EP0133977B1

EP0133977B1 - Kleinschaltrelais in Miniatur-Ausführung

Info

Publication number: EP0133977B1
Application number: EP84108964A
Authority: EP
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. Nestlen; Reiner Rudolf
Original assignee: Hengstler GmbH
Current assignee: Hengstler GmbH
Priority date: 1983-08-02
Filing date: 1984-07-28
Publication date: 1989-05-10
Anticipated expiration: 2004-07-28
Also published as: DE3327782A1; EP0133977A2; EP0133977B2; US4709219A; ATE43026T1; EP0133977A3; DE3478166D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Kleinschaltrelais mit erhöhter Isolation zwischen Magnetsystem und Kontaktsystem zur Verwendung als Miniatiur-Kartenrelais nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Relais ist aus der EP-A-0 049 088 bereits bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung sind zwar im Bereich des Betätigungssteges Trennwände vorgesehen, die aber das Magnetsystem, den Anker und die Ankerhaltefeder nicht weiter umgreifen. Hierdurch könnte wegen sich bildender Kriechstrecken die Hochspannungsfestigkeit des Relais beeinträchtigt werden.
Ein weiteres bekanntes Relais nach der DE-B-2 717 293 sieht zwar eine Aufnahme des freien, schwenkbaren Endes des Ankers in einer Tasche des Betätigungss_teges vor, trifft sonst aber keine Maßnahmen um die Kriech- oder Hochspannungsfestigkeit, insbesondere zwischen Kontaktsystem und Magnetsystem zu erhöhen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Relais der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß eine erhöhte Festigkeit gegen Kriechstrecken erreicht wird.
Die Lösung der gestellten Aufgabe ist durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruchs 1 angegeben.
Das Wesen der Erfindung liegt darin, daß der Anker, die Ankerhaltefeder und das Magnetsystem zumindest teilweise von einer Rippe bzw. von deren Abwinklung umfaßt werden, so daß gegenüber Kriechströmen die Hochspannungsfestigkeit des Relais nach Art einer Trennwand gesteigert wird. Weiterhin ist auch der Betätigungssteg an einem Ende als Tasche ausgebildet, die das freie Ende des Ankers umgreift, so daß hierdurch Kriechstrecken ausgehend vom Kontaktsystem unterdrückt werden.
Das vorliegende Relais besitzt auch in der Ausführung mit einem Wechselkontakt Luft- und Kriechstrecken von mehr als 8 mm, d. h. also verstärkte Isolation. Bisher waren solche Relais mit größeren Abmessungen nur in der Ausführung mit einem Arbeitskontakt bekannt.
Das Relais ist so konzipiert, daß auch die waschdichte Ausführung (IP 67) die gleichen Abmessungen trägt, wie die offene Ausführung (IP 40).
Das vorliegende Relais erreicht lediglich eine Bauhöhe von 7,9 mm, die wie folgt zustande kommt:
1/2-Zoll-Abstand (12,7 mm) Leiterplatte zu Leiterplatte, übliche Leiterplattendicke von 1,5 - 3,2 mmm, Bauhöhe Relais 7,9 mm lassen noch Stiftlängen auf der Rückseite der Leiterplatten zum Einlöten von 1,6 mm zu. Diese Stiftlänge ist üblicherweise für eine gute Schwallbadlötung erforderlich.
Dadurch, daß der Federbock werkstoffeinstückig mit der einseitig offenen Gehäusewanne gebildet ist, ergibt sich trotz Hochspannungsfestigkeit eine erwünschte Miniaturisierung. Der Federbock ist im herkömmlichen Sprachgebrauch das Halterungselement für sämtliche Teile des Relais, insbesondere des Kontaktsystems und des Magnetsystems. Das Gehäuse wird vorzugsweise aus einem Kunststoff-Spritzgußmaterial hergestellt, so daß das Kontaktsystem und das Magnetsystem unmittelbar in das Gehäuse eingesetzt und dort befestigt werden. Die Vormontage außerhalb des Gehäuses mit entsprechenden Halterungselementen entfällt, denn diese separaten Halterungselemente würden nur in unerwünschter Weise Platz beanspruchen.
Die Montage des Magnetgestells erfolgt durch einfaches Einschieben der Erregerspule mit Kern und Joch in das Gehäuse, wobei die Ankerhaltefeder in einer gehäusefesten Halterung befestigt ist. Alle Teile werden nur durch den Deckel gegen Herausfallen geschützt. Um die 8-mm Luft- und Kriechstrecken zu erreichen, muß der Anker in einer Tasche des Betätigungssteges eingebettet werden.
Die Gesamtkonstruktion lässt damit eine automatisierte Fertigung zu.
Nachfolgend werden die technischen Daten des erfindungsgemässen Kleinschaltrelais wiedergegeben:
Das Relais ist ein echtes Kleinschaltrelais mit erhöhter Isolation zwischen Spule und Kontakten. Es findet überall dort Einsatz, wo Leiterplattenabstände und Modulbreiten keine breiteren Relais zulassen, ohne daß dabei auf die charakteristischen Merkmale eines Kleinschaltrelais verzichtet werden muß. Es ist vor allem entwickelt auf der Basis von VDE 0110, VDE 0435, VDE 0631, VDE 0660, VDE 0730, VDE 0804 und VDE 860.
Kontakte:

