EP2704174B1 - Relais mit modifizierter Kraft-Weg-Kennlinie - Google Patents

Relais mit modifizierter Kraft-Weg-Kennlinie Download PDF

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EP2704174B1
EP2704174B1 EP13003538.9A EP13003538A EP2704174B1 EP 2704174 B1 EP2704174 B1 EP 2704174B1 EP 13003538 A EP13003538 A EP 13003538A EP 2704174 B1 EP2704174 B1 EP 2704174B1
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EP
European Patent Office
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actuator
cams
actuating
force application
application point
Prior art date
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EP13003538.9A
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Josef Kellner
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Hengstler GmbH
Original Assignee
Hengstler GmbH
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Publication date
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Publication of EP2704174A1 publication Critical patent/EP2704174A1/de
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    • H01H2001/265—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with resilient mounting with spring blade support having special features for supporting, locating or pre-stressing the contact blade springs

Definitions

  • the invention relates to a relay with modified force-displacement characteristic according to the preamble of claim 1.
  • a relay is, for example, with the subject of EP 1 121 700 B2 known.
  • This relay discloses an adaptation of the force-displacement characteristic to the drive characteristic such that the actuator operates in two different levels of actuation, that is, the actuator for the normally closed contacts is in a different horizontal plane than the actuator for the normally open contacts.
  • the normally closed contact opens first, before the normally-closed contact closes. This means that the required by the actuation of the closer power must be applied wegverzögert from the drive.
  • This achieves a modification of the force-displacement characteristic of the contact set. This results in the advantage that the drive characteristic and the contact set characteristic are adapted to each other.
  • the contact set characteristic curve intersects with the drive characteristic of the magnet system, because in this way an unstable actuation path is provided and a smooth, jerk-free and continuous actuation of the contact set is no longer guaranteed.
  • the cited document solves this problem of modifying or modeling the contact set characteristic compared to a constant constant drive characteristic in that the actuator acts on the contact set in two different levels.
  • the contact application points of the actuator are assigned to the associated contacts and remain fixed during the actuation path in a fixed, unchangeable distance from each other.
  • the gear ratio is fixed.
  • the distance of the clamping point of the respective spring to the plane of actuation of this spring A change in the levels of the force application points during the operation does not take place.
  • the height difference of the two levels of actuation which mentioned document EP1 121 700 B2 defined does not change.
  • Characteristic of the EP1 121 700 B2 is that the actuation of the normally closed contacts and the normally open contacts is assigned in each case only a single actuation plane of the actuator, so that the respective actuation level, a contact (opener or closer) is assigned.
  • the one distance between the operating plane 1 and the clamping point of the spring is associated with the closer, and the other distance between the operating plane 2 and the clamping point of the spring is associated with the opener.
  • the invention is characterized by the technical teaching of claim 1.
  • a feature of the invention is that during the stroke of the actuator, a transition of the actuation of the active contact springs from a first operating level to a second operating level takes place. Due to the design of the surface between the two levels of actuation of the actuator, the discontinuous (sudden) transition from the level 1 to the level 2 can be fixed.
  • each of the active springs associated cams of the actuator each have an actuating surface in the direction of actuation of Actuator not only form an angle to the direction of movement of the actuator, but are additionally provided with a curvature.
  • the cams forming the actuating surfaces of the actuator occupy an angle to the vertical, provided that it is assumed that the actuator operates in a horizontal direction.
  • the size of the angle of the actuating surface in the direction of the vertical decides on the waypoint of the transition from the upper force application point to the lower force application point.
  • this angularly inclined actuating surface is formed straight in itself.
  • this actuating surface is convex. This means that the contact set characteristic caused thereby is not formed from continuously continuing straight curved branches - as in a straight actuating surface - but that such a contact set characteristic additionally has rounded curve branches.
  • FIGS. 1 to 4 In general, an electromagnetically actuated relay is shown, wherein the individual contacts may be present in pairs or individually.
