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EP0099019A1 - Relais mit Brückenkontaktfeder - Google Patents

Relais mit Brückenkontaktfeder Download PDF

Info

Publication number
EP0099019A1
EP0099019A1 EP83106253A EP83106253A EP0099019A1 EP 0099019 A1 EP0099019 A1 EP 0099019A1 EP 83106253 A EP83106253 A EP 83106253A EP 83106253 A EP83106253 A EP 83106253A EP 0099019 A1 EP0099019 A1 EP 0099019A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
armature
contact spring
bridge
spring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP83106253A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0099019B1 (de
Inventor
Robert Esterl
Josef Dr. Weiser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP0099019A1 publication Critical patent/EP0099019A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0099019B1 publication Critical patent/EP0099019B1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/18—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with subsequent sliding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/54—Contact arrangements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/64—Protective enclosures, baffle plates, or screens for contacts
    • H01H1/645—Protective enclosures, baffle plates, or screens for contacts containing getter material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H2001/145—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting by crossing each other, the cooperating contacts each having a contact making ridge perpendicular to each other

Definitions

  • the invention relates to a relay with an excitation coil and an armature and with at least two juxtaposed in one plane, provided with connection elements counter contact elements which can be bridged electrically by a bridge contact spring actuated by the armature.
  • bridge contacts has long been known and common in contactors and power relays.
  • the double contact break that can be achieved with the bridge contact spring enables a double contact spacing to be achieved compared to the armature stroke, which is particularly advantageous when switching high currents.
  • the bridge contact spring is usually switched from the armature via an actuating slide, which acts centrally approximately in the middle between the two contact points.
  • the bridge contact spring itself is either clamped in a base body or stored in a cutting edge. With this mentioned central actuation there is practically no rubbing or rolling movement in the area of the contact points. This is also not necessary when switching high currents, since contactors have large contact forces or switching forces in any case, which ensure reliable contacting and reliable contact separation even with slightly sticky contacts.
  • the object of the invention is therefore to design a relay with bridge contacts so that it is suitable for switching very small currents while at the same time having a long service life or can be used over a high load range from very small currents to very large currents.
  • an embodiment is to be created for such a relay, which using the invention. Principle very simple and with a few parts and can be easily closed liquid-tight.
  • this object is achieved in a relay of the type mentioned in that the bridge contact spring with its clamping point is in direct, fixed operative connection with the armature, that between the contact points arranged at the free end of the contact spring, opposite the counter-contact elements and the clamping point of the contact spring on the armature at least one section of reduced cross-section is provided, the spring width of which corresponds to at most half the distance between the two contact points, and that the two contact points are arranged offset with respect to the longitudinal axis of the contact spring such that when the Counter-contacts both a leverage around the clamping axis and an additional leverage around an axis perpendicular to the clamping axis can be achieved.
  • the design and arrangement of the bridge contact spring generates a thrust-friction-rolling movement at the contact points, which is brought about by the two mutually perpendicular lever effects between clamping the spring on the armature and the counter-contact elements.
  • This frictional movement causes foreign layers, which would otherwise increase the contact resistance, to be rubbed through when switching; At the same time, foreign particles lying on the contact surfaces are rubbed away or pushed away.
  • unevenness caused by the material migration occurring is leveled out as it arises. Because of the large peeling forces in the micro range, welds on the contacts are torn open despite the smaller contact forces.
  • the bridge contact spring is T-shaped, being clamped to the armature with the end of the middle leg and carrying the contact points at the free ends of the cross leg.
  • the bridge contact spring can have an elongated first spring leg, which is clamped at one end to the armature and carries a contact leg at least on one side via a lateral intermediate web at its free end.
  • the bridge contact spring can also be meandering in the region between the clamping point and the contact points.
  • the contact friction movement intended with the invention is achieved particularly favorably if the clamping axis of the bridge contact spring is opposite the armature axis of rotation is laterally offset.
  • the mating contact elements assigned to a common bridge contact spring can emerge from a base body in one plane and form contact points lying one above the other in one plane by means of oppositely angled sections.
  • the bridge contact spring is provided with an electrical connection element, so that it is optionally also possible to achieve double contact between the bridge contact spring on the one hand and the two, if appropriate connected in parallel, counter-contact elements. This significantly extends the application range of the relay for small and large switching loads.
  • a particularly expedient application of the principle according to the invention in a relay in which the coil with its axis is horizontal and the armature is arranged essentially parallel to the coil axis or to the base plane results from the fact that the bridge contact spring is parallel over the plate-shaped armature via the extends the entire coil length, forms a connecting lug perpendicular to the coil axis in the area of a first coil flange and opposite the two mating contact elements in the area of an opposite second coil flange, which extend with their connecting elements on both sides on the outer sides of the second coil flange perpendicular to the base plane and with their contacting ends Bridge contact spring opposite to each other are bent in a common plane.
  • Such a relay is particularly easy to manufacture from a few simple parts.
  • the armature with the bridge contact spring is arranged above the coil, the clearance and creepage distances required for high currents being able to be implemented well.
  • the bridge contact spring located above the coil is easily accessible from the outside for adjustment prior to the application of a housing cap, the bridge contact spring being able to be adjusted at both contact points by bombardment with laser beams, for example according to DE-OS 29 18 100, in order to set a synchronous contact.
  • the plate-shaped armature which is supported at one end on one leg of the U-shaped upwardly bent coil core, is connected to the bridge contact spring via an intermediate insulating part.
  • This insulating part can be formed by extrusion coating or other embedding of the armature.
