DE2951225C2 - Spring set of a relay with weakly bent contact springs - Google Patents
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Description
Gegenstand der Erfindung ist ein Federsatz eines Relais nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The subject of the invention is a set of springs for a relay according to the preamble of claim 1.
Bei einem eingangs genannten Federsatz mit nichtvorgespannter aktiver Kontaktfeder (insbesondere auch von Federn mit größeren Dicken) und evtl. vorhandener Rückstellfeder ergeben sich folgende Kraftverhältnisse: In the case of a spring set mentioned at the beginning with a non-pretensioned active contact spring (in particular also of springs with larger thicknesses) and possibly existing return springs result in the following force ratios:
1. Zur Auslenkung der Kontaktfeder muß die Rückstellfeder (Ruhestellung) Kraft zur Verfügung stellen.1. The return spring (rest position) must have force available to deflect the contact spring place.
1.1 Für den benötigten Kontaktdruck auf der Ruheseite.1.1 For the required contact pressure on the rest side.
1.2 Für die Auslenkung der Federn aus der neutralen Position.1.2 For deflecting the springs from the neutral position.
2. Zur Auslenkung der Kontaktfeder muß das Antriebssystem (Arbeitsstellung) Kraft zur Verfügung stellen.2. The drive system (working position) must have power to deflect the contact spring place.
2.1 Für den benötigten Kontaktdruck auf der Arbeitsseite.2.1 For the required contact pressure on the working side.
2.2 Für die Auslenkung der Feder aus der neutralen Position.2.2 For deflecting the spring from the neutral position.
2.3 Für die Überwindung des Kontaktdruckes in der Ruhestellung.2.3 For overcoming the contact pressure in the rest position.
2.4 Für die Überwindung der von der Rückstellfeder bewirkten Auslenkung der Kontaktfeder. 2.4 For overcoming the deflection of the contact spring caused by the return spring.
2.5 Für die Überwindung des Kraftanstieges der Rückstellfeder.2.5 For overcoming the increase in force of the return spring.
3. Vergleicht man die unter 1. und 2. genannten Komponenten, ergibt sich folgendes Bild:3. If one compares the components mentioned under 1. and 2., the following picture emerges:
Zu 1.1 und 2.1To 1.1 and 2.1
sind gewünschte Komponenten
Zu 1.2 und 2.2are desired components
To 1.2 and 2.2
sind notwendige, aber nicht gewünschte Komponenten, sie sollten minimale Werte haben.are necessary but not desired components, they should have minimum values.
Zu 2.3 ist eine von 1.1 abhängige KomponenteFor 2.3 is a component that is dependent on 1.1
Zu 2.4 ist eine von 1.2 abhängige Komponente Zu 2.5 ist eine gegebene, aber nicht gewünschteTo 2.4 is a component that is dependent on 1.2. To 2.5 is a given but not desired component
Komponente.
s Gelingt es, die aktive Kontaktfeder mit einemComponent.
s Succeeds in using the active contact spring with a
idealen »Scharnier« zu versehen, ergibt sich ein günstiges Gesamtbild.Providing an ideal "hinge" results in a favorable overall picture.
Die Komponente 1.2 würde entfallen,Component 1.2 would be omitted
die Komponente 2.2 würde entfallen und
ία die Komponente 2.4 würde entfallen.component 2.2 would be omitted and
ία component 2.4 would be omitted.
Damit würde das Antriebssystem entlastet, die Ansprechwerte müßten sinken.This would reduce the load on the drive system and the response values would have to decrease.
Ein eingangs genannter Federsatz eines Relais mitA spring set of a relay mentioned at the beginning with
is biegungsgeschwächten Kontaktfedern ist mit dem
DE-GM 1835051 bekanntgeworden. Die Kontaktfedern sind dort von der Nähe der Einspannstelle ausgehend
bis nahe zum kontaktgebenden Teil mit verminderter Breite ausgeführt. Hierdurch ist zwar auch eine
Querschnittsschwächung in der Nähe der Einspannstelle gegeben, diese Querschnittsschwächung erstreckt
sich aber fast über die gesamte Länge der Kontaktfeder, so daß sich diese Kontaktfeder auch nahezu
über diese gesamte Länge bei Krafteinwirkung verbiegt. Nachteilig ist hier die ungünstige Kraftaufwendung
von Seiten des Antriebssystems, weil die Feder auf eine längere Strecke hin gebogen wird, und kein
scharnierartiger Effekt erzielt wird.
