DE3202579C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Relais mit Brückenkon­ taktanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Relais mit Brückenkontaktsätzen werden üblicherweise zum Schalten hoher Lasten verwendet, da durch die doppelte Un­ terbrechung über den Brückenkontakt ein besonders großer wirksamer Kontaktabstand zwischen den beiden zusammengehö­ rigen Gegenkontaktelementen erreicht werden kann. Derarti­ ge Relais besitzen jedoch bisher meist eine Baugröße, die ihren Einbau in Leiterplatten oder dergleichen nicht er­ möglicht.

Ein Brückenkontaktrelais der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 24 49 457 bekannt. Dort sind die Gegenkon­ taktelemente ebenso wie die Brückenkontaktfeder mit ihrer Längsausdehnung senkrecht zur Grundebene stehend angeord­ net. Dadurch ergibt sich eine große Bauhöhe des Relais, wobei gleichzeitig der zur Verfügung stehende Federweg der beweglichen Brückenkontaktfeder nur kurz ist, so daß die zum Schalten benötigte Leistung verhältnismäßig groß wird. Die Brückenkontaktfeder ist dort mit einer Lagerschneide im Grundkörper gelagert. Deshalb müssen zusätzliche Maß­ nahmen vorgesehen werden, um die beweglichen Kontaktele­ mente zu haltern und die Federkraft zur Rückstellung auf­ zubringen. Darüber hinaus erfolgt bei dem bekannten Re­ lais die Betätigung über einen Schaltstößel, dessen Betä­ tigungsrichtung über zusätzliche Schalthebelarme umge­ lenkt wird, wodurch weitere Reibungsverluste eine Erhö­ hung der Ansprechleistung bewirken.

Bei Kartenrelais mit einfachen Schaltkontakten ist es be­ reits bekannt, geringe Bauhöhen dadurch zu erzielen, daß die einzelnen Kontaktfedern mit ihrer Längserstreckung parallel zur Grundfläche eines Grundkörpers verlaufen. Solche Kontaktanordnungen sind beispielsweise aus DE-Z. ETZ-B, Band 24 (1972), Heft 23, Seite 612, bekannt. Eine ähnliche Kontaktanordnung ist auch in der US-PS 41 44 430 beschrieben. Dort ist auch die Möglichkeit gezeigt, Kon­ taktfedern im Bereich zwischen einer endseitigen Einspann­ stelle und der Kontaktstelle am anderen Ende an einem Stift abzustützen, um eine Vorspannung für die Kontaktfe­ dern zu erzeugen. Ferner ist dort bekannt, die Kontaktfeder an einem Kontakt- und Lagerstift zu befestigen durch Schweißen. In all diesen bekannten Fällen sind aber die Kontaktfedern mit einem Ende eingespannt, wobei diese Einspannung bei Betätigung einer verhältnismäßig großen mechanischen Beanspruchung unterworfen ist.

Die mechanische Beanspruchung einer Einspannstelle ent­ fällt beispielsweise bei Kontaktfedern in einem Schalter, wie er in der DE-AS 12 47 446 beschrieben ist. Dort ist die Kontaktfeder im Abstand von ihren Enden an zwei von­ einander entfernten Stellen an einem Träger abgestützt, wobei auf den Bereich zwischen den beiden Abstützungen ein Schaltorgan einwirkt und durch mehr oder weniger starkes Durchbiegen der Feder die Kontaktstücke an den freien Enden betätigt. Bei einer derartigen Hebelbetäti­ gung sind jedoch starke Betätigungskräfte erforderlich, so daß eine Anwendung auf ein Brückenkontaktrelais der eingangs genannten Art unerwünscht hohe Erregerleistungen nach sich ziehen würde.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Brückenkontaktrelais gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit einer geringen Bauhöhe zu schaffen, wobei durch die konstruktive Gestal­ tung und Anordnung der Kontaktelemente sowie durch deren optimale Anpassung an das Magnetsystem eine geringe Leistungsaufnahme gewährleistet wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch Anwendung der kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Durch die Anordnung der Kontaktelemente mit ihrer Längsausdehnung zur Grundebene erreicht man ei­ nen relativ flachen Aufbau, ohne daß dies zu einer kurzen Federlänge führen muß. Dabei wird durch die Lagerung der Brückenkontaktfeder die größtmögliche aktive Federlänge bei gleichzeitig geringer Festigkeits­ beanspruchung erreicht. Die Feder ist nicht wie üblich mit einem Ende befestigt oder eingespannt, sondern über ihre gesamte Länge freibeweglich und lediglich an drei Punkten abgestützt. Um ein Verschieben der Brückenkon­ taktfeder zu vermeiden, ist sie fest mit dem Lagerstift verbunden, beispielsweise durch Punktschweißen; dieser Lagerstift selbst ist drehbar im Grundkörper gelagert. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist dieser Lager­ stift bei etwa ²/₃ der Länge der Brückenkontaktfeder, ge­ rechnet von dem den Brückenkontakt tragenden Ende, ange­ ordnet.

