DE2904677A1 - Electromagnetic relay with reduced leakage of contacts - has insulated block with cap and internal partitions screening contacts - Google Patents
Electromagnetic relay with reduced leakage of contacts - has insulated block with cap and internal partitions screening contactsInfo
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Abstract
Description
Relais-Federsatz mit Rückstellelement Relay spring set with reset element
Die Erfindung betrifft einen Relais-Federsatz mit Rückstellelement, gebildet aus einem Isolierblock mit darin befestigten passiven und aktiven Kontaktfedern, die durch mindestens einen von einem Antriebssystem beaufschlagten Betätigungssteg bewegbar sind.The invention relates to a relay spring set with a return element, formed from an insulating block with passive and active contact springs attached, by at least one actuating web acted upon by a drive system are movable.
üblicherweise werden die aktiven Kontaktfedern innerhalb eines Relais-Federsatzes mit einer Vorspannung versehen.Usually the active contact springs are within a relay spring set provided with a bias.
Diese Vorspannung ist in derRegel so gerichtet, dass der zugeordnete Kontakt schliesst, wobei - ausgehend von der üblichen Art der Betätigung - dies vorzugsweise auf ruhende Kontakte (Öffner) sich bezieht. Die notwendige Kontaktkraft ist dann eine Funktion der Vorspannung. Das Antriebssystem des Relais muss diese Vorspannung überkompensieren, um dann auf den Gegenkontakt-Arbeitkontakt (Schliesser) den notwendigen Kontakt aufbringen zu können.This bias is usually directed so that the associated Contact closes, whereby - based on the usual type of actuation - this preferably refers to dormant contacts (NC contacts). The necessary contact force is then a function of the preload. The drive system of the relay must have this Overcompensate preload in order to then switch to the mating contact working contact (make contact) to be able to make the necessary contact.
Üblicherweise werden bei Relais-Federsätzen keine zusätzlichen Rückstellfedern eingesetzt, allerdings sind solche Lösungen auch schon bekannt, dann allerdings ebenfalls im Zusammenhang mit vorgespannten Federn, beispielsweise derart vorgespannten Federn, dass diese stets bestrebt sind, den Kontakt zu schliessen.Usually there are no additional return springs in relay spring sets used, but such solutions are already known, but then also in Relation to preloaded springs, for example springs preloaded in such a way that they always strive to close contact.
Nachteil bei diesen bekannten Relais-Federsätzen, bei denen die aktiven Kontaktfedern mit einer Vorspannung versehen sind, ist, dass man die Vorspannung der Federn innerhalb enger Grenzen bei der Montage des Federsatzes einstellen muss. Dies erfordert einen erhöhten Arbeitsaufwand, damit verbundene erhöhte Kosten. In einer besonderen Art von Federsätzen (Sicherheitsfedersätzen) haben die aktiven Federn stets das Bestreben, Kontakte zu öffnen. Es handelt sich hierbei um eine Kontaktanordnung, bei der Ruhe-Kontakte (öffner) und Arbeits-Kontakte (Schliesser) nicht gleichzeitig geschlossen sein können, auch nicht bei gestörtem Betrieb. Eine derartige Anordnung bezeichnet man auch als Zwangsführung. Man unterscheidet hierbei noch zwischen einer Voll-Zwangsführung und einer Teil-Zwangsführung.Disadvantage of these known relay spring sets, in which the active Contact springs are provided with a preload, that one is the preload of the springs must be set within narrow limits when assembling the spring set. This requires an increased amount of work, associated increased costs. In The active ones have a special kind of spring sets (safety spring sets) Always springs the effort to open contacts. This is a Contact arrangement with normally closed contacts (NC) and normally open contacts (NO) cannot be closed at the same time, not even when there is a malfunction. One such an arrangement is also referred to as forced operation. A distinction is made here still between a fully constrained operation and a partial constrained operation.
