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Relais mit Sicherheitskontakten Die Erfindung betrifft ein Relais
mit Sicherheitskontakten, gebildet von einem Anker, der aktive Kontaktfedern eines
oder mehrerer Kontektfedersätze betätigt und den aktiven Kontaktfedern zugeordneten
passiven Kontaktfedern, die vor gegenseitiger Beruhrung gesichert sind.
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Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung speziell ausgebildeter
Kontaktfedersätze zur Betätigung durch ein elektromagnetisches Relais.
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Es ist bekannt, bei herkömmlichen Kammrelais ein oder mehrere Kontaktfedersätze
so anzuordnen, daß diese gleichzeitig von dem Anker betätigt werden. Die Kontaktfedern
sind dabei als einseitig eingespannte Biegungsfedern mit sntsprechenden Kontaktnieten
am federnden, freien Ende ausgebildet. Ist beispielsweise als Kontaktfedersatz ein
Umschaltkontakt angeordnet, der aus zwei passiven Kontaktfedern (Ruhefeder und Arbeitsfeder)
und einer aktiver Kontaktfeder (Umschaltfeder) gebildet ist, so wird in diesem Fall
die aktive Kontaktfeder durch den Ankerhub bewegt und je nach Schaltung des Relais
in Kontakt mit der Ruhe- oder in Kontakt mit der Arbeitsfeder gebracht.
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Diese Anordnung vermag jedoch nicht, eine Fehischaltung des Relais
zu vermeiden, wenn die aktive Kontaktfeder an einer der passiven Kontaktfedern aufgrund
eines Fehlers im angeschlossenen Stromkreis festbrennt. Wenn beispielsweise die
aktive Kontaktfeder (Umschaltfeder) an der passiven Kontaktfeder (Arbeitsfeder)
festbrennt, so wird eine Fehlachaltung des Relais dadurch herbeigeführt, daß aufgrund
der Rückstellkräfte dieser Kontaktfedern das festgebrannte Kontaktpaar mit der anderen,
passiven Kontaktfeder (Ruhefader) in
Kontakt kommen kann, wenn das
Relais wieder stromlos ist.
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Sind mehrere, parallel angeordnete Kontaktfedersätze vorgesehen, deren
aktive Kontaktfedern (Umschaltfedern) gemeinsam vom Relaisanker betätigt werden,
so gehen beim Festbrennen eines Kontaktpaares eines Kontaktfedersatzes die anderen
aktiven Kontaktfedern wieder in ihre Ruhelage zurück, wenn dss Relais stromlos ist.
Die Weiterschaltung der verbleibenden Kontakte soll jedoch verhindert werden, um
eine weitere Fehlschaltung der verbleibenden Stromkreise zu vermeiden, wenn ein
Stromkreis ein Kontaktpaar bereits überlastet hat.
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Diese Art Relais-Federsätze werden von den Berufsgenossenschaften
für maschinensteuerungen gefordert, um Unfälle durch Versagen irgendeines Kontaktes
auszuschließen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Relais mit einem oder
mehreren Kontaktfedersätzen, deren aktive Kontaktfedern von einem Anker betätigt
werden, so auszubilden, daß beim Festbrennen eines bestimmten Kontaktpaares verhindert
wird, daß die verbleibenden aktiven Kontakte ihre Ruhe- oder Arbeitslage ändern.
Die aktiven Kontakte eines solchen Relais sollen also sofort bein Festbrennen eines
Kontaktpaares blockiert werden.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Relais mit Sicherheitskontakten
der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die aktiven Kontaktfedern
in engen Schlitzen eines Betätigungskammes gemeinsam geführt sind.
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Das wesentliche der vorliegenden Erfindung ist also die Zwangsführung
der aktiven Kontaktfedern. Die aktiven Kontaktfedern (Umschaltfedern) sind in Schlitzen
eines Betätigungskammes geführt, wobei die Schlitzbreite vorzugsweise die Stärke
der Federn hat, so daß die Federn mit der Bewegung des Betätigungskammes zwangsweise
folgen müssen.
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Zur Blockierung aller Kontakte, sofern ein Kontaktpaar festgebrannt
sein sollte, genügt es jedoch nicht, allein die Umschaltfedern in einem Betätigungskamm
zu führen. Es muß noch verhindert werden, daß die passiven Kontaktfedern (Ruhe-
und Arbeitsfedern) so weit durchfedern können, daß sie sich gegenseitig berühren.
