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EP0013991B1 - Arrangement of contact springs for polarized electromagnetic relays - Google Patents

Arrangement of contact springs for polarized electromagnetic relays Download PDF

Info

Publication number
EP0013991B1
EP0013991B1 EP80100371A EP80100371A EP0013991B1 EP 0013991 B1 EP0013991 B1 EP 0013991B1 EP 80100371 A EP80100371 A EP 80100371A EP 80100371 A EP80100371 A EP 80100371A EP 0013991 B1 EP0013991 B1 EP 0013991B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
contact spring
spring
actuating
fixed
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.)
Expired
Application number
EP80100371A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP0013991A1 (en
EP0013991B2 (en
Inventor
Hans Sauer
Wolf Steinbichler
Sepp Dipl.-Ing. Antonitsch
Hiromi Nishimura
Kenji Ono
Toyataka Nishikawa
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.)
SDS Elektro GmbH
Original Assignee
Euro Matsushita Electric Works AG
SDS Elektro GmbH
Matsushita Electric Works Ltd
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=25777549&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0013991(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Priority claimed from DE2902885A external-priority patent/DE2902885C2/en
Application filed by Euro Matsushita Electric Works AG, SDS Elektro GmbH, Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Euro Matsushita Electric Works AG
Priority to AT80100371T priority Critical patent/ATE4010T1/en
Publication of EP0013991A1 publication Critical patent/EP0013991A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP0013991B1 publication Critical patent/EP0013991B1/en
Publication of EP0013991B2 publication Critical patent/EP0013991B2/en
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/54—Contact arrangements
    • H01H50/56—Contact spring sets
    • 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
    • H01H1/24—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with resilient mounting
    • H01H1/26—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with resilient mounting with spring blade support
    • H01H2001/265—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with resilient mounting with spring blade support having special features for supporting, locating or pre-stressing the contact blade springs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/001—Means for preventing or breaking contact-welding

