EP0056840A1 - Elektromagnetisches Relais - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an electromagnetic relay with a one-piece coil body made of insulating material serving as a base body, with a ferromagnetic armature contact tongue arranged in the interior of the coil body approximately axially parallel, fixed by insertion from one end face, and with a contact chamber arranged on the end face on the coil body with two contact plates, some of which are embedded in the walls of the contact chamber and form contact surfaces opposite the free end of the contact tongue in the interior of the contact chamber.
- Object of the invention is to make a relay of the type mentioned so that the contact plates in a simple one p ritz technology in the walls of the contact chamber can be embedded, that this contact chamber can be sealed in an easy manner, and that the contact plates even after closing the contact chamber can still be adjusted within certain limits.
- the sheathing of the contact chamber is formed in two parts with a parting plane which extends approximately through the coil axis, the first part being integrally formed on the coil body as an attachment to the coil flange and carrying the first contact plate embedded, while the second part of the sheathing as - separately manufactured closure piece carries the second contact plate embedded, both the approach of the coil body and the closure piece each having a continuous recess from the outside to the contacting section of the respectively embedded contact plate.
- the coil body itself is made in one piece, on which, however, only one half of the contact chamber is integrally formed on the end face, while the second half of this contact chamber is fitted as a closure piece.
- the closure piece on the other hand, also has only one embedded contact plate and can be manufactured in the same way.
- the connection of the two covering parts for the contact chamber takes place by bringing plastic surfaces on top of each other, which are easy to seal. Nevertheless, after these parts have been put together, there is still a possibility of adjustment for the contact plates.
- These contact plates are in fact exposed in the recesses of the casing in the area which carries the contact surfaces inwards.
- the contact distance can be gradually reduced as required by mechanical pressure with an adjustment tool from the outside. Although this means only one adjustment option in one direction, this should be sufficient if the tolerances during production are provided in an appropriate manner. Nevertheless, the contact space is already closed during this adjustment process, since the recesses in the casing are sealed off by the contact plates embedded all around their edge.
- At least one of the contact plates is expediently coupled ferromagnetic to a flux guiding element, which is expediently designed as a housing cap.
- This ferromagnetic coupling for closing the excitation circuit can take place via the contact plate itself, if it is ferromagnetic, or via an additional pole plate.
- the relay is polarized, wherein the coil body attachment and the closure piece can form a common cavity for receiving a permanent magnet.
- pole plates are arranged in the recesses of the attachment and of the closure piece, each of which rests on one contact plate at one end and is brought up to a pole of the permanent magnet at its other end.
- pole plates can at the same time effect the coupling of the excitation flux to the flux guiding element, for example the housing cap.
- the pole plates are expediently Z-shaped, but other shapes can also be selected to match the relay construction.
- With the magnetic coupling to the housing cap it is understandable to provide electrical insulation of the contact plates, which can be ensured, for example, by means of a film between the contact plate and the pole plate or between the pole plate and the housing cap.
- the recesses of the bobbin approach and the closure piece are expediently filled with potting compound after the pole plates have been introduced and, if necessary, after the contact plates have been adjusted.
- the flux plate which extends approximately parallel to the contact tongue within the coil former, can also carry an additional auxiliary magnet, which influences the contact tongue and makes mechanical adjustment unnecessary.
- Auxiliary magnets could also be provided in the recesses of the bobbin approach and the closure piece.
- the contact tongue could also be adjusted by its corresponding magnetization.
- the relay according to FIGS. 1 to 4 has a one-piece coil body 1, to which the winding 2 is applied and in the tubular interior 3 of which a contact tongue 4 extends approximately axially parallel. It is attached at one end to a carrier 5, which is inserted as a flux guide plate parallel to the contact tongue in grooves 6 of the coil body and is attached by a press fit. At the free end of the carrier 5, a connecting pin 5a is formed.
- the free end of the contact tongue extends into a contact space 7 arranged on the end face in front of the bobbin flange 1 a, which thus represents a continuation of the coil interior 3.
- the envelope of this contact space is formed by a projection 8 which is integrally formed on the coil body flange 1a and by a closure piece 9 which is manufactured separately.
- the parting plane 10 between the neck 8 and the closure piece 9 runs approximately in the coil axis.
