Elektromagnetisches Relais

Abstract

 Elektromagnetisches Relais mit einem durch ein Federelement gehaltenen Anker, wobei der als Klappanker ausgebildete Anker im Bereich seiner Abwinklung zwischen zwei stegartigen Enden des Jochs drehbar gelagert ist, die Lagerung durch ein Federelement gebildet ist, welches mindestens zwei parallel gerichtete im Abstand zueinander gehaltene und einseitig eingespannte Schenkel aufweist, deren Ende in zwei entsprechende Ausnehmungen der stegförmigen Enden des Jochs eingefügt sind und eine translatorische Bewegung des Ankers in Richtung auf die stegartig ausgebildeten Enden sperren.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.

[0002] Aus dem deutschen Gebrauchsmuster Nr. GM 75 16 635 ist ein elektromagnetisches Relais bekannt, bei dem der Anker durch ein Federelement in einer für den Betrieb dieses Relais gewünschten Lage gehalten wird. Bei dem bekannten Relais hält das Federelement den Anker in seiner Ruhestellung, falls keine magnetische Kraftwirkung durch die Spule des Relais ausgeübt wird.

[0003] Für die Lagerung und Führung des Ankers sind aber zusätzliche Elemente notwendig, welche, da der Anker linear verschieblich angeordnet ist, zu einer relativ großen Reibung führen. Auch ist die Montage relativ umständlich.

[0004] Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Relais der obengenannten Gattung derart auszubilden, daß einerseits zur Kontaktbetätigung nur eine relativ geringe elektromagnetische Kraftwirkung erforderlich ist, und daß andererseits die Montage durch eine einfache Handhabung - und gegebenenfalls automatisiert - vorgenommen werden kann.

[0005] Besonders vorteilhaft bei der Erfindung ist, daß kein Achsenelement oder dergleichen vorgesehen werden muß, wobei durch die Gestaltung gemäß vorteilhafter Weiterbildungen der Magnetfluß durch die feromagnetischen Bereiche ohne Einschränkung sichergestellt ist. Dadurch, daß das Federelement als im wesentlichen ebenes Stanzteil aus Federblech ausgebildet ist, läßt es sich in einfacher Weise in seine Funktionsstellung schieben. Dazu wird zunächst der Klappanker zwischen die stegartigen Ansätze des Jochs eingefügt, wobei der Weg des Klappankers durch in seinem die Abwinklung bildenden Krümmungsbereich vorhandenen Aussparungen von den stegartigen Ansätzen umfaßt ist. Zwischen den Aussparungen hat der Anker so viel Spiel, daß er in dieser Position in die Betriebsstellungen Schwenken kann.

[0006] Ein Herausfallen des Klappankers wird nunmehr durch das Einschieben des Federelementes verhindert, dessen Weg in Richtung der Stegenden durch an diesen Stegen vorhandene Anschläge begrenzt wird. In der anderen Richtung stützt es sich an der gegenüberliegenden äußeren Fläche des Klappankers ab. Das Federelement ist seinerseits gegen Herausfallen durch mindestens eine Abwinklung an den Enden seiner zungenartigen Scnenkel gehindert, welche der Krümmung der Abwinklung des Klappankers folgen und sich an diese anlegen. Soll das Relais demontiert werden, so kann in umgekehrter Folge das Federelement ohne weiteres herausgezogen werden, wobei aufgrund der federnden Wirkung die Abwinklung am Stegende nachgibt und dadurch, daß das betreffende Ende des Scnenkels aus der Ebene des das Federelement bildenden Blechteils herausgehoben wird und über die Fläche des Klappankers abziehen.

[0007] Bevorzugt ist das Federelement e-förmig ausgebildet, so daß die Abwinklung im Bereich des mittleren zungenartigen Endes vorgesehen ist, welches für sich nachgiebig ist, während die beiden äußeren Schenkel den Weg des Ankers in Richtung der Stegenden starr begrenzen.

