genannten Eontaktstücken zusammenwirkenden Kontaktstücke, die vom Betätigungsteil bewegt werden, können "bei einer Ausführungsform der Erfindung iu an sich bekannter Weise durch Kontaktfedern gebildet sein, die mit einem Ende im Gehäuse bzw. der Grundplatte befestigt sind.

"Verschiedene Sicherheitsvorschriften verlangen, daß beim f Schalten einer Wechselspannung von 220 Volt, wie sie üblicherweise in den Versorgungsnetzen der öffentlichen Elektrizitätswerke vorgesehen ist, in einem Schalter, der für kleinere Geräte bestimmt ist, ein Kontaktabstand von mindestens 3 i™ vorhanden sein muß. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind bei dem Beiais Kontakte mit Doppelunterbrechung vorgesehen, so daß in einem durch das Relais zu schaltenden Stromkreis zwei Kontakte vorgesehen sind. Dies bietet den Vorteil, daß der geforderte .Kontaktabstand von mindestens 3 mm durch einen erheblich kleineren Hub des Betätigungsteils erreicht werden kann, denn wenn zwei Kontakte elektrisch in Serie geschaltet sind, genügt es, wenn der Kontaktabstand dieser beiden ( Kontakte jeweils 1,5 nun beträgt. Bei einer bevorzugten

AuBführungsform des Relais sind in dem Relais mindestens vier Kontakte vorgesehen, die zwei Arbeitskontakte oder bei anderen Ausführungsformen auch Ruhekontakte mit Doppelunterbrechung bilden; durch ein derartiges Relais kann bei kleineren elektrischen Geräten die Versorgungsspannung zweiphasig geschaltet werden. In besonderen Fällen kann es auch zweckmäßig sein, durch eine Erhöhung der Kontaktanzahl ein Einschalten und Ausschalten von drei Phasen zu ermöglichen.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder xu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Ausfünrungsform der Erfindung verwirklicht sein. Es zeigen

Pig. 1 eine Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Beiais,

Pig. 2 eine Ansicht des Betätigungsteils des fielais in Richtung des Pfeils II in Fig. 1, wobei eines der Zontaktplättchen entfernt ist,

Pig. 3 ei-isn Schnitt entsprechend der Linie III-III in Fig. 2,

Pig. 4 eine der Fig. 2 entsprechende Ansicht eines Kontaktplättchens und

E- V Pig. 5 einen Schnitt entsprechend der Linie V-V in

Fig. 1.

·? Ib. ein Gehäuse 1 aus einem Kunststoff sind eine Magnet-

r- spule 2 mit Kern 3, Joch 4- und Anker 5 eingesetzt und

in ihrer Lage durch einen Boden 6 und durch Seitenwände 7» ί 8 und 9 des Gehäuses, durch in Eig. 1 sichtbare Yorsprün-

ge 10 und 11 der Seitenwände 8 bzw. 9 sowie einen lediglieh in Fig. 5 abgebrochen dargestellten DocTsel 12 aus

Kunststoff gehslt&n. Die Spule 2 ist in unmittelbarer

) Nähe der Seitenwand 7 angeordnet; in der der Seitenwand

: gegenüberliegenden Seitenwand 15 des Gehäuses sind vier

Kontaktstücke 16 in Schiebeführungsn eingesetzt, die in Vorsprüngen 17 und 18 der Seitenwand 15 vorgesehen sind. Die Kontaktstücke 16 sind durch ebene Bleche von der in Zig. 5 ersichtlichen form gebildet, die mit einem schlanken Fortsatz 19 durch eine im Boden 6 vorgesehene nicht dargestellte Aussparung hindurchragen und dort einen Lötanschluß zum elektrischen Anschließen des Beiais bilden. In bekannter Weise tragen die Kontaktstücke 16 einen Kontaktniet 20. Die Ebene der die Kontaktstücke 16 bildenden Bleche verläuft parallel zur Seitenwand 15, die Kontaktetücke 16 können für die Punktion des Eelais als starr angesehen werden.

