DE19858755C1 - Kontakteinheit für elektromagnetische Relais - Google Patents

Description

Zur Erhöhung der Kontaktsicherheit von elektromagneti­ schen Relais ist es beispielsweise aus DE 32 24 013 C2 be­ kannt, die Kontaktfeder durch einen Längsschlitz mit zwei fe­ dernden Enden zu versehen und jedes Ende mit einem Kontakt­ stück auszustatten, das mit einem entsprechenden Gegenkon­ taktstück an einem gemeinsamen Festkontakt zusammenarbeitet. Die Wahrscheinlichkeit, daß beide Kontaktpaare etwa infolge von Verunreinigungen durch kleinste Glasfasern, Spritzgrate oder dergleichen ausfallen, ist wesentlich geringer als bei Einzelkontakten.

Bei derartigen "Twin"-Kontaktfedern, wie sie ähnlich auch aus DE-AS 11 75 807, DE 94 04 775 U1 und DE-PS 972 072 bekannt sind, besteht aber die Schwierigkeit, daß die durch den Längsschlitz gebildeten Federarme leichter brechen als die ungeteilte Feder. In einem solchen Fall ist zwar das Re­ lais an sich noch funktionsfähig, der abgebrochene Federarm kann aber zu unvorhergesehenen Kurzschlüssen führen. Ein wei­ teres Problem der bekannten Twin-Kontaktfeder besteht darin, daß die einzelnen Federarme viel weicher sind als die unge­ teilte Feder, so daß bei Verschweißen eines Kontaktes der entsprechende Federarm nicht genügend steif ist, um den Betä­ tiger in der geschlossenen Kontaktstellung festzuhalten. Aus diesen Gründen ist der Einsatz der bekannten Twin-Kontaktfe­ dern bei Sicherheitsrelais nicht zulässig.

Aus DE 32 24 468 C2 ist eine Kontaktanordnung bekannt, bei der die Kontaktfeder zwei mit getrennten Festkontakten zusammenarbeitende Kontaktstücke trägt. Abgesehen davon, daß bei derartigen Brückenkontakten der Gesamt-Kontaktwiderstand doppelt so hoch ist wie bei einem Einzelkontakt, erhöht diese Anordnung nicht die Sicherheit der Kontaktgabe sondern die der Kontaktöffnung.

Bekannt sind ferner sogenannte "Kronenkontakte", bei de­ nen mindestens eine von zwei zusammenwirkenden Kontaktnieten einen erhabenen Rand aufweist, so daß bei geringer gegensei­ tiger Versetzung der beiden Nieten zwei Kontaktstellen ent­ stehen. Abgesehen davon, daß die so gebildeten Kontaktstellen sehr kleinflächig sind, nutzt sich der erhabene Rand beim Be­ trieb verhältnismäßig rasch ab, so daß die beabsichtigte Dop­ pelkontaktwirkung schnell verloren geht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontakt­ einheit zu schaffen, die die Zuverlässigkeit der Kontaktgabe bei Sicherheitsrelais erhöht.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im An­ spruch 1 gekennzeichnet.

Bei der danach gestalteten Kontakteinheit sind an der Kontaktfeder zwei Kontaktstellen vorgesehen, die quer zur Längserstreckung der Kontaktfeder angeordnet sind und mit demselben Festkontakt bzw. mit an diesem vorgesehenen Gegen­ kontaktstellen zusammenarbeiten. Die Tatsache, daß die Kon­ taktfeder in mindestens einem Bereich nicht nur biegsam son­ dern auch um ihre Längsachse torsionsfähig ist, gewährlei­ stet, daß beide Kontaktpaare auch dann schließen, wenn das die Kontaktstücke tragende freie Ende der Kontaktfeder nicht parallel zu dem die Gegenkontakte tragenden Festkontakt ver­ läuft.

Im Gegensatz zu der oben erwähnten Twin-Kontaktfeder ist bei der erfindungsgemäßen Kontakteinheit die Kontaktfeder durchgehend in ihrer einteiligen Form erhalten, so daß Feder­ bruch weniger wahrscheinlich ist und gegebenenfalls zu einem vollständigen Ausfall des Relais durch Unterbrechung führt.

In der Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 ist die Kontakteinheit so ausgebildet, daß die Kontaktfeder ge­ genüber dem Festkontakt bewußt geneigt ist, so daß ein zuerst schließender und zuletzt öffnender Vorkontakt und ein zuletzt schließender und zuerst öffnender Hauptkontakt entstehen. Diese Gestaltung hat den Vorteil einer weicheren Kontaktgabe mit verringertem Prellverhalten.