  • FIG. 2 For example, there is a normally open contact 22, a further normally open contact 23 and a normally closed contact 24, which are all actuated jointly by an actuator 7.
  • the actuator 7 is moved in the direction of arrow 5 in its working position and withdrawn by acting on its rear end spring 3 in the direction of arrow 6 in its rest position.
  • the drive of the actuator 7 is effected by an armature 2 which is pivotally received in a pivot bearing 4 in the region of a contact set carrier 1.
  • the armature 2 is driven by a drive coil 21 in the direction of arrow 5.
  • the actuator 7 consists of a flat insulating material and forms cams lying behind one another, 8, 10, 12, 14, wherein between the cams in each case a slot 9, 11, 13 is arranged.
  • the active contact spring 15 is arranged, which rests under its residual stress on the associated passive contact spring 18 and forms the NC contact 24 in the rest position.
  • the active contact spring 16 forms a normally open contact 23 with the passive contact spring 19, the displacement of the active contact spring 16 by the cam 12 and an actuating surface 26 to be described later.
  • the make contact 22 is formed by the active contact spring 17, which is arranged in the rest position shown at a distance from the passive contact spring 20.
  • the FIG. 3 shows a middle position of the movement of the actuator 7 in the direction of arrow 5, while the FIG. 4 represents the completely closed working position of the relay.
  • FIG. 5 shows accordingly an actuator according to the invention, the obliquely inclined to the vertical actuating surfaces 26 shows.
  • the actuating surfaces 26 are formed at the active contact springs 15-17 actuating cam 8, 10, 12 inclined equal. They may also have a different inclination or shape.
  • FIG. 7 shows that instead of a convex actuating surface 26 'a concave actuating surface 26 "can be used, which means that the surfaces 26" do not come into engagement with the respective spring, but that only the intervention at the upper force application point 25 immediately with the Displacement of the actuator 7 in the direction of arrow 5 jumps to the attack on the lower force application point 27, without there being a transition here.
  • FIG. 8 shows the advantages of the invention over the prior art.
  • FIG. 8 shows FIG. 8 in that it belongs to the state of the art that discontinuously extending curve branches 31, 29, 37 form a contact set characteristic according to the prior art. Disadvantage of such a contact set characteristic with discontinuously continuing straight curve branches, however, is that a sudden transition in the operation of the individual active contact springs 15-17 must be taken into account, which is undesirable.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Relais mit modifizierter Kraft-Weg-Kennlinie nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ein derartiges Relais ist beispielsweise mit dem Gegenstand der EP 1 121 700 B2 bekannt geworden. Dieses Relais offenbart eine Anpassung der Kraft-Weg-Kennlinie an die Antriebskennlinie dergestalt, dass der Betätiger in zwei verschiedenen Betätigungsebenen arbeitet, das heißt, der Betätiger für die Öffnerkontakte ist in einer anderen horizontalen Ebene als vergleichsweise der Betätiger für die Schließerkontakte. Bei der Verschiebung des Betätigers öffnet der Öffner zuerst, bevor der Schließer - wegversetzt -geschlossen wird. Dies bedeutet, dass die durch die Betätigung der Schließer erforderliche Kraft wegverzögert vom Antrieb aufgebracht werden muss. Damit wird eine Modifikation der Kraft-Weg-Kennlinie des Kontaktsatzes erreicht. Damit ergibt sich der Vorteil, dass die Antriebskennlinie und die Kontaktsatzkennlinie aneinander angepasst werden.
  • Aus der genannten Druckschrift ergibt sich, dass sich im Ruhezustand der Betätiger beispielsweise an einem bestimmten Punkt s1 (oder rechts davon) nach Figur 7 dieser Druckschrift befindet, wobei der Punkt s1 vom Kontaktabbrand abhängig ist. Beim Anziehen des Ankers bewegt sich der Betätiger nach links, wobei die Kraft m des Magnetsystems zunächst nur langsam ansteigt. In diesem Bereich bis zu einem Punkt s2 ist aber auch die zur Überwindung der Öffnerkraft (an der aktiven Ruhekontaktfeder bzw. der an dieser angepassten Ankerfeder) notwendige Betätigungskraft aufgrund der großen Hebelübersetzung noch relativ gering.
