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Sicherheitsfedersatz , zugehörig zu einem Relais
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zur Erfüllung erhöhter Sicherheitsbestimmungen Gegenstand der Erfindung
ist ein Relais zur Erfüllung erhöhter Sicherheitsbestimmungen hinsichtlich Rriechstrecken,
Überschlagsfestigkeit und gegenseitiger Beeinflussung der Kontak federsätze, gebildet
aus einem Isolierblock mit darin befestigte aktiven und passiven Kontaktfedern,
die durch mindestens ein Betätigungselement betätigbar sind.
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Bei den bisher bekannten Relais sind die einzelnen Federsätze, von
denen jeder Federsatz beispielsweise aus einem Öffner, einem Schließer oder einem
Umschalter bestehen kann, nicht durch trennende Zwischenräume voneinander getrennt.
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Wenn nun an einem Federsatz eine Beschädigung auftritt, beispielsweise
3urch, daß ein Stück der Kontaktzunge abbricht, so kann es vorkommen, daß dieses
Teil aufgrund der fehlenden körperlichen Trennung zwischen den Rontaktfedersätzen
in den benachbarten Kontaktfedersatz gelangt und dort einen Kurzschluß verursacht.
Außerdem besteht bei nicht durch Kammern abgetrennten Kontaktfedersätzen der Nachteil,
daß die Kriech-und Luftstrecken relativ gering sind, ebenso wie die Überschlags
festigkeit. Die einzelnen Kontaktfedersätze sind nämlich nur durch Luftstrecken
getrennt, ohne daß dazwischen trennende, isolierende Wände angeordnet wären.
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Bei Relais mit mehreren parallel betätigten Kontaktfedersätzen ist
es bekannt, daß ein einziges Betätigungselement verwendet wird, das sämliche Rontaktfedersätze
gemeinsam beaufschlagt.
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Das Betätigungselement war bisher aber so ausgebildet, daß es eine
Luft- und Kriechstrecke zwischen den parallel zu betätigenden Kontaktfedersätzen
schuf, wobei aufgrund der bestehenden Luft- und Kriechstrecke wiederum die überschlagsfestigkeit
und die Kriechstrecke herabgesetzt würde.
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Ebenso konnte es passieren, daß aufgrund der vorhandenen Luftstrecke
eine Störung (z.B. abgebrochenes Teil) von dem einen Kontaktfedersatz auf den anderen
übertragen wurde.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Relais der eingangs
genannten Art so auszubilden, daß die Kriech- und Luftstrecken und die überschlagsfestigkeit
zwischen den einzelnen Kontaktfedersätzen wesentlich erhöht wird, wobei eine gegenseitige
Beeinflussung der nebeneinander und hintereinander angeordneten Kontaktfedersätzen
sicher ausgeschlossen werden soll. Desweiteren soll vermieden werden, daß irgendwelche
Befestigungsmittel störend in den Kontaktbereich der
Kontaktfedersätze
gelangen können und der erfindungsgemässe Federsatz soll leicht auswechselbar sein.
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Die Aufgabe wird gemäss der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst,
daß die jeweils einander zugeordneten Kontaktfedern in allseitig geschlossenen Kammern
des Isolierblocks angeordnet sind, und daß die eine Wand der Kammer gebildet ist
aus einer Fläche der Schutzhaube, die zweite Wand aus einer Trennwand des Isolierblocks
und die dritte und vierte Wand aus senkrecht zur Trennwand angeordnten, einstückig
mit dem Isolierblock verbundenen Seitenwänden.
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Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist also, daß jeder
Kontaktfedersatz von dem anderen Kontaktfedersatz allseitig abgeschlossen ist. Trotz
des allseitigen Abschlusses ist es jedoch erforderlich, daß die einzelnen Kontaktfedersätze
durch ein gemeinsames Betätigungselement betätigbar sind, ohne daß dabei der allseitige
Abschluß der Kammern aufgehoben oder beeinflusst wird. Dies wird gemäss der vorliegenden
Erfindung dadurch gelöst, daß das Betätigungselement mit geringem Spiel die Seitenwände
des Isolierblocks durchgreift und die bei parallelen Federsätzen angeordnete, mittlere
Trennwand keine Durchbrechungen aufweist.
