EP1196933A1 - Elektromagnetisches relais - Google Patents

Elektromagnetisches relais

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Publication number
EP1196933A1
EP1196933A1 EP00951386A EP00951386A EP1196933A1 EP 1196933 A1 EP1196933 A1 EP 1196933A1 EP 00951386 A EP00951386 A EP 00951386A EP 00951386 A EP00951386 A EP 00951386A EP 1196933 A1 EP1196933 A1 EP 1196933A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
armature
contact
relay according
leg
relay
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00951386A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Josef Kern
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.)
TE Connectivity Solutions GmbH
Original Assignee
Tyco Electronics Logistics AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tyco Electronics Logistics AG filed Critical Tyco Electronics Logistics AG
Publication of EP1196933A1 publication Critical patent/EP1196933A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/001Means for preventing or breaking contact-welding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/18Movable parts of magnetic circuits, e.g. armature
    • H01H50/24Parts rotatable or rockable outside coil
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/58Electric connections to or between contacts; Terminals
    • H01H1/5822Flexible connections between movable contact and terminal

Definitions

  • the invention relates to an electromagnetic relay
  • a core yoke which has at least a first and a second leg and carries a coil on one of the legs
  • An armature which is mounted on a bearing section of the first leg so as to be pivotable about an axis of rotation and forms a working air gap with the second leg, the armature on one side of the axis of rotation having an armature arm extending towards the working air gap and on the other side of the axis of rotation forms an actuating arm, - an armature spring which biases the armature into a rest position,
  • a contact spring which extends over the free end of the actuating arm and can be switched by the armature between a rest position and a working position and carries at least one movable contact, which in the working position and / or in the resting position with at least one fastened on a carrier Fixed contact interacts.
  • Such a relay is described for example in DE 34 06 832 AI.
  • an L-shaped anchor is mounted on end sections of a yoke.
  • the armature has an actuating arm which engages with its end on a contact spring in order to actuate it in one direction against its bias.
  • the lever arm of the actuating arm from the bearing point of the armature to the actuation point is considerably longer than the lever arm of the armature arm between the bearing axis and the pole face in the area of the working air gap.
  • a relatively small switching movement of the armature at the working air gap is therefore converted into a larger contact movement.
  • the spring returns to the rest position due to its own preload. Through the local Setting the armature movement results in relatively small forces on the contacts. This is not a problem in that the known relay is obviously intended for low-voltage applications due to the remaining structure.
  • the aim of the invention is to design a relay of the type mentioned at the outset such that relatively high forces act on the contact spring, in particular when contacts are opened. Due to its variable design, this relay should be able to be used both as a PCB relay and as a relay with flat plugs with different contact variants for different voltages.
  • this object is achieved in a relay of the type mentioned at the outset in that when the armature moves, the contact spring engages at least in one switching direction with a tear-open section of the actuating arm which is at a smaller distance from the axis of rotation than the end of the armature arm which forms the working air gap.
  • the construction according to the invention thus reduces the armature movement on the armature pole face via the actuating arm, so that the dynamic energy of the armature can be used via a short lever arm to weld welded contacts rupturing.
  • An embodiment in which the engagement of the actuating arm is provided with a predetermined play is particularly advantageous. In this case, the actuating arm only engages the contact spring when the armature has already traveled a certain distance and has reached a corresponding speed. It then abruptly attacks the contact spring and can tear open welds particularly well in this way.
  • the invention can be used particularly advantageously in a construction in which the core yoke is approximately U-shaped and the armature is approximately L-shaped, the armature having an armature pole section and the core yoke having a yoke pole section which overlap one another to form the working air gap that their pole faces form an acute angle in the fallen state and are approximately parallel in the tightened state.
  • the pole faces form approximately a right angle to a radius that runs from the axis of rotation of the armature to the front end of the armature pole face in the direction of movement.
  • Such a design of the magnet system prevents the armature from striking the yoke pole surface and the switching noise associated therewith.
  • this system achieves a significantly larger switching angle for the armature than in conventional hinged armature systems, in which the armature hits a core pole face flat. With such an increased angle of rotation of the armature when switching, there is also a sufficiently large contact stroke with the reduction via the short actuating arm.
  • the armature should approach the yoke pole section as far as possible, but not touch it.
  • the end position of the anchor is therefore determined by a stop device.
  • the first leg of the core yoke is in the region of the bearing section for this purpose a bearing pole surface on which the anchor hits when tightening. The impact on this bearing pole surface causes a small switching noise, but not nearly as much as when the movable armature end hits an appropriate core pole surface. Because the section of the armature adjacent to the axis of rotation moves at a significantly lower speed than the peripheral armature part.
