EP0447401B1 - Elektromagnetisches relais - Google Patents

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EP0447401B1
EP0447401B1 EP89909153A EP89909153A EP0447401B1 EP 0447401 B1 EP0447401 B1 EP 0447401B1 EP 89909153 A EP89909153 A EP 89909153A EP 89909153 A EP89909153 A EP 89909153A EP 0447401 B1 EP0447401 B1 EP 0447401B1
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EP
European Patent Office
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contact
main
yoke
connecting webs
preliminary
Prior art date
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EP89909153A
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English (en)
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Hans-Dieter Schmid
Anton Frenznick
Dieter Mach
Karl Brandsch
Volker Busch
Manfred Mitsch
Theodor Sturm
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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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
    • H01H50/546—Contact arrangements for contactors having bridging contacts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • 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
    • H01H1/34—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with provision for adjusting position of contact relative to its co-operating contact
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H11/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
    • H01H2011/0075—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches calibrating mechanical switching properties, e.g. "snap or switch moment", by mechanically deforming a part of the switch, e.g. elongating a blade spring by puncturing it with a laser
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/38—Auxiliary contacts on to which the arc is transferred from the main contacts

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic relay according to the preamble of claim 1.
  • the switching contact of the relay is set by a squeezing process on a central leg of the contact carrier, at the angled free end of which the relay contact is fastened.
  • the pinch is carried out in a stretching zone of the leg, which is arranged between connecting webs projecting symmetrically on both sides to adjacent legs and a yoke of the contact carrier connecting the three legs.
  • the aim is to set the main and pre-contact of power relays as simply, accurately, reliably and independently of each other as possible at low cost with as little effort as possible.
  • the relay according to the invention with the characterizing features of claim 1 has the advantage that, independently of one another, the advance of the pre-contact to the main contact, ie the contact sequence and the contact pressure and, as a result, the so-called erosion reserve can be set very precisely, quickly and reliably without the can subsequently change the set values, such as B. by elastic deformations during a bending adjustment of the contact carrier.
  • Another advantage is that the contact carrier can be produced from a single stamped part without great effort, which is to be anchored together with the magnetic yoke of the relay in a base plate.
  • a plane-parallel, angular extension of the main and pre-contact is ensured by the connecting webs projecting symmetrically on both sides from the center leg of the main and the pre-contact.
  • FIG. 1 An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description.
  • the figure shows a power relay for motor vehicles with a pre and main contact.
  • a power relay 10 for electrical direct current consumers with a high starting current is shown, as used in particular in motor vehicles for switching on and off electromagnetic valves and electric motors.
  • the relay is with a base plate 11 made of insulating material in which a plurality of connection parts 12 are fastened, which protrude downward from the base plate 11.
  • the base plate 11 also carries an L-shaped magnetic yoke 13 which is anchored on one end face with fastening tongues in corresponding pockets of the base plate 11.
  • a relay winding 14 is arranged on a coil core 15 which is riveted with its rear end to the magnetic yoke 13.
  • a hinged armature 16 In front of the free end of the coil core 15, a hinged armature 16 is arranged, which is pivotally mounted with its rear end on the magnetic yoke 13.
  • a leaf spring 17 is riveted to the hinged armature 16, the front end of which projects beyond the hinged armature 16 and carries two switching contacts 18 and 19 which are spaced apart from one another, of which only the regions riveted to the leaf spring 17 are visible.
  • the other end of the leaf spring 17 is guided around the bearing point of the hinged armature 16 on the magnetic yoke 13 and fastened to the rear of the magnetic yoke 13 with a corresponding preload in order to achieve a restoring force for the hinged armature 16.
  • the leaf spring 17 also serves the switching contacts 18, 19 for power supply.
  • the restoring force for the hinged armature 16 can alternatively also be generated by a helical tension spring which is suspended from a respective not recognizable projection of the hinged armature 16 and the magnetic yoke 13.
