EP0094045B1 - Kontaktanordnung für Relais - Google Patents

Kontaktanordnung für Relais Download PDF

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EP0094045B1
EP0094045B1 EP83104437A EP83104437A EP0094045B1 EP 0094045 B1 EP0094045 B1 EP 0094045B1 EP 83104437 A EP83104437 A EP 83104437A EP 83104437 A EP83104437 A EP 83104437A EP 0094045 B1 EP0094045 B1 EP 0094045B1
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EP
European Patent Office
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contact
bridge
fixed
contact member
arrangement
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EP83104437A
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EP0094045A2 (de
EP0094045A3 (en
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Helmut Dipl.-Ing. Schedele
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/40—Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc

Definitions

  • the invention relates to a contact arrangement for relays with mutually opposing fixed and movable contact elements, wherein at least one fixed bridge contact element and at least one further fixed contact element are arranged and these at least one movable bridge contact element and at least one further movable contact element are offset such that when actuated, the fixed and the movable contact elements are all switchable in series.
  • Bridge contact arrangements have long been known in contactors, but also in relays. They are used so that even large currents can be safely switched on and off at a given contact distance. These known contact arrangements each have a movable bridge contact element which bridges the two opposite stationary contact elements, each provided with a connection.
  • a contact arrangement of the type mentioned at the outset is already known from DE-C-1 126 479, several bridge contacts already being connected in series.
  • the contact arrangement of a contactor with rigid contact pieces which are supported by insulating material plates and are biased by means of additional springs.
  • this contact arrangement has a voluminous structure that cannot be transferred to a miniature relay.
  • Bridge contacts have already been used in small low-current relays in order to be able to switch higher voltages there, too, with the relatively small armature stroke and the associated small contact spacing. In the course of further miniaturization, however, the magnet systems and the anchor paths are to be further reduced. At the same time, however, there is a demand to use such small relays for switching in high-voltage systems.
  • the object of the invention is to make miniaturized relays suitable for use in high-voltage systems by using the bridge contact arrangements known in principle.
  • a contact arrangement is to be created for such relays, which is also suitable for switching high voltages with a very small contact spacing or armature stroke.
  • the known series connection of several bridge contacts results in the operation of a multiple, that is at least three times, contact spacing compared to a single contact.
  • the series connection of four or more contact spacings can also be achieved.
  • the insulating material covering of one or more of the bridge contact elements which does not require its own connection, provides fastening and pretensioning without its own fastening and spring means.
  • connection between the load-bearing contact element and the carried bridge contact element can be made via a torsion bar, so that a tolerance compensation and thus a perfect contact is achieved when switching.
  • FIG. 1 schematically shows a contact arrangement with a fixed contact bridge 1 and an individual contact element 2 arranged next to it, each of which has a movable contact bridge 3 offset and a movable individual contact element 4 arranged next to it.
  • the individual contact elements 2 and 4 are provided with connections, not shown.
  • the movable contact elements 3 and 4 are actuated together by a schematically shown actuator 5, whereby all four contact elements can be connected in series.
  • the contact distance a is switched three times in this way, so that there is the effect of a contact distance of (3 x a) between the terminal contact elements 2 and 4.
  • FIG. 2 A corresponding contact arrangement with an effective contact spacing of (4 x a) is shown in FIG. 2.
  • a further contact bridge 6 is arranged here, which is additionally opposed to the individual contact element 7.
  • the two contact bridges 3 and 6 are actuated together by an actuating element 8, which in turn means that all contact distances are connected in series.
  • FIG. 3 and 4 show in two views a specific embodiment for a combined contact element with a single contact and a bridge contact arranged next to it.
  • the contact element 9 is fastened at its end 9a in a manner not shown and carries a contact rivet 10 at its free end 9b.
  • the contact element 9, designed as a contact spring, carries an additional bridge contact element 12 via a narrow web 11, both of which have contact rivets 13 and 14 are aligned with the contact rivet 10 in a row.
  • the bridge contact element 12 is fastened to the torsion bar 11 by partial encapsulation with insulating material 15. When switching, this web 11 can be twisted to compensate so that perfect contacting of all three contact rivets 10, 13 and 14 is always achieved.
  • the contact element 9 together with the bridge contact element 12 can be used both as a fixed contact element and as a movable contact element.
  • two actuating tabs 16 and 17 can be integrally formed on the free end in order to enable an anchor to engage via a slide.
  • FIG. 5 shows the application of the contact principle according to FIG. 1 to a changeover contact in a relay.
  • the relay housing 21 contains a conventional magnet system 22 with an armature 23, which is only hinted at. This armature actuates a central contact spring arrangement, consisting of a single contact element 24 and a bridge contact element 25, which can be switched over between two fixed contact element pairs 26, 29.
  • These fixed contact elements consist of a bridge contact element 26 and a single contact element 27 on the idle side and a single contact element 28 and a bridge contact element 29 on the working side.
  • the fixed contact elements 27 and 28 and the movable contact element 24 are each provided with a connection.
  • the bridge contact elements 26 and 29 are pressed into the guide grooves 30 and 31 of the coil body flange 32 in a clawed manner.
  • the movable contact elements 24 and 25 are actuated together, so that here again the contact distance is switched three times in succession, whereby the switching capacity of the relay compared to a single contact as well as compared to a conventional bridge contact can be increased significantly.
  • the contact spacings can therefore be connected several times in succession without connections having to be led out from each contact element and connected in series in terms of circuitry.

