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Die Erfindung behandelt ein zwangsgeführtes Relais, mit einem Gehäuse.
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Zwangsgeführte Relais sind im Stand der Technik in vielen Ausführungsformen für unterschiedliche Anwendungen hinreichend bekannt. Sie sind darüber hinaus standardisierte Bauteile gemäß IEC EN 61810-1 bei denen die zusätzlichen Sicherheitsmerkmale in der EN 50205 geregelt sind.
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Aus der
EP 1 837 890 B1 ist beispielsweise ein zwangsgeführtes Relais bekannt, mit einem Gehäuse, dessen Höhe geringer ist als dessen Breite, und dessen Breite geringer ist als dessen Länge, umfassend:
einen die Länge oder Breite des Relais ausfüllenden elektromagnetischen Antrieb, welcher
- – eine Spule mit einem länglichen Kern aus einem Magnetweicheisen, und eine um den Kern vorliegende Wicklung, und
- – einen Klappanker umfasst,
welche Wicklung einen die Höhe des Gehäuses praktisch ausfüllenden Durchmesser aufweist, und
welcher Klappanker einen sich in Richtung des Kerns erstreckenden Antriebsarm aufweist, der an seinem freien Ende mit einem Antriebskamm zusammenwirkt;
mehrere Kontaktpaare, welche jeweils durch eine Kontaktfeder und einen festen oder federförmigen Gegenkontakt gebildet sind, welche Kontaktfedern
- – einen Fuß und ein freies Federende, sowie einen Kontaktkopf zwischen dem Fuß und dem Federende aufweisen,
- – jeweils mit dem Fuß an voneinander beabstandeten Stellen entlang einer senkrecht zur Richtung des Kerns liegenden Seite des Gehäuses im Gehäuse verankert sind, und
- – sich in Richtung des Kerns erstrecken, und
- – in zwangsführendem Eingriff mit dem Antriebskamm stehen; Kontaktpins für die Kontaktpaare und für den Antrieb, welche Kontaktpins senkrecht zu einer durch Breite und Länge definierten Oberfläche des Gehäuses aus dem Gehäuse herausstehen, bei welchem Relais
direkt neben dem Anker ein Öffner angeordnet ist, dessen Kontaktfeder in jeder Stellung des Ankers wenigstens annähernd parallel zum Antriebsarm des Klappankers verläuft; und eine Trennwand zwischen dem Klappanker und dem Öffner verläuft.
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Aufgabe der Erfindung ist es ausgehend von diesem Relais ein alternatives Relais zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Relais mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst. Bei dem erfindungsgemäßen Relais stehen die Kontaktfedern an einer Position zwischen dem Kontaktfuß und dem Kontaktkopf in zwangsführendem Eingriff mit dem Antriebskamm.
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Dadurch, dass der Antriebskamm nun im Wesentlichen mittig an den Kontaktfedern angreift, wird jenseits des Kontaktkopfes kein oder weniger Bauraum benötigt. Das Relais kann in diesem Bereich daher kompakter ausfallen, ohne dass sich sicherheitsrelevante Abstände, wie die Kriech- und die Luftstrecken, ändern oder gar verringern.
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Weiter bildet die Trennwand in einem Bereich zwischen dem Antriebskamm und den freien Federenden einen auf den Antrieb zulaufenden Vorsprung, welcher einen einerseits mit einem Lüftungsloch im Gehäuse und andererseits mit einem die Kontaktpaare aufnehmenden Kontaktraum verbundenen Lüftungsbereich gegen den Antrieb abgrenzt.
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Beim Schließen der Kontakte kommt es häufig zu Funkenüberschlägen, durch die im Kontaktraum Ozon gebildet wird. Ozon besitzt eine stark oxidierende Wirkung, wodurch sich die Lebensdauer der Kontakte stark verringern kann. Darüber hinaus ist Ozon stark brandfördernd, wobei es bei bestimmten Konzentrationen auch zu spontanen Entzündungen und Explosionen kommen kann. Aus diesen Gründen ist es notwendig, das im Kontaktraum gebildete Ozon aus dem Gehäuse abzuleiten. Dies erfolgt über mindestens eine Lüftungsöffnung. Bei der Belüftung des Gehäuses müssen aber die vorgegebenen Luft- und Kriechstrecken beachtet und eingehalten werden.