  • the anchor it would also be possible to connect the anchor to the insulating part by plugging it in.
  • the insulating part has an elastic leg which runs parallel to the connecting lug of the bridge contact spring and which serves as a return spring for the armature. This elastic leg can be supported on a cut-out tab of the bridge contact spring in the area of the connecting lug.
  • a protruding leg can also be provided at the opposite end of the insulating part in order to isolate the armature from the mating contact elements.
  • the armature with the bridge contact spring is arranged inside the coil along the coil axis, the bridge contact spring having a cross leg on the end face in front of the second coil flange, with which it faces the mating contact elements.
  • the bridge contact springs can be connected in a suitable manner to the armature, and if necessary an intermediate layer of insulating material can also be provided.
  • a U-shaped yoke is expediently arranged with its central part outside the coil in such a way that a yoke leg is used for mounting the on kers serves and the second yoke leg forms the working air gap with the anchor.
  • the bridge contact spring anchored in the first coil flange can also serve as the armature return spring.
  • Fig. 1 shows a T-shaped bridge contact spring 1, as it is suitable for a relay for switching low current. It is clamped with its elongated leg 1 a in a support 2, namely it is firmly connected to an anchor (not shown) via this support 2. It is therefore operated via this carrier 2 and not via its own contact slide.
  • the cross leg 1b has at the ends the contact points or contact rivets 3 and 4, which interact with the respective counter-contact elements.
  • leg 1a with length 1 acts as a lever arm in the longitudinal direction, via which a thrust-friction-rolling movement can be achieved at the contact points.
  • the cross lever acts perpendicular to this with the cross leg 1b, the Lever arm in relation to the longitudinal spring axis is half the width b between the two contact points 3 and 4. Both levers come into effect due to the armature actuation when contact is made and when contact is opened, as a result of which a frictional movement with the effects already mentioned is achieved at the contact points.
  • the relay can be adapted particularly well to various switching problems. 2, double contact can be achieved, the switching voltage U being applied between the connections of the bridge contact spring 1 on the one hand and the mating contact elements 5 and 6 connected in parallel on the other. Such double contacting increases switching reliability, especially when switching small loads.
  • the switching voltage U is between the two mating contact elements 5 and 6, so that the bridge contact spring 1 is used only as a contact bridge without its own connection. In this case, the double contact distance that can be achieved with bridge contact is used.
  • the switching voltage U is in turn between the bridge contact spring 1 and the two mating contact elements 5 and 6.
  • these mating contact elements are not directly connected in parallel, but an additional resistor 7 is connected in series with the mating contact element 5.
  • the mating contact element 5 has one smaller contact distance d1 compared to the contact distance d2 of the mating contact element 6 compared to the bridge contact spring 1.
  • the mating contact element 5 thus serves as a forward contact, which switches earlier; Such an arrangement can be advantageous in the case of high current peaks.
  • FIG. 5 schematically shows an exemplary embodiment for the use of a bridge contact element for a relay with a rotary armature 8, which is mounted on a base body 10 via an insulating support 9.
  • a T-shaped bridge contact spring 11 is connected to the armature 8 via the carrier 9 and is firmly clamped in the carrier 9 and follows the switching movements of the armature 8 about the axis of rotation 12.
  • Two counter-contact elements 13 and 14 are anchored in one plane in the base body 10. They are each angled with their free ends so that they form superimposed contact points 13a and 14a, which cooperate with the cross leg 11a of the bridge contact spring 11.
  • contact profiles 15 are applied to the contact elements over the entire width of the contacting parts 13a, 14a and 11a, so that they lie in a cross shape one above the other and ensure reliable contact when the frictional movement occurs.
  • FIGS. 5 and 6 show a somewhat modified embodiment of the contact spring, where an elongated contact spring 16 is anchored in the carrier 9. At its free end, this carries a contact bridge 17 via a crossbar 16a, which extends parallel to the contact spring 16 and, with its two free ends, makes contact with the mating contact elements 18 and 19, respectively.
  • this case too, there is double the lever action of the contact bridge about an axis passing through the clamping point 20 and about the longitudinal axis of the contact spring 16.
  • an increased frictional movement according to FIGS. 5 and 6 is given by the fact that the clamping point 20 has a relatively large size Has a distance from the armature axis of rotation 12.
  • the contact spring 16 performs a relatively large movement in its longitudinal direction, which results in a corresponding frictional movement at the contact points.
  • Fig. 7 shows a meandering bridge contact spring 21, which has a two-fold cross-sectional reduction between the contact bridge 24 and the clamping point 25 to about a third of the other spring width due to the incisions 22 and 23.
  • a modified embodiment of a contact spring 26 is shown in FIG. 8. There, on the free end of the contact spring 26, a contact leg 28 is formed on both sides via a web 27, which together as a contact bridge produce the above-mentioned leverage effect against the clamping point 29.
  • the relay has a base body 31 which also serves as a coil body for the winding 32.
  • a U-shaped core 33 is arranged in the coil former, the two side legs 34 and 35 of which lie in the region of a coil flange 36 and 37, respectively.
  • This core 33 can expediently be injected into the base body 31.
  • the coil can also be encapsulated with plastic after winding.
  • An armature 38 is mounted on the core leg 34, which is plate-shaped above the coil, parallel to the base plane, and with its free end forms a working air gap 39 with the core leg 35.
  • the armature 38 is held in an insulating part 40, which can be formed, for example, by extrusion-coating the armature. In another embodiment, this insulating material part 40 could also receive the armature by inserting it or some other type of fastening.