Definitions

  • the invention relates to a contact spring arrangement for polarized electromagnetic relays according to the preamble of patent claim 1.
  • the invention has for its object to provide a contact spring arrangement of the type mentioned, in which, in the case of contact welding, there is no significant deflection of the contact spring due to the action of the armature to open the contact, while a deflection of the contact spring is ensured when contact is made .
  • this contact spring arrangement is particularly important in the case of polarized relays in which the actuating force of the armature increases progressively with increasing deflection from a permanent magnetic zero force zone up to the final tightening force and is reduced by the spring force of the contact spring.
  • the long spring travel favors good reproducibility of the storage of the permanent magnetic force in the contact springs, so that the desired contact force can be set in a narrow range.
  • the contact spring 1 is divided into three sections 1 ', 1 ", 1"' at its free end by incisions 14 running in the longitudinal direction of the spring and fastened to a connection 3 at its other end. These sections are spread apart and biased against each other by the actuating pieces 6, 7 in such a way that contacting begins with a force F K.
  • the two outer sections 1 ', 1 "', run essentially in the longitudinal direction of the spring, are covered with contact material 4 in the areas opposite a fixed contact 5 and have their ends attached to the second actuating piece 6.
  • the middle resilient section 1 is to be achieved a pretension F K is offset from the two outer sections 1 ', 1 "', guided essentially parallel to them and supported at the end on the first actuating piece 7 of the actuating part 12.
  • the decisive distance for closing the contact 4, 5 is the sum from the distance L, from the point of application of the first actuating piece 7 to the base 15 of the resilient section 1 'on the contact spring 1 and the distance L 2 from the base 15 to the contact point.
  • the contact 1 is actuated via the actuating part 12 by an armature (not shown) in the direction of arrow 16.
  • the actuating piece 7 presses against the end of the resilient section 1 "and brings the contacts 4 into engagement with the fixed contact 5.
  • the contact begins according to the preload of the resilient section 1 "with the initial contact force F K , the contact is characterized by special low bounce.
  • the resilient length L 1 + L 2 is effective.
  • the resulting large spring travel provides a good possibility for storing this force in the contact spring 1 in the event that the actuating force of the armature is obtained from the attraction force of a permanent magnet.
  • This stored force determines the contact force.
  • the actuating piece 6 presses against the sections 1 ', 1 "'. Since the distance L 3 from the point of application of the actuating piece 6 to the contact is as short as possible, the deflection of the sections 1 ', 1 "'relatively small, so that the contact opening is forced.
  • stiffening profiles 13 can also be embossed into them.
  • a fixed contact 5, 5 ' is provided on both sides in the region of the free spring end, which are offset from one another in the longitudinal direction of the spring.
  • the actuating pieces 6, 7 are each arranged in the immediate vicinity of the fixed contacts 5, 5 ', such that a larger resilient distance L 2 or L 2 ' from the point of application of the actuating piece for closing a contact 5, 4 or 5 ', 4' 6, 7 to the respective contact point is present as the distance L 3 or L 3 'determining the opening of the contacts from the point of application of the actuating piece 7, 6 to the respective contact point.
  • a changeover contact is implemented in a simple manner, in which the contact via the long spring travel L 2 , L 2 ', on the other hand, is forced via the short and therefore rigid sections L 3 , L3.
  • a profile 13 can also be stamped into the spring 1 in this exemplary embodiment.
  • the contact spring 1 is actuated, for example, via the partially shown rotary armature 8.
  • the first actuating piece 7 engages between the attachment point of the contact spring 1 at the connection 3 and the fixed contact 5 'located closer to the connection 3 in the immediate vicinity of this first fixed contact 5' and the second actuating piece 6 at the fixed contact 5 which is more distant from the connection 3 extended free end of the contact spring 1 in the immediate vicinity of this second fixed contact 5.
  • the actuation of this contact 4, 5 takes place in the position shown via the actuating piece 7, which acts with the force F on the spring.
  • Fig. 3 shows a rotary armature relay with a changeover contact 17, a normally open contact 18 and a normally closed contact 19, which are actuated by actuating pieces 6, 7 of an actuating part 12 by the rotary armature 8.
  • the rotary armature also contains permanent magnets M and two pole shoes 9, 9 ', which interact with pole ends 10, 10' of the coil core.
  • a single fixed contact 5 is provided in the region of the free spring end.
  • the first actuating piece 7 engages between the attachment point of the contact spring at the connection 3 and the contact point on the side of the contact spring 1 facing away from the fixed contact 5 and that second actuating piece 6 on the end of the contact spring 1, which is extended beyond the fixed contact 5, in the immediate vicinity of the fixed contact 5 and on the side of the contact spring facing this contact.
  • the actuating part 12 is also designed such that the points of attack of all actuating pieces 6, 7 lying on one side of the armature 8 lie in one plane.
  • FIG. 4 shows a relay with four changeover contacts 20, 21, 22, 23, which in principle correspond to the changeover contact in FIG. 2.
  • the magnet system essentially corresponds to that shown in FIG. 3, so that the same details are provided with the same reference numerals.
  • a straight contact spring 1 is arranged between offset fixed contacts 5, 5 '
  • the connections 3 of the changeover contact springs 20, 21, 22, 23 and the fixed contacts 5, 5' are arranged in a line, whereby the contact springs between these fixed contacts are passed in an offset.
  • the storage of the permanent magnetic force also includes the possibility of additionally compensating for the temperature coefficient of the coil.
  • permanent magnets M are to be provided, in which the influence of the temperature coefficient on the actuating force of the armature is greater than on the permanent magnetic field due to the storage effect of the contact springs. For example, this can be achieved with BaOFe magnets.
  • the opening of the contact 4, 5 takes place when the end of the rotary armature 8 moves in the direction of the arrow 16, as in the examples described above. In the event that the contact 4, 5 is welded and the actuating force F of the armature 8 is not sufficient to break the weld, this armature movement does not take place. The existing switching state is then retained for all contacts 4, 5 and 4 ', 5'.
  • FIG. 5 shows a rotary armature relay, in which an armature provided with permanent magnets is supported on one side on a flexible web 24 in a bearing block 25.
  • the insulating material jacket also fixes at least one permanent magnet (not shown) and pole shoes 9, 9 'in the armature, which interact with the pole ends 10, 10' of the coil core.
  • the actuating pieces 6, 7 and 6 ', 7' shown in section are connected to one another on their upper side, that is to say they grip around the contact springs 1 and 1 '.
  • the right contact 4, 5 is closed, the left contact 4 ', 5' is open.
  • the crowned actuation piece 7 presses against the contact spring 1, while the opposite actuation piece 6 is lifted off the latter.
  • the contact spring 1 experiences considerable deflection.
  • the contact opening at the left contact point 4 ', 5' takes place through the action of the actuating piece 6 'on the contact spring 1', the actuating piece 7 'being lifted off the contact spring.
  • the contact-near corner 26, 26 'of the actuating piece 6, 6' comes into engagement with the contact spring 1 ', so that only the short resilient length L 3 , L 3 ' is effective up to the contact point.
  • the contact point on the contact spring moves with increasing opening of the contact 4 ', 5', since the surface of the actuating piece 6 'facing the contact spring 1' runs parallel to the longitudinal axis of the armature 8, from the contact-near to the non-contact corner of the actuating piece 6 '.
