DE102006022912A1

DE102006022912A1 - Relay with contact force reinforcement

Info

Publication number: DE102006022912A1
Application number: DE102006022912A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl.-Ing. Schmelz
Original assignee: Gruner AG
Current assignee: Gruner AG
Priority date: 2006-05-15
Filing date: 2006-05-15
Publication date: 2007-11-22
Also published as: EP1858038A2; EP1858038B1; EP1858038A3; PL1858038T3

Abstract

Bei einem Relais (2) mit einer durch ein Relaisgehäuse (3) hindurchgeführten Doppelleitung (4), deren eine erste Leitung (6) mindestens ein bewegliches Kontaktelement aufweist, welches den Stromkreis der ersten Leitung (6) in einer ersten Relaisposition schließt und in einer zweiten Relaisposition unterbricht, und deren andere zweite Leitung (7) durchgehend ausgebildet ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Kontaktelement als Kontaktfeder (10) ausgebildet ist und dass die zweite Leitung (7) im Wesentlichen parallel zur Kontaktfeder (10) und vor deren Federfläche (16) verläuft.In a relay (2) having a through a relay housing (3) guided through a double line (4), a first line (6) has at least one movable contact element which closes the circuit of the first line (6) in a first relay position and in a Interrupted second relay position, and the other second line (7) is formed continuously, the invention provides that the contact element as a contact spring (10) is formed and that the second line (7) substantially parallel to the contact spring (10) and in front of the spring surface (16) runs.

Description

Die Erfindung betrifft ein Relais mit einer durch ein Relaisgehäuse hindurchgeführten Doppelleitung, deren eine, erste Leitung mindestens ein bewegliches Kontaktelement aufweist, welches den Stromkreis der ersten Leitung in einer ersten Relaisposition schließt und in einer zweiten Relaisposition unterbricht, und deren andere, zweite Leitung durchgehend ausgebildet ist, sowie eine Relaisanordnung mit mehreren solcher Relais.The The invention relates to a relay with a double line routed through a relay housing, one, first line at least one movable contact element comprising the circuit of the first line in a first Relay position closes and interrupts in a second relay position, and the other, second line is formed continuously, and a relay arrangement with several such relays.

Ein derartiges Relais und eine derartige Relaisanordnung sind beispielsweise durch die US 2006/0066425 A1 bekannt geworden.One Such relay and such a relay arrangement are, for example become known by the US 2006/0066425 A1.

Bei diesem bekannten Relais wird ein Stromkreis zwischen zwei elektrischen Relaiskontakten mittels eines als Kontaktbrücke ausgebildeten Brückenelements geschlossen oder unterbrochen, das mittels eines elektromagnetischen Hubantriebs betätigt wird.at This known relay is a circuit between two electrical Relay contacts by means of a designed as a contact bridge bridge element closed or interrupted, by means of an electromagnetic Hubantriebs actuated becomes.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, bei einem Relais der eingangs genannten Art die Kontaktkraft des Kontaktelements in der geschlossenen Relaisposition zu erhöhen.In contrast, is it is the object of the invention, in a relay of the aforementioned Type the contact force of the contact element in the closed relay position to increase.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Kontaktelement als Kontaktfeder ausgebildet ist und dass die zweite Leitung im Wesentlichen parallel zur Kontaktfeder und vor deren Federfläche verläuft.These Task is inventively characterized solved, that the contact element is designed as a contact spring and that the second line substantially parallel to the contact spring and in front of the spring surface runs.

Werden die beiden Leitungen in entgegengesetzter Richtung von Strom durchflossen, so wird die Kontaktkraft, mit der die Kontaktfeder am zugehörigen Relaiskontakt anliegt, durch die magnetische Abstoßungskraft unterstützt, die vom Magnetfeld der stromdurchflossenen durchgehenden Leitung auf die in Gegenrichtung stromdurchflossene Kontaktfeder ausgeübt wird. Diese magnetische Kontaktkraft ist umso größer, je höher die Stromstärke und je geringer der Abstand der durchgehenden Leitung und der Kontaktfeder 10 ist.If the two lines are traversed by current in the opposite direction, the contact force with which the contact spring bears against the associated relay contact is supported by the magnetic repulsion force exerted by the magnetic field of the through-flow line through which the contact spring flows in the opposite direction. This magnetic contact force is greater, the higher the current and the smaller the distance between the continuous line and the contact spring 10 is.