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Das erfindungsgemäße Lüftungsloch belüftet den Kontaktraum und ermöglicht so, dass das gebildete Ozon entweichen kann. Der Lüftungsbereich ist durch den Vorsprung in der Trennwand soweit aus dem eigentlichen Kontaktraum zurückversetzt, so dass keine sicherheitsrelevanten Abmessungen dadurch unterschritten werden. Der Abstand zwischen den Kontakten und der Lüftungsöffnung ist in jedem Fall so groß, dass die durch die Norm geforderten Luft- und Kriechstrecken nicht unterschritten sind. Gleichzeitig grenzt die Trennwand das Lüftungsloch und den Lüftungsbereich gegenüber dem Ankerraum ab, so dass auch bei einem versehentlichen Abdecken des Lüftungsloches mit dem Finger zu diesem Finger keine sicherheitsrelevanten Abstände zu den innenliegenden strom- und spannungsführenden Teilen unterschritten sind.
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Durch diese Anordnung ist oberhalb des Antriebsarms der freie Raum gebildet, in dem der Lüftungsbereich untergebracht ist.
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Das erfindungsgemäße Relais ist daher sehr kompakt und wesentlich leistungsfähiger und sicherer im Betrieb, als Relais im Stand der Technik.
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Der etwa mittige Angriff des Antriebskamms an den Kontaktfedern bewirkt, dass der Antriebskamm selbst auch im Wesentlichen etwa mittig im Gehäuse angeordnet ist. Der Antriebsarm greift vorzugsweise an der ihm zugewandten Seite des Antriebskamms an, so dass der Antriebsarm nur bis zum Antriebskamm ausgedehnt ist. In einer vorzugsweisen Ausführung der Erfindung reicht der Antriebsarm bis an den Antriebskamm heran.
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In einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist im Gehäuse eine Kaminwand derart angeordnet, dass sie im Lüftungsbereich mit der Trennwand einen Lüftungskamin bildet, der mit dem Kontaktraum verbunden ist und in die Lüftungsöffnung mündet. Der Lüftungskamin unterstützt die Belüftung der Kontaktkammern.
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Insbesondere ist es zweckmäßig, wenn das Gehäuse eine Grundplatte und eine auf die Grundplatte aufsetzbare Abdeckung aufweist und dass die Trennwand durch das Zusammenwirken einer Grundplattentrennwand und einer Abdeckungstrennwand gebildet ist. Eine solche zweiteilige Bauweise des Gehäuses vereinfacht die Herstellung der Einzelteile und die Montage des Relais.
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Dabei ist es insbesondere zweckmäßig, wenn die Kaminwand in der Abdeckung angeordnet ist.
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In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist der Lüftungskamin auf einer Höhe mit dem Kontaktkopf angeordnet. Der Lüftungskamin ist daher auf der zum Antriebsarm anderen Seite des Antriebskamms angeordnet. Diese Anordnung ist besonders platzsparend, da der durch die Verkürzung des Antriebsarms freiwerdende Raum im Gehäuse durch den Lüftungskamin genutzt wird.
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Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigt:
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1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Relais entlang der Linie A-A der 2,
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2 eine Draufsicht auf ein geöffnetes, erfindungsgemäßes Relais,
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3 einen Horizontalschnitt des Relais der 2
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4 einen Querschnitt des Relais entlang der Linie B-B der 3,
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5 einen weiteren Längsschnitt durch das Relais,
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6 eine Schrägansicht des Antriebs des Relais,
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7a eine Ansicht des Relais von Unten,
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7b eine Seitenansicht des Relais,
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8 eine Innenansicht des Deckels des Relais und
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9 eine Schrägansicht des Deckels der 8.
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Die 1 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes zwangsgeführtes Relais 1. Das Relais 1 besitzt ein zweiteiliges Gehäuse 30, das eine im Wesentlichen ebene, rechteckige Grundplatte 2 aufweist, die durch eine quaderförmige, an einer Flachseite offene Abdeckung 3 verschlossen ist. Die Länge L des Gehäuses 30 ist dabei größer als die Breite B. Und die Breite B ist größer als die Höhe H des Gehäuses 30.
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Das Relais 1 weist im Wesentlichen einen Kontaktraum 4 und einen Antriebsraum 39 mit Ankerraum 5 auf, die durch eine Trennwand 6 baulich getrennt sind. Die Trennwand 6 ist zweiteilig ausgebildet. Auf der Grundplatte 2 ist eine senkrechte Grundplattentrennwand 33 angeordnet, die fast bis zur Abdeckung 3 reicht. In der Abdeckung 3 ist eine senkrechte Abdeckungstrennwand 34 angeordnet, die bei geschlossenem Gehäuse 30 in Längsrichtung des Gehäuses 30 direkt an der Grundplattentrennwand 33 anliegt und die nur etwa zu 2/3 bis zur Grundplatte 2 reicht.
