DE10027361C1 - Relais - Google Patents

Abstract

Bei einem Sicherheitsrelais gibt es zum Prüfen eine in einem Gehäusedeckel angeordnete Taste (12), die auf einen schwenkbar in dem Inneren des Gehäuses gelagerten Hebel (38) einwirkt. Durch das Verschwenken des Hebels wird ein verschieblicher Schaltkontaktträger des Relais bewegt. Um eine zu große Auslenkung des Schaltkontaktträgers durch übergroße Hebelkraft und damit eine mögliche plastische Verformung von Kontaktträgerfeldern zu vermeiden, wird die auf den Schaltkontaktträger möglicherweise einwirkende Kraft beschränkt durch eine von dem Hebel (38) gehalterte, U-förmige Feder (40). Ein Druckschenkel (48) wird von an einem einstückig mit dem Hebel (38) ausgebildeten Zapfen getragenen Rastnasen (52a, 52b) vorgespannt. Hierdurch wird der Schaltkontaktträger über die Feder nur mit einer gewissen maximalen Kraft bewegt, so daß eine Verformung der Kontaktstücke tragenden Federn unterbleibt und die Kontaktstücke den geforderten Soll-Kontaktabstand beibehalten.

Description

Die Erfindung betrifft ein Relais mit mindestens einem Kontaktsatz und einer Handbetätigungseinrichtung zum Bewegen des oder der Schaltkontakte mittels eines auf einen Schaltkontaktträger einwirkenden Hebels.

Relais gibt es in einer Vielfalt von Ausführungsformen für unterschiedliche Zwecke. Im vorliegenden Fall soll als Beispiel ein Sicherheitsrelais beschrieben werden, welches zu Prüfzwecken von Hand betätigt werden kann. Üblicherweise enthält ein Relais einen oder mehrere Schließer und einen oder mehrere Öffner, die bei Stromdurchfluß der Spule des Relais schließen, indem die vorher auf einem Sollabstand gehaltenen Kontaktstücke zusammengeführt werden, bzw. öffnen, indem die vorher in Kontakt gewesenen Kontaktstücke voneinander abrücken. Zum Überprüfen eines solchen Sicherheitsrelais befindet sich an einem Gehäusedeckel eine Taste, bei deren Betätigung ein im Inneren des Gehäuses befindlicher Hebel verschwenkt wird, der auf den Anker und/oder einen Schaltkontaktträger (Kamm) einwirkt, um den oben angesprochenen Schaltvorgang auszuführen.

Bei solchen Sicherheitsrelais wird gefordert, daß ein Kontaktabstand von 0,5 mm stets eingehalten wird. Wenn nun mit der Handbetätigungseinrichtung der als Schaltkontaktträger fungierende Kamm bewegt wird und sich dabei zwei Kontaktstücke in einem miteinander verschweißten Zustand befinden, also die versuchte Bewegung des Schaltkontaktträgers durch diese Verschweißung von Kontaktstücken gehemmt wird, so kann die das Relais überprüfende Person die auf den am Schaltkontaktträger einwirkenden Hebel aufgebrachte Kraft steigern, um zu versuchen, die Verschweißung zwischen einem oder mehreren paarweisen Schaltkontakten und Ruhekontakten zu lösen. Da die Bauteile eines solchen Relais im Zuge der ständig weiterschreitenden Miniaturisierung immer empfindlicher werden, kann es zu einem Verbiegen der den Schaltkontakt tragenden Schaltfeder und/oder der den Ruhekontakt tragenden Ruhefeder kommen. Wenn sich die Verschweißung löst und der Schaltkontaktträger wieder in seine Ausgangslage zurückkehrt, ist der oben erwähnte vorgeschriebene Kontaktabstand unter Umständen nicht mehr gewährleistet, da sich eine oder mehrere Federn verbogen haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Relais der genannten Art anzugeben, bei dem eine durch eine Handbetätigung des Relais verursachte Veränderung des vorgegebenen Kontaktabstands zuverlässig vermieden werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Relais der genannten Art dadurch, daß zwischen dem Hebel und dem Schaltkontaktträger eine Feder angeordnet ist, die die auf den Schaltkontaktträger seitens des Hebels einwirkende Kraft beschränkt.

