DE102012203961B3

DE102012203961B3 - Mehrpolige Relaisanordnung

Info

Publication number: DE102012203961B3
Application number: DE102012203961A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing.(FH) Schmelz Rainer
Original assignee: Gruner AG
Current assignee: Gruner AG
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2013-04-25
Anticipated expiration: 2032-03-15
Also published as: BR102013005948B1; FR2988217B1; BR102013005948A2; FR2988217A1

Abstract

Bei einer mehrpoligen Relaisanordnung (1), aufweisend mindestens zwei in einer Reihe hintereinander angeordnete 1-polige Relais (21, 22) mit jeweils einer, den Stromkreis zwischen einem ersten und einem zweiten Relaiskontakt (31, 41; 32, 42) des jeweiligen Relais (21, 22) schließenden oder unterbrechenden Kontaktfeder (5), deren eines Ende jeweils leitend mit dem ersten Relaiskontakt (31; 32) verbunden ist und über deren anderes, freies Ende (6) jeweils der Stromkreis in einer geschlossenen Relaisposition der Kontaktfeder (5) geschlossen oder in einer geöffneten Relaisposition der Kontaktfeder (5) unterbrochen ist, und einen Magnetantrieb (8) zum synchronen Auslenken der Kontaktfedern (5) der Relais (21, 22) in die geschlossene oder geöffnete Relaisposition, sind erfindungsgemäß die Anschlusskontakte (211, 221) der Relaiskontakte (31, 41) des einen, ersten Relais (21) zwischen den Anschlusskontakten (212, 222) der Relaiskontakte (32, 42) des anderen, zweiten Relais (22) angeordnet, wobei einer der beiden Anschlusskontakte (212, 222) des zweiten Relais (22) über einen Verbindungskontakt (23), welcher sich quer zu der Kontaktfeder (5) des ersten Relais (21, 22) erstreckt und am ersten Relais (21) vorbeigeführt ist, mit seinem zugehörigen Relaiskontakt (42) verbunden ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine mehrpolige Relaisanordnung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Eine derartige mehrpolige Relaisanordnung ist beispielsweise durch die DE 10 2007 029 633 A1 bekannt geworden.
Bei dieser bekannten Relaisanordnung sind zwei baugleiche Schaltpole in Reihe hintereinander angeordnet, die als Schaltelemente Blattfedern aufweisen, welche durch einen dazwischen angeordneten gemeinsamen Magnetantrieb synchron betätigt werden. Die Anschlusskontakte des einen Schaltpols sind in Reihe hinter den Anschlusskontakten des anderen Schaltpols anordnet und jeweils rechtwinklig zur Ebene der Blattfedern abgewinkelt. Durch diese gegenüber den Blattfedern rechtwinkligen Anschlusskontakte hat im Falle eines Kurzschlussstroms in dem einen Schaltpol das dabei auftretende Magnetfeld keine Auswirkung auf den anderen Schaltpol.
Für gewisse Anwendungen ist es aber wünschenswert, dass die Anschlusskontakte gegenüber den Blattfedern nicht rechtwinklig abgewinkelt sind, sondern beispielsweise parallel zu den Blattfedern verlaufen. im Falle eines Kurzschlussstroms in dem einen Schaltpol kann dann allerdings das um die Anschlusskontakte dieses Schaltpols herum auftretende Magnetfeld eine Anziehung oder Abstoßung der Blattfeder des anderen Schaltpols bewirken und folglich zu einer Fehlfunktion des Schaltpols führen.
Es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Relaisanordnung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass solche Fehlfunktionen ausgeschlossen sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine mehrpolige Relaisanordnung gemäß Anspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß sind die Anschlusskontakte der hintereinander angeordneten Schaltpole relaisweise ineinander geschachtelt, wobei der einem benachbarten Schaltpol zugewandte innenliegende Schaltpolkontakt eines Schaltpols über den Verbindungskontakt einen außenliegenden Anschlusskontakt aufweist. Ein im Falle eines Kurzschlussstroms im Verbindungskontakt fließender Kurzschlussstrom bewirkt ein magnetisches Feld um den Verbindungskontakt herum, das aber auf die Kontaktfedern keine Kraft ausübt, welche ein elektromagnetisches Abheben der Kontaktfedern bewirken könnte.
