EP0630517A1 - Sicherheitsrelais mit zwangsgeführtem kontaktsatz und monostabilem antrieb. - Google Patents

Sicherheitsrelais mit zwangsgeführtem kontaktsatz und monostabilem antrieb.

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EP0630517A1
EP0630517A1 EP94905055A EP94905055A EP0630517A1 EP 0630517 A1 EP0630517 A1 EP 0630517A1 EP 94905055 A EP94905055 A EP 94905055A EP 94905055 A EP94905055 A EP 94905055A EP 0630517 A1 EP0630517 A1 EP 0630517A1
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EP
European Patent Office
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armature
contact set
relay
drive
force
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EP94905055A
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EP0630517B1 (de
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Eberhard Kirsch
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Hengstler GmbH
Original Assignee
Hengstler Bauelemente GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00—Electromagnetic relays
    • H01H51/22—Polarised relays
    • H01H51/2227—Polarised relays in which the movable part comprises at least one permanent magnet, sandwiched between pole-plates, each forming an active air-gap with parts of the stationary magnetic circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/16—Magnetic circuit arrangements
    • H01H50/163—Details concerning air-gaps, e.g. anti-remanence, damping, anti-corrosion

Definitions

  • the present invention relates to a safety relay according to the preamble of patent claim 1.
  • a forced operation of this contact set means that the actuator grasps all switching springs and either brings them into one or the other position.
  • Such a safety relay has proven itself on a large scale, but it is desirable that the drive is assigned a smaller power consumption and that the known relay is miniaturized overall.
  • the invention is therefore based on the object of developing a safety relay of the type mentioned at the outset in such a way that the entire relay is miniaturized with lower power consumption.
  • the invention is characterized by the technical teaching of claim 1.
  • An essential feature of the invention is, as / 3 now the known per se Antechnischs ⁇ yste with a hinged armature of invention ACCORDING / 3 is replaced by a Antriebs ⁇ ystem with an asymmetrically acting H-anchor, and da / 3 of the H-armature with its longitudinal axis approximately parallel to the Longitudinal axis of the drive Coil is arranged and since the axis of rotation of this H-armature is arranged perpendicular to the longitudinal axis of the drive coil, and since the H-armature is also designed to be magnetically asymmetrical.
  • An H-armature allows a large stroke, which - if the H-armature is magnetically symmetrical - acts symmetrically.
  • a monostable behavior of the relay can be achieved with a magnetically asymmetrical H-armature.
  • H-anchor has the advantage that / 3 a force-stroke curve is achieved, the final forces of which are independent of the stroke.
  • a non-polarized relay with a hinged armature does not have this characteristic, because with a hinged armature the initial force is reduced as the stroke increases, i.e. the initial force depends on the stroke, whereas this is not the case with an H anchor.
  • the initial force is the force required to bring the contacts of the contact set out of their rest position.
  • the disadvantage is that the contact distances between the individual springs also become relatively small, which means that the minimum distances between the contact springs are less than the prescribed.
  • Symmetrical H-anchors offer the possibility to achieve large stroke lengths, but at the same time they cause the drive to behave in a bistable manner.
  • the magnetic armature of the H-armature according to the invention is therefore shifted towards mechanical symmetry.
  • the final forces of the drive become asymmetrical, which results in monostable behavior.
  • the definition of a monostable behavior is that after the drive excitation has been omitted, the contact set automatically moves from the working position to its rest position.
  • the essence of the invention is therefore to da / 3, it still achieved the same contact distances in a smaller volume of a safety relay of the type mentioned, such as are present in a substantially RESIZE / 3eren safety relay.
  • the necessary increase in stroke is made possible by using an H-anchor.
  • Figure 1 schematically shows a section through a relay according to the invention
  • Figure 2 the top view of the base plate of the relay
  • Figure 3 schematized a top view of the H-anchor
  • Figure 4 the driving force-stroke diagram for different H-anchor designs.
  • the relay has a hood 1 which overlaps a contact set carrier 2 which, as a plastic part made of one piece of material, accommodates a number of components of the relay.
  • the complete drive of the relay is engaged as a latching part in the contact set carrier 2, the drive coil 3 with the yoke legs 4, 5 and the H armature 6 as assembled part can be snapped into the contact set carrier.