Auch die Gegenkontaktelemente können als Federn ausgebil­ det sowie mit ihren kontaktgebenden Enden gegenüber der Brückenkontaktfeder vorgespannt sein und an einem An­ schlag des Grundkörpers anliegen. Anschläge für Kontakt­ federn im Grundkörper sind grundsätzlich aus dem DE-GM 77 39 158 bekannt. Zur Befestigung können diese Gegenkon­ taktelemente, gegebenenfalls über starre Federträger, in Längsnuten des Grundkörpers verspannt sein. Derartige Fe­ derträger sind beispielsweise aus der DE-OS 24 43 966 an sich bekannt. Dabei kann es zweckmäßig sein, daß zumin­ dest eines der Gegenkontaktelemente gesondert in einen Isolierstoffträger eingebettet und mit diesem in einer Längsnut des Grundkörpers befestigt ist. Die Einbettung von Kontaktelementen in Isolierstoffträger ist an sich ebenfalls bekannt, beispielsweise aus dem DE-GM 19 15 991. Damit können besonders strenge Isolationsforderungen er­ füllt werden. Beispielsweise kann ein besonders kriech­ stromfester Werkstoff für den Träger verwendet werden, wenn der Grundkörper selbst nicht aus einem derartigen Werkstoff besteht.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Gegenkontaktelemente mit ihren Befestigungsenden gegen­ einander versetzt im Grundkörper verankert und die Brüc­ kenkontaktfeder zwischen ihnen angeordnet, wobei sich das erste Gegenkontaktelement im wesentlichen über seine gan­ ze Länge neben der Brückenkontaktfeder erstreckt, während das zweite Gegenkontaktelement mit einem abgekröpften Mit­ telteil die Brückenkontaktfeder kreuzt und mit seinem freien Ende über dem ersten Gegenkontaktelement liegt. Dabei kann das zweite Gegenkontaktelement mit seinem ab­ gekröpften Mittelteil an einer Nase des Grundkörpers ab­ gestützt sein. Durch die Lage des Abstützpunktes kann da­ bei die Federrate dieses zweiten Gegenkontaktelementes bestimmt werden.

In einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform sind beide Gegenkontaktelemente in einer Ebene, gegebenenfalls zu­ sammen mit starren Federträgern, in einen Isolierstoff­ träger eingebettet und mit diesem im Grundkörper befe­ stigt. In diesem Fall kann der Isolierstoffträger auch eine Lagerbuchse für den Lagerstift der Brückenkontakt­ feder besitzen. Außerdem kann eine Ausnehmung vorgesehen sein, in welcher die Brückenkontaktfeder beweglich ange­ ordnet ist, während sie an ihrer Oberkante teilweise von einem Fortsatz des Isolierstoffträgers überdeckt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 bis 4 ein Relais mit Brückenkontaktanordnung in verschiedenen Ansichten,

Fig. 5 und 6 eine abgewandelte Ausführungsform des vorher dargestellten Relais,

Fig. 7 eine abgewandelte Ausführungsform der Kontaktanord­ nung in einem Relais nach Fig. 1,

Fig. 8 einen Kontaktträger aus Fig. 7 mit eingebetteten Gegenkontaktelementen.