  • Von einem Punkt s2 bis s3 ergibt sich durch die hinzu kommenden aktiven Arbeitskontaktfedern eine stärkere ansteigende Federkraft, die durch einen in diesem Bereich auch stärker ansteigende Magnetkraft m des Antriebssystems überwunden wird. Von einem Punkt s3 bis zum gegenseitigen Anschlag der Kontakte steigen sowohl die Federkraft f als auch die Magnetkraft stark an. Dies ist der Bereich des Überhubs, der sich bis zu einem Punkt s4 erstreckt. Die genannten Darstellungen beziehen sich auf die Figur 7 der EP 1 121 700 B2 und auf die Figur 8 der vorliegenden Erfindung, in der die Figur 7 der genannten Druckschrift als Stand der Technik eingezeichnet wurde.
  • Gegenstand dieser Druckschrift ist demgemäß, dass die Kraft-Weg-Kennlinie oder - wie nachfolgend in der folgenden Beschreibung besser als Kontaktsatz-Kennlinie bezeichnet - an den nicht konstanten Arbeitsweg (Antriebskennlinie) des Magnetsystems angepasst werden soll.
  • Es soll vor allem vermieden werden, dass sich die Kontaktsatz-Kennlinie mit der Antriebskennlinie des Magnetsystems schneidet, weil hierdurch ein instabiler Betätigungsweg gegeben ist und ein zügiges, ruckfreies und durchgehendes Betätigen des Kontaktsatzes nicht mehr gewährleistet ist.
  • Die genannte Druckschrift löst dieses Problem der Modifizierung oder der Modellierung der Kontaktsatz-Kennlinie im Vergleich zu einer konstant gleichbleibenden Antriebskennlinie dadurch, dass der Betätiger in zwei verschiedenen Ebenen auf den Kontaktsatz einwirkt.
  • Bei dieser Druckschrift sind die Kontaktangriffspunkte des Betätigers an den zugeordneten Kontakten fest zugeordnet und bleiben während des Betätigungsweges in einem festgelegten, nicht veränderbaren Abstand zueinander. Somit ist das Übersetzungsverhältnis fest. Hiermit der Abstand des Einspannpunktes der jeweiligen Feder zur Ebene der Betätigung dieser Feder gemeint. Ein Wechsel der Ebenen der Kraftangriffspunkte während der Betätigung findet nicht statt. Der Höhenunterschied der beiden Betätigungsebenen, welche die genannte Druckschrift EP1 121 700 B2 definiert ändert sich nicht.
  • Kennzeichnend für die EP1 121 700 B2 ist, dass der Betätigung der Öffnerkontakte und der Schließerkontakte jeweils nur eine einzige Betätigungsebene des Betätigers zugeordnet ist, sodass der jeweiligen Betätigungsebene eine Kontaktart (Öffner oder Schließer) zugewiesen ist. Der eine Abstand zwischen der Betätigungsebene 1 und dem Einspannpunkt der Feder ist dem Schließer zugeordnet, und der andere Abstand zwischen der Betätigungsebene 2 und dem Einspannpunkt der Feder ist dem Öffner zugeordnet.
  • In den beiden Druckschriften DE 20 2004 011 488 U1 und EP 1 681 699 A1 ist ein elektromechanisches Relais nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrieben, bei dem allerdings nicht während der Verschiebung des Betätigers eine Verlagerung des Kraftangriffspunktes in Richtung der Längserstreckung der betätigten Kontaktfeder stattfindet. Demzufolge ist es nicht möglich, die Kraft-Weg-Kennlinie der Kontaktfeder an den nicht konstanten Arbeitsweg (Antriebskennlinie) des Magnetsystems anzupassen.
    Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Relais mit modifizierter Kraft-Weg-Kennlinie der eingangs genannten Art so weiterzubilden, dass eine bessere und auch veränderbare Anpassung der Kontaktsatz-Kennlinie an eine Antriebskennlinie eines Antriebssystems eines Relais möglich ist.
  • Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
  • Merkmal der Erfindung ist, dass während des Hubes des Betätigers ein Übergang der Betätigung der aktiven Kontaktfedern von einer ersten Betätigungsebene auf eine zweite Betätigungsebene erfolgt. Durch die Ausgestaltung der Fläche zwischen den beiden Betätigungsebenen des Betätigers kann der unstetige (schlagartige) Übergang von der Ebene 1 in die Ebene 2 verstetigt werden.
  • Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich zusätzlich der Vorteil, dass ein stetiger Übergang von der einen Betätigungsebene zur anderen Betätigungsebene erreicht werden kann, weil erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die jeweils den aktiven Federn zugeordneten Nocken des Betätigers jeweils eine Betätigungsfläche aufweisen, die in Betätigungsrichtung des Betätigers nicht nur einen Winkel zur Bewegungsrichtung des Betätigers ausbilden, sondern zusätzlich mit einer Krümmung versehen sind.
  • Damit wird erreicht, dass der Betätiger mit einer schräg zum Angriffspunkt an der zu betätigenden Feder anliegenden Betätigungsfläche an der zu betätigenden Kontaktfeder anliegt, sodass mit fortschreitendem Betätigungsweg des Betätigers zunächst die zu betätigende Feder an ihrem oberen Ende (Ebene 1) - weit entfernt von ihrem Einspannungspunkt - erfasst und betätigt wird, und dass während dieses Betätigungsweges der Kraftangriffspunkt aufgrund der geneigt ausgebildeten Betätigungsfläche nach unten - in Richtung auf die Einspannstelle der Feder (Ebene 2) - wandert.
  • Mit zunehmender Auslenkung der betätigten Feder greift der Betätiger mit seiner geneigt ausgebildeten Nocke nunmehr weiter unten an der zu betätigenden Feder an. Es wird also der Kraftangriffspunkt bei der Bewegung des Betätigers und beim Angriff an die zu betätigende aktive Feder von einem oberen Punkt (Ebene 1) zu einem unteren Punkt (Ebene 2) verschoben, wobei diese Verschiebung des Kraftangriffspunktes bevorzugt stetig erfolgt.
  • Der Übergang von der Ebene 1 zur Ebene 2 kann, je nach Ausgestaltung der Flächen an den Nocken zwischen den beiden Betätigungsebenen, schlagartig (unstetig) oder verstetigt erfolgen.
  • Es kommt bei einer gekrümmten Fläche am jeweiligen Nocken nicht zu einem schlagartigen Wechsel von einem oberen zu einem unteren Kraftangriffspunkt an der aktiven Feder, sondern die Kraftangriffspunkte wandern während der Bewegung des Betätigers annähernd stetig von einem oberen Kraftangriffspunkt (Ebene 1) in Richtung auf einen unteren Kraftangriffspunkt (Ebene 2) an der Kontaktfeder entlang.
  • Der Begriff "annähernd stetig" bedeutet, dass die Längsbewegung der Betätigungsfläche am Betätiger (möglichst) unterbrechungsfrei entlang der Längserstreckung der Kontaktfeder erfolgt. Beim Stand der Technik ist ein solcher Übergang von der einen auf die andere Betätigungsebene entlang der Längserstreckung der Kontaktfeder nicht gegeben. Der Stand der Technik wechselt nicht die Betätigungsebene.
  • Damit entsteht der Vorteil gegenüber der EP1 121 700 B2 , dass keine abgehackte Kontaktsatz-Kennlinie erzeugt wird, sondern es wird eine stetige Kontaktsatz-Kennlinie erreicht, die in einer ersten Ausführungsform aus stetig sich fortsetzenden, relativ geraden Kurvenästen ausgebildet sein kann, und in einer zweiten Ausführungsform aus Kurvenästen, die annähernd gebogen sind, um einen noch besseren abgerundeten Ablauf der Kontaktsatz-Kennlinie zu ermöglichen.