  • the anchor is preferably provided with one or more securing lugs which rest on the bearing edge and secure the anchor in the direction of the working air gap.
  • the contact-carrying free end of the contact spring is provided with a cross leg and thus widened in a T-shape, at least one arm of the cross leg carrying at least one movable contact.
  • This movable contact interacts with a fixed contact, whereby depending on the arrangement, a break contact, a make contact or a changeover contact is created; in the latter case, the contact spring carries two opposite movable contacts on its two surfaces.
  • the cross leg can of course also carry one movable contact or two opposite movable contacts on both arms, which are then connected in pairs to one another and interact as a contact bridge with two fixed contacts each.
  • This carrier preferably forms a base plate parallel to the coil axis and to the armature axis of rotation, through which connection pins for the contacts, namely the fixed contacts and - if necessary - for the contact spring are guided vertically outwards.
  • connection pins can be embedded or also inserted into the base plate, ie into the coil former.
  • the fixed contacts are welded directly onto these connection pins, for example.
  • the connection pins are preferably designed as solder pins.
  • the coil body, with its connecting pins guided outwards is plugged onto a base provided with plug connections, the connecting pins each being connected, preferably welded, to corresponding plug connections.
  • FIG. 1 shows a relay designed according to the invention with solder connections in a perspective view
  • FIG. 2 shows a relay according to FIG. 1 in connection with a plug-in base
  • FIG. 3 shows the relay from FIG. 2 in a longitudinal section along the coil axis
  • FIG. 4 shows the relay from FIGS. 2 and 3 in a side view
  • FIG. 5 shows the relay from FIG. 2 with a modified version of the contact arrangement
  • Figure 6 shows the relay of Figure 5 in front view
  • Figure 7 is a schematic representation of the contact wiring of the relay of Figures 5 and 6 with a bridge changeover contact (with separate contact bridges) and
  • FIG. 8 is a schematic representation of a conventional bridge changeover contact.
  • the relays shown in Figures 1 to 6 all have a basic structure of the magnet system.
  • a bobbin 1 which carries a winding 4 between two flanges 2 and 3, serves as the base body. Their winding ends are wound on winding pins 5, which are each injected into the thermoplastic coil body, namely at the periphery of the two flanges 2 and 3.
  • the front flange 3 is extended to a side wall 3a and, together with a base plate 6 which is also formed as an extension, forms a partially delimited contact space in which connecting pins 7 and 8 are anchored.
  • the connection pins 7 are each provided with a fixed contact 9, which is welded on, for example.
  • the connecting pin 8 serves as a connection for a contact spring 10, the movable contacts 11 and 12 of which are connected via a wire 13.
  • the sections of the connection pins 7 and 8 which are led outwards serve as solder connection pins in the example of FIG. 1, while the connection pins 7 and the winding connection pins 5 are placed on a plug base 20 in the example of FIG. 2 and connected to corresponding flat plugs 21, for example welded , are.
  • the stranded wire 13 is connected directly to one of the flat connectors 21.
  • the magnetic circuit of the quiet relay drive used here consists of a core 31, an L-shaped yoke 32 which has a yoke pole section 33 which is angled upwards at an angle, and an approximately L-shaped armature 34 which is mounted on a bearing edge 35 of the core and on its movable end forms an obliquely angled armature pole section 36, which forms a working air gap 37 with the yoke pole section 33. From Figure 3 it can be clearly seen that between the axis of rotation, which is defined by the bearing edge 35, and the armature end in the region of the working air gap 37, a much longer armature arm 38 is formed than an actuating section 39, which is an extension of the armature on the axis of rotation is trained. Because of the different co CO N) NJ P »P»
  • the end of the contact spring 10 which carries the movable contacts 11 and 12 is widened in a T-shape with an integrally formed cross leg 18.
  • the movable contacts are either only on one arm of the cross leg according to FIGS. 1 and 2 or on both arms of this cross leg 18 according to FIGS. 5 and 6.
  • the T-shape of this contact spring end and the load on bending and torsion in the long spring area result when actuated a contact rolling movement that additionally supports the tearing open of any contact hooking or welding that may have occurred.
  • the contact arrangement is modified in that instead of a movable contact pair 11 and 12, which has its own power connection via a wire 13, two contact bridges 51 and 52 are now attached to both surfaces of the contact spring, each with two fixed contacts 53 and 54 and 55 and 56 each close a circuit.
