DE7902034U1

DE7902034U1 - Contact spring arrangement

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Publication number: DE7902034U1
Application number: DE19797902034
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-01-25
Filing date: 1979-01-25
Publication date: 1980-10-16

Description

u/itio CAIiCD * * 8024 Oorsonirolen D München u / itio CAIiCD * * 8024 Oorsonirolen D Munich

HANbSAUtH ·..· : ·.,· .,· ^m. .üchleeslraee 5 HANbSAUtH · .. ·: ·., ·., · ^M. .üchleeslraee 5

Telefon (089)6132061 Telex 529253Telephone (089) 6132061 Telex 529253

G 79 o2 Ο34.1 79/1/1G 79 o2 Ο34.1 79/1/1

Contact spring arrangement

(Neue Beschreibungsseiten 1 - 1o treten anstelle der ursprünglichen Beschreibungsseiten 1-1o)(New description pages 1 - 1o replace the original ones Description pages 1-1o)

Die Neu< rung betrifft eine Kontaktfederanordnung für gepolte
Relais, bestehend aus wenigstens einem Festkontakt und zwei
nebeneinander verlaufenden federnden Abschnitten bzw. Kontaktfedern, die einseitig oder mittig an wenigstens einem Anschluß befestigt sind und sich an ihren freien Enden während der Kontaktgabe berühren, wobei die Kontaktfedern in der Nähe des jeweiligen Festkontaktes von zwei Betätigungsstücken eines Ankers umfaßt sind, dessen Stellkraft mit zunehmender Auslenkung aus
seiner dauermagnetischen Nullkraftzone bis zur End-Anzugskraft progressiv ansteigt und um die Federkraft der Kontaktfeder gemindert wird, und bei der für eine zwangsweise Kontaktöffnung
und flexible Kontaktgabe das Verhältnis L₃ L₁ ist, worin L₃ The innovation concerns a contact spring arrangement for polarized
Relay, consisting of at least one fixed contact and two
side-by-side resilient sections or contact springs which are fastened on one side or in the middle of at least one connection and touch at their free ends during contact, the contact springs in the vicinity of the respective fixed contact being surrounded by two actuating pieces of an armature, the actuating force of which increases with increasing Deflection
its permanent magnetic zero force zone increases progressively up to the final attraction force and is reduced by the spring force of the contact spring, and for a forced contact opening
and flexible contact is the ratio L ₃ L ₁ where L ₃

h h¹ hh ¹

die federnde Länge, gebildet durch die Strecke zwischen dem
kontaktaufhebenden Betätigungsstück und dem Kontakt, L₁ eine
größere federnde Länge, der Strecke vom Kontaktgabe erwirkenden Betätigungsstück bis zur Berührungsstelle der beiden Kontaktfedern und h bzw. h¹ die wirksamen Federdicken der Strecken L₃ bzw. L₁ bedeuten.the resilient length, formed by the distance between the
contact canceling actuator and the contact, L ₁ a
greater resilient length, the distance from the contact-making actuating piece to the point of contact of the two contact springs, and h and h ¹ mean the effective spring thicknesses of the distances L ₃ and L _1, respectively.

Bei einer aus der deutschen Patentschrift 12 13 917 bekannten
Kontaktfeder wird von der Anzugskraft des Ankers ein wesentlicher Anteil durch eine Doppelkontaktfeder gespeichert, wodurch für die Kontaktkraft praktisch keine Erreger-Energie erforderlich ist. Dabei befindet sich ein BetätigungspimpelIn one known from German Patent 12 13 917
The contact spring stores a substantial part of the pulling force of the armature by a double contact spring, which means that practically no excitation energy is required for the contact force. There is also an actuation pimple

- 2 - I- 2 - I.

• ft *·• ft * ·

zwischen den freien Enden einer gegabelten Feder, welche bei Betätigung in der einen oder anderen Richtung gleiche Flexibilität besitzt. Der Kontaktabstand (a) muß dabei in jeder Betätigungsrichtung um deren erforderlichen Federweg kleiner sein als der Ankerw-g (s). Ferner ist nachteilig, daß das Abheben des Kontaktes mit der gleichen Flexibilität der gegabelten Federenden erfolgt wie die Kontaktgabe. Aus diesem Grunde wurde der Vorschlag nach der DAS 24 54 967, wonach die Kontaktöffnung zwangsweise und die Kontaktgabe allein durch Vorspannung der Kontaktfeder erfolgt, bevorzugt, obwohl hierbei nur ein geringer Teil der Anzugskraft des Ankers durch die Kontaktfeder gespeichert wird.between the free ends of a forked spring which, when operated in one direction or the other, provides the same flexibility owns. The contact distance (a) must be smaller in each actuation direction by the required spring deflection be than the anchor w-g (s). Another disadvantage is that the lifting of the contact takes place with the same flexibility of the forked spring ends as the contact. For this reason became the proposal according to DAS 24 54 967, according to which the contact opening is compulsory and the contact is made solely by pretensioning the contact spring takes place, preferably, although in this case only a small part of the attraction force of the armature is stored by the contact spring will.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Kontaktfederanordnung zu schaffen, die sowohl von der dauermagnetischen Anzugskraft des Ankers einen wesentlichen Anteil mittels einer Kontaktfeder als Kontaktkraft speichert, als auch eine zwangsweise Kontaktöffnung mit einem Kontaktabstand gewährleistet, der nicht durch Biegung einer Kontaktfeder gemindert wird. Dies wird gemäß der Neuerung dadurch erreicht, daß zur Realisierung des Verhältnisses L^ L^It is the object of the invention to create a contact spring arrangement that both of the permanent magnetic attraction force of the Armature stores a significant proportion by means of a contact spring as a contact force, as well as a forced contact opening with a contact spacing that is not reduced by bending a contact spring. This will be according to the innovation achieved in that to realize the ratio L ^ L ^

h h¹ . die Dicke h, h' oder das Profil der federnden Abschnitte bzw.hh ¹ . the thickness h, h 'or the profile of the resilient sections or

