EP0081164A1 - Elektromagnetisches Relais - Google Patents

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EP0081164A1
EP0081164A1 EP82110952A EP82110952A EP0081164A1 EP 0081164 A1 EP0081164 A1 EP 0081164A1 EP 82110952 A EP82110952 A EP 82110952A EP 82110952 A EP82110952 A EP 82110952A EP 0081164 A1 EP0081164 A1 EP 0081164A1
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EP
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contact
contact element
counter
spring
armature
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Helmut Bilgram
Erwin Dipl.-Ing. Müller
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/54—Contact arrangements
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/54—Contact arrangements
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/20—Bridging contacts
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01H1/24—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with resilient mounting
    • H01H2001/247—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with resilient mounting using an elastic hinge, the contact being composed of rigid parts connected by thinned flexible hinge parts

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic relay with a coil, the axis of which is parallel to a base plane and the core of which has a pole face at one end.
  • a coil the axis of which is parallel to a base plane and the core of which has a pole face at one end.
  • for an armature mounted on a yoke edge also with an insulating support connected to the coil body, which carries in the area of the coil flange facing the armature two perpendicular to the base plane, provided with connection elements counter-contact elements, between which a contact spring attached to the armature with its free End is switchable.
  • Such simply constructed relays with a contact spring attached directly to the armature are known (DE-GM 69 40 437). They are used for switching relatively high currents at relatively low voltages, for example in motor vehicles or the like.
  • the contact spring on the armature which cooperates with one or two counter-contacts, usually has a power connection in the form of a strand, which leads via the yoke or directly to its own soldering or plug-in connection.
  • the contact spring also forms a make or break contact only with a counter contact element, while a stop is provided for the rest position of the contact spring and thus also of the armature instead of the second counter contact element mentioned above.
  • Auigzbe the invention is to design a simple relay of the type mentioned without changing the dimensions so that it can be used as a make or break contact for high inductive loads.
  • this object is achieved in that the second mating contact element has an extension which, around the contact spring, forms a contact tab which is flush with the first mating contact element but is arranged at a distance therefrom, and in that the contact spring in one of its switching positions as a bridge contact on the first mating contact element and on the contact tab is present.
  • the contact spring is still arranged between the two mating contact elements; however, these do not form a changeover contact, but rather a back contact by appropriately designing the second mating contact element.
  • the contact spring serving as a contact bridge is in one switching state only on the first mating contact element and in the other switching state on both mating contact elements. So since only the free end of the contact spring serves as a bridge contact and is thus live, the contact spring itself does not need a power connection, so that the current path is considerably shorter and the complex and problematic strand connection, which is problematic at high currents, is eliminated.
  • the first counter-contact element also serves to limit the stroke of the armature, so that no stroke adjustment is necessary.
  • the contacts are expediently adjusted so that the closing and opening are the same done early. Instead of the two individual contact rivets, a longitudinal contact piece can also be used, so that the spring no longer has to carry current. This has the advantage that cheap spring material can be used.
  • the relay according to FIGS. 1 and 2 has a coil 1 with the coil flanges 2 and 3, the axis of which is parallel to the base plane or installation plane of the relay.
  • One end of the invisible core is coupled to a yoke 4, which surrounds the coil on two sides and on whose edge 5 a plate-shaped armature 6 is mounted.
  • a contact spring 7 is directly attached to the armature via rivets or welded connections 8, and its free end 7a can be moved between a first mating contact element 9 and a second mating contact element 10.
  • Both mating contact elements are each provided with a connecting pin, a plug or solder pin 9a or 10a.
  • the mating contact elements 9 and 10 are anchored in an insulating carrier 11, which is molded onto the coil flange 3 in the present example. However, this carrier could also be connected to the coil in any form in the form of a base plate.
  • the mating contact element 10 can either be omitted entirely if only one closer is to be formed, or instead of the mating. contact element 10, a stop for limiting the stroke of the armature is provided. However, if a changeover contact is desired, the mating contact element 10 in such relays is arranged in mirror image to the mating contact element 9, so that the contact spring 7 switches back and forth between the two.
  • the mating contact element 10 has an extension 10b which engages around the contact spring 7 at its upper edge and forms a contact tab 12.
  • This contact tab 12 is arranged at a distance above the counter-contact element 9 so that it is flush with it.
  • Both the counter-contact element 9 and the contact tab 12 are each provided with a contact rivet 9b or 12b, which interact with corresponding contact rivets 7a and 7b of the contact spring 7 as a bridge contact.
  • Fig. 5 shows a further embodiment for the second Mating contact element.
  • This mating contact element 18 is bent in a U-shaped manner with an extension 19 around the free end of the contact spring 7 or 17 and forms a contact tab 20.
  • this contact tab 20 is aligned with the first mating contact element 9, it is arranged parallel to the second mating contact element 18, but opposite this so offset upwards that the contact rivet can also be applied after the bending of the counter-contact element 8.
  • the mating contact element 18 also has a recess 18a.
  • an additional cooling plate 21 can be integrally formed on the extension 19 of the mating contact element 18. This is used for heat radiation when switching high currents.
  • the first mating contact element 22 is anchored in a carrier 23.
  • a contact section 24 bent at a right angle supports the contact rivet 25.
  • the second mating contact element 26 is anchored in the carrier 23 at a right angle to the first mating contact element 22. It has an extension 27, which surrounds the contact spring (not shown) in a U-shape from below and has a molded-on contact tab 28 which is aligned with the contact section 24. This contact lobe 28 has a contact rivet 29. With the two contact rivets 25 and 29, the contact spring (not shown) forms a bridge contact.
  • An extension 30 is also formed on the second counter-contact element 26 and serves as an adjustable stop for the contact spring.
  • the contact spring can be L- shaped according to FIG. 1. 9 and 10 show further developments of this contact spring.
  • the contact spring 31 according to FIG. 9 has between its fastening part 31a on the armature and hers Contact bridge part 31b has a cut 32 on both sides, so that the two parts of the spring are only connected via a torsion bar 33. As a result, the contact spring can twist somewhat when switching in order to compensate for tolerances in the mating contact elements or the contact tab.
  • FIG. 10 Another embodiment of the contact spring is shown in FIG. 10.
  • the contact spring 34 shown there has a recess 35 which also serves to reduce the cross section and allows the spring to be twisted to compensate for tolerances.
  • the spring 34 is more dimensionally stable than the spring 31. Due to the trapezoidal inward edges 36 of the recess 35, the spring action can be set to a desired optimal value.

