EP0846330A1 - Elektromagnetisches relais und dessen verwendung auf einer leiterplatte - Google Patents

Elektromagnetisches relais und dessen verwendung auf einer leiterplatte

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EP0846330A1
EP0846330A1 EP96923819A EP96923819A EP0846330A1 EP 0846330 A1 EP0846330 A1 EP 0846330A1 EP 96923819 A EP96923819 A EP 96923819A EP 96923819 A EP96923819 A EP 96923819A EP 0846330 A1 EP0846330 A1 EP 0846330A1
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EP
European Patent Office
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contact
spring
base body
armature
relay
Prior art date
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EP96923819A
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English (en)
French (fr)
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EP0846330B1 (de
Inventor
Josef Kern
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0846330A1 publication Critical patent/EP0846330A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0846330B1 publication Critical patent/EP0846330B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/14—Terminal arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/02—Bases; Casings; Covers
    • H01H50/021—Bases; Casings; Covers structurally combining a relay and an electronic component, e.g. varistor, RC circuit

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic relay with at least one switching system, which has: a base body forming a base plate, a contact spring connecting element and at least one counter-contact element, each of which is anchored in the base body, one with its winding axis perpendicular to the base plate standing coil with a core and a yoke, - an armature arranged between the coil and the base plate and a contact spring connected to the armature, which cooperates with the counter-contact element.
  • the invention also relates to the use of such a relay on a printed circuit board.
  • a relay of the type mentioned is known for example from DE 28 54 591 AI.
  • the contact spring is attached to the yoke as an armature return spring, and the associated connection element is on the opposite side with the
  • DE 42 43 852 Cl also shows a relay of the type mentioned at the beginning.
  • the contact spring is first angled upwards at the rear of the yoke in order to obtain a sufficient spring length, then downwards by 180 ° bent and plugged onto the associated connection element via a connecting element in the form of a spring-type clamping device, where it is then welded tight in a further operation.
  • the aim of the present invention is to design an electromagnetic relay of the type mentioned at the outset in such a way that it can switch high currents with good use of space, can be produced inexpensively with a few simple parts and with largely identical individual parts both as single relays and as double or multiple relays can be manufactured.
  • the contact spring forms two spring legs which are connected to one another in a U-shape in the area of the armature bearing and whose ends lie approximately next to one another in the vicinity of the movable armature end, in that a first spring leg acts as a return leg with the contact spring connecting element is connected and that the second spring leg is connected as a contact leg to the armature and interacts at its free end with the mating contact element for making contact.
  • the contact spring provided according to the invention receives a sufficient spring length with a relatively large spring width for guiding even higher switching currents via the two spring legs connected in a U-shape. Since the spring lies directly below the armature above the base plate and is directly connected to the connecting element via its return leg, the current path can also be kept short and ensure a low transition resistance. To achieve a large spring section, it is expedient for the contact spring with its two spring legs to cover almost the entire area below the armature, the ends of the spring legs projecting beyond the movable armature end and the contact spring connecting element as well as that Mating contact element in the area in front of the movable one Anchor ends are anchored in the base plate and are angled towards each other in the direction of the free ends of the spring legs.
  • the U-shape of the contact spring can be obtained, for example, by cutting out the two spring legs from an essentially flat spring plate and, if necessary, only providing them with pretensioning bends.
  • the two spring legs are obtained by a U-shaped folding of the contact spring by 180 °, the ends of the spring legs being cut away from one another approximately up to half the total spring width; In this way, the relevant end sections can be pivoted toward one another without abutting one another, while the total spring width is available for the current flow in the area of the U-shaped bend.
  • contact sections of the contact spring and the mating contact element as well as the contact spring connecting element protrude beyond the area of the coil base area, on the one hand to allow a large spring length and on the other hand to make magnetic circuit parts with large pole faces easy to manufacture, contact sections and A free space in front of the coil that can be used for other purposes. If an approximately cuboid cap is placed on the relay, this free space inside the cap can be used to hold additional components, such as resistors or diodes or a control module.
  • the free space lying outside the housing in this case can also be used to arrange other components, the connecting wires of which then lie next to the relay in the line ⁇ terplatte be contacted.
  • FIG. 3 and 4 an armature contact spring assembly of the relay from FIG. 2 in a side view and in a perspective view,
  • FIG. 5 shows the basic body of the relay from FIG. 2 in a perspective view
  • FIG. 6 shows a modified contact spring in a perspective view
  • FIG. 7 shows a modified single relay with a contact spring according to FIG. 6 in a side sectional view
  • FIG. 8 shows a magnet system for a relay according to FIG. 1 or 2 in a perspective view
  • FIG. 9 shows a base body of a relay according to FIG. 1 or 2 equipped with an armature contact spring assembly
  • FIG. 10 shows an illustration of the yoke fastening in a relay according to FIG. 1 or 2,
  • FIG. 11 shows a double relay with two relay switching systems according to FIG. 1 or 7,
  • FIG. 12 shows the arrangement of the two switching systems for the relay according to FIG. 11 without a cap in a perspective view
  • FIG. 13 shows a double base body for accommodating two switching systems
  • FIG. 14 shows a single relay with a stepped cap when installed in a printed circuit board together with other components.
