DE3000681C2

DE3000681C2 - Kontaktbetätigungsvorrichtung insbesondere für Relais

Info

Publication number: DE3000681C2
Application number: DE19803000681
Authority: DE
Inventors: Dieter 8500 Nürnberg Unbehann
Original assignee: EBERLE ANLAGEN KG 8500 NUERNBERG DE; Eberle Anlagen Kg 8500 Nuernberg
Current assignee: EBERLE ANLAGEN KG 8500 NUERNBERG DE
Priority date: 1980-01-10
Filing date: 1980-01-10
Publication date: 1983-08-11
Also published as: DE3000681A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktbetätigungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Kontaktbetätigungsvorrichtungen haben die Aufgabe, einen betätigten federnden -i-wontaktanschluß gegen einen feststehenden Kontaktanschluß zu bewegen und dort zu halten, wobei sich an er Kontaktstelle ein _J5 elektrischer Übergang bildet. Zum Auftrennen dieses elektrischen Überganges wird der betätigte federnde Kontakt vom feststehenden Kontakt mittels Kontaktbetätigungsvorrichtung wieder entfernt Auf die Kontaktbetätigungsvorrichtung können magnetische Kräfte _w zum Herstellen des elektrischen Überganges an der Kontaktstelle und Federkräfte zum Aufbrechen der elektrischen Verbildung wirken. Der betätigte federnde Kontaktanschluß ist dabei fest mit der Betätigungsvorrichtung verbunden insofern, als er jeder Bewegung derselben unmittelbar folgt. Durch die Elastizität des betätigten federnden Kontaktanschlusses ist ein sogenannter Kontaktnachlauf gegeben, der dafür sorgt, daß ein Anpreßdruck zwischen betätigtem federnden Kontaktanschluß und feststehendem Kontaktanschluß auch dann erhalten bleibt, wenn ein gewisser Kontaktabbrand an der Kontaktstelle im Laufe des Betriebes aufgetreten ist.

Die Kräfte, die auf die Kontaktbetätigungsvorrichtung wirken und deren Bewegung veranlassen, können vieHaltiger Natur sein. Häufig ist es so, daß die Kontaktbetätigungsvorrichtung mittels magnetischer Kräfte zu einem Schließen der Kontaktanschlüsse an der Kontaktstelle führt und das öffnen der Kontaktanschlüsse mittels Federkräften vorgenommen wird. _bo

Aber auch das Umgekehrte ist denkbar. Auch durch Taststifte können Kräfte auf Kontakte ausgeübt werden.

Die feste Einspannung des betätigten federnden Kontaktanschlusses hat Nachteile. Sollte im Verlauf des hi Betriebes des Kontaktes ein Verschweißen an der Kontaktstelle auftreten, so ist die mechanische Festigkeit dieser Verbindung so groß, daß die Kontaktbetätigungsvorrichtung in ihrer Bewegung gehemmt wird, da die auf sie wirkenden Kräfte so abgestimmt sind, daß sie zwar zur Kontaktbetätigung ausreichen, nicht jedoch zum Aufbrechen einer verschweißten Kontaktstelle. Andere betätigte federnde Kontaktanschlüsse, die von derselben Kontaktbetätigungsvorrichtung betätigt werden, werden in ihrer Bewegung beeinträchtigt Eine Trennung der ihnen entsprechenden Kontaktstellen ist nur insoweit möglich, als es die elastische Verformung des verschweißten Kontaktanschlusses und das Aufheben der Nachlauf-Verformung ein Abheben der noch zu öffnenden Kontaktstellen zuläßt Die noch nicht verschweißten Kontaktstellen öffnen daher nur auf eine geringe Strecke und nicht auf den konstruktiv vorgegebenen Kontaktabstand. Die Trennsicherheit einer derartigen Kontaktanordnung ist begrenzt und ein Verschweißen der noch freien Kontakte wahrscheinlich, da Lichtbogen-Bildungen möglich sind.