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  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Contacts (AREA)
  • Breakers (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktanordnung für Relais mit einander gegenüberstehenden feststehenden und beweglichen Kontaktelementen, wobei mindestens ein feststehendes Brückenkontaktelement und mindestens ein weiteres feststehendes Kontaktelement angeordnet sind und diesen mindestens ein bewegliches Brückenkontaktelement und mindestens ein weiteres bewegliches Kontaktelement derart versetzt gegenüberstehen, daß bei Betätigung die feststehenden und die beweglichen Kontaktelemente alle in Reihe schaltbar sind.
  • Brückenkontaktanordnungen sind bei Schützen, aber auch bei Relais, seit langem bekannt. Sie dienen dazu, um bei vorgegebenem Kontaktabstand auch große Ströme sicher ein- und abschalten zu können. Diese bekannten Kontaktanordnungen besitzen jeweils ein bewegliches Brükkenkontaktelement, welches die beiden gegenüberstehenden stationären, mit jeweils einem Anschluß versehenen Kontaktelemente überbrückt.
  • Eine Kontaktanordnung der eingangs genannten Art ist bereits aus der DE-C-1 126 479 bekannt, wobei bereits mehrere Brückenkontakte in Serie geschaltet sind. Allerdings handelt es sich auch dort um die Kontaktanordnung eines Schaltschützes mit starren Schaltstücken, welche von Isolierstoffplatten getragen werden und mittels zusätzlicher Federn vorgespannt sind. Insgesamt besitzt diese Kontaktanordnung einen voluminösen Aufbau, wie er auf ein Miniaturrelais nicht übertragbar ist.
  • Brückenkontakte wurden vereinzelt auch bereits in kleinen Schwachstromrelais verwendet, um auch dort bei dem verhältnismäßig kleinen Ankerhub und dem damit verbundenen kleinen Kontaktabstand höhere Spannungen schalten zu können. Im Zuge der weiteren Miniaturisierung sollen jedoch die Magnetsysteme und die Ankerwege weiter verkleinert werden. Gleichzeitig wird jedoch die Forderung erhoben, solche kleinen Relais auch zum Schalten in Starkstromanlagen einzusetzen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, miniaturisierte Relais durch den Einsatz der im Prinzip bekannten Brückenkontaktanordnungen für den Einsatz in Starkstromanlagen geeignet zu machen. Insbesondere soll für solche Relais eine Kontaktanordnung geschaffen werden, die bei sehr geringem Kontaktabstand bzw. Ankerhub auch zum Schalten hoher Spannungen geeignet ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Kontaktanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zumindest eines der feststehenden oder beweglichen Kontaktelemente als langgestrecktes Federelement in einem Relaisgehäuse eingespannt ist und neben seinem freien, kontaktgebenden Ende über eine gemeinsame Isolierstoffumhüllung ein Brückenkontaktelement trägt.
  • Durch die an sich bekannte Hintereinanderschaltung von mehreren Brückenkontakten ergibt sich gegenüber einem Einfachkontakt die Wirkungsweise eines mehrfachen, also mindestens dreifachen, Kontaktabstandes. Durch Hinzufügen eines oder mehrerer weiterer Kontaktbrücken in jeweils versetzt gegenüberstehender Anordnung läßt sich somit auch die Serienschaltung von vier oder mehr Kontaktabständen erreichen. Dabei wird durch die erfindungsgemäß vorgesehene Isolierstoffumhüllung eines oder mehrerer der Brückenkontaktelemente, die keinen eigenen Anschluß benötigen, eine Befestigung und Vorspannung ohne eigene Befestigungs- und Federmittel erreicht.
  • Die Verbindung zwischen dem tragenden Kontaktelement und dem getragenen Brückenkontaktelement kann über einen Torsionssteg erfolgen, so daß beim Schalten ein Toleranzausgleich und damit eine einwandfreie Kontaktgabe erzielt wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1 eine Kontaktanordnung mit zwei Kontaktbrücken und zwei Einzelkontaktelementen,
    • Fig. 2 eine Kontaktanordnung mit drei Kontaktbrücken und zwei Einzelkontaktelementen,
    • Fig. 3 und 4 eine gemeinsame Anordnung einer Kontaktbrücke mit einem Einzelkontakt in zwei Ansichten,
    • Fig. 5 ein Relais mit einem erfindungsgemäß gestalteten Umschaltkontakt.