  • the yoke legs 4, 5 engage with lateral projections in associated recesses 13 on the contact set carrier 2 and are locked there.
  • the H-armature has in its axis of rotation 11 a bearing journal (not shown in more detail) which likewise engages in an associated recess in the contact set carrier.
  • part of the contact set carrier 2 is an approximately U-shaped freestanding bearing piece 10, which defines a central recess through which the bearing pin of the H-armature passes and is rotatably mounted there.
  • the two yoke legs 4, 5 are bent approximately in a U-shape and abut one another in the area of the inner coil tube 30, the two end sides of each yoke leg 4, 5 protruding on opposite sides of the drive coil 3.
  • the yoke legs 4, 5 engage in the intermediate space of the approximately H-shaped H armature, the H armature essentially consisting of two armature plates 7, 8 arranged parallel to one another, between which a permanent magnet 9 is arranged.
  • the permanent magnet 9 is injection molded together with the armature plates 7, 8, the armature plates being made of a ferromagnetic material.
  • recesses 40, 41 are arranged in the parts of the anchor plates 7, 8 diagonally opposite one another with respect to the axis of rotation, which are arranged next to the yoke legs 4, 5 which are filled with a dia- or paramagnetic material 43.
  • This material can e.g. B. a plastic material or the like. Due to this asymmetry of diagonally opposite anchor plates 7, 8, the H-anchor assumes a monostable position, because it pivots in the direction of arrow 31 in the counterclockwise direction about its axis of rotation 11 and lies with the parts of the anchor plates 7 opposite the recesses 40, 41. 8 on the associated yoke legs 4.5.
  • the resulting curve 36 then intersects the abscissa at position 37, the distance between the positions. 37 and item 36 corresponds to half the difference 44.
  • this curve 36 intersects the straight line 34.
  • the stroke of the H-armature (ie the swivel angle) is now mechanically limited.
  • This resetting force 38 causes that when the H-armature 6 is moved in the direction of the Direction of arrow 31 in the opposite pivoting position brings about that this residual magnetic force 39 acts and must be overcome by the contact set in order to reach the rest position.
  • the force-stroke curve of curve 36 is superimposed on the electromagnetic effect of coil 3.
  • the curve 46 in FIG. 4 shows the resultant force-stroke curve which acts on the contact set.
  • a final force is also achieved at item 47, which acts on the contact set.
  • the force-stroke curve of the contact set must run in the area between curve 37 and curve 46 in order to achieve a monostable behavior of the relay. If the force-stroke curve of the contact set is outside, i.e. within the triangle delimited by pos. 37, 38, 48, the behavior of the relay becomes bistable.
  • a plurality of contacts are arranged in individual chambers that are chambered from one another, the individual chambers being chambered by chamber walls 14 (in the direction of the drive) and by further chamber walls 21, 22, 23.
  • the external limitation is made by the Front wall 24, on the outer side of which a restoring spring 17 rests, the spring force of which can be changed with an adjusting screw 18 and which rests with its free, pivotable end on the outer side of the actuator 20.
  • Part of the contact set carrier 2 is a plastic body 15, which covers the yoke legs in the direction of the base plate 25.
  • the contacts 16 are guided in the form of connecting pins 19 through the base plate 25, the base plate 25 being connected in one piece to the contact set carrier 2. It is important here that a large creepage distance is achieved between the individual adjacent connecting pins 19 according to FIG. 2. It is known per se to store the connecting pins in slots 26, 27, these slots being formed going inwards from the outside of the base plate. This enables simple mounting of the connecting pins 19 in these slots 26, 27.
  • Coil connections 29 are also arranged on the front side of the contact set carrier 2.
  • the technical teaching according to the invention thus ensures a safety relay with a force-guided contact set, in which it is now possible for the first time to still guarantee high contact spacing with relatively small overall dimensions of the relay, because a large stroke is achieved with the use of the a-metrically acting H-armature of the actuator 20 is achieved and thereby large contact distances are made possible.
  • the asymmetrical effect of the H-armature has the advantage that the contacts of the contact set are held in a defined position in the rest position, without any repercussions of the armature on the contact set.