  • the relay shown in Figures 1 to 5 has a base body 1 of generally L-shaped shape, namely with a substantially horizontal base plate 11 and a vertical support member 12.
  • the terms “horizontal” and “vertical” refer to the whole Description on a horizontal installation position of the relay, whereby the base plate sits in parallel on a horizontal circuit board.
  • the base plate 11 has peripheral side walls Ila, Ilb and 11c; at the end distant from the holding part 12, the side walls Ila and Ilb form, with inwardly projecting ribs and grooves, mutually opposite plug-in shafts 13 for receiving the contact elements to be described later.
  • the vertical mounting part 12 has a generally U-shaped cross section with side walls 12a and 12b and a rear wall 12c.
  • windows 14 are cut out, the function of which will be explained later.
  • the rear wall 12c has a window 18 which ensures the freedom of movement of the anchor, which is also described later.
  • winding pins 22a are anchored with coil connecting pins 22b bent downwards.
  • the round core 23 has at its lower end a pole plate 23a which is enlarged in cross section and has a pole face 25.
  • the yoke 24 is with its first leg 24a at the upper end of the core 23 attached, for example by notching, welding or the like.
  • the vertical leg 24b of the yoke is inserted into the guide shaft 17 of the base body and fastened there.
  • the lower end edge 24c of the yoke leg 24b forms a support for an armature 26, which forms a working air gap with the pole face 25.
  • a contact spring 3 is attached to the armature on its underside, which is cut essentially from a spring plate in a U-shape (see FIG. 4) and thus forms two spring legs, namely a return leg 31 and a contact leg 32.
  • the two spring legs lie approximately in one • plane, but are movable against each other at their ends and, at most, slightly bent out of their common sheet-metal plane with.
  • the rest leg is fastened with its end 31a to a contact spring connecting element 4, which is bent in an L-shape and is anchored with its vertical section 41 in a plug-in shaft 13 of the base body.
  • This vertical section 41 also carries a connecting pin 41a, while a horizontal section 42 carries the contact spring 3.
  • the contact leg 32 is fastened to a central section of the armature via a rivet 33 or in another way.
  • the movable end 32a of the contact leg carries opposite contact pieces 32b which cooperate with corresponding counter-contact elements.
  • a normally open counter-contact element 5 is bent in an L-shape; a vertical section 51 is in turn anchored in a slot 13 of the base body; it also forms a pin 51a.
  • a horizontal section 52 of the normally open counter-contact element carries a contact piece 52a.
  • a likewise counter-contact element 6 bent in an L-shape is anchored with a vertical section 61 in an opening 16 in the base plate 11, while a horizontal portion 62, which carries a contact piece 62a, is anchored on the base plate 11 rests and thereby ensures the stability of this counter-contact element.
  • FIG. 6 shows a modified contact spring 35, the spring legs 36 and 37 of which are not cut out of one plane, but are obtained by folding the leaf spring by 180 °, namely about an axis parallel to the armature bearing axis.
  • the two spring legs namely the return leg 36 and the contact leg 37, are cut diagonally in opposite directions towards their free ends, so that they can lie side by side in one plane in these end sections 36a and 37a and can be moved against each other.
  • both spring legs In the area of the bend 35a, on the other hand, both spring legs have the full width of the contact spring, which essentially corresponds to the armature width. As a result, even higher load currents can be carried than in the embodiment according to FIGS. 3 and 4.
  • the contact spring .35 is otherwise fastened with its spring legs in the same way and provided with contact pieces as the contact spring 3 shown in FIG. 4.
  • Their arrangement in a relay is shown in FIG.
  • the relay is otherwise constructed in exactly the same way as that shown in FIG. 1.
  • a housing cap 10 is additionally shown in FIG. 7, which is put over the magnet system and connected to the base body 1. The remaining gaps between the base body 1 and the housing cap 10 are filled with sealing compound 7 and sealed.
  • the magnet system 2 shown in FIG. 8, which corresponds to that of FIG. 2, is inserted into the base body 1, which according to FIG. 9 already has the armature 26, the contact spring 3 including the connecting element 4 and the counter-contact elements 5 and 6 is equipped.
  • the width of the yoke leg 24b corresponds exactly to the inside width in the guide shaft 17.
  • teeth 27 are formed on the outer edges of the yoke leg 24b, which extend over the width of the Survive slot 13. When the yoke leg 24b is pressed into the guide shaft 17, the side walls 12a and 12b are therefore widened by the teeth 27.
  • the yoke is pushed into the guide shaft 17 until the lower yoke edge 24c bears against the armature and the armature has a predetermined overstroke when the contact piece 32b bears against the make contact piece 52a.
  • This overstroke can be measured, for example, by a probe pressing the armature through a hole (not shown) in the base plate and by measuring the path of the armature from the first closing of the normally open contact to the final contact of the armature with the pole face 25.
  • notch punches 9, which are preferably firmly connected to the pressure punches 8, can be pressed in the area of the windows 14 and 15 through the side walls 12a and 12b onto the side edges of the yoke leg 24b, so that the notch cutting edges 91 dig into the material of the yoke.
  • the resulting notch drafts 28 on the side edges of the yoke leg 24b additionally ensure that the magnet system is firmly seated in the desired position.