Vorzugsweise ist die zweite Leitung zumindest im Bereich der Kontaktfeder als Flachleitung ausgebildet und mit ihrer einen Flächenseite der Federfläche der Kontaktfeder zugewandt. Die beiden Leitungen sind bevorzugt Flachleitungen, die außerhalb des Bereichs der Kontaktfeder mit ihren Kanten einander zugewandt sind. Weiterhin bevorzugt weist jede der beiden Leitungen beidseitig des Relaisgehäuses Anschlussenden auf.Preferably the second line is at least in the area of the contact spring as Flat cable formed and with its one surface side of the spring surface of the Contact spring facing. The two lines are preferably flat cables, the outside the area of the contact spring with their edges facing each other are. Further preferably, each of the two lines on both sides of the relay housing Connecting ends on.

Vorzugsweise ist zum Auslenken der Kontaktfeder in die jeweilige Relaisposition ein Magnetantrieb mit einer umpolbaren Magnetspule, einem einen Permanentmagneten aufweisenden Anker, der an zwei Jochschenkeln der Magnetspule zwischen zwei Schaltstellungen verschwenkbar gehalten ist, und einem im Wesentlichen parallel zur Spulenachse verschiebbar geführten Stellelement der Kontaktfeder, das mit dem Anker bewegungsgekoppelt ist. Bevorzugt ist dabei die Kontaktfeder mit dem Stellelement des Magnetantriebs in Öffnungs- und/oder Schließrichtung der Kontaktfeder bewegungsgekoppelt, wobei das Stellelement vorteilhaft in einer, vorzugsweise in beiden Leitungen der Doppelleitung verschiebbar geführt sein kann.Preferably is for deflecting the contact spring in the respective relay position a magnetic drive with a reversible magnetic coil, a one Permanent magnet armature, the two yoke legs the solenoid kept pivotally between two switching positions is, and one substantially parallel to the coil axis displaceable out Actuating element of the contact spring, the movement coupled to the armature is. Preference is given to the contact spring with the actuator of the Magnetic drive in opening and / or closing direction the contact spring movement coupled, wherein the actuating element advantageous displaceable in one, preferably in both lines of the double line guided can be.

Die Erfindung betrifft auch eine Relaisanordnung mit mehreren, vorzugsweise drei wie oben ausgebildeten Relais und mit einem gemeinsamen Antrieb, vorzugsweise Magnetantrieb, zum gleichzeitigen Auslenken der Kontaktfedern der mehreren Relais.The The invention also relates to a relay arrangement with a plurality, preferably three as above trained relay and with a common drive, preferably magnetic drive, for simultaneous deflection of the contact springs the multiple relays.

Die Relaisanordnung wird insbesondere in Verbindung mit Stromzählern eingesetzt, um Verbraucher vom Netz zu trennen, und kann als Option an vorhandene Stromzähler nachgerüstet werden. Die beiden Leitungen jeder Doppelleitung sind im Stromzähler miteinander verbunden, um den Stromverbrauch auszuwerten.The Relay arrangement is used in particular in connection with electricity meters, to disconnect consumers from the grid, and can be available as an option electric meter retrofitted become. The two lines of each double line are in the electricity meter with each other connected to evaluate the power consumption.

Vorteilhaft ist das Stellelement des gemeinsamen Antriebs in einer, vorzugsweise in beiden Leitungen jedes der mehreren Relais verschiebbar geführt..Advantageous is the actuator of the common drive in one, preferably in each of the two lines, each of the plurality of relays is slidably guided.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further Advantages and advantageous embodiments of the subject invention are the description, the drawings and the claims removable. Likewise the above-mentioned and the features further mentioned according to the invention respectively individually for to use one or more in any combination. The shown and described embodiment is not as final enumeration but rather has an exemplary character for the description the invention.