Bei der Definition der Voll-Zwangsführung geht man davon aus, dass bei dem Verschweissen eines beliebigen Kontaktes innerhalb eines Federsatzes der durch das Verschweissen vorgegebene Schaltzustand für den gesamten Federsatz Gültigkeit hat. Verschweisst beispielsweise ein Arbeits-Kontakt (Schliesser), so müssen sämtliche anderen Arbeits-Kontakte (Schliesser) in diesem Federsatz geschlossen bleiben. Das Umgekehrte gilt entsprechend für einen Ruhe-Kontakt (Öffner).When defining full forced operation, it is assumed that when welding any contact within a set of springs Switching state specified by the welding is valid for the entire set of springs Has. For example, if a working contact (closer) welds, all of them must other working contacts (make contacts) remain closed in this spring set. That The other way round applies accordingly to a normally closed contact (normally closed contact).
Dabei darf der individuelle Zustand der einzelnen Kontaktstücke keinen Einfluss haben, beispielsweise unterschiedliche Kontaktstück-Höhen durch Abbrand.The individual state of the individual contact pieces must not be Have influence, for example, different contact piece heights due to burn-off.
Bei der Definition der Teil-Zwangsführung geht man davon aus, dass bei dem Verschweissen eines belebigen Kontaktes innerhalb eines Federsatzes nicht der entgegengesetzte Schaltzustand erreicht werden kann, bezogen auf den verschweissten Kontakt.When defining partial forced operation, it is assumed that not when a lively contact is welded within a set of springs the opposite switching state can be achieved, based on the welded one Contact.
Im Hinblick auf derartige Sicherheitsfedersätze hat die vorliegende Erfindung sich die zusätzliche Aufgabe gestellt, einen derartigen Federsatz noch betriebssicherer auszubilden.With regard to such safety spring sets, the present Invention set the additional task of such a spring set yet more reliable training.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch, dass für den Federsatz mindestens ein Rückstellelement vorgesehen ist, und dass die aktiven Kontaktfedern vorspannungslos im Isolierblock gehaltert sind.The task at hand is solved according to the present one Invention in that at least one return element is provided for the spring set and that the active contact springs are held in the insulating block without any pre-tension are.
Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist also, dass die Funktionen: Aufbringen der Kraft und Herstellen des Kontaktes konsequent getrennt sind, das heisst, für den Federsatz ist ein einziges Rückstellelement vorgesehen, wie bereits bekannt, allerdings nicht in Verbindung mit in irgendeiner Weise vorgespannten Federn, sondern mit aktiven Kontaktfedern ohne jede Vorspannung.An essential feature of the present invention is that the Functions: applying the force and making contact consistently separated are, that is, a single return element is provided for the spring set, how already known, but not in connection with any Way preloaded springs, but with active contact springs without any preload.
Dies hat den Vorteil, dass man der Problematik der Einhaltung enger Toleranzen bei der Vorspannung von Federn aus dem Wege geht und zum anderen bei den eingangs beschriebenen speziellen Federsätzen (Sicherheitsfedersätzen) die aktiven Federn stets den Trend haben, Kontakte zu öffnen. Dieses Konstruktionsprinzip ist hier von besonderer Aktualität, da sich sehr hohe technische Anforderungen wirtschaftlich erfüllen lassen.This has the advantage that you get closer to the problem of compliance Tolerances in the preload of springs goes out of the way and on the other hand the special spring sets (safety spring sets) described at the beginning are the active ones Springs always have the trend to open contacts. This design principle is of particular topicality here, since very high technical requirements are economically viable let meet.
Die Federn erfahren durch den Einbau keinerlei Vorspannung (beispielsweise durch gezieltes Verspannen innerhalb des Federaufbaus, so dass hiermit wiederum ein vorspannungsfreier Aufbau erfolgt).The springs do not experience any pre-tension during installation (for example by targeted tensioning within the spring structure, so that in turn a preload-free construction takes place).
