EP0016980A1 - Elektromagnetisches Relais für hohe Schaltleistungen - Google Patents

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EP0016980A1
EP0016980A1 EP80101070A EP80101070A EP0016980A1 EP 0016980 A1 EP0016980 A1 EP 0016980A1 EP 80101070 A EP80101070 A EP 80101070A EP 80101070 A EP80101070 A EP 80101070A EP 0016980 A1 EP0016980 A1 EP 0016980A1
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EP
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contact
partition
leg
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armature
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Helmut Schedele
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Siemens AG
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    • H01H50/026—Details concerning isolation between driving and switching circuit
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    • 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 an electromagnetic relay for high switching capacities with an insulating base body, consisting of a base and a perpendicular to the base, separating the magnet system from the contact space, with on one side of the partition one with its axis perpendicular to the base standing coil with an angular yoke and also an angular armature are arranged and each leg of the yoke and the armature runs approximately parallel to the coil axis between the coil and the partition and is enclosed in a U-shaped manner by the partition with molded-on side walls on both sides.
  • a contact spring set is arranged, the individual contact elements are anchored in recesses of the base and extend approximately parallel to the coil axis in their longitudinal extent, finally at least one of these Contact elements can be actuated by the armature via a contact slide engaging in the contact space.
  • Such a relay is known from DE-OS 27 28 5o9.
  • Appropriate design of the insulating base body already achieves extensive separation of the magnet system from the contact spring set.
  • the large clearances and creepage distances required for high switching currents are ensured between the contact elements and the ground connection, for example of the yoke. which could only be achieved with other conventional relay types by larger dimensions of the entire relay.
  • the problem of potential separation between ground and contacts occurs most often in the area of the contact slide, since this has to establish a mechanical connection from the magnet system to the movable contact spring.
  • the contact slide is therefore arranged above the partition so that it engages the extended end of the movable spring. This so-called external actuation, that is, the actuation between the contact and the free spring end, results in a relatively poor efficiency for the magnet system of this size.
  • the object of the invention is to construct the base body in a relay of the type mentioned at the outset in such a way that a better efficiency of the magnet system is ensured by an internal actuation of the movable contact spring.
  • the contact slide should therefore engage the movable spring between its clamping and the contact rivet, although sufficient security against leakage currents and voltage flashovers between the magnet system and the contact spring set is still guaranteed.
  • this object is achieved in that an end wall connected to the partition and the base is formed on one side of the contact space, that the contact elements are inserted from the side opposite the end wall, incisions of the base, that the contact slide is arranged in the region of the end wall and surrounds the partition wall in a U-shape, its middle part lying in a recess in the partition wall, its first leg engages through a window in the adjacent side wall on the anchor leg and its second leg through a window in the end wall on a movable contact element.
  • the arranged between the central contact spring and the partition worshipkontak- N iement in the area of the second leg of the contact slide has a recess , and that are formed on the end wall in the region of this recess, surrounding the contact slide ribs. That way the recess required for the contact slide in the partition or in the end wall is provided with additional insulation sections, so that in this case too, sufficient security against leakage currents or voltage flashovers between the magnet system and the normally closed contact spring is ensured.
  • the ribs formed on the end wall can be placed on a trapezoidal projection, which in turn is adapted approximately to the recess in the rest contact element.
  • the drawing shows in the different views an electromagnetic relay based on the well-known hinged armature principle.
  • an insulating material base body 1 with a base 2 and a partition 3 which is approximately perpendicular to the base 3.
  • the magnet system with a coil 4, an angular yoke 5 and an also angular armature 6 is arranged on one side of the partition 3.
  • the coil axis is perpendicular to the base 2 and approximately parallel to it, the yoke leg 5a and the armature leg 6a are arranged between the coil 4 and the partition wall 3.