[0008] Im Betrieb kann das Feaerelement der Bewegung des Klappankers, an dessen Außenfläche es sich zum Teil anlehnt, folgen, wobei durch uie Verformung des Federelementes gegebenenfalls in die Dimensionierung der Kräfteverhältnisse bei der Relaisbetätigung einbezogen werden kann. Bevorzugt wird die erfindungsgemäße Anordnung bei einem symmetrisch ausgebildeten Doppelankerrelais vorgesehen, wobei in diesem Fall beide Federelemente durch eine entsprechenae Handhabung ohne Wenden des Relais während der Produktion von der gleichen Seite her eingefügt werden können.

[0009] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Relais im zusammengebauten Zustand in Seitenansicht sowie

Figur 2 eine Explosionsdarstellung desselben Ausführungsbeispiels in der Ansicht schräg von unten.

[0010] Die Beschreibung soll parallel unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 vorgenommen werden.

[0011] Die Grundplatte 1 ist u-förmig ausgebildet und nimmt die als Flachstecker ausgebildeten Anschlüsse 2 für Kontakte und Antrieb des Relais auf. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei Schließkontakte, bestehend aus einem Festkontakt 3 und einem beweglichen Federkontakt 4, als Kontaktsätze vorgesehen. Die beiden Kontaktsätze sind in jeweils einer durch eine vertikale Trennwand 5 abgeteilten Kammer untergebracht. In der Zeichnung ist jeweils nur die vordere Kammer sichtbar, wobei die Wand die Innenanschlüsse der Flachstecker mäanderförmig bzw. unter Abteilung von Kammern umgibt, so daß deren elektrische Trennung sicher gestellt ist.

[0012] Die mäanderförmige Trennwand trägt zur Festigkeit der eine Bodengruppe bildenden Grundplatte 1 des Relais wesentlich bei, wobei die Wandung 5 einerseits Verbindungselement der Seitenwangen 6 und 7 des Bodenteils ist und andererseits als Auflagefläche für weitere zwischen die Seitenwangen einzusetzende sich horizontal erstreckende Elemente dient. Die Seitenwangen 6 und 7 sind in ihrer Wandstärke herabgesetzt gegenüber der Wandungstärke im Bereich der Trennwände 5, so daß sie bei Herstellung aus Kunststoff eine elastische Federwirkung haben. Auf die Grundplatte 1 aufgesetzt - bzw. zwischen die Seitenwangen 6 und 7 der Grundplatte 1 eingefügt - ist eine Abdeckplatte 8, welche ebenfalls eine U-förmige Kontur aufweist und sich mit den seitlichen Schenkeln des "U" an den Seitenwangen 6 und 7 abstützt.

[0013] Die Abdeckplatte 8 weist einerseits Durchlässe 9 und 10 auf, welche eine Betätigung der Kontaktfedersätze 4 im Bereich der Grundplatte durch die Abdeckplatte 8 hindurch mittels Zwischenglieder bildenden Pimpeln 11 und 12 ermöglichen. Die Durchlässe 9 und 10 sind mit zylinderförmigen - nach unten weisenden - Ansätzen 9a und 10a versehen. Der nach oben weisende zylinderförmige Ansatz 13 weist eine Ausnehmung 14 auf, welche für einen Teil seines Durchmessers im Bereich der Oberfläche der Abdeckplatte 8 eingescnnitten ist und einem ein Verriegelungselement bildenden Federelement 15 mit symmetrisch abgebogenen Enden gestattet, durch das zylindrische Element 13 hindurch den Pimpel 11 zu tangieren erreichen und innerhalb des Querschnitts der Bohrung 9 in die dort vorgesehene Aussparung einzudringen, um die Bewegung aes Pimpeas in axialer Richtung zu sperren. Entsprechendes gilt für die Bohrung 10 und den Pimpel 12.