Bei Erregung des durch die Spule 2 und dem Kern 3 gebildeten Elektromagneten verschwenkt s-ich der Anker 5 um eine senkrecht zur Zeichenebene der Pig. 1 verlaufenden Achse und sein Betätigungsarm 25, der bei nicht erregtem Elektromagneten etwa parallel zum Joch 4 verläuft, verschiebt ein Betätigungsteil 26, das im Spritzgußverfahren

aus einem Kunststoff hergestellt ist, in einer parallel |

zur Zeichenebene der Pig. 1 liegenden Ebene senkrecht ^?

auf die Seitenwand 15 zu. Das Betätigungsteil 26 weist : einen langgestreckten, in Eichtung der Verschiebebewegung

verhältnismäßig dünnen quaderförmigen Teil 27 auf, der I

sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Innen- \

raums des fielais erstreckt, und dieser Teil 27 ist durch \

eine verhältnismäßig dünne etwa dreieckförmige Platte 28, |

die sich parallel zum Boden 6 von dem dem Boden 6 benach- |

barten Band des Teils 27 aus in Eichtung auf den Elektro- f magneten 2, 3 zu erstreckt, versteift. Der Boden 6 trägt

an seiner Oberseite zwei leistenförmige Vorsprünge 30, |

die zwischen sich eine Führungsnut einschließen, in die \

ein leistenförmiger Vorsprung 31 an der Unterseite des ■ Betätigungsteils 26 eingreift. Durch den Vorsprung 31

und die VorSprünge 30 ist gewährleistet, daß das Betäti- s

gungsteil 26 lediglich in gerader Eichtung und parallel J

zu sich selbst verschoben werden kann. Der Boden 6 trägt I

noch weitere Vorsprünge 32, auf denen sich das Betäti- f

gungsteil 26 mit seiner Unterseite 33 abstützt, so daß i

ein Kippen des Betätigungsteils um eine senkrecht zur |

Zeichenebene der Pig. 2 verlaufende Achse verhindert ist. I

Die Vorsprünge 30 und 32 sind in Pig. 1 der einfacheren I

Darstellung wegen nicht eingezeichnet. f

Das Betätigungsteil 26 weist einen Vorsprung 35 auf, mit dem der Ankerarm 25 unmittelbar zusammenwirkt, und der durch einen schmalen Schiita 36 von der der Spule zugewandten Fläche 37 des Teils 27 getrennt ist und mit dem Teil 27 über die Platte 28 und den Vorsprung 311 der sich unterhalb der Platte 28 erstreckt, verbunden ist. In diesen Schlitz 36 ist eine völlig glatte, keinerlei Aussparungen aufweisende Blattfeder 40 mit ihrem mittleren Bereich eingesetzt, deren Enden an Vorsprüngen 41 der Seitenwände 8 und 9 abgestützt sind, und zwar an der der Spule 2 zugewandten Seite dieser Vorsprünge. Venn der Elektromagnet 2, 3 nicht erregt ist und somit der Anker 5 die in Fig. 1 gezeigte Stellung ei-mimmt, verläuft die Blattfeder 40 leicht gekrümmt, wie Fig. 1 zeigt, und sie zieht dabei das Betätigungsteil 26 mit seiner Fläche 37 gegen die der Spule 2 abgewandte Fläche der Vorsprünge 41. Wird der Elektromagnet 2, 3 erregt, so wird die Blattfeder 40 während der Verschiebung des Betätigungsteils 26 in Richtung auf die Seitenwand zu stärker gebogen und dadurch stärker gespannt.