  • the underside of the base plate 11 is sealed with a potting compound 7 in a preferred embodiment of the relay. This potting compound also penetrates into the edge gap between the base body 1 and the cap 10 (see FIG. 7). As is also shown there, the potting compound 7 can also flow into the guide shaft 17 of the holding part 12 by capillary action and additionally glue the yoke leg 24b.
  • FIG. 11 shows a double relay, two switching systems according to FIGS. 1 and 2 or according to FIG. 7 being accommodated in a cap 100.
  • two base bodies 1 with the magnet systems built thereon are mounted independently of one another and then accommodated next to one another in the cap 100.
  • the two systems without a cap are shown in FIG.
  • the two yokes 24 are adjusted independently of one another in the respectively associated base body 1 and fixed by pressing the side walls 12a and 12b together according to FIG. After inserting the two systems into the cap 100, the common underside of the two can
  • Base body 1 for sealing or be glued in the cap.
  • a common base body 101 which forms a base part with two trough-shaped depressions with a base plate 111 and with the side walls lilac, Illb and 111c and with an intermediate wall Illd.
  • plug-in shafts 13 are provided as in the single base body 1 according to FIG. 5.
  • a double mounting part 112 is also formed with side walls 112a and 112b, a common rear wall 112c and an intermediate wall 112d as a double version of the above-mentioned single base body 1. Accordingly, this double base body 101 also has two parallel guide shafts 17 for the two yokes 24.
  • the two yoke legs 24b are installed in the guide shafts 17 analogously to FIG. 10 with the difference that now with the Pressure stamps 8 is pressed onto the outer side walls 112a and 112b, while the common middle wall 112d absorbs the forces of the pressure stamps 8 from both sides.
  • Switching systems with different functions e.g. B. a pole-changing relay and a single relay, can be accommodated in a common housing. Depending on the most economical production method, some can
  • Base body 1 and / or a multiple base body for two or more switching systems can be accommodated in the common cap. This results in an inexpensive assembly of such a multiple relay on a printed circuit board.
  • the contact-making parts of the contact spring 3 and the counter-contact elements 5 and 6 are arranged essentially outside the area covered by the magnetic system 2.
  • the space below the coil can be fully used for a wide contact spring, but also for a pole plate 23a and an armature 26 with a large area.
  • a core with a round pole plate 23a is provided, which is easier to manufacture and assemble than a core with a pole plate cut on one side.
  • the free space above the contact-making parts can be used, for example, in a cap 10 according to FIG. 7 or in a cap 100 according to FIG. to bring.
  • cap in a step-like manner in adaptation to the shape of the relay construction, as is shown, for example, in FIG. 14 with the cap 200.
  • the base part In the area of the base part, it has a projecting projection 201 above the contact elements, while the upper part 202, which only comprises the coil width or depth, springs back in steps.
  • the free space above the projecting Part 201 can be used to accommodate other components 204, the connection wires 205 of which are then soldered next to the relay in corresponding holes 206 in the circuit board.

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Description

Beschreibung
Elektromagnetisches Relais und dessen Verwendung auf einer Leiterplatte
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais mit mindestens einem Schaltsystem, welches aufweist: einen eine Bodenplatte bildenden Grundkörper, ein Kontaktfeder-Anschlußelement und mindestens ein Ge- genkontaktelement, die jeweils in dem Grundkörper veran¬ kert sind, eine mit ihrer Wicklungsachse senkrecht über der Boden¬ platte stehend angeordnete Spule mit einem Kern und einem Joch, - einen zwischen der Spule und der Bodenplatte angeordneten Anker und eine mit dem Anker verbundene Kontaktfeder, welche mit dem Gegenkontaktelement zusammenwirkt. Außerdem betrifft die Erfindung die Verwendung eines solchen Relais auf einer Leiterplatte.
Ein Relais der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der DE 28 54 591 AI bekannt. Dort ist die Kontaktfeder als Ankerrückstellfeder am Joch befestigt, und das zugehörige An- Schlußelement ist an der gegenüberliegenden Seite mit dem
Joch verbunden. Abgesehen von den Fertigungsschwierigkeiten, die eine derartige Befestigung der stromführenden Teile an zwei gegenüberliegenden Seiten des Joches mit sich bringt, wird dadurch der Strompfad von der Kontaktfeder zur Leiter- platte verhältnismäßig lang. Auch könnte der zweimalige Über¬ gangswiderstand bei hohen Schaltströmen zu einer unerwünsch¬ ten Erwärmung führen.
