EP1121701B1 - Sicherheitsrelais - Google Patents

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EP1121701B1
EP1121701B1 EP99947446A EP99947446A EP1121701B1 EP 1121701 B1 EP1121701 B1 EP 1121701B1 EP 99947446 A EP99947446 A EP 99947446A EP 99947446 A EP99947446 A EP 99947446A EP 1121701 B1 EP1121701 B1 EP 1121701B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
active
spring
base
slide element
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP99947446A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1121701A1 (de
Inventor
Leopold Mader
Rudolf Mikl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tyco Electronics Austria GmbH
Original Assignee
Tyco Electronics Austria GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Tyco Electronics Austria GmbH filed Critical Tyco Electronics Austria GmbH
Publication of EP1121701A1 publication Critical patent/EP1121701A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1121701B1 publication Critical patent/EP1121701B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/64—Driving arrangements between movable part of magnetic circuit and contact
    • H01H50/641—Driving arrangements between movable part of magnetic circuit and contact intermediate part performing a rectilinear movement
    • H01H50/642—Driving arrangements between movable part of magnetic circuit and contact intermediate part performing a rectilinear movement intermediate part being generally a slide plate, e.g. a card

Definitions

  • the invention relates to a relay with a base body, the defines a basic level, one arranged on the basic body Magnet system with coil, core and armature, with at least two pairs of contact springs, each pair of contact springs one passive and an active contact spring and each includes Contact spring standing perpendicular to the base plane in the base body is attached and on her removed from the base body End carries a contact piece, also with an actuating slide, which is movable parallel to the base plane and on each active contact spring in the vicinity of the Contact piece attacks.
  • Such a relay is for example from US 52 89 144 A known.
  • the magnet system is parallel to the coil axis arranged to the base plane on the base body, wherein the active and passive contacts forming changeover contacts Contact springs in front of one end of the magnet system in the Base bodies are anchored while the anchor is on the opposite Front of the magnet system lies and over one the active slider extending above the coil Contact springs actuated.
  • the aim of the present invention is to provide a relay of the input mentioned type so that the arrangement of the Contacts and their operation provide the greatest possible security ensure, but at the same time also high dimensional accuracy the contact distances and the actuation is reached.
  • this goal is achieved in that all Contact springs in the mounting channels of the base body Insert perpendicular to the base plane that the Slide at least every active contact spring all around in the form of a frame, being inside each Frame a window for the implementation of the contact spring in the area between their attachment and their contact piece is recessed and wherein the cross section of the contact spring end portion including the contact piece is larger than the cross-section of the window.
  • the one enclosing the single active contact spring Frame preferably has partitions, which surround the end portion carrying the contact piece all around.
  • a partition of the frame preferably has one Cutout in which the contact piece of the respective active contact spring guided in its direction of actuation is, the contour of the partition wall each a locking portion has a relative movement of the active contact spring opposite the slide in the direction of the associated passive contact spring locks.
  • the invention are actuating lugs on the slide molded for each active contact spring, such that each active contact spring between a locking section the partition and an operating lug with little Game is led.
  • the relay shown in Figures 1 to 6 has one Base body 1 made of insulating material, which is designed essentially flat is defined and a bottom side 10 and with a Cap 2 forms a closed housing.
  • the basic body 1 has a flat, trough-shaped recess 11 for receiving a magnet system, while the rest of the system is drawn up Side walls 12, a longitudinal partition 13 and transverse walls 14 forms two rows of contact carrier chambers 15.
  • This Contact carrier chambers 15 are slit-shaped towards the bottom Plug channels 16 narrowed (see Figure 4), each from above, perpendicular to the base plane 10, insertable fixed contact carrier 21 or contact spring support 22.
  • the fixed contact carrier 21 form passive (or fixed) contact springs 23 with fixed contact pieces attached 24, while on the contact spring supports 22 each active (or movable) contact springs 25 with at their free Ends attached movable contact pieces 26 attached are.
  • the magnet system used to operate the relay a U-shaped core yoke 31 with a core leg 32 and one Yoke leg 33.