Auf Grund dieser konsequenten Trennung ergibt sich hier ein Lösungsweg, zu justagearmen bzw. in sehr hohem Prozentsatz zu justagefreien Relais zu kommen. Sorte eine Nachstellung erforderlich sein, das heisst, dass unter Umständen benötigte Kräfte nicht erreicht werden, kann dies durch das für den gesamten Federsatz gemeinsame Rückstellelement an einer Stelle zentral geschehen.Due to this consistent separation, there is a solution here, to arrive at low-adjustment relays or, in a very high percentage, adjustment-free relays. Variety an adjustment may be required, that is, that may be required Forces cannot be achieved, this can be due to the fact that this is common for the entire set of springs Reset element done centrally at one point.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Rückstellelement als RüpCtellfeder ausgebildet, das kraftschlüssig an dem die Kontakte betätigenden Betätigungssteg des Relais anliegt.In a preferred embodiment of the present invention is the restoring element designed as a return spring, which is frictionally connected to the Contacts actuating actuating web of the relay is applied.
Wesentlich bei der vorliegenden Erfindung ist also, dass die Quelle der Rückstellkraft bzw. der Schliesskraft für Ruhekontakte (Öffner) von einem zusätzlichen Rückstellelement aufzubringen ist. Dieses Element wirkt für den gesamten Federsatz. Wirken auf den Federsatz keinerlei Kräfte, nehmen die aktiven Federn neutrale Stellungen ein, das heisst, keiner der Kontakte ist geschlossen. Die Rückstellkraft bewirkt, dass die Kontakte, die die Funktion eines Ruhekontaktes bekommen sollen, geschlossen und die Kontakte, die die Funktion von Arbeits-Kontakten bekommen sollen, noch weiter voneinander entfernt werden.It is therefore essential in the present invention that the source the restoring force or the closing force for normally closed contacts (normally closed) from an additional one Reset element is to be applied. This element works for the entire set of springs. If no forces act on the spring set, the active springs take on neutral positions on, that is, none of the contacts are closed. The restoring force causes that the contacts that are to have the function of a normally closed contact are closed and the contacts that are supposed to function as work contacts even further be separated from each other.
Dies bedeutet, dass bei der normalen Funktion des Federsatzes die Federn ihre neutrale Stellung nicht behalten, sondern dass sie aus ihrer neutralen Stellung stets hinausbewegt werden. Die neutrale Stellung hat unter anderen Gesichtspunkten eine grosse Bedeutung. Geht man von auftretenden Störungen aus, beispielsweise Versagen der Rückstellkraft oder Versagen der Antriebskraft oder Versagen beider Faktoren oder Versagen des übertragungselementes, nimmt der Federsatz eine neutrale Stellung ein, das heisst, alle Kontakte sind geöffnet. Im Zusammenhang mit sich-selbst-überwachenden Systemen ist ein solcher Zustand eindeutig erkennbar und damit eine wesentliche Hilfe zur Realisierung sichselbst-überwachender Systeme.This means that with the normal function of the spring set the Feathers do not retain their neutral position, but rather that they are out of their neutral position Position can always be moved out. The neutral position has other points of view of great importance. Assuming that malfunctions occur, for example failure the restoring force or failure of the driving force or failure of both factors or failure of the transmission element, the spring set takes a neutral position one, that is, all contacts are opened. In connection Such a state can be clearly identified with self-monitoring systems and thus an essential aid for the implementation of self-monitoring systems.
