WO2000024019A1 - Sicherheitsrelais - Google Patents

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WO2000024019A1
WO2000024019A1 PCT/EP1999/007278 EP9907278W WO0024019A1 WO 2000024019 A1 WO2000024019 A1 WO 2000024019A1 EP 9907278 W EP9907278 W EP 9907278W WO 0024019 A1 WO0024019 A1 WO 0024019A1
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active
contact
contact springs
springs
base body
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PCT/EP1999/007278
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French (fr)
Inventor
Leopold Mader
Rudolf Mikl
Original Assignee
Eh-Schrack Components Ag
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Priority to US09/807,689 priority patent/US6906604B1/en
Priority to EP99947445A priority patent/EP1121700B2/de
Priority to DE59901764T priority patent/DE59901764D1/de
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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 that defines a base plane, a magnet system arranged on the base body with a coil, core and armature, with at least one make contact spring pair and at least one break contact spring pair, each contact spring pair comprising an active and a passive contact spring and wherein each contact spring is mounted perpendicular to the base plane in the base body and carries a contact piece at its end remote from the base body, and with an actuating slide that is movable parallel to the base plane and on each movable contact spring in the vicinity of the Contact piece attacks.
  • Such a relay with positively driven contacts is known from DE 195 40 739 AI.
  • the individual contact springs are arranged insulated from one another, special design measures being taken to prevent short circuits in the event that contact pieces detach from the contact springs.
  • the active contact springs below the contact pieces are guided and actuated in laterally open slots in a slide.
  • laterally open actuating sections change the stability of the slide, so that such slides tend to warp during manufacture and do not retain the optimum shape accuracy even during operation.
  • Another problem with such relay designs is that the force to open the opening springs must be overcome at the start of the armature pull-up movement, while the force to close the normally-open contacts occurs towards the end of the armature pull-up movement.
  • the aim of the present invention is to construct a relay of the type mentioned in the introduction in such a way that the spring characteristic can be better adapted to the characteristic of the magnet system.
  • this aim is achieved in that the slide acts on the active normally closed contact springs with a different spacing with respect to the fastening in the base body than on the active normally open contact springs.
  • the inventive design of a slide with different points of attack on the normally closed contact springs or the normally open contact springs with regard to their clamping in the base body means that the normally closed contacts are opened with as little force and long travel as possible, while the normally open contacts are closed with a short lever arm in a short way .
  • the force to be applied to open the normally closed contacts is adapted to the lower force of the magnet system at the beginning of the tightening movement, while the high magnetic force at the end of the tightening movement of the armature is sufficient, the normally open contacts are short, ie with a small lever arm. to operate.
  • the result is an overall more precise adaptation of the spring characteristic to the magnet system characteristic, so that the magnet system itself is dimensioned relatively small.
  • all active contact springs are identical, so that neither the active break contact springs nor the active make contact springs are biased in the direction of the associated passive contact springs.
  • the normally closed contact springs are then loaded by an armature spring actuated, are operated while the normally open contact spring by the Magnetsy ⁇ stem.
  • FIG. 1 shows a relay designed according to the invention in an exploded view
  • FIG. 2 shows the relay from FIG. 1 in the assembled state, with a partially cut-out slide and without a cap, in a perspective view
  • FIG. 3 shows the relay from FIG. 2 in a rotated perspective view
  • Figure 4 shows the relay of Figure 1 to 3 in side view, partially in longitudinal section, Figure 5 and 6, the slide of the relay of Figure 1 to 4 in two perspective views
  • Figure 7 is a diagram showing the basic course of the force-displacement characteristics of the magnet system and the springs of the relay.
  • the relay shown in Figures 1 to 6 has a base body 1 made of insulating material, which is designed essentially flat and defines a bottom side 10 and forms a closed housing with a cap 2.
  • the base body 1 has a flat, trough-shaped recess 11 for receiving a magnet system, while the remaining part with raised side walls 12, a longitudinal intermediate wall 13 and transverse walls 14 forms two rows of contact carrier chambers 15.
  • These contact carrier chambers 15 are narrowed downward in a slot-like manner into plug-in channels 16 (see FIG. 4), in order to accommodate insertable fixed contact carriers 21 or contact spring carriers 22 from above, perpendicular to the base plane 10.
  • the fixed contact carriers 21 each form passive (or fixed) contact springs 23 with attached Festkon ⁇ contact pieces 24, while on the contact spring supports 22 each active (or movable) contact springs 25 are attached to the free ends of movable contact pieces 26.
  • the magnet system used to actuate the relay has a U-shaped core yoke 31 with a core leg 32 and a yoke leg 33.
