DE102013209688B4 - Relais mit Doppelunterbrechung - Google Patents

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Abstract

Relais (1) zum Schließen oder Unterbrechen des Stromkreises zwischen zwei Relaisanschlusskontakten (2, 3),mit zwei Kontaktfedern (4, 4), die jeweils mit ihren einander abgewandten Federenden (5) an den Relaisanschlusskontakten (2, 3) elektrisch leitend befestigt und mit ihren anderen, auslenkbaren freien Federenden (6) einander zugewandt sind,mit einer stationären, elektrisch leitenden Kontaktbrücke (7), an der die freien Federenden (6) in der geschlossenen Relaisposition anliegen und von der die freien Federenden (6) in der geöffneten Relaisposition abgehoben sind, sowiemit einem einzigen Magnetantrieb (8) zum synchronen, gleichläufigen Auslenken der beiden Kontaktfedern (4, 4) in die geschlossene oder die geöffnete Relaisposition.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Relais mit mindestens einer den Stromkreis zwischen zwei Relaisanschlusskontakten schließenden oder unterbrechenden Kontaktfeder.
  • Aus der DE 101 62 585 C1 ist ein Relais mit einer den Stromkreis zwischen zwei Relaisanschlusskontakten schließenden oder unterbrechenden Kontaktfeder bekannt, deren eines Federende an dem ersten Relaisanschlusskontakt elektrisch leitend befestigt ist und deren anderes, freies Federende mittels eines Magnetantriebs in eine an dem zweiten Relaisanschlusskontakt anliegende, geschlossene Relaisposition oder in eine von dem zweiten Relaisanschlusskontakt abgehobene, geöffnete Re-Iaisposition auslenkbar ist.
  • Bei DC-Anwendungen, insbesondere in Fahrzeugen mit 24VDC bzw. 48VDC, kommt es darauf an, den beim Auslenken der Kontaktfeder in die geschlossenen Relaisposition kurzzeitig auftretenden Lichtbogen zwischen dem Relaiskontakt und der sich nähernden Kontaktfeder sicher und schnell zu löschen.
  • Aus US 6 677 840 B2 ist ein Relais mit zwei äußeren Relaisanschlusskontakten, mit einem mittleren Brückenkontakt und mit zwei Kontaktfedern bekannt, die jeweils den Stromkreis zwischen den äußeren Relaisanschlusskontakten und dem mittleren Brückenkontakt schließen oder unterbrechen. Die Kontaktfedern sind einenends an dem Relaisgehäuse befestigt und mit ihren anderen, freien Federenden mittels eines Magnetantriebs synchron in eine an dem mittleren Brückenkontakt anliegende, geschlossene Relaisposition oder in eine von dem mittleren Brückenkontakt abgehobene, geöffnete Relaisposition auslenkbar.
  • Aus DE 32 17 528 A1 ist eine Relais-Kontaktanordnung bekannt, die jeweils mindestens zwei feststehende und mindestens zwei bewegliche, gemeinsam betätigbare Kontaktelemente umfasst, wobei über einander versetzt gegenüberstehende Brückenkontaktelemente jeweils alle Kontaktelemente in Reihe schaltbar sind.
  • Schließlich ist aus der JP H02 12 725 A ein Relais mit zwei äußeren und einem mittleren Relaisanschlusskontakt sowie mit zwei Kontaktfedern bekannt, die jeweils den Stromkreis zwischen dem mittleren und einem äußeren Relaisanschlusskontakt schließen oder unterbrechen. Die Kontaktfedern sind einenends jeweils an den äußeren Relaisanschlusskontakten elektrisch leitend befestigt, und die anderen, freien Federenden sind mittels zweier Magnetantriebe voneinander unabhängig in eine an dem mittleren Relaisanschlusskontakt anliegende, geschlossene Relaisposition oder in eine von dem mittleren Relaisanschlusskontakt abgehobene, geöffnete Relaisposition auslenkbar.
  • Es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Relais die auftretende Lichtbogenenergie zu reduzieren.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Relais zum Schließen oder Unterbrechen des Stromkreises zwischen zwei Relaiskontakten, umfassend:
    • zwei Kontaktfedern, die jeweils mit ihren einander abgewandten Federenden an den Relaiskontakten elektrisch leitend befestigt und mit ihren anderen, auslenkbaren freien Federenden einander zugewandt sind,
    • eine stationäre, elektrisch leitende Kontaktbrücke, an der die freien Federenden in der geschlossenen Relaisposition anliegen und von der die freien Federenden in der geöffneten Relaisposition abgehoben sind, sowie
    • einen Magnetantrieb zum synchronen, gleichläufigen Auslenken der beiden Kontaktfedern in die geschlossene oder die geöffnete Relaisposition.