Der Begriff "Hebel" bedeutet in seiner bevorzugten Form insbesondere einen schwenkbar in einem Relaisgehäuse aufgenommenen Hebel, es kann sich aber auch um einen Schieber handeln, der auf den Schaltkontaktträger einwirkt. Die Feder hat erfindungsgemäß den Zweck, die auf den Schaltkontaktträger einwirkende Kraft bei einer Prüfung des Sicherheitsrelais zu beschränken. Deshalb ist der die Feder enthaltende Mechanismus so ausgelegt, daß die Feder bei größtmöglichem Bewegungshub des Hebels noch nicht vollständig zusammengedrückt ist. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß auf jeden Fall die auf den Schaltkontaktträger einwirkende Kraft auf einen Maximalwert beschränkt wird. Dabei ist diese maximale Kraft durch entsprechende Dimensionierung der an dem Bewegen des Schaltkontaktträgers beteiligten Bauelemente so bemessen, daß sich bei dieser Kraft die die Kontaktstücke tragenden Federn, insbesondere die Ruhekontaktfedern, nicht so stark verbiegen, daß eine plastische Verformung stattfindet, der zufolge sich der Kontaktabstand verändern würde.

In einer speziellen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Hebel in Abstand von seiner Schwenkachse eine Druckaufnahme aufweist und eine in Schwenkrichtung weisende, etwa U-förmige Feder an deren einem Schenkel trägt. Der andere Schenkel der U-förmigen Feder steht dann - vorzugsweise mit seinem freien Ende - in geringem Abstand dem Anker des Relais oder einem damit mechanisch verbundenen Teil des Schaltkontaktträgers gegenüber. Bei Verschwenken des Hebels greift die Feder dann an dem Anker bzw. an dem Schaltkontaktträger (Kamm) an und verschiebt diesen, so daß sich die Kontaktstücke der Schließer schließen und die Kontaktstücke des Öffners oder der Öffner öffnen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Feder vorgespannt. Durch Vorspannen der Feder läßt sich vorab die Kraft einstellen, mit der der Schaltkontaktträger bewegt wird. Insbesondere ist vorgesehen, daß der von dem Hebel gehaltene Schenkel der U-förmigen Feder von einem an dem Hebel angeformten Zapfen durchsetzt ist, der auch den anderen Schenkel der Feder durchsetzt und ihn mittels Rastnasen in einer Vorspannstellung hält. Hebel und Feder werden vor dem Einbau in das Relais zusammengesetzt. Es handelt sich um ein einfaches, billig herzustellendes und einfach zu montierendes Bauteil, welches in einfacher Weise garantiert, daß beim Prüfen des Relais die die Kontaktstücke tragenden Federn ihre Ruhelage nicht verändern.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a und 1b zusammen in auseinandergezogener Darstellung eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Relais, wobei Fig. 1b einen Relaisträger mit den Bauteilen des Relais selbst einschließlich Handbetätigungseinrichtung zeigt und Fig. 1a einen Gehäusedeckel mit integral eingespritzter Taste darstellt;

Fig. 2 einen Teil eines Relaisträgers, in welchem ein Hebel einer Handbetätigungseinrichtung und eine an dem Hebel anzusetzende U-förmige Feder aufgenommen werden, wobei die beiden letztgenannten Teile separat und ebenso wie der Teil des Relaisträgers perspektivisch dargestellt sind;

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der zusammengebauten Teile aus Fig. 2;

Fig. 4 eine seitliche Darstellung des Hebels mit von ihm gehalterter, vorgespannter U-förmiger Feder der Handbetätigungseinrichtung; und

Fig. 5 die Anordnung nach Fig. 4 mit nicht-vorgespannter Feder.

Nach Fig. 1b stehen von dem verdeckten Bodenteil eines aus zwei Teilen 4a, 4b bestehender Relaisträgers 4 eines Relais 2 Anschlußstifte 3 zum Anlöten an einer Schaltungsplatine ab. Der in Fig. 1a abgehoben von dem eigentlichen Relais dargestellte Relais-Gehäusedeckel 6 wird mit dem Relaisträger 4 verklebt, so daß sich eine insgesamt waschdichte Anordnung ergibt.

Der Gehäusedeckel 6 des Relais ist ein kästchenförmiges Teil mit einem nicht dargestellten offenen Boden, vier Seitenwänden und einer Oberwand 8, in der eine Taste 12 über einen Tastenträger 10 ausgebildet ist. Der Tastenträger 10 und die Taste 12 selbst sind einstückig mit dem Gehäusedeckel 6 durch Spritzgießen aus transparentem Polycarbonat hergestellt.