  • Another advantage of the invention is that by using an asymmetrically acting H-armature 6 there is no undesired entrainment of welded contacts, even if the current through the coil 3 of the drive system is increased significantly.
  • the H-armature 6 has an overhead actuator plate 49, which is connected to the upper anchor plate 7 and against which the actuator 20 rests.
  • Hood 26 slot contact set carrier 27 slot drive coil 28 closed slot cover yoke leg 29 coil connection yoke leg 30 coil inner tube H-armature 31 arrow direction armature plate 32 curve armature plate 33 position permanent magnet 34 straight bearing piece 35 straight axis of rotation 36 curve
  • Safety relay with positively driven contact set and polarized monostable drive the individual contact spring sets being locked against each other and actuated by a common actuator, characterized in that for the drive a mechanically symmetrical H-armature (6) connected to a permanent magnet (9) magnetically asymmetric is provided, and that the H-armature (6) is arranged with its longitudinal axis approximately parallel to the longitudinal axis of the drive coil (3), the axis of rotation (11) of the H-armature (6) being perpendicular to the longitudinal axis Drive coil (3) is standing and the actuator (20) in the contact set is moved by an actuator plate (49) arranged in the extension of the H-armature (6).
  • Safety relay according to claim 1 characterized in that the H-armature (6) has two armature plates (7, 8) arranged parallel to one another, between which the yoke legs (4, 5) engage, wherein asymmetrically in diagonally opposite parts of the armature plates ( 7,8) recesses (40, 41) are provided which have a dia- or paramagnetic material (43).

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Description

Sicherheitsrelais mit zwangsgeführtem Kontaktsatz und monostabilem Antrieb
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Sicherheits¬ relais nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein derartiges Sicherheitsrelais ist mit mehreren Patenten der Anmelderin bekannt geworden, wobei der Kontaktsatz zwangsgeführt ist und die einzelnen Kontakte gegeneinander abgekammert sind, so da/3 beim Bruch einer Kontaktfeder es vermieden wird, da/3 diese Kontaktfeder in die Kammer der benachbarten Kontaktfeder hinein gerät.
Eine Zwangsführung dieses Kontaktsatzes bedeutet in an sich bekannter Weise, da/3 der Betätiger alle Schaltfedern erfa/3t und diese entweder in die eine oder die andere Lage bringt.
Ein derartiges Sicherheitsrelais hat sich in großem Umfang bewährt, es ist aber wünschenswert, daß dem Antrieb eine kleinere Leistungsaufnahme zugeordnet wird und daß insgesamt das bekannte Relais miniaturisiert wird.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Sicherheitsrelais der eingangs genannten Art so weiterzu¬ bilden, da3 bei kleinerer Leistungsaufnahme eine Miniatu- risierung des gesamten Relais gegeben ist.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.
Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, da/3 nun das an sich bekannte Antriebsεyste mit einem Klappanker erfindungs- gemä/3 ersetzt wird durch ein Antriebsεystem mit einem asymmetrisch wirkenden H-Anker, und da/3 dieser H-Anker mit seiner Längsachse etwa parallel zur Längsachse der Antriebs- spule angeordnet ist und da/3 die Drehachse dieses H-Ankers senkrecht zur Längsachse der Antriebεεpule angeordnet ist, und da/3 ferner der H-Anker magnetisch asymmetriεch ausge¬ bildet ist.
Mit der gegebenen technische Lehre ergibt sich nun der wesentliche Vorteil, da/3 mit einem Relais mit zwangsgeführtem Kontaktsatz, welches wegen der Zwangsführung der Kontakte relativ gro/3e Kontaktabstände benötigt und deshalb einen relativ gro/3en Hub des Antriebssyste ε vorausεetzt, dieεe Vorauεεetzungen nun durch einen magnetiεch asymmetriεch wirkenden H-Anker gewährleistet werden.
Ein H-Anker gestattet einen gro/3en Hub, der - εofern der H- Anker magnetisch symmetrisch wirkend ausgebildet ist - symmetrisch wirkt.
Mit einem magnetisch asymmetrisch wirkenden H-Anker kann ein monostabiles Verhalten des Relais bewirkt werden.