  • a coil former 34 carries an excitation coil 35 and takes in an axial through hole Core leg 32 on. Because of the limited spool width has a smaller width than the yoke leg 33, is an additional flow guide part 36 together with the Core leg 32 inserted into the coil interior. To this The iron cross-section inside the coil becomes the same enlarged like the pole surface 32a or 36a with which an armature 37 cooperates.
  • This anchor is with the help of an anchor spring 38 mounted and forms at the free end of the yoke leg 33 with the pole faces 32a, 36a in the usual way a working air gap. Generate two return legs 39 of the armature spring 38 the rest position of the contacts when not excited of the magnet system.
  • the movement of the armature 37 is controlled by an armature extension 37a on a slide 40 and above this on the active contact springs 25 transferred. Since the contact springs on the Anchor opposite side of the magnet system are, the slide has an extending above the coil Connection section 41, to which a downward stepped towards the ground level Actuating section 42 connects.
  • This operating section forms with a central longitudinal wall 43 and side walls 44 and cross walls 45 and 46 each have frames for each single contact spring that these contact springs, with the exception the respective first passive contact springs 24R and each last passive contact springs 23R and 23A2, which are in the end areas of the actuating section 42 of the slide 40 and therefore no shielding to one side an adjacent contact spring noted here that the active and passive contact springs 25 and 23 in FIG.
  • transverse walls or barrier walls 46 which each interact separate active and passive contact springs each an approximately semicircular section 49 in line with the round contour of the contact pieces.
  • this cutout 49 is a movable contact piece 26 of the active contact springs 25 out.
  • This allows the active Contact spring itself close to the barrier wall 46 or one locking rib 50 protruding from the barrier wall.
  • the slider forms from the side walls 44 inwardly protruding actuating lugs 52 which are in different Height of the active working contact springs or activate the active normally closed contact springs.
  • the active ones Contact springs are each within the window 47 arranged and between the respective locking rib 50 and the associated actuating nose 51 or 52 performed with tight play. This will also when welding a contact all other active contact springs against another switching operation blocked.
  • the assembled is first Magnet system inserted into the recess 11 of the base body 1, the armature spring 38 between the yoke leg 33 and is attached to the base body.
  • the slider 40 with its connecting section 41 is attached, the return leg 39 of the armature spring 38 in the openings 41a of the slide are hooked in.
  • the anchor itself is stored on the yoke leg 33 and with its extension 37a in the opening 41b of the slide 40 hooked.
  • the contact springs After installing the slide 40, the one with the longitudinal partition 43 on the longitudinal wall 13 and with the longitudinal walls 44 on the Side walls 12 of the base body 1 sits, the contact springs assembled. All contact springs are thereby corresponding windows 47 and 48 of the slide through in the chambers 15 of the base body inserted and in the slots 16 attached. All fixed contact carrier 21 with the passive contact springs 23 are constructed identically and straight, so that it is inserted into the base body perpendicular to the base plane can be. Also all active contact springs 25 with their contact spring carriers 22 are constructed identically and straight, so that regardless of their function as work contact springs 25A1, 25A2 or normally closed contact springs 25R vertical to the base level through the associated window 47 of the slide can be used. The slider 40 becomes this Purpose against the bias of the armature spring 38 in one Held middle position.
  • the actuating lugs 52 are for the active normally closed contact springs 25R much higher with respect to the Base plane as the actuating lugs 51 for the active working contact springs 25A1 and 25A2. This is the force-displacement translation in the work contacts and the rest contacts differently. Since the magnet system is in a closed position Condition, that is, when the anchor is tightened or almost tightened, is strongest while when the anchor has dropped out the force of the large air gap increases slowly, normally ensured by the dimensioning of the magnet system be that the magnet system also at the beginning of Anchor suit movement applies enough force to make the normally closed contacts to actuate in the direction of the opening and the restoring force to overcome the anchor spring.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Relais mit einem Grundkörper, der eine Grundebene festlegt, einem auf dem Grundkörper angeordneten Magnetsystem mit Spule, Kern und Anker, mit mindestens zwei Kontaktfederpaaren, wobei jedes Kontaktfederpaar eine passive und eine aktive Kontaktfeder umfaßt und wobei jede Kontaktfeder senkrecht zur Grundebene stehend in dem Grundkörper befestigt ist und an ihrem von dem Grundkörper entfernten Ende ein Kontaktstück trägt, ferner mit einem Betätigungsschieber, der parallel zu der Grundebene bewegbar ist und an jeder aktiven Kontaktfeder jeweils in der Nähe des Kontaktstückes angreift.