In der DE 42 43 852 Cl ist ebenfalls ein Relais der eingangs genannten Art gezeigt. Dort ist die Kontaktfeder zur Gewin¬ nung einer ausreichenden Federlänge an der Rückseite des Jo¬ ches zunächst nach oben abgewinkelt, dann um 180° nach unten gebogen und über ein Verbindungselement in Form einer federn¬ den Klemmvorrichtung auf das zugehörige Anschlußelement auf¬ gesteckt, wo es dann in einem weiteren Arbeitsgang festge¬ schweißt wird.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektromagneti¬ sches Relais der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß es mit guter Raumausnutzung hohe Ströme schalten kann, mit wenigen einfachen Teilen kostengünstig herzustellen ist und mit weitgehend gleichen Einzelteilen sowohl als Einfachrelais als auch als Doppel- oder Mehrfachrelais gefertigt werden kann.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß die Kontaktfeder zwei im Bereich der Ankerlagerung U-förmig mit¬ einander verbundene Federschenkel bildet, deren Enden in der Nähe des beweglichen Ankerendes annähernd nebeneinander lie¬ gen, daß ein erster Federschenkel als Rückstellschenkel mit dem Kontaktfeder-Anschlußelement verbunden ist und daß der zweite Federschenkel als Kontaktschenkel mit dem Anker ver¬ bunden ist und an seinem freien Ende mit dem Gegenkontaktele- ment zur Kontaktgabe zusammenwirkt.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Kontaktfeder erhält über die U-förmig zusammenhängenden zwei Federschenkel eine ausrei¬ chende Federlänge bei einer relativ großen Federbreite zur Führung auch höherer Schaltströme. Da die Feder unterhalb des Ankers unmittelbar über der Bodenplatte liegt und dort über ihren Rückstellschenkel unmittelbar mit dem Anschlußelement verbunden ist, kann auch der Strompfad kurz gehalten werden und einen geringen Obergangswiderstand gewährleisten. Zur Er¬ zielung eines großen Federguerschnittes ist es zweckmäßig, daß die Kontaktfeder mit ihren beiden Federschenkeln annä¬ hernd die gesamte Fläche unterhalb des Ankers überdeckt, wo- bei die Enden der Federschenkel über das bewegliche Ankerende vorstehen und wobei das Kontaktfeder-Anschlußelement ebenso wie das Gegenkontaktelement im Bereich vor dem beweglichen Ankerende in der Grundplatte verankert sind und gegeneinander in Richtung auf die freien Enden der Federschenkel abgewin¬ kelt sind. Die U-Form der Kontaktfeder kann beispielsweise dadurch .gewonnen werden, daß.die beiden Federschenkel aus ei- nem im wesentlichen ebenen Federblech ausgeschnitten und ge¬ gebenenfalls lediglich mit Vorspannknicken versehen werden. In einer anderen, ebenfalls vorteilhaften Ausführungsform er¬ hält man die beiden Federschenkel durch eine U-förmige Fal¬ tung der Kontaktfeder um 180°, wobei die Enden der Feder- Schenkel entgegengesetzt zueinander etwa bis zur Hälfte der Gesamtfederbreite hin freigeschnitten sind; auf diese Weise können die betreffenden Endabschnitte gegeneinander ver¬ schwenkt werden, ohne aneinander zu stoßen, während im Be¬ reich der U-förmigen Biegung die Gesamtfederbreite für die Stromführung zur Verfügung steht.
Da die kontaktgebenden Abschnitte der Kontaktfeder und des Gegenkontaktelementes ebenso wie das Kontaktfeder-Anschluß- element über den Bereich der Spulen-Grundfläche vorstehen, um einerseits eine große Federlänge und andererseits einfach herstellbare Magnetkreisteile mit großen Polflächen zu ermög¬ lichen, entsteht über diesen kontaktgebenden Abschnitten und vor der Spule ein freier Raum, der anderweitig genutzt werden kann. Wenn eine annähernd quaderformige Kappe auf das Relais gestülpt wird, kann dieser freie Raum innerhalb der Kappe zur Aufnahme zusätzlicher Bauelemente, etwa von Widerständen oder Dioden oder auch eines Steuerbausteines, genutzt werden. Wird dagegen eine oberhalb der kontaktgebenden Abschnitte zur Spule hin zurückgesetzte Kappe verwendet, so kann der in die- sem Falle außerhalb des Gehäuses liegende freie Raum eben¬ falls zur Anordnung von anderen Bauelementen verwendet wer¬ den, deren Anschlußdrähte dann neben dem Relais in der Lei¬ terplatte kontaktiert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen an¬ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 und 2 ein erfindungsgemäß gestaltetes Einfachrelais ohne Kappe im Schnitt und in einer perspektivischen Ansicht,
Figur 3 und 4 eine Anker-Kontaktfederbaugruppe des Relais von Figur 2 in einer Seitenansicht und in einer perspektivischen Darstellung,
Figur 5 den Grundkörper des Relais von Figur 2 in perspekti¬ vischer Darstellung,
Figur 6 eine abgewandelte Kontaktfeder in perspektivischer Ansicht,
Figur 7 ein abgewandeltes Einfachrelais mit einer Kontaktfe¬ der gemäß Figur 6 in einer seitlichen Schnittansicht,
Figur 8 ein Magnetsystem für ein Relais gemäß Figur 1 oder 2 in perspektivischer Darstellung,
Figur 9 einen mit einer Anker-Kontaktfeder-Baugruppe bestück¬ ter Grundkörper eines Relais gemäß Figur 1 oder 2,
Figur 10 eine Darstellung der Jochbefestigung bei einem Re¬ lais gemäß Figur 1 oder 2,
Figur 11 ein Doppelrelais mit zwei Relais-Schaltsystemen ge¬ mäß Figur 1 oder 7,
Figur 12 die Anordnung der zwei Schaltsysteme für das Relais gemäß Figur 11 ohne Kappe in perspektivischer Ansicht,
Figur 13 einen Doppel-Grundkörper zur Aufnahme zweier Schalt- Systeme, Figur 14 ein Einfachrelais mit stufenförmiger Kappe beim Ein¬ bau in eine Leiterplatte zusammen mit anderen Bauelementen.