Aus diesem Grunde sind die passiven Kontaktfedern so angeordnet, daß diese Kontakt
federn auf zwei ortsfesten Nasen, die sich vor und hinter dem jeweiligen Kontakt
befinden, aufliegen und damit nur eine begrenzte Bewegungsfreiheit dieser passiven
Kontaktfedern gegeben ist. Die passiven Kontaktfedern sind also biegesteif ausgeführt,
so daß eine gegenseitige Berührung ausgeschlossen ist. Die passiven Kontaktfedern
liegen auf Stegen im
Isolierkörper des Kontaktfedersatzes auf, so
daß stets der gleiche Abstand dieser passiven Kontaktfedern voneinander gesichert
ist, auch wenn die aktive Kontaktfeder an einem passiven Kontakt festbrennt und
mit ihrer Rückstellkraft die passive Kontaktfeder durchzubiegen versucht.
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Ein vorzugsweises merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß das
Spiel der aktiven Kontaktfeder im Schlitz des Betätigungakammes kleiner ist als
der Kontaktabstand. Durch dieses merkmal ist gewährleistet, daß die anderen, im
Betätigungskamm zwangsgeführten aktiven Kontakte ihre Lage nicht mehr wechseln können.
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Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand
der Zeichnung erläutert. Dabei gehen aus der Zeichnung und ihrer Beschreibung weitere
Merkmale und Vorteile hervor.
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Es zeigen: Fig. 1 Seitenansicht eines Relais mit zwei Kontaktfedersätzen,
Fig. 2 Draufsicht auf das Relais gemäß Fig. 1, Fig. 3 Seitenansicht des Betätigungskammes
mit der Darstellung
zweier aktiver Kontaktfedern, Fig. 4 Schnitt
gemäß der Linie 4-4 aus Fig. 3, Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel des Betätigungskammes,
Fig. 6 Draufsicht auf den Betätigungskamm gemäß Fig. 5.
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Das in Fig. 1 dargestellte Relais besteht aus der Spule 1, dem Spulenkörper
2, dem Kern 3, dem Joch 16 und dem am freien Ende des Joches 16 gelagerten Schneidenanker
4 mit einem Ankerarm 5 zur Betätigung des Betätigungskammes 6.
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Beim Schalten des Relais wird der Schneidenanker 4 gegen dern Kern
3 gezogen, und der Ankerarm 5 bewegt den Betätigungskamm 6 in Richtung 21. Auf dem
Joch 16 des Relais ist ein Isolierkörper 15 mit darin angeordneten, parallel übereinander
liegenden Federsätzen 7,11 angeordnet. Jeder Federsatz 7,11 besteht aus zwei passiven
Kontaktfedern und einer aktiven Kontaktfeder. Der Kontaktfedersatz 7 ist gebildet
aus den beiden passiven Kontaktfedern 8,10 (Ruhe- und Arbeitsfeder) und der aktiven
Kontaktfeder 9 (Umschaltfeder).
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Die aktive Kontaktfeder 9 des Kontaktfedersatzes 7 und die aktive
Kontaktfeder 13 des Kontaktfedersatzes 11 werden gemeinsam in Schlitzen 27 (s. Fig.
3) des Betätigungskammes 6 gaführt.
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Ein wesentliches merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß der Betätigungskamm
6 mit einer Seite am Ankerarm 5 anliegt und mit der gegenüberliegenden Seite am
freien Ende einer Blattfeder 18 (s. Fig. 1 und 2). Die Blattfeder 18 ist mit einer
Befestigungsschraube 17 am Isolierkòrfer 15 befestigt, wobei die Befestigungsschraube
17 gleichzeitig durch den Isolierkörper 15 hindurchgreift und in einer Gewindebohrung
im Joch 16 befestigt ist. Die Blattfeder 18 ergibt die nötige Rückstellkraft zut
Rückstellung des Betätigugakammes 6 in Gegenrichtung zur eingezeichneten Richtung
21.
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Ein weiteres wesentliches merkmal der vorliegenden Erfindung ist,
daß die passiven Kontaktfedern 8,10,12,14 vor gegenseitiger Berührung durch feste
Anschläge im Isolierkörper 15 gesichert sind. Beispielsweise liegt die passive Kontaktfeder
8 (Ruhefeder) des Kontaktfedersatzes 7 in Richtung nächst der Einspannstelle an
einem Steg 19 im Isolierkörper 15 auf und am kontaktfernen Ende an einer Auflagefläche
20.