Es zeigt:It shows:

1 eine Relaisanordnung mit drei erfindungsgemäßen Relais zum Schalten eines dreiphasigen Stroms; und 1 a relay arrangement with three relays according to the invention for switching a three-phase current; and

2 eine Detailansicht eines der in 1 gezeigten Relais. 2 a detail view of one of the 1 shown relays.

Die in 1 dargestellte Relaisanordnung 1 dient zum Unterbrechen eines dreiphasigen Stromkreises und umfasst dazu drei nebeneinander angeordnete Relais 2 mit jeweils einer durch ein gemeinsames Relaisgehäuse 3 hindurchgeführten Doppelleitung 4 und einen gemeinsamen Magnetantrieb 5 zum gleichzeitigen Betätigen der Relais 2.In the 1 illustrated relay arrangement 1 is used to interrupt a three-phase circuit and includes three juxtaposed relay 2 with one each through a common relay housing 3 passed through double line 4 and a common magnetic drive 5 for simultaneous operation of the relays 2 ,

Die beiden Leitungen 6, 7 der Doppelleitung 4 sind, wie in 2 gezeigt, als Flachleitungen ausgebildet und weisen jeweils beidseitig des Relaisgehäuses 3 Anschlussenden auf. Die in 2 rechte Flachleitung 6 weist zwei hochkant abgewinkelte Relaiskontakte 8, 9 und eine den Stromkreis zwischen den beiden Relaiskontakten 8, 9 schließende oder unterbrechende Kontaktfeder 10 auf, die als elektrisch leitende Blatt- oder Flachfeder ausgebildet ist. Die Kontaktfeder 10 ist an ihrem einen Ende elektrisch leitend am Relaiskontakt 8 befestigt, während ihr anderes, freies Ende 11 einen Kontaktknopf 12 trägt und mittels des Magnetantriebs 5 auslenkbar ist. Die Kontaktfeder 10 ist in der in 2 gezeigten geschlossenen Relaisposition derart ausgelenkt, dass ihr Kontaktknopf 12 jeweils an einem Kontaktknopf 13 des Relaiskontakts 9 anliegt, und in der offenen Relaisposition (nicht gezeigt) derart ausgelenkt, dass ihr Kontaktknopf 12 vom Kontaktknopf 13 des Relaiskontakts 9 abgehoben ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kontaktfeder 10 doppelarmig mit zwei parallelen freien Enden 11 und daher mit zwei Kontaktknöpfen 12 ausgeführt, die mit zwei Kontaktknöpfen 13 des Relaiskontakts 9 zusammenwirken. Die Kontaktfeder 10 ist als mehrschichtige Blattfeder mit einem seitlich aus ihrer Ebene vorstehenden Bogenabschnitt 14 ausgebildet.The two lines 6 . 7 the double line 4 are, as in 2 shown, designed as flat cables and each have on both sides of the relay housing 3 Connecting ends on. In the 2 right flat cable 6 has two edgewise angled relay contacts 8th . 9 and one the circuit between the two relay contacts 8th . 9 closing or interrupting contact spring 10 on, which is designed as an electrically conductive leaf or flat spring. The contact spring 10 is at one end electrically conductive at the relay contact 8th fastened while her other, free end 11 a contact button 12 carries and by means of the magnetic drive 5 is deflectable. The contact spring 10 is in the in 2 shown closed relay position deflected so that their contact button 12 each at a contact button 13 of the relay contact 9 is applied, and in the open relay position (not shown) deflected so that their contact button 12 from the contact button 13 of the relay contact 9 is lifted off. In the illustrated embodiment, the contact spring 10 double-armed with two parallel free ends 11 and therefore with two contact buttons 12 executed with two contact buttons 13 of the relay contact 9 interact. The contact spring 10 is as a multilayer leaf spring with a laterally out of their plane projecting arc section 14 educated.