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Abstract

Das Relais besitzt einen einfachen Aufbau mit einem Klappanker (6) der unmittelbar eine Kontaktfeder (7) trägt. Die Kontaktfeder ist mit ihrem freien Ende zwischen zwei Gegenkontaktelementen (9, 10) bewegbar. Das eine dieser Gegenkontaktelemente (10) besitzt einen Fortsatz (10b), der die Kontaktfeder umgreift und mit einem angeformten Kontaktlappen (12) mit dem ersten Gegenkontaktelement (9) fluchtet. Dadurch wird ein Brückenkontakt gebildet, bei dem die Kontaktfeder selbst keinen Stromanschluß benötigt. Diese Anordnung ergibt auf einfache Weise eine doppelte Stromunterbrechung, wodurch beim Schalten hoher induktiver Lasten Lichtbögen vermieden werden.

Description

  • Die Erfindungbezieht sich auf ein elektromagnetisches Relais mit einer Spule, deren Achse parallel zu einer Grundebene liegt und deren Kern an einem Ende eine Polfläche . für einen an einer Jochkante gelagerten Anker bildet, außerdem mit einem mit dem Spulenkörper verbundenen isolierenden Träger, welcher im Bereich des dem Anker zugewandten Spulenflansches zwei sich senkrecht zur Grundebene erstreckende, mit Anschlußelementen versehenen Gegenkontaktelemente trägt, zwischen denen eine am Anker befestigte Kontaktfeder mit ihrem freien Ende umschaltbar angeordnet ist.
  • Derartige einfach aufgebaute Relais mit unmittelbar am Anker befestigter Kontaktfeder sind bekannt (DE-GM 69 40 437). Sie finden Anwendung zum Schalten relativ hoher Ströae bei relativ geringen Spannungen, etwa in Kraftfahrzeugen oder dergleichen. Die mit einem oder mit zwei Gegenkontakten zusammenwirkende Kontakteder am Anker besitzt üblicherweise einen Stromanschluß in Form einer Litze, welche über'das Joch oder unmittelbar zu einem eigenen Löt- oder Steckanschluß führt. Vielfach bildet die Kontaktfeder auch lediglich mit einem Gegenkontaktelement einen Schließer oder einen Öffner, während anstelle des obenerwähnten zweiten Gegenkontaktelementes ein Anschlag für die Ruhestellung der Kontaktfeder und damit auch des Ankers vorgesehen ist.
  • Beim Schalten hoher induktiver Lasten mit einem solchen Relais kommt es häufig zu stehenden Lichtbögen, die sich nur durch aufwendige Funkenlöschungen vermeiden lassen.
  • Deshalb werden für derartige Lasten häufig zwei hintereinander geschaltete Kontakte, also zwei Relais verwendet. Eine andere Möglichkeit bestünde darin, verhältnismäßig teure Spezialrelais hierfür einzusetzen.
  • Auigzbe der Erfindung ist es, ein einfaches Relais der eingangs erwähnten Art ohne Änderung an den Abmessungen so auszubilden, daß es als Schließer- oder Öffnerkontakt für hohe induktive Lasten verwendbar wird.
  • Erfindungsgemäßwird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das zweite Gegenkontaktelement einen Fortsatz besitzt, welcher die Kontaktfeder umgreifend einen mit dem ersten Gegenkontaktelement fluchtenden, jedoch im Abstand zu diesem angeordneten Kontaktlappen bildet und daß die Kontaktfeder in einer ihrer Schaltstellungen als Brückenkontakt am ersten Gegenkontaktelement und an dem Kontaktlappen anliegt.