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Die gegenüberliegende passive Kontaktfeder 10 liegt gleichfalls in
anderer Richtung sowohl auf dem Steg 19 als auch auf der Auflage 20 im Isolierkörper
15 auf. Durch diese maßnahme wird erreicht, daß sich die passiven Kontaktfedern
8,10 des Kontaktfedersatzes 7 nicht berühren können, auch wenn beispielsweise die
aktive Kontaktfeder 9 an der Kontaktfeder 10 festbrennen sollte und mit ihrer Rückstelikraft
versucht,
die passive Kontaktfeder 10 auf die gegenüberliegende passive Kontaktfeder 8 zu
bewegen.
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Prinzipiell sind die Anschläge der passiven Kontaktfedern 8, 10 statt
durch den Steg 19 und die Auflage 20 auch durch feste Abstandsstücke erreichbar,
die zwischen den passiven Kontaktfedern angeordnet sind, ohne daß diese Abstandsstücke
mit dem Isolierkörper mechanisch verbunden sein müßten.
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In Fig. 1 sind, wie vorher beschrieben, zwei Kontaktfedersätze 7,
11 übereinander liegend angeordnet. Aus Fig. 2 der Zeichnung geht hervor, daß parallel
dazu in horizontaler Ebene weitere Kontaktsätze 7a,11a angeordnet sind, die mechanisch
den oben beschriebenen Kontaktsätzen 7,11 parallel geschaltet sind. In Fig. 2 sind
lediglich die beiden obersten Kontaktanschlüsse 13,13a,14,14a der obenliegenden
Kontaktsätze 11,11a sichtbar. Der Index a soll in der weiteren Beschreibung angeben,
daß in horizontaler Ebene zu dem nicht indexierten Kontaktsatz ein weiterer Kontaktsatz
vorhanden sein kann.
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Die Wirkungsweise der Sicherheitskontakte wird aus der Betrachtung
der Fig. 1 und 3 ersichtlich. Zur Erklärung sei beispielhaft die Wirkungsweise des
Kontaktfedersatzes 11 beschrieben. Sofern durch einen Fehler im angeschlossenen
Schaltkreis die aktive Kontaktfeder 13 (Umschaltfeder) nach
der
Betätigung des Relais an der oberen, passiven Kontaktfeder 14 (Arbeitskontakt) festbrennt,
wird durch die Führung der aktiven Kontktfeder 13 in einem Schlitz 27 (s. Fig. 3)
des Betätigungskammes 6 und durch die gleichzeitige Auflage der passiven Kontaktfeder
14 auf dem Steg 19 und der Auflagefläche 20 verhindert, daß nach dem Abschalten
des Relais (d.h. nachdem der Ankerarm 5 in die in der Fig. 1 angedeutete Ruhelage
zuruckgekehrt ist) die aktive Kontaktfeder 9 des unteren Kontaktfedersatzes 7, die
ebenfalls an der oberen, passiven Kontaktfeder 10 anliegt, erneut in Berührung mitt
der darunter liegenden passiven Kontaktfeder 8 gerät. Der Betätigungskamm 6 bleibt
nämlich in Richtung 21 angehoben und verhindert so, daß die aktive Kontaktfeder
9 des unteren Kontaktfedersatzes 7 mit der passiven Kontaktfeder 8 erneut in Berührung
kommt.
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Aus Fig. 3 und Fig. 4 werden weitere Einzelheiten der konstruktiven
Ausführung des Betätigungskammes 6 ersichtlich.
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In Fig. 4 ist gezeigt, daß die links von der Symmetrie liegenden Schlitze
27 zur Aufnahme der aktiven Kontaktfedern 9,13 dienen und die rechts von der Symmetrielinie
liegenden Schlitze 27 -zur Aufnahme der parallel geschalteten aktiven Kontaktfedern
9a,13a. Der Betätigungskamm 6 ist vorzugsweise aus Isoliermaterial gebildet, zumindest
müssen die die Schlitze 27 umgebenden Lappen 28,29 aus Isoliermaterial bestehen,
um einen Kurzschluß der im Betätigungskamm 6
angeordneten aktiven
Kontaktfedern 9,9a,13,13a zu vermeiden.
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Der Betätigungskamm 6 weist so viele Schlitze 27 auf, wie zur Führung
einer vorgegebenen Anzahl von aktiven Kontaktfedern 9,9a,13,13a benötigt werden.
Zur weiteren Erklärung sei die Zusammenarbeit des aktiven Kontaktes 13 mit dem passiven
Kontakt 14 des Kontaktfedersatzes 11 erklärt.