Das erfindungsgemäße Konzept lässt sich auch auf höherpolige Relaisanordnungen übertragen, indem jeder weitere Schaltpol über einen weiteren Verbindungskontakt mit einen außenliegenden Anschlusskontakt aufweist.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Es zeigen:
1a–1d die Vorderseite (1a), die Rückseite (1b) und eine perspektivische Vorderseitenansicht (1c) einer erfindungsgemäßen 2-poligen Relaisanordnung sowie den zugehörigen Schaltpolkontaktsatz (1d); und
2a, 2b eine perspektivische Vorderseitenansicht (2a) einer erfindungsgemäßen 3-poligen Relaisanordnung sowie den zugehörigen Schaltpolkontaktsatz (2b).
Die in der 1 dargestellte 2-polige Relaisanordnung 1 umfasst zwei baugleiche 1-polige Schaltpole 2 ₁, 2 ₂ und einen gemeinsamen Magnetantrieb 8.
Jeder der beiden Schaltpole 2 ₁, 2 ₂ weist zwei Schaltpolkontakte 3 ₁, 4 ₁ bzw. 3 ₂, 4 ₂ und eine den Stromkreis zwischen den beiden Schaltpolkontakten schließende oder unterbrechende Kontaktfeder 5 auf, welche als elektrisch leitende Blatt- oder Flachfeder ausgebildet ist. Das eine Ende der Kontaktfeder 5 ist elektrisch leitend an dem in 1a linken Schaltpolkontakt 3 ₁ bzw. 3 ₂ befestigt, während das andere, freie Ende 6 einen Kontaktknopf 7 trägt und mittels des gemeinsamen Magnetantriebs 8 auslenkbar ist. Die Kontaktfedern 5 der beiden Schaltpole 2 ₁, 2 ₂ sind in der gezeigten geschlossenen Relaisposition derart nach rechts ausgelenkt, dass ihre Kontaktknöpfe 7 jeweils an einem Kontaktknopf 9 des rechten Schaltpolkontakts 4 ₁ bzw. 4 ₂ anliegen, und in der offenen Relaisposition (nicht gezeigt) derart nach links ausgelenkt, dass ihre Kontaktknöpfe 7 jeweils von dem Kontaktknopf 9 des rechten Schaltpolkontakts 4 ₁ bzw. 4 ₂ abgehoben sind.
Der Magnetantrieb 8 umfasst eine umpolbare Magnetspule 10 mit einem Magnetkreis, an dessen zwei Jochschenkeln 11 ein Anker (Ankerwippe) 12 mit Permanentmagnet (nicht gezeigt) schwenkbar gehalten ist. Der Permanentmagnet ist zwischen zwei Ankerplatten 13 angeordnet, die in den beiden Schaltendstellungen des Ankers 12 jeweils an den Jochschenkeln 11 anliegen. Die Magnetspule 10 und der zwischen seinen beiden Schaltendstellungen verschwenkbare Anker 12 bilden einen H-Ankeranzug. Der Anker 12 greift mit einem vorstehenden Arm 14 in eine Öffnung eines 15 (1d) eines Schiebers 16 ein, der in Auslenkrichtung der Kontaktfedern 5 bzw. parallel zur Achse der Magnetspule 10 linear verschiebbar (Doppelpfeil 17) geführt ist. Die Schwenkbewegung des Ankers 12 führt also zu einer lineare Bewegung des Schiebers 16. Das freie Ende 6 der Kontaktfedern 5 greift jeweils zwischen zwei Vorsprünge 18, 19 des Schiebers 16 ein. Wird der Schieber 16 nach rechts verschoben, so nimmt er mit seinem linken Vorsprung 18 die Kontaktfeder 5 in Schließrichtung des Relais, d. h. nach rechts, in die geschlossene Relaisposition mit. Wird der Schieber 5 nach links verschoben, so nimmt er mit seinem rechten Vorsprung 18 die Kontaktfeder 5 in Öffnungsrichtung des Relais, d. h. nach links, in die offene Relaisposition mit. Mit anderen Worten sind die beiden Kontaktfedern 5 synchron mit dem Schieber 16 in Öffnungs- und Schließrichtung der beiden Schaltpole 2 ₁, 2 ₂ bewegungsgekoppelt. An den freien Enden 6 der Kontaktfedern 5 ist jeweils eine Blattfeder 20 aus Federstahl befestigt, deren freies Ende am linken Vorsprung 18 des Schiebers 16 befestigt ist.
