DE2723430C2 - Elektromagnetisches Relais - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Relais gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein derartiges Relais ist bereits bekannt (US-PS 36 68 578). Als Träger ist dort eine Isolierplatte, beispielsweise aus Glas, vorgesehen, wobei der Kontaktraum oberhalb dieser Platte und der Spulenraum unterhalb dieser Platte jeweils mit einer eigenen Schutzkappe abgedichtet wird. Allerdings muß dort dieser plattenformige Träger relativ dick ausgeführt werden, um genügend Stabilität für den Relaisaufbau und eine genügend dichte Durchführung der Kontaktanschlüsse zu gewährleisten. Daraus ergibt sich auch eine relativ große Bauhöhe für das gesamte Relais. Anstelle einer Schutzkappe für den Spulenraum ist dort auch die Möglichkeit vorgesehen, die Spule und teilweise die Anschlußstifte in Vergußmasse einzubetten, doch muß zu diesem Zweck das Relais wiederum in eine Gießform gebracht werden, was wegen der Anschlußstifte ziemlich aufwendig ist.

Daneben ist auch eine andere Konstruktion bekannt, bei der der Kontaktraum über der Spule angeordnet ist (DE-AS 24 54 967). Dort ist ein Spulenkörper vorgesehen, in welchen beiderseits der Wicklung Kontaktträger eingesteckt sind; außerdem ist auf der Wicklung eine Lagerplatte für den Anker angeordnet. So müssen bei dieser Konstruktion relativ viele Einzelteile gefertigt und montiert werden, die überdies eine unerwünschte Toleranzsummierung erbringen. Denn zwischen den Kontaktelementen und dem Anker summieren sich die Toleranzen des Ankers, vom Anker zur Lagerplatte, von der Lagerplatte zum Spulenkörper und vom Spulenkörper zu den Kontaktträgern. Außerdem bringt die Lagerplatte keine volle Abdichtung des Kontaktraums gegenüber der Spulenwicklung und deren möglicherweise schädlichen Ausdünstungen, wenn nicht in einem zusätzlichen Arbeitsgang der Spulenkörper und die Kontaktelemente gemeinsam mit Kunststoff umspritzt werden.

Bei einer anderen bekannten Relaiskonstruktion (US-PS 34 51 017) liegt der Spulenraum von der Anschlußseite gesehen über dem Kontaktraum. Dabei sind sowohl die Trennwand zwischen den Spulen und dem Kontaktraum als auch die Außenwände der Gehäuseteile jeweils metallisch ausgeführt, was wiederum einen erhöhten Aufwand für die Durchführung der Anschlüsse wie auch für die Ankopplung des Magnetkreises bedingt. Ein ebenfalls bekanntes Relais in Becherform (GB-PS 8 38 823) erfordert ebenfalls einen hohen Aufwand, da jeweils die Spulen für sich und der Kontaktraum ebenfalls für sich eigens gekapselt, dann zusammengefügt und gemeinsam nochmals in ein Gehäuse eingesetzt sind. Wegen der senkrecht stehenden Spulen hat dieses Relais eine besonders große Bauhöhe.

Weiterhin ist ein Relais bekannt (GB-PS Il 97 999). bei dem ein von den Spulen getrennter Kontaktraum durch Aufeinanderschichten verschiedener Trägerlagen

und eines etwa wannenformigen Gehäuseelementes erzielt wird Die Kontaktelemente sind zwischen den Schichten angeordnet, wobei eine hermetische Abdichtung dieser Kontaktelemente als auch der übrigen Fugen zwischen den Gehäuseteilen äußerst schwierig sein dürfte.