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Die aktive Kontaktfeder 13 weist vorzugsweise im Bereich des Schlitzes
27 eine Einprägung 34 auf, die das Spiel dieser Kontaktfeder im Schlitz 27 verkleinert
(s. Fig. 3).
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Der Schlitz 27 ist in Richtung der Schmalseite der aktiven Kontaktfeder
9 nach außen geöffnet, um bei der montage ein leichtes Einführen der aktiven Kontaktfeder
in diesen Schlitz 27 zu ermöglichen.
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Die passive Kontaktfeder 14 (im Zeichnungsbeispiel der Fig.
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3 und Fig. 4 ist lediglich die obere, passive Kontaktfeder 14 dargestellt)
weist einen Abstand 31 von ihrer Unterseite zur Oberkante des ihr zugewandten Lappens
28 auf. Aus Fig.
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3 ist weiterhin ersichtlich, daß die passive Kontaktfeder 14 zur aktiven
Kontaktfeder 13 den Kontaktabstand 30 aufweist.
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Ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist, daß der Abstand
31 größer ist als der Kontaktabstand 30.
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Durch dieses merkmal ist gewährleistet, daß beim Hub des Betätigungskammes
6 in Richtung 21 die aktive Kontaktfeder 13
ebenfalls in Richtung
21 den Kontaktabstand 30 überwindet und mit der passiven Kontaktfeder 14 in Kontakt
kommt und daß dann erst - nachdem die Oberkante des Lappens 28 des Betätigungskammes
6 den Abstand 31 überwunden hat, diese Oberkante an der Unterseite der passiven
Kontaktfeder 14 zur Anlage kommt und die passive Kontaktfeder in Richtung 21 bewegt.
Durch dieses merkmal werden beide Kontakte 13,14 während der Betätigung der Betätigungsplatte
6 in Richtung 21 nach dem Kontaktschluß noch in Richtung 21 weiter bewegt, so daß
die Kontaktflächen der Kontaktfedern 13,14 aneinander reiben und dadurch die Kontaktfläche
stets gereinigt wird.
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Ein weiteres wesentliches merkmal der vorliegenden Erfindung ist,
daß die Differenz zwischen der Schlitzbreite 32 und der Dicke 33 der aktiven Kontaktfeder
13 im Schlitz 27 kleiner ist als der Kontaktabstand 30. Mit dieser maßgabe wird
verhindert, daß - sofern der aktive Kontakt 13 am passiven Kontakt 14 festbrennt
- der Betätigungskamm in Gegenrichtung zur Richtung 21 so viel Spiel aufweist, daß
die untere, aktive Kontaktfeder 9 aufgrund dieses Spieles um den Kontaktabstand
30 von der über ihr liegenden passiven Kontaktfeder 10 (s. Fig. 1) bewegt wird und
mit der gegenüberliegenden, passiven Kontaktfeder 8 in Berührung kommt. Beim Festbrennen
der oberen Kontakte 13,14 wird damit eine Öffnung der unten geschlossenen Kontakte
9,10
verhindert, so daß beim Festbrennen eines Kontaktpaares alle
anderen aktiven Kontakte blockiert sind.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel zur konstruktiven Ausgestaltung des
Betägigungskammes zeigen die Abbildungen 5 und 6. Der in der Abbildung 5 und 6 dargestellte
Betätigungskamm 38 wird durch zwei mit der Breitseite aneinander liegende Platten
39,40 gebildet. Jede Platte 39,40 weist Lappen 41,42 auf, die so zueinander versstzt
angeordnet sind, daß zwischen den Lappen 41,42 der Schlitz 27 gebildet wird.
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Selbstverständlich sind die hier dargestellten Ausführungsformen von
Kontaktfedersätzen nicht auf Umschaltkontakte beschränkt. Die erfindungsgemäße Art
der Kontakte ist vielmehr auf alle gebräuchlichen Kontaktkombinationen anwendbar,
bei denen ein aktiver Kontakt unter Uberwindung des Kontaktabstandes mit passiven
Kontakten in Berührung kommt. Das wesentliche der vorliegenden Erfindung ist, daß
die aktiven Kontakte mschanisch zwangsgeführt sind. Die Federwege der aktiven Kontaktfedern
und der Abstand der passiven Kontakte zueinander müssen so gewählt sein, daß verhindert
wird, daß durch die Rückstelikraft der aktiven Kontaktfedern oder der auf dem Betätigungskamm
einwirkenden Rückstellkraft auch bei geringstem Durchfedern der anderen Feder eine
Kontaktberührung entsteht und damit eine andere Schaltstellung erreicht wird.
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Patentansprüche