Die in 2 linke Flachleitung 7 ist durchgehend ausgebildet und weist einen hochkant abgewinkelten Mittelabschnitt 15 auf, dessen Flächenseite im Wesentlichen parallel zur Federfläche 16 der Kontaktfeder 10 verläuft und mit möglichst geringem Abstand vor der Federfläche 16 angeordnet ist. An ihren Anschlussenden sind die beiden Flachleitungen 6, 7 einander mit ihren Kanten zugewandt.In the 2 left flat cable 7 is formed continuously and has a vertically angled middle section 15 on, the surface side substantially parallel to the spring surface 16 the contact spring 10 runs and with the shortest possible distance in front of the spring surface 16 is arranged. At their connection ends are the two flat cables 6 . 7 facing each other with their edges.

Wie in 1 gezeigt, umfasst der Magnetantrieb 5 eine umpolbare Magnetspule 17 mit einem Magnetkreis, an dessen zwei Jochschenkeln 18 ein Anker (Ankerwippe) 19 mit einem Permanentmagneten (nicht gezeigt) schwenkbar gehalten ist. Der Permanentmagnet ist zwischen zwei Ankerplatten 20 angeordnet, die in den beiden Schaltstellungen des Ankers 19 jeweils an den Jochschenkeln 18 anliegen. Die Magnetspule 17 und der zwischen seinen beiden Schaltstellungen verschwenkbare Anker 19 bilden einen H-Ankeranzug. Der Anker 19 greift mit einem vorstehenden Arm 21 in eine Öffnung (nicht gezeigt) eines Stellelements 22 ein, das in Auslenkrichtung der Kontaktfeder 10 linear verschiebbar (Doppelpfeil 23) geführt ist. D.h., der Anker 19 ist am Stellelement 22 angelenkt. Am freien Enden 11 jeder Kontaktfeder 10 ist eine Blattfeder 24 (2) aus Federstahl befestigt, deren freies Ende zusammen mit dem freien Ende 11 der Kontaktfeder 10 zwischen zwei Vorsprünge 25, 26 des Stellelements 22 eingreift und zur Prellreduzierung dient. Das Stellelement 22 nimmt mit dem Vorsprung 25 die Kontaktfeder 10 über ihr freies Ende 11 unmittelbar in Öffnungsrichtung des Relais 1, d.h. in 1 nach links, und mit dem Vorsprung 26 die Kontaktfeder 10 mittels der Blattfeder 24 in Schließrichtung des Relais 1, d.h. nach rechts, mit. Mit anderen Worten ist die Kontaktfeder 10 mit dem Stellelement 22 in Öffnungs- und Schließrichtung bewegungsgekoppelt. Das Stellelement 22 ist jeweils in Führungsöffnungen 27 (2) der beiden Leitungen 6, 7 verschiebbar geführt. Außerdem sind zwei durchgehende Flachleitungen (Nullleitungen) 28, 29 unter dem Magnetantrieb 5 durch das Relaisgehäuse 3 geführt.As in 1 shown, includes the magnetic drive 5 a umpolbare magnetic coil 17 with a magnetic circuit, on whose two yoke legs 18 an anchor (anchor rocker) 19 is pivotally supported by a permanent magnet (not shown). The permanent magnet is between two anchor plates 20 arranged in the two switching positions of the armature 19 each on the yoke legs 18 issue. The magnetic coil 17 and the pivotable between its two switch positions anchor 19 form an H anchor suit. The anchor 19 grips with a protruding arm 21 in an opening (not shown) of an actuating element 22 a, in the deflection of the contact spring 10 linearly displaceable (double arrow 23 ) is guided. That is, the anchor 19 is on the actuator 22 hinged. At the free ends 11 every contact spring 10 is a leaf spring 24 ( 2 ) made of spring steel, whose free end together with the free end 11 the contact spring 10 between two protrusions 25 . 26 of the actuating element 22 engages and serves for bounce reduction. The actuator 22 take the lead 25 the contact spring 10 about her free end 11 directly in the opening direction of the relay 1 ie in 1 to the left, and with the lead 26 the contact spring 10 by means of the leaf spring 24 in the closing direction of the relay 1 ie to the right, with. In other words, the contact spring 10 with the actuator 22 motion coupled in the opening and closing direction. The actuator 22 is in each case in guide openings 27 ( 2 ) of the two lines 6 . 7 slidably guided. In addition, two continuous flat cables (neutral lines) 28 . 29 under the magnetic drive 5 through the relay housing 3 guided.