Nach DE-OS 29 13 106 ist ein elektromechanisches Relais mit zwangsgeführten Kontakten bekanntgeworden, deren Fig. 3, insgesamt gesehen, auf drei .Arten eines vorbekannten Standes der Technik verweist Danach existieren bereits Kontaktfedersätze, die meist aus einzelnen Kontaktfedern geschichtet und diese unter Zwischenlage von Isolierstoffplätzchen zu einem Kontaktfedersatz verschraubt sind. Die dazugehörigen Skizzen 3a—3c zeigen allerdings, ohne Bezugsziffern, lediglich die Kontaktsätze und einen mittigen, federnden Kontakt, jeweils mit unterschiedlichen Formgebungen, wobei die Kontaktbetätigungsvorrichtung bei allen drei Beispielen ausschließlich als ein horizontal bewegliches Schieberelement ohne erkennbare Anlenkung auf beiden Seiten und ohne Hinweis auf einwirkende Federkräfte und dergleichen dargestellt ist.

Um die Kontaktbetätigungsvorrichtung mittels magnetischer Kräfte zu einem Schließen der Kontaktanschlüsse an der Kontaktstelle zu bringen und deren ÖFFNEN mittels Federkräften zu bewirken, wurde nach DE-OS 28 27 650 ein elektromagnetisches Relais mit doppelten Trennkontakten vorgeschlagen. Dieses Relais besteht aus einem zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung beweglichen Anker, einem ersten und zweiten, bezüglich des Elektromagneten fest angeordneten Kontakt, einem von einem ersten und zweiten Schenkel gebildeten Paar von Schenkeln, die sich voneinander wegspreizen und auf ihren äußeren Stirnflächen jeweils eine erste und eine zweite, elektrische Kontaktoberfläche aufweisen, die miteinander elektrisch verbunden sind und sich in einer ersten Stellung des Ankers auf den inneren Stirnflächen des ersten bzw. zweiten Festkontaktes elastisch abstützen. Das Relais ist ferner mit einem kinematisch mit dem Anker verbundenen und bei der Bewegung des Ankers in seine zweite Stellung auf die äußere Stirnfläche des ersten Schenkels einwirkenden, beweglichen Steuerorgan zum Abheben der ersten Kontaktoberfläche von dem ersten Festkontakt versehen. Diese bekannte Grundausstattung wird in der Weise verbessert, daß ein kinematisch mit dem Anker und dem ersten Steuerorgan verbundenes, in einer zur Bewegung des ersten Steuerorgans entgegengesetzten Richtung bewegliches, zweites Steuerorgan, das bei der Bewegung des Ankers in Richtung auf seine zweite Stellung auf die äußere Stirnfläche des zweiten Schenkels zum Abheben der zweiten Kontaktoberfläche von dem zweiten Festkontakt derart einwirkt, daß die erste und zweite Kontaktoberfläche sich mit im wesentlichen identischen und gleichzeitigen Bewegungen aufeinander zubewe-

gen. Ergänzt wird diese Einrichtung noch dadurch, daß bezüglich des zweiten Steuerorgans ein drittes Steuerorgan fest angeordnet ist zum Wegbewegen der dritten Kontaktoberfläche von dem dritten Festkontakt bei der Bewegung des Ankers in seine erste Stellung.

