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Relais mit Brückenkontaktanordnung
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Relais mit Brückenkontaktanordnung
mit zwei in einem isolierenden Grundkörper mit ihren kontaktgebenden Enden parallel
angeordneten Gegenkontaktelementen sowie mit einem an beide Gegenkontaktelemente
anschaltbaren Brückenkontaktstück, welches an einer im Grundkörper gelagerten Brückenkontaktfeder
befestigt und durch einen Anker über einen parallel zur Grundebene des Grundkörpers
bewegbaren Schieber betätigbar ist.
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Relais mit Brückenkontaktsätzen werden üblicherweise zum Schalten
hoher Lasten verwendet, da durch die doppelte Unterbrechung über den Bruckenkontakt
ein besonders großer wirksamer Kontaktabstand zwischen den beiden zusammengehörigen
Gegenkontaktelementen erreicht werden kann.
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Derartige Relais besitzen jedoch bisher meist eine 3augröße, die ihren
Einbau in Leiterplatten oder dergleichen nicht ermöglicht.
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Bei bekannten Briickenkontaktrelais sind die Gegenkontaktelemente
ebenso wie die Brückenkontaktfeder im Grundkörper senkrecht zur Grundebene stehend
angeordnet. Dadurch ergibt sich entweder eine große Bauhöhe des Relais, oder der
zur Verfügung stehende Federweg ist nur kurz, so daß in diesem letzteren Fall die
zum Schalten benötigte Leistung verhältnismäßig groß wird. Bei einem Relais dieser
Art (DE-OS 24 49 457) ist die Brückenkontaktfeder mit einer Lagerschneide im Grundkörper
gelagert. In diesem Fall müssen zusätzliche Maßnahmen vorgesehen werden, um die
beweglichen Kontaktelemente zu haltern und um die Federkraft zur Rückstellung aufzubringen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais der eingangs erwähnten Art
so auszubilden, daß ein hohes Schaltvermögen bei einer großen elektrischen Lebensdauer
in einem Relais mit geringer Bauhöhe erreicht wird, wobei durch eine optimale Anpassung
der federnden Kontaktelemente an das Magnetsystem eine geringe Leistungsaufnahme
gewährleistet wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß sich die Gegenkontaktelemente
und die Brückenkontaktfeder jeweils hochkant stehend mit ihrer Längsausdehnung im
wesentlichen parallel zur Grundebene des Grundkörpers erstrecken und daß die Brückenkontaktfeder
über ihre ganze Länge frei durchbiegbar angeordnet ist, wobei sie mit der das Brückenkontaktstück
tragenden Flachseite an einem senkrecht im Grundkörper stehenden Lagerstift anliegt
und dem Lagerstift gegenüberliegend mit einem Ende an einer Kante des Grundkörpers
und mit dem anderen Ende am Schieber abgestützt ist.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Kontaktelemente mit ihrer
Längsausdehnung zur Grundebene erreicht man einen relativ flachen Aufbau, ohne daß
dies zu einer kurzen Federlänge führen muß. Dabei wird durch die erfindungsgemäße
Lagerung der Brückenkontaktfeder die größtmögliche aktive Federlänge bei gleichzeitig
geringer Festigkeitsbeanspruchung 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 Brückenkontaktfeder
zu vermeiden, ist sie zweckmäßigerweise fest mit dem Lagerstift verbunden, beispielsweise
durch Punktschweißen; dieser Lager stift selbst kann beweglich im Grundkörper gelagert
sein. Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform ist dieser Lagerstift bei etwa 2/3
der Länge der Brückenkontaktfeder, gerechnet von dem den Brückenkontakt tragenden
Ende, angeordnet.
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Auch die Gegenkontaktelemente können als Federn ausgebildet sowie
mit ihren kontaktgebenden Enden gegenüber der BrückenkontaktSeder vorgespannt sein
und an einem Anschlag des Grundkörpers anliegen. Zur Befestigung können diese Gegenkontaktelemente,
gegebenenfalls über starre Federträger, in Längsnuten des Grundkörpers verspannt
sein.
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Dabei kann es zweckmäßig sein, daß zumindest eines der Gegenkontaktelemente
gesondert in einen Isolierstoffträger eingebettet und mit diesem in einer Längsnut
des Grundkörpers befestigt ist. Damit können besonders strenge Isolationsforderungen
erfüllt werden. Beispielsweise kann ein besonders kriechstromfester Werkstoff für
den Träger verwendet werden, wenn der Grundkörper selbst nicht aus einem derartigen
Werkstoff besteht.