  • This also ensures in this embodiment of the invention that the contact is made over long spring travel L z , L 2 ', but the opening takes place over short and therefore rigid sections L 3 , L 3 '.
  • the permanent magnetic attraction force can be stored well in the contact springs 1, 1 '.
  • FIG. 6 shows a permanent magnet armature 8 of a polarized relay with a magnet M between the pole shoes 9, 9 ', which is mounted in its axis of gravity A and is located in one of two rest positions.
  • the magnet M is partially encased in a known manner by plastic of the actuating part 12 and thus fixed.
  • the arrangement according to FIG. 6 is a mirror image of both the Z and Y axes and is therefore not shown in full.
  • the armature 8 is in one of its two end positions, the pole shoe 9 ', after an armature path s, coming to rest with the force F 4 on one of the pole ends 10, 10' of a coil core (not shown).
  • To the side of the X axis of the armature 8 are the fixed contacts 5, 5 'and in the center thereof the contact connection 3, to which the contact springs 1, 2' are also firmly connected in the center.
  • the contact spring 1 is provided with contacts 4, 4'.
  • the contact spring 2 In addition to the contact spring 1 functioning as a changeover switch, the contact spring 2 'runs. Both springs have a small preload F K (Fig.
  • the widths of the springs can also be varied in order to achieve the desired spring properties or stiffness of the contact springs used. In contrast to a change in spring length and thickness, a change in width only has a linear effect on the deflection of the contact springs.
  • the spring constant in the deflection range x (Fig. 9) should increase very slightly and in the subsequent contacting range it should increase moderately steeply, both for reasons of adequate storage of permanent magnetic attraction forces for the contact force and because the response and dropout values of the relay are as stable as possible. This should also be ensured if the contact distance increases as a result of contact erosion.
  • the spring constant must rise very steeply in the case of a forced contact opening, that is to say the spring piece acting thereby must be rigid. For this reason, the resilient length L 2 from the contact point 4 ', 5' to the actuator 6 'is kept as short as possible.
  • a forced contact opening can be obtained by either stamping a profile 13 (FIG. 11) for the contact spring 1 or, which is equivalent, a larger one Thickness h is chosen as it is given for the thickness h 'of the more flexible contact spring 2. This is problem-free because, after the contact has opened, the relatively large spring length L s with a very low spring constant is effective.
  • Fig. 7 shows an embodiment of the invention with two also arranged laterally to the X axis of the armature not shown working contacts, which are closed when the armature is deflected about its axis of rotation A in the direction of the arrow, according to the above-mentioned description.
  • the exemplary embodiment shows a further possibility of making the spring 2 'even more flexible compared to the contact spring 1, in that, in addition to the relation of the spring strengths h: h', that of the lengths L e : L 7 can also be varied by the two contact springs 1, 2 'are attached to differently positioned contact connections 3, 3'. These connections can either be connected externally or remain separate.
  • this second contact connection 3 'offers better adjustment options, which are also given when the two contact connections 3, 3' are fork-shaped, combine in a known manner in the plastic carrier part and as a single connecting pin from the base of the relay stepping out.
  • two normally closed contacts are designed either on the other side of the X-axis or the subordinate one as such with an analog force-displacement curve and corresponding geometry.
  • the two contact spring members 1, 2 are formed from a spring band, provided with contacts 4, 4 ', which are arranged opposite the fixed contacts 5, 5' are firmly connected in the middle of the contact terminal 3 and are symmetrical to each other with respect to the X axis.
  • the two spring members of this double contact spring are also located just next to the contacts 4, 5 and 4 ', 5' with a low preload F K on the actuating pieces 6, 7, which are made of plastic and the armature 8 are formed thereon.
  • the contact distance x given during the switching process is expanded by the deflection spring travel f in addition to the given geometric relations.
  • Fig. 10 shows an embodiment according to the principle of Fig. 9 but with two changeover contacts arranged next to each other on one end of the relay, and since the opposite end can be equipped with the same arrangement according to Fig. 8 and Fig. 10, are the possibilities set out in a polarized relay to create 2, 3 or 4 changeover contacts with the double contact spring according to the invention and to position all contacts 4, 5, 4 ', 5' very close to the swivel axis X, whereby the abrasion of the actuating pieces 6, 7 compared the contacts to be operated is correspondingly low.
  • 11 and 12 show contact spring arrangements in which the contact point K of the contact springs 1, 2, 2 'is predetermined by a bead.
  • the springs 1, 2 being attached on one side to the connection 3 and being electrically connected to one another.
  • the actuating piece 7 presses the contact spring 2 to the left until the contact 4 of the spring 1 comes into engagement with the fixed contact 5.
  • the springs 1, 2 are pretensioned relative to the actuating pieces 6, 7, the contact is made with a corresponding initial contact force F K.
  • the spring force F which is transmitted to the contact point via the bead of the spring 2, is added to this initial contact force (FIG. 13).
  • the resilient length L of the contact spring 2 is primarily decisive for storing the contact force F 3 obtained from the permanent magnetic attraction force M '.
  • the arrangement according to FIG. 12 is designed as a changeover contact, the actuation of both contacts 4, 5 and 4 ', 5' taking place in the same way as for the contact shown in FIG. 11. For this reason, matching reference numerals have been chosen.
  • the contact spring 1, 2 is formed in one piece, fixed in the middle to a connecting pin and provided on both sides with two resilient sections. The sections running side by side are connected to each other on both sides of the connecting pin 3 by webs 11.
  • the contact spring 1, 2 is thus a stamped and bent part, which is already e.g. is positioned by spot welding through the two webs on the connecting pin 3.
  • FIGS. 6 to 12 finally shows the force-displacement diagram for the exemplary embodiments described in FIGS. 6 to 12.
  • the curve M 'progressively rising and dashed from the center 0 represents that during the Armature travel s on the pole shoes 9, 9 'of the armature 8 represents permanent magnetic attraction force without excitation power.
  • the illustrated advance of the permanent magnetic attraction force M' which is symmetrical with respect to the axis Z, is useful if bistable switching behavior, ie two-sided contact rest position, is desired.
  • the axis Z can also be displaced from the center of the anchor path, for example if asymmetrical, one-sided contact resting position is to be achieved. This can be achieved, for example, by differently sized pole faces 9, 9 '.
  • the force-displacement curve M ' is counteracted by the forces of the contact spring members 1, 2 and 2' individually and in their entirety according to the dotted lines D.
  • the force F acting on the springs 1, 2 or 2 'from the actuating pieces 6 or 7 is distributed to a lesser extent F 2 to the contact connection 3, 3' and to a greater extent F 3 via the contact point K
  • Springs 1, 2 or 2 'on contacts 4, 5 or 4', 5 ' are insignificant during the contact path x.
  • the invention thus also helps the compensation of temperature influences proposed for modern relay technology in US Pat. No. 3,634,793 in order to achieve constant response voltage and the use of a so-called C circuit for breakdown.
  • Such a circuit, with which bistable relays are given monostable switching behavior, is described, for example, in "Relay Lexicon” 1975 by H. Sauer, page 12, or in the magazine “Elektrotechnik” 60, H. 24, 27.12.78. Page 43.
  • a satisfactory storage of permanent magnetic attraction force is achieved as a contact force when the forced contact opening is usually required.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Kontaktfederanordnung für gepolte elektromagnetische Relais nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a contact spring arrangement for polarized electromagnetic relays according to the preamble of patent claim 1.