Das in den Figuren 1 bis 5 gezeigte Relais besitzt einen Grundkörper 1 von generell L-förmiger Gestalt, nämlich mit einer im wesentlichen waagerechten Bodenplatte 11 und einem dazu senkrechten Halterungsteil 12. (Die Begriffe "waagerecht" und "senkrecht" beziehen sich in der gesamten Beschreibung auf eine horizontale Einbaulage des Relais, wo- bei also die Bodenplatte parallel auf einer horizontalen Lei¬ terplatte sitzt.) Die Bodenplatte 11 besitzt umlaufend Sei¬ tenwände Ila, Ilb und 11c; an dem vom Halterungsteil 12 ent¬ fernten Ende bilden die Seitenwände Ila und Ilb mit nach in¬ nen vorspringenden Rippen und Nuten einander gegenüberlie- gende Steckschächte 13 zur Aufnahme der später zu beschrei¬ benden Kontaktelemente.
Der senkrechte Halterungsteil 12 besitzt einen generell U- förmigen Querschnitt mit Seitenwänden 12a und 12b sowie einer Rückwand 12c. Die Seitenwände 12a und 12b bilden mit nach in¬ nen vorspringenden Rippen 12d einen schubladenförmigen Füh¬ rungsschacht 17. Im Bereich des Führungsschachtes sind je¬ weils Fenster 14 ausgespart, deren Funktion später erläutert wird. Außerdem besitzt die Rückwand 12c ein Fenster 18, das die Bewegungsfreiheit des ebenfalls später beschriebenen An¬ kers gewährleistet.
In dem Grundkörper wird ein Magnetsystem 2 mit einem Spulen¬ körper 21, einer auf dem Spulenkörper zwischen dessen Flan- sehen 21a und 21b angeordneten Wicklung 22, einem axial in der Spule angeordneten Kern 23 und einem L-förmig abgewinkel¬ ten Joch 24 befestigt. Im Bereich deε unteren Spulenflansches 21a sind Anwickelstifte 22a mit nach unten abgebogenen Spu- lenanschlußstiften 22b verankert. Der runde Kern 23 besitzt an seinem unteren Ende eine im Querschnitt vergrößerte Pol- platte 23a, welche eine Polfläche 25 aufweist. Das Joch 24 ist mit seinem ersten Schenkel 24a am oberen Ende des Kerns 23 befestigt, beispielsweise durch Verkerben, Schweißen oder dergleichen. Der senkrechte Schenkel 24b des Joches wird in den FuhrungsSchacht 17 des Grundkörpers eingesteckt und dort befestigt. Die untere Abschlußkante 24c des Jochschenkels 24b bildet ein Auflager für einen Anker 26, der mit der Polfläche 25 einen Arbeitsluftspalt bildet.
An dem Anker ist auf dessen Unterseite eine Kontaktfeder 3 befestigt, die im wesentlichen U-förmig (siehe Figur 4) aus einem Federblech geschnitten ist und so zwei Federschenkel, nämlich einen Rückstellschenkel 31 und einen Kontaktschenkel 32 bildet. Die beiden Federschenkel liegen annähernd in einer •Ebene, sind jedoch an ihren Enden gegeneinander beweglich und mit .Vorspannknicken allenfalls leicht aus ihrer gemeinsamen Blechebene gebogen. Der Rückstellschenkel ist mit seinem Ende 31a an einem Kontaktfeder-Anschlußelement 4 befestigt, wel¬ ches L-förmig gebogen ist und mit seinem senkrechten Ab¬ schnitt 41 in einem Steckschacht 13 des Grundkörpers veran¬ kert ist. Dieser senkrechte Abschnitt 41 trägt auch einen An- schlußstift 41a, während ein waagerechter Abschnitt 42 die Kontaktfeder 3 trägt.
Der Kontaktschenkel 32 ist über einen Niet 33 oder auf eine andere Weise an einem mittleren Abschnitt des Ankers befe- stigt. Das bewegliche Ende 32a des Kontaktschenkels trägt ge¬ genüberliegende Kontaktstücke 32b, welche mit entsprechenden Gegenkontaktelementen zusammenwirken. Ein Schließer-Gegenkon- taktelement 5 ist L-förmig gebogen; ein senkrechter Abschnitt 51 ist wiederum in einem Steckschacht 13 des Grundkörpers verankert; er bildet auch einen Anschlußstift 51a. Ein waage¬ rechter Abschnitt 52 des Schließer-Gegenkontaktelementes trägt ein Kontaktstück 52a.
Ein ebenfalls L-förmig abgebogenes Öffner-Gegenkontaktelement 6 ist mit einem senkrechten Abschnitt 61 in einem Durchbruch 16 der Bodenplatte 11 verankert, während ein waagerechter Ab¬ schnitt 62, der ein Kontaktstück 62a trägt, auf der Boden- platte 11 aufliegt und dadurch die Stabilität dieses Gegen- kontakelementes gewährleistet.