  • the contact space On the side of the partition 3 opposite the magnet system there is the contact space with contact elements 9, 10 and 11, which are inserted and anchored in lateral incisions 12, 13 and 14 of the base 2. On the side opposite the incisions 12, 13 and 14, the contact space is largely closed with an end wall 15. This end wall 15 is perpendicular to the / base 2 and perpendicular to the partition 3 and is designed as a continuation of the side wall 8. In order to increase the dielectric strength, an extension 3b covering the contact element 9 is also formed on the partition 3.
  • a U-shaped contact slider 16 is used to actuate the center contact spring 1o.
  • the middle part 16a of it lies in a recess 3a in the partition 3, its first leg 16b engages the armature arm 6a and its second leg 16c engages the contact spring 10.
  • the contact slide 16 is accordingly inserted into the base body opposite to the contact springs, its leg 16b being inserted through a window 8b in the side wall 8 and its leg 16c being inserted through a window 15a in the end wall 15.
  • this normally closed contact element 9 has a trapezoidal recess 17 in the area of the window 15a provided for the slide.
  • a trapezoidal projection 18 is provided on the partition 3, which protrudes on both sides of the Leg 16c of the contact slide 16 each carries a rib 19.
  • a protective cap 20 is placed over the base body 1. Its side wall 20a also serves as an additional safeguard for the contact slide 16. If the contact slide should slip out of position due to vibrations, it is supported with the nose 16d on the protective cap.
  • the armature leg 6a can be kept shorter than the yoke leg 5a. This results in a free space 21 between the free end of the armature leg 6a and the protective cap 20, which is enclosed by the partition 3, the side walls 7 and 8 and the yoke leg 5a. Additional electronic or electromechanical elements, for example also a mechanical reversing element for the armature, can advantageously be accommodated in this free space 21.
  • an extension of the armature leg 5a could also be provided in the free space 21 as a mechanical display element for displaying the switching state.
  • a getter could also be accommodated in this free space in order to remove the released pollutants, e.g. the coil winding in a hermetically sealed relay version, and to prevent their intrusion into the contact space.

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Abstract

Elektromagnetisches Relais mit einem Grundkörper, der das Magnetsystem und das Kontaktsystem trägt und mit einer Trennwand gegeneinander isoliert. Zur Gewinnung großer Kriech- und Luftstrecken zwischen Kontaktfedern und Magnetsystem ist der Grundkörper besonders gestaltet; er besitzt insbesondere eine zusätzliche Abschlußwand mit einer Führung für den U-förmig gestalteten Kontaktschieber.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Relais für hohe Schaltleistungen mit einem Isolierstoff-Grundkörper, bestehend aus einem Sockel und einer senkrecht auf dem Sockel stehenden, das Magnetsystem vom Kontaktraum trennenden Trennwand, wobei auf einer Seite der Trennwand eine mit ihrer Achse senkrecht auf dem Sockel stehende Spule mit einem winkelförmigen Joch und einem ebenfalls winkelförmigen Anker angeordnet sind und jeweils ein Schenkel des Joches wie des Ankers etwa parallel zur Spulenachse zwischen Spule und Trennwand verläuft und von der Trennwand mit beiderseits angeformten Seitenwänden U-förmig umschlossen wird, wobei weiterhin im..Kontaktraum auf der anderen Seite der Trennwand ein Kontaktfedersatz angeordnet ist, dessen einzelne Kontaktelemente in Ausnehmungen des Sockels verankert sind und sich in ihrer Längsausdehnung annähernd parallel zur Spulenachse erstrecken, wobei schließlich mindestens eines dieser Kontaktelemente vom Anker über einen in den Kontaktraum eingreifenden Kontaktschieber betätigbar ist.