Schließlich ist ein elektromagnetisches Relais mit einem mehrteiligen Gehäuse bekannt, bei dem das Gehäuse die Umrisse eines Quaders hat und die vier Seitenwände dieses Quaders aus zwei in Draufsicht auf das Relais U-förmigen Isolierstoffteilen gebildet werden (DE-AS 22 13 146). Dabei sind Kontaktstreifen jeweils in einer Ebene liegend in die Seitenwände des Gehäuses eingebettet Allerdings ist bei diesem Relais der Kontaktraum nicht vom Spulenraum getrennt; vielmehr schlägt der Anker unmittelbar an der Stirnseite der Spule auf den Magnetkern auf, wobei ein Ankerfortsatz durch eine große Gehäuseöffnung in den Kontaktraum reicht und dort die Kontakte betätigt

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit einem von der Spule völlig getrennten, von der Anschlußseite aus gesehen über der Spule angeordneten Kontaktraum konstruktiv so weiterzubilden, daß der die Trennwand zwischen Spulenraum und Kontaktraum bildende Träger möglichst wenig in die Bauhöhe des Relais eingeht. Trotzdem soll dieser Träger eine gute Stabilität des gesamten Relaisaufbaus gewährleisten und auch dichte Durchführungen der Anschlußstifte durch genügend große Einspritzflächen ermöglichen. Weiterhin soll die konstruktive Gestaltung es ermöglichen, die Vergußmasse in einfacherer Weise als beim Stand der Technik einzubringen und mit einem einzigen Arbeitsgang sowohl die Durchführungen der Eisenkreisteile als auch der Anschlußstifte als auch die Randspalte der Schutzkappe für den Kontaktraum abzudichten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalendes Patentanspruches 1 gelöst.

Durch die Seitenwände des wannenformigen Trägers ergibt sich eine gute Stabilität des Relaisaufbaus, wobei die Trennwand zwischen Spulenraum und Kontaktraum relativ dünn gehalten werden kann. Toleranzsummierungen werden weitgehend vermieden, da die Kontaktelemente in den Grundkörper eingespritzt sind und so beim Spritzvorgang direkt zueinander, zu den Durchführungen der Jochschenkel und gegebenenfalls zu einer angeformten Ankerlagerung bemaßt verden können. Innerhalb der ]ochdurchführungen wird zweckmäßigerweise eine Seitenwand als maßgenaue Anlagefläche mit genauen Abstandsmaßen zu den übrigen Funktionselementen vorgesehen. Durch die Einbettung der Kontaktanschlußelemente in die Seitenwände des Trägers ergeben sich lange und entsprechend dichte Durchführungen zwischen der Anschlußseite und dem Kontaktraum.

Die den Spulenraum ausfüllende Vergußmasse dichtet nicht nur die Durchführungen der Jochschenkel zusätzlich ab, sondern sie führt auch die Wicklungswärme gut nach außen und erhöht die Stabilität des Relais. Da die Schutzkappe den Träger seitlich übergreift und über die Seitenwände des Trägers übersteht, werden mit einem einmaligen Ausgießen sowohl der Spulenraum als auch die Fuge zwischen dem Träger und der Schutzkappe abgedichtet. Dabei werden auch die aus dem Grundkörper austretenden AnschluOelemente durch die Vergußmasse zusätzlich abgedichtet. Durch die große Dichtlänge zwischen Träger und Schutzkappe wird der Kontaktraum auch in hervorragender Weise vor Umwelteinflüssen geschützt Zweckmäßigerweise besitzt der Träger eine seitlich umlaufende Nut, so daß das durch die Kapillarwirkung zwischen den Seitenwänden des Trägers und der Schutzkappe aufsteigende Verguß mittel nicht bis in den Kontaktraum vordringen kann.

Neben den Anschlußstiften für die Kontakte können auch Spulenanschlußelemente in die Seitenwändc des Trägers eingebettet und im Bereich des Spulenraums mit den Wicklungsanschlüssen verbunden sein. Beson ders vorteilhaft ist es dabei, wenn von den aus dem Grundkörper austretenden Spulenanschlußelementen jeweils ein abgespaltener Lappen umgebogen und mit den Wicklungsanschlüssen durch Schweißen oder Löten verbunden ist Der Lappen kann aber auch abgetrennt sein, so daß der jeweilige Wicklungsanschluß auf die stirnseitige Schnittfläche des Anschlußelementes aufgeschweißt werden kann.

Beim erfindungsgemäßen Relais wird die Spule ge trennt vom Träger gewickelt und dann erst über die Jochschenkel mit diesem verbunden. Dabei ist der Spu lenkörper zweckmäßigerweise so ausgebildet, daß seine Flansche die jeweiligen Jochschenkel zumindest teilweise umschließen und am Träger anliegende Dichtflächen neben den Durchführungen der Jochschenkel bilden.