In der Ausgestaltung der Erfindung nach den Ansprüchen 3 bis 5 ist das zuerst schließende und zuletzt öffnende Kon­ taktpaar mit den für einen Lastkontakt zweckmäßigen Eigen­ schaften ausgestattet, während das andere Kontaktpaar die Qualitäten eines Signalkontakts aufweist.

Um die für das erfindungsgemäße Relais typische Torsi­ onsverhalten der Kontaktfeder wirkungsvoll auszunutzen, ist eine Gestaltung des die Kontaktfeder führenden Betätigers ge­ mäß den Ansprüchen 6 und 7 zweckmäßig.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, deren

Fig. 1 eine Kontakteinheit in Seitenansicht zeigt, wäh­ rend

Fig. 2 eine Stirnansicht in Richtung des Pfeils II der Fig. 1 ist.

Die in der Zeichnung dargestellte Kontakteinheit besteht im wesentlichen aus einer Kontaktfeder 10, die mit ihrem ei­ nen Ende an einem Träger 11 befestigt, etwa angenietet, ist, einem dem freien Ende der Kontaktfeder 10 gegenüberstehenden Festkontakt 12 und einem an der Kontaktfeder 10 angreifenden Betätiger 13, der in dem hier angenommenen Ausführungsbei­ spiel mit einem in Fig. 2 angedeuteten Relaisanker 14 gekop­ pelt ist.

Das dem Festkontakt 12 gegenüberstehende freie Ende der Kontaktfeder 10 ist gegenüber ihrem Hauptteil verbreitert und trägt zwei Kontaktstücke 15, 16, die quer zur Längser­ streckung der Kontaktfeder 10 nebeneinander (in der Zeichnung untereinander) angeordnet sind. Ebenso ist der Festkontakt 12 mit zwei Kontaktstücken 17, 18 versehen, die den Kontakt­ stücken 15, 16 der Kontaktfeder 10 gegenüberstehen und je­ weils mit diesen zusammenarbeiten.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, steht das freie Ende der Kontaktfeder 10 unter einem Winkel zu dem Festkontakt 12, so daß die die Kontaktstücke 15, 16 der Kontaktfeder 10 verbin­ dende Gerade die die Kontaktstücke 17, 18 des Festkontakts 12 verbindende Gerade unter einem spitzen Winkel schneidet. Diese Schrägstellung des freien Endes der Kontaktfeder 10 kommt dadurch zustande, daß die Kontaktfeder in einem zwi­ schen ihrem festen und freien Ende gelegenen Biege- und Tor­ sionsbereich 19 um ihre Längsachse vortordiert ist.

Der Betätiger 13 ist so angeordnet und gestaltet, daß er an der Kontaktfeder 10 nahe deren freiem Ende angreift und mit beiden gegenüberliegenden Flächen der Kontaktfeder 10 in Eingriff treten kann. Dabei sind die Berührungsbereiche 20, 21 des Betätigers 13 in Richtung der jeweiligen Fläche der Kontaktfeder 10 konvex geformt.

Wird bei Betätigung des Relais der Anker 14 in Richtung des Pfeiles A betätigt, so bewegt er den Betätiger 13 in Fig. 2 nach rechts. Fig. 2 zeigt den Moment, in dem das obere Kontaktstück 15 der Kontaktfeder 10 das Kontaktstück 17 des Festkontakts 12 gerade berührt. Bei weiterer Bewegung des Be­ tätigers 13 nach rechts in Fig. 2 schwenkt das vordere Ende der Kontaktfeder 10 um die Berührungsstelle zwischen den Kon­ taktstücken 15 und 17, wobei diese Schwenkbewegung durch eine ausreichend bemessene Tordierbarkeit des Biege- und Torsions­ bereiches 19 gewährleistet ist, bis die unteren Kontaktstücke 16, 18 einander berühren. Die anschließende weitere Bewegung des Betätigtes 13 nach rechts in Fig. 2 bis zur Endstellung des Ankers 14 bewirkt nun, daß der Festkontakt 12 ausgelenkt und dabei die Kontaktkraft an den beiden Kontaktpaaren erhöht wird.