Allein von der konstruktiven Ausgestaltung her besteht wegen der komplizierten Bauweise und der damit verbundenen, zeitraubenden Montage kein Ansatz zum Vorschlag der Erfindung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kontaktbetätigungsvorrichtung anzugeben, die ein Aufbrechen eines verschweißten Kontaktes zuläßt und damit die Betriebssicherheit eines mit einer derartigen Kontaktbetätigungsvorrichtung ausgestatteten Relais, Schützes, usw. erheblich verbessert.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Hauptanspruches.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Kontaktbetätigungsvorrichtung von dieser beim Auftreten einer Kontaktstelle Energie, die von den auf die Kontaktbetätigungsvorrichtung wirkenden Kräfte als kinetische Energie bei der Bewegung der Kontaktbetätigungsvorrichtung gesammelt wird, beim Auftreffen der Kontaktbetätigungsvorrichtung auf ein die Bewegung hemmendes Hindernis impulsmäßig abgegeben wird. Die kinetische Energie, die unter Wirkung der normal auf die Kontaktbetätigungsvorrichtung wirkenden Kräfte auf langem Weg aufgenommen wird, wird als Produkt von Kraft und Weg auf kurzem Weg als potentielle Energie jo abgegeben. Die hierbei auftretenden Kräfte sind ein vielfaches der Kräfte, die während der normalen Bewegung auf die Kontaktbetätigungsvorrichtung wirken. Die erreichten erheblichen Kräfte sind in der Lage, verschweißte Kontaktstellen aufzubrechen. r,

Einzelheiten der Erfindung sowie weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der Zeichnung und der noch folgenden Beschreibung.

In der Zeichnung ist eine Kontaktbetätigungsvorrichtung mit Wechsel-Kontakt dargestellt, wobei sich die Darstellung ni_.· auf diejenigen konstruktiven Teile beschränkt, die zum Verständnis der Erfindung unbedingt notwendig sind.

Bei einer Kontaktbetätigungsvorrichtung 1 ist ein betätigter federnder Kontaktanschluß 2 mittels Um- r> spritzung in einem Formkörper 3 eingesetzt, der zwei Schenkel 3a, 3b sowie zwei Betätigungsanschläge 4, 5 aufweist. Zwei feste Kontaktanschlüsse 6, 7 bilden mit Kontaktplättchen 8 Kontaktstellen 9, 10, wenn der betätigte federnde Kontaktanschluß 2 von einem der >n Betätigungsanschläge 4, 5 gegen einen der festen Kontaktanschlüsse 6, 7 gedruckt wird. Der Druck, den die Kontaktprellen 8 auf eine der Kontaktstellen 9,10 ausüben, stammt von der Kraft, die auf die Kontaktbetätigungsvorrichtung 1 entweder mittels Magnetkräften v. aus einem Magnetbügel 11 oder mittels Federkräften einer Spiralfeder 12, die als Rückholfeder dient und einen mit dem Formkörper 3 verbundenen Anker 13 vom Magnetbügel 11 abzieht, ausgeübt werden.

Die Betätigungsanschläge 4, 5 sollen möglichst nahe to an den Kontaktstellen 9, 10 liegen, jedoch nur so nahe, wie es der Nachlauf zuläßt. Würden die Betätigungsanschlät-4, 5 zu nahe an die Kontaktstellen 9, 10 herangebracht, so wäre das zwischen diesen liegende Teilstück des betätigten federnden Kontaktanschlusses tv> zu kurz, um eine nennenswerte Durchbiegung durch die von Kontaktstelle und Betätigungsanschlag ausgeübten Kräfte zu erhalten. Eine solche elastische Durchbiegung, die mit Kontaktnachlauf bezeichnet wird, ist jedoch für einen sicheren Dauerbetrieb notwendig, damit auch bei Kontaktabbrand eine sichere Kontaktgabe an den Kontaktstellen 9,10 gegeben ist