[0014] Die Seitenschenkel 16 und 17 des "U" der entsprechend geformten Abdeckplatte 8 weisen an ihren oberen Enden halbrund angeformte Federelemente 18 und 19 bzw. 20 und 21 auf, welche sich bezüglich ihrer Höhe im zusammengefügten Zustand der Teile 1 und 8 im entspannten Fall bis in Aussparungen 23 und 24 bzw. 25 und 26 hinein erstrecken und in diese Aussparungen eingreifende Elemente gegen Verschieben sichern. Die Abdeckplatte 8 bildet somit gleichzeitig eine obere Abdeckung für die elektrischen Kontaktierungselemente bzw. Anschlußfahnen der Flachstecker 2, so daß sich hier die elektrischen lsolationswerte ohne zusätzliche Maßnanmen einhalten lassen.

[0015] Ansätze 27 und 28, welche die das "U" bildenden seitlichen Schenkel über die horizontale Ebene der Abdeckplatte 8 nach unten verlängern und in aie entsprechende Ausnehmungen der Grundplatte 1 eingreifen, sichern die beiden Werkstücke 1 und 8 in vormontiertem Zustand gegenüber seitlichen Verschiebungen.

[0016] Antriebselement für die Kontaktsätze des hier aargestellten Relais ist eine Magnetspule 47, welche durch eine Wicklung Kupferlackaraht auf einem Spulenkörper 29 und einen Eisenkern 30 gebildet wird. Mit dem Spulenkörper 29 ist ein Joch 31 verbunden, welches an seinen sich in Längsrichtug des Spulenkörpers 28 erstreckenden Enden stegförmige Ansätze 32 und 33 bzw. 34 und 35 aufweist, die jeweils paarweise parallel gerichtet sind und in horizontaler Ebene eine U-förmige Struktur bilden, die als "ti"-förmig anzusehen ist, wenn alle Stege 32 bis 35 und das Joch gemeinsam betrachtet werden.

[0017] Die Ansätze 32 bis 35 ermöglichen es, den Spulenträger mit den weiteren Antriebselementen für die Kontakte in besonders einfacher Weise zu montieren.

[0018] Nach eingesetzter Abdeckplatte werden die seitlichen Wangen 6 und 7 als Schenkel der U-förmigen Grundplatte 1 seitlich aufgebogen und nach dem Einsetzen aer Abdeckplatte 8 das Joch 31 mit der Spule 47 eingestzt. Die stegförmigen Ansätze 32 bis 35 des Spulenkörpers werden dabei in den Aussparungen 23 bis 26 der Seitenwangen 6 und 7 der Grundplatte 1 durch die gebogenen Federansätze 18 bis 21 der Abdeckplatte gegen ein seitliches Verschieben gesichert.

[0019] Damit ist auch das vormontierte bereits betriebsfähige Relais bereit, um den notwendigen Tests während der Produktion unterzogen zu werden. Das Relais ist dabei gleichzeitig auch zerstörungsfrei demontabel, so daß gegebenenfalls Nachjustierungen jederzeit vorgenommen werden können.

[0020] Eine becherförmige Gehäusekappe 36 ist maßlich an die Außenabmessungen der Grundplatte 1 angepaßt und wird über die Seitenwangen 6 und 7 gestülpt, wo sie spielfrei gehalten ist. Das Jocn 31 wiru durch den aufgesetzten becherförmigen Gehäusedeckel 36 seitlich begrenzt und mittig gehalten, so daß das Joch mit dem Aufsetzen des becherförmigen Gehäusedeckels 36 automatisch zentriert ist.

[0021] Beidseitig des Kerns 30 sind abgewinkelte Anker 37 und 38 vorgesehen, welche zwischen den stegförmigen Ansätzen 32 und 33 bzw. 34 und 35 drehbar gelagert sind. Da die Anker ein Winkel bilden, der geringfügig größer ist als 9U°, wirken an ihrem unteren abgewinkelten Ende vorgesehene Fahnen 39 bzw. 40 auf die Oberseiten uer Pimpel 11 bzw. 12 ein und betätigen somit mittelbar die auf der Grundplatte befindlichen KontaKtsätze.