  • the contact spacing would have to be increased significantly compared to conventional relays in order to reliably stop arcing.
  • the arc is distributed over two switching paths, so that again smaller contact spacings can be used as with lower voltages.
  • an insulating layer 57 is introduced between the contact bridges 51 and 52, while all dimensions, including the contact distance x, are otherwise retained. If the contact spring 10 is now switched from the fixed contacts 53 and 54 to the fixed contacts 55 and 56, then the arc 60 or 61 on the fixed contacts 53 and 54 is delete, since he is no longer fed from the opposite side via the contact bridge 52.
  • the relay can of course be terminated in a conventional manner by a cap, not shown, and, if necessary, by a base plate.

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Abstract

Das Relais besitzt ein Elektromagnetsystem (31, 32) mit einem Anker (34), der um eine Drehachse (35) schwenkbar gelagert ist. Dabei besitzt der Anker auf einer Seite einen langen, den Arbeitsluftspalt (37) bildenden Ankerarm (38) und auf der anderen Seite der Drehachse einen relativ kurzen Betätigungsarm (39). Über den Betätigungsarm (39) ist der Anker mit Spiel an einer Kontaktfeder (10) im Eingriff, wodurch die Ankerbewegung mit Untersetzung auf die Kontaktfeder übertragen wird. Auf diese Weise wird ein dynamisches Aufreißen der Kontakte nach Mikroverschweißungen erzielt. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft anwendbar für Relais, die zur Vermeidung bzw. Verminderung des Schaltgeräusches eine relativ langsame Ankerbewegung, verbunden mit einem verhältnismäßig großen Bewegungswinkel des Ankers, aufweisen.

Description

Beschreibung
Elektromagnetisches Relais
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais mit
- einem Kernjoch, das mindestens einen ersten und einen zweiten Schenkel aufweist und auf einem der Schenkel eine Spule trägt,
- einem Anker, der an einem Lagerabschnitt des ersten Schen- kels um eine Drehachse schwenkbar gelagert ist und mit dem zweiten Schenkel einen Arbeitsluftspalt bildet, wobei der Anker auf einer Seite der Drehachse einen sich zum Arbeitsluftspalt hin erstreckenden Ankerarm und auf der anderen Seite der Drehachse einen Betätigungsarm bildet, - einer Ankerfeder, die den Anker in eine Ruheposition vorspannt,
- einer Kontaktfeder, die sich über das freie Ende des Betätigungsarms hinweg erstreckt und durch den Anker zwischen einer Ruheposition und einer Arbeitsposition umschaltbar ist und mindestens einen beweglichen Kontakt trägt, welcher in der Arbeitsposition und/oder in der Ruheposition mit mindestens einem auf einem Träger befestigten Festkontakt zusammenwirkt.
Ein derartiges Relais ist beispielsweise in der DE 34 06 832 AI beschrieben. Dort ist ein L-förmiger Anker an Endabschnitten eines Joches gelagert. Der Anker weist einen Betätigungsarm auf, der mit seinem Ende an einer Kontaktfeder angreift, um diese entgegen ihrer Vorspannung in einer Richtung zu be- tätigen. Dabei ist der Hebelarm des Betätigungsarms von der Lagerstelle des Ankers bis zum Betätigungspunkt erheblich länger als der Hebelarm des Ankerarms zwischen der Lagerachse und der Polfläche im Bereich des Arbeitsluftspaltes. Eine relativ kleine Schaltbewegung des Ankers am Arbeitsluftspalt wird daher in eine größere Kontaktbewegung umgesetzt. Beim Abfallen des Ankers kehrt die Feder aufgrund ihrer eigenen Vorspannung in die Ruhelage zurück. Durch die dortige Über- setzung der Ankerbewegung erhält man relativ kleine Kräfte an den Kontakten. Dies ist dort insofern unproblematisch, als das bekannte Relais aufgrund des übrigen Aufbaus offensichtlich für Schwachstromanwendungen bestimmt ist.
Bei Relais zum Schalten höherer Ströme, beispielsweise in Kraftfahrzeuganwendungen, sind in der Regel größere Kräfte beim Schließen und auch beim öffnen der Kontakte erforderlich, um beispielsweise verklebte oder verschweißte Kontakte aufzureißen. Das Problem von ikroverschweißungen und Verhakungen an den Kontakten tritt besonders dann auf, wenn ein Magnetsystem eingesetzt wird, bei dem zur Verminderung des Schaltgeräusches der Ankeranzug vergleichsweise langsam erfolgt. Insbesondere für solche Anwendungen ist es wichtig, daß die Kontaktfedern gerade beim Öffnen mit einer genügend hohen Kraft beaufschlagt werden.
