DE10158025B4 - Relais-Kontaktanordnung - Google Patents

Abstract

Relais-Kontnktanordnung mit einer bewegbaren Kontaktfeder (14) und einer mit dieser zusammenwirkenden Gegenkontaktfeder (20), wobei jede der beiden Federn (14, 20) mit ihrem Fußende an einem in einem Relais-Sockel (10) befindlichen Anschlußstück (11, 12) befestigt ist, die bewegbare Kontaktfeder (14) an ihrem freien Ende (15) von einem Betätiger (17) bewegbar ist und die Gegenkontaktfeder (20) in ihrer von der bewegbaren Kontaktfeder (14) getrennten Position im Bereich zwischen ihrem Fußende und ihrem freien Ende gegen einen bezüglich des Sockels (10) festen Anschlag (22) vor gespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag von einem mit dem zugehörigen Anschlußstück (12) verbundenen starren, metallischen Anschlagteil (22) gebildet ist.

Description

• Bei Relais-Ko ntaktanordnungen, bei denen die bewegbare Kontaktfeder an ihrem freien Ende von einem Betätiger bewegt wird und mit einem starren Gegenkontakt zusammenarbeitet, besteht die Schwierigkeit, daß die Betätigungskraft vom Moment der Kontaktgabe an sehr steil ansteigt. Dies hat den Nachteil, daß sich die Federcharakteristik in dem anschließenden Überhubbereich kaum an die Magnetcharakteristik anpassen läßt. Außerdem ist nur ein geringer Überhub möglich, so daß nur geringe Toleranzen zulässig sind.
• Zwar läßt sich der Kraftanstieg im Überhubbereich dadurch abflachen, daß der Abestand zwischen dem Kontaktpunkt und der Angriffsstelle des Betätigers vergrößert wird. Dies führt aber zu einer unerwünschten Vergrößerung der Relais-Bauhöhe.
• Aus EP 0 058 284 A2 ist es bekannt, die Kontaktfeder im Bereich der Kontaktstelle mit einer Ausnehmung zu versehen und den Betätiger an dem dadurch verbleibenden schmalen Rahmen angreifen zu lassen. Derartige, die Feder schwächende Maßnahmen führen bei ihrer Auslenkung zu Spannungsspitzen mit der Gefahr eines Federbruchs, was insbesondere für Sicherheitsrelais nicht akzeptabel ist.
• Eine weitere, aus DE 198 04 572 A1 bekannte Maßnahme besteht in der Verwendung eines flexiblen Festkontakts, der sich zur genauen Positionierung des Kontaktpunktes und zur Erreichung vorgegebener Federkennlinien in Richtung der bewegbaren Kontaktfeder an einem Anschlag abstützt. Bei dem bekannten Relais ist dieser Anschlag an einem Vorsprung des Relaissockels ausgebildet.
• Eine Schwierigkeit dieser Gestaltung besteht darin, daß die Feder im Betrieb hohe Temperaturen erreichen und den aus dem Kunststoff des Grundkörpers gebildeten Anschlag wegen thermischer Belastung verändern kann. Bei Sicherheitsrelais ist dies besonders problematisch, da im Fall einer Kontaktverschweißung die Position des Anschlags entscheidend für die Einhaltung der Sicherheitsfunktion ist. Außerdem sind bei der bekannten Anordnung die Höhe der Vorspannung und die Position der Gegenkontaktfeder aufgrund der Addition der Fertigungstoleranzen von Kontaktstück, Kontaktfeder und Grundkörper großen Schwankungen unterworfen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile, wie sie bei vergleichbaren Anordnungen nach dem Stand der Technik auftreten, mindestens teilweise zu beseitigen. Eine speziellere Aufgabe der Erfindung kann darin gesehen werden, eine Relais-Kontaktanordnung zu schaffen, die bei mäßigem Kraftanstieg im Überhubbereich eine möglichst gute Reproduzierbarkeit vorgegebener Federkennlinien gestattet.
• Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung. Dss danach vorgesehene, mit dem Anschlußstück verbundene starre, metallische Anschlagteil bleibt auch bei thermischer Einwirkung seitens der Gegenkontaktfeder praktisch unverändert, so daß sich die Vorspannung der Feder präzis einstellen läßt.
• Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ist aus Fertigungsgründen zweckmäßig.
• In der Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 ist die Berührungsstelle zwischen dem Anschlagteil und der Gegenkontaktfeder durch den Vorsprung genau definiert; entsprechend genau läßt sich gemäß Anspruch 4 die Federvorspannung durch Verändern von Lage und Höhe des Vorsprungs einst allen. Gleichzeitig lassen sich Fertigungstoleranzen am Grundkörper gegenüber dem Nennmaß so ausgleichen, daß sie keinen Einfluß auf die Federkennlinie haben. Dabei ist die Gestaltung nach Anspruch 5 wiederum aus Fertigungsgründen von Vorteil.
• Die in Anspruch 6 angegebene Maßnahme dient dazu, Torsionen der Gegenkontaktfeder bei Bestückung mit zwei nebeneinander liegenden Kontakten beim Öffnen und für den Fall, daß ein Kontake verschweißt ist, einzuschränken. Diese Versteifung wirkt sich vorteilhaft auf die verbleibende Kontaktöffnung eines zugeordneten zwangsgeführten Kontaktes aus.
• Die Gestaltung nach den Ansprüchen 7 und 8 vermeidet, daß sich zwischen der Gegenkontaktfeder und dem Anschlagteil Partikel einklemmen, was zu einer Änderung der Ruhelage der Gegenkontaktfeder und damit zu einer Veränderung der Federkennlinie führen würde.
• Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert; darin zeigen
• 1A bis C schematisierte Seitenansichten einer Kontaktanordnung in drei unterschiedlichen Betriebsstellungen,
• 1D ein Detail der 1A in vergrößerter Seitenansicht,
• 2 ein Diaigramm, in dem die von dem Betätiger aufzubringende Stellkraft gegenüber dem Verschiebungsweg des Betätigers aufgetragen ist,
• 3 bis 5 perspektivische Darstellungen von Ausführungsbeispielen der Erfindung.
• In 1A ist ein Teil eines Relais-Sockels 10 schematisch dargestellt, in den zwei Anschlußstücke 11, 12 eingebettet sind. Das obere Ende des Anschlußstücks 11 endet in einer in dem Sockel 10 ausgebildeten Vertiefung 13, innerhalb der das Fußende einer Kontaktfeder 14 angenietet oder angeschweißt ist.
• Das freie Erde 15 der Kontaktfeder 14 greift in eine Aussparung 16 eines schematisch angedeuteten Betätigers 17 ein, der in Richtung des Pfeils verschiebbar ist. Nahe ihrem freien Ende 15 trägt die Kontaktfeder 14 ein Kontaktstück 18.
• An das Anschlußstück 12 ist innerhalb der zugehörigen Vertiefung 19 das Fußende einer Gegenkontaktfeder 20 angenietet oder angeschweißt, die an ihrem freien Ende ein mit dem Kontaktstück 18 der Kontaktfeder 14 zusammenarbeitendes Kontaktstück 21 trägt.
• Das Anschlußstück 12 ist über die Stelle, an der die Gegenkontaktfeder 20 befestigt ist, hinaus nach oben verlängert und bildet ein Anschlagteil 22. Wie in der vergrößerten Detaildarstellung der 1D gezeigt, ist am oberen Ende des Anschlagteils 22 eine ballige Ausprägung 23 gebildet, die den Punkt definiert, an dem sich die Gegenkontaktfeder 20 in der in 1A gezeigten Ruhestellung an dem Anschlagteil 22 abstützt. Alternativ oder zusätzlich kann eine ähnliche ballige Ausprägung an der Gegenkontaktfeder 20 vorhanden sein.
• Wird der Betätiger 17 durch einen (nicht gezeigten) Relaisanker in Richtung des Pfeils nach links bewegt, so nimmt er die Kontaktfeder 14 mit, bis ihr Kontaktstück 18 das Kontaktstück 21 der Gegenkontaktfeder 20 berührt. Bei dieser Bewegung steigt die von dem Betätiger 17 aufzubringende Kraft in dem Diagramm nach 2 vom Punkt (A) längs einer Geraden zum Punkt (B1) an.
• Bei weiterer Bewegung des Betätigers 17 nach links muß zunächst die Kraft überwunden werden, mit der die Gegenkontaktfeder 20 gegenüber dem Anschlagteil 22 vorgespannt ist. Dies führt zu einer gewissen Verbiegung der Kontaktfeder 14 in dem Bereich zwischen dem Kontaktstück 18 und dem Angriffspunkt des Betätigers 17. In dem Diagramm nach 2 erstreckt sich dieser Bewegungsbereich mit erhöhtem Kraftanstieg zwischen den Punkten (B 1) und (B2) .
• Bei weiterer Bewegung des Betätigers 17 nach links hebt die Gegenkontaktfeder 20 von in dem Anschlagteil 22 ab, wobei die Kraftkennlinie der 2 längs der facheren Geraden von (B2) nach (C) ansteigt.
• Wäre der Gegenkontakt in herkömmlicher Weise als starres Element ausgebildet, so würde die Kraftkennlinie der 2 längs der gestrichelten Linie ansteigen, wodurch das erreichbare Maß des am Punkt (B1) beginnenden Überhubes begrenzt wäre.
• Wie aus der obigen Erläuterung ersichtlich, läßt sich der Punkt (B2) in dem Diagramm der 2, an dem der Teil des Überhubbereichs mit flachem Kraftanstieg beginnt, durch die Vorspannung, mit der die Gegenkontaktfeder 20 an de m Anschlagteil 22 anliegt, sowie durch die Höhe der den Anschlagpunkt bildenden Ausprägung 23 einstellen.
• In 3 ist die Kontaktanordnung nach 1 perspektivisch dargestellt, wobei angenommen ist, daß die Kontaktfeder 14 und die Gegenkontaktfeder 20 jeweils mittels zweier bei 24 angedeuteter Nieten mit dem Anschlußstück 11 bzw. 12 verbunden ist. In 3 ist auch die durch die ballige Ausprägung 23 entstehende Vertiefung in dem Anschlagteil 22 zu sehen.
• Die Ausfuhrungsform nach 4 unterscheidet sich von der nach 3 dadurch, daß in dem Anschlagteil im Bereich zwischen den Nieten 24 und der Ausprägung 23 eine große Öffnung 25 ausgebildet ist, deren Breite der im wesentlichen der Breite der Gegenkontaktfeder 20 entspricht. Diese Öffnung 25 verhindert, daß sich zwischen dem Anschlagteil 22 und der Gegenkontaktleder 20 Partikel verklemmen, die zu einem "falschen Anschlagpunkt" führen und damit die Ruhelage und die Federkennlinie verändern könnten.
• Das in 5 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem nach 4 dadurch, daß die Kontaktfeder 14 und die Gegenkontaktfeder 20 mit Doppelkontakten in Form jeweils zweier nebeneinander liegender Kontaktstücke 18, 21 versehen sind. In diesem Fall ist es zweckmäßig, an dem Anschlagteil 22 zwei nebeneinander liegende Ausprägungen 23 vorzusehen. Da durch wird einer Torsion der Gegenkontaktfeder 20 entgegengewirkt, die bei Verschweißen eines Paares von Kontaktstücken 18, 21 auftreten könnte.
• Auch in dem Ausführungsbeispiel nach 5 ist es möglich, die die Anschlagpunkte bildenden Ausprägungen 23 entweder (wie gezeigt) am Anschlagteil 22 oder an der Gegenkontaktfeder 20 oder auch sowohl am Anschlagteil 22 als auch an der Gegenkontaktfeder 20 vorzusehen.