In der Figur 6 ist eine abgewandelte Kontaktfeder 35 gezeigt, deren Federschenkel 36 und 37 nicht aus einer Ebene geschnit¬ ten, sondern durch eine Faltung der Blattfeder um 180°, und zwar um eine zur Ankerlagerachse parallele Achse, gewonnen sind. Die beiden Federschenkel, nämlich der Rückstellschenkel 36 und der Kontaktschenkel 37, sind zu ihren freien Enden hin jeweils gegenläufig diagonal freigeschnitten, so daß sie in diesen Endabschnitten 36a und 37a nebeneinander in einer Ebene liegen können und gegeneinander bewegt werden können. Im Bereich der Biegung 35a dagegen haben beide Federschenkel die volle Breite der Kontaktfeder, die im wesentlichen der Ankerbreite entspricht, zur Verfügung. Dadurch können noch höhere Lastströme als bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 und 4 geführt werden. Die Kontaktfeder .35 ist im übrigen mit ihren Federschenkeln in gleicher Weise befestigt und mit Kon¬ taktstücken versehen wie die in Figur 4 gezeigte Kontaktfeder 3. Ihre Anordnung in einem Relais ist in Figur 7 gezeigt. Das Relais ist ansonsten genauso aufgebaut wie das in Figur 1 ge¬ zeigte. Im Unterschied zu Figur 1 ist in Figur 7 zusätzlich eine Gehäusekappe 10 dargestellt, die über das Magnetsystem gestülpt und mit dem Grundkörper 1 verbunden wird. Die ver- bleibenden Spalte zwischen dem Grundkörper 1 und der Gehäuse¬ kappe 10 werden mit Vergußmasse 7 ausgefüllt und abgedichtet.
Anhand der Figuren 8 bis 10 soll nunmehr die Montage des Ma¬ gnetsystems mit gleichzeitiger Justierung beschrieben werden. Das in Figur 8 dargestellte Magnetsystem 2, das dem von Figur 2 entspricht, wird in den Grundkörper 1 eingeschoben, der ge¬ mäß Figur 9 bereits mit dem Anker 26, der Kontaktfeder 3 ein¬ schließlich des Anschlußelementes 4 sowie den Gegenkontakt- elementen 5 und 6 bestückt ist. Die Breite des Jochschenkels 24b entspricht dabei genau der lichten Weite in dem Führungs¬ schacht 17. Zusätzlich sind jedoch an den Außenkanten des Jochschenkels 24b Zähne 27 angeformt, die über die Breite des Steckschachtes 13 überstehen. Beim Einpressen des Jochschen¬ kels 24b in den FuhrungsSchacht 17 werden deshalb die Seiten¬ wände 12a und 12b durch die Zähne 27 aufgeweitet. Das Joch wird dabei soweit in den FuhrungsSchacht 17 eingeschoben, bis die untere Jochkante 24c an dem Anker anliegt und der Anker einen vorgegebenen Überhub aufweist, wenn das Kontaktstück 32b an dem Schließer-Kontaktstück 52a anliegt. Dieser Überhub kann beispielsweise dadurch gemessen werden, daß eine Sonde durch ein nicht dargestelltes Loch in der Bodenplatte auf den Anker drückt und daß der Weg des Ankers vom ersten Schließen des Schließerkontaktes bis zum endgültigen Anliegen des An¬ kers an der Polfläche 25 gemessen wird.
Wenn der Jochschenkel 24b und damit das Magnetsystem 2 die gewünschte Position erreicht hat, wird der Jochschenkel 24b in dem FuhrungsSchacht 17 befestigt. Dies geschieht gemäß Darstellung in Figur 10 dadurch, daß Druckstempel 8 in entge¬ gengesetzten Richtungen auf die beiden durch das Übermaß der Zähne 27 aufgeweiteten Seitenwände 12a und 12b mit einer Druckkraft F einwirken. Dadurch werden die Zähne 27 in den Kunststoff des Grundkörpers eingedrückt, wo sie eine blei¬ bende Kaltverformung bewirken. Hierdurch werden die Dehnspan¬ nungen abgebaut, und die beiden Teile, nämlich der Jochschen¬ kel 24b und der Halterungsteil 12 des Grundkörpers, sind formschlüssig miteinander verbunden.
Zur zusätzlichen Sicherung können Kerbstempel 9, die vorzugs¬ weise fest mit den Druckstempeln 8 verbunden sind, im Bereich der Fenster 14 und 15 durch die Seitenwände 12a und 12b hin- durch auf die Seitenkanten des Jochschenkels 24b gedrückt werden, so daß sich die Kerbschneiden 91 in das Material des Joches eingraben. Die dadurch entstehenden Kerbaufwürfe 28 an den Seitenkanten des Jochschenkels 24b gewährleisten zusätz¬ lich den Festsitz des Magnetsystems in der gewünschten Posi- tion. Wie bereits oben erwähnt wurde, wird in einer bevorzugten Ausführung des Relais die Unterseite der Bodenplatte 11 mit einer Vergußmasse 7 abgedichtet. Diese Vergußmasse dringt auch in den Randspalt zwischen dem Grundkörper 1 und der Kappe 10. ein (siehe Figur 7) . Wie dort auch gezeigt ist, kann die Vergußmasse 7 durch Kapillarwirkung auch in den Führungs¬ schacht 17 des Halterungsteils 12 fließen und den Jochschen¬ kel 24b zusätzlich verkleben.