Ziel der Erfindung ist es, ein Relais der eingangs genannten Art so zu gestalten, daß insbesondere beim Öffnen von Kontak- ten relativ hohe Kräfte auf die Kontaktfeder einwirken. Dabei soll dieses Relais durch einen variablen Aufbau sowohl als Leiterplattenrelais als auch als Relais mit Flachsteckern mit verschiedenen Kontaktvarianten für verschiedene Spannungen einsetzbar sein.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel bei einem Relais der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Kontaktfeder bei Bewegung des Ankers mindestens in einer Schaltrichtung mit einem Aufreißabschnitt des Betätigungsarmes in Eingriff gelangt, welcher einen geringeren Abstand zur Drehachse aufweist als das den Arbeitsluftspalt bildende Ende des Ankerarms .
Durch die erfindungsgemäße Konstruktion wird also die Anker- bewegung an der Ankerpolfläche über den Betätigungsarm untersetzt, so daß die dynamische Energie des Ankers über einen kurzen Hebelarm genutzt werden kann, um verschweißte Kontakte aufzureißen. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausgestaltung, bei der der Eingriff des Betätigungsarms mit einem vorgegebenen Spiel versehen ist. In diesem Fall greift der Betätigungsarm erst dann an der Kontaktfeder an, wenn der Anker bereits einen gewissen Weg zurückgelegt und eine entsprechende Geschwindigkeit erreicht hat. Er greift dann ruckartig an der Kontaktfeder an und kann Verschweißungen auf diese Weise besonders gut aufreißen.
Besonders vorteilhaft läßt sich die Erfindung bei einer Konstruktion einsetzen, bei der das Kernjoch annähernd U-förmige Gestalt und der Anker annähernd L-förmige Gestalt besitzen, wobei der Anker einen Ankerpolabschnitt und das Kernjoch einen Jochpolabschnitt aufweisen, die einander unter Bildung des Arbeitsluftspaltes derart überlappen, daß ihre Polflächen im abgefallenen Zustand einen spitzen Winkel bilden und im angezogenen Zustand annähernd parallel liegen. Die Polflächen bilden in diesem Fall annähernd einen rechten Winkel zu einem Radius, der von der Drehachse des Ankers zum in Bewegungs- richtung vorderen Ende der Ankerpolfläche läuft. Eine solche Gestaltung des Magnetsystems vermeidet den Aufschlag des Ankers auf die Jochpolfläche und das damit verbundene Schaltgeräusch. Außerdem wird bei diesem System ein wesentlich größerer Schaltwinkel für den Anker erzielt als bei herkömmlichen Klappankersystemen, bei denen der Anker flach auf eine Kernpolfläche aufschlägt. Bei einem derart vergrößerten Drehwinkel des Ankers beim Schalten ergibt sich auch mit der Untersetzung über den kurzen Betätigungsarm ein genügend großer Kontakthub.
Um bei dem oben beschriebenen Magnetsystem ein Aufschlaggeräusch des Ankers auf das Kernjoch möglichst zu vermeiden, soll sich der Anker möglichst weit an den Jochpolabschnitt annähern, diesen jedoch nicht berühren. Die Endlage des An- kers wird deshalb durch eine Stoppvorrichtung festgelegt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist zu diesem Zweck der erste Schenkel des KernJoches im Bereich des Lagerabschnittes mit einer Lagerpolfläche versehen, auf der der Anker beim Anzug aufschlägt. Der Aufschlag auf diese Lagerpolfläche verursacht zwar ein geringes Schaltgeräusch, jedoch bei weitem nicht so stark wie bei einem Aufschlag des beweglichen Ankerendes auf eine entsprechende Kernpolfläche. Denn der der Drehachse benachbarte Abschnitt des Ankers bewegt sich mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit als der periphere Ankerteil. Weiterhin ist der Anker vorzugsweise mit einer oder mehreren Sicherungsnasen versehen, die an der Lagerkante anliegen und den Anker in Richtung zum Arbeitsluftspalt hin sichern.
