DE4115092C3 - Elektromagnetisches Schaltrelais für Leiterplattenmontage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Schaltrelais für Leiterplattenmontage gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruches 1. Bei Schaltgeräten dieser Art handelt es sich um Klein- bzw. Kleinstrelais, deren Grundstruktur neben einer notwendigen Niedrigbauhöhe noch hinreichend Raum aufzuweisen hat für die Unterbringung des Magnet- und Kontaktsystems. Ein elektromagnetisches Schaltrelais gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist aus DE 28 48 934 A1 bekannt. Hierin ist die nachfolgende Problemstellung und Lösung der vorliegenden Erfindung weder erkannt noch berührt. Vielmehr befaßt sich diese Literaturstelle nur mit einer Reduzierung des sogenannten Überhubes des Betätigungssteges.

Demgegenüber liegt die Aufgaben- bzw. Problemstellung der Erfindung darin, bei einem Relais gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 dafür zu sorgen, daß bei Einhaltung der o.g. Niedrigbauhöhe in funktionell einwandfreier Weise und mit konstruktiv einfachen Mitteln ein Kontaktwälzen der aneinander liegenden Kontakte erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspru­ ches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Hiermit wird bei einer Betätigung der Schaltfeder, wobei die Betätigungs­ mittel in Bereichen beiderseits des Kontaktes angreifen, eine Torsion der Schaltfeder und damit ein Kontaktwälzen der aneinanderliegenden Kontakte erreicht. Hierdurch wird ein positiver Abreißeffekt bei einer eventuellen Kontakt­ verschweißung bzw. -verklebung ermöglicht.

Das DE-Gebrauchsmuster 84 12 246 beschreibt ein Kleinst­ relais, welches ein gabelförmiges Betätigungsglied be­ sitzt, dessen Ende gelenkig mit dem Anker verbunden ist. Diese Ausführung hat mit dem Patentgegenstand jedoch keine Berührungspunkte, da die gabelförmige Ausbildung des Betätigungsgliedes nur dem Zweck der Betätigung von zwei galvanisch getrennten Umschaltkontaktträgern dient.

Weiterhin ist in der DD-Patentschrift 2 65 732 ein Feder­ satz für Relais beschrieben, bei dem die aktive Schalt­ feder symmetrisch zu ihrer Längsachse angeordnete Feder­ arme aufweist und die freien Enden der Federarme die Angriffszonen des Betätigungselementes bilden. Die Feder­ arme sind dabei parallel zur Federlängsachse angeordnet und im mittleren Drittel der wirksamen Federlänge mit dem axialen Teil der aktiven Schaltfeder verbunden und die Angriffsstellen des Betätigungselementes liegen im oberen Drittel der wirksamen Federlänge. Für den Gegenstand des Patentes ist diese Anordnung ebenfalls ohne Bedeutung, weil sie ausschließlich den Zweck einer ausreichenden Überfederung der aktiven Kontaktfeder sicherstellen soll.

Die prioritätsältere, aber nachveröffentlichte EP 0 476 182 A2 betrifft ein elektromagnetisches Leistungsrelais mit Betätigungsschieber, das sich in den nachfolgend aufgelisteten Merkmalen vom Gegenstand des vorliegenden Patentes unterscheidet: Es ist kein gabelförmiges Betäti­ gungsglied, sondern ein U-förmiger Arm mit einer einzigen Betätigungskante vorgesehen. Diese einzige Betätigungs­ kante greift an der Breitseite der Schaltfeder außermit­ tig, nämlich lediglich an einem Randbereich an. Die asymmetrische Ausbildung der Schaltfeder des vorliegenden Patentes ist dort nicht vorgesehen. Die Schaltfeder des vorliegenden Patentes hat beiderseits des Kontaktes bzw. beiderseits dessen Bereiches Aussparungen zur Anlenkung der o.g. Gabelzinken. Auch dieses Merkmal ist bei EP 0 476 182 A2 nicht gegeben.