Kontaktbestückung: 1 Schließer (1) oder 1 Öffner (2) der 1 Wechsler (21)
Kontaktwerkstoff: AgCdO, AgCu-Aup (Einfach- oder Zwillingskontakte)
max. Schaltspannung: 380 VAC
max. Schaltstrom: 6 A, Dauerstrom: 8 A
Kontaktübergangswiderstand: 100 m0hm/ 50mOhm.

max. Umgebungstemperatur: -40° C bis +70°C max. Schalthäufigkeit: 20 Hz mech. Lebenswartung: 2 x 10⁷ el. Lebenswartung: 2 x 10⁵ Prüfspannung Spule-Kontakt: 4 KVeff Kontakt: Luft-/Kriechstrecke Spule-Kontakt: > 8 mm Isolation nach VDE 0110: lGr C(250-B/380 in waschdichter Ausführung: IGr C/380
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1: Mittenlängsschnitt durch ein Relais nach der Erfindung,
Figur 2: Schnitt gemäss der Linie 11-11 in Figur 1,
Figur 3: Schnitt gemäss der Linie 111-111 in Figur 1,
Figur 4: Schnitt gemäss der Linie IV-IV in Figur 1.

Das Relais nach den Figuren 1 bis 4 hat eine Gehäusewanne 10, die gleichzeitig als Federbock 1 für die Halterung des Magnetsystems 2 und des Kontaktsystems 3 dient.
Das Magnetsystem 2 umfaßt eine Erregerspule, bei der Joch und Kern 8 aus einem einzigen U-förmigen Teil in einem Stanzbiegevorgang geformt sind.
Das gesamte Magnetsystem 2 ist in die Gehäusewanne nur eingelegt, wobei die Anschlüsse 27 entsprechende seitliche Schlitze der Gehäusewanne durchgreifen. Das Magnetsystem wird im wesentlichen durch den rastend auf die Gehäusewanne aufgedrückten Deckel 4 vor dem Herausfallen geschützt. Eine weitere Lagensicherung des Magnetsystems 2 ergibt sich dadurch, daß eine Ankerhaltefeder 11 vorhanden ist, die in den Schlitz 21 einer Halterung 12 eingeklemmt ist. Die Halterung 12 ist hierbei gemäss Figur 2 werkstoffeinstückig mit dem Boden der Gehäusewanne 10 ausgebildet. Die Ankerhaltefeder bildet das Widerlager für den schwenkbar auf das Joch 8 aufgesetzten L-förmigen Anker 13. Das Ende des langen Schenkels dieses Ankers wird von einer Tasche 14 des Betätigungssteges 15 aufgenommen. Dies wird aus Isolationsgründen vorgenommen. Der Betätigungssteg 15 durchgreift einen schmalen Durchbruch 19 in der Kammerwand 17, welche das Magnetsystem 2 von dem darüber angeordneten Kontaktsystem 3 trennt. In der gezeigten Ausführungsform hat das Kontaktsystem 3 zwei Schaltfedern 7a, 7b, die je nach Stellung des Ankers 13 abwechselnd in Berührung mit der Kontaktfeder 7c kommen.
Die Schaltfedern 7a, 7b sind in entsprechenden Schlitzen 22,23 des Gehäuses aufgenommen, wobei mehrere, hintereinanderliegende Schlitze 22 bzw. 23 vorgesehen sind, die durch jeweils eine Ausnehmung 25 getrennt sind.
Die Kontaktfeder 7c ist gleichfalls in einem Schlitz 24 des Gehäuses 10 geführt und durchgreift auch eine Ausnehmung 26. Im Bereich der Ausnehmungen 25, 26 erfolgt dann die Lagensicherung der Federn 7a, 7b, 7c.
Die Federn 7a, 7b, 7c sind mit Anschlußfahnen 9a, 9b, 9c nach außen geführt, wobei wesentlich ist, daß bei der liegenden Ausführung die Anschlußfahnen durch den Deckel 4 hindurchgehen und der Deckel im Bereich der Anschlußfahnen mit konisch zulaufenden Durchbrüchen 5 ausgestatet ist, und auf der Außenseite Taschen 28 vertieften Durchmessers aufweist.
Durch die Anordnung von konischen Durchbrüchen 5 werden zunächst Fließhäute im Bereich des Durchtritts der Anschlußfahnen 9 durch die entsprechende Ausnehmung im Deckel 4 durchstoßen, worauf sich diese Fließhäute abdichtend um den Anschluß 9 herumlegen. Es wird damit vermieden, daß bei der Verklebung der Anschlüsse 9 mit dem Deckel 4 Material in das Innere des Relais hineinläuft. Die Taschen 28 sind über entsprechende Zwischenbahnen alle miteinander verbunden, so daß durch Eingabe von Klebstoff in eine einzige Tasche der Klebstoff sich in den Bahnen verteilt, und in alle anderen Taschen 28 hineinläuft, und damit mit einer einzigen Klebstoff-Zugabe alle Anschlußfahnen 9 mit dem Deckel 4 verklebt werden.
In den Figuren 1, 3 und 4 ist noch als Alternative gezeigt, daß anstatt der Anschlußfahnen 9 entsprechende Anschlußstifte 6 für eine stehende Ausführung vorgesehen sein können, die dann durch eine Seitenwand der Gehäusewanne 10 hindurchgreifen.
An der Unterseite des Deckels 4 ist eine Rippe 16 angeformt, die unmittelbar an der Kammerwand 17 anliegt und damit eine doppelte Trennung von Kontaktsystem 3 und Magnetsystem 2 gewährleistet. Die Rippe 16 erstreckt sich gemäss Figur 2 bis nahe an den Boden der Gehäusewanne 10.
Um den Anker 13 ausreichend zu isolieren, ist die Rippe 16 mit einer Abwinklung 20 versehen, welche noch zum Teil die Erregerspule des Magnetsystems 2 umfasst und die Ankerhaltefeder 11 übergreift.
Durch die Anordnung sämtlicher Befestigungselemente für Magnetsystem 2 und Kontaktsystem 3 in einer Gehäusewanne, wobei sämtliche Halterungselemente (des Federbocks 1) werkstoffeinstückig mit der Wanne 10 ausgebildet sind, ergibt sich eine vorteilhafte Miniaturisierung.