  • Fig. 1 zeigt schematisch eine Kontaktanordnung mit einer feststehenden Kontaktbrücke 1 und einem daneben angeordneten Einzelkontaktelement 2, welche jeweils versetzt eine bewegliche Kontaktbrücke 3 und ein daneben angeordnetes bewegliches Einzelkontaktelement 4 aufweist. Die Einzelkontaktelemente 2 und 4 sind mit nicht dargestellten Anschlüssen versehen. Durch ein schematisch gezeigtes Betätigungsorgan 5 werden die beweglichen Kontaktelemente 3 und 4 gemeinsam betätigt, wodurch alle vier Kontaktelemente in Serie hintereinander schaltbar sind. Der Kontaktabstand a wird auf diese Weise dreimal hintereinander geschaltet, so daß sich zwischen den Anschluß-Kontaktelementen 2 und 4 die Wirkung eines Kontaktabstandes von (3 x a) ergibt.
  • Eine entsprechende Kontaktanordnung mit einem wirksamen Kontaktabstand von (4 x a) ist in Fig. 2 gezeigt. Hier ist zusätzlich zu den beiden Kontaktbrücken 1 und 3 sowie dem Einzelkontaktelement 2 eine weitere Kontaktbrücke 6 angeordnet, welcher zusätzlich das Einzelkontaktelement 7 gegenübersteht. Durch ein Betätigungsorgan 8 werden die beiden Kontaktbrücken 3 und 6 gemeinsam betätigt, wodurch wiederum alle Kontaktabstände hintereinander geschaltet werden.
  • Fig. 3 und 4 zeigen in zwei Ansichten eine konkrete Ausführungsform für ein kombiniertes Kontaktelement mit einem Einzelkontakt und einem daneben angeordneten Brückenkontakt. Das Kontaktelement 9 ist an seinem Ende 9a in nicht dargestellter Weise befestigt und trägt an seinem freien Ende 9b einen Kontaktniet 10. Über einen schmalen Steg 11 trägt das als Kontaktfeder ausgebildete Kontaktelement 9 ein zusätzliches Brükkenkontaktelement 12, dessen beide Kontaktniete 13 und 14 mit dem Kontaktniet 10 ausgerichtet in einer Reihe liegen. Das Brückenkontaktelement 12 ist durch teilweise Umspritzung mit Isolierstoff 15 an dem Torsionssteg 11 befestigt. Beim Schalten kann dieser Steg 11 zum Ausgleich tordiert werden, so daß stets eine einwandfreie Kontaktgabe aller drei Kontaktniete 10, 13 und 14 erreicht wird. Das Kontaktelement 9 zusammen mit dem Brückenkontaktelement 12 kann sowohl als feststehendes Kontaktelement als auch als bewegliches Kontaktelement verwendet werden. In letzterem Fall können am freien Ende zwei Betätigungslappen 16 und 17 angeformt sein, um den Angriff eines Ankers über einen Schieber zu ermöglichen.
  • Fig. 5 zeigt die Anwendung des Kontaktprinzips nach Fig. 1 auf einen Umschaltekontakt in einem Relais. Das Relaisgehäuse 21 enthält ein übliches Magnetsystem 22 mit einem nur andeutungsweise sichtbaren Anker 23. Dieser Anker betätigt eine Mittelkontaktfederanordnung, bestehend aus einem Einfachkontaktelement 24 und einem Brükkenkontaktelement 25, welche zwischen zwei feststehenden Kontaktelementpaaren 26, 29 umschaltbar ist. Diese feststehenden Kontaktelemente bestehen auf der Ruheseite aus einem Brückenkontaktelement 26 und einem Einfachkontaktelement 27 sowie auf der Arbeitsseite aus einem Einfachkontaktelement 28 und einem Brükkenkontaktelement 29. Die feststehenden Kontaktelemente 27 und 28, sowie das bewegliche Kontaktelement 24 sind jeweils mit einem Anschluß versehen. Dabei sind die Brückenkontaktelemente 26 und 29 in Führungsnuten 30 bzw. 31 des Spulenkörperflansches 32 verkrallend eingepreßt. Damit die Kontakte in gleicher Höhe zu liegen kommen, kann es zweckmäßig sein, auch die Kontaktelemente 27 und 28 in nicht näher dargestellter Weise in Führungsnuten des Spulenkörperflansches 32 einzupassen. Damit läßt sich der Justieraufwand vermindern.
  • Wie anhand der vorhergehenden Figuren erläutert, werden die beweglichen Kontaktelemente 24 und 25 gemeinsam betätigt, so daß auch hier wiederum der Kontaktabstand dreimal hintereinander geschaltet wird, wodurch die Schaltleistung des Relais gegenüber einem Einfachkontakt wie auch gegenüber einem herkömmlichen Brückenkontakt wesentlich erhöht werden kann. Durch dieses erfindungsgemäße Prinzip können also jeweils mehrfach die Kontaktabstände hintereinander geschaltet werden, ohne daß jeweils von jedem Kontaktelement Anschlüsse herausgeführt und schaltungstechnisch in Serie gelegt werden müssen.