  • a bridge contact spring 41 lies over the insulating material part 40 and extends over the entire coil length and is firmly connected to the armature 38 via the insulating material part 40.
  • pins, webs or other extensions for example, can be provided on the insulating material part 40, which are formed on the side edge or in by thermoforming Recesses of the spring 41 hold them.
  • the bridge contact spring 41 is bent downwards at right angles in the region of the coil flange 36 and thus forms a connecting lug 42 which is inserted through a recess 43 in the base body 31 and anchored there with a bent tab 44.
  • a leg 45 of the insulating part 41 lying in the region of the coil flange 36 serves as a return spring for the armature, wherein it is supported via the nose 47 on a bent-out tab 48 of the bridge contact spring 41.
  • the free end of the bridge contact spring 41 which can be T-shaped, for example according to FIG. 1, carries a contact profile 49 which interacts with two counter-contact elements 50 and 51.
  • These two mating contact elements are each arranged laterally with their connecting parts 50a and 51a from the coil flange 37 and bent with their contacting ends 50b and 51b into a common plane below the bridge contact spring 41. They are additionally insulated from the armature or core by the leg 52 of the insulating part 40.
  • the lateral arrangement of the mating contact elements also ensures good heat dissipation.
  • the coil flange 37 has in the area between the two counter-contact elements a chamber 53 for receiving a getter pill 54, which is fastened between lamellar ribs 55 of the base body. These lamellae form further insulating sections between the mating contacts, which cannot be easily bridged even by burn-up products.
  • the relay is closed by a plastic cap 56 placed over the base body 31 and sealed on the underside with a fleece 57 which is impregnated with synthetic resin.
  • a rib 58 formed on the cap serves to limit the stroke for the armature or the bridge contact spring 41.
  • the contact spring can be in front of the Application of the cap can be adjusted from above, for example with laser beams.
  • FIG. 12 A modified embodiment is shown in FIG. 12.
  • the coil former 61 forms a continuous axial cavity 62, in which a rod-shaped armature 63 is arranged.
  • a U-shaped yoke 64 is inserted from below into recesses in the bobbin 61 that its leg 65 forms a bearing point for the armature 63 in the region of the coil flange 66, while the leg 67 in the region of the coil flange 68 forms a working air gap with the armature forms.
  • a bridge contact spring 69 is connected to the armature 63, which lies over the entire length of the coil tube above the armature and is anchored in the coil flange 66 with its bent leg 70, which serves as a connecting lug. With a suitable preload, the bridge contact spring can also serve as a return spring for the armature.
  • the bridge contact spring is also T-shaped in this case, the cross leg 71 lying on the end face in front of the coil winding in the region of the coil flange 68 and forming two contact points with two mating contact elements 72.
  • the mating contact elements 72 like the mating contact elements 50 and 51, are laterally attached to the coil flange and are bent with their contacting ends into a horizontal plane below the contact leg 71 of the bridge contact spring.
  • a getter pill 73 is fastened in a suitable manner in the coil former over the contact points. This relay is also closed with a cap 74.

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Abstract

Das Relais besitzt eine mit zwei Gegenkontaktelementen (13, 14) zusammenwirkende Brückenkontaktfeder (11), welche fest mit einem Anker (8) verbunden ist und zwischen ihrer Einspannstelle und dem im Abstand zu ihrer Längsachse angeordneten Kontaktstellen einen verminderten Querschnitt aufweist, der höchstens die Hälfte des Abstandes zwischen den Kontaktstellen beträgt. Dadurch ergibt sich eine Hebelwirkung der Kontaktstellen um zwei unterschiedliche Achsen, wodurch an den Kontaktstellen eine Reibwirkung erzeugt wird. Dadurch wird der Brückenkontakt insbesondere auch für das Schatten von geringen Strömen anwendbar.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Relais mit einer Erregerspule und einem Anker sowie mit mindestens zwei in einer Ebene nebeneinander angeordneten, mit Anschlußelementen versehenen Gegenkontaktelementen, welche durch eine vom Anker betätigbare Brückenkontaktfeder elektrisch überbrückbar sind.
  • Die Verwendung von Brückenkontakten ist bei Schützen und Starkstromrelais seit langem bekannt und üblich. Durch die mit der Brückenkontaktfeder erreichbare doppelte Kontaktunterbrechung läßt sich im Vergleich zum Ankerhub ein doppelter Kontaktabstand erzielen, was besonders beim Schalten hoher Ströme von Vorteil ist. Bei den bekannten Brückenkontaktkonstruktionen wird die Brückenkontaktfeder üblicherweise vom Anker über einen Betätigungsschieber geschaltet, welcher zentral etwa in der Mitte zwischen den beiden Kontaktstellen angreift. Die Brückenkontaktfeder selbst ist entweder in einem Grundkörper eingespannt oder in einer Schneide gelagert. Bei 'dieser erwähnten zentralen Betätigung ergibt sich praktisch keine Reib- bzw. Roll-Bewegung im Bereich der Kontaktstellen. Beim Schalten hoher Ströme ist dies auch nicht notwendig, da bei Schützen ohnehin große Kontaktkräfte bzw. Schaltkräfte im Spiel sind, durch die eine sichere Kontaktgabe und eine sichere Kontakttrennung auch bei geringfügig aneinander klebenden Kontakten gewährleistet wird.