Claims

Kleinschaltrelais mit erhöhter Isolation zwischen Magnetsystem und Kontaktsystem zur Verwendung als Miniatur-Kartenreiais, mit einer das Magnet- und das Kontaktsystem aufnehmenden Gehäusewanne (10) und einem die Gehäusewanne abschließenden Deckel (4), mit einem Federbock und mit einer das Magnetsystem vom Kontaktsystem trennenden Wand (17), wobei Federbock und Trennwand werkstoffeinstückig mit der einseitig offenen Gehäusewanne (10) ausgebildet sind und ferner der Deckel (4) eine Rippe (16) aufweist, die im montierten Zustand des Relais die das Magnetsystem vom Kontaktsystem trennende Gehäusewand (17) überlappt, wobei im Federbock Schlitze und Ausnehmungen für die Halterung der Schalt- und Kontaktfedern (7) angeordnet sind, ferner mit einem aus Kunststoff bestehenden, in der Kammerwand (17) einen schmalen Durchbruch (19) durchgreifenden Betätigungssteg (15), dessen eines Ende die Kontaktfedern des Kontaktfedersatzes betätigt und auf dessen anderem Ende das spulenkernferne Ende eines L-förmigen Ankers (13) des Magnetsystems einwirkt, dessen erster L-Schenkel parallel zu der das Magnetsystem vom Kontaktsystem trennenden Gehäusewand (17) verläuft, und wobei diesem Anker eine Haltefeder (11) zugeordnet ist, für die werkstoffeinstückig mit der Gehäusewanne eine Halterung (12) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
a) an die Rippe (16) des Deckels (4) eine Abwicklung (20) angeformt ist, welche sich parallel zum zweiten L-Schenkel des Ankers (13) derart erstreckt, daß sie diesen Schenkel zumindest teilweise überragt,

b) daß die Rippe (16) auch die Ankerhaltefeder (11) übergreift, die an der Außenseite des ersten L-Schenkels des Ankers (13) angeordnet ist und

c) auch der Betätigungssteg (15) L-Form aufweist und der eine L-Schenkel als Tasche (14) zum Aufstecken auf das freie Ende des ersten L-Schenkels des Ankers (13) ausgebildet ist.