Der vorliegend angegebenen technischen Lehre kommt besondere Bedeutung im Zusammenhang mit der auf den gleichen Anmelder zurückgehenden Anmeldung P 28 17 036.7 zu. Die Kombination aus der hier vorstehend gegebenen technischen Lehre mit in der genannten Patentanmeldung gegebenen technischen Lehre wird hiermit ausdrücklich als erfindungswesentlich beansprucht Von besonderer Bedeutung hierbei ist, dass bei einem Relais mit parallel betätigten, jeweils in einer Ebene angeadneten Kontaktfedersätzen, jedem Kontaktfedersatz ein Betätigungssteg zugeordnet ist, der jeweils die Seitenwand des Isolierblocks durchgreift und parallel zu der die einzelnen Kontaktfedersätze trennenden Trennwand angeordnet ist, wobei die Trennwand selbst ohne Durchbrechungen ist. Dies hat den wesentlichen Vorteil, dass im Zusammenhang mit einem vorher beschriebenen sich-selbst-überwachenden Relais die einzelnen Kontaktfedersätze in praktisch hermetisch abgeschlosseen Kammern des Isolierblocks angeordnet sind, so dass der eine Kontaktfedersatz den anderen Kontaktfedersatz nicht störend beeinflussen kann; eine solche störende Beeinflussung wäre beispielsweise, wenn ein Kontaktstück von dem einen Kontaktfedersatz abbricht und in den anderen Kontaktfedersatz hineinfällt.The technical teaching given here is of particular importance in connection with application P 28, which can be traced back to the same applicant 17 036.7 to. The combination of the technical teaching given here above with the technical teaching given in the named patent application is hereby expressly claimed as essential to the invention. It is of particular importance here that in the case of a relay with parallel actuated contact spring sets each adapted in one plane, each contact spring set is assigned an actuating web, each of which is the side wall of the insulating block extends through and parallel to the individual contact spring sets separating partition is arranged, the partition itself without openings is. This has the significant advantage that in connection with one previously described self-monitoring relays the individual contact spring sets in a practically hermetic manner closed chambers of the insulating block are arranged, so that the one contact spring set cannot interfere with the other contact spring set; such a disruptive one Influencing would be for example, if a contact piece of the one contact spring set breaks off and falls into the other contact spring set.
Die Kapselung der Kontaktfedersätze in räumlich voneinander getrennte Kammern hat überdies den Vorteil, dass lange Kriechstromwege geschaffen werden, so dass ein solches Relais auch erhöhten Sicherheitsanforderungen genügt.The encapsulation of the contact spring sets in spatially separated Chambers also has the advantage that long leakage current paths are created, so that such a relay also meets increased safety requirements.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Dabei gehen aus derBeschreibung und den Zeichnungen weitee Vorteile und Merkmale der Erfindung hervor.The invention will now be described in more detail with reference to the drawings. The description and the drawings give further advantages and features of the invention.
Es zeigen: Fig. 1 Seitenansicht eines Relais im Ruhezustand mit eingezeichneter Rückstellfeder; Fig. 2 gleiche Darstellung wie Fig. 1 mit dem Relais im angezogenen Zustand; Fig. 3 gleiche Darstellung wie Fig. 1 und Fig. 2 ohne Rückstellfeder mit abgefallenem Anker, um die neutrale Stellung der Kontaktfedern zu zeigen.The figures show: FIG. 1 side view of a relay in the idle state with a Return spring; Fig. 2 shows the same as Fig. 1 with the relay in the attracted State; FIG. 3 shows the same representation as FIG. 1 and FIG. 2 without a return spring fallen armature to show the neutral position of the contact springs.
Das in den Figuren 1 bis 3 gezeigt«Relais besteht aus einem Isolierblock 1, in dem ein Federsatz 2 gehaltert ist. Der Federsatz 2 besteht hierbei aus den Kontaktfedersätzen 22 und 23. Der Kontaktfedersatz 22 ist ein Arbeits-Kontakt 15 und zeigt eine passive Kontaktfeder 4 in Gegenüberstellung mit einer aktiven Kontaktfeder 5, die in einem Schlitz 16 des Betätigungssteges 3 geführt ist.The relay shown in Figures 1 to 3 consists of an insulating block 1, in which a set of springs 2 is held. The spring set 2 consists of the Contact spring sets 22 and 23. The contact spring set 22 is a working contact 15 and shows a passive contact spring 4 in comparison with an active contact spring 5, which is guided in a slot 16 of the actuating web 3.
