DE9117155U1 - Electromagnetic switching relay for PCB mounting - Google Patents

Electromagnetic switching relay for PCB mounting

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DE9117155U1 DE9117155U DE9117155U DE9117155U1 DE 9117155 U1 DE9117155 U1 DE 9117155U1 DE 9117155 U DE9117155 U DE 9117155U DE 9117155 U DE9117155 U DE 9117155U DE 9117155 U1 DE9117155 U1 DE 9117155U1
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    • H01H1/12Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Schaltrelais für Leiterplattenmontage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Sei Schaltgeräten dieser Art handelt es sich um Klein- bzw. Kleinstrelais, deren Grundstruktur neben einer notwendigen Niedrigbauhöhe noch hinreichend Raum aufzuweisen hat für die Unterbringung des Magnet- und Kontaktsystems. Ein elektromagnetisches Schaltrelais gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus DE-OS 28 48 934 bekannt. Hierin ist die nachfolgende Problemstellung und Lösung der vorliegenden Erfindung weder erkannt noch berührt. Vielmehr befaßt sich diese Literaturstelle nur mit einer Reduzierung des sogenannten Überhubes des Betätigungssteges .The invention relates to an electromagnetic switching relay for circuit board mounting according to the preamble of claim 1. Switching devices of this type are small or miniature relays, the basic structure of which, in addition to the necessary low construction height, must also have sufficient space for accommodating the magnet and contact system. An electromagnetic switching relay according to the preamble of claim 1 is known from DE-OS 28 48 934. The following problem and solution of the present invention is neither recognized nor touched upon here. Rather, this literature only deals with a reduction of the so-called overtravel of the actuating bar.

Demgegenüber liegt die Aufgaben- bzw. Problemstellung der Erfindung darin, bei einem Relais gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 dafür zu sorgen, daß bei Einhaltung der o.g. Niedrigbauhöhe mit konstruktiv einfachen Mitteln die funktionellen Eigenschaften eines solchen Schaltrelais verbessert werden .In contrast, the task or problem of the invention is to ensure that, in a relay according to the preamble of claim 1, the functional properties of such a switching relay are improved using simple structural means while maintaining the above-mentioned low installation height.

-2--2-

Diese Aufgabe wird zunächst durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Hierdurch ist mit einfachen Mitteln die für die Lebensdauer eines solchen Schaltrelais wichtige Voraussetzung eines genügend langen Nachlaufweges der Kontaktgabe der betreffenden Kontakte erreicht.This task is first solved by the features of claim 1. This achieves the important prerequisite for the service life of such a switching relay of a sufficiently long follow-up path for the contacting of the relevant contacts by simple means.

In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gemäß Anspruch 2 wird bei einer Betätigung der Schaltfeder, wobei die Betätigungsmittel in Bereichen beiderseits des Kontaktes angreifen, eine Torsion der Schaltfeder und damit ein Kontaktwälzen der aneinanderliegenden Kontakte erreicht. Hierdurch wird ein positiver Abreißeffekt bei einer eventuellen Kontaktverschweißung bzw. -verklebung ermöglicht.In a further preferred embodiment of the invention according to claim 2, when the switching spring is actuated, where the actuating means act on areas on both sides of the contact, a torsion of the switching spring and thus a contact rolling of the contacts lying against one another is achieved. This enables a positive tear-off effect in the event of any contact welding or gluing.

Das DE-Gebrauchsmuster 84 12 246 beschreibt ein Kleinstrelais, welches ein gabelförmiges Betätigungsglied besitzt, dessen Ende gelenkig mit dem Anker verbunden ist. Diese Ausführung hat mit dem Erfindungsgegenstand jedoch keine Berührungspunkte, da die gabelförmige Ausbildung des Betätigungsgliedes nur dem Zweck der Betätigung von zwei galvanisch getrennten Umschaltkontaktträgern dient.The German utility model 84 12 246 describes a miniature relay, which has a fork-shaped actuating element, the end of which is connected to the armature in an articulated manner. However, this design has no connection with the subject matter of the invention, since the fork-shaped design of the actuating element only serves the purpose of actuating two galvanically isolated changeover contact carriers.