Mit der Literaturstelle »Bauelemente der Feinme-is flexure weakened contact springs is known from DE-GM 1835051. The contact springs are designed there from the vicinity of the clamping point to close to the contact-making part with a reduced width. Although this also results in a cross-sectional weakening in the vicinity of the clamping point, this cross-sectional weakening extends almost over the entire length of the contact spring, so that this contact spring also bends over almost this entire length when a force is applied. The disadvantage here is the unfavorable expenditure of force on the part of the drive system, because the spring is bent over a longer distance and no hinge-like effect is achieved.
With the reference »Components of Precision
M chanik«, Verlag Technik Berlin, 1952, Seite 329, Abbildung 1202 ist eine biegungsgeschwächte Kontaktfeder bekannt, wobei diese Kontaktfeder mit einer sich über die Länge erstreckenden dreiecksförmigen Aussparung versehen ist, und die Basis dieses Dreiecks in der Nähe des kontaktgebenden Teils und die Spitze in der Nähe der Einspannstelle liegt.Mechanics «, Verlag Technik Berlin, 1952, page 329, illustration 1202 a weakened bending contact spring is known, this contact spring with a is provided along the length extending triangular recess, and the base of this triangle in is close to the contact-making part and the tip is close to the clamping point.
Dadurch erfolgt eine Biegung der Kontaktfeder bevorzugt in der Nähe des kontaktgebenden Teils, wenig aber in der Nähe der Einspannstelle. Ein scharnierartiges Verhalten der Kontaktfeder kann hiermit auch nicht erzielt werden.As a result, the contact spring is preferably bent in the vicinity of the contact-making part, little but near the clamping point. A hinge-like behavior of the contact spring can hereby be achieved also not be achieved.
Die in der Zeitschrift »Feinwerktechnik«, 1976, Heft 10, Seite 479, Abbildung 40, gezeigten biegungsgeschwächten Kontaktfedern sind stets in der Nähe des kontaktgebenden Teils biegungsgeschwächt, nicht aber in der Nähe der Einspannstelle.The flexurally weakened ones shown in the journal »Feinwerktechnik«, 1976, Issue 10, Page 479, Figure 40 Contact springs are always bent in the vicinity of the contact-making part, but not in the vicinity of the clamping point.
Die Erfindung hat sich ausgehend von dem Gegenstand des DE-GM 1835051 die Aufgabe gestellt, die aktiven Kontaktfedern eines Federsatzes so weiterzubilden, daß durch eine scharnierartige Bewegung der Kontaktfedern das Antriebssystem entlastet wird und die Ansprechwerte des Relais erniedrigt sind.Based on the subject matter of DE-GM 1835051, the invention has the task of providing to develop active contact springs of a set of springs so that by a hinge-like movement of the Contact springs the drive system is relieved and the response values of the relay are lowered.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Biegebereich auf die Nähe der Einspannstelle der Kontaktfeder begrenzt ist.To solve the problem, the invention is characterized in that the bending area is limited to the vicinity of the clamping point of the contact spring.
Mit der technischen Lehre der Erfindung wird ein ganz neuer Weg beschriften, denn der Biegebereich soll ganz eng auf einen bestimmten Bereich eingeschränkt werden, nämlich auf eine Stelle nahe der Einspannstelle, so daß ein scharnierartiges Verhalten der Kontaktfeder während der Beaufschlagung durch das Antriebssystem gegeben ist.With the technical teaching of the invention, a completely new way is marked, because the bending area should be restricted very closely to a certain area, namely to a place near the Clamping point, so that a hinge-like behavior of the contact spring during the application the drive system is given.
Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist also, daß die Kontaktfeder in einem definierten
Biegebereich so stark biegungsgeschwächt ist, daß hierdurch ein nicht-ideales »Scharnier« entsteht.
Ein ideales »Scharnier« ist nicht machbar, aber ge-An essential feature of the present invention is that the contact spring is so weakened in bending in a defined bending area that this creates a non-ideal "hinge".
An ideal "hinge" is not feasible, but
maß der vorliegenden Erfindung wird eine definierte Soll-Biegestelle durch eine partielle Querschnittsreduzierung vorgeschlagen.measure of the present invention becomes a defined one Target bending point suggested by a partial cross-section reduction.
Dies erfolgt in einer bevorzugten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung durch eine Verringerung der Dicke der Feder, da der Effekt bezogen auf die Querschnittsreduzierung in ;br Federrate am größten ist. Die Federrate wird hierbei als Kraftzunahme geteilt durch Wegstrecke der Auslenkung definiert. Insbesondere führt eine partielle Aucfräsun^ an der Kontaktfeder zu dem erstrebten Zweck, da sich eine Querichnittsminderung in der Federrate besonders deutlich auswirkt, im Vergleich zu einer Breiten-Reduzierung, was der Wirkung einer Ausstanzung gleichkommt, die zusätzlich möglich ist.In a preferred embodiment according to the present invention, this is done by a reduction the thickness of the spring, since the effect is based on the cross-section reduction in; br spring rate am greatest is. The spring rate is defined as the increase in force divided by the distance of the deflection. In particular, a partial Aucfräsun ^ on the contact spring leads to the intended purpose, since a reduction in cross-section in the spring rate has a particularly significant effect compared to a reduction in width, which is equivalent to the effect of a punching, which is also possible.
Die Soll-Biegestelle ist sinnvollerweise in der Nähe der Einspannstelle der Feder als vertiefte Nut senkrecht zur Längsachse der Feder anzubringen.The intended bending point is sensibly in the vicinity to attach the clamping point of the tongue as a recessed groove perpendicular to the longitudinal axis of the tongue.
Eine aus anderen Gründen notwendige Steifigkeit der Feder an sich würde erhalten bleiben können.A stiffness of the spring, which is necessary for other reasons, would be able to be retained.
Durchgeführte Dauerversuche haben gezeigt, daß eine derartige SoH-Biegestelie nicht gleichzeitig eine Soll-Bruchstelle ist.Endurance tests carried out have shown that such a SoH bending point is not simultaneously a The predetermined breaking point is.
Bei Systemen mit gleichartigen Federn kann es sinnvoll sein, die Soll-Biegestelle bei den verschiedenen Federn an unterschiedlicher SMIe (Abstand von der Einspannstelle) anzubringen, Uwi gezielt das Schwingverhalten (Resonanzfrequenz) zu verändern. Es besteht die Möglichkeit, auf diese Weise das Prellverhalten zu beeinflussen.In the case of systems with springs of the same type, it can be useful to define the desired bending point for the different To attach springs to different SMIe (distance from the clamping point), Uwi specifically that To change vibration behavior (resonance frequency). There is the possibility of bouncing in this way to influence.