Dadurch wird verhindert, daß beim Ausgießen des Spulenraums Vergußmasse in den Kontaktraum gelangt. Die Spulenflansche können in einer speziellen Ausbildung mit Vorsprüngen in abgestufte Ausnehmungen des Trägers eingreifen. Eine besonders gute Abdichtung der Spulenflansche um die Jochschenkel erreicht man dann, wenn diese einstückig mit dem Spulenkern ausgebildet und in den Spulenkörper durch Umspritzen eingebettet sind. Am Träger ist im Kontaktraum zweckmäßigerweise ein Lagerelement für den Anker, beispielsweise ein Lagerzapfen für einen Drehanker, angeformt, wobei dieses Lagerelement gegenüber den Durchführungen der Jochschenkel in genauem Abstand angeordnet ist. Bei einer polarisierten Ausführungsform des Relais können die in den Kontaktraum geführten Enden der beiden Jochschenkel über einen dreipoligen Stabmagneten miteinander verbunden sein, vor dessen mittlerem Pol ein Drehanker gelagert ist. Der Drehanker trägt in einer weiteren Ausgestaltung eine zu seiner Bewegungsebene parallele Betätigungsplatte. Diese kann beispielsweise mit dem Anker durch Kunststoffumspritzung verbunden sein und außerdem angespritzte Betätigungszapfen besitzen. Auch andere bekannte Magnetsysteme und Ankerformen können auf dem Träger eingesetzt werden und je nach Anwendungszweck

so ein monostabiles oder bistabiles, polarisiertes oder nicht polarisiertes Relais bilden.

Die Erfindung wird im folgenden an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt Fig. 1 einen einteiligen Relaisgrundkörper in Form einer nach unten geöffneten Wanne,

Fig. 2 eine Ansicht auf den Kontaktraum von oben bei aufgeschnittener Schutzkappe,

F i g. 3 eine Schnittansicht 1II-I11 aus F i g. 2,

F i g. 4 einen vergrößerten Ausschnitt IV aus F i g. 3, F i g. 5 einen Detailausschnitt aus F i g. 3.

Die Fig. 1 zeigt einen Relaisgrundkörper 1 aus Isolierstoff in Form einer nach unten geöffneten Wanne. In de·. Grundkörper sind in zwei Reihen Anschlußelemente eingespritzt, und zwar Kontaktanschlußelemente 2

b5 und 2a sowie Spulenanschlußelemente 3. Außerdem sind zwei Durchbrüche 4 zur Aufnahme von Jochschenkeln vorgesehen. Auf der Oberseite ist außerdem mittig ein Lagerzapfen 5 für einen Drehanker angeformt. An

den Außenwänden besitzt der Grundkörper 1 eine umlaufende Nut 6 zur Aufnahme von Gießharz, welches in den Kapillarspalt zwischen dem Grundkörper und einer übergestülpten Schutzkappe eindringt.

Die Fig. 2 und 3 zeigen ein auf dem Grundkörper von Fig. 1 vollständig montiertes Relais. Die in den Grundkörper 1 eingespritzten Kontaktelemente 2 sind mit Kontaktfedern 7 versehen, die Kontaktelemente 2a dienen als Gegenkontakte mit Kontaktauflagen 8, welche an freigeschnittenen Justierlappen 2b vorgesehen sind. Das dargestellte polarisierte Magnetsystem besitzt einen dreipoligen Stabmagneten 9, der mit seinen Ende jeweils am Ende eines Jochschenkels 10 bzw. 11 befestigt, beispielsweise verschweißt, ist. Der Anker 12 ist teilweise mit Kunststoff umspritzt, und in dieser Kunststoffummantelung 12a ist auch eine Lagerstelle für den Lagerzapfen 5 vorgesehen. Zur Kontaktbetätigung dient eine auf den Anker aufgeschweißte Betätigungsplatte 13, welche mit dem Anker teilweise mit Kunststoff ummantelt ist An den den Kontaktfedern zügewandten Ecken der Betätigungsplatte sind jeweils Betätigungszapfen 14 aus Kunststoff angespritzt.