Weiterhin ist in der DD-Patentschrift 265732 ein Federsatz für Relais beschrieben, bei dem die aktive Schaltfeder symmetrisch zu ihrer Längsachse angeordnete Federarme aufweist und die freien Enden der Federarme die Angriffszonen des Betätigungselementes bilden. Die Federarme sind dabei parallel zur Federlängsachse angeordnet und im mittleren Drittel der wirksamen Federlänge mit dem axialen Teil der aktiven Schaltfeder verbunden und die Angriffsstellen des Betätigungselementes liegen im oberen Drittel der wirksamen Federlänge. Für den Gegenstand der Erfindung ist diese Anordnung ebenfalls ohne Bedeutung, weil sie ausschließlich den Zweck einer ausreichenden Überfederung der aktiven Schaltfeder sicherstellen soll.Furthermore, DD patent specification 265732 describes a spring set for relays in which the active switching spring has spring arms arranged symmetrically to its longitudinal axis and the free ends of the spring arms form the attack zones of the actuating element. The spring arms are arranged parallel to the longitudinal axis of the spring and are connected to the axial part of the active switching spring in the middle third of the effective spring length and the attack points of the actuating element are in the upper third of the effective spring length. This arrangement is also irrelevant to the subject matter of the invention because it is intended solely to ensure sufficient springing of the active switching spring.

-3--3-

Die prioritätsältere, aber nachveröffentlichte EP-PS 0 476 182 betrifft ein elektromagnetisches Leistungsrelais mit Betätigungsschieber, das sich in den nachfolgend aufgelisteten Merkmalen vom Gegenstand der vorliegenden Erfindung unterscheidet: Es ist kein gabelförmiges Betätigungsglied, sondern ein U-förmiger Arm mit einer einzigen Betätigungskante vorgesehen. Diese einzige Betätigungskante greift an der Breitseite der Schaltfeder außermittig, nämlich lediglich an einem Randbereich an. Die asymmetrische Ausbildung der Schaltfeder der vorliegenden Erfindung ist dort nicht vorgesehen. Die Schaltfeder der vorliegenden Erfindung hat beiderseits des Kontaktes bzw. beiderseits dessen Bereiches Aussparungen zur Anlenkung der o.g. Gabelzinken. Auch dieses Merkmal ist bei EP-PS O 476 182 nicht gegeben.The older but subsequently published EP-PS 0 476 182 relates to an electromagnetic power relay with an actuating slide, which differs from the subject matter of the present invention in the following features: There is no fork-shaped actuating member, but rather a U-shaped arm with a single actuating edge. This single actuating edge acts on the broad side of the switching spring off-center, namely only on an edge area. The asymmetrical design of the switching spring of the present invention is not provided there. The switching spring of the present invention has recesses on both sides of the contact or on both sides of its area for the articulation of the above-mentioned fork tines. This feature is also not present in EP-PS 0 476 182.

Das Schaltrelais nach der Erfindung übernimmt ferner an sich bekannte Vorteile wie eine kompakte, raumsparende Gesamtanordnung, wobei der Raum für die erforderlichen Luft- und Kriechstrecken optimal genutzt wird, sowie eine einfache Anordnung des Ankers und eine zuverlässige Bewegungsübertragung vom Anker auf die Schaltfeder. Schließlich ist das Relais nach der Erfindung auch wirtschaftlich günstig herzustellen. Die vorgenannten Vorteile wirken sich bei einem Massenartikel, um den es sich beim Gegenstand der Erfindung handelt, besonders vorteilhaft aus, da hierbei jede Möglichkeit einer Vereinfachung von Fertigungsschritten auch entsprechend kostensparend ausgenutzt ist.The switching relay according to the invention also has known advantages such as a compact, space-saving overall arrangement, whereby the space for the required air and creepage distances is used optimally, as well as a simple arrangement of the armature and reliable movement transmission from the armature to the switching spring. Finally, the relay according to the invention is also economically inexpensive to manufacture. The aforementioned advantages have a particularly advantageous effect on a mass-produced article, which is the subject of the invention, since every possibility of simplifying production steps is also exploited in a cost-saving manner.