Die Federrate der Rückstellfeder kann reduziert werden, wenn sich die unter Ziffer 1.2, 2.2. und 2.4. formulierten Kriterien hinreichend verringern. Durch entsprechende Auswahl der Form ist sicherzustellen, daß die Änderung der Federrate mit der Auslenkung einerseits konstant bleibt und andererseits die Federrate selbst so klein wie möglich ist. Durch die erfindungsgemäße Anbringung einer Soll-Biegestelle bei einer Feder ergibt sich der Vorteil, daß Federn wesentlich größeren Querschnittes verwendet werden können, ohne daß die Federrate sich vergrößert und die Leistung des Antriebssystems erhöht werden muß.The spring rate of the return spring can be reduced if the values listed under 1.2, 2.2. and 2.4. sufficiently reduce the formulated criteria. Appropriate selection of the shape must ensure that that the change in the spring rate with the deflection remains constant on the one hand and the spring rate on the other hand itself is as small as possible. By attaching a desired bending point according to the invention A spring has the advantage that springs with a much larger cross-section are used can without increasing the spring rate and increasing the performance of the drive system got to.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. The subject matter of the present invention results not only from the subject matter of individual claims, but also from the combination of the individual claims with one another.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von darstellenden Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to illustrative drawings.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 schematisiert gezeichnete Seitenansicht einer in einem Federsatz einseitig eingespannten aktiven Kontaktfeder,1 schematically drawn side view of an active one clamped on one side in a set of springs Contact spring,
Fig. 2 Draufsicht auf die Kontaktfeder nach Fig. 3,FIG. 2 top view of the contact spring according to FIG. 3,
Fig. 3 ausschnittsweise Seitenansicht einer Kontaktfeder in einer ersten Ausführungsform,3 shows a partial side view of a contact spring in a first embodiment,
Fig. 4 Darstellung der Einzelheit X nach Fig. 3,FIG. 4 shows the detail X according to FIG. 3,
Fig. 5 Draufsicht einer Kontaktfeder in einer zweiten Ausführungssform.Fig. 5 plan view of a contact spring in a second embodiment.
In Fig. 1 ist grob schematisiert eine aktive Kontaktfeder 1 gezeigt, die mit ihrer Einspannstelle 7 in einen Isolierblock 8 eines Federsatzes eingespannt ist. Bei 14 ist eine Querschnittsschwächung angedeutet. Von der einen Seite wirkt in Pfeilrichtung 10 eine Rückstellfeder 11 auf die Kontaktfeder und von der anderen Seite her in Pfeilrichtung 13 ein Antriebssystem 12. Die Kräfte des Antriebssystems 12 sind also der Kraft der Rückstellfeder 11 entgegengesetzt.In Fig. 1, an active contact spring 1 is shown roughly schematically, which with its clamping point 7 in an insulating block 8 of a set of springs is clamped. At 14 a cross-sectional weakening is indicated. A return spring 11 acts on the contact spring from one side in the direction of arrow 10 and from the one on the other side in the direction of arrow 13 a drive system 12. The forces of the drive system 12 are therefore opposed to the force of the return spring 11.
Wenn beide Kräfte entfernt werden, d. h. wenn die Pfeilrichtungen 10, 13 entfernt werden, nimmt die Kontaktfeder 1 ihre neutrale Stellung 4 ein. Entfällt die Kraft des Antriebssystems 22 in Pfeilrichtung 13, dann nimmt die Kontaktfeder 1 unter der Wirkung der Rückstellfeder 11 in Pfeilrichtung 10 ihre Ruhestellung 3 ein; sie ist dann längs der Linie Ib gebogen. Die Biegung erfolgt hierbei in einem uiegebereich 9, der in der Nähe der Einspannstelle 7 liegt. Die Kontaktfeder 1 wird also aus ihrer neutralen Stellung 4 in Pfeilrichtung 6 in die Ruhestellung 3 durch die Wirkung der Rückstellfeder 11 gebracht. Wenn in der Ruhestellung 3 eine Kraft von Antriebssystem 12 in Pfeilrichtung Ϊ3 wirkt, dann wird die in Ruhestellung 3 sich befindliche Kontaktfeder Ib in Pfeilrichtung 5 in ihre Arbeitsstellung 2 bewegt, weil die Kontaktfeder 1 dann in die Stellung der Kontaktfeder la übergeht.When both forces are removed, ie when the arrow directions 10, 13 are removed, the contact spring 1 assumes its neutral position 4. If the force of the drive system 22 in the direction of the arrow 13 does not apply, the contact spring 1 assumes its rest position 3 under the action of the return spring 11 in the direction of the arrow 10; it is then bent along the line Ib. The bend takes place in a bending area 9, which is located in the vicinity of the clamping point 7. The contact spring 1 is therefore brought from its neutral position 4 in the direction of arrow 6 into the rest position 3 by the action of the return spring 11. If in the rest position 3 a force from the drive system 12 acts in the direction of arrow Ϊ3, the contact spring Ib located in the rest position 3 is moved in the direction of arrow 5 into its working position 2 because the contact spring 1 then changes into the position of the contact spring la .