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In einer Ausführungsform der Erfindung sind die beiden Gegenkontaktelemente
mit ihren Befestigungsenden gegeneinander versetzt im Grundkörper verankert und
die Brükkenkontaktfeder zwischen ihnen angeordnet, wobei sich das erste Gegenkontaktelement
im wesentlichen über seine ganze Länge neben der Brückenkontaktfeder erstreckt,
während das zweite Gegenkontaktelement mit einem abgekröpften Mittelteil die Brückenkontaktfeder
kreuzt und mit seinem freien Ende über dem ersten Gegenkontaktelement liegt.
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Dabei kann das zweite Gegenkontaktelement mit seinem abgekröpften
Mittelteil an einer Nase des Grundkörpers abgestützt sein. Durch die Lage des Abstützpunktes
kann dabei die Federrate dieses zweiten Gegenkontaktelementes bestimmt werden.
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In einer anderen zweckmäßigen Ausführungsform sind beide Gegenkontaktelemente
in einer Ebene, gegebenenfalls zusammen mit starren Federträgern, in einen Isolierstoffträger
eingebettet und mit diesem im Grundkörper befestigt. 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 angeordnet ist, während sie an ihrer Oberkante teilweise von einem Fortsatz
des Isolierstoffträgers überdeckt wird.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigt 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 Kontaktanordnung
in einem Relais nach Fig. 1, Fig. 8 einen Kontaktträger aus Fig. 7 mit eingebetteten
Gegenkontaktelementen.
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Das Relais nach den Fig. 1 bis 4 besitzt einen Grundkörper 1, der
mit einer aufgesetzten Kappe 2 ein Gehäuse bildet.
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Im Grundkörper 1 ist ein in herkömmlicher Weise aufgebautes Magnetsystem
mit einer Spule 3, einem Joch 4 und einem winkelförmigen Anker 5 aufgebaut, dessen
Schaltbewegungen über einen Schieber 6 auf eine Brückenkontaktfeder 7 übertragen
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 11a und 12a
übereinander und sind gegen einen Anschlag 13 des Grundkörpers 1 vorgespannt. Die
erste Gegenkontaktfeder 11 ist an einem Federträger 14 befestigt und mit diesem
zusammen in einem Schlitz 15 des Grundkörpers 1 verspannt. Durch Verdrallen des
Anschlußendes 14a ist der Federträger 14 formschlüssig im Grundkörper 1 gehalten.
Außerdem dient eine Rippe 16 zur kraftschlüssigen Befestigung von Federträger und
Gegenkontaktfeder im Grundkörperschlitz 15. Die zweite Gegenkontaktfeder 12 ist
an einem Federträger 17 befestigt und mit diesem über das
verdrallte
Anschlußende 17a und die Gehäuserippe 18 in einem Schlitz 19 des Grundkörpers verankert.
Um mit ihrem freien Ende 12a parallel zum freien Ende 11a der ersten Gegenkontaktfeder
zu liegen, ist die zweite Gegenkontaktfeder 12 in ihrem Mittelteil 12b abgekröpft
und kreuzt mit diesem Mittelteil die unter ihr liegende Brükkenkontaktfeder 7. Wie
sich aus den Figuren ergibt, ist also die erste Gegenkontaktfeder 11 ebenso wie
die Brükkenkontaktfeder 7 nahe am Boden des Grundkörpers 1 angeordnet, während die
zweite Gegenkontaktfeder 12 höher liegt, so daß sie die Brückenkontaktfeder kreuzen
und mit ihrem freien Ende 12a über den freien Ende 11a der ersten Gegenkontaktfeder
liegen kann.
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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 12b
an einer Nase 20 des Grundkörpers abgestützt. Somit kann durch die Lage dieser Nase
20 die Federrate der insgesamt wesentlich längeren Gegenkontaktfeder 12 an die der
ersten Gegenkontaktfeder 11 angepaßt werden.
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Besonders wichtig ist die Anpassung der Kraftwegcharakteristik der
Brückenkontaktfeder 7 an das Magnetsystem. Beim Betätigen des Relais soll die große
Kontaktöffnung mit einem möglichst flachen Anstieg der Federrate der Brückenkontaktfeder
überbrückt werden. Bei gegebenen Platzverhältnissen und gegebenem Federquerschnitt
wird die größtmögliche 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 abgestützt. Diesen Abstützungen gegenüber ist zwischen bei-
den
Enden eine Lagerung in Form eines Lagerstiftes 22 vorgesehen. 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. 6a und des Lagerstiftes 22.