Das kontakttragende freie Ende der Kontaktfeder ist in einer Weiterbildung mit einem Querschenkel versehen und so T-förmig verbreitert, wobei mindestens ein Arm des Querschenkels min- destens einen beweglichen Kontakt trägt. Dieser bewegliche Kontakt wirkt mit jeweils einem Festkontakt zusammen, wobei je nach Anordnung ein Öffner, ein Schließer oder ein Wechsler geschaffen wird; im letzteren Fall trägt die Kontaktfeder auf ihren beiden Oberflächen zwei gegenüberliegende bewegliche Kontakte. Weiterhin kann der Querschenkel natürlich auch auf beiden Armen je einen beweglichen Kontakt bzw. zwei gegenüberliegende bewegliche Kontakte tragen, welche dann paarweise untereinander verbunden sind und als Kontaktbrücke mit je zwei Festkontakten zusammenwirken.
Bei Gleichstrom-Bordnetzen mit höheren Spannungen als 12V besteht das Problem der Lichtbogenbildung beim Öffnen von Kontakten. Üblicherweise müssen für solche Einsätze größere Kontaktabstände gewählt werden. Bei dem vorliegenden Relais kann dieses Problem in einer Weiterbildung dadurch beherrscht werden, daß die auf beiden Oberflächen des Querschenkels der Kontaktfeder angeordneten Kontaktbrücken voneinander durch eine isolierende Zwischenschicht elektrisch getrennt werden. Auf diese Weise wird ein Lichtbogen auch mit geringerem Kon- takthub zum Erlöschen gebracht. Als Träger für die Festkontakte ist vorzugsweise. ein Fortsatz eines Spulenkörpers ausgebildet, der ansonsten die Spule und die übrigen Teile des Magnetsystems trägt. Dieser Träger bildet vorzugsweise eine zur Spulenachse und zur Ankerdrehachse parallele Bodenplatte, durch die Anschlußstifte für die Kontakte, nämlich die Festkontakte wie auch - soweit notwendig - für die Kontaktfeder senkrecht nach außen geführt sind. Diese Anschlußstifte können in die Bodenplatte, d.h. in den Spulenkörper, eingebettet oder auch eingesteckt sein. Auf diese An- schlußstifte sind die Festkontakte beispielsweise unmittelbar aufgeschweißt. An der Außenseite der Bodenplatte sind die Anschlußstifte vorzugsweise als Lötstifte ausgebildet. Um einen universellen Einsatz des Relais zu ermöglichen, kann in einer Weiterbildung außerdem vorgesehen werden, daß der Spulenkör- per mit seinen nach außen geführten Anschlußstiften auf einen mit Steckanschlüssen versehenen Sockel gesteckt wird, wobei die Anschlußstifte jeweils mit entsprechenden Steckanschlüssen verbunden, vorzugsweise verschweißt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Figur 1 ein erfindungsgemäß gestaltetes Relais mit Lötanschlüssen in perspektivischer Darstellung, Figur 2 ein Relais gemäß Figur 1 in Verbindung mit einem Stecksockel,
Figur 3 das Relais von Figur 2 in einem Längsschnitt entlang der Spulenachse, Figur 4 das Relais von Figur 2 und 3 in Seitenansicht, Figur 5 das Relais von Figur 2 mit einer geänderten Ausführung d.er Kontaktanordnung,
Figur 6 das Relais von Figur 5 in Vorderansicht, Figur 7 eine schematische Darstellung der Kontaktbeschaltung des Relais von Figur 5 und 6 mit einem Brücken- Umschaltkontakt (mit getrennten Kontaktbrücken) und
Figur 8 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Brücken-Umschaltkontaktes . Die in den Figuren 1 bis 6 dargestellten Relais weisen alle einen Grundaufbau des Magnetsystems auf. Dabei dient als Grundkörper ein Spulenkörper 1, welcher zwischen zwei Flanschen 2 und 3 eine Wicklung 4 trägt. Deren Wicklungsenden sind auf Wicklungs-Anschlußstifte 5 aufgewickelt, die jeweils in den thermoplastischen Spulenkörper, nämlich jeweils an der Peripherie der beiden Flansche 2 und 3 eingespritzt sind. Der vordere Flansch 3 ist zu einer Seitenwand 3a verlängert und bildet mit einer ebenfalls als Verlängerung angeformten Bo- denplatte 6 einen teilweise umgrenzten Kontaktraum, in welchem Anschlußstifte 7 und 8 verankert sind. Die Anschlußstifte 7 sind jeweils mit einem Festkontakt 9 versehen, der beispielsweise aufgeschweißt ist. Der Anschlußstift 8 dient im Beispiel von Figur 1 als Anschluß für eine Kontaktfeder 10, deren bewegliche Kontakte 11 und 12 über eine Litze 13 angeschlossen sind. Die nach außen durchgeführten Abschnitte der Anschlußstifte 7 und 8 dienen bei dem Beispiel von Figur 1 als Lötanschlußstifte, während die Anschlußstifte 7 sowie die Wicklungs-Anschlußstifte 5 bei dem Beispiel von Figur 2 auf einen Stecksockel 20 aufgesetzt und mit entsprechenden Flachsteckern 21 verbunden, beispielsweise verschweißt, sind. Die Litze 13 ist gemäß Figur 2 unmittelbar mit einem der Flachstecker 21 verbunden.