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Wesentliches Merkmal der Erfindung ist also, daß das Betätigungselement
lediglich die Seitenwände des Isolierblocks durchgreift
nicht aber
die parallele Kontaktfedersätze trennende mittlere Trennwand. Auf diese Weise wird
sicher eine gegenseitige Beeinflussung der parallelen Kontaktfedersätze vermieden,
weil einerseits das Betätigungselement mit geringem Spiel die Seitenwände des Isolierblocks
durchgreift und aufgrund des geringen Spiels keine Fremdkörper von dem einen Kontaktfedersatz
zu dem anderen gelangen können und andererseits die mittlere Trennwand, welche die
parallelen Kontaktfedersätze trennt, keine Durchbrechungen aufweist, so daß zwischen
den parallel angeordneten Kontaktfedersätzen eine direkte Luft- und Kriechstrecke
nicht existiert.
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Aufgrund der räumlichen, körperlichen Trennung der gemeinsam betätigten,
parallelen Kontaktfedersätze ist es notwendig, daß jedem Kontaktfedersatz ein separates
Betätigungselement zugeordnet wird. Das jedem Kontaktfedersatz zugeordnete Betätigungselement
ist dann durch die Trennwand des Isolierblocks von dem anderen Betätigungselement
des anderen Kontaktfedersatzes getrennt, jedoch außerhalb des Isolierblocks wieder
Verbunden.
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Um eine gemeinsame Betätigung der parallelen Kontaktfedersätze zu
erreichen, ohne daß die räumliche körperliche Trennung zwischen den Kontaktfedersätzen
aufgehoben wird, ist es vorgesehen, daß das Betätigungselement derart ausgebildet
ist, daß jedem Kontaktfedersatz ein Betätigungsstab zugeordnet ist, der mit zumidnest
teilweise an den Kontaktfedern anliegenden Nocken versehen ist, und daß der Betätigungsstab
jeweils die Seitenwände des Isolierblocks durchgreift und parallel zur Trennwand
e angeordnet ist, wobei die parallel angordneten, durch die Trennwand jeweils getr
eiIBçtBätsgOungsstäbe an einem Ende durch
eine gemeinsame Betätigungsnocke
verbunden sind und die Betätigungsnocke durch den Relaisanker betätigt wird.
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Das Betätigungselement ist sozusagen als mehrzinkige Gabel ausgebildet,
wobei jedem der parallelen Kontaktfedersätze ein "Zinken" der "Gabel" zugeordnet
ist.
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Die "Zinken" durchgreifen lediglich die Seitenwände des Isolierblocks
und stoßen auf der anderen Seite der Seitenwand des Isolierblocks durch, wo sie
um ein geringes Maß überstehen.
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An diesem überstehenden Teil liegt eine gemeinsame, alle Zinken rückstellende
Rückstellfeder an, so daß eine parallele Betätia gung und eine prallele Rückstellung
in einfacher und sicherer Weise gewährleistet ist.
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Durch die Verbindung der Zinken (Betätigungsstäbe) des Betätigungselementes
durch eine gemeinsame Betätigungsnocke wird der wesentliche Vorteil erreicht, daß
eine Zwangsführung sämtlicher Kontakte durch eine einzige Relaisankerbewegung gewährleistet
ist. Auch wenn sich der Relaisanker verklemmt, oder eine Störung im Antriebssystem
(Relaisspule, Joch, Anker) besteht, erfolgt nur jeweils eine gemeinsame, zwangsgeführte
Betätigung sämtlicher Kontaktfedersätze.