  • Durch die erfindungsgemäße Gestaltung ist die Kontaktfeder nach wie vor zwischen den beiden Gegerkontaktelementen angeordnet; diese bilden jedoch keinen Umschaltekontakt, sondern durch entsprechende Gestaltung des zweiten Gegenkontaktelementes einen Erückenkontakt. Die als Kontaktbrücke dienende Kontaktfeder liegt-in einem Schaltzustand lediglich am ersten Gegenkontaktelement und im anderen Schaltzustand an beiden Gegenkontaktelementen an. Da also lediglich das freie Ende der Kontaktfeder als Brückenkontakt dient und damit stromführend ist, braucht die Kontaktfeder selbst keinen Stromanschluß, so daß der Strompfad erheblich kürzer ist und die aufwendige und bei hohen Strömen problematische Litzenverbindung entfällt. Das erste Gegenkontaktelement dient dabei gleichzeitig zur Hubbegrenzung des Ankers, so daß keine Hubeinstellung notwendig wird. Die Kontakte werden zweckmäßigerweise so justiert, daß das Schließen und Öffnen gleichzeitig erfolgt. Anstelle der zwei Einzelkontaktniete kann auch ein Längskontaktstück verwendet werden, so daß die Feder keinen Strom mehr führen muß. Das hat den Vorteil, daß billiges Federmaterial verwendet werden kann.
  • Weitere Einzelheiten derErfindung werden nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1 und 2 ein erfindungsgemäß gestaltetes Relais in zwei Seitenansichten,
    • Fig. 3 und 4 ein etwas abgewandeltes Relais ebenfalls in zwei Ansichten,
    • Fig. 5 eine gegenüber den vorhergehenden Figuren abgewandelte Ausführungsform eines Gegenkontaktelementes,
    • Fig. 6, 7 und 8 eine weitere Ausführungsform einer Kontaktanordnung in drei Ansichten,
    • Fig. 9 und 10 zwei weitere Ausführungsformen für eine Kontaktfeder.
  • Das Relais nach den Fig. 1 und 2 besitzt eine Spule 1 mit den Spulenflanschen 2 und 3, deren Achse parallel zur Grundebene oder Einbauebene des Relais liegt. Der nicht sichtbare Kern ist mit einem Ende an ein Joch 4 angekoppelt, welches die Spule an zwei Seiten umgreift und an dessen Kante 5 ein plattenförmiger Anker 6 gelagert ist. Am Anker ist unmittelbar eine Kontaktfeder 7 über Nietungen oder Schweißverbindungen 8 befestigt, die mit ihrem freien Ende 7a zwischen einem ersten Gegenkontaktelement 9 und einem zweiten Gegenkontaktelement 10 bewegbar ist. Beide Gegenkontaktelemente sind jeweils mit einem Anschlußstift, einem Stecker- oder Lötstift 9a bzw. 10a, versehen. Die Gegenkontaktelemente 9 und 10 sind in einem isolierenden Träger 11 verankert, welcher im vorliegenden Beispiel am Spulenflansch 3 angeformt ist. Dieser Träger könnte aber auch in Form einer Grundplatte auf beliebige Weise mit der Spule verbunden sein.
  • Bei herkömmlichen Relais dieser Art kann das Gegenkontaktelement 10 entweder ganz entfallen, wenn lediglich ein Schließer gebildet werden soll, oder anstelle des Gegen-. kontaktelementes 10 ist ein Anschlag zur Hubbegrenzung des Ankers vorgesehen. Wird jedoch ein Umschaltkontakt gewünscht, so ist das Gegenkontaktelement 10 bei solchen Relais spiegelbildlich zum Gegenkontaktelement 9 angeordnet, so daß die Kontaktfeder 7 zwischen beiden hin und her schaltet..
  • Beimerfindungsgemäßen Relais nach den Fig. 1 und 2 dagegen besitzt das Gegenkontaktelement 10 eine Verlängerung 10b, welche die Kontaktfeder 7 an ihrer oberen Kante U-försig umgreift und einen Kontaktlappen 12 bildet. Dieser Kontaktlappen 12 ist in einem Abstand über dem Gegenkontaktelement 9 so angeordnet, daß er mit diesem-fluchtet. Sowohl das Gegenkontaktelement 9 als auch der Kontaktlappen 12 sind jeweils mit einem Kontaktniet 9b bzw. 12b versehen, welche mit entsprechenden Kontaktnieten 7a und 7b der Kontaktfeder 7 als Brückenkontakt zusammenwirken.