[0022] Die beiuen Anker 37 und 38 sind mittels "E"-förmiger Federelemente 41 gehalten und schwenkbar gelagert, wobei das Federelement 41 in Figur 2 rechts neben dem SpulenKörper noch einmal separat dargestellt ist.

[0023] Die beiden Anker weruen bei aer Montage des vollständigen Spulen-Anker-Elementes seitlich zwischen die stegförmigen Ansätze 32, 33 bzw. 34, 35 eingeschoben. Durch die um 180° gedrehte Montage konnen die beiden Ankerteile identisch ausgeführt sein, die Fahnen 39 unu 40 liegen jedoch in der Ebene nebeneinander und sind den beiaen Pimpeln 11 und 12 zur Kraftübertragung räumlich benachbart. Um die Anker drehbar zu arretieren, wird das "E"-förmige Federelement 41 von ober her zwischen die stegförmigen Ansätze 32 und 33 bzw. 34 und 35 eingefügt, wobei die Stege in Richtung nach außen sich stufenförmig verbreiternde Ansätze 50 aufweisen, hinter denen sich die äußeren Schenkel des "E"-förmigen Federelementes abstützen. Der mittlere Schenkel des "E" ragt infolge seiner Federkraft aus der Ebene der anueren beiden Schenkeln in Richtung auf uen Anker heraus und weist einen verlängerten Ansatz 42 auf, der in Richtung auf den Anker 37 geringfügig gewinkelt ouer eingebogen ist.

[0024] Der Ansatz 42 legt sich an die Rückseite der zur Abwinklung scharf verrunaeten Außenoberfläche des Ankers an und sichert diesen gegen ein Herausfallen nach außen. Der Anker selbst weist im Bereich seiner scharfen Abwinklung in der Nachbarschaft der Stege 32 und 33 (bzw. 34 und 35) Ausnehmungen auf, welcne begrenzt durch Stufen 51 an die Ausnehmungen 50 zwischen den Stegen 32 und 33 angepaßt sind und somit den zwischen diese Stege eingefügten Anker gegen ein Herausfallen nach unten bzw. ein ungewolltes Verschieben sichern.

[0025] Das Feaerelement 41 bildet eine im wesentlichen kraftefreie Begrenzung der Lagerung des jeweiligen Ankers hält sich aber durch die Vorspannung des mittleren Schenkels des "E" in Position und ist durch die Abbiegung 42 gegen Herausfallen gesichert. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Anker durch Einsetzen jeweils eines einzigen von oben her einfügbaren Elementes in ihrer Position gesichert sind, wobei umständlichere andere Lagerungsmittel wie Achsen und dergleichen entfallen. Die so gebildete Lagerung läßt sich auch ohne Schwierigkeiten mit einem einzigen Handgriff gegebenenfalls wieder demontieren, wobei die Fertigung bei jedem Automatisierungsgrad in zweckmäßiger weise durchgeführt werden kann.

[0026] Eine nicht dargestellte weitere Ausführungsvariante, welche inren zweck entsprechend erfüllt, laßt sich dadurch realisieren, daß unter Fortlassung des mittleren Schenkels des "E" des Federelementes die beiden äußeren Schenkel im Bereich ihrer äußeren Enden an der Innenseite abgewinkelt sind, wie es in etwa dem Ende 42 des mittleren Schenkels entspricht.