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Die 2 zeigt das Relais 1 ohne die Abdeckung 3. Im Kontaktraum 4 sind im Beispiel zwei Schließkontakte 7 und ein Öffnungskontakt 8 angeordnet. Der Öffnungskontakt 8 ist dabei neben der Trennwand 6 als nächstes zum Ankerraum 5 hin angeordnet. Die Schließkontakte 7 liegen an dem vom Ankerraum 5 abgewandten Ende der Grundplatte 2 anschließend. Jeder Kontakt 7, 8 weist eine Kontaktfeder 9 auf, die an ihrem Kontaktfuß 10 fest an der Grundplatte 2 befestigt ist. Am freien Ende der Kontaktfeder 9 ist ein Kontaktkopf 11 angeordnet, der einem festen Gegenkontakt 12 zugeordnet ist.
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Die Kontaktfedern 9 der Schließkontakte 7 sind vom Kontaktfuß 10 zum Kontaktkopf 11 in Richtung Ankerraum 5 schräg angeordnet. Der Schrägstellwinkel α beträgt dabei etwa 12°. Die Kontaktfeder 9 des Öffnungskontakts 8 steht bei geschlossenem Kontakt etwa parallel zur Trennwand 6. Der Schrägstellwinkel kann jedoch auch anders gewählt werden. Er dient hier wesentlich zur Realisierung der Kontaktfunktion und sorgt dafür, dass die Kontakte der Schließkontakte in Ruhestellung geöffnet sind und umgekehrt die Kontakte des Öffnungskontakts geschlossen sind. Die Kontaktfüße 10 und die Gegenkontakte 12 sind jeweils mit einem senkrecht aus der Grundplatte 2 stehenden Kontaktpin 13 (1) verbunden.
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Zwischen den Kontaktköpfen 11 und den Kontaktfüßen 10 ist ein Antriebskamm 14 in Längsrichtung zur Grundplatte angeordnet. Die Kontaktfedern 9 sind jeweils in Eingriff mit dem Antriebskamm 14, der dadurch die Zwangsführung der Relaiskontakte 7, 8 realisiert. Wird der Antriebskamm 14 in seiner Erstreckungsrichtung von dem Ankerraum 5 weg bewegt, schließen sich die beiden Schließkontakte 7 und der Öffnungskontakt 8 öffnet sich. Wird der Antriebskamm 14 in seiner Erstreckungsrichtung zu dem Ankerraum 5 hin in seine Ruheposition bewegt, öffnen sich die beiden Schließkontakte 7 und der Öffnungskontakt 8 schließt sich.
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Der Antriebskamm 14 erstreckt sich durch eine Durchführung 35 in der Trennwand 6 in den Ankerraum 5. Im Ankerraum 5 ist ein elektromagnetischer Antrieb 15 angeordnet. Der Antrieb 15 weist eine zylindrische Spule 16 mit einem weichmagnetischen Kern 17 und einer darum geführten Wicklung 31 auf. Die Wicklung ist mit senkrecht aus der Grundplatte stehenden Anschlüssen 32 elektrisch verbunden.
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An einem Ende des Kerns 17 ist ein Klappanker 18 angeordnet, der über ein Joch 19 magnetisch mit dem anderen Ende des Kerns 17 verbunden ist. Der Klappanker 18 ist mittels einer Ankerhaltefeder 20 am Joch 19 kippbar gelagert.
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Der Klappanker 18 weist einen Antriebsarm 21 auf, der etwa parallel zum Kern 17 ausgerichtet ist und mit dem in den Ankerraum 5 ragenden Ende des Antriebskamms 14 verbunden ist. Der Antriebskamm 14 weist dazu eine Führung 22 auf. Der Antriebsarm 21 reicht genau bis an diese Führung 22 heran und greift dort in diese ein, so dass durch eine Bewegung des Klappankers 18 der Antriebskamm 14 verschoben wird (3).
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Der Klappanker 18 ist im Wesentlichen L-förmig ausgebildet und an seinem Knick 23 an der Ankerhaltefeder 20 gelagert. Die Ankerhaltefeder 20 ist an einem Jochschenkel 24 des Jochs 19 befestigt. Die Ankerhaltefeder 20 weist zudem einen Federschenkel 25 auf, der am Antriebsarm 21 anliegt so dass eine Rückstellkraft auf den Klappanker 18 ausgeübt wird. Die Ankerhaltefeder 20 ist im Bereich des Knicks 23 zudem an Vorsprüngen 26 der Gehäuseplatte 2 (2) und der Abdeckung 3 (8) gegengelagert. In stromlosen Zustand ist der Klappanker 18 daher geöffnet, wie in 2 dargestellt. In dieser Ruheposition sind die Schließkontakte 7 geöffnet und der Öffnungskontakt 8 geschlossen.