  • Bei Schwachstrom-Relais führt der Trend zu immer kleineren Baugrößen zwangsläufig dazu, daß auch die Kontaktabstände kleiner werden. Damit wird aber das Schaltvermögen besonders bei induktiven Lasten vermindert. Die Anwendung von Brückenkontakten könnte auch hier trotz eines kleinen Ankerhubes das Schaltvermögen verbessern. Doch stehen einer Anwendung der bei Schützen üblichen Brückenkontakte die Nachteile entgegen, daß die Kontaktwiderstände wegen der zweimaligen Kontaktunterbrechung verhältnismäßig hoch sind, insbesondere, wenn sich auf den Kontaktoberflächen Fremdschichten bilden. Bei rein senkrechter Kontaktbetätigung ohne Reib- und Roll-Bewegungen können solche Fremdschichten auch nicht abgerieben werden, wobei die in Kleinrelais verhältnismäßig geringen Kontaktkräfte dann zu einer guten Kontaktgabe nicht mehr ausreichen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Relais mit Brückenkontakten so zu gestalten, daß es zum Schalten sehr kleiner Ströme bei gleichzeitig hoher Lebensdauer geeignet ist bzw. über einen hohen Lastbereich von sehr kleinen Strömen bis sehr großen Strömen-angewendet werden kann. Darüber hinaus soll eine Ausführungsform für ein derartigen Relais geschaffen werden, welches unter Anwendung des erfindungsgemäßen. Prinzips sehr einfach und mit wenigen Teilen aufgebaut sowie in einfacher Weise flüssigkeitsdicht abgeschlossen werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Relais der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Brückenkontaktfeder mit ihrer Einspannstelle in direkter fester Wirkverbindung mit dem Anker steht, daß zwischen den am freien Ende der Kontaktfeder angeordneten, den Gegenkontaktelementen gegenüberstehenden Kontaktstellen und der Einspannstelle der Kontaktfeder am Anker mindestens ein Abschnitt verminderten Querschnitts vorgesehen ist, dessen Federbreite höchstens dem halben Abstand zwischen den beiden Kontaktstellen entspricht, und daß die beiden Kontaktstellen gegenüber der Längsachse der Kontaktfeder derart versetzt angeordnet sind, daß bei Berührung der Gegenkontakte sowohl eine Hebelwirkung um die Einspannachse als auch eine zusätzliche Hebelwirkung um eine zur Einspannachse senkrechte Achse erzielbar ist.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Relais wird durch die Gestaltung und Anordnung der Brückenkontaktfeder eine Schub-Reib-Rollbewegung an den Kontaktstellen erzeugt, die durch die beiden zueinander senkrechten Hebelwirkungen zwischen Einspannung der Feder am Anker und den Gegenkontaktelementen zustande kommt. Durch diese Reibbewegung werden Fremdschichten, welche den Kontaktwiderstand ansonsten erhöhen würden, beim Schalten durchgerieben; gleichzeitig werden auf den Kontaktoberflächen liegende Fremdpartikel weggerieben bzw. weggeschoben. Beim Schalten von Gleichstrom werden durch die auftretende Materialwanderung erzeugte Unebenheiten bereits beim Entstehen eingeebnet. Wegen der großen Schälkräfte im Mikrobereich werden trotz der kleineren Kontaktkräfte auch Verschweißungen der Kontakte aufgerissen.
  • In einer zweckmäßigen Ausführungsform ist die Brückenkontaktfeder T-förmig ausgebildet, wobei sie mit dem Ende des Mittelschenkels am Anker eingespannt ist und an den freien Enden des Querschenkels jeweils die Kontaktstellen trägt. In einer anderen Ausführungsform kann die Brückenkontaktfeder einen langgestreckten ersten Federschenkel besitzen, der mit einem Ende am Anker eingespannt ist und an seinem freien Ende zumindest an einer Seite über einen seitlichen Zwischensteg einen Kontaktschenkel trägt. Weiterhin kann die Brückenkontaktfeder auch im Bereich zwischen der Einspannstelle und den Kontaktstellen mäanderförmig ausgebildet sein.
  • Die mit der Erfindung beabsichtigte Kontakt-Reibbewegung wird besonders günstig erzielt, wenn die Einspannachse der Brückenkontaktfeder gegenüber der Ankerdrehachse seitlich versetzt ist. Die einer gemeinsamen Brückenkontaktfeder zugeordneten Gegenkontaktelemente können in einer zweckmäßigen Ausführungsform in einer Ebene aus einem Grundkörper austreten und durch entgegengesetzt abgewinkelte Abschnitte in einer Ebene übereinanderliegende Kontaktstellen bilden. Weiterhin ist es zweckmäßig, daß die Brückenkontaktfeder mit einem elektrischen Anschlußelement versehen ist, so daß wahlweise auch eine Doppelkontaktgabe zwischen der Brückenkontaktfeder einerseits und den beiden, gegebenenfalls parallel geschalteten, Gegenkontaktelementen erzielbar ist. Dadurch wird der Anwendungsbereich des Relais für kleine und große Schaltlasten wesentlich erweitert.
  • Eine besonders zweckmäßige Anwendung des erfindungsgemäßen Prinzips bei einem Relais, bei dem die Spule mit ihrer Achse waagrecht und der Anker im wesentlichen parallel zur.Spulenachse bzw. zur Grundebene angeordnet sind, ergibt sich dadurch, daß die Brückenkontaktfeder sich parallel über dem plattenförmigen Anker über die ganze Spulenlänge erstreckt, im Bereich eines ersten Spulenflansches eine senkrecht zur Spulenachse verlaufende Anschlußfahne bildet und im Bereich eines entgegengesetzten zweiten Spulenflansches den beiden Gegenkontaktelementen gegenüberliegt, welche sich mit ihren Anschlußelementen beiderseits an den Außenseiten des zweiten Spulenflansches senkrecht zur Grundebene erstrekken und mit ihren kontaktgebenden Enden der Brückenkontaktfeder gegenüberstehend zueinander entgegengesetzt in eine gemeinsame Ebene gebogen sind. Ein derartiges Relais läßt sich besonders einfach aus wenigen einfachen Teilen herstellen.