Die beiden Schaltpole 2 ₁, 2 ₂ sind in Auslenkrichtung ihrer Kontaktfedern 5, also in Verschieberichtung 17 des Schiebers 16, in einer Reihe hintereinander angeordnet, wobei der gemeinsame Magnetantrieb 8, d. h. Magnetspule 10 und Anker 12, in Verschieberichtung 17 des Schiebers 16 neben den beiden Schaltpole 2 ₁, 2 ₂ angeordnet ist.
Zum Schalten der Relaisanordnung 1 wird das Magnetfeld der Magnetspule 10 umgepolt, wodurch der Anker 12 verschwenkt und der Schieber 16 verschoben wird. In der in 1a gezeigten geschlossenen Relaisposition ist der Schieber 16 durch den entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkten Arm 14 nach rechts verschoben, wodurch über die linken Vorsprünge 18 auch die Kontaktfedern 5 synchron nach rechts bis zur Anlage ihrer Kontaktknöpfe 7 an den Kontaktknöpfen 9 der rechten Schaltpolkontakte 4 ₁ bzw. 4 ₂ ausgelenkt werden. Der Anpressdruck der Kontaktknöpfe 7 an die Kontaktknöpfe 9 der rechten Schaltpolkontakte 4 ₁ bzw. 4 ₂ ist durch die Druckkraft der vom Schieber 15 zusammengedrückten Kontaktfedern 20 gegeben. In der geschlossenen Relaisposition wirken die Kontaktfedern 20 der Auslenkung der Kontaktfedern 5 in Öffnungsrichtung entgegen, was zu einem prellreduzierten Schließen der beiden Schaltpole 2 ₁, 2 ₂ führt. Durch Umpolen der Magnetspule 10 wird der Anker 12 im Uhrzeigersinn verschwenkt und dadurch der Schieber 16 nach links verschoben, wodurch die Kontaktfedern 5 von den rechten Vorsprüngen 19 des Schiebers 16 in Öffnungsrichtung mitgenommen und die Kontaktknöpfe 7 von den Kontaktknöpfen 9 der rechten Schaltpolkontakte 4 ₁ bzw. 4 ₂ synchron abgehoben werden.
Die Schaltpolkontakte der beiden Schaltpole sind auf der den freien Enden 6 der Kontaktfedern 5 zugewandten Gehäuseseite als Anschlusskontakte herausgeführt, wobei die Anschlusskontakte 21 ₁, 22 ₁ der Schaltpolkontakte 3 ₁, 4 ₁ des rechten Schaltpols 2 ₁ zwischen den Anschlusskontakten 21 ₂, 22 ₂ der Schaltpolkontakte 3 ₂, 4 ₂ des linken Schaltpols 2 ₂ angeordnet sind. Dazu ist der rechte Anschlusskontakt 22 ₂ des linken Schaltpols 2 ₂ über einen rückseitigen, bügelförmigen Verbindungskontakt 23, welcher sich quer bzw. rechtwinklig zu den Kontaktfedern 5 der Schaltpole erstreckt und am ersten Schaltpol 2 ₁ vorbeigeführt ist, mit seinem zugehörigen Schaltpolkontakt 4 ₂ verbunden. Wie in 1 gezeigt, kann der Verbindungskontakt 23 als ein Verbindungsblech ausgeführt sein, das außen an der Gehäuserückseite 24 anliegt. Die Anschlusskontakte 21 ₁, 21 ₂, 22 ₁, 22 ₂ verlaufen parallel bzw. nahezu parallel sowohl zueinander als auch zu den Kontaktfedern 5. Damit die Anschlusskontakte 21 ₁, 21 ₂, 22 ₁, 22 ₂ in einem gewünschten Anschlussraster angeordnet sind, ist der rechte Anschlusskontakt 22 ₁ des rechten Schaltpol 2 ₁ gegenüber seinem Schaltpolkontakte 3 ₁ noch entsprechend nach rechts parallelversetzt abgewinkelt.