An seiner der Fläche 37 gegenüberliegenden Seite weist das Teil 27 zwei vorspringende, rechtwinklig zur Längsrichtung des Teils 27 verlaufende Scheiben 45 von rechteckiger Gestalt, wie besonders gut Fig. 3 zeigt, auf, und 3ede dieser Scheiben hat einen senkrecht zum Boden und parallel zur Seitenwand 15 verlaufenden Schlitz 46, in den ein Xontaktplättchen 47 aus dünnem Blech eingesetzt

ist, das zwei Kontaktniete 48 trägt. Für die Funktion des Beiais ist das Kontaktplättchen 47 als starr anzusehen. Es weist eine Aussparung 49 auf, mit der es am Ende des Schlitzes 46 die Seitenwände 50 und 51 der ßcheibe 45 umgreift, so daß es gegen seitliches Verschieben gesichert ist. In den Schlitz 46 greift noch eine kleine Blattfeder 55 ein, die sich mit ihren End-

( ^ bereichen auf der der Fläche 37 angewandten Seite 56

abstützt, wobei ein seitliches Verrutschen durch kleine Vorsprünge 57 verhindert ist, und die sich mit ihrem mittleren Bereich an der der Fläche 56 zugewandten Fläche 58 des Kontaktplättchens 47 mit einem gerade und parallel zur Fläche 56 verlaufenden Abschnitt 60 abstützt. Dabei verbleibt zwischen der dem Kontaktplättchen 47 abgewandten Fläche der Feder 55 und der dem Teil 27 zugewandten Begrenzungsfläche des Schlitzes 46 noch ein Zwischenraum, der etwa halb so dick ist wie das Kontaktplättchen 47· Hierdurch wird es ermöglicht, daß bei der Bewegung des Betätigungsteils 26 in Richtung auf die Kontaktteile 16 zu dann, wenn sich die Kontaktniete 20

( ) und 48 gerade berührt haben, das Betätigungsteil 26 noch etw

z.B. 0,5 mm in Richtung auf die Seitenwand 15 zu bewegt werd kann, wobei die Feder 55 gespannt wird. Außerdem erlaubt es die geschilderte Konstruktion, daß das Kontakplättchen 47 in seiner Halterung sich um eine senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 verlaufende Achse geringfügig verschwen·? ken kann, um auf diese Weise ein gleichmäßiges Anliegen der beiden Kontaktniete 48 an den zugeordneten Kontaktnieten 20 der beiden benachbarten Kontaktteile 16 zu ermöglichen.

Der durch die geschilderte Breite des Schlitzes 46 mögliche Überhub wird beim Betrieb des Eelais dadurch be- ; grenzt, daß ein genau in der Mitte zwischen den beiden

I Scheiben 45 angeordneter Vorsprung 62 mit seiner der Seife
I tenwand 15 zugewandten Stirnfläche 63 an einer !Fläche 64

I der Seitenwand 15 zur Anlage kommt. Die Kontaktniete 48

I jedes Kontaktplättchens 47 liegen genau symmetrisch zu

"■ { ^ der Scheibe 45, an der das betreffende Kontaktplättchen

I befestigt ist, und diese Kontaktniete 48 treffen beim Be-

I tätigen des Heiais genau auf die Kontaktniete 20 der ihnen

I in Verschieberichtung des Betätigungsteils 27 benachbarten

j Kontaktstücke 16. Die beiden linken Kontaktstücke 16 in

I fig. 1 bilden mit dem linken Kontaktplättchen 47 einen

I Arbeitskontakt mit Doppelunterbrechung, gleiches gilt

I für die beiden rechten Kontaktstücke.

j Die mit der Unterseite 3,3 des Teils 27 fluchtende Unter-

I kante 66 der Kontaktplättchen 47 wird durch die Vorsprün-

I ge 32 unterstützt, so daß ein Herausgleiten der Kontakt-

I plättchen nach unten verhindert ist. In ihrer Bewegung

i J nach oben sind die Kontaktplättchen 47 durch das Ende

f, des Schlitzes 46 begrenzt. Somit sind die lediglich ein-

\ gesteckten Kontaktplättchen 47 sicher gehalten. Das eben-

jii falls lediglich in das Gehäuse 1 eingesetzte Betätigungs-

f teil 26 ist oben durch die Innenseite des Deckels 12 ge-

\ kalten, die mit sehr kleinem Abstand der Oberseite 70 der

Scheiben 45, die etwas die Oberseite des übrigen Betätigungsteils 46 überragt, gegenübersteht. Das ganze Heiais ist also durch Steckmontage hergestellt.