- a contact plate 11 is embedded in the coil body extension 8 in such a way that the contact section 11a is exposed in the region of the contact chamber 7 and forms a contact surface opposite the free end of the contact tongue 4.
- a contact plate 12 is embedded in the closure piece in such a way that the contact section 12a forms a contact surface in the contact space 7.
- a contact pin 11b leading to the outside is formed on the contact plate 11, a contact pin 12b is formed on the contact plate 12: the contact sections 11a and 12a are each embedded with their edges in the coil body extension 8 or in the closure piece 9 ', while the central part is inwardly facing the contact space 7 as well also exposed to the outside.
- the coil body extension 8 thus has a recess 13 which extends through to the contact section 11a, while the closure piece 9 has a recess 14 which extends through the contact section 12a.
- Z-shaped pole plates 15 and 16 are inserted, one end of which rests flat on a contact section 11a or 12a and the other end of which is guided to a pole of a permanent magnet 17.
- the permanent magnet 17 lies in a magnetic chamber 18, which is formed by the bobbin extension 8 and the closure piece 9.
- the two pole plates which are simply inserted into the recesses 13 and 14 from the outside, have the task of guiding the permanent magnetic flux to the contact plates.
- the pole plates 15 and 16 also close the excitation flow circuit between the contact tongue 4 and the ferromagnetic housing cap 19.
- one of the pole plates 15 or 16 could also be omitted.
- an arm 16a ' instead of the arm 16a, an arm 16a ', which is bent in the opposite direction and is shown in dashed lines, would be provided, which causes a direct coupling of this pole plate to the housing cap 19.
- electrical insulation between the contact plate 12 and the housing cap 19 must be ensured. This could be achieved, for example, by a film (not shown) between the pole sheet arm 16a 'and the housing cap 19.
- the contact plate 11 is first injected into the coil body 1 with the molded-on projection 8, and also the coil connection pins 20. This coil body is wound; as far as the contact plate 11 is contaminated, it is easily accessible for cleaning.
- the flux plate 5 with the magnetically conductive contact tongue 4 is then inserted into the coil former.
- the contact space is closed by placing the closure piece 9 with the magnetically conductive contact plate 12, which is also injected. By pressing the plastic parts together, the contact space is already largely sealed, while the opposite end of the coil body 1 can be covered with a nonwoven film 21.
- the permanent magnet 17 Before the closure piece 9 is pressed on, the permanent magnet 17 must be inserted into the magnet chamber 18.
- the contact distance between the contact sections 11a and 12a can be reduced by pressing the contact sections 11a and 12a through the recesses 13 and 14 with an adjusting tool.
- This adjustment of the contact distance can be done step by step, the contact distance being measured in each case by suitable means.
- the position of the contact tongue 4 can be closed before the Coil body can be adjusted by suitable adjustment at their attachment point.
- the housing cap 19 can be placed on and the entire space between the coil former and the housing cap can be filled with potting compound, the recesses 13 and 14 in particular being filled.
- the contact tongue can also be influenced magnetically.
- an auxiliary permanent magnet 22 can be provided on the flux plate 5, for example, which effects a monostable switching behavior of the relay.
- Auxiliary permanent magnets 23 and 24 could also be provided in the recesses 13 and 14, as shown in FIG. 5. Otherwise, the relay according to FIG. 5 corresponds to the representation of FIG. 1 .
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Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Relais mit einem als Grundkörper dienenden einteiligen Spulenkörper aus Isolierstoff, mit einer im Inneren des Spulenkörpers etwa achsparallel angeordneten, durch Einstecken von einer Stirnseite befestigten ferromagnetischen Ankerkontaktzunge sowie mit einer stirnseitig am Spulenkörper angeordneten Kontaktkammer mit zwei Kontaktblechen, welche teilweise in die Wände der Kontaktkammer eingebettet sind und im Inneren der Kontaktkammer jeweils dem freien Ende der Kontaktzunge gegenüberliegende Kontaktoberflächen bilden.
- Bei derartigen Relais ist es bekannt, den Spulenkörper aus zwei Hälften zusammenzufügen, wobei in jeder Hälfte einer der Gegenkontakte eingebettet ist (DE-AS 1909 940). Allerdings sind dort die Gegenkontakte nach dem Zusammenfügen der beiden Spulenkörperhälften nicht mehr für eine Justierung zugänglich. Spritzt man beide Gegenkontakte in einen einteiligen Spulenkörper ein, so kann man zwar durch eine stirnseitige Öffnung erreichen, daß die Kontakte zur Reinigung noch einigermaßen zugänglich sind, doch kann ihr Kontaktabstand auch in diesem Fall nicht mehr justiert werden. Dazu kommt der Nachteil, daß das gleichzeitige Umspritzen der beiden Kontaktbleche in der Fertigung schwierig ist.
- Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, daß die Kontaktbleche in einfacher Einspritztechnik in die Wände der Kontaktkammer eingebettet werden können, daß diese Kontaktkammer auf leichte Weise abdichtbar ist, und daß die Kontaktbleche auch nach dem Schließen der Kontaktkammer in gewissen Grenzen noch justierbar sind.
- Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Umhüllung der Kontaktkammer zweiteilig mit einer etwa durch die Spulenachse gehenden Trennebene ausgebildet ist, wobei der erste Teil als Ansatz des Spulenflansches.einstückig am Spulenkörper angeformt ist und das erste Kontaktblech eingebettet trägt, während der zweite Teil der Umhüllung als - getrennt gefertigtes Verschlußstück das zweite Kontaktblech eingebettet trägt, wobei sowohl der Ansatz des Spulenkörpers als auch das Verschlußstück jeweils eine von außen bis zum kontaktgebenden Abschnitt des jeweils eingebetteten Kontaktbleches durchgehende Ausnehmung besitzt.
- Beim erfindungsgemäßen Relais wird also der Spulenkörper selbst in einem Stück ausgeführt, an welchem an der Stirnseite jedoch nur die eine Hälfte der Kontaktkammer angeformt ist, während die zweite Hälfte dieser Kontaktkammer als Verschlußstück aufgesetzt wird. Damit ist im Spulenkörper lediglich eines der Kontaktbleche eingebettet, was eine einfache und problemlose Einspritztechnik ermöglicht. Das Verschlußstück andererseits hat ebenfalls nur ein eingebettetes Kontaktblech und ist in gleicher Weise zu fertigen. Die Verbindung der beiden Umhüllungsteile für die Kontaktkammer erfolgt durch Aufeinanderbringen von Kunststoffflächen, welche leicht abzudichten sind. Trotzdem ist nach dem Zusammenfügen dieser Teile noch eine Möglichkeit der Justierung für die Kontaktbleche gegeben. Diese Kontaktbleche liegen nämlich in den Ausnehmungen der Umhüllung in dem Bereich frei, der nach innen die Kontaktoberflächen trägt. Damit kann durch mechanischen Druck mit einem Einstellwerkzeug von außen der Kontaktabstand schrittweise nach Bedarf verkleinert werden. Dies bedeutet zwar nur eine Justiermöglichkeit in einer Richtung, doch dürfte das ausreichen, wenn man die Toleranzen bei der Fertigung in einer entsprechenden Weise vorsieht. Trotzdem ist der Kontaktraum bei diesem Justiervorgang bereits geschlossen, da die Ausnehmungen in der Umhüllung durch die a:i ihrem Rand ringsum eingebetteten Kontaktbleche abgedichtet werden.
- Mindestens eines der Kontaktbleche ist zweckmäßigerweise ferromagnetisch mit einem Flußführungselement gekoppelt, welches zweckmäßigerweise als Gehäusekappe ausgebildet ist. Diese ferromagnetische Kopplung zum Schließen des Erregerkreises kann über das Kontaktblech selbst, wenn dieses ferromagnetisch ist, oder über ein zusätzliches Polblech erfolgen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Relais polarisiert ausgeführt, wobei der Spulenkörperansatz und das Verschlußstück einen gemeinsamen Hohlraum zur Aufnahme eines Dauermagneten.bilden können. In diesem Fall ist es zweckmäßig, daß in den Ausnehmungen des Ansatzes und des Verschlußstückes jeweils Polbleche angeordnet sind, welche jeweils mit einem Ende auf einem Kontaktblech aufliegen und mit ihrem anderen Ende an einen Pol des Dauermagneten herangeführt sind. Diese Polbleche können durch entsprechende Gestaltung gleichzeitig die Ankopplung des Erregerflusses an das Flußführungselement, beispielsweise die Gehäusekappe, bewirken. Zweckmäßigerweise sind die Polbleche Z-förmig ausgebildet, doch können auch andere Formen in Anpassung an die Relaiskonstruktion gewählt werden. Bei der magnetischen Ankopplung an die Gehäusekappe ist es verständlich, eine elektrische Isolierung der Kontaktbleche vorzusehen, welche beispiels- .weise mittels einer Folie zwischen Kontaktblech und Pol-' blech oder zwischen Polblech und Gehäusekappe gewährleistet werden kann. Die Ausnehmungen des. Spulenkörperansatzes und des Verschlußstückes werden zweckmäßigerweise nach Einbringen der Polbleche und gegebenenfalls nach Justierung der Kontaktbleche mit Vergußmasse gefüllt.