  • the shortened rear end of the leaf spring 17 is connected to one of the connecting parts 12 via a welded-on copper wire.
  • the switch contact 18 on the leaf spring 17 of the hinged armature 16 interacts with a fixed pre-contact 20 and the switch contact 19 with a fixed main contact 21, which forms the normally open contact of the relay.
  • the pre-contact 20 and the switching contact 18 cooperating therewith are made of a burn-off-resistant material for absorbing the high inrush current surge, whereas the main contact 21 and the switching contact 19 interacting therewith consists of a silver-nickel alloy with low contact resistance for absorbing the continuous current.
  • Pre-contact 20 and main contact 21 are attached to a common contact carrier 22, which is also attached to the base plate 11 and is firmly connected to one of the connecting parts 12.
  • the contact carrier 22 is provided in a region running in the direction of movement of the hinged armature 16 with a plurality of legs 23 to 27 which run at a distance from one another and which start from a common yoke 28.
  • the second leg 24 carries the main contact 21 at its angled free end 24a and the fourth leg 26 carries the pre-contact 20 at the free angled end 26a.
  • the leg 24 with the main contact 21 is connected to the adjacent legs 23 and 25 by connecting webs 29 projecting symmetrically on both sides connected, which prevent an inclination of the contact when adjusting the main contact 21.
  • the leg 26 is connected to the pre-contact 21 by means of connecting webs 30 projecting symmetrically on both sides with the adjacent legs 25 and 27.
  • a stretching zone 31 and 32 is provided on the legs 24 and 26 carrying the main contact 21 and the pre-contact 20, respectively.
  • the embossing pliers then crimp the leg 26 carrying the pre-contact 20 in its stretching zone 32 and raise the angled end 26a to such an extent that the pre-contact 20 leads the main contact 21 by a desired amount of approximately 0.1 mm when the relay contacts close .
  • This advance can expediently be specified by a correspondingly thicker pre-contact 20 with respect to the main contact 21, so that the leg ends 26a and 24a can be angled at the same height during the manufacture of the contact carrier 22. In addition, this prevents excessive squeezing in the stretching zone 32 of the leg 26.
  • all the legs 23 to 27 of the contact carrier 22 are rigidly connected to one another at their ends facing away from the main contact 21 and pre-contact 20 via the common yoke 28, this yoke 28 being so stably fastened on the base plate 11 via a base plate 33 of the contact carrier 22 that the yoke 28 does not yield during the adjustment process.
  • the lower leg 23 is kept relatively short.
  • the contact carrier 22 can also with another area, for. B. the yoke area on the base plate 11 or other supporting parts of the relay.
  • the main and pre-contact can be adjusted independently of one another through the extension zones 31 and 32 of the legs 24, 26 carrying them, the lateral connecting webs 29, 30 serving for lateral guidance and partly also for power conduction.
  • the connecting webs 29, 30 located between the legs 24 and 26 with the main contact 21 and the pre-contact 20 are expediently connected to a common adjacent leg 25.

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Abstract

Es wird ein elektromagnetisches Relais für Verbraucher mit einer hohen Einschaltstromspitze vorgeschlagen, das einen Hauptkontakt (21) und einen Vorkontakt (20) aufweist. Der Hauptkontakt (21) sowie der Vorkontakt (20) befinden sich jeweils an einem abgewinkelten Ende (24a, 26a) je eines von mehreren, mit Abstand nebeneinander verlaufenden Schenkeln (23 bis 27), die von einem geneinsamen Joch (28) eines Kontaktträgers (22) ausgehen. Die den Haupt- und Vorkontakt (21, 20) tragenden Schenkel (24, 26) sind über Verbindungsstege (29, 30) beidseitig mit je einem benachbarten Schenkel (23, 25, 27) verbunden. Zwischen Joch (28) und Verbindungsstegen (29, 30) haben die den Haupt- und Vorkontakt (21, 20) tragenden Schenkel (24, 26) jeweils eine Streckzone (31, 32), an denen durch eine Materialquetschung der Haupt- bzw. Vorkontakt (21, 20) unabhängig voneinander einjustiert wird.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem elektromagnetischen Relais nach der Gattung des Patentanspruchs 1.