Das Relais nach den Fig. 1 bis 4 besitzt einen Grundkörper 1, der mit einer aufgesetzten Kappe 2 ein Gehäuse bildet. Im Grundkörper 1 ist ein in herkömmlicher Weise aufgebau­ tes Magnetsystem mit einer Spule 3, einem Joch 4 und einem winkelförmigen Anker 5 aufgebaut, dessen Schaltbewegungen über einen Schieber 6 auf eine Brückenkontaktfeder 7 über­ tragen werden. Diese trägt einen Brückenkontakt 8, welcher beim Anziehen des Ankers mit den Kontaktstücken 9 und 10 der beiden Gegenkontaktfedern 11 und 12 in Kontakt gebracht wird. Diese Gegenkontaktfedern 11 und 12 liegen mit ihren freien Enden 11 a und 12 a übereinander und sind gegen einen Anschlag 13 des Grundkörpers 1 vorgespannt. Die erste Ge­ genkontaktfeder 11 ist an einem Federträger 14 befestigt und mit diesem zusammen in einem Schlitz 15 des Grundkör­ pers 1 verspannt. Durch Verdrallen des Anschlußendes 14 a ist der Federträger 14 formschlüssig im Grundkörper 1 ge­ halten. Außerdem dient eine Rippe 16 zur kraftschlüssigen Befestigung von Federträger und Gegenkontaktfeder im Grund­ körperschlitz 15. Die zweite Gegenkontaktfeder 12 ist an einem Federträger 17 befestigt und mit diesem über das verdrallte Anschlußende 17 a und die Gehäuserippe 18 in einem Schlitz 19 des Grundkörpers verankert. Um mit ih­ rem freien Ende 12 a parallel zum freien Ende 11 a der er­ sten Gegenkontaktfeder zu liegen, ist die zweite Gegen­ kontaktfeder 12 in ihrem Mittelteil 12 b abgekröpft und kreuzt mit diesem Mittelteil die unter ihr liegende Brüc­ kenkontaktfeder 7. Wie sich aus den Figuren ergibt, ist also die erste Gegenkontaktfeder 11 ebenso wie die Brüc­ kenkontaktfeder 7 nahe am Boden des Grundkörpers 1 ange­ ordnet, während die zweite Gegenkontaktfeder 12 höher liegt, so daß sie die Brückenkontaktfeder kreuzen und mit ihrem freien Ende 12 a über dem freien Ende 11 a der ersten Gegenkontaktfeder liegen kann.

Um ein unterschiedliches Abheben der Gegenkontaktfedern 11 und 12 von ihrer Abstützung 13 zu vermeiden; muß ihre jeweilige Federrate gleich sein. Um dies zu erreichen, ist die Gegenkontaktfeder 12 mit ihrem Mittelabschnitt 12 b an einer Nase 20 des Grundkörpers abgestützt. Somit kann durch die Lage dieser Nase 20 die Federrate der ins­ gesamt wesentlich längeren Gegenkontaktfeder 12 an die der ersten Gegenkontaktfeder 11 angepaßt werden.

Besonders wichtig ist die Anpassung der Kraftwegcharakte­ ristik der Brückenkontaktfeder 7 an das Magnetsystem. Beim Betätigen des Relais soll die große Kontaktöffnung mit einem möglichst flachen Anstieg der Federrate der Brücken­ kontaktfeder überbrückt werden. Bei gegebenen Platzverhält­ nissen und gegebenem Federquerschnitt wird die größtmögli­ che aktive Federlänge bei gleichzeitig möglichst geringer Festigkeitsbeanspruchung durch Lagerung auf Stützen mit Kragstück und unsymmetrischer Belastung erreicht. Die Brückenkontaktfeder 7 ist entsprechend an keinem Ende fest eingespannt, sondern mit einem Ende an einer Kante 21 des Grundkörpers und mit ihrem anderen Ende am Schieber 6 ab­ gestützt. Diesen Abstützungen gegenüber ist zwischen bei­ den Enden eine Lagerung in Form eines Lagerstiftes 22 vor­ gesehen. Dieser Lagerstift 22 ist beispielsweise durch Schweißen mit der Brückenkontaktfeder 7 verbunden und in einer entsprechenden Ausnehmung 23 des Grundkörpers 1 drehbar gelagert. Bei Betätigung der Brückenkontaktfeder 7 über den Schieber 6 kann somit ein Längenausgleich an den Abstützstellen stattfinden. Die Rückstellkraft ergibt sich aus der Zuordnung der Abstützpunkte 21 bzw. 6 a und des La­ gerstiftes 22.

Die Brückenkontaktfeder 7 ist in Längsrichtung durch die Lagerstelle 23 des Lagerstiftes 22 formschlüssig gesichert. Ein Herausrutschen aus der Lagerstelle wird außerdem durch einen Zapfen 24 der Kappe 2 verhindert (Fig. 4).

Das Magnetsystem ist in üblicher Weise kraft- und form­ schlüssig im Grundkörper befestigt. Der Kraftschluß ist durch einen Preßsitz über die Rippen 25 des Grundkörpers 1 hergestellt. Außerdem ist der Jochzahn 26 in eine Ausneh­ mung 27 des Grundkörpers eingeklebt und damit stoffschlüs­ sig befestigt.