Ein derartiges Relais ist beispielsweise aus der US 52 89 144 A bekannt. Dort ist das Magnetsystem mit der Spulenachse parallel zur Grundebene auf dem Grundkörper angeordnet, wobei die jeweils Wechslerkontakte bildenden aktiven und passiven Kontaktfedern vor der einen Stirnseite des Magnetsystems im Grundkörper verankert sind, während der Anker an der gegenüberliegenden Stirnseite des Magnetsystems liegt und über einen oberhalb der Spule sich erstreckenden Schieber die aktiven Kontaktfedern betätigt. Zu diesem Zweck besitzt der Schieber fensterförmige Ausnehmungen, mit denen er an den freien Enden der aktiven Kontaktfedern, also oberhalb der Kontaktstücke, angreift. Für Sicherheitsrelais ist diese Konstruktion allerdings nicht geeignet, weil beispielsweise im Fall eines Federbruchs keine Vorkehrungen gegen Kurzschluß getroffen sind.
Aus der DE 195 40 739 A1 ist weiterhin ein Relais mit zwangsgeführten Kontakten bekannt, bei dem die einzelnen Kontaktfedern gegeneinander isoliert angeordnet sind, wobei auch besondere konstruktive Vorkehrungen gegen Kurzschlüsse für den Fall getroffen sind, daß sich Kontaktstücke von den Kontaktfedern ablösen. Bei diesem bekannten Relais werden die aktiven Kontaktfedern unterhalb der Kontaktstücke in seitlich offenen Schlitzen des Schiebers geführt und betätigt. Seitliche offene Betätigungsabschnitte vermindern jedoch die Stabilität des Schiebers, so daß derartige Schieber bereits bei der Herstellung zum Verzug neigen und auch im Betrieb nicht die optimale Formgenauigkeit behalten.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Relais der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Anordnung der Kontakte und deren Betätigung eine größtmögliche Sicherheit gewährleisten, wobei zugleich aber auch eine hohe Maßgenauigkeit der Kontaktabstände und der Betätigung erreicht wird.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß alle Kontaktfedern in Befestigungskanälen des Grundkörpers durch Einstecken senkrecht zur Grundebene befestigt sind, daß der Schieber zumindest jede aktive Kontaktfeder einzeln ringsum in Form eines Rahmens umschließt, wobei innerhalb eines jeden Rahmens jeweils ein Fenster für die Durchführung der Kontaktfeder im Bereich zwischen deren Befestigung und deren Kontaktstück ausgespart ist und wobei der Querschnitt des Kontaktfeder-Endabschnittes einschließlich des Kontaktstückes jeweils größer ist als der Querschnitt des Fensters.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung ist ein Weg gefunden worden, den Schieber unterhalb der Kontaktstücke, also zwischen dem jeweiligen Kontaktstück und der Befestigung der Kontaktfeder, anzuordnen und trotzdem jede Kontaktfeder rahmenförmig zu umschließen und im Bereich eines ringsum geschlossenen Fensters zu betätigen. Im Unterschied zu herkömmlichen Sicherheitsrelais erfordert dies, daß die einzelnen Kontaktfedern durch die Fenster des vorher bereits montierten Schiebers hindurch von oben in den Grundkörper eingesteckt und dort befestigt werden. Auf diese Weise erhält der Schieber insgesamt und im Bereich einer jeden aktiven Kontaktfeder eine gute Stabilität und hohe Maßgenauigkeit für die Betätigung. Außerdem wird durch die größere Querschnittsbemessung des Kontaktfederendes mit Kontaktstück sichergestellt, daß das Kontaktstück selbst bei einem Federbruch nicht durch den Schieber hindurch oder an diesem vorbei nach unten fallen und dort gegebenenfalls eine unerwünschte leitende Verbindung herstellen kann. Der die einzelne aktive Kontaktfeder umschließende Rahmen weist vorzugsweise Trennwände auf, welche den das Kontaktstück tragenden Endabschnitt ringsum umgeben. Vorzugsweise weist jeweils eine Trennwand des Rahmens einen Ausschnitt auf, in welchem das Kontaktstück der jeweiligen aktiven Kontaktfeder in seiner Betätigungsrichtung geführt ist, wobei die Kontur der Trennwand jeweils einen Sperrabschnitt aufweist, der eine Relativbewegung der aktiven Kontaktfeder gegenüber dem Schieber in Richtung auf die zugehörige passive Kontaktfeder sperrt. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind an dem Schieber jeweils Betätigungsnasen für jede aktive Kontaktfeder angeformt, derart, daß jede aktive Kontaktfeder jeweils zwischen einem Sperrabschnitt der Trennwand und einer Betätigungsnase mit geringem Spiel geführt ist.