  • In einer zweckmäßigen Ausführungsform eines deratigen Relais ist der Anker mit der Brückenkontaktfeder über der Spule angeordnet, wobei die für hohe Ströme erforderlichen Luft- und Kriechstrecken gut realisiert werden können. Die oberhalb der Spule liegende Brückenkontaktfeder ist vor dem Aufbringen einer Gehäusekappe gut von außen zur Justierung zugänglich, wobei zur Einstellung einer synchronen Kontaktgabe an beiden Kontaktstellen die Brückenkontaktfeder durch Beschuß mit Laserstrahlen, etwa nach DE-OS 29 18 100, justiert werden kann.
  • In einer zweckmäßigen Ausgestaltung eines derartigen Relais ist der plattenförmige, mit einem Ende an einem Schenkel des U-förmig nach oben gebogenen Spulenkerns gelagerte Anker über ein zwischenliegendes Isolierteil mit der Brückenkontaktfeder verbunden. Dieses Isolierteil kann durch Umspritzen oder sonstige Einbettung des Ankers gebildet sein. Es wäre allerdings auch möglich, den Anker durch Stecken mit dem Isolierteil zu verbinden. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung besitzt das Isolierteil einen parallel zur Anschlußfahne der Brückenkontaktfeder verlaufenden elastischen Schenkel, der als Rückstellfeder für den Anker dient. Dieser elastische Schenkel kann an einem freigeschnittenen Lappen der Brückenkontaktfeder im Bereich der Anschlußfahne abgestützt sein. Am gegenüberliegenden Ende des Isolierteils kann ebenfalls ein überstehender Schenkel vorgesehen sein, um den Anker gegenüber den Gegenkontaktelementen zu isolieren.
  • In einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform ist der Anker mit der Brückenkontaktfeder innerhalb der Spule längs der Spulenachse angeordnet, wobei die Brückenkontaktfeder stirnseitig vor dem zweiten Spulenflansch einen Querschenkel besitzt, mit dem sie den Gegenkontaktelementen gegenübersteht. Die Brückenkontaktfedern kann'auf geeignete Weise mit dem Anker verbunden sein, wobei gegebenen falls auch eine Isolierstoffzwischenlage vorgesehen werden kann. Zweckmäßigerweise ist in diesem Fall ein U-förmiges Joch mit seinem Mittelteil außerhalb der Spule so angeordnet, daß ein Jochschenkel zur Lagerung des Ankers dient und der zweite Jochschenkel mit dem Anker den Arbeitsluftspalt bildet. Als Ankerrückstellfeder kann gleichzeitig die im ersten Spulenflansch verankerte Brükkenkontaktfeder dienen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1 eine T-förmige Brückenkontaktfeder,
    • Fig. 2 bis 4 verschiedene elektrische Anschlußmöglichkeiten für eine Brückenkontakteinheit,
    • Fig. 5 .und 6 zwei verschiedene Ausführungsformen von mit einem Anker verbundenen Brückenkontakten,
    • Fig. 7 und 8 weitere Ausführungsformen für Brückenkontaktfedern,
    • Fig.9, 10 und 11 ein Relais mit Brückenkontaktfeder in - drei verschiedenen Ansichten,
    • Fig.12 eine weitere Ausführungsform eines Relais mit Brückenkontakfeder.
  • Fig. 1 zeigt eine T-förmige Brückenkontaktfeder 1, wie sie für ein Relais zum Schalten von Schwachstrom geeignet ist. Sie ist mit ihrem langgestreckten Schenkel 1a in einem Träger 2 eingespannt, und zwar ist sie über diesen Träger- 2 fest mit einem nicht dargestellten-Anker verbunden. Sie wird also über diesen Träger 2 und nicht über einen eigenen Kontaktschieber betätigt. Der Querschenkel 1b besitzt an den Enden die Kontaktstellen bzw. Kontaktniete 3 und 4, die mit den jeweiligen Gegenkontaktelementen zusammenwirken.
  • Durch diesen Aufbau und die Art der Betätigung ist an der Brückenkontaktfeder 1 eine doppelte Hebelwirkung erzielbar. Als Hebelarm in Längsrichtung wirkt der Schenkel 1a mit der Länge 1, über den eine Schub-Reib-Rollbewegung an den Kontaktstellen erzielt werden kann. Dazu senkrecht wirkt der Querhebel mit dem Querschenkel 1b, wobei der Hebelarm gegenüber der Federlängsachse die halbe Breite b zwischen den beiden Kontaktstellen 3 und 4 beträgt. Beide Hebel kommen aufgrund der Ankerbetätigung bei der Kontaktgabe und beim Kontaktöffnen zur Wirkung, wodurch an den Kontaktstellen eine Reibbewegung mit den bereits oben erwähnten Wirkungen erzielt wird.
  • Versieht man auch die Brückenkontaktfeder 1 mit einem elektrischen Anschlußelement, so läßt sich das Relais besonders gut an verschiedene Schaltprobleme anpassen. So läßt sich beispielsweise gemäß Fig. 2 eine Doppelkontaktgabe erzielen, wobei die Schaltspannung U zwischen die Anschlüsse der Brückenkontaktfeder 1 einerseits und der parallel geschalteten Gegenkontaktelemente 5 und 6 andererseits angelegt wird. Eine solche Doppelkontaktgabe erhöht die Schaltsicherheit, insbesondere beim Schalten von kleinen Lasten.