  • a coil body 34 carries an excitation coil 35 and receives the core leg 32 in an axial through opening. Since this has a smaller width than the yoke leg 33 because of the limited coil width, an additional flux guide part 36 is inserted into the coil interior together with the core leg 32. In this way, the iron cross section within the coil is increased, as is the pole area 32a or 36a with which an armature
  • the movement of the armature 37 is transmitted via an armature extension 37a to a slide 40 and via this to the active contact springs 25. Since the contact springs are arranged on the side of the magnet system opposite the armature, the slide has a connecting section 41 which extends above the coil and which is adjoined by an actuating section 42 which is stepped downward in the direction of the floor level.
  • This actuating section forms, with a central longitudinal wall 43 and side walls 44 and transverse walls 45 and 46, frames for each individual contact spring, which these contact springs, with the exception of the first passive contact springs 24R and the respective last passive contact springs 23R and 23A2, which in the end regions of the Actuating section 42 of the slide 40 gene and therefore do not need shielding to an adjacent contact spring on either side.
  • the active and passive contact springs are provided 25 and 23 designations in Figure 4, to designate the type of contact with accessories, so 23A1, 23A2 for passive Ar ⁇ beitsKeyfedern (NO contact springs), 23R for passive rest contact springs ( ⁇ ffnertitlefedern) 25A1 and 25A2 for active normally open contact springs (normally open contact springs) and 25R for active normally closed contact springs (normally closed contact springs).
  • Slider 40 are recessed windows 47 for the active contact springs and windows 48 for the passive contact springs.
  • the respective passive contact springs 23 and active contact springs 25 protrude through these windows 46 and 47, so that the contact pieces 24 and 26 carrying ends are each above the actuating section 42 of the slide and essentially within the partition walls 43, 44, 45 and 46 are formed frames.
  • transverse walls or blocking walls 46 which each separate interacting active and passive contact springs, each have an approximately semicircular cutout 49 in adaptation to the round contour of the contact pieces.
  • a movable contact piece 26 of the active contact springs 25 is guided in this cutout 49.
  • the active contact spring itself can bear close to the locking wall 46 or a locking rib 50 protruding from the locking wall.
  • the slide forms actuating lugs 52 projecting inward from the side walls 44, which actuate the active work contact springs or the active normally closed contact springs at different heights.
  • the active contact springs are each arranged within the window 47 and guided between the respective locking rib 50 and the associated actuating nose 51 or 52 with a tight play.
  • the assembled magnetic system initially sets 1 into ⁇ into the recess 11 of the base body, wherein the armature spring 38 and 33 the basic body is attached between the yoke legs.
  • the slide 40 with its connecting section 41 is placed on the magnet system, the return legs 39 of the armature spring 38 being hooked into the openings 41a of the slide.
  • the ⁇ ker itself is mounted on the yoke leg 33 and hooked with its extension 37a into the opening 41b of the slider 40th
  • the contact springs are mounted. All contact springs are inserted through the corresponding windows 47 and 48 of the slide into the chambers 15 of the base body and fastened in the plug-in slots 16. All fixed contact carrier 21 with the passive contact springs 23 are constructed identically and straight, so that they can be inserted into the base body perpendicular to the base plane. Also all active contact springs 25 with their contact spring supports 22 are constructed identically and straight, so that they can be used independently of their function as working contact springs 25A1, 25A2 or normally closed contact springs 25R perpendicular to the base plane through the associated window 47 of the slide. For this purpose, the slide 40 is held in a central position against the bias of the armature spring 38.
  • Locking rib 50R is moved into its open working position.
  • the slide with the actuating lugs 51 laterally engages the active work contact springs 25A1 and 25A2 and moves them in the direction of the passive work contact springs 23A1 and 23A2 until the corresponding work contacts are closed.
  • the armature spring 38 restores the idle state, the slide 40 engaging laterally via the actuating lugs 52 on the contact pieces 26R and closing the normally closed contacts. If one of the contacts is welded, the tight guidance of the active contact springs 25 ensures that further movement of the slide 40 and thus further actuation of the other contacts is blocked.
  • the slide is blocked against further movement via the locking rib 50R, which acts directly next to the contact piece.
  • the work contacts cannot close.
  • the locking rib 50A which acts on the associated contact spring in addition to the welded contact, also prevents the slide from being reset and actuation of the normally closed contacts.
  • all active contact springs are straight, they are self-opening. For example, interrupts an operation lug 51 or 52 on the slide, thus opening the Subject Author ⁇ Fende active spring contact (NC) or it will not be concluded overall (the contact).
  • the armature spring 38 breaks, all normally closed contacts (break contacts) open and all make contacts are no longer closed.