Weitere Einzelheiten, Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
  • Figur 1 ein erfindungsgemäß gestaltetes Relais in Eplosionsdarstellung,
  • Figur 2 das Relais von Figur 1 in zusammengebautem Zustand, mit teilweise ausgeschnittenem Schieber und ohne Kappe, in perspektivischer Darstellung,
  • Figur 3 das Relais von Figur 2 in einer gedrehten perspektivischen Darstellung,
  • Figur 4 das Relais von Figur 1 bis 3 in Seitenansicht, teilweise längsgeschnitten,
  • Figur 5 und 6 den Schieber des Relais von Figur 1 bis 4 in zwei perspektivischen Ansichten und
  • Figur 7 ein Diagramm zur Darstellung des grundsätzlichen Verlaufs der Kraft-Weg-Kennlinien des Magnetsystems und der Federn des Relais.
    • Das in den Figuren 1 bis 6 dargestellte Relais besitzt einen Grundkörper 1 aus Isolierstoff, der im wesentlichen flach gestaltet ist und eine Bodenseite 10 definiert und mit einer Kappe 2 ein geschlossenes Gehäuse bildet. Der Grundkörper 1 besitzt eine flache, wannenförmige Ausnehmung 11 zur Aufnahme eines Magnetsystems, während der übrige Teil mit emporgezogenen Seitenwänden 12, einer Längs-Zwischenwand 13 und Querwänden 14 zwei Reihen von Kontaktträgerkammern 15 bildet. Diese Kontakträgerkammern 15 sind nach unten schlitzförmig zu Steckkanälen 16 verengt (siehe Figur 4), um jeweils von oben, senkrecht zur Grundebene 10, einsteckbare Festkontaktträger 21 oder Kontaktfederträger 22 aufzunehmen. Die Festkontaktträger 21 bilden an ihren freien Enden jeweils passive (bzw. feststehende) Kontaktfedern 23 mit daran befestigten Festkontaktstücken 24, während an den Kontaktfederträgern 22 jeweils aktive (bzw. bewegliche) Kontaktfedern 25 mit an deren freien Enden befestigten beweglichen Kontaktstücken 26 befestigt sind.
    Das zur Betätigung des Relais dienende Magnetsystem besitzt ein U-förmiges Kernjoch 31 mit einem Kernschenkel 32 und einem Jochschenkel 33. Ein Spulenkörper 34 trägt eine Erregerspule 35 und nimmt in einer axialen Durchgangsöffnung den Kernschenkel 32 auf. Da dieser wegen der begrenzten Spulenbreite eine geringere Breite aufweist als der Jochschenkel 33, ist ein zusätzlicher Flußführungsteil 36 zusammen mit dem Kernschenkel 32 in das Spuleninnere eingeschoben. Auf diese Weise wird der Eisenquerschnitt innerhalb der Spule ebenso vergrößert wie die Polfläche 32a bzw. 36a, mit der ein Anker 37 zusammenwirkt. Dieser Anker ist mit Hilfe einer Ankerfeder 38 am freien Ende des Jochschenkels 33 gelagert und bildet mit den Polflächen 32a, 36a in üblicher Weise einen Arbeitsluftspalt. Zwei Rückstellschenkel 39 der Ankerfeder 38 erzeugen die Ruhestellung der Kontakte bei nichterregtem Zustand des Magnetsystems.
