DE7425172U

DE7425172U - Verzögert ansprechendes Relais

Info

Publication number: DE7425172U
Application number: DE7425172U
Authority: DE
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1973-07-30
Filing date: 1974-07-24
Publication date: 1978-01-12
Also published as: DE2435517B2; FR2239753A1; JPS5043453A; JPS5848976B2; DE2435517A1; US3858140A; GB1455600A; IT1018750B; FR2239753B1

Description

• · · f

	Dipl.-lng.	Patentanwälte	Inc.	Oipl.-Ing.
	E. Prinz	Dipl.-Chem.	163OX	G. Leiser
		Dr. G. Hauser
		Ernsbergerstrasse 19
	25 172.2	8 München 60	20.Septe
G 74	Instruments
Texas	Zeichen: T
Unser

Verzögert ansprechendes Relais,.

Die Erfindung bezieht sich auf ein verzögert ansprechendes Relais aus folgenden in einem gemeinsamen Gehäuse mit dieses abschließendem Deckel untergebrachten Funktionsteilen: einem elektrischen Heizelement,, einer von diesem beeinflußten Bimetallscheibe und einer von der Bimetallscheibe betätigten, in einem Arbeitsstromkreis liegenden Kontaktanordnung.

In der US-PS 3 551 868 ist bereits ein derartiges verzögert ansprechendes Relais gezeigt, das ein vor dem Zusammenbau zunächst zweiseitig offenes Gehäuse aufweist. Von der einen Seite her werden beim Zusammenbau das Heizelement und die von diesem beeinflußte Bimetallscheibe und von der anderen Seite her die von der Bimetallscheibe betätigte Kontaktanordnung eingesetzt. In die Gehäusewände sind Anschlußklemmen eingegossen, die beim Zusammenbau des Relais einzeln mit den im Inneren des Gehäuses befindlichen Schaltkontakten mit Hilfe flexibler Leiter verbunden werden müssen. Bei diesem bekannten Relais müssen die einzelnen Funktionsteile nacheinander von zwei Seiten her in das Gehäuse eingesetzt werden, was vom Standpunkt einer zeitsparenden Montage ungünstig ist. Auch das spezielle

Schw/Ba

7425172 12.01.78

Verbinden der Schaltkontaktei mit den nach außen geführten Anschlußklemmen ist ein Schritt, der zur Gesamtmontagezeit des bekannten Relais beiträgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Relais der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, daß es sich unter Verwendung einer minimalen Anzahl von Teilen mit geringem Zeitaufwand zusammenbauen läßt, ohne daß dadurch der sichere Zusammenhalt der Teile und die Güte der elektrischen Verbindungen zwischen den elektrischen Funktionsteilen im Relais beeinträchtigt werden.

Diese Aufgabe wird mit den im Kennzeichen des Anspruchs angegebenen Merkmalen gelöst. Auf Grund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Relais ist es möglich, die die einzelnen Funktionsteile vereinigende Baueinheit ausschließlich von einer Seite des Gehäuses her durch die dafür vorgesehene Gehäuseöffnung in das Gehäuse einzusetzen. Beim Einschieben dieser Baueinheit wird gleichzeitig mit Hilfe der Kontaktblechstreifen, die in den Schlitzen in den gegenüberliegenden Gehäuseinnenwänden angebracht sind, die elektrische Verbindung zum Heizelement hergestellt. Nach dem Aufbringen des Deckels, der die in das Gehäuse eingesetzte Baueinheit und die Anschlußklemmen des Heizelements festhält, wird lediglich noch das sich in die Gehäuseseitenwände über den Deckel verspreizende Arretierungsblech angebracht, das mit Sicherheit gewährleistet, daß alle im Gehäuse untergebrachten Teile in der Lage gehalten werden, die sie nach dem Einsetzen des Deckels angenommen hatten. Das erfindungsgemäße Relais kann also in wenigen Schritten zusammengebaut werden, so daß der durch die Montagezeit bedingte Kostenfaktor gering gehalten werden kann.