Mit der Verwendung eines H-Ankers besteht der Vorteil, da/3 eine Kraft-Hub-Kurve erreicht wird, deren Endkräfte unabhängig vom Hub sind.
Ein nicht gepoltes Relais mit einem Klappanker hat diese Charakteristik nicht, denn bei einem Klappanker reduziert sich die Anfangskraft mit grö/3er werdendem Hub, d.h. die Anfangskraft ist von dem Hub abhängig, während dies bei einem H-Anker nicht der Fall ist.
Die Anfangεkraft ist hierbei die Kraft, die benötigt wird, die Kontakte des Kontaktsatzes aus ihrer Ruhelage zu bringen. Um ein derartiges Relais in seinem Gesamtvolumen miniaturi¬ sieren zu können werden zunächst einmal die gesamten Kompo¬ nenten dieses Relais kleiner gebaut, was allerdings mit dem Nachteil verbunden ist, da/3 auch die Kontaktabstände zwiεchen den einzelnen Federn relativ klein werden, wodurch die vorge¬ schriebenen Mindestabstände zwischen den Kontaktfedern unter¬ schritten werden. Hier ist es aber Vorauεεetzung, da/3 man einen gro/3en Kontaktabstand einhält, was einen gro/3en Hub vom Antriebssystem verlangt.
Symmetrische H-Anker bieten die Möglichkeit gro/3e Hubwege zu erreichen, sie bewirken aber gleichzeitig ein bistabiles Verhalten des Antriebes. Um ein monostabiles Verhalten zu erreichen, wird deshalb erfindungsgemä/3 der H-Anker in seiner magnetischen Wirkung zur mechanischen Symmetrie verschoben. Die Endkräfte des Antriebes werden damit asymmetrisch, wodurch ein monostabiles Verhalten erreicht wird.
Definition eines monostabilen Verhaltens ist, da/3 nach Weglassen der Antriebserregung der Kontaktsatz sich selbsttätig aus der Arbeitslage in seine Ruhelage bewegt.
Das Wesen der Erfindung liegt also darin, da/3 man bei einem kleineren Volumen eines Sicherheitsrelais der eingangs genannten Art trotzdem die gleichen Kontaktabstände erreicht, wie sie bei einem wesentlich grö/3eren Sicherheitsrelais vorhanden sind. Die damit notwendige Vergrößerung des Hubes wird durch die Verwendung eines H-Ankers ermöglicht.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentan¬ sprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Pa¬ tentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen, ein¬ schließlich der Zuεammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich bean- sprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Er¬ findung hervor.
Es zeigen:
Figur 1: schematisiert einen Schnitt durch ein Relais nach der Erfindung;
Figur 2: die Draufsicht auf die Bodenplatte des Relais;
Figur 3: εchematisiert eine Draufsicht auf den H-Anker;
Figur 4: das Antriebskraft-Hub-Diagramm für verschiedene H-Anker-Ausführungen.
Bezüglich der Erläuterung der Funktions eines Sicherheits¬ relais nach der Erfindung wird auf die älteren Patente des gleichen Anmelders hingewiesen. Die dortige Offenbarung soll vollinhaltlich von der vorliegenden Offenbarung umfaßt sein.
Das Relais weist eine Haube 1 auf, die einen Kontaktsatz¬ träger 2 übergreift, der als werkstoffeinstückiges Kunststoffteil eine Reihe von Komponenten des Relais aufnimmt.
In den Kontaktsatzträger 2 wird der komplette Antrieb des Relais als Rastteil eingeraεtet, wobei die Antriebsεpule 3 mit den Jochschenkeln 4,5 und dem H-Anker 6 als zusammengesetztes Teil in den Kontaktsatzträger eingerastet werden. Hierbei greifen die Jochschenkel 4,5 mit seitlichen Ansätzen in zugeordnete Ausnehmungen 13 am Kontaktsatz¬ träger 2 ein und sind dort verrastet.
Der H-Anker hat in seiner Drehachse 11 einen nicht näher dargestellten Lagerzapfen, welcher ebenfalls in eine zuge¬ ordnete Ausnehmung im Kontaktεatzträger eingreift. Hierbei iεt Teil des Kontaktsatzträgers 2 ein etwa U-förmig freige¬ stelltes Lagerstück 10, welches eine mittlere Ausnehmung definiert, durch welche der Lagerzapfen des H-Ankers hindurch¬ greift und dort drehbar gelagert ist.