In der stirnseitigen Ansicht des Grundkörpers 1 in F i g. 3 ist zu sehen, daß der Spulenflansch 15 in die Wannenform des Grundkörpers eingefügt ist, so daß er von diesem auf drei Seiten umgeben ist. Der Spulenkern

16 ist beispielsweise im Spritzgußverfahren in den Spulenkörper eingebettet. Um eine möglichst geringe Bauhöhe der Spule und des Relais zu erreichen, liegt der Spulenkern mit seiner Flanschseite parallel zu der An-Schlußseite des Relais, wobei die mit dem Kern aus einem Stück bestehenden Jochschenkel 10 und 11 an den Spulenenden seitlich nach oben gebogen sind. Die Jochschenkel 10 und 11 werden vom Spulenflansch 15 auf drei Seiten umschlossen, so daß jeweils Spulenflansch und Jochschenkel stirnseitig eine ebene Abschlußfläche ergeben. Das gesamte Relais ist mit einer Schutzkappe

17 abgedichtet, welche zur Anschlußseite hin den Grundkörper 1 übergreift Die offene Seite der Schutzkappe ist mit Vergußmasse 18 gefüllt die den gesamten Hohlraum zwischen Grundkörper und Spule ausfüllt und auch die eingespritzten Anschlußstifte 2 zusätzlich abdichtet. Zwischen dem Grundkörper i und der Schutzkappe 17 sorgt ein relativ tiefer Kapillarspalt 19 für eine gute Abdichtung des Kontaktraums. Um ein Durchfließen der Vergußmasse 18 bis zum Kontaktraum 20 zu verhindern, ist der Kapillarspalt 19 durch die umlaufende Nut 6 im Grundkörper unterbrochen.

Bei der Montage des Magnetsystems im Grundkörper 1 wird die Spule von unten eingeschoben, wobei die beiden Jochschenkel 10 und 11 durch die Durchbrüche 4 des Grundkörpers 1 gesteckt werden. Dann wird der Dauermagnet 9 eingefügt und die beiden Teile werden mit einer geeigneten Vorrichtung jeweils in senkrechter Richtung (Pfeile A) und in waagerechter Richtung (Teile B) aneinandergedrückt und dabei verschweißt. Damit erzielt man eine für die Justierung ausreichende Lagenstabilität der Polflächen 10a bzw. 11a.

Die Durchführung der Jochschenkel 10 und 11 im Grundkörper 1 ist anhand der F i g. 4 größer als im Detail gezeigt. Die in Fig. 1 gezeigten Durchbrüche 4 besitzen jeweils eine Anlagefläche 4a für die Polflächen 10a bzw. 1 la des betreffenden Jochschenkels 10 oder 11. Diese Anlagefläche 4a ist jeweils mit genauem Abstand gegenüber dem Lagerzapfen 5 für den Anker bemaßt In den Durchbrüchen 4 sind außerdem jeweils den Anlageflächen 4a gegenüberliegende Rippen 4b vorgesehen. Diese können beim Einpressen der Jochschenkel deformiert werden und drücken somit die Jochschenkel spielfrei gegen die Anlagefläche 4a.

Zur Abdichtung der Durchführung ist der Durchbruch 4 mit einer stufenförmigen Erweiterung 20 versehen, in welche ein Vorsprung 21 des Spulenflansches eingreift. Da der Spulenflansch den Jochschenkel 10 teilweise umgreift, kann die Abdichtung zwischen dem Spulenflansch und dem Grundkörper erfolgen, und zwar an den waagerechten Dichtflächen 22 oder 23 des Spulenflansches 15 und des Vorsprungs 21. Eventuell durchfließendes Gießharz kann jeweils hinter den Dichtflächen in der Erweiterung 20 bzw. im Durchbruch 4 aufgefangen werden; diese Erweiterungen haben keine Kapillarwirkung und saugen deshalb kein weiteres Gießharz nach.

In Fig. 3 ist auch der Anschluß der Spulenenden an die in den Grundkörper eingespritzten Anschlußelemente 3 angedeutet.