Wenn nach dem Schließen an der Kontaktstelle 9 oder während des Schließvorganges ein Verschweißen der Kontaktstelle 9 auftritt, so wird dieselbe durch nachfolgende Öffnungsvorgänge der Kontaktbetätigungsvorricntung aufgebrochen, sobald nämlich die Magnetkraft aus dem Magnetbügel 11 abgeschaltet wird, zieht die Feder 12 die Kontaktbetätigungsvorrichtung 1 vom Magnetbügel 11 ab, indem sie sie um die Lagerstelle 14 dreht Hierbei erhält die Kontaktbetätigungsvorrichtung 1 eine kinetische Energie, die unbeeinflußt von dem jetzt verschweißten Kontakt ist, da sich die Kontaktbetätigungsvorrichtung frei bewegen kann. Der Betätigungsanschlag 5 schlägt daher mit nennenswerter Geschwindigkeit gegen ien verschweißten betätigten federnden KontaktanschIuP 2 an. Dabei wird die Bewegung der Kontaktbetätigungsvorrichtung auf kurzem Weg abgebremst Dieser Weg ist um so kürzer, je näher der Betätigungsanschlag 5 in bezug auf die noch verschweißte Kontaktstelle 9 an dieser angeordnet ist. Denn je näher die Kontaktstelle 9 und Betätigungsanschlag 5 beieinander liegen, desto geringer ist die mögliche elastische Auslenkung des betätigten federnden Kontaktanschlusses 2.

Die während der freien Bewegung der Kontaktbetätigungsvorrichtung angesammelte kinetische Energie wird daher auf kurzem Wege in eine potentielle Energie und damit in eine Kraft umgewandelt die weit höher ist als die Kräfte, die während der freien Bewegung der Kontaktbetätigungsvorrichtung auf dieselbe wirkten. Diese Kraft wirkt sowohl auf die verschweißte Kontaktstelle 9 als auch auf das andere Ende des betätigten federnden Anschlusses 2. Die Kräfte, dii auf beide Punkte ausgeübt werden, teilen sich gemäß dem Abstandsverhältnis auf, und zwar so, daß der größere Kraft--:iteil auf den näher benachbarten Endpunkt des betätigten federnden Kontaktanschlusses fällt Daher ist es aus diesem Grunde günstig, den Betätigungsanschlag 5 möglichst nahe an die noch verschweißte Kontaktstelle 9 heranzubringen. Eine Verbesserung der Umwandlung von gesammelter kinetischer Energie in potentielle Energie zum Aufbrechen der verschweißten Kontaktstelle 9 kann durch geeignete Materialbeschaffenheit der Betätigungsanschläge erreicht werden.

In der Regel wird eine von der Kontaktbeiätigungsvorrichtung betriebene Kontaktanordnung nicht aus einem einzelnen betätigten federnden Kontaktanschluß bestehen, sondern aus mehreren derselben. Einige der Kontaktstellen, die auf diese Weise entstehen, werden nicht verschweißt sein. Beim Abheben des /inkers 13 vom Magnetbügel 11 werden daher die noch freien Kontaktstellen getrennt

Beim Verschweißen des Kontaktpunktes 10 folgt ein entsprechender Vorgang, bei dem nun der Anker 13 im Magnetfeld dos Magnetbügels 11 bewegt wird. Die Kontaktbetätigungsvorrichtung erlangt kine'ische Energie in diesem Feld und bricht dadurch die verschweißte Kontaktstelle 10 wieder auf.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Kontaktbetätigtmgsvorrichtung insbesondere für Relais mit mindestens einem festen und einem federnden Kontakt, wobei de;· Kontaktabstand konstruktiv vorgegeben ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbetätigungsvorrichtung entsprechend deren vollen Auslenkung durch die Feder (12) oder den Anker (13) aus einem nach Art einer Wippe auf dem Magnetbügel drehbar ,₀ ausgebildeten, einstückigen Formkörper (3) mit zwei Schenkeln (3a und 3b) mit daran angeformten Betätigungsanschlägen (4, 5) und dem zentrisch hervorstehenden, am Kopf des Formkörpers (3) angeordneten federnden Kontakt (2) besteht, dessen freies, mit den Kontaktplättchen (8) versehenes Ende zwischen den festen Kontakten (6,10) und (7, 9) einragt, wobei die Betätigungsanschläge (4, 5) einen Abstand (16) voneinander aufweisen, der für eine Ks&i\ zum Aufbrechen der verschweißten Kontakte (*, 9 bzw. 8,10) erforderlich ist

2. Kontaktbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Lage der Betätigungsanschläge (4, 5) möglichst nahe an der Kontaktstelle (9,10) liegt