  • Bei einem solchen, aus der DE-PS 36 40 997 bekannten Relais wird der Schaltkontakt des Relais durch einen Quetschvorgang an einem mittleren Schenkel des Kontaktträgers eingestellt, an dessen abgewinkeltem freien Ende der Relaiskontakt befestigt ist. Die Quetschung wird in einer Streckzone des Schenkels vorgenommen, die zwischen beidseitig symmetrisch abstehenden Verbindungsstegen zu benachbarten Schenkeln und einem die drei Schenkel verbindenden Joch des Kontaktträgers angeordnet ist.
  • Die Verwendung derartiger Relais zum Einschalten von elektromagnetischen Verbrauchern wie Elektromotoren, Magnetventilen und dergleichen ist jedoch wegen den dabei auftretenden hohen Einschaltströmen nur begrenzt möglich, da die Silber-Nickel-Legierung der Relaiskontakte zwar einen relativ kleinen Übergangswiderstand bewirkt, bei hoher Strombelastung jedoch zu einer schnellen Abnutzung der Kontakte führt. Bei größeren Verbrauchern bzw.
  • Verbrauchern mit hohen Einschaltstromstärken ist es daher in Kraftfahrzeugen bekannt, Relais mit einem Haupt- und Vorkontakt zu verwenden gemäß DE-OS 30 08 089), wobei der Vorkontakt zur Aufnahme des hohen Einschaltstromes aus einem abbrandfesten Material, z. B. Wolfram, hergestellt ist, das jedoch einen erheblich höheren Übergangswiderstand als das Material des Hauptkontaktes aufweist. Bei derartigen Relais muß die Voreilung des Vorkontaktes sowie die Abbrandreserve und der Kontaktdruck von Vor- und Hauptkontakt unabhängig voneinander einjustiert werden. Üblicherweise werden dazu bislang Justierschrauben am Relais angebracht, die eine aufwendige Herstellung, Montage und Einjustierung erfordern und die außerdem nach dem Justiervorgang durch Kleber oder durch eine Schweißung gesichert werden müssen. Bekannt ist ferner, Haupt- und Vorkontakt solcher Relais unabhängig voneinander an jeweils einem Kontaktträger durch eine Präge- bzw. Kerbjustierung einzustellen, wie sie aus der DE-OS 30 12 354 (R. 6210) bekannt ist. Hierbei ist jedoch nachteilig, daß durch den Kerb- bzw. Prägevorgang die Kontakte durch ungleichmäßiges Materialgefüge des Kontaktträgers schräg oder schief gestellt werden, was zu einem erhöhten Kontaktabbrand führen kann.
    • Vorteile der Erfindung
  • Mit der vorliegenden Lösung wird angestrebt, den Haupt- und Vorkontakt von Leistungsrelais möglichst einfach, genau, zuverlässig und unabhängig voneinander mit möglichst geringem Aufwand kostengünstig einzustellen.