  • the actuating lugs 52 for the active normally closed contact springs 25R lie substantially higher with respect to the base plane than the actuating lugs 51 for the active normally open contact springs 25A1 and 25A2. As a result, the force-displacement translation is different for the work contacts and the rest contacts.
  • the dimensioning of the magnet system normally has to ensure that the magnet system Even at the beginning of the armature tightening movement, enough force is applied to actuate the normally closed contacts in the direction of the opening and to overcome the restoring force of the armature spring.
  • the staggered arrangement of the actuation points or the actuating lugs 51 and 52 with respect to the base plane means that the active normally closed contact springs are actuated with less force and over a longer distance, while the active normally open contact springs are brought to close in a short way by the shorter lever ratio .
  • FIG. 7 shows the adaptation of the force-displacement characteristics.
  • f denotes the characteristic of the total spring forces
  • m the characteristic of the magnet system.
  • the forces F acting against each other are plotted over the path s, which represents the armature movement or the movement of the slide 40 between the rest position (on the right in FIG. 4 when the armature is open) and the working position (on the left in FIG. 4 when the armature is closed).
  • the slide In the idle state, the slide is located, for example, at the point sl or to the right of it, depending on the contact wear.
  • the armature When the armature is tightened, the slide moves to the left, the force m of the magnet system initially increasing only slowly. In this range up to s2 the opening force to be overcome (on the active normally closed contact spring or the armature spring adapted to it) is still relatively low due to the large lever ratio. From s2 to s3, the active work contact springs result in a stronger increase in spring force, which is overcome by a magnetic force m, which also increases in this area. From s3 to the stop, both the spring force f and the magnetic force increase sharply. This is the area of overlap up to point s4.

Abstract

Das Relais besitzt einen Grundkörper (1), auf dem ein Elektromagnetsystem (31, 35, 37) angeordnet ist und mindestens ein Schließer-Kontaktfederpaar (23A1, 23A2, 25A1, 25A2) sowie mindestens ein Öffner-Kontaktfederpaar (23R, 25R) betätigt. Zur Betätigung dient ein Schieber (40), der Betätigungsnasen (51, 52) in unterschiedlicher Höhe gegenüber der Einspannung der aktiven Kontaktfedern (25) aufweist, um die aktiven Öffner-Kontaktfedern in einer anderen Höhe zu betätigen als die aktiven Schließer-Kontaktfedern. Auf diese Weise kann die Kennlinie des Magnetsystems besser an die Federkennlinie der Kontaktfeder angepaßt werden.

Description

Beschreibung
Sicherheitsrelais
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 einem Schließer-Kontaktfederpaar und mindestens einem Öffner- Kontaktfederpaar, wobei jedes Kontaktfederpaar eine aktive und eine passive 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, und mit einem Betätigungs-Schieber, der parallel zur Grundebene bewegbar ist und an jeder beweg- liehen Kontaktfeder jeweils in der Nähe des Kontaktstückes angreift.
Ein derartiges Relais mit zwangsgeführten Kontakten ist aus der DE 195 40 739 AI bekannt. Dort sind die einzelnen Kon- taktfedern gegeneinander isoliert angeordnet, 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 of- fenen Schlitzen eines Schiebers geführt und betätigt. Seitlich offene Betätigungsabschnitte verändern jedoch die Stabilität des Schiebers, so daß derartige Schieber bereits bei der Herstellung zum Verzug neigen und auch in Betrieb nicht die optimale Formgenauigkeit behalten. Ein weiteres Problem bei derartigen Relaiskonstruktionen besteht darin, daß die Kraft zum Öffnen der Öffnerfedern zu Beginn der Anzugsbewegung des Ankers überwunden werden muß, während die Kraft zum Schließen der Schließerkontakte gegen Ende der Ankeranzugsbewegung anfällt. Da die Kraft eines Elektromagnetsystems aber zu Beginn der Ankeranzugsbewegung gering ist und erst gegen Ende der Anzugsbewegung, wenn der Arbeitsluftspalt nahezu geschlossen ist, stark ansteigt, ist die Aufbringung der Öff- nerkraft ein Problem, das in der Regel durch eine starke Di¬ mensionierung des Magnetsystems gelöst wird, wobei diese Überdimensionierung für das Schließen der Schließerkontakte nicht erforderlich wäre.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Relais der eingangs genannten Art konstruktiv so zu gestalten, daß die Federkennlinie besser an die Kennlinie des Magnetsystems angepaßt werden kann.
Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß der Schieber an den aktiven Öffner-Kontaktfedern mit einem anderen Abstand bezüglich der Befestigung im Grundkörper angreift als an den aktiven Schließer-Kontaktfedern.