Kontaktfedern unterschiedlich ist oder daß die bei der Kontakt-Contact springs is different or that the contact

"i gäbe wirkende federnde Länge um eine Strecke (L₂) der anderen "i would give effective resilient length by a distance (L ₂ ) of the other

Feder von der Berührungsstelle (K) der beiden Kontaktfedern bisSpring from the point of contact (K) of the two contact springs to

J zum Festkontakt verlängert ist.J is extended to permanent contact.

Die Neuerung wird nachfolgend anhand der in den Fig. 1 bis 7 als Querschnitt durch die Federn dargestellten Ausführungsbeispielen sowie dem dazugehörigen Kraft-Weg-Diagramm nach Fig. 8 näher erläutert.The innovation is explained below with reference to the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 to 7 as a cross section through the springs and the associated force-displacement diagram according to FIG. 8 explained in more detail.

Fig. 1 zeigt einen in seiner Schwerachse A gelagerten und in einer von zwei Ruhelagen befindlichen Dauermagnetanker 8 eines gepolten Relais mit einem Magneten M zwischen den FolschuhcnFig. 1 shows a mounted in its center of gravity A and in one of two rest positions located permanent magnet armature 8 of a polarized relay with a magnet M between the Folschuhcn

9, 9". Der Magnet M ist in bekannter Weise partiell von Kunststoff des Betätigungsteiles 12 ummantelt und damit fixiert. Anker 8 und Betätigungsteil 1 2 mit den daran angeformten Betätigungsstücken 6, 7, 6', 7', bilden eine Einheit. Die Anordnung nach Fig. 1 ist sowohl zur X- als auch Y-Achse spiegelbildlich und daher nicht voll dargestellt. Der Anker 8 befindet isich in einer seiner beiden Endlagen, wobei bei Polschuh 9', nach einem Ankerweg s, mit der Kraft F₄ an einem der Polenden9, 9 ". The magnet M is partially sheathed in a known manner by the plastic of the actuating part 12 and thus fixed. Armature 8 and actuating part 1 2 with the actuating pieces 6, 7, 6 ', 7' molded onto them form a unit. The arrangement according to Fig. 1, both mirror image of the X and Y axis and therefore not fully illustrated. the armature 8 is isich in one of its two end positions, wherein in the pole piece 9 ', according to one Ankerweg s, with the force F ₄ at a of the Poles

10, I0¹ eines nicht dargestellten Spulenkernes zu liegen kommt. Seitlich der X-Achse des Ankers 8 sind die Festkontakte 5, 5¹ und mittig davon der Kontaktanschluß 3 angeordnet, an dem die Kontakt federn 1, 2' ebenfalls mittig fest verbunden sind. An ihren freien Enden und gegenüber den Festkontakten 5, 5' ist die Kontaktfeder 1 mit Kontakten 4, 4' versehen. Neben der als Umschalter funktionierenden Kontaktfeder 1 verläuft die Kontaktfeder 2'. Beide Federn besitzen eine kleine Vorspannung F_R (Fig. 8) gegenüber den Betätigungsstücken 6, 7 und 6¹, 7¹, die in unmittelbarer Nähe der Kontakte 5, 5¹ und 4, 4' der Kontaktfedern angeordnet sind. Im Moment der Kontaktgabe berührt der Kontakt 4' den Festkontakt 5' mit der Vorspannkraft F„; dann löst sich das Betätigungsstück 6¹ von der Kontaktfeder 1 und das Betätigungsstück 7¹ drückt mit der Kraft F auf die Feder 2', welche mit der federnden Länge L.. eine Kraft F.. auf die Berührungsstelle K der Kontaktfeder 1 ausübt. Diese Kraft F₁ wird dabei von der Kontaktfeder 1 über deren federnden Länge L„ auf den Kontakt 4', 5' übertragen und der Anfangskontaktkraft F„10, I0 ^{1 of} a coil core, not shown, comes to rest. The side of the X-axis of the armature 8, the fixed contacts 5, 5 ¹ and centrally thereof the contact terminal 3 are arranged, on which the contact springs 1, 2 'are also firmly connected in the center. At its free ends and opposite the fixed contacts 5, 5 ', the contact spring 1 is provided with contacts 4, 4'. In addition to the contact spring 1 functioning as a changeover switch, the contact spring 2 'runs. Both springs have a small bias F _R (Fig. 8) compared to the actuating pieces 6, 7 and 6 ¹ , 7 ¹ , which are arranged in the immediate vicinity of the contacts 5, 5 ¹ and 4, 4 'of the contact springs. At the moment of making contact, the contact 4 'touches the fixed contact 5' with the pretensioning force F "; then the actuating piece 6 ¹ detaches from the contact spring 1 and the actuating piece 7 ¹ presses with the force F on the spring 2 'which, with the resilient length L .. exerts a force F .. on the contact point K of the contact spring 1. This force F ₁ is transmitted from the contact spring 1 via its resilient length L "to the contact 4 ', 5' and the initial contact force F"

hinzugefügt. Mit dieser Art der Kontaktgabe wird auch eine Kontaktprellung unterdrückt, weil die Kraft F₁ Schwingvorgänge, die durch den Aufprall des beweglichen Kontaktes 4' auf den Festkontakt 5' entstehen, bereits im Moment der Kontaktgabe zunichte macht.added. This type of contact also suppresses contact bruise, because the force F ₁ already destroys oscillation processes that arise from the impact of the movable contact 4 'on the fixed contact 5' at the moment of contact.