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Wie bereits erwähnt, reicht der Antriebsarm 21 nur bis an den Antriebskamm 14 heran. Jenseits des Antriebskamms 14 ist daher zwischen Kontaktraum 4 und Ankerraum 5 ein freies Volumen 28 gebildet. Die Trennwand 6 bildet in diesem Bereich zwischen dem Antriebskamm 14 und den freien Federenden 11 einen auf den Antrieb 15 zulaufenden Vorsprung 27, wodurch ein Lüftungsbereich 28 gebildet wird, der mit dem Kontaktraum 4 verbunden ist. In der Abdeckung 3 ist in dem Lüftungsbereich 28 eine Lüftungsöffnung 29 angeordnet, über die der Kontaktraum 4 belüftet ist.
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Die 8 zeigt eine Innenansicht der Abdeckung 3 in der die Lage des Lüftungsbereichs 28 und der Verlauf der Abdeckungstrennwand 34 erkennbar sind. In der Abdeckungstrennwand 34 ist ebenfalls die Durchführung 35 für den Antriebskamm erkennbar. Der Lüftungsbereich 28 ist in der Abdeckung 3 durch eine zur Trennwand 6 parallele Kaminwand 36 geschlossen, so dass ein Lüftungskamin 37 gebildet ist, der in die Lüftungsöffnung 29 mündet. Da die Kaminwand 36 und auch die Abdeckungstrennwand 34, in der Höhe nicht ganz bis zur Grundplatte 2 reichen, besteht zwischen der Kaminwand 36 und der Grundplatte 2 eine Öffnung durch die der Lüftungskamin 37 und die Kontaktraum 4 verbunden sind. Zum Ankerraum 5 ist der Lüftungsbereich 28 jedoch durch die zweiteilige Trennwand 6 aus Abdeckungstrennwand 34 und Grundplattentrennwand 33 abgetrennt
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Die 9 zeigt die Außenseite der Abdeckung 3, mit einer Ausbrechnase 38. Diese Ausbrechnase 38 schließt produktionstechnisch die Lüftungsöffnung 29 nach außen ab. Um die Lüftungsöffnung 29 zu öffnen muss die Ausbrechnase 38 entfernt werden.
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Die Erfindung beschreibt ein zwangsgeführtes Relais 1 mit einem Gehäuse 30 in dem ein Kontaktraum 4 durch eine Trennwand 6 von einem Ankerraum 5 abgetrennt ist, wobei in dem Ankerraum 5 ein elektromagnetischer Antrieb 15 angeordnet ist und wobei in dem Kontaktraum die Kontaktfedern 9 angeordnet sind, die mit ihrem Kontaktfuß 10 fest am Gehäuse fixiert sind und deren freien Enden Kontaktköpfe 11 aufweisen, mit einem Antriebskamm 14, der jeweils an einer Position zwischen den Kontaktfüßen 10 und den Kontaktköpfen 11 mit den Kontaktfedern 9 in zwangsführendem Eingriff steht und einem Lüftungsbereich 28, der mit dem Kontaktraum 4 und über ein Lüftungsloch 29 mit der Außenumgebung verbunden ist, wobei der Lüftungsbereich 28 durch die Trennwand 6 in einem Bereich zwischen dem Antriebskamm 14 und den Federköpfen 11 einen auf den Antrieb 15 zulaufenden Vorsprung 27 gebildet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Relais
- 2
- Grundplatte
- 3
- Abdeckung
- 4
- Kontaktraum
- 5
- Ankerraum
- 6
- Trennwand
- 7
- Schließkontakt
- 8
- Öffnungskontakt
- 9
- Kontaktfeder
- 10
- Kontaktfuß
- 11
- Kontaktkopf
- 12
- Gegenkontakt
- 13
- Kontaktpin
- 14
- Antriebskamm
- 15
- Antrieb
- 16
- Spule
- 17
- Kern
- 18
- Klappanker
- 19
- Joch
- 20
- Ankerhaltefeder
- 21
- Antriebsarm
- 22
- Führung
- 23
- Knick
- 24
- Jochschenkel
- 25
- Federschenkel
- 26
- Vorsprünge
- 27
- Vorsprung
- 28
- Lüftungsbereich
- 29
- Lüftungsöffnung
- 30
- Gehäuse
- 31
- Wicklung
- 32
- Anschlüsse
- 33
- Grundplattentrennwand
- 34
- Abdeckungstrennwand
- 35
- Durchführung
- 36
- Kaminwand
- 37
- Lüftungskamin
- 38
- Ausbrechnase
- 39
- Antriebsraum
- B
- Breite
- L
- Länge
- H
- Höhe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- IEC EN 61810-1 [0002]
- EN 50205 [0002]