  • Ein derartiges Relais ist aus der DE-OS 27 28 5o9 bekannt. Durch entsprechende Gestaltung des isolierenden Grundkörpers wird dort bereits eine weitgehende Trennung des Magnetsystems vom Kontaktfedersatz erreicht. So werden zwischen den Kontaktelementen und dem Masseanschluß etwa des Joches die für hohe Schaltströme geforderten großen Luft- und Kriechstrecken gewährleistet,. die man bei anderen herkömmlichen Relaistypen nur durch größere Abmessungen des gesamten Relais erreichen konnte. Das Problem der Potentialtrennung zwischen Masse und Kontakten tritt am meisten jedoch im Bereich des Kontaktschiebers auf, da dieser eine mechanische Verbindung vom Magnetsystem zur beweglichen Kontaktfeder herstellen muß. Bei dem bekannten Relais nach der DE-OS 27 28 5o9 ist deshalb der Kontakt- schieber über der Trennwand so angeordnet, daß er an dem verlängerten Ende der beweglichen Feder angreift. Durch diese sogenannte Außenbetätigung, also die Betätigung zwischen Kontakt und freiem Federende, ergibt sich ein verhältnismäßig schlechter Wirkungsgrad für das Magnetsystem dieser Baugröße.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Relais der eingangs erwähnten Art den Grundkörper so zu konstruieren, daß durch eine Innenbetätigung der beweglichen Kontaktfeder ein besserer Wirkungsgrad des Magnetsystems gewährleistet wird. Der Kontaktschieber soll also an der beweglichen Feder zwischen ihrer Einspannung und dem Kontaktniet angreifen, wobei trotzdem genügend Sicherheit gegen Kriechströme und Spannungsüberschläge zwischen dem Magaetsystem und dem Kontaktfedersatz gewährleistet wird.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an einer Seite des Kontaktraumes eine mit der Trennwand und dem Sockel zusammenhängende Abschlußwand angeformt ist, daß die Kontaktelemente von der der Abschlußwand gegenüberliegenden Seite her Einschnitte des Sockels eingesteckt sind, daß der Kontaktschieber im Bereich der Abschlußwand angeordnet ist und U-förmig die Trennwand umgreift, wobei sein Mittelteil in einer Aussparung der Trennwand liegt, sein erster Schenkel durch ein Fenster in der angrenzenden Seitenwand am Ankerschenkel und sein zweiter Schenkel durch ein Fenster in der Abschlußwand an einem beweglichen Kontaktelement angreift.
  • Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung erhält man ein Relais mit kleinen Abmessungen, das aufgrund seiner konstruktiven Einzelheiten trotzdem große Kriech- und Luftstrecken zwischen Magnetsystem und Kontakt besitzt und bei dem ein hoher Wirkungsgrad des Magnetsystems durch Innenbetätigung der Kontaktfeder gewährleistet ist. Der Kontaktschieber greift im Bereich der Abschlußwand außen. um die Trennwand herum, während die Kontaktelemente von der Gegenseite der Abschlußwand in den Sockel eingesteckt sind.
  • Wird bei dem Relais ein Umschalt-Kontaktfedersatz verwendet, dessen Mittelfeder vom Kontaktschieber betätigt wird, so ist in einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß das zwischen der Mittelkontaktfeder und der Trennwand angeordnete Ruhekontak-Niement im Bereich des zweiten Schenkels des Kontaktschiebers eine Aussparung besitzt, und daß an der Abschlußwand in den Bereich dieser Aussparung reichende, den Kontaktschieber umgebende Rippen angeformt sind. Auf diese Weise wird die für den Kontaktschieber in der Trennwand bzw. in der Abschlußwand erforderliche Aussparung mit zusätzlichen Isolationsstrecken versehen, so daß auch in diesem Fall genügend Sicherheit gegen-Kriechströme bzw. Spannungsüberschläge zwischen dem Magnetsystem und der Ruhekontaktfeder gewährleistet ist. Die an der Abschlußwand angeformten Rippen können in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform auf einen trapezförmigen Vorsprung aufgesetzt sein, welcher seinerseits etwa der Aussparung im.Ruhekontaktelement angepaßt ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert.