Durch die erfindungsgemäße Gestaltung eines Schiebers mit unterschiedlichen Angriffspunkten an den Öffnerkontaktfedern bzw. den Schließerkontaktfedern bezüglich deren Einspannung im Grundkörper wird erreicht, daß die Öffnerkontakte mit mög- liehst geringer Kraft und langem Weg geöffnet werden, während die Schließerkontakte mit kurzem Hebelarm auf kurzem Wege geschlossen werden. Auf diese Weise wird also die für das Öffnen der Öffnerkontakte aufzubringende Kraft an die zu Beginn der Anzugsbewegung geringere Kraft des Magnetsystems ange- paßt, während die hohe Magnetkraft am Schluß des Anzugsbewegung des Ankers ausreicht, die Schließerkontakte auf kurzem Wege, also mit geringem Hebelarm, zu betätigen. Das Ergebnis ist eine insgesamt genauere Anpassung der Federkennlinie an die Magnetsystemkennlinie, so daß das Magnetsystem selbst re- lativ gering dimensioniert werden.
In bevorzugter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Relais kann weiterhin vorgesehen werden, daß alle aktiven Kontaktfedern baugleich sind, so daß weder die aktiven Öffnerkontakt- federn noch die aktiven Schließerkontaktfedern in Richtung auf die zugehörigen passiven Kontaktfedern vorgespannt sind. Die Öffnerkontaktfedern werden dann durch eine Ankerfeder be- tätigt, während die Schließerkontaktfeder durch das Magnetsy¬ stem betätigt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprü- chen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Figur 1 ein erfindungsgemäß gestaltetes Relais in Eplosions- darstellung,
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 Festkon¬ taktstücken 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 Erreger- spule 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 Arbeits- luftspalt. 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 un- ten 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 lie- gen 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 Zusatz- bezeichnungen versehen sind, also 23A1, 23A2 für passive Ar¬ beitskontaktfedern (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 hin- durch, 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 unter- schiedlicher 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 ge- führt. 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 einge¬ setzt, 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 An¬ ker 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 Kontakt- federn 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 Fen- ster 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 Arbeitskontaktfe- dern 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 Rück- Stellung 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 betref¬ fende aktive Kontaktfeder (Öffner) oder sie wird nicht ge- schlössen (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 Figu- ren 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 si- chergesteilt 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 sl 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

Patentansprüche
1. Relais mit einem Grundkörper (1), der eine Grundebene (10) festlegt, einem auf dem Grundkörper (1) angeordneten Magnetsystem mit Spule (35), Kern (31) und Anker (37), mit mindestens einem Schließer-Kontaktfederpaar (23A', 25A' , 23A2, 25A2) und mindestens einem Öffner-Kontaktfederpaar (23R,
25R) , wobei jedes Kontaktfederpaar eine passive (23) und eine aktive (25) Kontaktfeder umfaßt und wobei jede Kontaktfeder (23, 25) senkrecht zur Grundebene stehend in dem Grundkörper (1) befestigt ist und an ihrem von dem Grundkörper entfernten Ende ein Kontaktstück (24, 26) trägt, und mit einem Betätigungs-Schieber (40) , der parallel zur Grundebene (10) beweg- bar ist und an jeder aktiven Kontaktfeder (25) jeweils in der Nähe des Kontaktstückes (26) angreift, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (40) an den aktiven Öffner-Kontaktfedern (25R) in einem anderen Abstand bezüglich der Befestigung im Grundkörper (1) angreift als an den aktiven Schließer- Kontaktfedern (25A1, 25A2) .
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 Schieber (40) an den aktiven Öffner-Kontaktfedern (25R) jeweils in einem größeren Abstand zu ihrer Befestigungsstelle im Grundkörper (1) angreift als an den aktiven Schließer-Kontaktfedern (25A1, 25A2) .
3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle aktiven Kontaktfedern (25) baugleich sind.
4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß alle aktiven Kontaktfedern (25) im entspannten Zustand eine Öffnungsposition gegenüber ihren zugehörigen passiven Kontaktfedern (23) einnehmen und daß die aktiven Öffner- Kontaktfedern (25R) durch die Kraft einer Rückstellfeder (38) und die aktiven Schließer-Kontaktfedern (25A1, 25A2) durch die Kraft des Magnetsystems (35, 31, 37) in ihre jeweilige Schließposition geschaltet werden.
5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetsystem (31, 35, 37) einen U-förmigen Kern (31) mit einem innerhalb der Spule liegenden Kernschenkel (32) und einem außerhalb der Spule liegenden Jochschenkel (33) aufweist, wobei der Eisenquerschnitt des Kernschenkels (32) durch ein zusätzliches Flußglied (36) verstärkt ist.
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