Ein weiterer Vorteil dieser neuerungsgemäßen Doppelkontaktfeder liegt in der Verzweigung des Kontaktstromes. Ein Teil dieses Stromes fließt, wie üblich, von der Kontaktstelle 4¹, 5' über die Kontaktfeder 1 und der Rest von der Kontaktfeder 1 in entgegengesetzter Richtung über die Berührungsstelle K und die Feder 2' zum Kontaktanschluß 3. Dabei ergibt sich noch ein weiterer Vorteil, der aus der Formel zur Berechnung der Durchbiegung erkennbar ist, zumal diese vom Verhältnis L : h abhängt. Ist beispielsweise die Federlänge L = 1 und die Dicke o,1, so iFt das Verhältnis L : h = 1ooo. Wählt man anstelle der einfachen Dicke o,1 zweimal die Dicke o,o5, se wird bei gleichem Querschnitt das Verhältnis L :2xh=1 :2x o,o5 ' = 4ooo oder stattdessen zweimal die Dicke o,o7 5, so ist das Verhältnis L :h =1135, so daß bei etwa gleichbleibenden Federungseigenschaften 5o % mehr Querschnitt bzw. höhere Strombelastbarkeit gegeben ist. Praktisch ist die zulässige Strombelastung für die neuerungsgemäße Doppelkontaktfeder jedoch .loch höher, weil deren Gesamtoberfläche etwa doppelt so groß ist, wie bei einer Einfachfeder mit entsprechenden Federungseigenschaften. Hierdurch wird sowohl die Wärmeabfuhr verbessert als auch der Leitungswiderstand bei hochfrequenten Strömen wegen des Skineffektes verringert.Another advantage of this double contact spring according to the invention lies in the branching of the contact current. Part of this current flows, as usual, from the contact point 4 ¹ , 5 'via the contact spring 1 and the rest from the contact spring 1 in the opposite direction via the contact point K and the spring 2' to the contact terminal 3. This results in another Advantage that can be seen from the formula for calculating the deflection, especially since this depends on the ratio L: h. If, for example, the spring length L = 1 and the thickness 0.1, then the ratio L: h = 1ooo iFt. If, instead of the simple thickness o, 1, one chooses twice the thickness o, o5, se, the ratio L: 2xh = 1: 2x o, o5 '= 4ooo or, instead, twice the thickness o, o7 5, is the ratio L: h = 1135, so that with approximately the same suspension properties, there is a 50% more cross-section or higher current carrying capacity. In practice, however, the permissible current load for the double contact spring according to the innovation is .hole higher because its total surface is about twice as large as that of a single spring with corresponding suspension properties. This improves the heat dissipation and also reduces the line resistance in the case of high-frequency currents because of the skin effect.

Zur Realisierung der angestrebten Federungseigenschaften bzw. Steifigkeit der verwendeten Kontaktfedern sind auch die Breiten der Federn variierbar. Im Gegensatz zu einer Änderung von Federlänge und Dicke wirkt sich dabei eine Breitenänderung auf die Durchbiegung der Kontaktfedern nur linear aus.In order to achieve the desired spring properties or rigidity of the contact springs used, the widths the springs can be varied. In contrast to a change in spring length and thickness, a change in width only has a linear effect on the deflection of the contact springs.

Bei der Kontaktgabe soll sowohl aus Gründen einer angemessenen Speicherung dauermaqnetischer Anzugskräfte für die Kontaktkraft als auch wegen möglichst stabilen Ansprech- und Abfallwerten des Relais die Federkonstante im Auslenkungsbereich χ sehr gering und im anschließenden Kontaktgabebereich mittelmäßig steil ansteigen. Dies soll auch bei durch Kcntaktabbrand größer werdendem Kontaktabstand gewährleistet sein. Dagegen muß bei zwangsweiser Kontaktöffnung die Federkonstante sehr steil ansteigen,When making contact, both for reasons of adequate storage of permanent magnetic attraction forces for the contact force and because the response and dropout values of the relay are as stable as possible, the spring constant in the deflection range χ is very low and rise moderately steeply in the subsequent contact area. This should also be ensured when the contact distance increases due to contact wear. On the other hand, must be compulsory Contact opening the spring constant rise very steeply,

d.h., das dabei wirkende Federstück muß steif sein. Aus dieseir Grunde ist die federnde Länge L-, von der Kontaktstelle 4', 5' bis zum Betätigungsstück 6¹ so knapp wie möglich gehalten. Erfordert ein möglicher Lichtbogen einen größeren Abstand vom Kontakt zu dem aus Kunststoff bestehenden Betätigungsstück 6¹ so läßt sich eine zwangsweise Kontaktöffnung dadurch erhalten, daß für die Kontaktfeder 1 entweder ein Profil 13 (Fig. Λ) eingeprägt oder, was gleichbedeutend ist, eine größere Dicke h ^ gewählt wird, als sie für die Dicke h' der flexibleren Kontakt- \ that is, the spring piece that acts must be stiff. For this reason, the resilient length L-, from the contact point 4 ', 5' to the actuating piece 6 ¹ is kept as short as possible. If a possible arc requires a greater distance from the contact to the actuating ^{piece 6 1} made of plastic, a forced contact opening can be obtained by either embossing a profile 13 (Fig. 3) or, which is equivalent, a greater thickness for the contact spring 1 h ^ is chosen as it is for the thickness h 'of the more flexible contact \