    • Es zeigt Fig. 1 bis 3 ein erfindungsgemäßes Relais in verschiedenen Schnittdarstellungen,
    • Fig. 4 dasselbe Relais von der Unterseite (Anschlußseite) gesehen,
    • Fig. 5 einen Teil des Grundkörpers in perspektivischer Darstellung.
  • Die Zeichnung zeigt in den verschiedenen Ansichten ein elektromagnetisches Relais nach dem bekannten Klappankerprinzip. Als Träger für die Funktionselemente dient . ein Isolierstoff-Grundkörper 1 mit einem Sockel 2 und einer auf dem Sockel etwa senkrecht stehenden Trennwand 3. Auf einer Seite der Trennwand 3 ist das Magnetsystem mit einer Spule 4, einem winkelförmigen Joch 5 und einem ebenfalls winkelförmigen Anker 6 angeordnet. Die Spulenachse steht dabei senkrecht auf dem Sockel 2 und etwa parallel dazu sind zwischen Spule 4 und Trennwand 3 der Jochschenkel 5a und der Ankerschenkel 6a angeordnet. An die Trennwand 3 sind beiderseits Seitenwände 7 und 8 angeformt, die zusammen mit der Trennwand 3 den Jochschenkel 5a und den Ankerschenkel 6a U-förmig umschließen. Der Jochschenkel 5a ist dabei in Nuten 7a bzw. 8a der Seitenwände 7 bzw. 8 durch Einstecken befestigt.
  • Auf der dem Magnetsystem gegenüberliegenden Seite der Trennwand 3 befindet sich der Kontaktraum mit Kontaktelementen 9, 1o und 11, welche in seitlichen Einschnitten 12, 13 und 14 des Sockels 2 eingesteckt und verankert sind. Auf der den Einschnitten 12, 13 und 14 gegenüberliegenden Seite ist der Kontaktraum mit einer Abschlußwand 15 weitgehend geschlossen. Diese Abschlußwand 15 steht senkrecht auf dem/Sockel 2 und senkrecht zur Trennwand 3 und ist als Fortsetzung der Seitenwand 8 ausgebildet. Zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit ist außerdem an der Trennwand 3 ein das Kontaktelement 9 überdeckender Fortsatz 3b angeformt.
  • Zur Betätigung der Mittelkontaktfeder 1o dient ein U-förmiger Kontaktschieber 16, der mit seinem Mittelteil 16a in einer Ausnehmung 3a der Trennwand 3 liegt, mit seinem ersten Schenkel 16b am Ankerarm 6a und mit seinem zweiten Schenkel 16c an der Kontaktfeder 10 angreift. Der Kontaktschieber-16 wird demnach entgegengesetzt zu den Kontaktfedern in den Grundkörper eingesteckt, wobei sein Schenkel 16b durch ein Fenster 8b der Seitenwand 8 und sein Schenkel 16c durch ein Fenster 15a der Abschlußwand 15 gesteckt wird.
  • Zur Erhöhung der Isolationsstrecken zwischen dem Ankerarm 6a bzw. dem Jochschenkel 5a und dem Ruhekontaktelement 9 besitzt dieses Ruhekontaktelement 9 im Bereich des für den Schieber vorgesehenen Fensters 15a eine trapezförmige Ausnehmung 17. Zusätzlich ist auf der Trennwand 3 ein trapezförmiger Vorsprung 18 vorgesehen, welcher beiderseits des Schenkels 16c des Kontaktschiebers 16 je eine Rippe 19 trägt.
  • Über den Grundkörper 1 ist eine Schutzkappe 2o gestülpt. Deren Seitenwand 20a dient gleichzeitig als zusätzliche Sicherung für-den Kontaktschieber 16. Falls der Kontaktschieber durch Erschütterungen aus der Position rutschen sollte, stützt er sich mit der Nase 16d an der Schutzkappe ab.