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Die Brückenkontaktfeder 7 ist in Längsrichtung durch die Lagerstelle
23 des Lagerstiftes 22 formschlüssig gesichert.
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Ein Herausrutschen aus der Lagerstelle wird außerdem durch einen Zapfen
24 der Kappe 2 verhindert (Fig. 4).
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Das Magnetsystem ist in üblicher ise kraft- und formschlüssig im Grundkörper
befestigt. Der Kraftschluß ist durch einen Preßsitz über die Rippen 25 des Grundkörpers
1 hergestellt. Außerdem ist der Jochzahn 26 in eine Ausnehmung 27 des Grundkörpers
eingeklebt und damit formschlüssig befestigt.
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Der Betätigungsschieber 6 ist in einem Schlitz 28 des Grundkörpers
1 geführt. Gegen Herausfallen wird er durch angeformte Zähne 29 gesichert. Die Schutzkappe
2 schließlich ist über Rastzähne 30 und 31 des Grundkörpers, welche in Ausnehmungen
32 bzw. 33 eingreifen, kraft- und formschlüssig gehalten.
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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 Kontaktelemente
genauso aufgebaut wie oben beschrieben. Lediglich die zweite Gegenkontaktfeder 12
ist nicht unmittelbar in den Grundkörper 1 eingesetzt, sondern in einen Isolierstoffträger
34 eingebettet, welcher seinerseits dann in
eine Ausnehmung 35
des Grundkörpers mit Preßsitz eingefügt 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.
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Durch die Einbettung der Gegenkontaktfeder 12 in den Isolierstoffträger
34 wird deren Federrate durch die Einspannungsebene 40 bestimmt, so daß eine Abstützung
an einer Nase 20 wie in Fig. 1 nicht erforderlich ist. Der Isolierstoffträger 34
besitzt an seiner Oberseite einen dachförmigen Ansatz 41, der zum Anker 5 bzw. zum
Joch 4 hin große Isolationsstrecken für die eingebettete Gegenkontaktfeder 12 schafft.
Durch den verdrallten Anschluß 17a ist der Federträger 17 samt dem Isolierstoffträger
34 formschlüssig im Grundkörper 1 befestigt.
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In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt.
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Dabei ist im Grundkörper 51, der wie die vorhergehenden Ausführungsbeispiele
mit einem Magnetsystem 4, 5 und einem Betätigungsschieber 6 versehen ist, ein Isolierstoffträger
52 befestigt, in welchem zwei Gegenkontaktfedern 53 und 54 übereinanderliegend eingebettet
sind.
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Sie verlaufen demnach im Gegensatz zu den vorher beschriebenen 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 Brukkenkntaktfeder 55 ist in einer Ausnehmung 57 zwischen
überstehenden Wanden 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 6a des Betätigungsschiebers
6 abgestützt. Die dachförmig über
die Brückenkontaktieder greifende
Wand 59 des Isolierstoffträgers 52 besitzt zur Einführung des Lagerstiftes 56 in
die Lagerschale 61 einen Einlaufschlitz 62 mit Einlaufschrägen 63.
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Zur kraftschlüssigen Befestigung des Isolierstoffträgers 52 im Grundkörper
51 sind am Isolierstoffträger deformierbare Rippen 64 angeformt, durch welche der
Isolierstoffträger an der Gegenwand 65 des Grundkörpers 51 definiert zur Anlage
gebracht wird.
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Fig. 8 zeigt in einer Seitenansicht den Isolierstoffträger 52 mit
den eingebetteten Gegenkontaktfedern 53 und 54. Diese sind im Einbettungsbereich
mit Federträgern 66 und 67 verbunden, deren Enden 66a und 67a nach unten herausgeführt
und als Anschlußfahnen ausgebildet sind. Durch Verdrallen dieser Enden 66a und 67a
kann der Isolierstoffträger 52 zusätzlich formschlüssig im Grundkörper 51 befestigt
werden. Am Isolierstoffträger 52 ist außerdem ein isolierender Fortsatz 68 angeformt,
der sich zwischen den beiden Gegenkontaktfedern 53 und 54 erstreckt und zur Vergrößerung
der Isolierstrecken zwischen beiden dient.
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11 Patentansprüche 8 Figuren