Die beiden Jochεchenkel 4,5 sind etwa U-förmig gebogen und liegen aneinander im Bereich des Spuleninnenrohres 30 an, wobei die beiden Endseiten jedes Jochschenkels 4,5 an einander gegenüberliegenden Seiten der Antriebsspule 3 herausragen.
Gemäß der Figur 3 greifen die Jochschenkel 4,5 in den Zwischenraum des etwa H-förmig profilierten H-Ankers ein, wobei der H-Anker im wesentlichen aus zwei parallel zueinander angeordneten Ankerplatten 7,8 besteht, zwischen denen ein Permanentmagnet 9 angeordnet iεt. Der Permanent¬ magnet 9 iεt zusammen nit den Ankerplatten 7,8 umspritzt, wobei die Ankerplatten aus einem ferromagnetischen Material bestehen.
Die Kraft-Hub-Kennlinie eines symmetrischen H-Ankers ist mit der Kurve 32 in dem Diagramm nach Fig. 4 dargestellt. Hierbei ergibt sich, daß in den Endlagen die erreichbaren Endkräfte gleich groß und maximal sind, wobei der Gesamthub des H-Ankers durch die Ordinate des Diagramms einerseits und durch die Gerade 34 andererseits definiert ist.
Bei Pos. 33 erfolgt der Schnittpunkt mit der Abzisse. In diesem Punkt ist die Antriebskraft gleich Null.
Um nun den an sich symmetrisch wirkenden H-Anker 6 unter Beibehaltung seiner mechanischen Symmetrie asymmetriεch wirken zu laεεen, werden erfindungεgemäß in die diagonal bezüglich der Drehachse einander gegenüberliegenden Teile der Ankerplatten 7,8 nächst den Jochεchenkeln 4,5 angeordnete Ausnehmungen 40,41 angeordnet sind, die mit einem dia- oder paramagnetiεchen Werkεtoff 43 gefüllt εind. Dieser Werkstoff kann z. B. ein Kunεtstoff aterial oder dgl. εein. Aufgrund dieεer Aεymmetrie diagonal einander gegenüberliegender Anker¬ platten 7,8 nimmt der H-Anker eine monostabile Lage ein, denn er verschwenkt in Pfeilrichtung 31 im Gegenuhrzeigersinn um seine Drehachse 11 und legt εich mit den den Ausnehmungen 40,41 gegenüberliegenden Teilen der Ankerplatten 7,8 an den zugeordneten Jochschenkeln 4,5 an.
Im Diagramm der Figur 4 bedeutet dies, daß aufgrund der
Asymmetrie nach Figur 3 der Hub des Antriebsεystems um die
Differenz 44 zwischen den Geraden 34,35 magnetisch verlängert wird.
Die sich dadurch ergebende Kurve 36 schneidet dann bei Pos. 37 die Abzisse, wobei der Abεtand zwiεchen der Poε. 37 und der Pos. 36 der Hälfte der Differenz 44 entspricht.
Im Schnittpunkt 38 schneidet diese Kurve 36 die Gerade 34.
Erfindungεgemäß wird nun der Hub des H-Ankers (d.h. der Schwenkwinkel) mechanisch begrenzt. Damit wird die an sich vorhandene hohe Endkraft bei Pos. 45 begrenzt; die Kurve wird im Schnittpunkt 38 mit der Geraden 34 abgebrochen und das Antriebssyεtem hat nur noch die Reεtkraft 39. Dieεe Reεtkraft 38 bewirkt, daß, wenn man den H-Anker 6 in der der Pfeilrichtung 31 entgegen geεetzten Schwenklage bringt, daß diese magnetische Restkraft 39 wirkt und muß diese vom Kontakt¬ satz zum Erreichen der Ruhelage überwunden werden.