    Die Bewegung des Ankers 37 wird über einen Ankerfortsatz 37a auf einen Schieber 40 und über diesen auf die aktiven Kontaktfedern 25 übertragen. Da die Kontaktfedern auf der dem Anker entgegengesetzten Seite des Magnetsystems angeordnet sind, besitzt der Schieber einen sich oberhalb der Spule erstreckenden Verbindungsabschnitt 41, an den sich ein nach unten in Richtung auf die Bodenebene stufenartig abgesetzter Betätigungsabschnitt 42 anschließt. Dieser Betätigungsabschnitt bildet mit einer mittigen Längswand 43 sowie Seitenwänden 44 und Querwänden 45 und 46 jeweils Rahmen für jede einzelne Kontaktfeder, die diese Kontaktfedern, mit Ausnahme der jeweils ersten passiven Kontaktfedern 24R und der jeweils letzten passiven Kontaktfedern 23R und 23A2, die in den Endbereichen des Betätigungsabschnittes 42 des Schiebers 40 liegen und deshalb nach einer Seite jeweils keine Abschirmung zu einer benachbarten Kontaktfeder benötigen.Zur Erläuterung sei hier angemerkt, daß die aktiven und passiven Kontaktfedern 25 und 23 in Figur 4 zur Bezeichnung der Kontaktart mit Zusatzbezeichnungen versehen sind, also 23A1, 23A2 für passive Arbeitskontaktfedern (Schließerkontaktfedern), 23R für passive Ruhekontaktfedern (Öffnerkontaktfedern), 25A1 und 25A2 für aktive Arbeitskontaktfedern (Schließerkontaktfedern) und 25R für aktive Ruhekontaktfedern (Öffnerkontaktfedern). Innerhalb der durch Trennwände 43,44,45 und 46 gebildeten Rahmen des Schiebers 40 sind jeweils Fenster 47 für die aktiven Kontaktfedern sowie Fenster 48 für die passiven Kontaktfedern ausgespart. Die jeweiligen passiven Kontaktfedern 23 und aktiven Kontaktfedern 25 ragen durch diese Fenster 46 bzw. 47 hindurch, so daß sich die Kontaktstücke 24 bzw. 26 tragenden Enden jeweils oberhalb des Betätigungsabschnittes 42 des Schiebers und im wesentlichen innerhalb der durch Trennwände 43,44,45 und 46 gebildeten Rahmen befinden.
    Diejenigen Querwände bzw. Sperrwände 46, welche jeweils zusammenwirkende aktive und passive Kontaktfedern trennen, besitzen jeweils einen annähernd halbkreisförmigen Ausschnitt 49 in Anpassung an die runde Kontur der Kontaktstücke. In diesem Ausschnitt 49 ist jeweils ein bewegliches Kontaktstück 26 der aktiven Kontaktfedern 25 geführt. Dadurch kann die aktive Kontaktfeder selbst nahe an der Sperrwand 46 bzw. einer von der Sperrwand vortretenden Sperr-Rippe 50 anliegen. Außerdem bildet der Schieber jeweils von den Seitenwänden 44 nach innen vorstehende Betätigungsnasen 52, die in unterschiedlicher Höhe jeweils die aktiven Arbeitskontaktfedern bzw. die aktiven Ruhekontaktfedern betätigen. Die aktiven Kontaktfedern sind dabei jeweils innerhalb des Fensters 47 angeordnet und zwischen der jeweiligen Sperr-Rippe 50 und der zugehörigen Betätigungsnase 51 oder 52 mit engem Spiel geführt. Dadurch werden beim Verschweißen eines Kontaktes auch alle übrigen aktiven Kontaktfedern gegen eine weitere Schaltbetätigung gesperrt.