feder 2 gegeben ist. Dies ist problemlos, weil nach Kontaktöffnung die relativ große Federlänge L₅ mit sehr geringer Federkonstante wirksam ist. spring 2 is given. This is problem-free because the relatively large spring length L ₅ with a very low spring constant is effective after the contact has been opened.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Neuerung mit zwei ebenfalls seitlich der X-Achse des nicht gezeichneten Ankers angeordneten Arbeitskontakten, die bei Auslenkung des Ankers um dessen Drehachse A in Pfeilrichtung, entsprechend vorerwähnter Beschreibung, geschlossen werden. Das Ausführungsbeispiel zeigt eine weitere Möglichkeit, die Feder 2¹ gegenüber der Kontaktfeder 1 noch flexibler zu gestalten, indem neben der Relation der Federstärken h : h¹ auch noch die der Längen L_ß : L₇ variierbar ist, indem die beiden Kontaktfedern 1, 2¹ an unterschiedlich positionierten Kontaktanschlüssen 3, 3¹ befestigt sind. Diese Anschlüsse können entweder extern verbunden oder getrennt bleiben. Eine elektrische Trennung ist aber nur für hohe Schaltspannung und geringen Schaltstrom zweckmäßig, weil dan.it lediglich die Spannungsfestigkeit durch eine zusätzliche Luftstrecke g erhöht wird. Außerdem bietet dieser zweite Kontaktanschluß 3' bessere Justiermöglichkeiten, welche auch dann gegeben sind, wenn die beiden Kontaktanschlüsse 3, 3¹ gabelförmig ausgebildet sind, sich im aus Kunststoff bestehendem Trägerteil in bekannter Weise vereinen und als ein einziger Anschlußstift aus dem Sockel des Relais heraustreten. Um die in Fig. 8 dargestellte Kräftesymmetrie zu erhalten, sind entweder auf der anderen Seite der X-AchseFig. 2 shows an embodiment of the innovation with two working contacts also arranged to the side of the X-axis of the armature, not shown, which are closed when the armature is deflected about its axis of rotation A in the direction of the arrow, in accordance with the aforementioned description. The exemplary embodiment shows a further possibility of ^{making the spring 2 1} even more flexible than the contact spring 1, in that, in addition to the relation of the spring strengths h: h ¹ , the length L _ß : L _{7 can also be} varied by using the two contact springs 1, 2 ^{1 are} attached to differently positioned contact connections 3, 3 ¹ . These ports can either be externally connected or left disconnected. Electrical isolation is only useful for high switching voltages and low switching currents, because then only the dielectric strength is increased by an additional air gap g. In addition, this second contact terminal 3 'offers better adjustment options, which are also given when the two contact ^{terminals 3, 3 1 are} fork-shaped, unite in the carrier part made of plastic in a known manner and emerge as a single pin from the base of the relay. In order to obtain the symmetry of forces shown in Fig. 8, either are on the other side of the X-axis

• β ·• β

zwei Ruhekontakte oder der nebengeordnete als solcher mit analogem Kraft-Weg-Verlauf und entsprechender Geometrie ausgeführt.two normally closed contacts or the sibling as such with analog Force-displacement curve and corresponding geometry executed.

In der Fig. 3 und 4 ist ein stirnseitig zum Anker 8 angeordneter Umschaltkontakt dargestellt. Fig. 3 stellt diesen in Mittellage, Fig. 4 in einer seiner beiden Endlagen dar. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Kontaktfederglieder 1, 2 aus einem Federband geformt, mit Kontakten 4, 4' versehen, die gegenüber den Festkontakten 5, 5' angeordnet sind, mittig am Kontaktanschluß 3 fest verbunden und stehen einander bezüglich der X-Achse symmetrisch gegenüber. Die beiden Federglieder dieser Doppelkontaktfeder liegen ebenfalls knapp neben den Kontakten 4, 5 und 4', 5' mit geringer Vorspannkraft Fr an den Betätigungsstücken 6, 7, die aus Kunststoff bestehen und am Anker 8 angeformt sind. Die freien Enden dieser Federglieder ragen über die Kontakte 4, 5 hinaus und sind zueinpnder derart gekröpft, daß sie sich im Abstand L₂ vom Kontakt 4, b ⁱ.nit einem geringen Luftspalt g gegenüberliegen, dessen Größe entsprechend den Erfordernissen einer angemessenen • Speicherung von dauermagnetischer Anzugskraft festzulegen ist. Der Luftspalt g kann dabei auch Null sein. Im Falle der Beiätigung wirkt, wie in Fig. 4 dargestellt, auf die Feder 2 die Betätigungskraft F, die sich im Verhältnis (F-L-]) : Lg = F₂ auf den Kontaktanschluß 3 und (F-L₄) : L₆ = F1 auf die Berührungsstelle K verteilt und die Kontaktkraft F3 entsprechend erhöht. Durch die daher erwirkte Durchbieaung der Feder 2 wird der während des Umschaltvorganges gegebene Kontaktabstand χ neben den gegebenen geometrischen Relationen noch um den Durchbiegungsfederweg f erweitert. Der im Endzustand der Kontaktgabe vorhandene Kontaktabstand ist a = :c + f + g¹. Dabei ist der Luftspalt g¹ = g (L3 + L4) : Lq. Daraus ist ferner ersichtlich, daß bei entsprechender Relation von (L3 + L4) : Lg der Kontaktabstand a im Endzustand größer sein kann als der Ankerweg s, was jedoch eine Minderung der Kontaktkraft F3 zur Folge hat.In FIGS. 3 and 4, a changeover contact arranged at the end of the armature 8 is shown. Fig. 3 shows this in the central position, Fig. 4 in one of its two end positions. In this embodiment, the two contact spring members 1, 2 are formed from a spring strip, provided with contacts 4, 4 ', which are arranged opposite the fixed contacts 5, 5' are firmly connected in the center of the contact connection 3 and are symmetrically opposite each other with respect to the X-axis. The two spring members of this double contact spring are also just next to the contacts 4, 5 and 4 ', 5' with a low preload force Fr on the actuating pieces 6, 7, which are made of plastic and are molded onto the armature 8. The free ends of these spring members protrude beyond the contacts 4, 5 and are cranked towards one another in such a way that they are opposite each other at a distance L ₂ from the contact 4, b ⁱ .nit a small air gap g, the size of which corresponds to the requirements of adequate • storage of permanent magnetic attraction force is to be determined. The air gap g can also be zero. In the case of actuation, as shown in FIG. 4, the actuating force F acts on the spring 2, which is in the ratio (FL-]): Lg = F ₂ on the contact connection 3 and (FL ₄ ): L ₆ = F1 the contact point K distributed and the contact force F3 increased accordingly. As a result of the deflection of the spring 2, the contact spacing χ given during the switching process is extended by the deflection spring travel f in addition to the given geometric relationships. The contact spacing in the final state of making contact is a =: c + f + g ¹ . The air gap is g ¹ = g (L3 + L4): Lq. It can also be seen from this that with a corresponding relation of (L3 + L4): Lg, the contact distance a in the final state can be greater than the armature travel s, which, however, results in a reduction in the contact force F3.