  • Alle vorstehenden Definitionen gelten für das in Figur 8 dargestellte Ausführungsbeispiel, in der die Antriebskennlinie und eine Kontaktsatz-Kennlinie nach dem Stand der Technik einer erfindungsgemäßen Kontaktsatz-Kennlinie gegenübergestellt sind.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die die Betätigungsflächen ausbildenden Nocken des Betätigers einen Winkel zur Vertikalen einnehmen, unter der Voraussetzung, dass angenommen wird, dass der Betätiger in einer horizontalen Richtung arbeitet.
  • Die Größe des Winkels der Betätigungsfläche in Richtung zur Vertikalen entscheidet über den Wegpunkt des Übergangs von dem oberen Kraftangriffspunkt auf den unteren Kraftangriffspunkt.
  • In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass diese im Winkel geneigte Betätigungsfläche in sich gerade ausgebildet ist.
  • In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass diese Betätigungsfläche konvex ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass die hierdurch bewirkte Kontaktsatz-Kennlinie sich nicht aus stetig fortsetzenden geraden Kurvenästen gebildet ist - wie bei einer geraden Betätigungsfläche -, sondern dass eine solche Kontaktsatz-Kennlinie zusätzlich abgerundete Kurvenäste aufweist.
  • Durch die Erreichung von abgerundeten Kontaktsatz-Kennlinien-Kurvenästen wird noch ein stetigerer Übergang vom einen Zustand der Kontaktfedern in den anderen Zustand erreicht, ohne dass die Gefahr besteht, dass instabile Schaltzustände im Zwischenweg zwischen diesen beiden Kontaktzuständen möglich sein könnten.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehrere Ausführungswege darstellenden Zeichnungen näher erläutert.
    Es zeigen:
    • Figur 1: schematisierter Schnitt durch ein Relais nach der Erfindung im Ruhezustand
    • Figur 2: das Relais nach Figur 1 in Ruhestellung mit Darstellung weiterer Einzelheiten
    • Figur 3: das Relais nach Figur 1 und 2 in einer Mittelstellung
    • Figur 4: das Relais nach Figur 1 bis 3 in der Arbeitsstellung
    • Figur 5: das Relais nach Figur 1 in der Ruhestellung unter Weglassung der Kontaktfedern
    • Figur 6: eine vergrößerte Ansicht einer Betätigungsfläche an dem Betätiger in zwei verschiedenen Ausführungsformen
    • Figur 7: eine dritte Ausgestaltung der Ausbildung der Betätigungsfläche an einem Betätiger
    • Figur 8: die Kraft-Weg-Kennlinie eines Antriebssystems nach dem Stand der Technik in Gegenüberstellung zu einer Kontaktsatz-Kennlinie nach der Erfindung
  • In den Figuren 1 bis 4 ist allgemein ein elektromagnetisch betätigtes Relais dargestellt, wobei die einzelnen Kontakte paarweise vorhanden sein können oder auch einzeln. Gemäß Figur 2 ist beispielsweise ein Schließerkontakt 22, ein weiterer Schließerkontakt 23 und ein Öffnerkontakt 24 vorhanden, die alle gemeinsam von einem Betätiger 7 betätigt werden. Der Betätiger 7 wird in Pfeilrichtung 5 in seiner Arbeitsstellung verschoben und durch eine an seinem hinteren Ende angreifende Feder 3 in Pfeilrichtung 6 in seine Ruhestellung zurückgezogen.
  • Der Antrieb des Betätigers 7 erfolgt durch einen Anker 2, der in einem Schwenklager 4 im Bereich eines Kontaktsatzträgers 1 schwenkbar aufgenommen ist. Der Anker 2 wird von einer Antriebsspule 21 in Pfeilrichtung 5 angetrieben.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel besteht der Betätiger 7 aus einem flachen Isoliermaterial und bildet hintereinander liegende Nocken 8, 10, 12, 14 aus, wobei zwischen den Nocken jeweils ein Schlitz 9, 11, 13 angeordnet ist.