    Bei der Montage des Relais wird zunächst das zusammengebaute Magnetsystem in die Ausnehmung 11 des Grundkörpers 1 eingesetzt, wobei die Ankerfeder 38 zwischen dem Jochschenkel 33 und dem Grundkörper befestigt wird. Auf das Magnetsystem wird der Schieber 40 mit seinem Verbindungsabschnitt 41 aufgesetzt, wobei die Rückstellschenkel 39 der Ankerfeder 38 in die Durchbrüche 41a des Schiebers eingehängt werden. Der Anker selbst wird dabei am Jochschenkel 33 gelagert und mit seinem Fortsatz 37a in den Durchbruch 41b des Schiebers 40 eingehängt.
    Nach der Montage des Schiebers 40, der mit der Längstrennwand 43 auf der Längswand 13 und mit den Längswänden 44 auf den Seitenwänden 12 des Grundkörpers 1 sitzt, werden die Kontaktfedern montiert. Dabei werden alle Kontaktfedern durch die entsprechenden Fenster 47 und 48 des Schiebers hindurch in die Kammern 15 des Grundkörpers eingesetzt und in den Steckschlitzen 16 befestigt. Alle Festkontaktträger 21 mit den passiven Kontaktfedern 23 sind gleich aufgebaut und gerade, so daß sie senkrecht zur Grundebene in den Grundkörper eingesteckt werden können. Auch alle aktiven Kontaktfedern 25 mit ihren Kontaktfederträgern 22 sind gleich aufgebaut und gerade, so daß sie unabhängig von ihrer Funktion als Arbeitskontaktfedern 25A1, 25A2 oder Ruhekontaktfedern 25R senkrecht zur Grundebene durch die zugehörigen Fenster 47 des Schiebers eingesetzt werden können. Der Schieber 40 wird zu diesem Zweck entgegen der Vorspannung der Ankerfeder 38 in einer Mittelposition gehalten.
    Alle Kontaktfedern müssen bei dieser Konstruktion von oben durch den bereits montierten Schieber 40 in den Grundkörper eingesteckt werden, weil die Endabschnitte der Kontaktfedern, zumindest die der aktiven Kontaktfedern 25 mit den Kontaktstücken 26 einen größeren Querschnitt aufweisen als die Fenster 47, so daß der Schieber nicht nachträglich von oben über die Kontaktfedern gesteckt werden kann. Durch diese Größenverhältnisse erhält einerseits der Schieber seine Stabilität aufgrund der geschlossenen Rahmen um die Kontaktfedern herum, andererseits kann ein abgebrochenes Kontaktstück nicht durch ein Fenster 47 nach unten in eine Federkammer fallen und dort gegebenenfalls einen Kurzschluß verursachen.
    Im unerregten Zustand des Magnetsystems wird der Schieber durch die Rückstellkraft der Ankerfeder 38 in die Ruheposition gezogen, das heißt in Figur 4 nach rechts. Dabei werden die im entspannten Zustand geraden Ruhekontaktfedern 25R nach rechts in die in Figur 4 gezeigte Position gezogen, so daß sie mit der passiven Ruhekontaktfeder 23R Kontakt gibt.
    Bei Erregung des Magnetsystems wird der Schieber in Figur 4 nach links bewegt, die aktive Ruhekontaktfeder 25R wird von der passiven Ruhekontaktfeder 23R abgehoben und durch die Sperr-Rippe 50R in ihre geöffnete Arbeitsposition bewegt. Zugleich greift der Schieber mit den Betätigungsnasen 51 seitlich an den aktiven Arbeitskontaktfedern 25A1 und 25A2 an und bewegt diese in Richtung auf die passiven Arbeitskontaktfedern 23A1 und 23A2, bis die entsprechenden Arbeitskontakte geschlossen sind. Beim Abschalten der Erregung stellt die Ankerfeder 38 den Ruhezustand wieder her, wobei der Schieber 40 über die Betätigungsnasen 52 seitlich der Kontaktstücke 26R angreift und die Ruhekontakte schließt. Verschweißt einer der Kontakte, so wird über die enge Führung der aktiven Kontaktfedern 25 sichergestellt, daß eine weitere Bewegung des Schiebers 40 und damit eine weitere Betätigung der übrigen Kontakte gesperrt wird. Verschweißt beispielsweise ein Ruhekontakt, so wird über die Sperr-Rippe 50R, die unmittelbar neben dem Kontaktstück angreift, der Schieber gegen weitere Bewegung gesperrt. Die Arbeitskontakte können also nicht schließen. Verschweißt dagegen ein Arbeitskontakt, so wird ebenfalls über die neben dem verschweißten Kontakt an der zugehörigen Kontaktfeder angreifende Sperr-Rippe 50A eine Rückstellung des Schiebers und eine Betätigung der Ruhekontakte verhindert.