Bei einer derartigen, aus DE-C-1 213 917 bekannten Kontaktfederanordnung wird von der dauermagnetischen Anzugskraft des Ankers ein wesentlicher Anteil in einer Doppelkontaktfeder gespeichert. Für die Kontaktkraft ist damit praktisch keine Erreger-Energie erforderlich. Bei dieser bekannten Anordnung ist ein Betätigungspimpel zwischen den freien Enden einer gegabelten Feder angeordnet, welche bei Betätigung in der einen oder anderen Richtung gleiche Flexibilität besitzt. Der Ankerweg muß dabei in jeder Betätigungsrichtung um deren erforderlichen Federweg größer sein als der Kontaktabstand. Da das Abheben des Kontaktes außerdem mit der gleichen Flexibilität der gegabelten Federenden erfolgt wie die Kontaktgabe, besteht die Möglichkeit, daß beim Verschweißen eines Kontaktes ein anderer Kontakt des Relais noch betätigt werden kann. Aus diesem Grunde wurde der Vorschlag nach DE-B-24 54 967, wonach die Kontaktöffnung zwangsweise und die Kontaktgabe allein durch Vorspannung der Kontaktfeder erfolgt, bevorzugt, obwohl hierbei nur ein geringer Teil der Anzugskraft des Ankers durch die Kontakfeder speicherbar ist.In such a contact spring arrangement known from DE-C-1 213 917, a substantial portion of the permanent magnetic attraction force of the armature is stored in a double contact spring. Practically no excitation energy is therefore required for the contact force. In this known arrangement an actuating pimple is arranged between the free ends of a forked spring, which has the same flexibility when actuated in one direction or the other. The armature travel must be greater than the contact distance by the required spring travel in each direction of actuation. Since the lifting of the contact also takes place with the same flexibility of the forked spring ends as the contact, there is the possibility that another contact of the relay can still be actuated when welding a contact. For this reason, the proposal according to DE-B-24 54 967, according to which the contact opening is forced and the contact is made solely by pretensioning the contact spring, was preferred, although only a small part of the attraction force of the armature can be stored by the contact spring.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktfederanordnung der eingangs bezeichneten Gattung zu schaffen, bei der im Falle einer Kontaktverschweißung keine nennenswerte Durchbiegung der Kontaktfeder durch das Einwirken des Ankers, den Kontakt zu öffnen, erfolgt, während bei der Kontaktgabe eine Durchbiegung der Kontaktfeder gewährleistet ist.The invention has for its object to provide a contact spring arrangement of the type mentioned, in which, in the case of contact welding, there is no significant deflection of the contact spring due to the action of the armature to open the contact, while a deflection of the contact spring is ensured when contact is made .