Figur 11 zeigt ein Doppelrelais, wobei in einer Kappe 100 zwei Schaltsysteme gemäß Figur 1 und 2 oder gemäß Figur 7 un¬ tergebracht sind. In diesem Fall sind zwei Grundkörper 1 mit den entsprechend darauf aufgebauten MagnetSystemen unabhängig voneinander montiert und dann nebeneinander in der Kappe 100 untergebracht. Die beiden Systeme ohne Kappe sind in Figur 12 gezeigt. In diesem Fall werden die beiden Joche 24 unabhängig voneinander in dem jeweils zugehörigen Grundkörper 1 justiert und durch das Zusammenpressen der Seitenwände 12a und 12b ge¬ mäß Figur 10 fixiert. Nach dem Einsetzen der beiden Systeme in die Kappe 100 kann die gemeinsame Unterseite der beiden
Grundkörper 1 zur Abdichtung vergossen bzw. in der Kappe ver¬ klebt werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht jedoch vor, daß gemäß Figur 13 ein gemeinsamer Grundkörper 101 vorgesehen wird, der mit einer Bodenplatte 111 und mit den Seitenwänden lila, Illb und 111c sowie mit einer Zwischenwand Illd einen Bodenteil mit zwei wannenförmigen Vertiefungen bildet. Dabei sind Steckschächte 13 wie bei dem Einzel-Grundkörper 1 gemäß Figur 5 vorgesehen. Auch ein Doppel-Halterungsteil 112 ist mit Sei¬ tenwänden 112a und 112b, einer gemeinsamen Rückwand 112c und einer Zwischenwand 112d als Doppelausführung des vorher er¬ wähnten Einzel-Grundkörpers 1 ausgebildet. Dementsprechend besitzt dieser Doppel-Grundkörper 101 auch zwei parallele Führungsschächte 17 für die beiden Joche 24. Die Montage der beiden Jochschenkel 24b in den Führungsschächten 17 erfolgt analog zu Figur 10 mit dem Unterschied, daß nunmehr mit den Druckstempeln 8 auf die äußeren Seitenwände 112a und 112b ge¬ drückt wird, während die gemeinsame Mittelwand 112d die Kräf¬ te der Druckstempel 8 von beiden Seiten aufnimmt.
Durch Verwendung einer längeren Kappe können auch mehr als zwei Schaltsysteme zu einem Mehrfachrelais zusammengefaßt werden, wobei auch Schaltsysteme mit unterschiedlichen Funk¬ tionen, z. B. ein Umpolrelais und ein Einzelrelais, in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht werden können. Je nach der wirtschaftlichsten Fertigungsmethode können dabei einzelne
Grundkörper 1 und/oder ein Mehrfach-Grundkörper für zwei oder mehr Schaltsysteme in der gemeinsamen Kappe untergebracht werden. Dadurch ergibt sich eine kostengünstige Montage eines solchen Mehrfachrelais auf einer Leiterplatte.
Wie beisielsweise in Figur 2 oder Figur 12 zu sehen ist, sind die kontaktgebenden Teile der Kontaktfeder 3 und die Gegen¬ kontaktelemente 5 und 6 im wesentlichen außerhalb des vom Ma¬ gnetsystem 2 überdeckten Bereiches angeordnet. Auf diese Weise kann der Raum unterhalb der Spule voll für eine breite Kontaktfeder, aber auch für eine Polplatte 23a und einen An¬ ker 26 mit großer Fläche genutzt werden. So ist beispielswei¬ se ein Kern mit einer runden Polplatte 23a vorgesehen, der einfacher herzustellen und zu montieren ist als ein Kern mit einseitig beschnittener Polplatte. Der freie Raum über den kontaktgebenden Teilen kann beispielsweise in einer Kappe 10 gemäß Figur 7 oder in einer Kappe 100 gemäß Figur 11 dazu ge¬ nutzt werden, zusätzliche Bauelemente, wie Widerstände, Di¬ oden oder einen Steuer-IC, innerhalb des Relaisgehäuses un- terzubringen. Es ist aber auch möglich, eine Kappe in Anpas¬ sung an die Form der Relaiskonstruktion stufenförmig auszu¬ bilden, wie dies beispielsweise in Figur 14 mit der Kappe 200 gezeigt ist. Sie besitzt im Bereich des Bodenteils einen vor¬ springenden Ansatz 201 über den Kontaktelementen, während der obere, nur die Spulenbreite oder -tiefe umfassende Teil 202 stufenförmig zurückspringt. Beim Einbau auf einer Leiter¬ platte 203 kann der freie Raum oberhalb des vorspringenden Teils 201 dazu genutzt werden, um andere Bauelemente 204 un¬ terzubringen, deren Anschlußdrähte 205 dann neben dem Relais in entsprechenden Bohrungen 206 der Leiterplatte verlötet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Elektromagnetisches Relais mit mindestens einem Schaltsy¬ stem, welches aufweist: - einen eine Bodenplatte (11; 111) bildenden Grundkörper (1; 101), ein Kontaktfeder-Anschlußelement (4) und mindestens ein Gegenkontaktelement (5, 6), die jeweils in dem Grundkör¬ per (1) verankert sind, - eine mit ihrer Wicklungsachse senkrecht über der Boden¬ platte stehend angeordnete Spule (21, 22) mit einem Kern (23) und einem Joch (24), einen zwischen der Spule und der Bodenplatte angeordneten . Anker (26) und - eine mit dem Anker (26) verbundene Kontaktfeder (3; 35), welche mit dem Gegenkontaktelement bzw. den Gegenkontakt¬ elementen (5, 6) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet , daß die Kontaktfeder (3; 35) zwei im Bereich der Ankerlagerung U-förmig miteinander verbundene Federschenkel (31, 32; 36, 37) bildet, 'deren Enden in der Nähe des beweglichen Ankerendes annähernd nebeneinan¬ der liegen, daß ein erster Federschenkel als Rückstellschen¬ kel (31; 36) mit dem Kontaktfeder-Anschlußelement (4) verbun¬ den ist und daß der zweite Federschenkel als KontaktSchenkel (32; 37) mit dem Anker (26) verbunden ist und an seinem freien Ende mit dem bzw. den Gegenkontaktelementen (5, 6) zur .Kontaktgäbe zusammenwirkt.