- Die Kontaktzunge des Relais ist zweckmäßigerweise an einem in den Spulenkörper von der der Kontaktkammer gegenüberliegenden Stirnseite eingesteckten, langgestreckten Flußblech befestigt. Diese Einstecköffnung kann beispielsweise mit einem Vlies abgedeckt und dann durch Ausfüllen der Gehäusekappe mit Vergußmasse abgedichtet werden.
- Das Flußblech, welches sich innerhalb des Spulenkörpers etwa parallel zur Kontaktzunge erstreckt, kann auch einen zusätzlichen Hilfsmagneten tragen, welcher die Kontaktzunge beeinflußt und eine mechanische Justierung überflüssig macht. Hilfsmagneten könnten aber auch in den Ausnehmungen des Spulenkörperansatzes und des Verschlußstückes vorgesehen sein. Durch ihre entsprechende Aufmagnetisierung könnte ebenfalls eine Justierung der Kontaktzunge vorgenommen werden.
- Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert.
- Es zeigen
- Fig. 1 bis 4 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Relais in verschiedenen Schnittansichten,
- Fig. 5 eine Abwandlung der Fig. 1 mit zwei Hilfsmagneten.
- Das Relais nach den Fig. 1 bis 4 besitzt einen einteiligen Spulenkörper 1, auf den die Wicklung 2 aufgebracht ist und in dessen rohrförmigem Innenraum 3 sich eine Kontaktzunge 4 etwa achsparallel erstreckt. Sie ist mit einem Ende an einem Träger 5 befestigt, der als Flußführungsblech parallel zur Kontaktzunge in Nuten 6 des Spulenkörpers eingesteckt und durch Preßsitz befestigt ist. Am freien Ende des Trägers 5 ist ein Anschlußstachel 5a angeformt.
- Das freie Ende der Kontaktzunge erstreckt sich in einen stirnseitig vor dem Spulenkörperflansch 1a angeordneten Kontaktraum 7, der somit eine Fortsetzung des Spuleninnenraums 3 darstellt. Die Umhüllung dieses Kontaktraums wird von einem am Spulenkörperflansch 1a einstückig angeformten Ansatz 8 und von einem getrennt gefertigten Verschlußstück 9 gebildet. Die Trennebene 10 zwischen dem Ansatz 8 und dem Verschlußstück 9 verläuft etwa in der Spulenachse.
- Im Spulenkörperansatz 8 ist ein Kontaktblech 11 so eingebettet, daß der Kontaktabschnitt-11a im Bereich der Kontaktkammer 7 frei liegt und eine dem freien Ende der Kontaktzunge 4 gegenüberliegende Kontaktoberfläche bildet. Entsprechend ist in das Verschlußstück ein Kontaktblech 12 so eingebettet, daß der Kontaktabschnitt 12a eine Kontaktoberfläche im Kontaktraum 7 bildet. Am Kontaktblech 11 ist ein nach außen führender Anschlußstift 11b, am Kontaktblech 12 ein Anschlußstift 12b angeformt: Die Kontaktabschnitte 11a und 12a sind im Spulenkörperansatz 8 bzw. im Verschlußstück 9'jeweils mit ihren Rändern eingebettet, während der Mittelteil sowohl nach innen zum Kontaktraum 7 als auch nach außen freiliegt. Der Spulenkörperansatz 8 besitzt also eine bis zum Kontaktabschnitt 11a durchgehende Ausnehmung 13, während das Verschlußstück 9 eine entsprechend zum Kontaktabschnitt 12a durchgehende Ausnehmung 14 besitzt.