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichenteil des Patentanspruchs 1 angegeben. Danach erhält man beim Schließen des Kontaktes lange, verhältnismäßig weiche Federwege, während das Öffnen durch Betätigung in unmittelbarer Nähe des Kontaktes, d.h. über eine wesentlich kürzere und steifere Strecke und damit praktisch zwangsweise erfolgt.The inventive solution to this problem is specified in the characterizing part of claim 1. Then you get long, relatively soft spring travel when closing the contact, while opening by actuation in the immediate vicinity of the contact, i.e. over a much shorter and stiffer route and thus practically inevitable.

Infolge der langen Federwege beim Schließen der Kontakte ist diese Kontaktfederanordnung bei gepolten Relais besonders wichtig, bei denen die Stelkraft des Ankers mit zunehmender Auslenkung aus einer dauermagnetischen Nullkraftzone bis zur Endanzugskraft progressiv ansteigt und um die Federkraft der Kontaktfeder gemindert wird. Der lange Federweg begünstigt dabei eine gute Reproduzierbarkeit der Speicherung der Dauermagnetkraft in den Kontakfedern, so daß die gewünschte Kontaktkraft in einem engen Bereich festgelegt werden kann.As a result of the long spring travel when the contacts close, this contact spring arrangement is particularly important in the case of polarized relays in which the actuating force of the armature increases progressively with increasing deflection from a permanent magnetic zero force zone up to the final tightening force and is reduced by the spring force of the contact spring. The long spring travel favors good reproducibility of the storage of the permanent magnetic force in the contact springs, so that the desired contact force can be set in a narrow range.

Aus US-A-3 165 607 ist zwar eine Kontaktfederanordnung bekannt, bei der gemäß einem kennzeichnenden Merkmal des Patentanspruchs 1 die für das Schließen des Kontaktes maßgebende federnde Strecke zwischen der Berührungsstelle eines ersten Betätigungsstückes an der Kontaktfeder und der Kontaktstelle größer ist als die für das Öffnen des Kontaktes maßgebende Strecke zwischen der Berührungsstelle eines zweiten Betätigunsstückes an der Kontaktfeder und der Kontaktstelle. Zum einen befaßt sich jedoch diese Druckschrift mit einem ungepolten Relais, d.h. mit einem Relais, das von dem Relais der eingangs bezeichneten Gattung in wesentlichen Punkten abweicht. Zum anderen besteht bei der in dem bekannten Relais verwirklichten Kontaktfederanordnung die Schwierigkeit, daß die etwa haarnadelförmig ausgebildete Kontaktfeder an dem zugehörigen Mittelanschluß lose gelagert sein muß, wenn beim Öffnen und Schließen unterschiedliche Federwege wirksam sein sollen. Diese bewegliche Lagerung läßt aber keine sichere elektrische Verbindung zwischen der Kontaktfeder und ihrem Anschluß zu, so daß die Anordnung in der Praxis kaum brauchbar ist. Würde man dagegen bei der bekannten Anordnung die Kontaktfeder mit ihrem Anschluß ―etwa durch Verschweißen oder Verlöten-fest verbinden, so würden die beiden Arme der Kontaktfeder unabhängig voneinander bewegbar, so daß das oben erwähnte eine kennzeichnende Merkmal der Erfindung nicht mehr erfüllt wäre.From US-A-3 165 607 a contact spring arrangement is known, in which, according to a characterizing feature of claim 1, the resilient distance for the closing of the contact between the contact point of a first actuating piece on the contact spring and the contact point is greater than that for the Opening of the contact decisive distance between the contact point of a second actuating piece on the contact spring and the contact point. On the one hand, however, this document deals with an unpoled relay, i.e. with a relay that deviates in essential points from the relay of the type described in the introduction. On the other hand, the contact spring arrangement realized in the known relay has the difficulty that the approximately hairpin-shaped contact spring must be loosely mounted on the associated center connection if different spring travel should be effective when opening and closing. However, this movable mounting does not allow a secure electrical connection between the contact spring and its connection, so that the arrangement is hardly usable in practice. If, on the other hand, one would connect the contact spring to its connection ― approximately by welding or soldering in the known arrangement, the two arms of the contact spring would be movable independently of one another, so that the above-mentioned characteristic feature of the invention would no longer be fulfilled.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.Further details and advantages of the invention are explained in more detail below with reference to exemplary embodiments shown in the drawings.

Im einzelnen zeigt:

  • Fig. 1 zwei Schnittdarstellungen gemäß der Schnittlinien I-I und 11-11 einer an ihrem freien Ende in drei Abschnitte aufgeteilten Kontaktfeder,
  • Fig. 2 eine einseitig eingespannte Kontaktfeder, die an ihrem freien Ende mit zwei Festkontakten zusammenwirkt,
  • Fig. 3 ein Drehankerrelais mit je einem Ruhe-, Arbeitsund Umschaltkontakt,
  • Fig. 4 ein Drehankerrelais mit vier Umschaltkontakten, wobei Kontaktfederanschlüsse und Festkontakte zu beiden Seiten des Ankers jeweils in einer Linie fluchtend angeordnet sind,
  • Fig. 5 ein Drehankerrelais mit einem an einem flexiblen Steg gelagerten Anker,
  • Fig. 6 bis 11 Kontaktfederanordnungen mit jeweils zwei nebeneinander verlaufenden federnden Abschnitten bzw. Kontaktfedern,
  • Fig. 12 eine perspektivische Darstellung einer Anordnung mit zwei nebeneinander verlaufenden federnden Abschnitten und
  • Fig. 13 ein zu den Anordnungen nach Fig. 6 bis 12 gehörendes Kraft-Weg-Diagramm.
In detail shows:
  • 1 shows two sectional views according to section lines II and 11-11 of a contact spring divided into three sections at its free end,
  • 2 a contact spring clamped on one side, which cooperates at its free end with two fixed contacts,
  • 3 a rotary armature relay, each with a normally closed, working and changeover contact,
  • 4 shows a rotary armature relay with four changeover contacts, contact spring connections and fixed contacts being arranged in alignment on both sides of the armature,
  • 5 shows a rotary armature relay with an armature mounted on a flexible web,
  • 6 to 11 contact spring arrangements, each with two resilient sections or contact springs running side by side,
  • Fig. 12 is a perspective view of an arrangement with two juxtaposed resilient sections and
  • 13 shows a force-displacement diagram belonging to the arrangements according to FIGS. 6 to 12.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist, die Kontaktfeder 1 an ihrem freien Ende durch in Federlängsrichtung verlaufende Einschnitte 14 in drei Abschnitte 1', 1", 1"' geteilt und an ihrem anderen Ende an einem Anschluß 3 befestigt. Diese Abschnitte sind dabei aufgespreizt und durch die Betätigunsstücke 6, 7 derart gegeneinander vorgespannt, daß die Kontaktgabe mit einer Kraft FK beginnt. Die beiden äußeren Abschnitte 1', 1"', verlaufen im wesentlichen in Federlängsrichtung, sind in den einem Festkontakt 5 gegenüberliegenden Bereichen mit Kontaktstoff 4 belegt und mit ihren Enden an dem zweiten Betätigungsstück 6 angelagert. Der mittlere federnde Abschnitt 1" ist hingegen zur Erzielung einer Vorspannung FK gegenüber den beiden äußeren Abschnitten 1', 1 "' abgekröpft, im wesentlichen parallel zu diesen geführt und endseitig am ersten Betätigungsstück 7 des Betätigungsteils 12 abgestützt. Die für das Schließen des Kontaktes 4, 5 maßgebende ferdernde Strecke ergibt sich als Summe aus der Strecke L, vom Angriffspunkt des ersten Betätigungsstückes 7 zum Fußpunkt 15 des federnden Abschnittes 1' an der Kontaktfeder 1 und der Strecke L2 vom Fußpunkt 15 zur Kontaktstelle.In the embodiment of FIG. 1, the contact spring 1 is divided into three sections 1 ', 1 ", 1"' at its free end by incisions 14 running in the longitudinal direction of the spring and fastened to a connection 3 at its other end. These sections are spread apart and biased against each other by the actuating pieces 6, 7 in such a way that contacting begins with a force F K. The two outer sections 1 ', 1 "', run essentially in the longitudinal direction of the spring, are covered with contact material 4 in the areas opposite a fixed contact 5 and have their ends attached to the second actuating piece 6. The middle resilient section 1", on the other hand, is to be achieved a pretension F K is offset from the two outer sections 1 ', 1 "', guided essentially parallel to them and supported at the end on the first actuating piece 7 of the actuating part 12. The decisive distance for closing the contact 4, 5 is the sum from the distance L, from the point of application of the first actuating piece 7 to the base 15 of the resilient section 1 'on the contact spring 1 and the distance L 2 from the base 15 to the contact point.

Die Betätigung der Kontaktfeder nach Fig. 1 erfolgt über das Betätigungsteil 12 durch einen nicht dargestellten Anker in Richtung des Pfeiles 16. Das Betätigungsstück 7 drückt dabei gegen das Ende des federnden Abschnittes 1" und bringt die Kontakte 4 mit dem Festkontakt 5 in Eingriff. Da die Kontaktgabe entsprechend der Vorspannung des federnden Abschnittes 1 " mit der Anfangskontaktkraft FK beginnt, zeichnet sich der Kontakt durch besondere Prellarmut aus. Bei der Kontaktgabe ist die federnde Länge L1+L2 wirksam.1 is actuated via the actuating part 12 by an armature (not shown) in the direction of arrow 16. The actuating piece 7 presses against the end of the resilient section 1 "and brings the contacts 4 into engagement with the fixed contact 5. Da the contact begins according to the preload of the resilient section 1 "with the initial contact force F K , the contact is characterized by special low bounce. When making contact, the resilient length L 1 + L 2 is effective.