  • Gemäß Fig. 3 liegt die Schaltspannung U zwischen den beiden Gegenkontaktelementen 5 und 6, so daß die Brückenkontaktfeder 1 lediglich als Kontaktbrücke ohne-eigenen Anschluß verwendet wird. In diesem Fall wird der beim Brükkenkontakt erzielbare doppelte Kontaktabstand ausgenutzt.
  • Bei der Schaltung nach Fig. 4 liegt die Schaltspannung U wiederum zwischen der Brückenkontaktfeder 1 und den beiden Gegenkontaktelementen 5 und 6. Diese Gegenkontaktelemente sind jedoch nicht unmittelbar parallel geschaltet, sondern in Reihe zum Gegenkontaktelement 5 liegt ein Zusatzwiderstand 7. Außerdem besitzt das Gegenkontaktelement 5 einen kleineren Kontaktabstand d1 im Vergleich zum Kontaktabstand d2 des Gegenkontaktelementes 6 gegenüber der Brückenkontaktfeder 1. Das Gegenkontaktelement 5 dient also als Vorlaufkontakt, welcher früher schaltet; eine derartige Anordnung kann bei hohen Stromspitzen von Vorteil sein.
  • Fig. 5 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel für die Anwendung eines Brückenkontaktelementes für ein Relais mit einem Drehanker 8, der über einen isolierenden Träger 9 auf einem Grundkörper 10 gelagert ist. Mit dem Anker 8 ist über den Träger 9 eine T-förmige Brückenkontaktfeder 11 verbunden, welche im Träger 9 fest eingespannt ist und die Schaltbewegungen-des Ankers 8 um die Drehachse 12 mitmacht. Zwei Gegenkontaktelemente 13 und 14 sind in einer Ebene im Grundkörper 10 verankert. Sie sind mit ihren freien Enden jeweils gegeneinander so abgewinkelt, daß sie übereinander in einer Ebene stehende Kontaktstellen 13a bzw. 14a bilden, die mit dem Querschenkel 11a der Brückenkontaktfeder 11 zusammenwirken. Auf den Kontaktelementen sind jeweils Kontaktprofile 15 über die gesamte Breite der kontaktgebenden Teile 13a, 14a und 11a aufgebracht, so daß sie kreuzförmig übereinander liegen und bei der auftretenden Reibbewegung eine sichere Kontaktgabe gewährleisten.
  • Eine etwas abgewandelte Ausführungsform der Kontaktfeder zeigt Fig. 6, wo im Träger 9 eine langgestreckte Kontaktfeder 16 verankert ist. Diese trägt an ihrem freien Ende über einen Quersteg 16a eine Kontaktbrücke 17, die sich parallel zur Kontaktfeder 16 erstreckt und mit ihren beiden freien Enden jeweils Kontakt mit den Gegenkontaktelementen 18 und 19 gibt. Auch in diesem Fall ergibt sich die doppelte Hebelwirkung der Kontaktbrücke um eine durch die Einspannstelle 20 gehende Achse sowie um die Längsachse der Kontaktfeder 16. Eine verstärkte Reibbewegung ist in diesen Fällen nach Fig. 5 und 6 dadurch gegeben, daß die Einspannstelle 20 einen relativ großen Abstand a gegenüber der Ankerdrehachse 12 besitzt. Beim Schalten vollführt dadurch die Kontaktfeder 16 eine relativ große Bewegung in ihrer Längsrichtung, was sich in einer entsprechenden Reibbewegung an den Kontaktstellen auswirkt.
  • Fig. 7 zeigt eine mäanderförmige Brückenkontaktfeder 21, welche durch die Einschnitte 22 und 23 eine zweimalige Querschnittsverminderung zwischen der Kontaktbrücke 24 und der Einspannstelle 25 auf etwa ein Drittel der sonstigen Federbreite aufweist. Eine abgewandelte Ausführungsform einer Kontaktfeder 26 zeigt Fig. 8. Dort ist am freien Ende der Kontaktfeder 26 beiderseits über einen Steg 27 ein Kontaktschenkel 28 angeformt, welche zusammen als Kontaktbrücke die oben erwähnte Hebelwirkung gegenüber der Einspannstelle 29 erzeugen.