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Durch die Zwangsführung der Kontaktfedersätze mit der erfindungsgemäss
ausgebildeten Betätigungselement wird der weitere Vorteil erreicht, daß als Öffner
und Schließer ausgebildete Kontaktfedersätze nicht gleichzeitig geschlossen sein
können, weil
die aktiven Kontaktfeder zwangsgeführt innerhalb von
mit dem jeweiligen Betätigungsstab verbundenen Nocken geführt sind.
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Verschweißen beispielsweise aufgrund eines Kurzschlusses die Kontakte
eines Offners, so verharrt das Betätigungselement in der dieser Stellung zugeordneten
Lage, so daß eine Betätigung des Schließers sicher vermieden wird. Das Relais bleibt
in seiner ursprünglichen Lage festgehalten, so daß eine Fehlbetätigung anderer Kontakte
nicht mehr vorkommen kann.
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Aufgrund des modularen Aufbaus des Isolierblocks, d.h. aufgrund des
vollständigen, räumlichen körperlichen Abschisses der eingangs genannten Kammern
wird ein ganz neues System vorgeschlagen.
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Der Abschluß der einzelnen Kammern des Isolierblocks führt dazu, daß
der gesamte Isolierblock als Einheit aufgefasst werden muß, der von dem Antriebssystem
(Relaisspule, Joch, Anker) vollständig räumlich, körperlich getrennt ist. Erfindungsgemäss
ist es vorgesehen, daß der Isolierblock eine separate Einheit von dem Antriebssystem
bildet und lösbar am Joch befestigt ist, oder in einer bisher bekannten Weise. Die
Befestigung kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß der Isolierblock eine Durchgangsbohrung
aufweist, durch die eine Gewindeschraube greift, die in ein Gewinde im Joch einschraubbar
ist. Das bedeutet, daß einem beliebigen Antriebs system ein beliebiger Isolierblock
mit beliebig viel darin angeordneten Kontaktfedersätzen zuzuordnen ist. Die Zuordnung
erfolgt einfach dadurch, daß die einzige Schraube oder andere Verbindung gelöst
wird und statt des einen Isolierblocks ein anderer Isolierblock an dem Joch befestigt
wird. Wesentlich ist nur,
daß die Zuordnung von Anker und Betätigungsnocke
gleich bleibt, so daß jetzt erfindungsgemäss baukastenartig verschiedene Antriebssysteme
verschiedene Isolierblöcke mit unterschiedlichen Kontaktfedersätzen zuzuordnen sind.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nun
anhand des Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
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Es zeigen:
Fig. 1 Seitenansicht eines Isolierblocks
mit eingesetzten Federn und Betätigungssteg für ein Relais gemäss der vorliegenden
Erfindung, Fig. 2 Schnitt gemäss der Linie II-II in Fig. 1.
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In den Fig. 1 und 2 ist ein Isolierblock 1 dargestellt, bei dem jeweils
in einer Reihe ein Öffner oder ein Schließer angeordnet sind, und insgesamt zwei
parallele Kontaktfedersätze (jeweils bestehend aus einem Öffner und einem Schließer)
angeordnet sind. Der in einer Reihe angeordnete Federsatz 2 besteht aus passiven
Kontaktfedern 4 und aktiven Kontaktfedern 5.
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Durch Vergleich von Fig. 1 mit Fig. 2 ergeben sich die wesentlichen
Merkmale der vorliegenden Erfindung. Jede Kontaktfeder 4,5 ist in einer separaten
Einzelkammer angeordnet, wobei beispielsweise in der Fig. 1 die rechte passive Kontaktfeder
4 in einer Einzelkammer angeordnet ist, die einerseits aus senkrecht zur Zeichenebene
stehenden Seitenwänden 7 gebildet ist und andererseits aus einem Teil der mittleren
Trennwand 6 und aus einem Teil einer nicht näher dargestellten Schutzhaube, die
auf den gesamten Isolierblock von oben aufsteckbar ist. Die links neben der rechten
Kontaktfeder 4 im Isolierblock 1
angeordnete aktive Kontaktf eder
5 ist wiederum in einer separaten Einzelkammer angeordnet, die wiederum aus Seitenwänden
7 einerseits und andererseits aus einem Teil der mittleren Trennwand 6 sowie aus
einem Teil der nicht näher dargestellten Schutzhaube gebildet ist Der im rechten
Teil der Fig. 1 dargestellte Öffner, bestehend aus der passiven Kontaktfeder 4 und
der aktiven Kontaktfeder 5 sitzt dann wiederum in einer separaten Kammer 9, die
aus den beiden vorher beschriebenen Einzelkammern gebildet ist. Insbes.