Während der beschriebenen Schwenkbewegung des die Kon­ taktstücke 15, 16 tragenden freien Endes der Kontaktfeder 10 rollt diese an dem konvexen Berührungsbereichs 20 des Betäti­ gers 13 ab.

Zum Öffnen wird der Relaisanker 14 in Richtung des Pfei­ les B bewegt, so daß nun der gegenüberliegende konvexe Berüh­ rungsbereich 21 des Betätigers 13 mit der anderen Fläche der Kontaktfeder 10 in Eingriff gelangt und bewirkt, daß die Kon­ taktstücke 15, 16 der Kontaktfeder 10 von den Kontaktstücken 17, 18 des Festkontakts 12 abgehoben werden. Dabei öffnet sich zunächst das untere Kontaktpaar 16, 18 und anschließend das obere Kontaktpaar 15, 17.

Gemäß der erläuterten Funktionsweise bildet das obere Kon­ taktpaar 15, 17 einen Vorkontakt und das untere Kontaktpaar 16, 18 einen Hauptkontakt. Da der zuerst schließende und zuletzt öffnende Vorkontakt einen Lastkontakt bildet und rascher ver­ schleißt, ist, wie aus Fig. 1 ersichtlich, das Kontaktstück 15 größer dimensioniert als das zu dem Haupt- oder Signalkon­ takt gehörige Kontaktstück 16. Ferner bestehen die Kontakt­ stücke 15, 17 des Vorkontakts aus weniger edlem Material als die Kontaktstücke 16, 18 des Hauptkontakts. Beispielsweise können die Kontaktstücke 15, 17 aus AgSnO und die Kontakt­ stücke 16, 18 aus einer AuAg-Legierung bestehen.

Anstelle der oben erwähnten Vortordierung des Biege- und Torsionsbereichs 19 zur Erzielung der in Fig. 2 veranschau­ lichten Schrägstellung des freien Endes der Kontaktfeder 10 gegenüber dem Festkontakt 12 läßt sich die gleiche Funktions­ weise auch durch Schrägstellung des Festkontaktes 12 errei­ chen oder auch durch Schrägstellung des Trägers 11 samt der Kontaktfeder 10, die in diesem Fall in der Ruhestellung eben ist.

Bezugszeichenliste

10

Kontaktfeder

11

Träger für

10

12

Festkontakt

13

Betätiger

14

Relaisanker

15

,

16

Kontaktstücke an

10

17

,

18

Kontaktstücke an

12

19

Biege- und Torsionsbereich von

10

20

,

21

Berührungsbereiche in

13

Claims (7)

1. Kontakteinheit für elektromagnetische Relais mit einem Festkontakt (12) und einer Kontaktfeder (10), die zwei quer zu ihrer Längsrichtung angeordnete, mit dem Festkontakt zu­ sammenarbeitende Kontaktstellen (15, 16) sowie zwischen ihrem festen Ende und den Kontaktstellen (15, 16) einen biegsamen Bereich (19) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
daß beide Kontaktstellen (15, 16) an einem ungeteilten Endabschnitt der Kontaktfeder (10) angeordnet sind, und
daß die Kontaktfeder (10) zwischen ihrem festen Ende und den Kontaktstellen (15, 16) einen um ihre Längsachse torsi­ onsfähigen Bereich (19) aufweist.

2. Kontakteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die beiden Kontaktstellen (15, 16) der Kontaktfeder (10) verbindende Gerade die die Gegenkontaktstellen (17, 18) des Festkontakts (12) verbindende Gerade unter einem spitzen Winkel schneidet.

3. Kontakteinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstellen (16, 18) des zuletzt schließenden und zuerst öffnenden Kontaktpaares aus einem edleren Kontaktmate­ rial bestehen als die des anderen Kontaktpaares.

4. Kontakteinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstellen (15, 17) des zuerst schließenden und zuletzt öffnenden Kontaktpaares aus AgSnO und die des anderen Kontaktpaares aus einer AuAg-Legierung gebildet sind.

5. Kontakteinheit nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstellen (15, 17) des zuerst schließenden und zuletzt öffnenden Kontaktpaares größer di­ mensioniert sind als die des anderen Kontaktpaares.

6. Kontakteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Betätiger (13), dessen an der Kon­ taktfeder (10) angreifender Bereich (20, 21) zur Kontaktfeder hin konvex ist.

7. Kontakteinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätiger (13) auf beiden Seiten der Kontaktfeder (10) mit einem konvexen Bereich (20, 21) angreift.