Der Magnetkreis des hier verwendeten leisen Relaisantriebs besteht aus einem Kern 31, einem L-förmigen Joch 32, das einen schräg nach oben abgewinkelten Jochpolabschnitt 33 aufweist, und einem annähernd L-förmigen Anker 34, der an einer Lagerkante 35 des Kerns gelagert ist und an seinem bewegli- chen Ende einen schräg abgewinkelten Ankerpolabschnitt 36 bildet, der mit dem Jochpolabschnitt 33 einen Arbeits- luftspalt 37 bildet. Aus Figur 3 ist gut zu erkennen, daß der zwischen der Drehachse, die durch die Lagerkante 35 definiert ist, und dem Ankerende im Bereich des Arbeitsluftspaltes 37 ein wesentlich längerer Ankerarm 38 gebildet ist als ein Betätigungsabschnitt 39, der als Fortsatz des Ankers über die Drehachse hinaus ausgebildet ist. Durch die unterschiedlichen co CO N) NJ P» P»
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finierten Spiel in die Ausnehmung 17 ein, so daß er entweder in einer oder in beiden Bewegungsrichtungen des Ankers erst nach einer bestimmten Winkelbewegung mit der Kontaktfeder in Eingriff kommt. Bei einem Verhaken oder Verschweißen der Kon- takte kann auf diese Weise der Anker mit seiner Dynamik beim Rückfallen oder beim Anziehen über den kurzen Hebelarm des Betätigungsarms 39 die Kontakte aufreißen.
Das die beweglichen Kontakte 11 und 12 tragende Ende der Kon- taktfeder 10 ist mit einem angeformten Querschenkel 18 T- förmig verbreitert. Die beweglichen Kontakte befinden sich entweder gemäß Figur 1 und 2 nur auf einem Arm des Querschenkels oder gemäß Figuren 5 und 6 auf beiden Armen dieses Querschenkels 18. Durch die T-Form dieses Kontaktfederendes und die Belastung auf Biegung und Torsion im langen Federbereich erfolgt bei Betätigung eine Kontakt-Rollbewegung, die das Aufreißen einer gegebenenfalls erfolgten Kontaktverhakung oder Verschweißung zusätzlich unterstützt.
Bei einem leisen Magnetsystem, wie es hier vorgesehen ist, bei dem der Anker einen gegenüber herkömmlichen Klappankersystemen etwa dreifachen Drehwinkel aufweist, wird durch die beschriebene Anordnung der beweglichen Kontakte in kurzem Abstand hinter der Lagerstelle, d.h. auf der zum eigentlichen Ankerarm 38 entgegengesetzten Seite der Lagerstelle, eine Untersetzung des Kontaktweges erreicht, diese Untersetzung verringert die Kontaktauftreffgeschwindigkeit und somit die Geräuschentwicklung der schaltenden Kontakte.