Die Merkmale des Anspruches 4 stellen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar, die konstruktiv in besonders einfacher Form zu verwirklichen ist. Die Merkmale des Anspruches 5 befassen sich mit dem Schutz gegen äußere Einflüsse und Sicherung der hier erforderlichen Kriech- und Luftstrecken.The features of claim 4 represent a preferred embodiment of the invention, which can be implemented in a particularly simple form. The features of claim 5 deal with protection against external influences and securing the creepage and clearance distances required here.

Einzelheiten der Erfindung sind in der beigefügten Zeichnung veranschaulicht. Es zeigtDetails of the invention are illustrated in the accompanying drawing. It shows

-4--4-

Fig. 1: ein Schnittbild des SchaltrelaisFig. 1: a sectional view of the switching relay

Fig. 2a und b Formen von Schaltfedern und c und d angedeutete Auswirkungen von Schaltvorgängen.Fig. 2a and b Shapes of switching springs and c and d indicated effects of switching operations.

Bei dem Schaltrelais nach Fig. 1 handelt es sich um Klappankerrelais, geeignet für besondere kleine Abmessungen für Leiterplattenmontage,
IO
The switching relay according to Fig. 1 is a hinged armature relay, suitable for particularly small dimensions for circuit board mounting,
IO

Mit 1 ist insgesamt das Schaltrelais bezeichnet, welches aus dem Sockel 2, der Spule mit Spulenkörper 3, dem Kern 4, dem Joch 5 und der Ankerhaltefeder 6 besteht. Zu den konstruktiven Bauteilen gehören ferner der Anker 7, sowie das an diesem angelenkte gabelförmige Betätigungsglied 8.The switching relay is designated as 1, which consists of the base 2, the coil with coil body 3, the core 4, the yoke 5 and the armature retaining spring 6. The structural components also include the armature 7 and the fork-shaped actuating element 8 hinged to it.

Die Anschlußstifte 9 bilden zusammen mit Spule und Spulenkörper 3 eine bauliche Einheit. Der Kontaktsatz besteht bei dem dargestellten Umschalt kontakt aus zwei Kontaktträgern 11, 12 mit den Kontakten 13 und 14 und der beweglichen Schaltfeder 15 mit dem Kontakt 16.The connecting pins 9 form a structural unit together with the coil and coil body 3. The contact set in the changeover contact shown consists of two contact carriers 11, 12 with contacts 13 and 14 and the movable switching spring 15 with contact 16.

Die bewegliche Schaltfeder 15 ist mit dem Anker 7 über das Betätigungsglied 8 gelenkig verbunden. Das Schaltrelais wird durch die Kappe 17 geschlossen und ist gegen äußere Einwirkungen geschützt.The movable switching spring 15 is connected to the armature 7 via the actuating element 8. The switching relay is closed by the cap 17 and is protected against external influences.

Nach der Ausführung gemäß Fig. 1 greift das gabelförmige Betätigungsglied 8 mit seinen freien Gabelenden in Höhe des Kontaktes 16 an und bewirkt durch Bewegung des Ankers 7 in Richtung zur Polfläche 18 jeweils eine Schaltung.According to the embodiment according to Fig. 1, the fork-shaped actuating member 8 engages with its free fork ends at the level of the contact 16 and causes a switching operation by moving the armature 7 in the direction of the pole face 18.

Die gabelförmige Ausgestaltung des Betätigungsgliedes 8 richtet sich nach der Formgebung der beweglichen Schaltfeder 15. Die Kappe 17 gewährleistet einen Schutz gegen äußere Einflüsse. Sie weist ferner eine nach innen weisende U-förmige Trennrippe 19 auf, welche den Kontaktträger 11 umgibtThe fork-shaped design of the actuating element 8 depends on the shape of the movable switching spring 15. The cap 17 ensures protection against external influences. It also has an inward-facing U-shaped separating rib 19 which surrounds the contact carrier 11

-&dgr;-
und die hier erforderlichen Kriech- und Luftstrecken zuverlässig hervorbringt.
-δ-
and reliably produces the creepage and clearance distances required here.