Das Schaltrelais nach der Erfindung übernimmt ferner an sich bekannte Vorteile wie eine kompakte, raumsparende Gesamtanordnung, wobei der Raum für die erforderlichen Luft- und Kriechstrecken optimal genutzt wird, sowie eine einfache Anordnung des Ankers und eine zuverlässige Bewegungsübertragung vom Anker auf die Schaltfeder. Schließlich ist das Relais nach der Erfindung auch wirt­ schaftlich günstig herzustellen. Die vorgenannten Vortei­ le wirken sich bei einem Massenartikel, um den es sich beim Gegenstand des Patentes handelt, besonders vorteil­ haft aus, da hierbei jede Möglichkeit einer Vereinfachung von Fertigungsschritten auch entsprechend kostensparend ausgenutzt ist.

Die Merkmale des Anspruches 2 stellen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar, die konstruktiv in besonders einfacher Form zu verwirklichen ist. Die Merk­ male des Anspruches 3 befassen sich mit dem Schutz gegen äußere Einflüsse und Sicherung der hier erforderlichen Kriech- und Luftstrecken.

Einzelheiten der Erfindung sind in der beigefügten Zeichnung veranschaulicht. Es zeigt:

Fig. 1 ein Schnittbild des Schaltrelais

Fig. 2a und b Formen von Schaltfedern und c und d angedeutete Auswirkungen von Schaltvorgängen.

Bei dem Schaltrelais nach Fig. 1 handelt es sich um Klappankerrelais, geeignet für besondere kleine Abmessungen für Leiterplattenmontage.

Mit 1 ist insgesamt das Schaltrelais bezeichnet, welches aus dem Sockel 2, der Spule mit Spulenkörper 3, dem Kern 4, dem Joch 5 und der Ankerhaltefeder 6 besteht. Zu den konstruktiven Bauteilen gehören ferner der Anker 7 sowie das an diesem angelenkte gabelförmige Betätigungsglied 8.

Die Anschlußstifte 9 bilden zusammen mit Spule und Spulenkörper 3 eine bauliche Einheit. Der Kontaktsatz besteht bei dem dargestellten Umschaltkontakt aus zwei Kontaktträgern 11, 12 mit den Kontakten 13 und 14 und der beweglichen Schaltfeder 15 mit dem Kontakt 16.

Die bewegliche Schaltfeder 15 ist mit dem Anker 7 über das Betätigungsglied 8 gelenkig verbunden. Das Schaltrelais wird durch die Kappe 17 geschlossen und ist gegen äußere Einwirkungen geschützt.

Nach der Ausführung gemäß Fig. 1 greift das gabelförmige Betätigungsglied 8 mit seinen freien Gabelenden in Höhe des Kontaktes 16 an und bewirkt durch Bewegung des Ankers 7 in Richtung zur Polfläche 18 jeweils eine Schaltung.

Die gabelförmige Ausgestaltung des Betätigungsgliedes 8 richtet sich nach der Formgebung der beweglichen Schaltfeder 15. Die Kappe 17 gewährleistet einen Schutz gegen äußere Einflüsse. Sie weist ferner eine nach innen weisende U-förmige Trennrippe 19 auf, welche den Kontaktträger 11 umgibt und die hier erforderlichen Kriech- und Luftstrecken zuverlässig hervorbringt.

Der Kontaktträger 11 ist somit beim Justier- bzw. Einstellvorgang frei zugängig und erhält erst beim Aufstecken der Kappe 17 die geforderten Sicherheitsabstände.

Die Fig. 2 veranschaulicht verschiedene Varianten der beweglichen Schaltfeder 15, falls aus konstruktiven oder aus Gründen der Zweckmäßigkeit eine bestimmte Federungseigenschaft erforderlich wird. Eine solche ist z. B. notwendig zum Kompensieren des Kontaktabbrandes.