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aus Fig. 2 ergibt sich, daß beim Aufschieben einer nicht näher dargestellten
Schutzhaube separate Kammern 9 gebildet werden, in denen jeweils volLständtcj abgeschlossen
die aktiven und passiven Kontaktfedern 4,5 angeordnet sind.
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Bereits schon vorher wurde ausgeführt, daß das wesentliche Merkmal
der vorliegenden Erfindung ist, daß die in Fig. 2 rechts der mittleren Trennwand
6 liegenden Kontaktfedersätze vollständig räumlich durch diese Trennwand 6 getrennt
sind, von den links dieser Trennwand liegenden Kontaktfedersätzen.
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Es wird also jedwede Durchbrechung der mittleren Trennwand 6 vermieden,
womit der wesentliche Vorteil erzielt wird, daß Störungen, die ?n dem rechts der
Trennwand 6 liegenden Kontaktfedersatzteil ausgehen, nicht zu dem links der Trennwand
6 liegenden Kontaktfectersatz tei 1 gelangen können.
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Um aber eine gemeinsame Betätigung dieser rechts und links der mittleren
Trennwand 6 liegenden Kontaktfedersätze zu gewährleisten, muß das gemeinsame Betätigungselement
3 die in der Fig. 2 angegebene Form aufweisen. Das Betätigungselement 3 durchgreift
dabei mit geringem Spiel 8 die Seitenwände 7 des Isolierblocks 1, ohne daß dabei
die mittlere Trennwand 6 durchgriffen wird. Die gemeinsame Betätigung der rechtsund
links der Trennwand 6 angeordneten Kontaktfedersätze erfolgt dadurch, daß jedem
Kontaktfedersatz ein Betätigungsstab 13 (s.Fig. 2) zugeordnet ist, der mit zumindest
teilweise an den Kontaktfedern 4,5 anliegenden Nocken 11,12 versehen ist, und daß
der Betätigungsstab 13 jeweils die Seitenwände 7 des Isolierblocks 1 durchgreift
und parallel zur Trennwand 6 angeordnet ist. Wesentlich hierbei ist, daß bei einem
Relais mit parallel betätigten Kontaktfedersätzen, wie es im Ausführungsbeispiel
dargestellt ist, die den einzelnen Kontaktfedersätzen zugeordneten Betätigungsstäbe
13 in der Nähe einer äußeren Seitenwand 7 des Isolierblocks 1 durch eine gemeinsame
Betätigllngsnocke lo verbunden sind, an der der Relaisanker zur Anlage britigbar
ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist also das Betätigungselement 3 als zweizinkige
Gabel ausgebildet, wobei die Gabelzinken durch die Betätigungsstäbe 13 gebildet
sind, und der Gabelrücken durch die Betätigungsnocke lo. Hierbei wird - wie vorher
ausgeführt - der wesentliche Vorteil erzielt, daß durch Aufbringen der Ankerkraft
in Pfeilrichtung 23 auf die Betätigungsnocke lo eine gemeinsame Betätigung der parallel
betätigbaren Kontaktfedersätze erfolgt.