Der Kontaktträger 11 ist somit beim Justier- bzw. Einstell-Vorgang frei zugängig und erhält erst beim Aufstecken der Kappe 17 die geforderten Sicherheitsabstände.The contact carrier 11 is thus freely accessible during the adjustment or setting process and only receives the required safety distances when the cap 17 is put on.

Die Fig. 2 veranschaulicht verschiedene Varianten der beweglichen Schaltfeder 15, falls aus konstruktiven oder aus Gründen der Zweckmäßigkeit eine bestimmte Federungseigenschaft erforderlich wird. Eine solche ist z.B. notwendig zum Kompensieren des Kontaktabbrandes.Fig. 2 illustrates various variants of the movable switching spring 15, in case a certain spring property is required for structural or practical reasons. Such a property is necessary, for example, to compensate for contact erosion.

Die Variante nach a zeigt eine T-Form der beweglichen Schaltfeder 15 mit beiderseits des Kontaktes 16 angeordneten Aussparungen 20, in welche die Zapfen 21 des gabelförmigen Teiles des Betätigungsgliedes 8 {siehe hierzu Fig. 2c) gelenkig eingreifen. Hiermit kann man die Federeigenschaften so verändern, daß bei deren Schaltung durch das Betätigungsglied die Erfordernisse eines hinreichenden Nachlaufweges erreicht werden. Demgegenüber zeigt die Variante nach Fig. 2b eine Ausführung, welche den Nachlauf der Schaltfeder 15, falls erforderlich, weiter vergrößert. Die beiden gabelförmigen Arme des Betätigungsgliedes 8 bewegen die T-förmig angeordneten Federzungen mit den identischen Aussparungen 20 (Fig. 2a und b) und diese erfüllen die wichtige Funktion des Nachfederns, einmal beim Öffnen des Öffnerkontaktes und einmal beim Schließen des Schließerkontaktes. Dieses mögliche Nachfedern der beweglichen Schaltfeder 15 ergibt die erforderliche Schaltsicherheit und schafft die Abbrandreserve der Schaltstücke.The variant according to a shows a T-shape of the movable switching spring 15 with recesses 20 arranged on both sides of the contact 16, into which the pins 21 of the fork-shaped part of the actuating element 8 (see Fig. 2c) engage in an articulated manner. This allows the spring properties to be changed so that the requirements of a sufficient overtravel are met when they are switched by the actuating element. In contrast, the variant according to Fig. 2b shows a design which further increases the overtravel of the switching spring 15, if necessary. The two fork-shaped arms of the actuating element 8 move the T-shaped spring tongues with the identical recesses 20 (Fig. 2a and b) and these fulfill the important function of springing, once when the break contact is opened and once when the make contact is closed. This possible rebound of the movable switching spring 15 provides the required switching reliability and creates the burn-off reserve of the switching elements.

Fig. 2c zeigt die Enden des gabelförmigen Teiles des Betätigungsgliedes 8, und zwar im Ruhezustand, dabei sind die Kontakte 13 und 16 geschlossen. Im geschalteten Zustand gemäß Fig. 2d sind dagegen die Kontakte 14 und 16 geschlossen .Fig. 2c shows the ends of the fork-shaped part of the actuating element 8, in the resting state, with contacts 13 and 16 closed. In the switched state according to Fig. 2d, however, contacts 14 and 16 are closed.

-6--6-

Die Varianten nach Fig. 2e und 2f zeigen eine T-Form der beweglichen Schaltfeder 15 mit beiderseits des Kontaktes 16 angeordneten Aussparungen 20, in die die Zapfen 21 des gabelförmigen Betätigungsgliedes 8 gelenkig eingreifen.The variants according to Fig. 2e and 2f show a T-shape of the movable switching spring 15 with recesses 20 arranged on both sides of the contact 16, into which the pins 21 of the fork-shaped actuating member 8 engage in an articulated manner.