  • Die erfindungsgemäße synchrone Doppelunterbrechung des Stromkreises mit zwei in Reihe geschalteten Kontaktfedern bewirkt eine Halbierung der jeweils auftretenden Lichtbogenenergie. Die Kontaktbrücke ist im Relaisgehäuse ortsfest gehalten und verbindet die beiden Kontaktfedern in der geschlossenen Relaisposition.
  • Bevorzugt ist der Magnetantrieb als Hubmagnet mit einem in einer Magnetspule linearbeweglich geführten Tauchkern ausgebildet, mit dem die freien Federenden bewegungsgekoppelt sind. Der Hubmagnet kann monostabil oder bistabil ausgeführt sein. Statt einem Hubmagnet kann auch ein anderer Magnetantrieb eingesetzt werden, dessen Stellelement mit den freien Federenden in deren Auslenkrichtung bewegungsgekoppelt ist. So kann beispielsweise auch ein Magnetantrieb mit Drehanker eingesetzt werden, dessen Drehbewegung über ein linear linearbeweglich geführtes Kopplungselement zu einer Auslenkung der freien Federenden führt.
  • 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 je 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.
  • Es zeigen:
    • 1, 2 das erfindungsgemäße Relais mit Doppelunterbrechung in einer geöffneten Relaisposition (1) und in einer geschlossenen Relaisposition (2); und
    • 3 eine perspektivische Ansicht des Kontaktsatzes des erfindungsgemäßen Relais.
  • Das in 1 und 2 gezeigte Relais 1 dient zum Schließen oder Unterbrechen des Stromkreises zwischen zwei elektrischen Relaiskontakten 2, 3.
  • Das Relais 1 umfasst zwei Kontaktfedern 4 1, 4 2, die jeweils mit ihren einander abgewandten Federenden 5 an den Relaiskontakten 2, 3 elektrisch leitend befestigt und mit ihren anderen, auslenkbaren freien Federenden 6 einander zugewandt sind, eine im Relaisgehäuse stationär angeordnete, elektrisch leitende Kontaktbrücke 7 (z.B. aus Kupfer), an der die freien Federenden 6 in der geschlossenen Relaisposition (1) anliegen und von der die freien Federenden 6 in der geöffneten Relaisposition (2) abgehoben sind, sowie einen Magnetantrieb 8 zum synchronen, gleichläufigen Auslenken der beiden Kontaktfedern 4 1, 4 2 in die geschlossene oder geöffnete Relaisposition.
  • Die beiden Kontaktfedern 4 1, 4 2 sind als elektrisch leitende Blatt- oder Flachfeder (z.B. aus Kupfer) ausgebildet, deren freie Federenden 6 in Richtung des Doppelpfeils 9 auslenkbar sind. Die freien Federenden 6 und die Kontaktbrücke 7 weisen auf ihren einander zugewandten Seiten jeweils einen Kontaktknopf 10, 11 auf.
  • Der Magnetantrieb 8 ist als monostabiler Hubmagnet mit einem in einer Magnetspule 12 linearbeweglich geführten Tauchkern (Stößel) 13 ausgebildet, der an seinem durch eine Öffnung 14 (3) der Kontaktbrücke 7 hindurchgreifenden Ende einen Mitnehmerkopf 15 trägt. Der Mitnehmerkopf 15 ist zwischen den einander zugewandten freien Federenden 6 angeordnet und weist beidseitig jeweils zwei in Auslenkrichtung 9 voneinander beabstandete Mitnehmer (Vorsprünge) 16, 17 auf, zwischen die die Kontaktfedern 4 1, 4 2 mit ihren freien Federenden 6 eingreifen. An den freien Federenden 6 ist auf der ihrem Kontaktknopf 10 gegenüberliegenden Seite der Kontaktfedern 4 1, 4 2 jeweils eine Zusatzfeder (Blattfeder) 18 aus Federstahl befestigt, die sich an dem zugewandten unteren Mitnehmer 17 abstützt.