Die Relaisanordnung 1 ist an einen dreiphasigen Stromzähler 30 angeschlossen und dient dazu, Verbraucher vom Stromnetz zu trennen. Der Stromzähler 30 weist für jede Phase („PHASE 1-3") sowie für einen Nullleiter („NEUTRAL") jeweils einen Eingang IN und einen Ausgang OUT auf, die im Stromzähler 30 miteinander verbunden sind, um den Stromverbrauch auszuwerten. Die Leitungen 6, 7 der Relaisanordnung 1 und die beiden Nullleitungen 28, 29 sind jeweils mit den entsprechenden Anschlüssen IN bzw. OUT des Stromzählers 30 verbunden.The relay arrangement 1 is connected to a three-phase electricity meter 30 connected and used to disconnect consumers from the mains. The electricity meter 30 For each phase ("PHASE 1-3") as well as for a neutral conductor ("NEUTRAL") has in each case an input IN and an output OUT, which in the electricity meter 30 connected to each other to evaluate the power consumption. The wires 6 . 7 the relay arrangement 1 and the two null lines 28 . 29 are each with the corresponding terminals IN and OUT of the electricity meter 30 connected.

Zum Schalten der Relaisanordnung 1 wird das Magnetfeld der Magnetspule 17 umgepolt, wodurch der Anker 19 verschwenkt und das Stellelement 22 verschoben wird. In der in 1 gezeigten geschlossenen Relaisposition ist das Stellelement 22 durch nach rechts geschwenkten Arm 21 nach rechts verschoben, wodurch die Kontaktfedern 10 der Relais 2 über ihre Blattfedern 24 nach rechts bis zur Anlage ihrer Kontaktknöpfe 12 an den Kontaktknöpfen 13 des Relaiskontakts 9 ausgelenkt sind. In der geschlossenen Relaisposition wirken die Blattfedern 24 der Auslenkung der Kontaktfedern 10 in Öffnungsrichtung entgegen, was zu einem prellreduzierten Schließen der Relais 2 führt. In der offenen Relaisposition ist das Stellelement 22 durch den nach rechts geschwenkten Arm 21 nach links verschoben, wodurch die Kontaktfedern 10 vom Stellelement 22 mitgenommen und ihre Kontaktknöpfe 12 von den Kontaktknöpfen 13 des Relaiskontakts 9 abgehoben sind.For switching the relay arrangement 1 becomes the magnetic field of the magnetic coil 17 reversed, causing the anchor 19 pivoted and the actuator 22 is moved. In the in 1 shown closed relay position is the actuator 22 by arm swung to the right 21 shifted to the right, causing the contact springs 10 the relay 2 over her leaf springs 24 to the right to the installation of their contact buttons 12 at the contact buttons 13 of the relay contact 9 are distracted. In the closed relay position, the leaf springs act 24 the deflection of the contact springs 10 in the opening direction, resulting in a bounce-reduced closing of the relay 2 leads. In the open relay position is the actuator 22 through the right arm 21 shifted to the left, causing the contact springs 10 from the actuator 22 taken away and their contact buttons 12 from the contact buttons 13 of the relay contact 9 are lifted off.