Aufgrund der in den Ausführungsbeispielen der Fig. 2e und 2f vorgesehenen unsymmetrischen Ausgestaltungen der die Ausnehmungen 20 tragenden Federteile kommt es zusätzlich zur zweiseitigen Betätigung im Augenblick der körperlichen Berührung der Kontakte zu einer Torsions- und Relativbewegung (Kontaktwälzen), wie in Fig. 2g und h angedeutet. Diese Art der Kontaktbewegung ergibt einen positiven Selbstreinigungs- und Abreißeffekt im Falle einer eventuellen Kontaktverschweißung bzw. -verklebung. Dies erhöht die Kontaktlebensdauer.Due to the asymmetrical design of the spring parts carrying the recesses 20 provided in the embodiments of Fig. 2e and 2f, in addition to the two-sided actuation, a torsional and relative movement (contact rolling) occurs at the moment of physical contact of the contacts, as indicated in Fig. 2g and h. This type of contact movement results in a positive self-cleaning and tear-off effect in the event of any contact welding or bonding. This increases the contact service life.

Darüber hinaus zeigt die Variante nach Fig. 2f eine Ausführung, welche den Nachlauf der Schaltfeder 15 und die bereits beschriebene Torsions- und Relativbewegung der Kontakte aufgrund ihrer weicheren Schalt- bzw. Federungscharakteristik erheblich vergrößert.In addition, the variant according to Fig. 2f shows a design which significantly increases the overtravel of the switching spring 15 and the already described torsional and relative movement of the contacts due to their softer switching or suspension characteristics.

Die o.g., zusätzlich zur normalen Schaltbewegung der Schaltfeder 15 gewollten Bewegungen der Kontakte ergeben die &ogr;= sogenannte Schaltsicherheit und schaffen die nötigen Abbrandreserven für eine große Lebensdauer des Relais.The above-mentioned intentional movements of the contacts, in addition to the normal switching movement of the switching spring 15, result in the &ogr;= so-called switching reliability and create the necessary burn-off reserves for a long service life of the relay.

Der Kontaktsatz ist in herkömmlicher Weise angeordnet. Er ist als Wechsler mit den Kontakträgern 11, 12 und der QQ Schaltfeder 15 mittels Stege, die im Bereich des Sockelgrundes 2 angeordnet sind, unter Berücksichtigung der erforderlichen Kriech- und Luftstrecken befestigt.The contact set is arranged in a conventional manner. It is attached as a changeover contact with the contact carriers 11, 12 and the QQ switching spring 15 by means of webs that are arranged in the area of the base 2, taking into account the necessary creepage and clearance distances.

Claims (5)