Wenn man das Relais also in die Arbeitεlage entgegen der Pfeilrichtung 31 bringen will, verbleibt eine Reεtkraft 39, welche verεucht, diese Arbeitslage aufrechtzuerhalten und deshalb vom Kontaktsatz überwunden werden muß. Wenn diese Kraft zu groß werden würde, wäre das Relais bistabil. Man versucht, diese Reεtkraft 39 klein zu machen, bekommt εie jedoch nicht auf Null, weil andernfallε der Hub u.a. zu εtark reduziert würde.
Dieεe Kraft-Hub-Verlauf der Kurve 36 wird die elektro- magnetiεche Wirkung der Spule 3 überlagert. Die Kurve 46 in Fig. 4 zeigt den reεultierenden Kraft-Hub-Verlauf, welcher auf den Kontaktεatz wirkt. Bei Pos. 47 wird ebenfalls eine Endkraft erreicht, die auf den Kontaktsatz wirkt. Der Kraft-Hub-Verlauf deε Kontaktεatzeε muß im Bereich zwiεchen der Kurve 37 und der Kurve 46 verlaufen, um ein mono- εtabileε Verhalten deε Relais zu erreichen. Liegt der Kraft-Hub-Verlauf des Kontaktεatzeε außerhalb, d.h. inner¬ halb des durch die Pos. 37,38,48 begrenzten Dreieckes, dann wird das Verhalten des Relais bistabil.
Beim Verεchwenken deε H-Ankerε auε εeiner Ruhelage in die vom Antriebεεyεtem bewirkte Arbeitεlage wird somit der Be¬ tätiger 20 in Figur 1 nach oben bewegt und εchaltet die einzelnen Kontakte des Kontaktsatzeε 16.
Hierbei εind mehrere Kontakte jeweilε in einzelnen, voneinander abgekammerten Kammern angeordnet, wobei die einzelnen Kammern durch Kammerwände 14 (in Richtung zum Antrieb) und durch weitere Kammerwände 21,22,23 abge- kammert sind. Die äußere Begrenzung erfolgt durch die Stirnwand 24, an deren Außenεeite eine Rückstellfeder 17 anliegt, die mit einer Justierεchraube 18 in ihrer Federkraft verändert werden kann und die mit ihrem freien, εchwenkbaren Ende an der Außenεeite des Betätigers 20 anliegt.
Bestandteil deε Kontaktsatzträgers 2 ist im übrigen ein Kunststoffkörper 15, der die Jochschenkel in Richtung zur Bodenplatte 25 abdeckt.
Die Kontakte 16 εind in Form von Anεchlußεtiften 19 durch die Bodenplatte 25 hindurchgeführt, wobei die Bodenplatte 25 werkstoffeinstückig mit dem Kontaktεatzträger 2 verbunden iεt. Wichtig hierbei ist, daß eine große Kriechstrecke zwiεchen den einzelnen nebeneinanderliegenden Anεchlußstiften 19 gemäß Figur 2 erreicht wird. Hierbei ist es an sich bekannt, die Anschlußstifte in Schlitzen 26,27 zu lagern, wobei diese Schlitze von der Außenseite der Bodenplatte nach innen gehend ausgebildet sind. Dieε ermöglicht eine einfache Montage der Anεchlußstifte 19 in diesen Schlitzen 26,27.
An der vorderen Seite des Kontaktεatzträgerε 2 sind im übrigen noch Spulenanschlüεεe 29 angeordnet.