7425172 12.01.78

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den UnteransprUchen gekennzeichnet.

Ein AusfUhrungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Fig.1 eine perspektivische Ansicht des verzögert ansprechenden Relais nach der Erfindung,

Fig.2 eine vergrößerte Draufsicht auf das Relais,

Fig.3 einen Vertikalschnitt längs der Linie 3-3 von Fig.2, wobei Teile zur Darstellung innerer Einzelheiten weggebrochen sind,

Fig.4 eine vergrößerte Teildraufsicht auf einen Teil des Relaisgehäuses vor dem Einbau der Anschlußklemmen und der Baueinheit, die das Heizelement, die Bimetallscheibe und die Kontaktanordnung enthält und

Fig.5 und Fig.6 Stirnansichten der zwei Anschlußklemmen des Heizelemente.

Das in der Zeichnung dargestellte verzögert ansprechende Relais 1 enthält ein Gehäuse 3 aus nichtleitendem Material (beispielsweise aus einem geformten synthetischen Harz), in dem eine Kammer 5 und zwei zur Aufnahme von Anschlußklemmen bestimmte Schlitze 7a und 7b geformt sind. In der Kammer 5 befindet sich eine abgeschlossene einteilige thermostatische Baueinheit 9. Diese Baueinheit weist ein von der Kammer 5 aufnehmbares Gehäuse 11 sowie zwei in diesem Gehäuse befestigte KontaktstUcke 13a und 13b auf.

7425172 12.0178

Wie in Fig.3 dargestellt ist, ist das Kontaktstück 13a an einem Kontaktarm ■?*> befestigt, und das Kontaktstück 13b ist am freien Ende eines Kontaktarms 17 befestigt, der frei xragend federnd von einer Seite des Schaltergehäuses absteht und darin derart beweglich ist, daß das Kontaktstück 13b in Berührungseingriff und aus dem Berührungseingriff mit dem Kontaktstück 13a bewegt werden kann. Die Kontaktstücke 13a und 13b werden vom Arm 17 normalerweise in die geschlossene P-te llung gedrückt.

Im Gehäuse 11 der Baueinheit 9 befindet sich eine mit Schnappwirkung arbeitende Bimetallscheibe 19 der Art, wie sie beispielsweise in der US-PS 1 448 240 beschrieben ist. Infolge ihrer nichtabwickelbaren Schüsselform schnappt die Bimutallscheibe 19 abhängig von einer Temperaturänderung von einer Krümmungslage in eine entgegengesetzte Krümmungslage um, so daß die zum Betätigen des Kontaktarm« 17 in der Baueinheit 9 benötigte mechanische Energie erzeugt wird. Die Bimetallscheibe 19 ist am Boden des Gehäuses 11 in einem schalenfö'rmigen Endverschluß 21 angebracht, der aus einem Material wie Kupfer mit guter elektrischer und thermischer Leitfähigkeit besteht.Der Rand der Bimevallscheibe 19 ist auf einem Innenansatz 23 des Endverschlusses 21 aufgestützt. Mit der Unterseite des Endverschlusses 21 ist ein pillenförmiges Heizelement 25 in einer Wärmeübertragungsverbindung verklebt; dieses Heizelement dient der Erwärmung der Bimetallscheibe 19. Das Heizelement kann aus einem Material hergestellt sein, das eine Widerstands-Temperatur-Kennlinie mit einem steilen positiven Temperaturkoeffizienten aufweist, wie beispielsweise in der US-PS 3 489 976 angegeben ist. Bei Temperaturen unterhalb

7425172 12.01.78

I I I 1 Il

einer vorbestimmten hohen Temperatur ist die Bimetallscheibe derart schüsseiförmig, daß ihre obere Fläche konkav verläuft (siehe Fig.3). Nach dem Erwärmen schnappt die Bimetallscheibe über ihre Mittellage um, so daß obere Fläche konvex ist. In einer Mittelbohrung einer zylindrischen Stiftführung 27 ist ein Betätigungsstift 26 axial verschiebbar angebracht, so daß dieser Stift beim Umschnappen der Bimetallscheibe 19 in die konvex nach oben gekrümmte Lage nach oben bewegt wird, dannt er gegen einen Vorsprung 28 zwischen den Enden des Kohtaktarms 17 stößt und dadurch den Arm 17 zum öffnen des von den Kantaktstücken 13a, 13b gebildeten Kontakts anhebt.