  • Das erfindungsgemäße Relais mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 hat den Vorteil, daß unabhängig voneinander die Voreilung des Vorkontaktes zum Hauptkontakt, d. h. die Kontaktfolge sowie der Kontaktdruck und infolge dessen die sogenannte Abbrandreserve sehr exakt, schnell und zuverlässig eingestellt werden kann, ohne daß sich die eingestellten Werte nachträglich verändern können, wie z. B. durch elastische Verformungen bei einer Biegejustierung des Kontaktträgers. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich der Kontaktträger ohne größeren Aufwand aus einem einzigen Stanzteil herstellen läßt, das gemeinsam mit dem Magnetjoch des Relais in einer Grundplatte zu verankern ist. Außerdem wird eine planparallele, winkelhaltige Streckung des Haupt- und Vorkontaktes durch die jeweils vom Mittelschenkel des Haupt- und des Vorkontaktes beidseitig symmetrisch abstehenden Verbindungsstege gewährleistet.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale möglich. Dabei ist es zur Erhöhung der Stabilität des Kontaktträgers vorteilhaft, wenn alle Schenkel des Kontaktträgers an ihrem den Haupt- und Vorkontakt abgewandten Ende über ein gemeinsames Joch miteinander starr verbunden sind. Außerdem ist es zweckmäßig, zwischen den Schenkeln mit dem Hauptkontakt und dem Nebenkontakt nur einen weiteren Schenkel anzuordnen, mit dem die zwischen den Schenkeln des Haupt- und des Nebenkontaktes liegenden Verbindungsstege verbunden sind.
    • Zeichnung
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuert. Die Figur zeigt ein Leistungsrelais für Kraftfahrzeuge mit einem Vor- und Hauptkontakt.
    • Beschreibung des Ausführungsbeispieles
  • In der Zeichnung ist ein Leistungsrelais 10 für elektrische Gleichstromverbraucher mit hohem Anlaufstrom dargestellt, wie sie insbesondere in Kraftfahrzeugen zum Ein- und Ausschalten von elektromagnetischen Ventilen und Elektromotoren z. B. für Pumpen sowie von Glühkerzen benötigt werden. Das Relais ist mit einer Grundplatte 11 aus Isolierstoff versehen, in der mehrere Anschlußteile 12 befestigt sind, die nach unten aus der Grundplatte 11 herausragen. Die Grundplatte 11 trägt ferner ein L-förmiges Magnetjoch 13, das an einer Stirnseite mit Befestigungszungen in entsprechende Taschen der Grundplatte 11 verankert ist. Eine Relaiswicklung 14 ist auf einem Spulenkern 15 angeordnet, der mit seinem hinteren Ende am Magnetjoch 13 festgenietet ist. Vor dem freien Ende des Spulenkernes 15 ist ein Klappanker 16 angeordnet, der mit seinem hinteren Ende am Magnetjoch 13 schwenkbar gelagert ist. Auf dem Klappanker 16 ist eine Blattfeder 17 festgenietet, deren vorderes, über den Klappanker 16 hinausragende Ende zwei mit Abstand nebeneinander liegende Schaltkontakte 18 und 19 trägt, von denen nur die mit der Blattfeder 17 vernieteten Bereiche erkennbar sind. Das andere Ende der Blattfeder 17 ist um die Lagerstelle des Klappankers 16 am Magnetjoch 13 herumgeführt und zur Erzielung einer Rückstellkraft für den Klappanker 16 mit entsprechender Vorspannung an der Rückseite des Magnetjochs 13 befestigt. Die Blattfeder 17 dient ferner den Schaltkontakten 18, 19 zur Stromzuführung. Die Rückstellkraft für den Klappanker 16 kann alternativ auch durch eine Schraubenzugfeder erzeugt werden, die an jeweils einem nicht erkennbaren Vorsprung des Klappankers 16 und des Magnetjochs 13 eingehängt wird. In diesem Fall wird das verkürzte hintere Ende der Blattfeder 17 über eine angeschweißte Kupferlitze mit einem der Anschlußteile 12 verbunden.