  • Im Schlitz 9 vor der Nocke 8 ist die aktive Kontaktfeder 15 angeordnet, die unter ihrer Eigenspannung an der zugeordneten passiven Kontaktfeder 18 anliegt und in der Ruhestellung den Öffnerkontakt 24 bildet.
  • Umgekehrt bildet die aktive Kontaktfeder 16 einen Schließerkontakt 23 mit der passiven Kontaktfeder 19, wobei die Verschiebung der aktiven Kontaktfeder 16 durch die Nocke 12 und eine später noch zu beschreibende Betätigungsfläche 26 erfolgt.
  • Schließlich wird der Schließerkontakt 22 durch die aktive Kontaktfeder 17 gebildet, die in der gezeigten Ruhestellung im Abstand zur passiven Kontaktfeder 20 angeordnet ist. Die Figur 3 zeigt eine Mittelstellung der Bewegung des Betätigers 7 in Pfeilrichtung 5, während die Figur 4 die komplett geschlossene Arbeitsstellung des Relais darstellt.
  • Aus dem Vergleich der Figur 3 mit der Figur 1 und 2 wird deutlich, dass aufgrund der geneigt ausgebildeten Betätigungsfläche 26 an den Nocken 8, 10, 12, 14 zunächst ein oberer Kraftangriffspunkt 25 des Betätigers definiert wird, der am oberen freien Ende der jeweiligen aktiven Kontaktfeder 15, 16, 17 angreift.
  • Mit zunehmender Verschiebung des Betätigers 7 in Pfeilrichtung 5 wird die Arbeitsstellung nach Figur 4 erreicht, und es ist erkennbar, dass sich der Kraftangriffspunkt 25 nach unten in den Kraftangriffspunkt 27 verschoben hat.
  • Erfindungsgemäß ist damit gezeigt, dass durch eine schräg zur Vertikalen 35 gerichteten Betätigungsfläche 26 des Betätigers, die mit der Vertikalen 35 einen Winkel 36 einnimmt (siehe Figur 6), eine Verschiebung des Kraftangriffspunktes 25 zu dem vertikal darunterliegenden Kraftangriffspunkt 27 entlang der Kontaktfeder erfolgt.
  • Bei der Betätigung der Kontaktfeder im oberen Kraftangriffspunkt 25 ist eine relativ geringe Betätigungskraft des Antriebssystems erforderlich, während bei der Betätigung der jeweiligen Kontaktfeder 15-17 die in Richtung zur Einspannstelle wandernden Kraftangriffspunkte 27 eine höhere Betätigungskraft des Antriebssystems erforderlich machen.
  • Die Figur 5 zeigt demgemäß einen erfindungsgemäßen Betätiger, der schräg zur Vertikalen geneigte Betätigungsflächen 26 zeigt. Es ist im Übrigen nicht lösungsnotwendig, dass die Betätigungsflächen 26 an den die aktiven Kontaktfedern 15-17 betätigenden Nocken 8, 10, 12 gleich geneigt ausgebildet sind. Sie können auch eine unterschiedliche Neigung oder Formgebung aufweisen.
  • Im Ausführungsbeispiel nach Figur 6 ist dargestellt, dass statt einer gerade ausgebildeten und im Winkel 36 zur Vertikalen 35 geneigten Betätigungsfläche 26 auch eine bombierte Betätigungsfläche 26' verwendet werden kann, die beispielsweise konvex ausgebildet ist.
  • Durch die Verwendung einer derartig konvex ausgebildeten Betätigungsfläche 26' werden abgerundete Kurvenäste im Kraft-Weg-Diagramm nach Figur 8 erreicht, wie nachfolgend erläutert wird.
  • Die Figur 7 zeigt, dass auch statt einer konvex ausgebildeten Betätigungsfläche 26' eine konkav ausgebildete Betätigungsfläche 26" verwendet werden kann, was bedeutet, dass die Flächen 26" nicht in Eingriff mit der jeweiligen Feder kommen, sondern dass nur der Eingriff am oberen Kraftangriffspunkt 25 sofort mit der Verschiebung des Betätigers 7 in Pfeilrichtung 5 auf den Angriff an den unteren Kraftangriffspunkt 27 springt, ohne dass es hierbei einen Übergang gibt.