[0027] Das als Ausführungsbeispiel dargestellte Relais ist mit zwei separaten Ankern 37 und 38 ausgestattet, welche bei stromdurchlässiger Spule gemeinsam angezogen werden. Im normalen Betriebsfall werden die von den beiden Ankern angetriebenen Kontaktsätze gemeinsam betätigt. Bei Schaltvorgängen, welche eine hohe Zuverlässigkeit der Abschaltung erfordern, wie es beispielsweise bei Heizwicklungen von Haushaltsgeräten der Fall ist, sind die beiden jeweils Schließer euthaltenden Kontaktsätze in Serie geschaltet und öffnen gemeinsam beim Abfall der Anker, so daß die beiden zwischen den Kontakten entstehenden Luftstrecken den Stromfluß jeweils für sich unterbinden.

[0028] Die Luftstrecken bei geöffneten Kontakten sind also so bemessen, daß sie jede für sich eine Abschaltung gewährleisten. Sollte es also im Verlaufe der Betriebsdauer des Gerätes einmal vorkommen, daß einer der Kontakte verschweißt oder einer der Anker klebt, so wird durch Offnen des jeweils anderen Kontaktsatzes die Stromausschaltung vorgenommen.

[0029] Bei aem hier dargestellten Relais ist durch zusätzliche Maßnahmen sichergestellt, daß, wenn einer aer Kontaktsätze nicht wirksam geöffnet hat, aas Schließen des anderen Kontaktes bei einem darauffolgenden Betätigungsvorgang unterbunden oleibt. Diese maßnähme hat den Sinn, daß das Relais bzw. der durch das Relais eingeschaltete Verbraucner bei Versagen eines der Kontakte nicht weiter betrieben wird. Da in diesem Fall immer noch auch der zweite der Kontaktsätze schließen kann ist die geforderte Sicherheit der Abschaltung nicht mehr gegeben, da im weiteren Betrieb die Gefahr besteht, daß auch der andere Kontakt funktionsunfähig wird und somit ein unbedingt zu vermeidender Störungsfall eintreten könnte.

[0030] Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch machen.

Ansprüche

1. Elektromagnetisches Relais mit einem durch ein Federelement gehaltenen Anker,
dadurch gekennzeichnet ,
daß der als Klappanker ausgebildete Anker (37, 38) im Bereich seiner Abwinklung zwischen zwei stegartigen Enden des Jochs drehbar gelagert ist,
wobei die Lagerung durch ein Federelement gebildet ist, welches mindestens zwei parallel gerichtete im Abstand zueinander gehaltene und einseitig eingespannte SChenkel aufweist, deren Enden in zwei entsprechende Ausnehmungen der stegförmigen Enden des Jochs eingefügt sind und eine translatorische Bewegung aes Ankers in Richtung auf die stegartig ausgebildeten Enden sperren.

2. Relais nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet , daß das Federelement als im Wesentlichen ebenes Blechstanzteil ausgebildet ist.

3. Relais nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß das Federelement mindestens eine Abwinklung aufweist, welche sich im Abwinklungsbereich des Klappankers elastisch abstützt.

4. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Abwinklung des Federelements an Ende eines Scnenkels vorgesehen ist und der Abwinklung des Klappankers folgt und somit eine Sperre gegen ein Herausfallen des FedereleMents bildet.

5. Relais nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Abwinklung an einem zusätzlichen mittleren Schenkel vorgesehen ist, so daß das Federlelement insgesamt "e"-förmig ausgebildet ist.

6. Relais nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Klappanker im Bereich seiner Abwinklung Aussparungen aufweist, durch die hindurch sich die stegförmigen Enden des Jochs erstrecken.

7. Relais nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die äußeren Schenkel stufenförmige Aussparungen aufweisen, deren Kanten sich auf stegförmigen Enaen des Jochs abstützen.

8. Relais nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß zwei von einer gemeinsamen Spule angetrieoene Anker vorgesehen sind.

9. Relais nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die beiden Anker symmetrisch angeordnet sind.

10. Relais nach einem aer vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die stegförmigen Enden aes Jochs an der Innenseite des Gehäuses anliegen una das Joch zentrieren.

Zeichnung