Der Kondktfedersatz 23 ist ein Ruhekontakt, der gleichfalls aus einer passiven Kontaktfeder 4 und einer aktiven Kontaktfeder 5 besteht. Auch die dem Kontaktfedersatz 23 zugeordnete aktive Kontaktfeder 5 ist in einem Schlitz 16 des Betätigungssteges 3 des Relais geführt. In bekannter Weise sind die Enden der Kontaktfedern 4, 5 aus der Federsatz-Isolation herausgeführt, um dort Anschlussfahnen zum Anschluss an Drähte oder ähnliches zu bilden.The conduction spring set 23 is a normally closed contact, which also consists of a passive contact spring 4 and an active contact spring 5. Also the contact spring set 23 associated active contact spring 5 is in a slot 16 of the actuating web 3 of the relay. In a known manner, the ends of the contact springs 4, 5 are made the spring set isolation led out to there connection lugs for connection to To form wires or the like.
Gemäss der technischen Lehre der Anmeldung P 28 17 036.7 sind die einzelnen Kontaktfedersätze 22, 23 in voneinander räumlich getrennten und von-einander abgeschlossenen Kammern 11, 12 des Isolierblocks 1 angeordnet. Die Kammern 11 werden nur mit geringem Spiel von dem Betätigungssteg 3 des Relais durchgriffen, der mit seinem einen Ende an dem Anker 6 des Relais zur Anlage bringbar ist und an dessen anderem Ende kraftschlüssig eine Rückstellfeder 17 anliegt, die in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel das Rückstellelement der Anordnung bildet. Der Anker 6 ist in bekannter Weise von dem Antriebssystem 10 des Relais beaufschlagt (Spule mit Kern).According to the technical teaching of application P 28 17 036.7, the individual contact spring sets 22, 23 in spatially separated and from one another closed chambers 11, 12 of the insulating block 1 arranged. The chambers 11 are penetrated only with little play by the actuating web 3 of the relay, which with its one end can be brought into contact with the armature 6 of the relay and at its the other end of a non-positive return spring 17 rests in the drawn Embodiment forms the restoring element of the arrangement. The anchor 6 is in acted upon in a known manner by the drive system 10 of the relay (coil with core).
Der Arbeitskontakt 15 ist in der gezeichneten Lage geöffnet, so dass die Kontaktstücke 9 einen gegenseitigen Abstand aufweisen. Wesentlich hierbei ist, dass die passive Kontaktfeder 4 an Gegenlagen 18, 19 (siehe Figur 3) anliegt, so dass deren Bewegung in Richtung auf den Kontaktweg hierdurch begrenzt ist.The normally open contact 15 is open in the position shown, so that the contact pieces 9 have a mutual distance. What is essential here is that the passive contact spring 4 rests on counter-supports 18, 19 (see FIG. 3), so that their movement in the direction of the contact path is thereby limited.
Die aktiven Kontaktfedern 4 des Ruhekontaktes 14 bzw. des Arbeitskontaktes 15 sind gemäss der vorliegenden Erfindung vorspannungsfrei in Schlitzen 16 des Betätigungssteges 3 geführt.The active contact springs 4 of the normally closed contact 14 or the normally open contact 15 according to the present invention are free of pre-tension in slots 16 of the actuating web 3 led.
Bei der Erregung des Antriebssystems 10 nach Fig. 2 wird der Anker 6 angezogen,und der Kontakt 8 des Ruhekontaktes 14 wird geöffnet, während der Arbeitskontakt 15 geschlossen wird.When the drive system 10 according to FIG. 2 is excited, the armature 6 attracted, and the contact 8 of the normally closed contact 14 is opened while the normally open contact 15 is closed.
Die Rückstellfeder 17 wird hierbei auswärts gebogen, so dass die Federkraft der Rückstellfeder 17 der Antriebskraft des Ankers 6 entgegenwirkt.The return spring 17 is here bent outwards, so that the spring force the return spring 17 counteracts the driving force of the armature 6.