  • Die Figur 8 zeigt die Vorteile der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik.
  • Es ist ein Kraft-Weg-Diagramm eingezeichnet, wobei die eingezeichneten Zahlenwerte nur beispielhaft zu verstehen sind. Sie sind in keiner Weise beschränkend für die vorliegende Erfindung.
  • Wesentlich ist, dass bei einem Relais mit einem Spulenantriebssystem stets eine etwa gebogene Antriebskennlinie 28 erreicht wird, die mit dem Buchstaben f bezeichnet ist und die zum Stand der Technik gehört.
  • Ferner zeigt die Figur 8, dass es zum Stand der Technik gehört, dass unstetig sich fortsetzende Kurvenäste 31, 29, 37 eine Kontaktsatz-Kennlinie nach dem Stand der Technik bilden. Nachteil bei einer solchen Kontaktsatz-Kennlinie mit unstetig sich fortsetzenden geraden Kurvenästen ist jedoch, dass ein sprunghafter Übergang bei der Betätigung der einzelnen aktiven Kontaktfedern 15-17 in Kauf genommen werden muss, was unerwünscht ist.
  • Hier setzt die Erfindung ein, die aufgrund der speziell ausgebildeten Betätigungsfläche 26 an den Nocken 8, 10, 12 des Betätigers 7 stattdessen sich stetig fortsetzende Kurvenäste vorschlägt.
  • Bei der anfänglichen Betätigung des Betätigers 7 ergibt sich der zum Stand der Technik gehörende Kurvenast 31. Hier beginnt die Betätigung der aktiven Kontaktfeder 15-17 am oberen Kraftangriffspunkt 25 beim Punkt s4. Hierdurch wird ein gerader oder leicht geneigter Kurvenast 32 erzielt, der insgesamt als Kontaktsatz-Kennlinie 30 nach der Erfindung bezeichnet wird.
  • Kennzeichnend ist, dass zwischen den Punkten s5 und s6 nun ein gerader oder - bei konvexer Betätigungsfläche - ein gebogener Kurvenast 32 erreicht wird, der einen wesentlich größeren Abstand von der vorhandenen Antriebskennlinie 28 aufweist und hierdurch eine stabile Umschaltung der Kontaktfedern gewährleistet.
  • Im Punkt s6 wird der obere Kraftangriffspunkt 27 wirksam, und mit fortschreitender Bewegung entlang der Kontaktsatz-Kennlinie 30 wird dann im Punkt s6 in dem steileren Kurvenast 33 verzweigt.
  • Aus der Gegenüberstellung der Kontaktsatz-Kennlinie 29, die zum Stand der Technik gehört, im Vergleich zu der Kontaktsatz-Kennlinie 30, die zur Erfindung gehört, wird erkennbar, dass mit wesentlich geringerem Aufwand, nämlich lediglich durch Veränderung der Betätigungsflächen an den Nocken 8, 10, 12 des Betätigers 7 eine einfache Modulation oder Beeinflussung der Kontaktsatz-Kennlinie erreichbar ist. Dies war mit dem Stand der Technik bisher nicht möglich.
    • Zeichnungslegende
    • 1
    Kontaktsatz-Träger
    2
    Anker
    3
    Feder
    4
    Schwenklager
    5
    Pfeilrichtung
    6
    Pfeilrichtung
    7
    Betätiger
    8
    Nocke
    9
    Schlitz
    10
    Nocke
    11
    Schlitz
    12
    Nocke
    13
    Schlitz
    14
    Nocke
    15
    aktive Kontaktfeder
    16
    aktive Kontaktfeder
    17
    aktive Kontaktfeder
    18
    passive Kontaktfeder
    19
    passive Kontaktfeder
    20
    passive Kontaktfeder
    21
    Antriebsspule
    22
    Schließerkontakt
    23
    Schließerkontakt
    24
    Öffnerkontakt
    25
    Kraftangriffspunkt (obere)
    26
    Betätigungsfläche (Nocke 10, 12, 14)
    27
    Kraftangriffspunkt (untere)
    28
    Antriebskennlinie
    29
    Kontaktsatz-Kennlinie (St. d. T.)