* * · · · » · ·· «wthovensfraOe 10* * · · · » · ·· «wthovensfraOe 10 PATENTANWALT :..· !> ' \.s · * '/J* *PATENT ATTORNEY : ..· !>' \. s · * '/J* * Telegramm/Cable: Patri zügel. Vertreter beim Europ. Patentamt Tdm. ansaopatriJ Telegram/Cable: Patri Responsible Representative at the European Patent Office Tdm. ansa o pa t riJ European Patent Attorney Telefax: 49 (0911) 599842 (Qr. Il + III 24 houre)European Patent Attorney Fax: 49 (0911) 5 99 842 (Qr. II + III 24 hours) Firma EBERLE Controls GmbH 05.07.96Company EBERLE Controls GmbH 05.07.96 90491 Nürnberg R/vo90491 Nuremberg R/vo Schut&zgr; ansprüehe:Protection claims: 1. Elektromagnetisches Schaltrelais für Leiterplattenmontage zum Schalten großer Ströme, vorzugsweise in Haushaltgeräten, mit einem mittels einer Kappe abdeckbaren Sockel mit einer zu diesem senkrecht angeordneten Spule und parallel zur Spule angeordneten Kontaktteilen, sowie einem parallel
zur Spule angeordneten Kern, mit Polfläche und dem
korrespondierenden Teil des Ankers, zur Basis des Sockels zeigend, wobei die Schaltfeder mittels eines gabelförmigen
Betätigungsgliedes geschaltet wird, dadurch gekenn-
1. Electromagnetic switching relay for circuit board mounting for switching large currents, preferably in household appliances, with a base that can be covered by a cap, with a coil arranged perpendicular to the base and contact parts arranged parallel to the coil, as well as a parallel
to the coil arranged core, with pole face and the
corresponding part of the armature, pointing to the base of the socket, wherein the switching spring is connected by means of a fork-shaped
actuator is switched, thereby marked
zeichnet, daß die Schaltfeder (15) im Bereich der Kontakte (16) im wesentlichen eine T-Form mit Aussparungen (20) besitzt derart, daß eine Anlenkung des Betätigungsgliedes (8) im Bereich der Kontakte (16) ermöglicht ist und die
Federeigenschaften so zu verändern sind, daß den Erfor-
characterized in that the switching spring (15) in the region of the contacts (16) has essentially a T-shape with recesses (20) such that an articulation of the actuating member (8) in the region of the contacts (16) is possible and the
Spring properties must be changed so that the requirements
dernissen eines Nachlaufweges entsprochen ist,obstacles to a follow-up path are met,
2. Schaltrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gabelförmige Betätigungsglied (8) in Höhe der Kontakte (16) mittels der Aussparungen (20) an die Schaltfeder2. Switching relay according to claim 1, characterized in that the fork-shaped actuating member (8) is connected to the switching spring at the level of the contacts (16) by means of the recesses (20). (15) zu deren zweiseitiger Betätigung angelenkt ist,(15) is hinged for two-sided operation, wobei die Schaltfeder (15) eine asymmetrische Ausbildung
derart besitzt, daß sie bei der vorgenannten Betätigung
eine Torsionsbewegung an der Berührungsstelle der Kontak-
wherein the switching spring (15) has an asymmetrical design
such that, in the aforementioned operation,
a torsional movement at the contact point of the contact
-&dgr;&igr;
te (sogenanntes Kontaktwälzen) durchführt.
-&dgr;&igr;
te (so-called contact rolling).
3. Schaltrelais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das den Kontakten (16) abgewandte Ende des Betätigungsgliedes (8) mit dem Anker (7) gelenkig verbunden ist.3. Switching relay according to claim 2, characterized in that the end of the actuating member (8) facing away from the contacts (16) is connected in an articulated manner to the armature (7). 4. Schaltrelais nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die als T-Form ausgebildete Schaltfeder (15) durch ungleich geformte seitliche Mitnehmerstege, die mit Aussparungen (20) versehen sind, asymmetrisch gestaltet ist, wobei die Mitnehmerstege mit den Aussparungen (20) derart ausgeformt sind, daß die Federeigenschaften so verändert werden, daß sie den Erfordernissen einer unsymmetrischen Charakteristik des Nachlauf entsprechen und4. Switching relay according to claim 2 or 3, characterized in that the switching spring (15) designed as a T-shape is designed asymmetrically by means of unevenly shaped lateral carrier webs which are provided with recesses (20), the carrier webs with the recesses (20) being designed in such a way that the spring properties are changed in such a way that they correspond to the requirements of an asymmetrical characteristic of the follow-up and dadurch eine Wälzbewegung der Schaltstücke bei der Kontaktgabe zur Folge hat.This results in a rolling movement of the contact pieces when the contact is made. 5. Schaltrelais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Kappe (17) eine nach innen abstehende U-förmige Trennrippe (19) angeformt ist, welche den Kontaktträger (11) und den daran befestigten Kontakt (13) umfaßt.5. Switching relay according to one of claims 1 to 4, characterized in that an inwardly projecting U-shaped separating rib (19) is formed on the cap (17), which encloses the contact carrier (11) and the contact (13) attached thereto.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1713104A3 (en) * 2005-04-12 2007-11-07 Nec Tokin Corporation Electromagnetic relay
EP1962316A1 (en) * 2007-02-21 2008-08-27 Good Sky Electric Co., Ltd. Electromagnetic relay

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