Links in Fig. 1b sind vier Kontaktsätze zu erkennen, hier in der Form von drei Schließern 14a, 14b und 14c und einem Öffner 16. In dem in Fig. 1b gezeigten Ruhezustand des Relais 2 haben die einzelnen Kontaktstücke 18a und 18b des Schließers 14a einen vorgeschriebenen Kontaktabstand von 0,5 mm. Das Gleiche gilt für die Kontaktstücke der beiden weiteren Schließer 14b und 14c, so zum Beispiel der Kontaktstücke 22a und 22b des Schließers 14c. Im dargestellten Zustand sind die Kontaktstücke 20a und 20b des Öffners 16 miteinander in Berührung. Das Kontaktstück 20b wird von einer Ruhefeder 21 gehaltert, das Kontaktstück 20a des Öffners 16 wird von einer Schaltfeder 24b gehaltert. Eine Schaltfeder 24a haltert das Kontaktstück 22b des Schließers 14c. Eine Ruhefeder 27 haltert das Kontaktstück 22a des Schließers 14c. Eine Schaltfeder 24c trägt das Kontaktstück 18b des Schließers 14a, dessen Ruhe-Kontaktstück 18a von einer Ruhefeder 23 gehalten wird. Dem Schließer 14b sind eine Schaltfeder 24d und eine Ruhefeder 25 zugeordnet.

Bei Stromdurchfluß bewegt sich ein Kamm 30 des Relais in Richtung des Pfeils P1, wodurch die Schaltfedern 24a, 24b, 24c und 24d mit den von ihnen getragenen Kontaktstücken ebenfalls in Pfeilrichtung P1 bewegt werden, so daß der Öffner 16 öffnet und die Schließer 14a, 14b, 14c schließen. Ohne Stromfluß bewegt sich der Kamm 30 mit den von ihm getragenen Teilen zurück in Pfeilrichtung P2.

Der obige Vorgang läßt sich auch von Hand auslösen, z. B. für Prüfzwecke, indem die in Fig. 1a dargestellte Taste 12 gedrückt wird. Das Innere der Taste 12 wirkt auf eine Druckaufnahmefläche 42 eines Hebels 38, der in dem Relaisträger-Teil 4b schwenkbar gelagert ist. Mit dem Hebel 38 ist eine Feder 40 gekoppelt, deren freies, etwas abgebogenes Ende im Ruhezustand einen geringfügigen Abstand von einem Anker 32 des Relais sowie von einem Vorsprung 36 des Kamms 30 hat. Bei Betätigung der Taste 12 werden der Hebel 38 und mit ihm die Feder 40 in Richtung des Ankers 32 und des Kamms 30 bewegt, so daß das freie Ende der Feder 40 gegen den Anker 32 drückt. Das freie Ende des Ankers greift in eine Ausnehmung 34 des Vorsprungs 36 ein und bewegt den Kamm 30, so daß der oben bereits erläuterte Schaltvorgang ausgeführt wird.

Fig. 2 zeigt in perspektivischer, auseinandergezogener Darstellung den rechts unten in Fig. 1b gezeigten Teil 4b des Relaisträgers, den Hebel 38 und die Feder 40.

Der Teil 4b des Relaisträgers enthält an einen etwa quadratischen Boden 5d anschließend drei Seitenwände 5a, 5b und 5c, wobei innen an die Seitenwände 5a und 5c je eine Lagerwand 44b bzw. 44a anschließt, die in dem Bereich nahe der Seitenwand 5b eine Schwenklagerausnehmung 46b bzw. 46a bilden.

Die Schwenklagerausnehmungen 46b und 46a dienen zur Aufnahme von Achsstummeln 56, die unten an dem Hebel 38 eine Schwenkachse 61 definieren (ein Achsstummel ist in Fig. 2 verdeckt).

Unterhalb der Druckaufnahmefläche 42 steht von der Vorderseite 39 des Hebels 38 ein Zapfen 50 ab, der durch einen Schlitz 54 in zwei Hälften aufgeteilt ist, von denen jede eine nach außen weisende Rastnase 52a bzw. 52b trägt. Der Zapfen 50 durchsetzt beim Zusammenbau der in Fig. 2 gezeigten Anordnung eine Durchgangsöffnung 45 in einem als Halteschenkel 43 fungierenden Schenkel der U-förmigen Feder 40, außerdem eine Druchgangsöffnung 49 in dem als Druckschenkel 48 fungierenden anderen Schenkel der U-förmigen Feder 40.