Claims (3)

1. Kontaktanordnung für Relais mit einander gegenüberstehenden feststehenden und beweglichen Kontaktelementen (1, 2, 3, 4), wobei mindestens ein feststehendes Brückenkontaktelement (1; 26, 29) und mindestens ein weiteres feststehendes Kontaktelement (2; 27, 28) nebeneinander angeordnet sind und diesen mindestens ein bewegliches Brückenkontaktelement (3; 12; 25) und mindestens ein weiteres bewegliches Kontaktelement (4; 9; 24) derart versetzt gegenüberstehen, daß bei Betätigung die feststehenden und die beweglichen Kontaktelemente alle in Reihe schaltbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der feststehenden oder beweglichen Kontaktelemente (9) als langgestrecktes Federelement an einem Relaisteil (32) eingespannt ist und neben seinem freien, kontaktgebenden Ende (9b) mittels einer gemeinsamen Isolierstoffumhüllung (15) - von dem langgestreckten Federelement galvanisch getrennt - ein Brückenkontaktelement (12) trägt.
2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen dem langgestreckten Federelement (9), der lsolierstoffumhüllung (15) und dem Brückenkontaktelement (12) einen Torsionssteg (11) aufweist.
3. Kontaktanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das langgestreckte Federelement (9) mit dem von ihm getragenen Brückenkontaktelement (12; 25) eine Mittelkontaktfederanordnung bildet, welche zwischen zwei einander gegenüberstehenden, in Führrungsnuten (30, 31) eines Spulenkörperflansches (32) eingepreßten Brückenkontaktelementen (26, 29) umschaltbar ist.
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EP0094045A3 EP0094045A3 (en) 1987-01-07
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