  • Das Relais nach den Fig. 3 und 4 ist im wesentlichen ebenso aufgebaut wie das vorher beschriebene Relais. Lediglich anstelle des zweiten Gegenkontaktelementes 10 mit der U-formigen Verlängerung ist nunmehr ein Z-förmig ausgebildetes Gegenkontaktelement 13 vorgesehen, welches eine abgekröpfte Verlägerung 14 mit einem Kontaktlappen 15 besitzt, welcher wiederum mit dem ersten Gegenkontaktelement 9 fluchtet. Der Mittelabschnitt 14 des Gegenkontaktelementes 13 greift dabei durch eine Ausnehmung 16 der Kontaktfeder 17, welche wiederum am Anker 6 befestigt ist und mit ihren beiden freien Enden 17a und 17b einen Brückenkontakt zwischen dem ersten Gegenkontaktelement 9 und dem Kontaktlappen 15 bildet.
  • Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform für das zweite Gegenkontaktelement. Dieses Gegenkontaktelement 18 ist mit einer Verlägemmg 19 U-förmig um das freie Ende der Kontaktfeder 7 oder 17 herum gebogen und bildet einen Kontaktlappen 20. Dieser Kontaktlappen 20 ist zwar, mit dem ersten Gegenkontaktelement 9 fluchtend, parallel zum zweiten Gegenkontaktelement 18 angeordnet, jedoch gegenüber diesem so nach oben versetzt, daß der Kontaktniet auch nach der Biegung des Gegenkontaktelementes 8 aufgebracht werden kann. Zur Erleichterung des Einnietens besitzt das Gegenkontaktelement 18 außerdem eine Ausnehmung 18a. Weiterhin kann seitlich an der Verlängerung 19 des Gegenkontaktelementes 18 ein zusätzliches Kühlblech 21 angeformt sein. Dieses dient zur Wärmeabstrahlung beim Schalten hoher Ströme.
  • In den Fig. 6 bis 8 ist in drei Ansichten eine weitere Ausführungsform der Kontaktanordnung gezeigt. Dabei ist das erste Gegenkontaktelement 22 in eines Träger 23 verankert. Ein rechtwinklig abgebogener Kontaktabschnitt 24 trägt den Kontaktniet 25. Das zweite Gegenkontaktelement 26 ist im rechten Winkel zum ersten Gegenkontaktelement 22 im Träger 23 verankert. Es besitzt eine Verlägerung 27, welche U-förmig von unten die nicht dargestellte Kontaktfeder umgreift und einen angeformten Kontaktlappen 28 besitzt, welcher mit dem Kontaktabschnitt 24 fluchtet. Dieser Kontaktläppen 28 besitzt einen Kontaktniet 29. Mit den beiden Kontaktnieten 25 und 29 bildet die nicht dargestellte Kontaktfeder einen Brückenkontakt. Am zweiten Gegenkontaktelement 26 ist außerdem ein Fortsatz 30 angeformt, welcher als justierbarer Anschlag für die Kontaktfeder dient.
  • Die Kontaktfeder kann entsprechend Fig. 1 L-förmig ausgebildet sein. Fig. 9 und 10 zeigen Weiterbildungen dieser Kontaktfeder. So besitzt die Kontaktfeder 31 gemäß Fig. 9 zwischen ihrem Befestigungsteil 31a an Anker und ihrem Kontaktbrückenteil 31b einen beiderseitigen Einschnitt 32, so daß die beiden Teile der Feder lediglich über einen Torsionssteg 33 verbunden sind. Dadurch kann sich die Kontaktfeder beim Schalten etwas verwinden, um Toleranzen bei den Gegenkontaktelementen bzw. dem Kontaktlappen auszugleichen.
  • Eine andere Ausführungsform der Kontaktfeder zeigt Fig. 10. Die dort dargestellte Kontaktfeder 34 besitzt eine Ausnehmung 35, die ebenfalls als Querschnittsverminderung dient und ein Verwinden der Feder zum Toleranzausgleich ermöglicht. Die Feder 34 ist dabei formstabiler als die Feder 31. Durch die trapezförmig nach innen verlaufenden Kanten 36 der Ausnehmung 35 kann die Federwirkung auf einen gewünschten optimalen Wert eingestellt werden.
  • Die Querschnittsverminderung bei den Federn nach Fig. 9 und 10 wirkt sich auch in keiner Weise auf die Stromführung aus, da im Gegensatz zu herkömmlichen Relais dieser Art die Kontaktfedern nur mit ihrem freien Ende den Strom als Brückenkontakt führt. Beim Schalten sehr hoher Ströme kann es auch zweckmäßig sein, die Kontaktfeder an ihrem freien Ende umzuknicken und damit den stromführenden Querschnitt zu verdoppeln.