Das jeweilige Anschlußelement 3 ist am freien Ende in eine Anschlußfahne 3a und in einen rechtwinklig abgebogenen Verbindungslappen 3b gespalten. An diesen Verbindungslappen 3b wird der ebenfalls rechtwinklig abgebogene Wicklungsanschluß 25 gelegt und an der Stelle 26 verschweißt oder verlötet. Diese Verbindungsstelle liegt innerhalb des von der Schutzkappe 17 umschlossenen Raumes, der mit Vergußmasse 18 ausgefüllt ist. Die F i g. 5 zeigt in einem Detailausschnitt eine abgewandelte Ausführung des Spulenanschlusses. Hierbei fehlt der abgebogene Verbindungslappen 3b. Das Spulenanschlußelement 3 ist lediglich rechtwinklig ausgeschnitten, so daß die Anschlußfahne 3a entsteht. An die Schnittfläche 27 wird der Wicklungsanschluß 25 stirnseitig angedrückt und angeschweißt

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetische Relais mit einem aus Isolierstoff geformten Träger, welcher mit einer paral- IeI zur Anschlußebene des Relais liegenden Trennwand einen zwischen der Trennwand und den Anschlußstiften gelegenen Spulenraum von einem auf der anderen Seite der Trennwand gelegenen, mittels einer mit dem Träger verbundenen Schutzkappe verschlossenen Kontaktraum völlig trennt, mit einer in Vergußmasse eingebetteten Erregerspule, die mittels durch die Trennwand hindurchgeführter, im Kontaktraum mit einem Anker zusammenwirkender Eisenkreisteile am Träger gehalten ist, sowie mit Anschlußstiften für die Kontaktelemente, die vom Kontaktraum durch den Träger seitlich der Erregerspule zur Anschlußebene geführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (1) mittels angeformter Seitenwände (landen Spulenraum in Form einer Wanne umgibt und die Anschlußstifte (2) in die Seitenwände (la) eingebettet sind, daß ferner die Schutzkappe (17) die Seitenwände (la,} des Trägers (1) übergreift und daß die in den Spulenraum bis zum Rand der Schutzkappe (17) eingefüllte Vergußmasse (18) die Ränder der Träger-Seitenwände (Ia^ überdeckt.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Schutzkappe (17) umschlossene Träger (1) eine seitlich umlaufende Nut (6) besitzt.

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Spulenanschlußelemente (3) in den Träger (1) eingebettet und im Bereich des Spulenraums (27) mit den Wickiungsanschlüssen (25) verbunden sind.

4. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die im Bereich des Spulenraums aus dem Träger (1) austretenden Spulenanschlußelemente (3) jeweils in eine Lötfahne (3a) und einen mit einem Wicklungsanschluß (25) verbundenen Verbindungslappen (3b) gespalten sind.

5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Spulenkörper angeformte Flansche (15) zumindest teilweise die jeweiligen Jochschenkel (10, 11) umschließen und am Träger anliegende Dichtflächen (22, 23) neben den Durchführungen (4) der Jochschenkel (10,11) bilden.

6. Relais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenflansche (15) mit Vorsprüngen (21) in abgestufte Ausnehmungen (20) des Trägers (1) eingreifen.

7. Relais nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mit den beiden Jochschenkeln (10, 11) einstückig ausgebildete Spulenkern (16) in den Spulenkörper eingebettet ist.

8. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Träger (1) ein Lagerelement (5) für den Anker angeformt ist, und daß die Durchführungen (4) der Jochschenkel (10,11) gegenüber dem Lagerelement (5) maßgenaue Anlageflächen (4a^ aufweisen.

9. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Drehanker (12, 66) auf einem Träger (1, 61) angeformten Lagerzapfen (5) angeordnet ist. b5

10. Relais nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehanker (12) eine zu seiner Bewegungsebene parallele Betätigungsplatte (13) trägt.

11. Relais nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsplatte (13) gemeinsam mit dem Anker (12) teilweise in Kunststoff eingebettet ist

Ί2. Relais nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der Betätigungspiatte (13) Betätigungszapfen (14) aus Kunststoff angespritzt sind.