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfeder (3; 35) mit ihren beiden Federschenkeln
(31, 32; 36, 37) annähernd die gesamte Fläche unterhalb des Ankers (26) überdeckt, daß die Enden der Federschenkel über das bewegliche Ankerende vorstehen und daß das Kontaktfeder- Anschlußelement (4) sowie das mindestens eine Gegenkontakt- element (5) im Bereich vor dem beweglichen Ankerende in dem Grundkörper (1) verankert sind und gegeneinander in Richtung auf die freien Enden der Federschenkel (31, 32; 36, 37) abge¬ winkelt sind.
3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet , daß die beiden Federschenkel (31, 32) der Kon¬ taktfeder (3) durch einen U-förmigen Schnitt aus einer Blech¬ ebene gebildet sind.
4. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn- zeichnet , daß die beiden Federschenkel der Kontaktfeder (35) durch U-förmige Faltung um 180° um eine zur Ankerachse parallele Achse gebildet sind, wobei ihre Enden jeweils ent¬ gegengesetzt zueinander etwa bis zur Hälfte der Gesamt-Feder¬ breite freigeschnitten sind.
5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Grundkörper. (1) im Bereich der Bodenplatte (11) mit umlaufenden Seitenwänden (Ila, Ilb, 11c) wannenförmig gestaltet ist, wobei zumindest das Kontaktfeder- Anschlußelement (4) und ein Schließer-Gegenkontaktelement (5) in senkrechten Steckschächten (13) der Seitenwände befestigt sind.
6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge- kennzeichnet, daß der Grundkörper (1) einen senkrecht zur Bodenplatte stehenden Halterungsteil (12) mit U-förmigem Querschnitt aufweist, welcher mit Nuten in seinen Seitenwän¬ den (12a, 12b) einen senkrecht zur Bodenplatte stehenden Füh¬ rungsschacht (17) zur Aufnahme eines Jochschenkels (24b) auf- weist.
7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge¬ kennzeichnet , daß das Kontaktfeder-Anschlußelement (4) und das mindestens eine Gegenkontaktelement (5, 6) im wesent- liehen außerhalb des von der Spule überdeckten Raumes in dem Grundkörper (1) verankert sind und daß der Kern (23) an sei¬ nem dem Anker zugewandten Ende eine Polplatte (24) aufweist, deren Durchmesser größer ist als der Innendurchmesser der Spule.
8. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge- kennzeichnet, daß auf dem Grundkörper (1) eine Kappe
(10) sitzt, die über dem Kontaktfeder-Anschlußelement (4) und dem bzw. den Gegenkontaktelementen (5, 6) einen Raum für zu¬ sätzliche Bauelemente aufweist.
9. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß auf dem Grundkörper eine Kappe (200) sitzt, die oberhalb des Kontaktfeder-Anschlußelementes (4) und der Gegenkontaktelemente (5, 6) auf eine dem Spulendurch¬ messer entsprechende Tiefe zurückgesetzt ist.
10. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß zwei oder mehr Schaltsysteme (1, 2,
3, 4, 5, 6) in einer gemeinsamen Kappe (100) nebeneinander angeordnet sind, wobei die Anker (26) in einer gemeinsamen Ebene nebeneinander liegen.
11. Relais nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich¬ net , daß die zwei oder mehr Schaltsysteme in einem gemein¬ samen Grundkörper (101) angeordnet sind, wobei die zweiten Jochschenkel (24b) in zwei in einer gemeinsamen Ebene neben¬ einander liegenden Führungsschächten (17) liegen, welche ih¬ rerseits von Seitenwänden (112a, 112b) und einer gemeinsamen Mittelwand (112d) begrenzt sind.
12. Verwendung des Relais nach einem der Ansprüche 9 bis 11 auf einer Leiterplatte (203), dadurch gekennzeich¬ net , daß der Raum oberhalb des Kontaktfeder-Anschlußelemen- tes (4) und der Gegenkontaktelemente (5, 6), der durch die zurückgesetzte Kappe (200) frei ist, zur Anordnung von Bau- elementen (204) verwendet wird, deren Anschlußdrähte (205) neben dem Relais in der Leiterplatte (203) kontaktiert sind.
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