  • Durch die Innenbetätigung der Kontaktfeder 10 kann der Ankerschenkel 6a kürzer gehalten werden als der Jochschenkel 5a. Damit ergibt sich zwischen dem freien Ende des Ankerschenkels 6a und der Schutzkappe 20 ein freier Raum 21, der von der Trennwand 3, den Seitenwänden 7 und 8.sowie dem Jochschenkel 5a eingeschlossen wird. In diesem freien Raum 21 lassen sich in vorteilhafter Weise zusätzliche elektronische oder elektromechanische Glieder, beispielsweise auch ein mechanisches Umkehrglied für den Anker, unterbringen. In Verbindung mit einem Fenster in der Schutzkappe 20 könnte in dem freien Raum 21 auch eine Verlängerung des Ankerschenkels 5a als mechanisches Anzeigeglied zur Anzeige des Schaltzustandes vorgesehen sein. Auch ein Getter könnte in diesem freien Raum untergebracht werden, um die frei werdenden Schadstoffe, z.B. der Spulenwicklung bei einer hermetisch dichten Relaisausführung, aufzunehmen und deren Eindringen in den Kontaktraum zu verhindern.

Claims (4)

1. Elektromagnetisches Relais für hohe SchaltleistUngen mit einem Isolierstoffgrundkörper, bestehend aus einem Sockel und einer senkrecht auf dem Sockel stehenden, das Magnetsystem vom Kontaktraum trennenden Trennwand, wobei auf einer Seite der Trennwand eine auf ihrer Achse senkrecht auf dem Sockel stehende Spule mit einem winkelförmigen Joch und einem ebenfalls winkelförmigen Anker angeordnet sind und jeweils ein Schenkel des Joches wie des Ankers etwa parallel zur Spulenachse zwischen Spule und Trennwand mit beiderseits angeformten Seitenwänden U-förmig umschlossen wird, wobei weiterhin im Kontaktraum auf der anderen Seite der Trennwand ein Kontaktfedersatz angeordnet ist, dessen einzelne Kontaktelemente in Ausnehmungen des Sockels verankert sind und sich in ihrer Längsausdehnung an-nähernd zur Spulenachse erstrecken, wobei schließlich mindestens eines dieser Kontaktelemente vom Anker über einen in den Kontaktraum eingreifenden Kontaktschieber betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an einer Seite des Kontaktraumes eine mit der Trennwand (3) und dem Sockel (2) zusammenhängende Abschluß- . wand (15) angeformt ist,
daß die Kontaktelemente (9,10,11) von der der Abschlußwand (15) gegenüberliegendeiSeite her in Einschnitte (12,13,14) des Sockels (2) eingesteckt sind,
daß der Kontaktschieber (16) im Bereich der Abschlußwand (15) angeordnet und U-förmig die Trennwand (3) umgreift, wobei sein Mittelteil (16a) in einer Aussparung (3a) der Trennwand (3) liegt, sein erster Schenkel (16b) durch ein Fenster (8b) in der angrenzenden Seitenwand (8) am Ankerschenkel (6a) und sein zweiter Schenkel (16c) durch ein Fenster (15a) in der Abschlußwand (15) an einem beweglichen Kontaktelement (10) angreift.
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen den beweglichen Kontaktelementen (10) und der Trennwand (3) angeordnetes Ruhekontaktelement (9) im Bereich des zweiten Schenkels (16c) des Kontaktschiebers (16) eine Aussparung (17) besitzt, und daß an der Trennwand (3) ein in den Bereich dieser Aussparung reichender trapezförmiger Vorsprung (18) angeformt ist.
3. Relais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Vorsprung (18) beiderseits des Kontaktschiebers jeweils eine Rippe (19) aufgesetzt ist.
4. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß vor dem freien Ende des Ankerschenkels (5a) ein von der Trennwand (3) und den Seitenwänden (7,8) umschlossener freier Raum (21) zur Aufnahme von elektronischen oder mechanischen Gliedern oder eines Getters vorgesehen ist.
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