Aus der vorstehenden Erläuterung wird deutlich, daß die Kraft des Antriebssystems 12 in Pfeilrichtung 13 um so größer sein muß, je größer die Kraft der Rückstellfeder 11 in Pfeilrichtung 10 und je größer das Widerstandsmoment der Kontaktfeder 1 ist.From the above explanation it is clear that the force of the drive system 12 in the direction of the arrow 13 must be greater, the greater the force of the return spring 11 in the direction of arrow 10 and the greater is the section modulus of contact spring 1.
Es wird also vorgeschlagen, daß das Widerstandsmoment der Kontaktfeder 1 im Biegebereich 9 vermindert ist.It is therefore proposed that the moment of resistance of the contact spring 1 be reduced in the bending area 9 is.
Fig. 2 bis4 zeigt eine solche Kontaktfeder nach der erst- und zweitbeschriebenen Ausführungsform. In der Querachse der Kontakftfeder 1 ist eine Querschnittschwächung 14 in Form einer senkrecht zur Längsachse verlaufenden Bahn verminderten Querschnitts eingefräst. Eine solche Herstellungsart hat wesentliche Vorteile, da die Kontaktfeder als Metallband von der Rolle abgeschnitten werden kann und das Einfräsen der Bahn 18 durchlaufend auf der gesamten Länge des Bandes erfolgen kann, wonach dann mehrere Kontaktfedern 1 entsprechend der geforderten Breite von dem Band als parallel nebeneinander liegende Schnitte senkrecht zur Längsachse des Bandes abgeschnitten werden.Fig. 2 to4 shows such a contact spring after first and second described embodiment. In the transverse axis of the contact spring 1 is a cross-sectional weakening 14 in the form of a path with a reduced cross-section running perpendicular to the longitudinal axis milled. Such a method of manufacture has significant advantages, since the contact spring is a metal strip can be cut from the roll and the milling of the web 18 continuously over the entire Length of the tape can be done, after which several contact springs 1 according to the required Width of the tape as parallel cuts perpendicular to the longitudinal axis of the Cut off the tape.
Fig. 3 zeigt, daß die Breite der Nut 18 (z. B. 2-5 mm) in Bezug zur Länge der Kontaktfeder relativ gering ist; dennoch wird eine erhebliche Reduzierung des Widerstandsmoments erreicht.Fig. 3 shows that the width of the groove 18 (z. B. 2-5 mm) in relation to the length of the contact spring is relative is low; nevertheless, a considerable reduction in the section modulus is achieved.
Nach der erstgenannten Ausführungsform kann die Nut 18 über die gesamte Breite der Kontaktfeder 1 verlaufen.According to the first-mentioned embodiment, the groove 18 can extend over the entire width of the contact spring 1 get lost.
Nach einer nicht näher dargestellten, zweiten Ausführungsform kann die Nut 18 aber auch nicht über die gesamte Breite der Kontaktfeder vorgesehen sein. Eine solche Kontaktfeder kann dann nicht durch Schnitte von einem Band hergestellt werden, vielmehr muß eine solche Nut 18 nachträglich in die Kontaktfeder eingefräst werden.According to a second embodiment not shown in detail, the groove 18 can not over the entire width of the contact spring can be provided. Such a contact spring can then not through Cuts are made from a tape, but such a groove 18 must be made later in the contact spring be milled.