    30
    Kontaktsatz-Kennlinie (Erfindung)
    31
    Kurvenast (von 30)
    32
    Kurvenast
    33
    Kurvenast
    34
    Pfeilrichtung
    35
    Vertikale
    36
    Winkel
    37
    Kurvenast

Claims (8)

  1. Elektromagnetisches Relais bestehend aus mindestens einem Kontaktsatzträger (1), in dem eine Anzahl von Kontaktfedern (15, 16, 17, 18, 19, 20) fußseitig eingespannt sind und jeweils paarweise Schließer- und Öffnerkontakte (22, 23, 24) bilden,
    - wobei an den jeweils aktiven Kontaktfedern (15, 16, 17) mindestens ein Betätiger (7) angreift, der von einem Magnetsystem (2, 3, 4) in Richtung seiner Längserstreckung verschiebbar angetrieben ist,
    - wobei der Betätiger (7) hintereinander liegende Nocken (8, 10, 12, 14) ausbildet,
    - wobei zwischen den Nocken (8, 10, 12, 14) jeweils ein Schlitz (9, 11, 13) angeordnet ist,
    - wobei die aktiven Kontaktfedern (15, 16, 17) angeordnet sind,
    - wobei die Nocken (8, 10, 12, 14) ausgebildete Betätigungsflächen (26, 26', 26") zum Angriff an der jeweils zu betätigenden aktiven Kontaktfeder (15, 16, 17) aufweisen, die mit einem Winkel (36) schräg zur Vertikalen (35) des Betätigers (7) geneigt sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsflächen (26, 26', 26") einen oberen Kraftangriffspunkt (25) an den Nocken (8, 10, 12, 14) definieren, der am oberen freien Ende der jeweiligen aktiven Kontaktfeder (15, 16, 17) bei einer anfänglichen Betätigung des Betätigers (7) angreift,
    und dass während der Verschiebung des Betätigers (7) in seiner Arbeitsstellung an den aktiven Kontaktfedern (15, 16, 17) eine Verschiebung des oberen Kraftangriffspunktes (25) zu einem vertikal in Richtung zur Einspannstelle der Kontaktfeder (15, 16, 17) darunterliegenden unteren Kraftangriffspunkt (27) entlang der Kontaktfeder (15, 16, 17) erfolgt.
  2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung von dem ersten Kraftangriffspunkt (25) auf den zweiten Kraftangriffspunkt (27) durch die Betätigungsflächen (26, 26', 26") an den Nocken (8, 10, 12, 14) des Betätigers (7) schlagartig oder verstetigt erfolgt.
  3. Relais nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen Betätigungsflächen (26) des Betätigers (7) als Nocken (8, 10, 12, 14) ausgebildet sind.
  4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils im Winkel geneigte Betätigungsfläche (26) des Betätigers (7) in sich gerade ausgebildet ist.
  5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass einige oder alle der im Winkel geneigten Betätigungsflächen (26') des Betätigers (7) konvex ausgebildet sind.
  6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass einige oder alle der im Winkel geneigten Betätigungsflächen (26") des Betätigers (7) konkav ausgebildet sind.
  7. Relais nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass einige oder alle Betätigungsflächen (26) an den die aktiven Kontaktfedern (15-17) betätigenden Nocken (8, 10, 12, 14) des Betätigers (7) gleich geneigt ausgebildet sind
  8. Relais nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass einige oder alle Betätigungsflächen (26) an den die aktiven Kontaktfedern (15-17) betätigenden Nocken (8, 10, 12, 14) des Betätigers (7) ungleich geneigt ausgebildet sind.
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