Mit der erfindungssgemäßen technischen Lehre wird also ein Sicherheitsrelaiε mit zwangεgeführtem Kontaktsatz gewährleistet, bei dem es nun erstmals möglich ist, mit relativ kleinen Gesamtabmesεungen deε Relais trotzdem hohe Kontaktabstände zu gewährleisten, weil mit der Ver¬ wendung deε aεy metrisch wirkenden H-Ankers ein großer Hub des Betätigers 20 erzielt wird und dadurch große Kontakt¬ abstände ermöglichst werden. Die asymmetrische Wirkung deε H-Ankers hat den Vorteil, daß in der Ruhelage die Kontakte des Kontaktsatzeε in einer definierten Stellung gehalten werden, ohne Rückwirkungen deε Ankers auf den Kontaktsatz. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß durch die Verwendung eines aεymmetrisch wirkenden H-Ankers 6 es nicht zu einer unerwünschten Mitnahme von verschweißten Kontakten kommt, auch wenn der Strom durch die Spule 3 des Antriebssystems wesentlich erhöht wird. Dies liegt daran, daß auch bei wesentlicher Steigerung des Stromflußes durch die Spule der H-Anker nur verschwenkt wird aufgrund der Differenz der Magnetflüεse zwischen den einander gegenüberliegenden Ankerplatten 4,5. Das führt dazu, daß auch bei Einleitung hoher Ströme in die Spule des Antriebssystemε die Antriebεkraft auf die Kontakte deε Kontaktsatzes auf einen bestimmten Wert begrenzt bleibt und damit nicht die Gefahr beεteht, daß bei einem verεchweißten Öffner auch Schließer geεchlosεen werden können, weil die Antriebskraft nicht ausreicht, den Kontaktsatz in sich so zu deformieren oder zu verbiegen, daß dieser unzulässige Zustand erreicht wird. Dies iεt ein weεentlicher Vorteil des asymmetrisch wirkenden H-Ankers, der in Verbindung mit dem beschriebenen Sicherheitskonzept (zwangsgeführter Kontaktsatz) zu dem erfindungsgemäßen Erfolg führt.
Im übrigen weist der H-Anker 6 eine oben liegende Betätiger¬ platte 49 auf, die mit der oberen Ankerplatte 7 verbunden ist und an welcher der Betätiger 20 anliegt.
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ZEICHNUNGS-LEGENDE
Haube 26 Schlitz Kontaktεatzträger 27 Schlitz Antriebεspule 28 geεchloεεene Schlitzabdeckung Jochεchenkel 29 Spulenanεchluß Jochεchenkel 30 Spuleninnenrohr H-Anker 31 Pfeilrichtung Ankerplatte 32 Kurve Ankerplatte 33 Poεition Permanentmagnet 34 Gerade Lagerεtück 35 Gerade Drehachse 36 Kurve
37 Poεition Ausnehmung 38 Schnittpunkt Kammerwand 39 Reεtkraft Kunststoffkörper 40 Ausnehmung Kontaktsatz 41 Ausnehmung Rückstellfeder Justierεchraube 43 Werkstoff Anschlußstift 44 Differenz Betätiger 45 Position Kammerwand 46 Kurve Kammerwand 47 Position Kammerwand 48 Position Stirnwand 49 Betätigerplatte Bodenplatte
P a t e n t a n ε p r ü c h e
1. Sicherheitεrelaiε mit zwangεgeführtem Kontaktsatz und gepoltem monoεtabilem Antrieb, wobei die einzelnen Kontakt- federεätze gegeneinander abgekammert εind und von einem gemeinsamen Betätiger betätigt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zum Antrieb ein mechanisch symmetrischer H-Anker (6) , der mit einem Permanentmagnet (9) magnetisch aεymmetrisch wirkend ausgebildet ist, vorgesehen ist, und daß der H-Anker (6) mit seiner Längsachse etwa parallel zur Längsachse der Antriebεεpule (3) angeordnet iεt, wobei die Drehachse (11) des H-Ankers (6) εenkrecht zur Längεachεe der Antriebεεpule (3) εteht und der Betätiger (20) im Kontaktεatz von einer in Verlängerung deε H-Ankerε (6) angeordneten Betätigerplatte (49) bewegt wird.
2. Sicherheitεrelais 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 H-Anker (6) zwei parallel zueinander angeordnete Ankerplatten (7,8) aufweiεt, zwiεchen denen die Jochεchenkel (4,5) eingreifen, wobei aεymmetriεch in diagonal einander gegenüberliegenden Teilen der Ankerplatten (7,8) Auεnehmungen (40,41) vorgeεehen εind, die einen dia- oder paramagnetischen Werkstoff (43) aufweiεen.
EP94905055A 1993-01-13 1994-01-13 Sicherheitsrelais mit zwangsgeführtem kontaktsatz und monostabilem antrieb Expired - Lifetime EP0630517B1 (de)

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DE4300594A DE4300594A1 (de) 1993-01-13 1993-01-13 Sicherheitsrelais mit zwangsgeführtem Kontaktsatz und monostabilem Antrieb
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