- In die Ausnehmungen 13 und 14 sind jeweils Z-förmige Polbleche 15 und 16 eingelegt, welche mit einem Ende jeweils auf einem Kontaktabschnitt 11a bzw. 12a flach aufliegen und mit ihrem anderen Ende jeweils an einen Pol eines Dauermagneten 17 herangeführt sind. Der Dauermagnet 17 liegt in einer Magnetkammer 18, welche durch den Spulenkörperansatz 8 und das Verschlußstück 9 gebildet wird. Die zwei Polbleche, die einfach von außen in die Ausnehmungen 13 und 14 eingesteckt werden, haben die Aufgabe, den Dauermagnetfluß an die Kontaktbleche zu leiten. Gleichzeitig schließen die Polbleche 15 und 16 aber auch den Erregerflußkreis zwischen der Kontaktzunge 4 und der ferromagnetischen Gehäusekappe 19.
- Für eine monostabile Ausführung des Relais könnte auch eines der Polbleche 15 bzw. 16 entfallen. Zur Erzielung einer größeren Empfindlichkeit auch bei der monostabilen Ausführung könnte jedoch in Abwandlung beispielsweise das Polblech 16 anstelle der Z-Form eine U-Form besitzen. In diesem Fall würde anstelle des Armes 16a ein entgegengesetzt gebogener, gestrichelt dargestellter Arm 16a' vorgesehen, der eine direkte Ankopplung dieses Polblechs an die Gehäusekappe 19 bewirkt. Natürlich muß in jedem Falle eine.elektrische Isolierung zwischen dem Kontaktblech 12 und der Gehäusekappe 19 gewährleistet werden. Dies könnte beispielsweise durch eine nicht weiter dargestellte Folie zwischen dem Polblecharm 16a' und der Gehäusekappe 19 erreicht werden.
- Bei der Fertigung des Relais ist zunächst in den Spulenkörper 1 mit dem angeformten Ansatz 8 lediglich das Kontaktblech 11 eingespritzt, daneben auch die Spulenanschlußstifte 20. Dieser Spulenkörper wird bewickelt; soweit dabei das Kontaktblech 11 verunreinigt wird, ist es für eine Reinigung leicht zugänglich. Danach wird in den Spulenkörper das Flußblech 5 mit der magnetisch leitenden Kontaktzunge 4 eingeschoben. Danach wird der Kontaktraum durch Aufsetzen des Verschlußstückes 9 mit dem ebenfalls eingespritzten magnetisch leitenden Kontaktblech 12 verschlossen. Durch Aufeinanderpressen der Kunststoffteile erhält der Kontaktraum bereits eine weitgehende Dichtigkeit, während das entgegengesetzte stirnseitige Ende des Spulenkörpers 1 mit einer Vliesfolie 21 abgedeckt werden kann. Vor dem Aufpressen des Verschlußstückes 9 muß der Dauermagnet 17 in die Magnetkammer 18 eingelegt werden.
- Nach der Montage des Verschlußstückes 9 kann der Kontaktabstand zwischen den Kontaktabschnitten 11a und 12a verkleinert werden, indem durch die Ausnehmungen 13 bzw. 14 mit einem Einstellwerkzeug auf die Kontaktabschnitte 11a bzw. 12a gedrückt wird. Diese Einstellung des Kontaktabstandes kann schrittweise erfolgen, wobei jeweils durch geeignete Mittel der Kontaktabstand gemessen wird. Die Stellung der Kontaktzunge 4 kann vor dem Verschließen des Spulenkörpers durch geeignete Verstellung an ihrem Befestigungspunkt justiert werden.
- Nach Einbringen der Polbleche 15 und 16 kann die Gehäusekappe 19 aufgesetzt und der gesamte Zwischenraum zwischen Spulenkörper und Gehäusekappe mit Vergußmasse gefüllt werden, wobei insbesondere die Ausnehmungen 13 und 14 gefüllt werden.
- Anstelle der mechanischen Justierung kann die Kontaktzunge auch magnetisch beeinflußtwerden. Zu diesem Zweck kann beispielsweise am Flußblech 5 ein Hilfsdauermagnet 22 vorgesehen werden, welcher ein monostabiles Schaltverhalten des Relais bewirkt. Auch in den Ausnehmungen 13 und 14-könnten Hilfsdauermagneten 23 bzw. 24 vorgesehen sein, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist. Ansonsten entspricht das Relais nach Fig. 5 der Darstellung von Fig. 1.'
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