■ · m t ■ · mt

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel nach dem Prinzip von Fig. jedoch mit zwei nebeneinander angeordneten Umschaltkontakten an einer Stirnseite des Relais, und da die gegenüberliegende Stirnseite sowohl mit der gleichen Anordnung nach Fig. 3 als auch Fig. 5 bestückt werden kann, sind damit die Möglichkeiten dargelegt in einem gepolten Relais 2, 3 oder 4 Umschaltkontakte mit der erfindungsgemäßen Doppelkontaktfeder zu erstellen und dabei alle Kontakte 4, 5, 4", 5¹ sehr nahe an der Schwenkachse X zu positionieren, wodurch der Abrieb der Betätigungsstücke 6, 7 gegenüber der zu betätigenden Kontakte entsprechend gering ist.Fig. 5 shows an embodiment according to the principle of Fig. But with two juxtaposed changeover contacts on one face of the relay, and since the opposite face can be equipped with both the same arrangement according to Fig. 3 and Fig. 5, the Possibilities set out in a polarized relay to create 2, 3 or 4 changeover contacts with the double contact spring according to the invention and thereby position all contacts 4, 5, 4 ", 5 ¹ very close to the pivot axis X, whereby the abrasion of the actuating pieces 6, 7 compared to the actuated contacts is correspondingly low.

In Fig. 6 und Fig. 7 rind Kontaktfederanordnungen dargestellt, bei denen die Berührungsstelle K der Kontaktfedern 1, 2, 2' jeweils durch eine Sicke vorgegeben ist. Die Betätigungsstücke 6, 7 des nicht dargestellten Ankers greife.i dabei unmittelbar am freien Ende der Kontaktfedern 1, 2, 2¹ an, während die Berührungsstelle K in den Bereich der Kontakte 4, 5 und 4¹, 5' gelegt ist, so daß sich der Kontaktstrom über beide Kontaktfedern 1, 2, 2' verzweigt.In Fig. 6 and Fig. 7 rind contact spring arrangements are shown in which the contact point K of the contact springs 1, 2, 2 'is each given by a bead. The actuating pieces 6, 7 of the armature, not shown, attack directly at the free end of the contact springs 1, 2, 2 ¹ , while the contact point K is placed in the area of the contacts 4, 5 and 4 ¹ , 5 'so that the contact current branches through both contact springs 1, 2, 2 '.

Im einzelnen zeigt Fig. 6 einen Arbeitskontakt, wobei die Federn 1, 2 einseitig am Anschluß 3 befestigt und elektrisch miteinander verbunden sind. Zur Kontaktgabe drückt das Betätigungsstück 7 die Kontaktfeder 2 nach links, bis der Kontakt 4 der Feder 1 mit dem Festkontakt 5 in Eingriff kommt. Sofern die Federn 1, 2 gegenüber den Betätigungsstücken 6, 7 unter Vorspannung stehen, erfolgt die Kontaktgabe mit einer entsprechenden Anfangskontaktkraft Fy. Bei einer weiteren Betätigung addiert sicn zu dieser Anfarxgskontaktkraft die über die Sicke der Feder 2 auf die Berührungsstelle übertragene Federkraft F₁ (Fig. 8). Für eine Speicherung der aus der dauermagnetischen Anzugskraft M' gewonnenen Kontaktkraft F3 ist dabei in erster Linie die federnde Länge L-) der Kontaktfeder maßgebend. Für eine entgegengesetzte Betätigung, also das Öffnen des Kontaktes 4, 5 bewegt sich das Betätigungsstück 6 nach rechts und hebt den beweglichen Kontakt 4 wegen der Steifigkeit von L₃ zwangsweise vom Festkontakt 5 ab. Sofern die geforderte Federeigenschaft von L-| bzv/. Steifigkeit von L3 nicht allein durch derenIn detail, FIG. 6 shows a normally open contact, the springs 1, 2 being fastened on one side to the connection 3 and being electrically connected to one another. To make contact, the actuating piece 7 pushes the contact spring 2 to the left until the contact 4 of the spring 1 comes into engagement with the fixed contact 5. If the springs 1, 2 are pretensioned with respect to the actuating pieces 6, 7, contact is made with a corresponding initial contact force Fy. In the event of a further actuation, the spring force F ₁ transmitted via the bead of the spring 2 to the contact point (FIG. 8) is added to this initial contact force. The resilient length L-) of the contact spring is primarily decisive for storing the contact force F3 obtained from the permanent magnetic attraction force M '. For an opposite actuation, i.e. the opening of the contact 4, 5, the actuating piece 6 moves to the right and forcibly lifts the movable contact 4 from the fixed contact 5 _{because of the rigidity of L 3.} If the required spring properties of L- | bzv /. Stiffness of L3 not only through their