Zwei Kontaktblechstreifen 29a, 29b sind in ihre entsprechende Schlitze 7a, 7b in einander gegenüberliegenden Innenseiten des Gehäuses 3 geschoben, wobei jeweils ein Streifen in jedem Schlitz sitzt. Die Kontaktblechstreifen 29a und 29b sind mit Anschlußklemmen 31a bzw. 31b versehen, die in die Kammer 5 ragen, so daß der Abschnitt 31a des Kontaktblechstreifens 29a eine elektrische Kontaktverbindung mit der Mitte der Unterfläche des Heizelements 25 bildet, während der Abschnitt 31b des Streifens 29b eine elektrische Kontaktverbindung mit dem schalenförmigen Endabschluß 21 bildet, der den anderen Anschluß des Heizelements 25 bildet. Auf diese Weise bilden die Kontaktblechstreifen 29a, 29b und das Heizelement 25 einen Heizstromkreis, der zur Erregung des Heizelements mit elektrischer Energie versorgt wird.

Die Baueinheit 9 enthält zwei Anschlußklemmen 33a, 33b, die mit einem jeweils zugehörigen Kontaktstück 13a, 13b verbunden sind;diese Anschlußklemmen und Kontaktstücke

7425172 12.01.78

t r c { ti ι · · (

bilden einen elektrischen Stromkreis, der in Abhängigkeit von einer Erregung des Heizstromkreises durch Umschnappen der Bimetallscheibe 19 über ihre Mittellage und durch Trennen der Kontaktstücke 13a und 13b verzögert geöffnet wird.Es ist zu erkennen, daß die Bimetallscheibe und die Kontaktstücke so angeordnet sein können, daß der Kontakt bei einem Temperaturanstieg geöffnet oder geschlossen wird.

Die Kontaktblechstreifen 29a und 29b sind an ihren oberen Abschnitten im wesentlichen gleichartig aufgebaut; sie enthalten beide einen Schenkelabschnitt 35a, 35b, einen Schnellanschlußabschnitt 37a, 37b mit Ansätzen 39a, 39b zwischen dem Schaftabschnitt und den Schnellanschlußabschnitten 37a und 37b für den äußeren Anschluß sowie mit Ansätzen 41a, 41b an den unteren Enden des Schaftabschnitts. Jeder Kontaktblechstreifen ist mit einer Lasche 43a, 43b versehen, die so aus dem Schaftabschnitt herausgedrückt ist, daß ihr freies oberes Ende aus dem Schaftabschnitt nach außen in die Kammer 5 ragt,wenn der Streifen in seinem zugehörigen Aufnahmeschlitz 7a, 7b sitzt. Wie in Fig.3 dargestellt ist, hat der Anschlußklemmenabschnitt 31a des Kontaktblechstreifens 29a die Form eines länglichen Arms, der sich in die Kammer 5 erstreckt, damit ein fester elektrischer Kontakt mit der Unterfläche des Heizelements 25 gebildet wird. Beim Abschnitt 31b des Kontaktblechstreifens 29b ist der relativ kurze Kontaktfinger 31b so vom Schaftabschnitt 35bweg gedrückt, daß er sich in die Kammer erstreckt und einen elektrischen Kontakt mit dem Rand des Endabschlusses 21 und somit einen elektrischen Kontakt mit der Oberfläche des Heizelements 25 bildet. Die

7425172 12.01.78

Kontaktblechstreifen 29a und 29b sind vorzugsweise aus einem federnden elektrisch leitenden Material, beispielsweise aus einer Kupferlegierung mit guten elektrischen Eigenschaften. Die Abschnitte 31a und 31b sind so geformt, daß sie in einen elastischen festen Eingriff mit dem Heizelement 25 und mit dem Endabschluß 21 vorgespannt sind, so daß sie mit diesen einen guten elektrischen Kontakt aufrecht erhalten.