Der Betätigungsschieber 6 ist in einem Schlitz 28 des Grundkörpers 1 geführt. Gegen Herausfallen wird er durch angeformte Zähne 29 gesichert. Die Schutzkappe 2 schließ­ lich ist über Rastzähne 30 und 31 des Grundkörpers, welche in Ausnehmungen 32 bzw. 33 eingreifen, kraft- und form­ schlüssig gehalten.

In den Fig. 5 und 6 ist in Abwandlung der Fig. 1 und 3 eine etwas andere Ausführungsart des oben beschriebenen Relais dargestellt. Das Relais ist mit dem Grundkörper, dem Magnetsystem und dem Zusammenwirken der Kontaktele­ mente genauso aufgebaut wie oben beschrieben. Lediglich die zweite Gegenkontaktfeder 12 ist nicht unmittelbar in den Grundkörper 1 eingesetzt, sondern in einen Isolier­ stoffträger 34 eingebettet, welcher seinerseits dann in eine Ausnehmung 35 des Grundkörpers mit Preßsitz einge­ fügt ist. Dieser Isolierstoffträger besteht aus einem kriechstromfesten Material und besitzt angeformte Rippen 36. Zusammen mit einer am Grundkörper 1 angeformten Rippe 37 ergeben diese Rippen 36 eine definierte Anlage des Isolierstoffträgers 34 an den Grundkörperwänden 38 und 39.

Durch die Einbettung der Gegenkontaktfeder 12 in den Iso­ lierstoffträger 34 wird deren Federrate durch die Einspan­ nungsebene 40 bestimmt, so daß eine Abstützung an einer Nase 20 wie in Fig. 1 nicht erforderlich ist. Der Iso­ lierstoffträger 34 besitzt an seiner Oberseite einen dachförmigen Ansatz 41, der zum Anker 5 bzw. zum Joch 4 hin große Isolationsstrecken für die eingebettete Gegen­ kontaktfeder 12 schafft. Durch den verdrallten Anschluß 17 a ist der Federträger 17 samt dem Isolierstoffträger 34 formschlüssig im Grundkörper 1 befestigt.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. Dabei ist im Grundkörper 51, der wie die vorhergehenden Ausführungsbeispiele mit einem Magnetsystem 4, 5 und einem Betätigungsschieber 6 versehen ist, ein Isolier­ stoffträger 52 befestigt, in welchem zwei Gegenkontakt­ federn 53 und 54 übereinanderliegend eingebettet sind. Sie verlaufen demnach im Gegensatz zu den vorher be­ schriebenen Gegenkontaktfedern 11 und 12 über ihre ganze Länge parallel übereinander. Der Isolierstoffträger 52 bildet außerdem die Aufnahme und das Gegenlager für die Brückenkontaktfeder 55 mit ihrem Lagerstift 56. Die Brüc­ kenkontaktfeder 55 ist in einer Ausnehmung 57 zwischen überstehenden Wänden 58 und 59 des Isolierstoffträgers angeordnet und in dieser Ausnehmung um den Lagerstift 56 drehbar angeordnet. Sie ist mit ihrem einen Ende an der Gehäusekante 60 und mit ihrem anderen Ende am Ende 6 a des Betätigungsschiebers 6 abgestützt. Die dachförmig über die Brückenkontaktfeder greifende Wand 59 des Isolier­ stoffträgers 52 besitzt zur Einführung des Lagerstiftes 56 in die Lagerschale 61 einen Einlaufschlitz 62 mit Einlaufschrägen 63.

Zur kraftschlüssigen Befestigung des Isolierstoffträgers 52 im Grundkörper 51 sind am Isolierstoffträger deformier­ bare Rippen 64 angeformt, durch welche der Isolierstoff­ träger an der Gegenwand 65 des Grundkörpers 51 definiert zur Anlage gebracht wird.

Fig. 8 zeigt in einer Seitenansicht den Isolierstoffträ­ ger 52 mit den eingebetteten Gegenkontaktfedern 53 und 54. Diese sind im Einbettungsbereich mit Federträgern 66 und 67 verbunden, deren Enden 66 a und 67 a nach unten her­ ausgeführt und als Anschlußfahnen ausgebildet sind. Durch Verdrallen dieser Enden 66 a und 67 a kann der Isolierstoff­ träger 52 zusätzlich formschlüssig im Grundkörper 51 be­ festigt werden. Am Isolierstoffträger 52 ist außerdem ein isolierender Fortsatz 68 angeformt, der sich zwischen den beiden Gegenkontaktfedern 53 und 54 erstreckt und zur Ver­ größerung der Isolierstrecken zwischen beiden dient.