  • In den Fig. 9 bis 11 ist ein einfaches kompaktes Kleinrelais gezeigt, in welchem einer der oben beschriebenen Brückenkontakte angewendet werden kann. Das Relais besitzt einen Grundkörper 31, der gleichzeitig als Spulenkörper für die Wicklung 32 dient. Im Spulenkörper ist ein U-förmiger Kern 33 angeordnet, dessen beide Seitenschenkel 34 und 35 jeweils im Bereich eines Spulenflansches 36 bzw. 37 liegen. Dieser Kern 33 kann zweckmäßigerweise in den Grundkörper 31 eingespritzt werden. Auch kann die Spule nach dem Wickeln mit Kunststoff umspritzt werden. Auf dem Kernschenkel 34 ist ein Anker 38 gelagert, der plattenförmig über der Spule, parallel zur Grundebene, liegt und mit seinem freien Ende einen Arbeitsluftspalt 39.mit dem Kernschenkel 35 bildet. Der Anker 38 ist in einem Isolierstoffteil 40 gehalten, welches beispielsweise durch Umspritzen des Ankers gebildet sein kann. In anderer Ausführungsform könnte dieses Isolierstoffteil 40 aber auch den Anker durch Einstecken oder eine andere Befestigungsart aufnehmen. Über dem Isolierstoffteil 40 liegt eine Brückenkontaktfeder 41, welche sich über die gesamte Spulenlänge erstreckt und über das Isolierstoffteil 40 mit dem Anker 38 fest verbunden ist. Zur Befestigung können an dem Isolierstoffteil 40 beispielsweise Zapfen, Stege oder sonstige Fortsätze vorgesehen sein, welche durch Warmverformen an der Seitenkante oder in Ausnehmungen der Feder 41 diese halten. Die Brückenkontaktfeder 41 ist im Bereich des Spulenflansches 36 rechtwinklig nach unten abgebogen und bildet so eine Anschlußfahne 42, die durch eine Ausnehmung 43 des Grundkörpers 31 gesteckt und mit einem abgebogenen Lappen 44 dort verankert ist. Ein im Bereich des Spulenflansches 36 liegender Schenkel 45 des Isolierstoffteiles 41 dient als Rückstellfeder für den Anker, wobei er sich über die Nase 47 an einem herausgebogenen Lappen 48 der Brückenkontaktfeder 41 abstützt.
  • Das freie Ende der Brückenkontaktfeder 41, die beispielsweise gemäß Fig. 1 T-förmig ausgebildet sein kann, trägt ein Kontaktprofil 49, welches mit zwei Gegenkontaktelementen 50 und 51 zusammenwirkt. Diese beiden Gegenkontaktelemente sind mit ihren Anschlußteilen 50a bzw. 51a jeweils seitlich vom Spulenflansch 37 angeordnet und mit ihren kontaktgebenden Enden 50b bzw. 51b in eine gemeinsame Ebene unterhalb der Brückenkontaktfeder 41 gebogen. Gegenüber dem Anker bzw. dem Kern sind sie durch den Schenkel 52 des Isolierstoffteiles 40 zusätzlich isoliert. Durch die seitliche Anordnung der Gegenkontaktelemente ist auch eine gute Wärmeableitung gewährleistet. Der Spulenflansch 37 besitzt im Bereich zwischen den beiden Gegenkontaktelementen eine Kammer 53 zur Aufnahme einer Getterpille 54, welche zwischen lamellenförmigen Rippen 55 des Grundkörpers befestigt ist. Diese Lamellen bilden weitere Isolierstrecken zwischen den Gegenkontakten, welche auch durch Abbrandprodukte nicht ohne weiteres überbrückbar sind.
  • Das Relais wird durch eine über dem Grundkörper 31 gestülpte Kappe 56 aus Kunststoff abgeschlossen und an der Unterseite mit einem Vlies 57, das mit Kunstharz getränkt wird, abgedichtet. Eine an der Kappe angeformte Rippe 58 dient zur Hubbegrenzung für den Anker bzw. die Brückenkontaktfeder 41. Außerdem kann die Kontaktfeder vor dem Aufbringen der Kappe von oben beispielsweise mit Laserstrahlen justiert werden.
  • Eine abgewandelte Ausführungsform zeigt Fig. 12. In diesem Fall bildet der Spulenkörper 61 einen durchgehenden axialen Hohlraum 62, in welchem ein stabförmiger Anker 63 angeordnet-ist. Ein U-förmiges Joch 64 ist von unten so in Ausnehmungen des Spulenkörpers 61 eingeschoben, daß es mit seinem Schenkel 65 im Bereich des Spulenflansches 66 eine Lagerstelle für den Anker 63 bildet, während der Schenkel 67 im Bereich des Spulenflansches 68 einen Arbeitsluftspalt mit dem Anker bildet.
  • Mit dem Anker 63 ist eine Brückenkontaktfeder 69 verbunden, welche über die ganze Länge des Spulenrohres über dem Anker liegt und mit ihrem abgebogenen, als Anschlußfahne dienenden Schenkel 70 im Spulenflansch 66 verankert ist. Durch geeignete Vorspannung kann die Brückenkontaktfeder gleichzeitig als Rückstellfeder für den Anker dienen. Die Brückenkontaktfeder ist auch in diesem Fall T-förmig ausgebildet, wobei der Querschenkel 71 stirnseitig vor der Spulenwicklung im Bereich des Spulenflansches 68 liegt und mit zwei Gegenkontaktelementen 72 zwei Kontaktstellen bildet. Die Gegenkontaktelemente 72 sind wie die Gegenkontaktelemente 50 und 51 seitlich am Spulenflansch befestigt und mit ihren kontaktgebenden Enden in eine waagrechte Ebene unterhalb des Kontaktschenkels 71 der Brückenkontaktfeder abgebogen. Über den Kontaktstellen ist eine Getterpille 73 in geeigneter Weise im Spulenkörper befestigt. Auch dieses Relais ist mit einer Kappe 74 abgeschlossen.
