Beschreibung Polarisiertes elektromagnetisches Relais Die Erfindung betrifft ein polarisiertes elektromagnetisches Relais mit - einem Sockel aus Isolierstoff, welcher mit seiner Bodensei- te eine Grundebene definiert und in welchem Anschlußbahnen für feststehende Kontaktelemente sowie Kontaktanschlußele- mente verankert sind, - einem schwenkbaren Anker, dessen Drehachse parallel zur Grundebene verläuft, - einer oberhalb des Sockels angeordneten Spule mit einem Spulenkörper und einer Erregerwicklung, wobei die Spu- lenachse parallel zur Grundebene und senkrecht zur Anker- drehachse verläuft und Anschlußelemente der Erregerwicklung senkrecht durch die Grundebene treten, - einem axial in der Spule angeordneten Kern, an dessen Enden sich zum Anker gerichtete Polschuhe anschließen, welche je- weils mit den Enden des Ankers Arbeitsluftspalte bilden, - einem stabförmigen Permanentmagneten, welcher parallel zur Spulenachse zwischen den Polschuhen angeordnet ist und an den Enden der Polschuhe eine gleichnamige Polarisierung er- zeugt, - einem Grundkörper aus Isolierstoff, welcher eine zur Grund- ebene parallele Trennwand zwischen der Spule und dem Sockel bildet, mittels Seitenwänden mit dem Sockel verschachtelt ist und mit diesem einen Schaltraum bildet, wobei durch den Anker, die Spule, den Kern, die Polschuhe und den Permanentmagneten ein Magnetsystem gebildet ist.

Aus DE 195 20 220 Cl ist ein polarisiertes elektromagneti- sches Relais bekannt, welches einen zwischen einem Sockel und einer Spule angeordneten Wippanker besitzt. Der Wippanker wird durch einen Dauermagneten jeweils in eine von zwei Schaltpositionen gezogen. Im Sockel sind Festkontakte veran- kert, welche mit beweglichen Kontaktfedern zusammenwirken.

Die Kontaktfedern sind außerdem mit dem Anker verbunden. Ein Grundkörper mit H-förmigen Querschnitt, welcher den Sockel schachtelförmig übergreift, dient der Stabilisierung der Kon- struktion sowie der Trennung zwischen einem Kontaktraum und einem Spulenraum. Der Spulenraum ist zur Erhöhung der mecha- nischen Stabilität des Relais mit Vergußmasse gefüllt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bistabiles Re- lais, insbesondere ein Netzrelais, mit kompakten Abmessungen zu schaffen, welches einen Wechslerkontakt und ein gepoltes Magnetsystem aufweist. Ein besonderer Wert wird außerdem auf ausreichend bemessene Luft- und Kriechstrecken zwischen dem Magnetsystem und den Kontakten gelegt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Anker oberhalb der Spule angeordnet ist, daß unterhalb der Trennwand des Grundkörpers eine am Sockel gelagerte Kontakt- feder angeordnet ist, welche entsprechend der Ankerbewegung mit den feststehenden Kontaktelementen zusammenwirkt, daß zur Übertragung der Ankerbewegung auf die Kontaktfeder Betäti- gungselemente aus Isolierstoff vorgesehen sind, daß die Betä- tigungselemente durch die Enden des Ankers überdeckt sind, daß die Trennwand Durchführungen für die Betätigungselemente aufweist und daß der Schaltraum im wesentlichen geschlossen und vom Magnetsystem getrennt ist. Durch die erfindungsgemäße Relaisgestaltung können bei kompakter Bauform ausreichende Luft- und Kriechstrecken zwischen dem Magnetsystem und den im Schaltraum angeordneten Kontaktelementen gewährleistet wer- den.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umschließt der Grundkör- per mit seinen Seitenwänden nicht nur den Sockel, sondern auch das Magnetsystem. Oberhalb des Ankers kann ein Deckel auf den Grundkörper aufgesetzt werden, so daß durch den Sok- kel, den Grundkörper und den Deckel ein Relaisgehäuse gebil- det ist. Der Grundkörper und das Magnetsystem sind vorzugs- weise durch Vergußmasse miteinander verbunden, während der

Sockel und der Grundkörper durch Gießharz miteinander ver- klebt sein können.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Anker im wesentlich plan gestaltet. Dabei ist im Bereich der Anker- drehachse zwischen dem Anker und dem Permanentmagneten ein magnetisch leitfähiges Zwischenstück angeordnet. Diese Maß- nahme dient einerseits der Reduzierung der Verluste im Ma- gnetsystem und andererseits einer weiteren Reduktion der Bau- höhe des Relais. Ferner können die Polschuhe in den Spulen- körper eingesteckt sein. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, daß der Spulenkörper spezielle Stecktaschen für die Polschuhe aufweist. Alternativ dazu kann entweder ein stabförmigen Kern zusammen mit den Polschuhe oder ein U-för- miger Kern bei der Herstellung des Spulenkörpers in diesen eingebettet werden. Darüber hinaus sind die Anschlußelemente für die Erregerwicklung vorzugsweise ebenfalls in den Spulen- körper eingesteckt. Die Kontaktanschlußelemente und die An- schlußelemente für die Erregerwicklung können an ihren freien Enden sowohl als Einpreßstifte als auch als SMT-Anschluß- fahnen ausgebildet sein.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen an- hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt Figur 1 ein erfindungsgemäßes Relais im Längsschnitt und Figur 2 das erfindungsgemäße Relais gemäß Figur 1 in explosi- onsartiger Darstellung.