Solch eine Ineinanderschachtelung der inneren (Null-Leiter)-Anschlusskontakte 21 ₁, 22 ₁ zwischen die äußeren IN- und OUT-Anschlusskontakte 22 ₁, 22 ₂ führt zu einem „symmetrischen” Anschlussraster. Dadurch wird das zweipolige Abschalten eines Strompfades ermöglicht, und zwar ohne negative Auswirkungen im Falle von Kurzschlussströmen. Denn ein im Verbindungskontakt 23 fließender Kurzschlussstrom bewirkt ein magnetisches Feld um den Verbindungskontakt 23 herum, das aber auf die Kontaktfedern 5 keine Kraft ausübt, welche ein elektromagnetisches Abheben der Kontaktfedern 5 bewirken könnte.
1d zeigt den kompletten elektrischen Schaltpolkontaktsatz 25 der Relaisanordnung 1, also die beiden Schaltpole 2 ₁, 2 ₂ mit den Schaltpolkontakten 3 ₁, 3 ₂, 4 ₁, 4 ₂, den Kontaktfedern 5 und den Anschlusskontakten 21 ₁, 21 ₂, 22 ₁, 22 ₂, den Verbindungskontakt 23 sowie den Schieber 16. Der Schaltpolkontakt 4 ₁ mit seinem abgewinkelten Anschlusskontakt 22 ₁ sowie der Schaltpolkontakt 4 ₂ mit seinen abgewinkelten Anschluss- und Verbindungskontakten 22 ₁, 23 können jeweils einteilig aus einem Metallstreifen (z. B. aus Kupfer) gebogen sein.
Das in 1 am Beispiel einer 2-poligen Relaisanordnung gezeigte Konzept lasst sich auch auf höherpolige Relaisanordnungen anwenden. So zeigt 2a eine drei-polige Relaisanordnung 31, die sich von 1 durch einen weiteren in Reihe angeordneten, linken Schaltpol 2 ₃ unterscheidet. Die Anschlusskontakte 21 ₂, 22 ₂ der Schaltpolkontakte 3 ₂, 4 ₂ des mittleren Schaltpols 2 ₂ ist zwischen den Anschlusskontakten 21 ₃, 22 ₃ der Schaltpolkontakte 3 ₂, 4 ₂ des linken Schaltpols 2 ₃ angeordnet sind. Dazu ist der rechte Anschlusskontakt 22 ₃ des linken Schaltpols 2 ₃ über einen weiteren rückseitigen, bügelförmigen Verbindungskontakt 33, welcher sich quer zu den Kontaktfedern 5 der Schaltpole erstreckt und am mittleren und rechten Schaltpol 2 ₂, 2 ₁ vorbeigeführt ist, mit seinem zugehörigen Schaltpolkontakt 4 ₃ verbunden. Die beiden rückseitigen Verbindungskontakte 23, 33 verlaufen parallelbeabstandet zueinander, wobei der längere Verbindungskontakt 33 den kürzeren Verbindungskontakt 23 beidseitig übergreift (2b).
2b zeigt den kompletten elektrischen Schaltpolkontaktsatz 35 der Relaisanordnung 31, also die drei Schaltpole 2 ₁, 2 ₂, 2 ₃ mit den Schaltpolkontakten 3 ₁, 3 ₂, 3 ₃, 4 ₁, 4 ₂, 4 ₃, den Kontaktfedern 5 und den Anschlusskontakten 21 ₁, 21 ₂, 21 ₃, 22 ₁, 22 ₂, 22 ₃, die Verbindungskontakte 23, 33 sowie den Schieber 16.