Verhältnis realisierbar ist, ist auch eine Kontaktfeder 1 größerer Dicke h als diejenige h' der Feder 2 verwendbar. Entsprechendes gilt auch für die Wahl unterschiedlicher Federbreiten, wenn auch in diesem Falle eine Variation der Federwirkung nur in linearer Abhängigkeit von der Breite erfolgt.Ratio is realizable, a contact spring 1 is larger Thickness h as that h 'of the spring 2 can be used. The same applies to the choice of different nib widths, albeit in this case a variation of the spring action takes place only in linear dependence on the width.

Die Anordnung nach Fig. 7 ist als Umschaltkontakt ausgebildet, wobei die Betätigung beider Kontakte 4, 5 und 4', 5¹ in gleicher Weise wie bei dem in Fig. 6 gezeigten Kontakt erfolgt. Aus diesem Grunde sind übereinstimmende Bezugszeichen gewählt. Gegenüber der Anordnung nach Fig. 6 ist die Kontaktfeder 1, 2 einstückig ausgebildet, mittig an einem Anschlußstift fixiert und beidseitig mit je zwei federnden Abschnitten versehen. Dabei sind die jeweils nebeneinander verlaufenden Abschnitte zu beiden Seiten des Anschlußstiftes durch Stege 11 miteinander verbunden. Die Kontaktfeder 1, ist damit ein Stanz-Biegeteil, das bereits vor einer abschließenden Sicherung z.B. durch Punktschweißen durch die beiden Stege am Anschlußstift 3 positioniert ist.The arrangement of FIG. 7 is configured as a switchover contact, where the actuation of the two contacts 4, 5 and 4 ', 5 ¹ takes place in the same manner as in Fig. Contact shown. 6 For this reason, identical reference symbols have been chosen. Compared to the arrangement according to FIG. 6, the contact spring 1, 2 is formed in one piece, fixed in the middle on a connecting pin and provided on both sides with two resilient sections. The sections running next to one another are connected to one another on both sides of the connecting pin by webs 11. The contact spring 1 is thus a stamped and bent part which is positioned on the connecting pin 3 through the two webs before it is finally secured, for example by spot welding.

Fig. 8 zeigt schließlich das Kraft-Weg-Diagramm für die in den Fig. 1 bis 7 beschriebenen Ausführungsbeispiele. Dabei stellt die von der Mitte 0 progressiv ansteigende und gestrichelte Kurve M die während des Ankerweges s auf die Polschuhe 9, 9¹ des Ankers 8 wirkende dauermagnetische Anzugskraft ohne Erregerleistung dar. Der dargestellte bezüglich der Achse Z symmetrische Vorlauf der dauermagnetischen Anzugskraft M¹ist dabei zweckmäßig, wenn bistabiles Schaltverhalten, also zweiseitige Kontaktruhelage erwünscht ist. Die Achse Z kann jedoch auch aus der Mitte des Ankerweges verlagert sein, z.B. wenn unsymmeti-ische, einseitige Kontaktruhelage erzielt werden soll. Dies kann beispielsweise durch unterschiedlich große Polflächen 9, 9* erreicht werden. Im vorliegenden Falle hingegen wirken dem Kraft-Weg-Verlauf M¹ die Kräfte der Kontaktfederglieder 1, 2 bzw. 2" einzein und in ihrer Gesamtheit gemäß der punktierten Linien D entgegen. Entsprechend der dargestellten Geometrie verteilt sich die von den Betätigungsstücken 6 bzw. 7 auf die Federn 1,2 bzw. 2' wirkende Kraft F zum geringeren Teil F2 auf den KontaktanschlußFinally, FIG. 8 shows the force-displacement diagram for the exemplary embodiments described in FIGS. 1 to 7. In this case, the progressively increasing from the center 0 and dashed curve M S on the pole pieces 9, 9 ¹ of the armature 8 acting permanent-magnetic attractive force without excitation power. The illustrated with respect to the axis Z symmetrical flow of the permanent magnetic attractive force M ¹ is during the armature path thereby useful when bistable switching behavior, i.e. two-sided contact rest position, is desired. The axis Z can, however, also be shifted from the center of the armature path, for example if asymmetrical, one-sided contact rest is to be achieved. This can be achieved, for example, by means of pole faces 9, 9 * of different sizes. In the present case, on the other hand, the ^{forces of the contact spring members 1, 2 or 2 ″ act against the force-displacement curve M 1} individually and in their entirety according to the dotted lines D. According to the geometry shown, the forces of the actuating pieces 6 and 7 are distributed Force F acting on springs 1, 2 and 2 'to a lesser extent F2 on the contact connection