  • Der Schaltkontakt 18 an der Blattfeder 17 des Klappankers 16 wirkt mit einem feststehenden Vorkontakt 20 und der Schaltkontakt 19 mit einem feststehenden Hauptkontakt 21 zusammen, der den Arbeitskontakt des Relais bildet. Der Vorkontakt 20 und der damit zusammenwirkende Schaltkontakt 18 ist aus einem abbrandfesten Material zur Aufnahme des hohen Einschaltstromstoßes hergestellt, wogegen der Hauptkontakt 21 und der damit zusammenwirkende Schaltkontakt 19 aus einer Silber-Nickel-Legierung mit geringem Übergangswiderstand zur Aufnahme des Dauerstromes besteht. Beim Einschalten des Relais 10 wird der Klappanker 16 durch das Magnetfeld der Relaiswicklung 14 auf den Spulenkern 15 gezogen, wobei Vorkontakt 20 und Hauptkontakt 21 nacheinander geschlossen werden. Beim Schließen dieser Kontakte muß der Vorkontakt 20 dem Hauptkontakt 21 soweit vorauseilen, daß der Einschaltstromstoß in ausreichendem Maße vom Vorkontakt 20 übernommen wird. Außerdem muß für die sogenannte Abbrandreserve der Kontaktdruck am Hauptkontakt 21 einjustiert werden. Vorkontakt 20 und Hauptkontakt 21 sind dabei an einem gemeinsamen Kontaktträger 22 angebracht, der ebenfalls auf der Grundplatte 11 befestigt und mit einem der Anschlußteile 12 fest verbunden ist.
  • Zur Einjustierung des Hauptkontaktes 21 und des Vorkontaktes 20 unabhängig voneinander ist der Kontaktträger 22 in einem in Bewegungsrichtung des Klappankers 16 verlaufenden Bereich mit mehreren, mit Abstand nebeneinander verlaufenden Schenkeln 23 bis 27 versehen, die von einem gemeinsamen Joch 28 ausgehen. Der zweite Schenkel 24 trägt an seinem abgewinkelten freien Ende 24a den Hauptkontakt 21 und der vierte Schenkel 26 trägt am freien abgewinkelten Ende 26a den Vorkontakt 20. Der Schenkel 24 mit dem Hauptkontakt 21 ist durch beidseitig symmetrisch abstehende Verbindungsstege 29 mit den benachbarten Schenkeln 23 und 25 verbunden, die bei der Einjustierung des Hauptkontaktes 21 eine Schrägstellung des Kontaktes verhindern. In gleicher Weise ist der Schenkel 26 mit dem Vorkontakt 21 durch beidseitig symmetrisch abstehende Verbindungsstege 30 mit den benachbarten Schenkeln 25 und 27 verbunden. Zwischen den Verbindungsstegen 29 und 30 sowie dem Joch 28 des Kontaktträgers 22 ist an den den Hauptkontakt 21 bzw. den Vorkontakt 20 tragenden Schenkeln 24 bzw. 26 jeweils eine Streckzone 31 bzw. 32 vorgesehen. Bei der Kontaktjustierung des Relais 10 wird zunächst mit einer Prägezange der den Hauptkontakt 21 tragende Schenkel 24 in seiner Streckzone 31 gequetscht, so daß das abgewinkelte Ende 24a des Schenkels 24 durch die Verbindungsstege 21 exakt geführt sowie angehoben wird, bis bei angezogenem Klappanker 16 der erforderliche Kontaktdruck bzw. die erforderliche Abbrandreserve eingestellt ist. Durch die bleibende Verformung in der Streckzone 31 erfolgt somit eine schnelle, genaue und dauerhafte Kontaktjustierung. Unabhängig davon wird dann mit der Prägezange der den Vorkontakt 20 tragende Schenkel 26 in seiner Streckzone 32 gequetscht und das abgewinkelte Ende 26a so weit angehoben, daß der Vorkontakt 20 den Hauptkontakt 21 beim Schließen der Relaiskontakte um einen gewünschten Betrag von etwa 0,1 mm vorauseilt. Diese Voreilung läßt sich zweckmäßigerweise durch einen entsprechend dickeren Vorkontakt 20 gegenüber dem Hauptkontakt 21 vorgeben, so daß bei der Herstellung des Kontaktträgers 22 die Schenkelenden 26a und 24a auf gleicher Höhe abgewinkelt werden können. Außerdem wird dadurch eine zu starke Quetschung in der Streckzone 32 des Schenkels 26 vermieden.