In den bereits erwähnten Figuren 5 und 6 ist die Kontaktanordnung insofern modifiziert, als anstelle eines beweglichen Kontaktpaares 11 und 12, das über eine Litze 13 einen eigenen Stromanschluß besitzt, nunmehr zwei Kontaktbrücken 51 und 52 auf beiden Oberflächen der Kontaktfeder befestigt sind, die mit jeweils zwei Festkontakten 53 und 54 sowie 55 und 56 jeweils einen Stromkreis schließen. Bei Gleichstromspannungen, die 'wesentlich höher als 12V liegen, beispielsweise 42V, müßten die Kontaktabstände gegenüber herkömmlichen Relais wesentlich erhöht werden, um Lichtbögen zuverlässig zum Erlöschen zu bringen. Durch den Einsatz von Brückenkontakten gemäß den Figuren 5 und 6 wird der Lichtbogen auf zwei Schaltstrecken verteilt, so daß wieder kleinere Kontaktabstände wie bei geringeren Spannungen eingesetzt werden können. Bei einem Wechslerrelais mit Brückenkontakten müssen jedoch die beiden Kontaktbrücken voneinander isoliert aufgebaut werden, um ein sicheres Verlöschen des Lichtbogens zu erreichen. Die beiden Kontaktbrücken 51 und 52 in den Beispielen der Figuren 3, 5 und 6 sind deshalb durch eine Isolierschicht 57 voneinander getrennt. Die Wirkung dieser getrennt aufgebauten Kontaktbrücken ist anhand der schemati- sehen Darstellung von Figur 7 im Vergleich zu Figur 8 gezeigt, wobei in letzterer die Wirkungsweise bei nicht getrennten Kontaktbrücken zu sehen ist. Würde man gemäß Figur 8 die Kontaktbrücken 51 und 52 nicht voneinander isolieren/ so entstünde beim Umschalten in Richtung des Pfeiles 59 vom Lastkreis L2 auf den Lastkreis Ll im Kontaktspalt mit dem Abstand x jeweils ein Lichtbogen 60 bzw. 61 von dem Festkontakt 54 über die Kontaktbrücke 51 zum Festkontakt 53. Dieser Lichtbogen 61 zwischen der Kontaktbrücke 51 und dem Festkontakt 53 würde auch weiterbrennen, wenn die Kontaktfeder 10 auf die Festkontakte 55 und 56 umgeschaltet hat, da dann der Lichtbogen von dem Festkontakt 56 über die Kontaktbrücke 52 und die nichtisolierte Kontaktbrücke 51 zum Festkontakt 53 weiter genährt würde.
Um diesen Effekt zu verhindern, wird in einer Weiterbildung der Erfindung gemäß Figur 7 eine Isolierschicht 57 zwischen die Kontaktbrücken 51 und 52 eingebracht, während ansonsten alle Abmessungen, auch der Kontaktabstand x, beibehalten werden. Wird nun die -Kontaktfeder 10 von den Festkontakten 53 und 54 auf die Festkontakte 55 und 56 umgeschaltet, dann wird der Lichtbogen 60 bzw. 61 an den Festkontakten 53 und 54 er- löschen, da er nicht mehr von der Gegenseite über die Kontaktbrücke 52 weiter genährt wird.
Ergänzend sei noch erwähnt, daß das Relais natürlich in herkömmlicher Weise durch eine nicht dargestellte Kappe und, soweit dies notwendig ist, durch eine Bodenplatte abgeschlossen werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Elektromagnetisches Relais mit
- einem Kernjoch (31,32), das mindestens einen- ersten (31) und einen zweiten (33) Schenkel aufweist und auf einem der Schenkel (31) eine Spule (4) trägt,
- einem Anker (38), der an einem Lagerabschnitt (35) des ersten Schenkels (31) um eine Drehachse schwenkbar gelagert ist und mit dem zweiten Schenkel (33) einen Arbeits- luftspalt (37) bildet, wobei der Anker (34) auf einer Seite der Drehachse einen sich zum Arbeitsluftspalt (37) hin erstreckenden Ankerarm (38) und auf der anderen Seite der Drehachse einen Betätigungsarm (39) bildet,
- einer Ankerfeder (14), die den Anker in eine Ruheposition vorspannt,
- einer Kontaktfeder (10) , die sich über das freie Ende des Betätigungsarms (39) hinweg erstreckt und durch den Anker
(34) zwischen einer Ruheposition und einer Arbeitsposition umschaltbar ist und mindestens einen beweglichen Kontakt (11, 12; 51, 52) trägt, welcher in der Arbeitsposition und/oder in der Ruheposition mit mindestens einen auf einem Träger (6) befestigten Festkontakt (9) zusammenwirkt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kontaktfeder (10) bei Bewegung des Ankers mindestens in einer Schaltrichtung mit einem Aufreißabschnitt (42) des Betätigungsarmes (39) in Eingriff gelangt, welcher einen geringeren Abstand zur Drehachse (35) aufweist als das den Arbeitsluftspalt (37) bildende Ende (36) des Ankerarms.
2. Relais nach Anspruch 1, d a d.u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Aufreißabschnitt (42) des Betätigungsarms (39) gegenüber der Kontaktfeder (10) ein vorgegebenes Spiel (17) aufweist, so daß er mit der Kontaktfeder (10) zumindest in einer Schaltrichtung erst nach einem vorgegebenen Schaltweg in Eingriff gelangt.
3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kontaktfeder (10) an der vom Kernjoch (31,32) abgewandten Seite des Ankerarms (38) befestigt ist und im Bereich des Betäti- gungsarms (39) eine Ausnehmung (17) aufweist, in die die Auf- reißvorrichtung in Form eines Ankerzapfens (42) mit einem definierten Spiel eingreift.