    Da außerdem alle aktiven Kontaktfedern gerade ausgebildet sind, wirken sie selbstöffnend. Bricht beispielsweise eine Betätigungsnase 51 oder 52 am Schieber, so öffnet die betreffende aktive Kontaktfeder (Offner) oder sie wird nicht geschlossen (beim Schließer). Bricht dagegen die Ankerfeder 38, so öffnen sich alle Ruhekontakte (Öffnerkontakte), und alle Schließer werden nicht mehr geschlossen.
    Wie sich aus der Beschreibung und insbesondere aus den Figuren 4, 5 und 6 ergibt, liegen die Betätigungsnasen 52 für die aktiven Ruhekontaktfedern 25R wesentlich höher bezüglich der Grundebene als die Betätigungsnasen 51 für die aktiven Arbeitskontaktfedern 25A1 und 25A2. Dadurch ist die Kraft-Weg-Übersetzung bei den Arbeitskontakten und den Ruhekontakten unterschiedlich. Da das Magnetsystem jeweils in geschlossenem Zustand, das heißt bei angezogenem oder fast angezogenem Anker, am stärksten ist, während bei abgefallenem Anker durch den großen Luftspalt die Kraft nur langsam ansteigt, muß normalerweise durch die Dimensionierung des Magnetsystems sichergestellt werden, daß das Magnetsystem auch zu Beginn der Ankeranzugsbewegung genügend Kraft aufbringt, um die Ruhekontakte in Richtung Öffnung zu betätigen und dabei die Rückstellkraft der Ankerfeder zu überwinden. Durch die versetzte Anordnung der Betätigungspunkte bzw. der Betätigungsnasen 51 und 52 bezüglich der Grundebene wird nun erreicht, daß die aktiven Öffnerkontaktfedern mit geringerer Kraft und über einen längeren Weg betätigt werden, während die aktiven Schließerkontaktfedern durch die kürzere Hebelübersetzung auf kurzem Wege zum Schließen gebracht werden. In diesem Moment hat das Magnetsystem bereits mehr Kraft, da der Anker sich schon weitgehend an die Polfläche angenähert hat. Durch diese Maßnahme läßt sich insbesondere bei der Konstruktion eines Sicherheitsrelais, bei dem keine Umschaltkontakte, sondern getrennt betätigbare Öffner und Schließer verwendet werden, der Wirkungsgrad des Magnetsystems erhöhen, so daß dieses kleiner als sonst üblich dimensioniert werden kann.
    Im Diagramm von Figur 7 ist die Anpassung der Kraft-Weg-Kennlinien gezeigt. Dabei bezeichnet f die Kennlinie der aufsummierten Federkräfte und m die Kennlinie des Magnetsystems. Über dem Weg s, der die Ankerbewegung bzw. die Bewegung des Schiebers 40 zwischen der Ruheposition (in Figur 4 rechts bei geöffnetem Anker) und der Arbeitsposition (in Figur 4 links bei geschlossenem Anker) darstellt, sind die jeweils gegeneinander wirksamen Kräfte F aufgetragen. Im Ruhezustand befindet sich der Schieber beispielsweise an der Stelle s1 oder rechts davon, je nach Kontaktabbrand. Beim Anziehen des Ankers bewegt sich der Schieber nach links, wobei die Kraft m des Magnetsystems zunächst nur langsam ansteigt. In diesem Bereich bis s2 ist aber auch die zu überwindende Öffnerkraft (an der aktiven Ruhekontaktfeder bzw. der an diese angepaßten Ankerfeder) aufgrund der großen Hebelübersetzung noch relativ gering. Von s2 bis s3 ergibt sich durch die aktiven Arbeitskontaktfedern eine stärker ansteigende Federkraft, die durch eine in diesem Bereich auch stärker ansteigende Magnetkraft m überwunden wird. Von s3 bis zum Anschlag steigen sowohl die Federkraft f als auch die Magnetkraft stark an. Dies ist der Bereich des Überhubs bis zum Punkt s4.