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Hierbei ist doch wesentlich, daß die Nocken 11,12 so angeordnet sind,
daß die aktiven Kontaktfedern 5 in Pfeilrichtung 23 sowie in Gegenrichtung dazu
bei Betätigung der Betätigungsnocke lo mitgenommen werden, und die Kontaktfedern
4 hierbei stillstehen. Kommt es zu der vorher beschriebenen Störung, beispielsweise
durch Verschweißen der aktiven und passiven Kontaktfedern 4,5 in Fig. 1 rechts,
dann verharrt das Betätigungselement 3 in seiner dort eingenommenen Lage, so daß
eine Schaltung der anderen Kontakte im Störungsfall vermieden wird.
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Wesentlich hierbei ist noch, daß die BdStigungsstäbe 13 durch eine
gemeinsame Rückstellfeder 17 zurückgestellt werden.
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Dies erfolgt dadurch, daß die Betätigungsstäbe 13 mit ihrem vorderen
Teil eine äußere Seitenwand 7 des Isolierblocks 1 durchgreifen, und daß an dem vorderen
Teil der Betätigungsstäbe 13 eine diese übergreifende Rückstellfeder 17 anliegt,
die am Isolierblock 1 befestigt ist. Hierdurch erfolgt eine absolut gleiche Betätigung
sämtlicher Betätigungsstäbe 13, womit ein besonders sicherer und einfacher Aufbau
gegeben ist.
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Aus der Darstellung in Fig. 1 und Fig. 2 erkennt man, daß der Isolierblock
mit den darin gekapselten Kontaktfedersätzen einer allseitig abgeschlossene Einheit
bildet, wobei die Kontaktfedersätze unter sich wiederum gegeneinander durch Zwischenwände
6,7 abgeschlossen sind. Dies ergibt den wesentlichen Vorteil, daß der Isolierblock
1 eine separate Einheit bildet, und vollständig getrennt von dem Antriebssystem
des Relais angeordnet sein kann. Wichtig ist nur, daß ein Antriebssystem derart
vorgesehen ist, daß ein nicht näher dargestellter Anker zur Anlage an der Betätigungsnocke
lo bringbar ist und eine Kraft in Pfeilrichtung 23 ausübt, um das Betätigungselement
3 zu verschieben.
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Der Isolierblock kann dabei an einem nicht näher dargestellten Joch
dadurch befestigt werden, daß im Isolierblock 1 eine Durchgangsbohrung 21 angeordnet
ist, durch die eine Gewindeschraube greift (nicht dargestellt), die in ein Gewinde
im Joch einschraubbar ist. Zur Lagensicherung des Isolierblocks 1 am Joch sind Nocken
22 vorgeeshen, die in zugeordnete Bohrungen am Joch eingreifen. Durch Lösen der
Gewindeschraube wird der Isolierblock 1 von dem Joch entfernt und am Joch kann ein
anderer Isolierblock befestigt werden. Dies hat den Vorteil. daß der Federsatz und
der Isolierblock insgeaamt eine komplette und damit separate einstellbare Einheit
bilden. Hiermit ist die Sicherheitsfunktion (Zwangsführung) im Federsatz auch bei
falsch eingestelltem Antriebssystem (z.B. Verklemmen des Ankers
sichergestellt.
Dadurch, daß ein einziger Isolierblock für den gesamten Federsatz mit Abkammerung
der einzelnen Federsätze vorgesehen ist, ergeben sich niedrige Herstellungskosten,
weil der Isolierblock aus einem einzigen Stück, z.B. Spritz-oder Preßteil hergestellt
werden kann, Durch Verwendung eines gabelförmigen Betätigungselements 3 wird zwischen
den Kontaktfedersätzen eine maximale Kriech-und Luftstrecke erreicht, weil eine
räumliche Trennung durch die einzelnen Kammern (Wände 6,7) erfolgt. Selbstverständlich
ist es möglich, mehr als zwei parallel nebeneinander liegende Betätigungsstäbe 13
bei mehreren parallel betätigbaren Kontaktfedersätzen vorzusehen. Das Betätigungselement
kann also auch drei-vier-oder mehrfach -zinkig ausgebildet sein.