10

Sockel

11, 12

Anschlußstücke

13

Vertiefung;

14

Kontaktfeder

15

freies Ende von 14

16

Aussparung

17

Betätiger

18

Kontaktstück

19

Vertiefung

20

Gegenkontaktfeder

21

Kontaktstück

22

Anschlagteil

23

Ausprägung

24

Niet

25

Öffnung

Claims (8)

1. Relais-Kontnktanordnung mit einer bewegbaren Kontaktfeder (14) und einer mit dieser zusammenwirkenden Gegenkontaktfeder (20), wobei jede der beiden Federn (14, 20) mit ihrem Fußende an einem in einem Relais-Sockel (10) befindlichen Anschlußstück (11, 12) befestigt ist, die bewegbare Kontaktfeder (14) an ihrem freien Ende (15) von einem Betätiger (17) bewegbar ist und die Gegenkontaktfeder (20) in ihrer von der bewegbaren Kontaktfeder (14) getrennten Position im Bereich zwischen ihrem Fußende und ihrem freien Ende gegen einen bezüglich des Sockels (10) festen Anschlag (22) vor gespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag von einem mit dem zugehörigen Anschlußstück (12) verbundenen starren, metallischen Anschlagteil (22) gebildet ist.
2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagteil (22) mit dem Anschlußstück (12) einstöckig ausgebildet ist.
3. Kontaktanprdnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsstelle zwischen dem Anschlagteil (22) und der Gegenkontaktfeder (2a ) durch einen Vorsprung (23) am Anschlagteil (22) und/ oder einen Vorsprung an der Gegenkontaktfeder (20) definiert ist.
4. Kontaktanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw, jeder Vorsprung in seiner Lage und/oder Höhe zur Einstellung der Federcharakteristik veränderbar ist.
5. Kontaktanordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. jeder Vorsprung in einer vorzugsweise balligen Ausprägung (23) besteht.
6. Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegbare Kontaktfeder (14) und die Gegenkontaktfeder (20) jeweils zwei nebeneinander liegende Kontaktstücke (18, 21) aufweisen das Anschlagteil (22) und/oder die Gegenkontaktfeder (20) mit zwei nebeneinand er liegenden Vorsprüngen (23) versehen sind.
7. Kontaktanorndnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlagteil (22) zwischen seiner Berührungsstelle mit de r Gegenkontaktfeder (20) und seiner Verbindung mit dem Anschlußstück (12) eine Öffnung (25) aufweist.
8. Kontaktanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (25) übe r die gesamte Breite der Gegenkontaktfeder (20) verläuft.