Claims (9)

1. Elektromagnetisches Relais mit einer Spule, deren Achse parallel zu einer Grundebene liegt und deren Kern an einem Ende eine Polfläche für einen an einer Jochkante gelagerten Anker bildet, außerdem mit einem mit dem Spulenkörper verbundenen isolierenden Träger, welcher im Bereich des dem Anker zugewandten Spulenflansches zwei sich senkrecht zur Grundebene erstreckende, mit Anschlußelementen versehenen Gegenkontaktelemente trägt, zwischen denen eine am Anker befestigte Kontaktfeder mit ihrem freien Ende umschaltbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Gegenkontaktelement (10, 13, 18, 26) einen Fortsatz (10b, 14, 19, 27) besitzt, welcher die Kontaktfeder (7, 17) umgreifend einen mit dem ersten Gegenkontaktelement (9) fluchtenden, jedoch im Abstand zu diesem angeordneten Kontaktlappen (12, 15, 20, 28) bildet und daß die Kontaktfeder (7, 17) in einer ihrer Schaltstellungen als Brückenitontakt am ersten Gegenkontaktelement (9, 22) und am Kontaktlappen (12, 15, 20, 28) anliegt.
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Kontaktlappen (12) von der Grundebene aus gesehen über dem ersten Gegenkontaktelement (9) angeordnet ist.
3. Relais nach Anspruch 1.oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das zweite Gegenkontaktelement (10) mit seinem Fortsatz (10b) das freie Ende der Kontaktfeder (7) U-förmig umgreift.
4. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktfeder (17) an ihrem freien Ende einen Schlitz (16) aufweist und daß das zweite Gegenkontaktelement (13) mit seiner abgekröpften Verlängerung (14) durch den Schlitz (16) hindurchgreift.
5. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Kontaktlappen (20) gegenüber dem parallelen, im Träger eingespannten Teil des zweiten Kontaktelementes (18) versetzt angeordnet ist.
6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß am zweiten Gegenkontaktelement (26) ein justierbarer Anschlag (30) für die Kontaktfeder angeformt ist.
7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Gegenkontaktelement (22) im rechten Winkel zum zweiten Gegenkontaktelement (26) im Träger (23) verankert ist und einen rechtwinklig abgebogenen, mit dem Kontaktlappen (28) des ersten Gegenkcntaktelementes (26) fluchtenden Kontaktabschnitt (24) aufweist.
8. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß an einem der Gegenkontaktelemente (18) ein Kühlblech (21) angeformt ist.
9. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktfeder (31, 34) zwischen ihrem Befestigungsteil (31a) am Anker und ihrem kontaktgebenden Ende (31b) eine Querschnittsvermin- derung (32, 35) aufweist.
EP82110952A 1981-11-30 1982-11-26 Elektromagnetisches Relais Expired EP0081164B1 (de)

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DE8134890U DE8134890U1 (de) 1981-11-30 1981-11-30 Elektromagnetisches Relais

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EP0081164A1 true EP0081164A1 (de) 1983-06-15
EP0081164B1 EP0081164B1 (de) 1986-08-13

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EP82110952A Expired EP0081164B1 (de) 1981-11-30 1982-11-26 Elektromagnetisches Relais

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