Die Variante nach a) zeigt eine T-Form der beweglichen Schaltfeder 15 mit beiderseits des Kontaktes 16 angeordneten Aussparungen 20, in die die Zapfen 21 des gabelförmigen Betätigungsgliedes 8 derart gelenkig eingreifen, daß es zusätzlich zur zweiseitigen Betätigung im Augenblick der körperlichen Berührung der Kontakte aufgrund der asymmetrischen Ausgestaltung der Schaltfeder 15 und der sich hieraus ableitenden Unsymmetrie in der Übertragung der Kräfte der Zinken der Gabel auf die Feder zu einer Torsions- und Relativbewegung (Kontaktwälzen), wie in Fig. 2c) und d) angedeutet, kommt. Diese Art der Kontaktbewegung ergibt einen positiven Abreißeffekt bei einer eventuellen Kontaktverschweißung bzw. -verklebung und erhöht somit die Kontakt-Lebensdauer.

Demgegenüber zeigt die Variante nach b) eine Ausführung auf, welche den Nachlauf der Schaltfeder 15 und die bereits unter Variante a) beschriebene Torsions- und Relativbewegung der Kontaktstücke aufgrund ihrer weicheren Schalt- bzw. Federungscharakteristik erheblich vergrößert.

Diese zusätzlich zur normalen Schaltbewegung der Schaltfeder 15 gewollten Bewegungen der Kontakte ergeben die sogenannte Schaltsicherheit und schaf­ fen die nötigen Abbrandreserven für eine große Le­ bensdauer des Relais.

Der Kontaktsatz ist in herkömmlicher Weise ange­ ordnet er ist als Wechsler mit den Kontaktträgern 11, 12 und der Schaltfeder 15 mittels Stege, die im Bereich des Sockelgrundes 2 angeordnet sind. Unter Berücksichti­ gung der erforderlichen Kriech- und Luftstrecken befe­ stigt.

Claims (3)

1. Elektromagnetisches Schaltrelais für Leiterplattenmontage zum Schalten großer Ströme, vorzugsweise in Haushaltsgerä­ ten, mit einem mittels einer Kappe abdeckbaren Sockel mit einer zu diesem senkrecht angeordneten Spule und parallel zur Spule angeordneten Kontaktteilen, sowie einem paral­ lel zur Spule angeordneten Kern, mit Polfläche und dem korrespondierenden Teil des Ankers, zur Basis des Sockels zeigend, wobei die Schaltfeder mittels eines gabelförmi­ gen Betätigungsgliedes geschaltet wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das gabelförmige Betätigungsglied (8) in Höhe der Kontakte (16) durch Aussparungen (20) an die Schaltfeder (15) zu deren zweiseitiger Betätigung ange­ lenkt ist, wobei die im Bereich der Kontakte (16) grund­ sätzlich als T-Form ausgebildete Schaltfeder (15) eine asymmetrische Ausbildung derart besitzt, daß sie bei der vorgenannten Betätigung eine Torsionsbewegung an der Berührungsstelle der Kontakte (sogenanntes Kontaktwälzen) durchführt, und daß das den Kontakten (16) abgewandte Ende (33) des Betätigungsgliedes (8) mit dem Anker (7) gelenkig verbunden ist.

2. Schaltkreis nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die als T-Form ausgebildete Schaltfe­ der (15) durch ungleich geformte seitliche Mitneh­ merstege, die mit Aussparungen (20) versehen sind, asymmetrisch gestaltet ist, wobei die Mitnehmer­ stege mit den Aussparungen (20) derart ausgeformt sind, daß die Federeigenschaften so verändert wer­ den, daß sie den Erfordernissen einer unsymmetri­ schen Charakteristik des Nachlauf entsprechen und dadurch eine Wälzbewegung der Schaltstücke bei der Kontaktgabe zur Folge hat.

3. Schaltrelais nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der Kappe (17) eine nach innen abstehende U-förmige Trennrippe (19) angeformt ist, weiche den Kontaktträger (11) und den daran befestigten Kontakt (13) umfaßt.