Fig. 3 zeigt die neutrale Stellung der Kontaktfedersätze 22, 23, die beispielsweise dann eingenommen wird, wenn das Rückstellelement (Rückstellfeder 17) versagt oder sonstwie entfernt wird. Zur besseren Verdeutlichung der neutralen Stellung ist die Rückstellfeder 17 entfernt.Fig. 3 shows the neutral position of the contact spring sets 22, 23, the for example, is taken when the reset element (Return spring 17) fails or is otherwise removed. To better illustrate the neutral Position, the return spring 17 is removed.
Die Fig. 3 zeigt, dass hierbei sowohl der Ruhekontakt 1 als auch der Arbeitskontakt 15 geöffnet sind, die passiven Kontaktfedern 4 liegen hierbei auf Gegenlagen 18, 19 des Isolierblocks 1 an. Der itätigungssteg 3 wird auf Grund der vorspannungsfrei in der Federsatz-Isolation 13 gehaltenen aktiven Kontaktfedern 5 in eine neutrale Mittelstellung von den aktiven Kontaktfedern mitbewegt.Fig. 3 shows that here both the normally closed contact 1 and the Working contact 15 are open, the passive contact springs 4 are here on Counter-faces 18, 19 of the insulating block 1. The itierungssteg 3 is due to the Active contact springs held free of preload in the spring set insulation 13 5 moved into a neutral central position by the active contact springs.
Die Fig. 3 zeigt, dass das Relais gemäss der technischen Lehre der Anmeldung P 28 17 036.7 aufgebaut sein kann.Fig. 3 shows that the relay according to the technical teaching of Registration P 28 17 036.7 can be built up.
Hierbei seien mehrere parallel in horizontaler Ebene betätigte Kontaktfedersätze im Isolierblock 1 angeordnet, wobei wesentlich hierbei ist, dass eine nicht unterbrochene Trennwand 21 die Kontaktfedersätze voneinander trennt.Here are several sets of contact springs actuated in parallel in the horizontal plane arranged in the insulating block 1, it being essential here that an uninterrupted Partition wall 21 separates the contact spring sets from one another.
Beispielsweise ist in senkrechter Ebene zur Zeichenebene ein gleichartiger Satz von Kontaktfedersätzen 22, 23 parallel zu den in Fig. 3 gezeichneten Kontaktfedersätzen 22, 23 angeordnet, wobei der nicht näher dargestellte zweite Satz von Kontaktfedersätzen durch die Trennwand 21 von denerstgenannten Kontaktfedersatz 22, 23 getrennt ist.For example, there is a similar one in the plane perpendicular to the plane of the drawing Set of contact spring sets 22, 23 parallel to the contact spring sets shown in FIG. 3 22, 23, the second set of contact spring sets, not shown in detail is separated from the first-mentioned contact spring set 22, 23 by the partition wall 21.
Ferner ist wesentlich, dass der Betätigungssteg 3 mit geringem Spiel durch die die Kontaktfedersätze 22, 23 in horizontaler Ebene trennende Seitenwand 20 hindurchgeht.It is also essential that the actuating web 3 with little play through the side wall separating the contact spring sets 22, 23 in the horizontal plane 20 passes through.
Hierdurch wird vermieden, dass beispielsweise abgebrochene Kontaktstücke oder sonstige Fremdkörper von dem einen Kontaktfedersatz 22 in den anderen Kontaktfedersatz 23 gelangen können.This avoids, for example, broken contact pieces or other foreign bodies from one contact spring set 22 into the other contact spring set 23 can arrive.
Insgesamt wird durch die gegebene technische Lehre ein Relais geschaffen, das höchsten Sicherheitsanforderungen entspricht.Overall, the given technical teaching creates a relay, that meets the highest security requirements.
Dies bezieht sich hauptsächlich auf erhöhte Kriechstromfestigkeit, überschlagsfestigkeit und gegenseitige Beeinflussung der Kontaktfedersätze.This mainly relates to increased creepage resistance, flashover resistance and mutual influence of the contact spring sets.
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