Bei Federsätzen und Systemen mit gleichartigen Kontaktfedern 1 kann es vorgesehen sein, daß die Soll-Biegestelle im Biegebereich 9 bei den verschiedenen Kontaktfedern 1 an unterschiedlicher Stelle angebracht ist, um gezielt das Schwingverhalten der einzelnen Kontaktfedern 1 zu verändern. Hierdurch kann dann ebenso das Prellverhalten beeinflußt werden Der Abstand der Querschnittsschwächung 14 von der Einspannstelle 7 ist dann unterschiedlich.In spring sets and systems with similar contact springs 1, it can be provided that the Target bending point in the bending area 9 in the various contact springs 1 at different points is attached in order to change the vibration behavior of the individual contact springs 1 in a targeted manner. Through this the bouncing behavior can then also be influenced from the clamping point 7 is then different.
Durch die gesamte Herabsetzung des Widerstandsmomentes kann gleichzeitig auch die Federrate der Rückstellfeder vermindert werden, wodurch dieBy reducing the moment of resistance as a whole, the spring rate of the Return spring can be reduced, whereby the
Rückstellfeder 11 in Pfeilrichtung 10 weniger Kraft beansprucht, um die Kontaktfeder 1 aus ihrer neutralen Stellung 4 in die Ruhestellung 3 zu bringen. Hieraus wird deutlich, daß demzufolge auch die Kraft des Antriebssystems 12 geringer sein kann und daher die Ansprechwerte eines solchen Relais wesentlich erniedrigt sind.Return spring 11 in the direction of arrow 10 requires less force to move the contact spring 1 from its neutral position To bring position 4 to rest position 3. From this it becomes clear that consequently the power of the Drive system 12 can be lower and therefore significantly lower the response values of such a relay are.
Fig. 5 schlägt eine andere Ausführungsform einer Querschnittsschwächung 19 vor; hier sind im Biegebereich 9 in der Nähe der Einspannstelle 7 querschnittsschwächende Schlitze 17 in einer Kontaktfeder 16 angeordnet.5 proposes another embodiment of a cross-sectional weakening 19; here are in the bending area 9 in the vicinity of the clamping point 7 cross-section weakening slots 17 in a contact spring 16 arranged.
Selbstverständliche braucht der Querschnitt der Kontaktfeder 1, 19 nicht unbedingt rechteckig zu sein, obwohl dies aus Kostengründen bevorzugt wird. Unter den Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung fallen auch andere Querschnittsformen (z. B. Halbrundprofil oder Rundprofil), wobei bei diesen Querschnittsformen ebenfalls eine Soll-Biegestelle im Biegebereich 9 vorgesehen ist.It goes without saying that the cross section of the contact spring 1, 19 does not necessarily have to be rectangular although this is preferred for reasons of cost. Under the spirit of the present invention also include other cross-sectional shapes (e.g. half-round profile or round profile), with these Cross-sectional shapes, a predetermined bending point is also provided in the bending area 9.
Die Soll-Biegestelle braucht auch nicht als eine einzige Nut 18 über die Breite vorgesehen sein, vielmehr ist es auch möglich, mehrere Bahnen parallel nebeneinander vorzusehen. Auch ist es möglich, statt der Ausfräsung der Kontaktfeder nur von einer Seite her,The desired bending point does not need to be provided as a single groove 18 across the width, but rather it is also possible to provide several tracks parallel to each other. It is also possible instead of the Milling of the contact spring only from one side,
in von jeder Breitseite der Kontaktfeder her, eine solche Ausfräsung vorzunehmen. Ebenso können anstatt der in Fig. 5 gezeigten längsverlaufenden Schlitze 17 auch senkrecht zur Längsachse sich in der Breite der Kontaktfeder erstreckende Schlitze vorgesehen sein,in from each broad side of the contact spring, one such To carry out milling. Likewise, instead of the longitudinal slots 17 shown in FIG slots extending across the width of the contact spring may also be provided perpendicular to the longitudinal axis,
is zwischen denen noch zusätzliche Ausfräsungen vorgesehen sein können.additional cutouts are planned between them could be.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (4)
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| DE2951225A1 (en) | 1981-07-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8363 | Opposition against the patent | ||
| 8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: HENGSTLER GMBH, 7209 WEHINGEN, DE |
|
| 8331 | Complete revocation |