In der geschlossenen Relaisposition ist die Kontaktkraft, mit der der Kontaktknopf 12 der Kontaktfeder 10 am Kontaktknopf 13 des Relaiskontakts 9 anliegt, durch die Druckkraft der vom Stellelement 22 zusammengedrückten Blattfedern 24 gegeben sowie bei Stromfluss (Kurzschlussfall) zusätzlich durch die magnetische Abstoßungskraft, die vom Magnetfeld des stromdurchflossenen Mittelabschnitts 15 auf die in Gegenrichtung stromdurchflossene Kontaktfeder 10 ausgeübt wird. Diese magnetische Kontaktkraft ist umso größer, je höher die Stromstärke und je geringer der Abstand zwischen Mittelabschnitt 15 und Kontaktfeder 10 ist.In the closed relay position is the contact force with which the contact button 12 the contact spring 10 at the contact button 13 of the relay contact 9 is applied, by the pressure force of the actuator 22 compressed leaf springs 24 given in the case of current flow (short-circuiting case) in addition by the magnetic repulsion force, the magnetic field of the current-carrying center section 15 on the current-carrying in the opposite direction contact spring 10 is exercised. This magnetic contact force is greater, the higher the current and the smaller the distance between the center section 15 and contact spring 10 is.

Claims

Relay ( 2 ) with a through a relay housing ( 3 ) passed through double line ( 4 ), whose one, first line ( 6 ) has at least one movable contact element which connects the circuit of the first line ( 6 ) in a first relay position and interrupts in a second relay position, and the other, second line ( 7 ) is formed continuously, characterized in that the contact element as a contact spring ( 10 ) is formed and that the second line ( 7 ) substantially parallel to the contact spring ( 10 ) and in front of the spring surface ( 16 ) runs.

Relay according to Claim 1, characterized in that the second line ( 7 ) at least in the region of the contact spring ( 10 ) formed as a flat cable and with its one surface side of the spring surface ( 16 ) of the contact spring ( 10 ) is facing.

Relay according to Claim 1 or 2, characterized in that the two lines ( 6 . 7 ) are designed as flat cables.

Relay according to Claim 3, characterized in that outside the range of the contact spring ( 10 ) the two flat cables ( 6 . 7 ) are facing each other with their edges.

Relay according to one of the preceding claims, characterized in that each of the two lines ( 6 . 7 ) on both sides of the relay housing ( 3 ) Has connecting ends.

Relay according to one of the preceding claims, characterized by a drive, preferably a magnetic drive ( 5 ), for deflecting the contact spring ( 10 ) in the respective relay position.

Relay according to Claim 6, characterized in that the magnetic drive ( 5 ) a umpolbare magnetic coil ( 17 ), a permanent magnet armature ( 19 ) attached to two yoke legs ( 18 ) of the magnetic coil ( 17 ) is held pivotably between two switching positions, and a substantially parallel to the coil axis slidably guided actuator ( 22 ) of the contact spring ( 10 ), with the anchor ( 19 ) is motion coupled.

Relay according to Claim 7, characterized in that the contact spring ( 10 ) with the actuating element ( 22 ) of the magnetic drive ( 5 ) in the opening and / or closing direction of the contact spring ( 10 ) is motion coupled.

Relay according to Claim 7 or 8, characterized in that the actuating element ( 22 ) of the magnetic drive ( 5 ) in one, preferably in both lines ( 6 . 7 ) of the double line ( 4 ) is guided displaceably.

Relay arrangement ( 1 ) with several, preferably three relays ( 2 ) according to one of the preceding claims and with a common drive, preferably magnetic drive ( 5 ), for simultaneously deflecting the contact springs ( 10 ) of the several relays ( 2 ).

Relay arrangement according to Claim 10, characterized in that the actuating element ( 22 ) of the common drive in one, preferably in both lines ( 6 . 7 ) each of the several relays ( 2 ) is guided displaceably.

Relay arrangement according to claim 10 or 11, characterized in that one or more continuously formed neutral conductors ( 28 . 29 ) through the relay housing ( 3 ) are passed.