Die Schlitze 7a, 7b im Gehäuse 3 sind gleichartig,, so daß hier nur einer gennu beschrieben wird. Jeder Schlitz ist T-förmig ausgebildet und weist einen dünnen Blindschlitz (siehe Fig.4) im Gehäuse auf, der allgemein parallel zur Achse der Kammer 5 verläuft und zur Aufnahme der Schaftabschnitte 31a, 31b des jeweiligen Kontaktblechstreifens 29a, 29b bestimmt ist, der in ihn eingeschoben wird. Ferner weist jeder Schlitz T-fußseitig einen Schlitzabschnitt 47 auf, der sich in der Richtung der Höhenausdehnung der Kammer längs des Schlitzes erstreckt und zwischen der Kammer und dem Schlitz eine öffnung bildet, so daß sich die Abschnitte 31a, 31b der Kontaktblechstreifen von den Schlitzen in die Kammer erstrecken können. In jedem SchaftaufnahmeschUtz 45 befinden sich Anschläge 49 (siehe Fig.3)» die mit den Ansätzen 41a, 41b am Unterende des Schaftabschnitts jedes Kontaktblechstreifens 29a, 29b in Eingriff zu bringen sind, damit jeder Streifen nach dem Einfügen in einen zugehörigen Schlitz 7a, 7b die richtige Position im Gehäuse erhält. An den Wänden der Kammer 5 sind in dem Gehäuse 3 auch Anschläge 51 angebracht, die mit dem Rand des schalenförmig^ Endabschlusses 21

7425172 12.01.78

■ I 1 I I ·

der Baueinheit 9 in Eingriff zu bringen sind, wodurch die richtige Position des Gehäuses 11 in der Kammer im zusammengebauten Zustand erzielt wird, in dem sich das Heizelement und der Endabschluß 21 richtig innerhalb des Gehäuses zur Bildung einer elektrischen Kontaktverbindung mit den Abschnitten 31a, 31b der Kontaktblechstreifen 29a, 29b befinden.

Wie in den Figuren 2 und 4 am besten zu erkennen ist, hat die Kammer 5 die Form eines Blinulochs mit einem kreisförmigen Querschnitt und mit einer Öffnung 53 mit einem allgemein rechtwinkligen Querschnitt. Ein aus isolierendem Material bestehender Deckel 55 paßt in die öffnung der Kammer, so daß er auf die obere Fläche des Gehäuses 11 der Baueinheit 9 einwirkt und diese in der eingebauten Position in der Kammer hält. Der Deckel 55 ist in der Draufsicht rechtwinklig; er sitzt mit eng tolerierter Passung (jedoch nicht im Haftsitz) in der Öffnung der Kammer. Der Deckel ist mit Ansätzen 57 versehen, die von seinen gegenüberliegenden Enden abstehen und in die Schlitzabschnitte 47 ragen und auf die Innenflächen der Schaftabschnitte 35a, 35b sowie auf lie oberen freien Enden der Laschen 43a, 43b der Kontaktblechstreifen 29a, 29b einwirken, so daß eine Bewegung dieser Streifen verhindert wird und diese in ihrer eingebauten Lage im Gehäuse 3 gehalten werden. Der Deckel 55 ist an seiner Unterseite mit mehreren Greifleisten 59 ausgestattet, die auf den oberen Teil des Gehäuses 11 der Baueinheit 9 einwirken, damit diese in der eingebauten Lage gehalten wird.