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel sind alle Schenkel 23 bis 27 des Kontaktträgers 22 an ihren dem Hauptkontakt 21 und Vorkontakt 20 abgewandten Enden über das gemeinsame Joch 28 miteinander starr verbunden, wobei dieses Joch 28 über eine Fußplatte 33 des Kontaktträgers 22 auf der Grundplatte 11 so stabil befestigt ist, daß beim Justiervorgang das Joch 28 nicht nachgibt. Der untere Schenkel 23 ist dabei relativ kurz gehalten. Je nach Anordnung des Klappankers 16 kann der Kontaktträger 22 auch mit einem anderen Bereich, z. B. dem Jochbereich an der Grundplatte 11 oder an anderen tragenden Teilen des Relais befestigt werden. Wesentlich ist dabei lediglich, daß Haupt- und Vorkontakt unabhängig voneinander durch die Streckzonen 31 und 32 der sie tragenden Schenkel 24, 26 justierbar sind, wobei die seitlichen Verbindungsstege 29, 30 zur seitlichen Führung sowie teilweise auch zur Stromleitung dienen. Zweckmäßigerweise sind dabei die zwischen den Schenkeln 24 und 26 mit dem Hauptkontakt 21 und dem Vorkontakt 20 liegenden Verbindungsstege 29, 30 mit einem gemeinsamen benachbarten Schenkel 25 verbunden.

Claims (2)

  1. Elektromagnetisches Relais mit einer Grundplatte und darauf befestigten Kontakt- und Anschlußteilen sowie einem Magnetjoch, das einen Spulenkern zur Aufnahme einer Relaiswicklung und einen an der Stirnseite des Spulenkerns schwenkbar gelagerten Klappanker trägt, der mit mindestens einem Schaltkontakt versehen ist, welcher mit einem feststehenden Arbeitskontakt eines auf der Grundplatte befestigten Kontaktträgers zusammenwirkt, wobei der Kontaktträger in einem in Bewegungsrichtung des Klappankers verlaufenden Bereich mindestens drei mit Abstand nebeneinander verlaufende, von einem gemeinsamen Joch ausgehende Schenkel aufweist, von denen der mittlere Schenkel an seinem abgewinkelten Ende den Arbeitskontakt trägt und durch beidseitig symmetrisch abstehende Verbindungsstege mit den benachbarten Schenkeln verbunden ist und wobei zur Einstellung des Arbeitskontaktes der mittlere Schenkel zwischen Joch und Verbindungsstegen eine Streckzone aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß am gleichen Kontaktträger (22) neben dem als Hauptkontakt dienenden Arbeitskontakt (21) ein mit einem zweiten Schaltkontakt (18) des Klappankers (16) zusammenwirkender Vorkontakt (20) am abgewinkelten Ende (26a) eines weiteren mittleren Schenkels (26) angeordnet ist, der über weitere beidseitig symmetrisch abstehende Verbindungsstege (30) mit je einem benachbarten Schenkel (25, 27) des gemeinsamen Kontaktträgers (22) verbunden ist, wobei alle Schenkel (23 bis 27) des gemeinsamen Kontaktträgers (22) an ihrem den Hauptkontakt (21) und Vorkontakt (20) abgewandten Ende über ein gemeinsames Joch (28) starr miteinander verbunden sind.
  2. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Schenkeln (24, 26) mit dem Hauptkontakt (21) und dem Vorkontakt (20) liegenden Verbindungsstege (29, 30) mit einem gemeinsamen benachbarten Schenkel (25) verbunden sind.
EP89909153A 1988-12-10 1989-08-16 Elektromagnetisches relais Expired - Lifetime EP0447401B1 (de)

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DE3841667A DE3841667C1 (de) 1988-12-10 1988-12-10

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EP0447401A1 EP0447401A1 (de) 1991-09-25
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