Das in Figur 1 dargestellte Relais weist einen Sockel 1 aus Isolierstoff auf, welcher mit seiner Bodenseite eine Grund- ebene des Relais definiert. In diesem Sockel 1 sind Anschluß- bahnen 11 für feststehende Kontaktelemente 12 und Kontaktan- schlußelemente 13 verankert. Oberhalb des Sockels 1 ist eine Spule 3 mit einem Spulenkörper 31 und einer Erregerwicklung 32 angeordnet. Senkrecht durch die Grundebene treten An- schlußelemente 33 der Erregerwicklung 32. Ferner ist oberhalb der Spule 3 ein Anker 2 angeordnet, dessen Drehachse parallel

zur Grundebene und senkrecht zur Spulenachse verläuft. Ferner ist axial in der Spule 3 ein Kern 34 angeordnet, an dessen Enden sich zum Anker 2 gerichtete Polschuhe 35 anschließen.

Die Polschuhe 35 bilden jeweils mit den Enden des Ankers 2 Arbeitsluftspalte. Parallel zur Spulenachse ist ein stabför- miger Permanentmagnet 4 zwischen den Polschuhen 35 angeord- net, welche an den Enden der Polschuhe 35 eine gleichnamige Polarisierung S erzeugt.

Ein Grundkörper 5 aus Isolierstoff bildet eine zur Grundebene parallele Trennwand 51 zwischen der Spule 3 und dem Sockel 1.

Mittels Seitenwänden 52 ist der Grundkörper 5 mit dem Sockel 1 verschachtelt und bildet mit diesem einen im wesentlichen geschlossenen und vom Magnetsystem getrennten Schaltraum. Un- terhalb der Trennwand 51 des Grundkörpers 5 ist eine am Sok- kel 1 gelagerte Kontaktfeder 14 angeordnet. Diese Kontaktfe- der 14 wirkt entsprechend der Ankerbewegung mit den festste- henden Kontaktelementen 12 zusammen. Anhand von Figur 2 ist zu erkennen, daß die im wesentlichen streifenförmige Kontakt- feder 14 mittig am Sockel 1 gelagert ist. Die Befestigung der Kontaktfeder 14 am Sockel 1 erfolgt über ein Anschlußelement 15, an welches die Kontaktfeder 14 angeschweißt werden kann.

Zur Übertragung der Ankerbewegung auf die Kontaktfeder 14 sind spezielle Betätigungselemente 6 aus Isolierstoff vorge- sehen, welche von den Enden des Ankers 2 überdeckt sind. Fer- ner weist die Trennwand 51 spezielle Durchführungen für die Betätigungselemente 6 auf. Auf diese Weise lassen sich die gewünschten Luft- und Kriechstrecken und feste Isolierungen zwischen Erreger- und Lastkreis realisieren.

Die Seitenwände 52 des Grundkörpers 5 sind derart ausgebil- det, daß nicht nur der Sockel 1 von ihnen umschlossen wird, sondern auch das Magnetsystem. Ein oberhalb des Ankers 2 auf den Grundkörper 5 aufgesetzter Deckel 7 bildet zusammen mit dem Sockel 1 und dem Grundkörper 5 ein Relaisgehäuse. Zur Er- höhung der mechanischen Stabilität sind das Magnetsystem und der Grundkörper 5 durch Vergußmasse miteinander verbunden.

Außerdem sind der Sockel 1 und der Grundkörper 5 durch Gieß- harz miteinander verklebt.

Der Anker 2 ist im wesentlichen plan gestaltet. Im Bereich der Ankerdrehachse ist zwischen dem Anker 2 und dem Perma- nentmagneten 4 ein magnetisch leitfähiges Zwischenstück 21 angeordnet, welches der Reduktion der Verluste im Magnetsy- stem und einer kompakten Relaisgestaltung dient. Durch die Verwendung des Wippankerprinzips sind die Kontaktkräfte für die Öffner- und Schließerkontakte gleich groß. Bei entspre- chender Vorbiegung der Kontaktfedern können die Kontaktauf- reißkräfte jedoch größer sein als die Schließkräfte. Ferner ist es durch den oben liegenden Anker 2 möglich, bei noch nicht montiertem Deckel 7 die mechanischen Relaiswerte zu kontrollieren. Beispielsweise kann eine Kraft-Weg-Kennlinie aufgenommen werden.

Die Anschlußelemente 33 für die Erregerwicklung 32 sind in den Spulenkörper 31 eingesteckt. Ferner sind Kontaktanschluß- elemente 13 und die Anschlußelemente 33 für die Erregerwick- lung 32 im vorliegenden Ausführungsbeispiel an ihren freien Enden als SMT-Anschlußfahnen ausgebildet. Möglich wäre aber auch die Ausbildung zu Einpreßstiften.

Bei der Montage des Relais wird der Sockel 1 soweit in den mit dem Magnetsystem bestückten Grundkörper 5 hineingedrückt, bis der gewünschte Kontaktüberhub erreicht ist. Dazu wird die Kontaktgabe zwischen der Kontaktfeder 14 und den feststehen- den Kontaktelementen 12 überwacht und der Sockel 1 entspre- chend der Soll-Ist-Wert-Differenz gegenüber dem Grundkörper 5 verschoben. Dieser Vorgang erfolgt für beide Arbeitsstellun- gen des Ankers 1. Abschließend wird der Sockel mit dem Grund- körper 5 durch Gießharz verklebt und das Relais abgedichtet.