Durch den sich hieraus ergebenden großen Federweg ist für den Fall, daß die Stellkraft des Ankers aus der Anzugskraft eines Dauermagneten gewonnen wird, eine gute Möglichkeit für eine Speicherung dieser Kraft in der Kontaktfeder 1 gegeben. Diese gespeicherte Kraft bestimmt die Kontaktkraft. Zum Öffnen des Kontaktes 4, 5 drückt das Betätigungsstück 6 gegen die Abschnitte 1', 1 "'. Da die Strecke L3 vom Angriffspunkt des Betätigungsstückes 6 bis zum Kontakt so kurz wie möglich bemessen ist, ist die Durchbiegung der Abschnitte 1', 1"' relativ gering, so daß die Kontaktöffnung zwangsweise erfolgt. Um eine Durchbiegung der Abschnitte 1', 1'" noch weiter zu verringern, können in diese auch versteifende Profile 13 eingeprägt sein.The resulting large spring travel provides a good possibility for storing this force in the contact spring 1 in the event that the actuating force of the armature is obtained from the attraction force of a permanent magnet. This stored force determines the contact force. To open the contact 4, 5, the actuating piece 6 presses against the sections 1 ', 1 "'. Since the distance L 3 from the point of application of the actuating piece 6 to the contact is as short as possible, the deflection of the sections 1 ', 1 "'relatively small, so that the contact opening is forced. To further reduce deflection of the sections 1 ', 1'", stiffening profiles 13 can also be embossed into them.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Kontaktfeder 1 ist zu beiden Seiten im Bereich des freien Federendes je ein Festkontakt 5, 5' vorgesehen, die in Federlängsrichtung zueinander versetzt sind. Die Betätigungsstücke 6, 7 sind jeweils in unmittelbarer Nähe der Festkontakte 5, 5' angeordnet, derart, daß zum Schließen eines Kontakes 5, 4 bzw. 5', 4' eine größere federnde Strecke L2 bzw. L2' vom Angriffspunkt des Betätigungsstückes 6, 7 bis zur jeweiligen Kontaktstelle vorliegt als die zum Öffnen der Kontakte maßgebende Strecke L3 bzw. L3' vom Angriffspunkt des Betätigungsstückes 7, 6 bis zur jeweiligen Kontaktstelle. Hierdurch ist auf einfache Weise ein Umschaltkontakt realisiert, bei dem die Kontaktgabe über die langen Federwege L2, L2' die Öffnung hingegen über die kurzen und damit steifen Abschnitte L3, L3 zwangsweise erfolgt. Zur Versteifung der Strecken L3, L3' kann auch bei diesem Ausführungsbeispiel in die Feder 1 jeweils ein Profil 13 eingeprägt sein. Betätigt wird die Kontaktfeder 1 bei spielsweise über den teilweise dargestellten Drehanker 8.In the contact spring 1 shown in FIG. 2, a fixed contact 5, 5 'is provided on both sides in the region of the free spring end, which are offset from one another in the longitudinal direction of the spring. The actuating pieces 6, 7 are each arranged in the immediate vicinity of the fixed contacts 5, 5 ', such that a larger resilient distance L 2 or L 2 ' from the point of application of the actuating piece for closing a contact 5, 4 or 5 ', 4' 6, 7 to the respective contact point is present as the distance L 3 or L 3 'determining the opening of the contacts from the point of application of the actuating piece 7, 6 to the respective contact point. In this way, a changeover contact is implemented in a simple manner, in which the contact via the long spring travel L 2 , L 2 ', on the other hand, is forced via the short and therefore rigid sections L 3 , L3. To stiffen the sections L 3 , L 3 ', a profile 13 can also be stamped into the spring 1 in this exemplary embodiment. The contact spring 1 is actuated, for example, via the partially shown rotary armature 8.