3, 3' ui.d zum größeren Teil F3 über die Berührungsstelle K der Federn 1, 2 bzw. 2' auf die Kontakte 4, 5 bzw. 4', 5". Während des Kontaktweges χ sind die Gegenkräfte der Federn unbedeutend. Im Moment der Kontaktgabe entsteht bei vorgespannten Federn in der Kraft-Weg-Kurve ein Knick, der die Anfangskontaktkraft F_K markiert. Da die Anfangskontaktkraft somit weder von Null beginnt, noch der relativ hohen Endkontaktkraft entspricht, ist sowohl die Gefahr eines Kontaktschweißens als auch, wegen reduziertem Aufprall,eine Kontaktprellung erheblich gemindert. Durch diese Maßnahme werden Kontaktsicherheit und Lebensdauer beachtlich erhöht. Ist während des Kontaktweges zwischen den freien Enden der Federn 1, 2 bzw. 2¹ ein Spalt g vorhanden, so erhöht sich während des Schließens desselben durch die Betätigung der Feder 2 bzw. 2' die Gegenkraft von F. Die Kontaktkraft wird jedoch hierbei nicht erhöht, weil von der Feder 2 keine Kraft auf die Feder 1 übertragen wird. Da die Zunahme der Gegenkraft von i? während des Schließens des Spaltes g vernachlässigbar gering ist, ist sie im Diagramm unberücksichtigt. Sobald sich jedoch die Federn 1, 2 berühren, damit der Spalt g geschlossen ist, erhöht sich durch die Federkraftübertragung die Kontaktkraft um F-] auf F3, um die sich die Stellkraft des Ankers mindert. Im Endzustand braucht von der Erregerleistung nur die relativ geringe Endstellkraft F4 des Ankers 8 überwunden werden, um das Relais zum Ansprechen zu bringen. Für die relativ große Kontaktkraft F3 ist hingegen praktisch keine Erregerleistung erforderlich und dies bei gleichzeitig relativ zum Ankerweg s großem Kontaktabstand a sowie zwangsweiser Kontaktöffnung. Diese3, 3 'and the greater part F3 via the contact point K of the springs 1, 2 or 2' to the contacts 4, 5 or 4 ', 5 ". During the contact path χ the counterforces of the springs are insignificant At the moment of contact, a kink occurs in the force- _{displacement curve with pretensioned springs, which marks the initial contact force F K.} Since the initial contact force neither begins from zero nor corresponds to the relatively high end contact force, there is both a risk of contact welding and This measure considerably increases contact reliability and service life. If there is ^{a gap g between the free ends of springs 1, 2 or 2 1} during the contact path, this increases during the closing of the springs due to the actuation of spring 2 or 2 ' the counterforce of F. However, the contact force is not increased here because no force is transmitted from spring 2 to spring 1. Since the increase in counterforce t of i? is negligibly small during the closing of the gap g, it is not taken into account in the diagram. However, as soon as the springs 1, 2 touch each other so that the gap g is closed, the spring force transmission increases the contact force by F-] to F3, by which the actuating force of the armature is reduced. In the final state, the exciter power only needs to overcome the relatively low final actuating force F4 of the armature 8 in order to make the relay respond. For the relatively large contact force F3, on the other hand, practically no excitation power is required and this at the same time with a large contact spacing a relative to the armature travel s and a compulsory contact opening. These

Vorteile werden durch das zweckmäßige Korrespondieren von zwei für verschiedene Aufgaben, nämlirh Kontaktgabe und Kontaktöffnung, aufeinander abgestimmten Kontaktfedern erreicht, die sich außerdem noch die Last, den Kontaktstrom zu führen, teilen.Advantages are achieved through the appropriate correspondence of two for different tasks, namely making contact and opening contact, matched contact springs achieved, which also nor share the burden of carrying the contact current.

- 1o -- 1o -

• · ■ · I ι• · ■ · I ι

Damit verhilft die Neuerung aber auch der für moderne Relaistechnik in der US-Patentschrift 36 34 793 vorgeschlagenen Kompensation von Temperatureinflüssen zur Erzielung konstanter £ Ansprechspannung sowie der Anwendung einer sogenannten C-Schals tung zum Durchbruch. Eine derartige Schaltung, mit der bistabi-In this way, the innovation also helps for modern relay technology in US Pat. No. 3,634,793 proposed compensation of temperature influences to achieve constant £ response voltage and the use of what are known as C-scarves breakthrough. Such a circuit, with the bistabi-

■' len Relais monostabiles Schaltverhalten verliehen wird, ist z.B.If the relay is given monostable switching behavior, e.g.

im "Relais Lexikon" 1975 von H. Sauer, Seite 12, bzw. der Zeitschrift "Elektrotechnik" 6o, H. 24, 27.12.78, Seite 43, beschrieben. Durch die Neuerung wird nämlich bei der meist geforderten zwangsweisen Kontaktöffnung auch eine befriedigende Speicherungin the "Relais Lexikon" 1975 by H. Sauer, page 12, or the magazine "Elektrotechnik" 6o, H. 24, 12.27.78, page 43, described. Because of the innovation, the most demanded compulsory contact opening also a satisfactory storage