    Claims (7)

    1. Relais mit einem Grundkörper (1), der eine Grundebene (10) festlegt, einem auf dem Grundkörper angeordneten Magnetsystem mit Spule (35), Kern (31) und Anker (37), mit mindestens zwei Kontaktfederpaaren (23,25), wobei jedes Kontaktfederpaar eine passive (23) und eine aktive (25) Kontaktfeder umfaßt und wobei jede Kontaktfeder senkrecht zur Grundebene (10) stehend in dem Grundkörper befestigt ist und an ihrem von dem Grundkörper entfernten Ende ein Kontaktstück (24,26) trägt, ferner mit einem Betätigungs-Schieber (40), der parallel zur Grundebene (10) bewegbar ist und an jeder aktiven Kontaktfeder (25) jeweils in der Nähe des Kontaktstückes (26) angreift,
      dadurch gekennzeichnet, daß alle Kontaktfedern (23,25) in Befestigungskanälen (15) des Grundkörpers durch Einstecken senkrecht zur Grundebene (10) befestigt sind, daß der Schieber (40) zumindest jede aktive Kontaktfeder (25) einzeln ringsum in Form eines Rahmens (43,44,45,46) umschließt, wobei innerhalb eines jeden Rahmens jeweils ein Fenster (47) für die Durchführung der Kontaktfeder (25) im Bereich zwischen deren Befestigung und deren Kontaktstück ausgespart ist und wobei der Querschnitt des Kontaktfeder-Endabschnittes einschließlich des Kontaktstückes (26) jeweils größer ist als der Querschnitt des Fensters (47).
    2. Relais nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (40) zumindest den das Kontaktstück (26) tragenden Endabschnitt einer jeden aktiven Kontaktfeder (25) mit ringsum verlaufenden Trennwänden (43,44,45,46) umgibt.
    3. Relais nach Anspruch 1 oder 2,
      dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktstück (26) einer jeden aktiven Kontaktfeder (25) in einem Ausschnitt (49) einer Sperrwand (46) des Schiebers geführt ist, wobei ein Sperrabschnitt (50) der Sperrwand (46) jeweils eine Relativbewegung der aktiven Kontaktfeder (25) gegenüber dem Schieber (40) in Richtung auf die zugehörige passive Kontaktfeder (23) sperrt.
    4. Relais nach Anspruch 3,
      dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schieber jeweils Betätigungsnasen (51,52) angeformt sind die im Randbereich an den aktiven Kontaktfedern (25) angreifen.
    5. Relais nach Anspruch 3 oder 4,
      dadurch gekennzeichnet, daß jede aktive Kontaktfeder jeweils zwischen einem Sperrabschnitt (50) der Trennwand (46) und einer Betätigungsnase (51,52) mit geringem Spiel geführt ist.
    6. Relais nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
      dadurch gekennzeichnet, daß Betätigungsnasen (51,52) für aktive Ruhekontaktfedern (25R) und für aktive Arbeitskontaktfedern (25A1,25A2) in unterschiedlicher Höhe bezüglich der Grundebene (10) am Schieber (40) vorgesehen sind.
    7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetsystem mit zur Bodenebene (10) paralleler Spulenachse auf dem Grundkörper (1) angeordnet ist, dass die Kontaktfederpaare (23, 25) einerseits und der Anker (37) andererseits an gegenüberliegenden Stirnseiten der Spule (35) angeordnet sind und dass der Schieber (40) mit einem Verbindungsabschnitt (41) sich oberhalb der Spule (35) erstreckt, während er mit einem näher an der Bodenebene (10) liegenden Betätigungsabschnitt (42) die aktiven Kontaktfedern (25) rahmenartig umgibt.
    EP99947446A 1998-10-16 1999-10-01 Sicherheitsrelais Expired - Lifetime EP1121701B1 (de)

    Applications Claiming Priority (3)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE19847836 1998-10-16
    DE19847836 1998-10-16
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