Claims (10)

1. Relais mit einem eine ebene Grundfläche aufweisenden Grundkörper, an dem zwei mit ihren kontaktgebenden Enden parallel zueinander verlaufende Gegenkontaktelemente ge­ halten sind, sowie mit einer an beide Gegenkontaktelemen­ te anschaltbaren Brückenkontaktfeder, die am Grundkörper gelagert und durch einen Anker eines Magnetsystems über einen parallel zur Grundfläche des Grundkörpers bewegba­ ren Schieber betätigbar ist, wobei sich die flachen Ge­ genkontaktelemente und die Brückenkontaktfeder mit ihren Hauptebenen jeweils senkrecht zur Grundfläche des Grund­ körpers erstrecken, dadurch gekenn­ zeichnet,
daß die Gegenkontaktelemente (11, 12; 53, 54) und die Brückenkontaktfeder (7; 55) mit ihrer Längserstreckung parallel zur Grundfläche des Grundkör­ pers (1; 51) verlaufen, wobei die Gegenkontaktele­ mente (11, 12; 53, 54) zumindest mit ihren freien Enden in Richtung senkrecht zur Grundfläche gesehen übereinanderliegen, und
daß die Brückenkontaktfeder (7; 55) mit der das Brücken­ kontaktstück (8) tragenden Flachseite an einem senkrecht zur Grundfläche des Grundkörpers (1; 51) verlaufenden und in diesem drehbar gelagerten Lagerstift (22; 56) befe­ stigt ist und auf ihrer dem Lagerstift (22; 56) abgewand­ ten Flachseite mit ihrem einen Ende an einer Kante (21; 60) des Grundkörpers (1; 51) und mit ihrem anderen Ende am Schieber (6) abgestützt ist.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Lagerstift (12; 56) bei etwa ²/₃ der Länge der Brückenkontaktfeder (7; 55), gerechnet von dem den Brückenkontakt (8) tragenden Ende, liegt.

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Gegenkontaktelemente (11, 12; 53, 54) als Federn ausgebildet sowie mit ihren kontaktgebenden Enden (11 a, 12 a) gegenüber der Brücken­ kontaktfeder (7; 55) vorgespannt sind und an einem An­ schlag (13) des Grundkörpers (1; 51) anliegen.

4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkontaktele­ mente (11, 12) über starre Federträger (14, 17) in Längs­ nuten (15, 19) des Grundkörpers (1) verspannt sind.

5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der Gegenkontaktelemente (12) in einen Isolierstoffträger (34) eingebettet und mit diesem in einer Längsnut (35) des Grundkörpers (1) befestigt ist.

6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gegenkon­ taktelemente (11, 12) mit ihren Befestigungsenden gegen­ einander versetzt im Grundkörper (1) verankert sind und die Brückenkontaktfeder (7) zwischen diesen angeordnet ist, wobei sich das erste Gegenkontaktelement (11) im we­ sentlichen über seine ganze Länge neben der Brückenkon­ taktfeder (7) erstreckt, während das zweite Gegenkontakt­ element (12) mit seinem abgekröpften Mittelteil (12 b) die Brückenkontaktfeder (7) kreuzt und mit seinem freien Ende (12 a) über dem ersten Gegenkontaktelement (11) liegt.

7. Relais nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das zweite Gegenkontaktelement (12) mit seinem abgekröpften Mittelteil (12 b) an einer Nase (20) des Grundkörpers (1) abgestützt ist.

8. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gegenkon­ taktelemente (53, 54) in einer Ebene, gegebenenfalls zu­ sammen mit starren Federträgern (66, 67), in einen Iso­ lierstoffträger (52) eingebettet und mit diesem im Grund­ körper (51) befestigt sind.

9. Relais nach Anspruch 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Isolierstoffträger (52) eine Lagerbuchse (61) für den Lagerstift (56) der Brückenkon­ taktfeder (55) eingeformt ist.

10. Relais nach Anspruch 8 oder 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Isolierstoffträger (52) eine Ausnehmung (57) zur Führung der Brückenkontakt­ feder (55) aufweist.