4. Relais nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kontaktfeder (10) im Bereich des Betätigungsarms (39) Z-förmig gekröpft ist, wodurch zwischen einem Befestigungsabschnitt (10a) und einem dazu annähernd parallelen Kontaktabschnitt (10b) ein dazu annähernd senkrechter Quersteg (16) gebildet ist, und daß die Ausnehmung (17) in dem Quersteg (16) ausgebildet ist.
5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Kern- joch (31,32) annähernd U-förmige Gestalt und der Anker (34) annähernd L-förmige Gestalt besitzen, daß der Anker (34) einen Ankerpolabschnitt (36) und das Kernjoch einen Jochpolabschnitt (33) aufweisen, die einander unter Bildung des Arbeitsluftspaltes (37) überlappen, wobei ihre Polflächen im abgefallenen Zustand einen spitzen Winkel bilden und im angezogenen Zustand annähernd parallel liegen.
6. Relais nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Anker (34) eine Stoppvorrichtung (40) aufweist, die beim Anzug einen Anschlag an dem Jochpolabschnitt (33) verhindert.
7. Relais nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der erste Schenkel (31) des Kernjoches eine Lagerpolfläche (40) aufweist, die als Stoppvorrichtung einen Anschlag für den Anker (34) bildet.
8. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der erste Schenkel des Kernjoches als Spulenkern (31) ausgebildet ist und eine Lagerkante (35) für den Anker bildet, die die Drehachse definiert.
9. Relais nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Spulen- kern im Bereich der Lagerkante (35) T-förmig verbreitert ist.
10. Relais nach Anspruch 8 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Anker (34) eine oder mehrere Sicherungsnasen (41) aufweist, die an der Lagerkante (35) anliegen und den Anker (34) in Richtung zum Arbeitsluftspalt (37) sichern.
11. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Kon- taktfeder (10) einstückig mit der Ankerfeder aus einer Blattfeder (14) gebildet ist, welche annähernd E-förmig geschnitten ist, wobei die Außenschenkel des E als Rückstellschenkel (15) lockenförmig gebogen und an einem feststehenden Teil des Relais, vorzugsweise an dem Kernjoch (31,32), befestigt sind, wobei der Mittelschenkel des E die Kontaktfeder (10) bildet und die die drei Schenkel (15,10) verbindende Basis (10a) auf dem Anker (34) befestigt ist.
12. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das kontakttragende freie Ende der Kontaktfeder mit einem Querschenkel (18) T-förmig verbreitert ist und mindestens auf einem Arm des Querschenkels (18) einen beweglichen Kontakt (11,12;51,52) trägt.
13. Relais nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der bewegliche Kontakt bzw. die beweglichen Kontakte (11, 12; 51, 52) wahlweise mit einem oder mehreren feststehenden Kontakten (9; 53, 54, 55, 56) zur Bildung eines Öffners, eines Schließers oder eines Wechslers zusammenwirken.
14. Relais nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Quer- Schenkel (18) zumindest auf einer seiner Oberflächen einen als Kontaktbrücke ausgebildeten, sich über beide Arme erstreckenden beweglichen Kontakt (51,52) trägt, der jeweils mit zwei Festkontakten (53, 54; 55, 56) zusammenwirkt.
15. Relais nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf den Armen des Querschenkels beiderseits je zwei bewegliche Kontakte in Form einer zusammenhängenden Kontaktbrücke (51,52) angeordnet sind, die mit zwei entsprechenden Paaren von Festkon- takten (53, 54; 55, 56) zusammenwirken.
16. Relais nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die beiden Kontaktbrücken (51, 52) durch eine Isolierschicht (57) elek- trisch voneinander getrennt sind.
17. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Träger (6) für den Festkontakt bzw. die Festkontakte (9;53, 54, 55, 56) als Fortsatz eines die Spule und das Kernjoch tragenden Spulenkörpers (1) ausgebildet ist.
18. Relais nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Träger eine zur Spulenachse und zur Ankerdrehachse parallele Bodenplatte (6) bildet, durch die Anschlußstifte (8) für die Kon- takte (9, 11, 12; 53, 54, 55, 56) senkrecht nach außen geführt sind.
19. Relais nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß es mit den nach außen geführten Anschlußstiften (8) auf einen mit Steckanschlüssen versehenen Sockel (20) gesteckt ist und daß die Anschlußstifte (8) jeweils mit entsprechenden Steckanschlüssen (21) verbunden sind.
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