  • Zum Schalten des Relais 1 wird das Magnetfeld der Magnetspule 12 ein- oder ausgeschaltet. Der Tauchkern 13 ist, wie in 1 gezeigt, bei eingeschaltetem Magnetfeld gegen die Wirkung einer Druckfeder 19 in die Magnetspule 8 nach oben hineingezogen (Schließrichtung 20) und, wie in 2 gezeigt, bei ausgeschaltetem Magnetfeld durch die Kraft der Druckfeder 18 aus der Magnetspule 8 nach unten herausgedrückt (Öffnungsrichtung 21).
  • In der in 1 gezeigten geschlossenen Relaisposition ist das Magnetfeld eingeschaltet und der Tauchkern 13 samt Mitnehmerkopf 15 nach oben verschoben, wodurch mittels ihrer Zusatzfedern 18 die Kontaktfedern 4 1, 4 2 durch den unteren Mitnehmer 17 synchron nach oben ausgelenkt und mit ihren Kontaktknöpfen 10 an den Kontaktknöpfen 11 der Kontaktbrücke 7 anliegen. Der Anpressdruck der Kontaktknöpfe 10 an die Kontaktknöpfe 11 ist dabei jeweils durch die Druckkraft der vom unteren Mitnehmer 17 zusammengedrückten Zusatzfeder 18 gegeben. In der geschlossenen Relaisposition wirken die Zusatzfedern 18 der Auslenkung der Kontaktfedern 4 1, 4 2 in Öffnungsrichtung 21 entgegen, was zu einem prellreduzierten Schließen des Relais 1 führt.
  • In der in 2 gezeigten geöffneten Relaisposition ist das Magnetfeld ausgeschaltet und der Tauchkern 13 samt Mitnehmerkopf 15 nach unten verschoben, wodurch die Kontaktfedern 4 1, 4 2 durch den oberen Mitnehmer 16 synchron nach unten ausgelenkt und mit ihren Kontaktknöpfen 10 von den Kontaktknöpfen 11 der Kontaktbrücke 7 abgehoben sind.
  • Die synchrone Doppelunterbrechung des Stromkreises durch die beiden über die Kontaktbrücke 7 in Reihe geschalteten Kontaktfedern 4 1, 4 2 bewirkt eine Halbierung der auftretenden Lichtbogenenergie.
  • Wie in 3 gezeigt, können die beiden Kontaktfedern 4 1, 4 2 jeweils geschlitzt und damit als parallele Doppelfedern ausgebildet sein.

Claims (6)

  1. Relais (1) zum Schließen oder Unterbrechen des Stromkreises zwischen zwei Relaisanschlusskontakten (2, 3), mit zwei Kontaktfedern (41, 42), die jeweils mit ihren einander abgewandten Federenden (5) an den Relaisanschlusskontakten (2, 3) elektrisch leitend befestigt und mit ihren anderen, auslenkbaren freien Federenden (6) einander zugewandt sind, mit einer stationären, elektrisch leitenden Kontaktbrücke (7), an der die freien Federenden (6) in der geschlossenen Relaisposition anliegen und von der die freien Federenden (6) in der geöffneten Relaisposition abgehoben sind, sowie mit einem einzigen Magnetantrieb (8) zum synchronen, gleichläufigen Auslenken der beiden Kontaktfedern (41, 42) in die geschlossene oder die geöffnete Relaisposition.
  2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbrücke (7) zwischen den freien Federenden (6) einerseits und dem Magnetantrieb (8) andererseits angeordnet ist.
  3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Magnetantrieb (8) als Hubmagnet mit einem in einer Magnetspule (12) linearbeweglich geführten Tauchkern (13) ausgebildet ist, mit dem die freien Federenden (6) bewegungsgekoppelt sind.
  4. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tauchkern (13) einen Mitnehmerkopf (14) trägt, der beidseitig jeweils zwei in Auslenkrichtung (9) der Kontaktfedern (41, 42) voneinander beabstandete Mitnehmer (16, 17) aufweist, zwischen die die Kontaktfedern (41, 42) mit ihren freien Federenden (6) eingreifen.
  5. Relais nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbrücke (7) eine Öffnung (14) aufweist, durch die der Tauchkern (13) hindurchgreift.
  6. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfedern (41, 42) in Richtung auf ihre geschlossene Relaisposition mittels einer an der Kontaktfeder (41, 42) befestigten Zusatzfeder (18) mit dem Magnetantrieb (8) bewegungsgekoppelt sind.
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