Die Rückholfeder 40 ist von den unbeweglichen. Xontaktstücken 16 weit entfernt, und sie ist Ton den Kontaktplättchen 47 und diesen in leitender Verbindung stehenden Federn. 55 durch das aus isolierendem Material bestehende Teil 27 isoliert. Die Kontaktplättchen 4-7 werden trotz ihrer ein erhebliches Spiel aufweisenden Lagerung durch die Jedem 55 normalerweise in einer zur Seitenwand 15 parallelen Lage gehalten. Wie Fig. 1 erkennen läßt, verläuft das der Spule 2 zugewandte Ende der Platte 28 unterhalb des Ankerarms 25, so daß diese Platte 28 keine Vergrößerung der Breite des ganzen Relais zur Folge hat, obwohl sie weiter in Richtung auf die Spule 2 vorragt als der Vorsprung 55.

Bei einem konkreten Ausführungsbeispiel hat das Eelais eine Länge von etwa 40 mm, eine Breite von 26 mm und eine Dicke von 11 mm; es kann also ohne weiteres in mit gedruckten Leiterplatten ausgestatteten Einschüben untergebracht werden, denn die Leiterplatten bei derartigen Einschüben haben üblicherweise einen Abstand von 14 mm.

Der Kontaktabstand beträgt beidiesem Ausführungsbeispiel etwa 2 mm, so daß sich wegen der Doppelunterbrechung ein effektiver Kontaktabstand von 4 mm ergibt. Als Kontaktwerkstoff für die Kontaktniete wird Ag/CdO verwendet. Zum Schalten des Relais wird eine Leistung von 800 mW benötigt, das Eelais ist in der Lage, maximal 250 Volt Wechselstrom bei 10 Ampere zu schalten.

Der Abstand der einzelnen die elektrischen Anschlüsse "bildenden Fortsätze 19 "beträgt 10 mm, so daß das Relais in das Raster gedruckter Schaltungen paßt. Dieser Abstand von 10 mm gewährleistet auch eine ausreichende Kriechstromfestigkeit des Seiais zwischen den einzelnen Kontaktstücken 16, und diese Kriechstromfestigkeit wird noch durch die Vorspränge 17 und 18, die die Bänder der Kontaktstücke 16 umfassen, erhöht. Weitere Anschlüsse des Relais für die Spule 2 und zum Erden der Metallteile des Magnetsystems sind der einfacheren Darstellung wegen nicht gezeigt.

Claims (6)

- 15 - ansprüche

1. Relais mit mindestens drei Kontakten, die seitlich, der Magnetspule angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß alle Kontakte (16, 20, 47, 4-8) über die Länge der Spule (2) verteilt im. wesentlichen im gleichen Abstand von der Spule angeordnet sind.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte durch ein gemeinsames Betätigungsstück (26) mit dem Anker (5, 25) des Relais gekoppelt sind.

3- Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Geradführung (30, 31) für das Betätigungsstück (26) vorgesehen ist.

f. Relais nach Anspruch 3» tei dem ein Gehäuse vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsstück (26) im Gehäuse (1) linear verschiebbar geführt ist.

5· Relais nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsstück (26) eine in Längsrichtung verlaufende Versteifung (28) aufweist.

6. Relais nach einem der Ansprüche 2 bis 5 mit einer Rückholfeder für das Betätigungsstück, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückholfeder (40) an der den Kontakten (16) abgewandten Seite des Betätigungsstücks (26) angeordnet ist.

7· Eelais nach, einem der vornergekenden Ansprüche, dadxirch gekennzeichnet, daß XJontaktstücke (16) im Bereich, der äußeren Begrenzung des Eelais angeordnet sind.

β. Eelais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch "gekennzeichnet, daß mindestens zwei Kontaktan-N Ordnungen mit Doppelunterbrechung vorgesehen sind.