7425172 12.01.78

■ (It

it* ti

C t t ( tr

- 11 -

Ein in eine Arretierungslage in die Gehäuseöffnung 53 eindrückbares Arretierungsblech 61 arretiert den Deckel kraftschlüssig in seiner Lage im Gehäuse. Wenn die Ansätze 57 des Deckels mit den Laschen 43a, 43b der Kontaktblechstreifen 29a, 29b in Eingriff stehen und wenn die Greifleisten 59 des Deckels in Eingriff mit dem Gehäuse 11 der Baueinheit 9 stehen, dann sind alle Bauteile des Relais relativ zueinander und bezüglich des Gehäuses 3 sicher mit Hilfe des Arretierungsblechs fest zusammengehalten. Das Arretierungsblech 61 besteht vorzugsweise aus einem steifen federnden Material wie Federstahl. Es ist in der Draufsicht rechtwinklig geformt, und es ist mit an ihren Enden abstehenden Laschen 63 versehen. Die Laschen 63 sind aus' der Hauptebene des Arretierungsblechs nach oben gebogen, und die Länge des Blechs von einer Lasche zur anderen ist geringfügig größer als die Innenabmessung der Gehäuseöffnung 53, so daß das Arretierungsblech bei seinem Einbau in die öffnung gedrückt werden muß. Wenn das Arretierungsblech richtig eingebaut ist, grenzt es unmittelbar an die Oberfläche des Deckels 55 an und hält diesen bezüglich des Gehäuses an seiner Stelle. Vorzugsweise besteht der Deckel 55 aus einem elektrisch ioslierenden Material, beispielsweise einem synthetischen hitzehärtbaren Harz, damit die Baueinheit 9 von dem Arretierungsblech 61 elektrisch isoliert wird. Es ist ferner ru erkennen, daß die Laschen 63 nach dem Einbau des Arretierungsblechs 61 in der öffnung 53 des Gehäuses so deformiert werden, daß sie eine Übermaßpassung bezüglich der Gegenflächen des Gehäuses an der Öffnung aufweisen, wenn die Halterung in diese Öffnung eingedrückt wird. Aufgrund der nach oben gebogenen

7425 Γ/2 12.01.78

■* «·■· · · 11 t I t t I t I 1

Laschen 63 führt Jeder Versuch, das eingebaute Arretierungsblech aus der Gehäuseöffnung zu entfernen, dazu, daß sich die Enden der Laschen in die Seitenwände 53a, 53b des Gehäuses 3 eingraben, so daß ein Entfernen des Blechs wirksam verhindert wird. Diese selbstfestigende oder selbstarretierende Eigenschaft des Arretierungsblechs verhindert unsachgemäße Eingriffe am Relais nach dem Zusammenbau.

Beim Montieren des beschriebenen Relais werden zunächst die Kontaktblechstreifen 29a, 29b in ihre entsprechenden Schlitze 7a, 7b im Gehäuse 3 eingeschoben. Das Gehäuse der Baueinheit 9 wird dann zusammen mit dem an der Unterseite befindlichen befestigten Heizelement 25 in die Einbaulage in die Kammer 5 eingeschoben, in der die Abschnitte 31a, 31b der Kontaktblechstreifen 29a, 29b mit dem Heizelement bzw. mit der Bimetallscheibe in Kontakt stehen, während zwischen dem Heizelement und der Scheibe eine Wärmeübertragungsverbindung besteht. Dann wird der Deckel 55 auf die GehäuseÖffnung 53 so gelegt, daß die Ansätze 37 in die Schlitze 47 zu einem Eingriff an den Laschen 41 der Kontaktblechstreifen 29a, 29b ragen und daß die Leiste-i 59 in Singriff mit dem Gehäuse 11 der Baueinheit gelangen. Dann wird das Arretierungsblech 61 durch Einschnappen in seine Lage in der GehäuseÖffnung 53 über den Deckel 55 gebracht, damit die Kontaktblechstreifen 29a, 29b, die Baueinheit 9 und der Deckel 55 bezüglich des Gehäuses 3 kraftschlüssig in ihren entsprechenden Einbaulagsn (siehe Fig.3) gehalten werden. Ein Verkleben der Baueinheit 9 mit dem Gehäuse 3 erübrigt sich dabei; ferner können alle Teile während des Zusammenbaus längs einer gemeinsamen vertikalen Achse von einer Seite des Gehäuses aus in das Gehäuse eingesetzt werden.