Wie in Fig. 5 zu sehen ist, wird die Feder 40 zunächst mit dem Halteschenkel 43 auf den Zapfen gesetzt und mit einem Keil 58 fixiert. Dann wird der Druckschenkel 48 angedrückt, so daß die beiden Rastnasen 52a und 52b beim Durchtritt durch die Durchgangsöffnung 49 zusammengedrückt werden und dann wieder in ihre Ausgangslage zurückspringen, so daß der Zustand gemäß Fig. 4 erreicht ist. Hierdurch wird der Druckschenkel 48 der Feder 40 vorgespannt.

Das äußere Ende des Druckschenkels 48 bildet eine Druckleiste 51, die dem Anker 32 (Fig. 1b) mit einem bestimmten Abstand gegenübersteht.

Wenn gemäß Fig. 4 über die Taste 12 eine Kraft in Richtung des Pfeils P3 auf die Druckaufnahmefläche 42 des Hebels 38 ausgeübt wird, wird der Hebel 38 um seine Schwenkachse 61 in Richtung des Pfeils P4 verschwenkt. Dabei drückt dann die Druckleiste 51 des Druckschenkels 48 mit einer der Vorspannung der Feder entsprechenden Kraft gegen den Anker 32 in Richtung des Pfeils PV.

Da der Hub der Taste 12 beschränkt ist, indem seine Unterseite 37 am Boden 5d des Relaisträger-Teils 4b anschlägt, wird die Feder 40 nie so weit verformt, daß zum Beispiel ihr Druckschenkel 48 im Bereich der Druckaufnahmefläche 42 des Hebels 38 anschlägt. Auf jeden Fall wird die maximale Kraft, die über den Druckschenkel 48 und die Druckleiste 51 auf den Anker 32 und damit auf den Schaltkontaktträger (Kamm) 30 ausgeübt wird, auf einen Maximalwert beschränkt. Eine Beschädigung der Schaltkontakte durch übermäßige Krafteinwirkung auf den Schaltkontaktträger 30 wird vermieden.

Die Feder 40 wird in der in Fig. 2 gezeigten Weise an dem Hebel 38 gesichert, wobei die nicht-kreisrunden Durchgangsöffnungen 45 und 49 und entsprechende Ausgestaltung des Zapfens 50 im Verein mit einer Anschlagnase 47 der Feder 40 dafür sorgen, daß die beiden Teile fest zusammenhalten. Der in der Fig. 3 dargestellte Aufbau wird an dem anderen Teil 4a des Relaisträgers 4 gemäß Fig. 1b angesetzt und verklebt. Nach dem Zusammenbau wird der Gehäusedeckel 6 aufgesetzt und verklebt, so daß das gesamte Bauteil abgedichtet ist.

Claims (5)

1. Relais mit mindestens einem Kontaktsatz (14a, 14b, 14c, 16) und einer Handbetätigungseinrichtung (34-40) zum Bewegen des oder der Schaltkontakte mittels eines auf einen Schaltkontakträger (30) einwirkenden Hebels (38), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Hebel (38) und dem Schaltkontaktträger (30) eine Feder (40) angeordnet ist, die die auf den Schaltkontaktträger (30) seitens des Hebels (38) einwirkende Kraft beschränkt.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel in einem Relaisgehäuse (4, 6) um eine Schwenkachse (61) schwenkbar gelagert ist, mit Abstand von der Schwenkachse (61) eine Druckaufnahme (42) aufweist und eine in Schwenkrichtung (P4) weisende, etwa U-förmige Feder (40) an deren einem Schenkel (43) trägt.

3. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der andere Schenkel (48) der U- förmigen Feder (40) an seinem freien Ende eine Druckleiste (51) bildet, die einem Anker (32) des Relais mit geringem Abstand gegenübersteht.

4. Relais nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (40) vorgespannt ist.

5. Relais nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Hebel (38) gehaltene Schenkel (43) der Feder (40) von einem an dem Hebel (38) angeformten Zapfen (50) durchsetzt ist, der auch den anderen Schenkel (48) der Feder durchsetzt und diesen mittels Rastnasen (52a, 52b) in einer Vorspannstellung hält.