Claims

Mehrpolige Relaisanordnung (1; 31) aufweisend mindestens zwei in einer Reihe hintereinander angeordnete Schaltpole (2 ₁, 2 ₂) mit jeweils einer, einen Stromkreis zwischen einem ersten und einem zweiten Schaltpolkontakt (3 ₁, 4 ₁; 3 ₂, 4 ₂) des jeweiligen Schaltpols (2 ₁, 2 ₂) schließenden oder unterbrechenden Kontaktfeder (5), deren eines Ende jeweils leitend mit dem ersten Schaltpolkontakt (3 ₁; 3 ₂) verbunden ist und über deren anderes, freies Ende (6) jeweils der Stromkreis in einer geschlossenen Position der Kontaktfeder (5) geschlossen oder in einer geöffneten Position der Kontaktfeder (5) unterbrochen ist, und einen Magnetantrieb (8) zum synchronen Auslenken der Kontaktfedern (5) der Schaltpole (2 ₁, 2 ₂) in die geschlossene oder geöffnete Position, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskontakte (21 ₁, 22 ₁) der Schaltpolkontakte (3 ₁, 4 ₁) des einen, ersten Schaltpols (2 ₁) zwischen den Anschlusskontakten (21 ₂, 22 ₂) der Schaltpolkontakte (3 ₂, 4 ₂) des anderen, zweiten Schaltpols (2 ₂) angeordnet sind, wobei einer der beiden Anschlusskontakte (21 ₂, 22 ₂) des zweiten Schaltpols (2 ₂) über einen Verbindungskontakt (23), welcher sich quer zu der Kontaktfedern (5) des ersten Schaltpols (2 ₁) erstreckt und am ersten Schaltpol (2 ₁) vorbeigeführt ist, mit seinem zugehörigen Schaltpolkontakt (4 ₂) verbunden ist.
Mehrpolige Relaisanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit den zwei Schaltpolen (2 ₁, 2 ₂) mindestens ein weiterer Schaltpol (2 ₃) in Reihe hintereinander angeordnet ist und dass die Anschlusskontakte (21 ₁, 22 ₁, 21 ₂, 22 ₂) der ersten und zweiten Schaltpole (2 ₁, 2 ₂) zwischen den Anschlusskontakten (21 ₃, 22 ₃) der Schaltpolkontakte (3 ₃, 4 ₃) des weiteren Schaltpols (2 ₃) angeordnet sind, wobei einer der beiden Anschlusskontakte (21 ₃, 22 ₃) des weiteren Schaltpols (2 ₃) über einen Verbindungskontakt (33), welcher sich quer zu der Kontaktfedern (5) der ersten und zweiten Schaltpols (2 ₁, 2 ₂) erstreckt und am ersten und zweiten Schaltpol (2 ₁, 2 ₂) vorbeigeführt ist, mit seinem zugehörigen Schaltpolkontakt (4 ₂) verbunden ist.
Mehrpolige Relaisanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden rückseitigen Verbindungskontakte (23, 33) parallel voneinander beabstandet angeordnet sind.
Mehrpolige Relaisanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Verbindungskontakt (23; 33) rechtwinklig zu seiner jeweiligen Kontaktfeder (5) der Schaltpole (2 ₁, 2 ₂, 2 ₃) erstreckt.
Mehrpolige Relaisanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskontakt (23; 33) außen an der Gehäuserückseite (24) der Relaisanordnung (1; 31) vorgesehen ist.
Mehrpolige Relaisanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskontakt (23; 33) als ein Verbindungsblech ausgeführt ist.
Mehrpolige Relaisanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskontakte (21 ₁, 22 ₁; 21 ₂, 22 ₂; 21 ₃, 22 ₃) der Schaltpole (2 ₁, 2 ₂, 2 ₃) über die den freien Enden (6) der Kontaktfedern (5) zugewandte Gehäuseseite der Relaisanordnung (1; 31) überstehen.
Mehrpolige Relaisanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltpole (2 ₁, 2 ₂, 2 ₃) in Auslenkrichtung (17) ihrer Kontaktfedern (5) in Reihe hintereinander angeordnet sind.
Mehrpolige Relaisanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetantrieb (10) in Reihe mit den Schaltpolen (2 ₁, 2 ₂, 2 ₃), insbesondere als letzter in der Reihe, angeordnet ist.
Mehrpolige Relaisanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlusskontakte (21 ₁, 22 ₁; 21 ₂, 22 ₂; 21 ₃, 22 ₃) der Schaltpole (2 ₁, 2 ₂, 2 ₃) parallel zu ihren jeweiligen Kontaktfedern (5) verlaufen.