\ dauermagnetischer Anzugskraft als Kontaktkraft erreicht. Es ist \ permanent magnetic attraction force reached as contact force. It is

daher nur noch die Endstellkraft F. des Ankers 8 unter Berücksichtigung des Temperaturkoeffizienten eines BaOFe oder entsprechenden Dauermagneten M derart festzulegen, daß der mittig gelagerte und somit ausbalancierte Anker 8 im gesamten Betriebstemperaturbereich bei Erschütterungen sicher in seiner Sollposition gehalten wird. Für die C-Schaltung ist dabei eine geringe Endstellkraft F. zweckmäßig, weil davon die Ansprechleistung abhängt, für die der funktionsbestijr-aende Speicher-Kondensator ausgelegt sein muß. Je geringer die Ansprechleistung des Relais ist, desto kleiner kann auch die Kapazität ues in Serio zur Spule geschalteten Kondensators sein, der sich während des Einschaltvorganges auflädt und den Stromfluß durch die spule solange blockiert, bis er sich beim Abschalten über die Spule und eine Kippstufe in umgekehrter Richtung entlädt und damit den Relaisanker in seine Ruhelage zurückversetzt. Für Sicherheitsschaltungen, für die eine Zwangsführung der Kontakte Vorschrift ist, ist dies von besonderer Bedeutung, weil bei überspannung im Erregerkreis das Relais nicht nur nicht übererregt werden kann, sondern durch die Blockierung des Stromflusses nach dem nur Millisekunden dauernden Einschaltvorgang nicht mehr erregbar ist und somit auch keine Wärme erzeugt wird.therefore only the final actuating force F. of the armature 8 taking into account of the temperature coefficient of a BaOFe or corresponding permanent magnet M to be set in such a way that the centrally mounted and thus balanced armature 8 is held securely in its desired position in the entire operating temperature range in the event of vibrations will. For the C circuit, a low final setting force F. is useful because the response power depends on it, designed for the function-determining storage capacitor have to be. The lower the response power of the relay, the smaller the capacity ues connected to the coil in series Be capacitor, which is during the switch-on process charges and the flow of current through the coil is blocked until it is switched off via the coil and a flip-flop in reverse Direction discharges and thus the relay armature returned to its rest position. For safety circuits, for one Forced operation of the contacts is a requirement, this is of particular importance because the relay does not operate in the event of an overvoltage in the excitation circuit only can not be overexcited, but by blocking the current flow after the switch-on process, which lasts only milliseconds can no longer be excited and thus no heat is generated.

Hierdurch werden Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Relais und der benachbarten Bauelemente wesentlich erhöht.This significantly increases the reliability and service life of the relay and the neighboring components.

7 Schutzansprüche7 claims for protection

8 Figuren8 figures

Claims

G 79 o2 O34.1 79/1/1 New protection claims 1 - (replace the original claims 1-12)

1. Contact spring arrangement for polarized relay, consisting of at least one fixed contact and two side by side resilient sections or contact springs, which are attached on one side or in the middle of at least one connection and touch at their free ends during contact, the contact springs in the vicinity of the respective fixed contact of two operating pieces of an armature included are, increases the force progressively with increasing deflection from its permanent magnetic zero power zone to the end-tightening force and is reduced by the spring force of the contact springs, and in the \ for a zwrngsweise contact opening and flexible contact is the ratio L , L ₁ is where L _{7 is} the resilient hh ¹

Length, formed by the distance between the contact-canceling actuating piece and the contact, L ₁ a greater resilient length, the distance from the actuating element making contact to the point of contact of the two contact springs and h and h ¹ the effective spring thicknesses of the distances L ₃ and L. mean, characterized in that to realize the ratio L, L _{1 is} the thickness

h ^V h '

h, h ¹ or the profile of the resilient sections or contact springs is selected differently.

• ■ · ·

2. Contact spring arrangement for polarized relays, consisting of at least one fixed contact and two resilient sections or contact springs running side by side, which are fastened on one side or in the middle of at least one connection and touch at their free ends during contact making, the contact springs in the vicinity of the respective fixed contact are comprised of two actuating pieces of an armature, the actuating force of which increases progressively with increasing deflection from its permanent magnetic zero force zone up to the final attraction force and is reduced by the spring force of the l.or clock springs, and joei the ratio for a forced contact opening and flexible Kontaktqabe L ^ L, is. where L-, the resilient

hh ¹

Length, formed by the distance between the contact-canceling actuation piece and the contact, L ₁ a greater resilient length, the distance from the contact-making actuation piece to the point of contact of the two contact springs and h and h ¹ the effective spring thicknesses of the distances L and L. mean, characterized in that 3a ß the resilient length acting upon contact is extended by a distance (L ₉ ) of the other spring from the contact point (K) of the two contact springs (1, 2) to the fixed contact (5).

3. Contact spring arrangement according to claim * or 2, dadurc - h characterized in that the two contact springs (1, 2, 2 ') are biased by the actuating pieces (6, 7) in such a way that the contact begins with a.! Raft F _v.

I \

4. Contact spring arrangement according to claim 1 to 3, characterized in that the lengths (L ,, L ₇ ; of the two contact springs (1, 2 ') are different.

5. Contact spring arrangement according to claim 1 to 4, characterized / that the contact of the two contact springs (1, 2) takes place via a bead. Which is molded into one of the two springs.

6. Contact spring arrangement according to claim 5, characterized in that the contact spring is formed in one piece, fixed in the middle on a connecting pin and is provided on both sides with two resilient sections, and that the respective juxtaposed sections are connected to each other on both sides of the connecting pin by a web.

7. Contact spring arrangement according to claim 6, characterized in that the contact spring is positioned by the two connecting webs on the connecting pin.