7425172 12.01.78

Claims

Dlpl-lng. E. PrinzPatentanwälteInc.■Dipl.-Ino. G. LeiserDlpl.-Chem. Dr. G. Hauser1630XErnsbergerstrasse 1925 172.28 München 602O.Sep-tG 74InstrumentsTexasZeichen: TUnser Schutzansprüche

1. Verzögert ansprechendes Relais, bestehend aus folgenden In einem gemeinsamen Gehäuse mit dieses abschließendem Deckel untergebrachten Funktionsteilen: einem elektrischen Heizelement, einer von diesem beeinflußten Bimetallscheibe und einer von der Bimetallscheibe betätigten, in einem Arbeitsstromkreis liegenden Kontaktanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß ein lediglich nach einer Seite hin offenes Gehäuse (3) vorgesehen 1st, daß vor Einführung in das Gehäuse (3) die genannten Funktionsteile (25, 19, 15, 13a, 17, 13b) in einer gemeinsamen Baueinheit (9) zusammengefaßt sind, daß an den Innenselten zweier gegenüberliegender Gehäusewände je ein in Richtung zur vom Gehäusedeckel (55) zu verschliessenden Gehäuseöffnung (53) verlaufender Schlitz (70, 76) vorhanden ist, in welche Schlitze (7a, Tb) die gleichzeitig als Anschlußklemmen des Heizelements (25) nach außen dienenden Kontaktblechstreifen (29a, 29b) einlegbar sind, und daß nach seiner Anbringung der Gehäusedeckel (55) die Lage der gemeinsamen Baueinheit (9) und der als Anschlußklemmen des Heizelements (25) dienenden Kontaktblechstreifen (29a, 29b) im Gehäuseinneren bestimmt, wobei der Gehäusedeckel (55) selbst durch ein ihn übergreifendes, sich in Seitenwänden (53a, 53b) des Gehäuses (3) federnd verspreizendes Arretierunßsbleoh (61) fixiert ist. /Ba

742517? 17Μ7Ω

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch geKennzeIchnet, daß die In den Gehäusewänden verlaufenden Schlitze (7a, 7b) T-förmigen Querschnitt haben, wobei Jeder Schlitz (7a, 7b) T-fuüseitlg in das Gehäuseinnere mundet und daß diese In das Gehäuseinnere mündenden Schlitzabschnitte (47) von an Λφά Kontaktblechstreifen (29a, 29b) angeformten, das Heizelement (25) kontaktiersnden Abschnitten (31a, 31b) sowie von aus den Kontaktblechstreifen (29a, 29b) herausgedrückten, bei fertig montiertem Relais die dem Gehäuseinneren zugewandte Seite des Deckels (55)hintergreifenden Laschen (43a, 43b) durchragt werden.

3· Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend den aus den Kontaktblechstreifen (29a, 29b) herausgedrückten Laschen (43a, 43b) am Deckel (55) in diese Laschen eingreifende Nasen (57) angeformt sind.

4. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Jeder der in den Gehäusewänden verlaufenden Schlitze (7a, 7b) mit einem die Einschiebtiefe der Kontaktblechstreifen derart begrenzenden Anschlag (49) ausgestattet ist, daß ordnungsgemäße Kontaktierung des Heizelements (25) sichergestellt ist.

5. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß des Heizelement (25) an der die verschiedenen Funktionsteile zusammenfassenden Baueinheit (9) das unterste, also dem Boden des Gehäuseinneren zugewandte Bauteil bildet..

'425172 12.01.