  • 16 Patentansprüche 12 Figuren

Claims (16)

1. Relais mit einer Erregerspule und einem Anker sowie mit mindestens zwei in einer Ebene nebeneinander angeordneten, mit Anschlußelementen versehenen Gegenkontaktelementen, welche durch eine vom Anker betätigbare Brückenkontaktfeder elektrisch überbrückbar sind, dadurch gekennzeichnet , daß die Brückenkontaktfeder (1; 11; 16; 21; 26; 41; 69) mit ihrer Einspannstelle (1a; 20; 25) in direkter fester Wirkverbindung mit dem Anker (8; 38; 63) steht, daß zwischen den am freien Ende der Kontaktfeder angeordneten, den Gegenkontaktelementen (5, 6; 13, 14; 18, 1-9; 50, 51; 72) gegenüberstehenden Kontaktstellen (3, 4) und der Einspannstelle (2) der Kontaktfeder (1; 11; 16; 21; 41) am Anker (8; 38) mindestens ein Abschnitt (1a) verminderten Querschnitts vorgesehen ist, dessen Federbreite höchstens dem halben Abstand zwischen den beiden Kontaktstellen (3, 4) entspricht, und daß die beiden Kontaktstellen (3, 4) gegenüber der Längsachse der Kontaktfeder derart versetzt angeordnet sind, daß bei Berührung der Gegenkontaktelemente sowohl eine Hebelwirkung um die Einspannachse als auch eine zusätzliche Hebelwirkung um eine zur Einspannachse senkrechte Achse erzielbar ist.
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Brückenkontaktfeder (1; 11; 41) T-förmig ausgebildet ist, wobei sie mit dem Ende des Mittelschenkels (1a) am Anker eingespannt ist und an den freien Enden des Querschenkels (1b) die Kontaktstellen (3, 4) trägt.
3. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Brückenkontaktfeder (16, 26) einen langgestreckten ersten Federschenkel (16a; 26a) besitzt, der mit einem Ende am Anker eingespannt ist und an seinem freien Ende zumindest an einer Seite über einen seitlichen Zwischensteg (16b; 27) einen Kontaktschenkel (17; 28) trägt.
4. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekenn- zeichnet, daß die Brückenkontaktfeder (21) im Bereich zwischen-der Einspannstelle (25) und den Kontaktstellen (24) mäanderförmig ausgebildet ist.
5. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Einspannachse (20) der Brückenkontaktfeder (16) gegenüber der Ankerdrehachse (12) seitlich versetzt ist.
6. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Brückenkontaktfeder (1) mit einem elektrischen Anschlußelement versehen ist.
7. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenkontaktfeder (1) im Bereich zwischen ihrer Einspannstelle und dem kontaktgebenden Ende zumindest an einer Stelle auf etwa ein Drittel ihres Querschnitts vermindert ist.
8. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die einer gemeinsamen Brückenkontaktfeder (11) zugeordneten Gegenkontaktelemente (13, 14) in einer Ebene aus einem Grundkörper (10) austreten und durch entgegengesetzt abgewinkelte Abschnitte (13a, 14a) in einer Ebene übereinander liegende Kontaktstellen bilden.
9. Relais nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Spule mit ihrer Achse waagrecht und der Anker im wesentlichen parallel zur Spulenachse bzw. zur Grundebene angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenkontaktfeder (41; 69) sich parallel über dem plattenförmigen Anker (38; 63) über die ganze Spulenlänge erstreckt, im Bereich eines ersten Spulenflansches (36; 66) eine senkrecht zur Spulenachse verlaufende Anschlußfahne (42; 70) bildet und im Bereich eines entgegengesetzten zweiten Spulenflansches (37) den beiden Gegenkontaktelementen (50, 51; 72) gegenüberliegt, welche sich mit ihren Anschlußelementen (50a, 51a) beiderseits an den Außenseiten des zweiten Spulenflansches (37; 68) senkrecht zur Grundebene erstrecken und mit ihren kontaktgebenden Enden (50b, 51b) der Brückenkontaktfeder (41; 69) gegenüberstehend zueinander entgegengesetzt in eine gemeinsame Ebene gebogen sind.
10. Relais nach Anspruch 9, dadurch ge- kennzeichnet, daß der mit einem Ende an einem Schenkel (34) des U-förmig nach oben gebogenen Spulenkerns (33) gelagerte Anker (38) über ein zwischenliegendes Isolierstoffteil (40) mit der Brückenkontaktfeder (41) verbunden ist.
11. Relais nach Anspruch 10, dadurch ge- kennzeichnet, daß das Isolierstoffteil (40) als Einbettung des Ankers (38) ausgebildet ist.
12. Relais nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Isolierstoffteil (40) einen parallel zur Anschlußfahne (42) der Brückenkontaktfeder (41) verlaufenden elastischen Schenkel (46) besitzt, der als Rückstellfeder für den Anker dient.
13. Relais nach Anspruch 12, dadurch ge- kennzeichnet, daß der elastische Schenkel (46) des Isolierstoffteils an einem freigeschnittenen Lappen (48) der Brückenkontaktfeder (41) abgestützt ist.
14. Relais nach einem der Ansprüche 9 bis 13, da- durch gekennzeichnet , daß in dem zweiten Spulenflansch (37) zwischen den Gegenkontaktelementen (50, 51) eine Kammer (53) zur Aufnahme eines Getters (54) ausgebildet ist, wobei die seitlichen Wände der kammer lamellenförmige Vorsprünge (55) aufweisen.
15. Relais nach einem der Ansprüche 9 bis 14, da- durch gekennzeichnet, daß der Anker (38) mit dem auf ihm liegenden Teil der Brückenkontaktfeder (41) oberhalb der Spule (32, 33) angeordnet ist.
16. Relais nach einem der Ansprüche 9 bis 14, da- durch gekennzeichnet, daß der Anker (63) mit dem auf ihm liegenden Teil der Brückenkontaktfeder (69) innerhalb des Spulenkörpers (61) etwa längs der Achse angeordnet ist, wobei die Brückenkontaktfeder außerhalb des Spulenkörpers (61) mit einem Querschenkel (71) zwei Kontaktstellen mit den beiden Gegenkontaktelementen (72) bildet.
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