Im einzelnen greift das erste Betätigungsstück 7 zwischen der Befestigungsstelle der Kontaktfeder 1 am Anschluß 3 und dem näher am Anschluß 3 liegenden Festkontakt 5' in unmittelbarer Nähe dieses ersten Festkontaktes 5' und das zweite Betätigungsstück 6 an dem über den vom Anschluß 3 entfernteren Festkontakt 5 hinaus verlängerten freien Ende der Kontaktfeder 1 in unmittelbarer Nähe dieses zweiten Festkontaktes 5 an. Man erhält hiedurch eine zwangsgeführte Kontaktfeder, die nich justiert werden braucht. Die Betätigung dieses Kontaktes 4, 5 erfolgt in der dargestellten Stellung über das Betätigungsstück 7, das mit der Kraft F auf die Feder einwirkt. Für den Fall, daß der Kontakt 4, 5 in dieser Stellung infolge Überlastung verschweißt und bei Bewegung des Ankers 8 in Pfeilrichtung 16 durch die Stellkraft des Ankers 8 nicht mehr aufgerissen werden kann, ergibt sich, daß der Abstand a des Kontaktes 4', 5' nicht verkleinert sondern durch Einwirkung des Betätigungsstückes 6 auf das Federende sogar eher vergrößert wird. Damit ist diese Kontaktanordnung besonders geeignet für Anwendungen, in denen erhöhte Kontaktsicherheit, insbesondere Zwangsführung gefordert wird. Hinzu kommt noch, daß im Laufe der Kontaktlebensdauer durch Verschleiß der Kontakte 4, 5 bzw. 4', 5' eine Vergrößerung des Kontaktabstandes a erfolgt, so daß die Zwangsführung des Kontaktes auch über die gesamte Lebensdauer gewährleistet werden kann.Specifically, the first actuating piece 7 engages between the attachment point of the contact spring 1 at the connection 3 and the fixed contact 5 'located closer to the connection 3 in the immediate vicinity of this first fixed contact 5' and the second actuating piece 6 at the fixed contact 5 which is more distant from the connection 3 extended free end of the contact spring 1 in the immediate vicinity of this second fixed contact 5. This gives a positively driven contact spring that does not need to be adjusted. The actuation of this contact 4, 5 takes place in the position shown via the actuating piece 7, which acts with the force F on the spring. In the event that the contact 4, 5 is welded in this position as a result of overloading and can no longer be torn open when the armature 8 moves in the direction of arrow 16 due to the actuating force of the armature 8, the distance a of the contact 4 ', 5 'not reduced but rather even enlarged by the action of the actuating piece 6 on the spring end. This contact arrangement is therefore particularly suitable for applications in which increased contact reliability, in particular positive guidance, is required. In addition, in the course of the contact life due to wear of the contacts 4, 5 and 4 ', 5', the contact distance a increases, so that the positive guidance of the contact can also be guaranteed over the entire service life.

Fig. 3 zeigt ein Drehanker-Relais mit einem Umschaltkontakt 17, einem Arbeitskontakt 18 und einem Ruhekontakt 19, die über Betätigungsstücke 6, 7 eines Betätigungsteils 12 vom Drehanker 8 betätigt werden. Der Drehanker enthält außerdem Dauermagnete M und zwei Polschuhe 9, 9', die mit Polenden 10, 10' des Spulenkerns zusammenwirken. Bei allen Kontaktfedern 17, 18, 19 ist im Bereich des freien Federendes jeweils ein einziger Festkontakt 5 vorgesehen. Das erste Betätigungsstück 7 greift zwischen der Befestigungsstelle der Kontaktfeder am Anschluß 3 und der Kontaktstelle an der dem Festkontakt 5 abgewandten Seite der Kontaktfeder 1 und das zweite Betätigungsstück 6 an dem über den Festkontakt 5 hinaus verlängerten Ende der Kontaktfeder 1 in unmittelbarer Nähe des Festkontaktes 5 und an der diesem Kontakt zugewandten Seite der Kontaktfeder an. Das Betätigungsteil 12 ist ferner so ausgebildet, daß die Angriffspunkte aller auf einer Seite des Ankers 8 liegenden Betätigungsstücke 6, 7 in einer Ebene liegen.Fig. 3 shows a rotary armature relay with a changeover contact 17, a normally open contact 18 and a normally closed contact 19, which are actuated by actuating pieces 6, 7 of an actuating part 12 by the rotary armature 8. The rotary armature also contains permanent magnets M and two pole shoes 9, 9 ', which interact with pole ends 10, 10' of the coil core. In the case of all contact springs 17, 18, 19, a single fixed contact 5 is provided in the region of the free spring end. The first actuating piece 7 engages between the attachment point of the contact spring at the connection 3 and the contact point on the side of the contact spring 1 facing away from the fixed contact 5 and that second actuating piece 6 on the end of the contact spring 1, which is extended beyond the fixed contact 5, in the immediate vicinity of the fixed contact 5 and on the side of the contact spring facing this contact. The actuating part 12 is also designed such that the points of attack of all actuating pieces 6, 7 lying on one side of the armature 8 lie in one plane.

Durch diese Maßnahmen erhält man ein Relais mit zwangsgeführten Kontakten, bei dem eine Justierung überflüssig ist. Im Falle der Verschweißens eines Kontaktes bleibt dabei, sofern dieser Kontakt bei erneuter Betätigung des Relais nicht aufgebrochen wird, der bestehende Schaltzustand für alle Kontakte erhalten. Die Kontaktkraft wird hierbei aus der Dauermagnetkraft der Magnete M gewonnen und über den bei der Kontaktgabe wirksamen langen Federweg in den Kontaktfedern 17, 18, 19 gespeichert. Zur Versteifung des bei der zwangsweisen Kontaktöffnung wirksamen kurzen Federendes kann auch hier in die Federn ein Profil eingeprägt sein.These measures result in a relay with positively driven contacts, in which an adjustment is unnecessary. If a contact is welded, the existing switching status for all contacts is retained, provided this contact is not broken when the relay is actuated again. The contact force is obtained from the permanent magnetic force of the magnets M and is stored in the contact springs 17, 18, 19 via the long spring travel effective when contact is made. A profile can also be stamped into the springs to stiffen the short spring end which is effective in the case of the forced contact opening.

Fig. 4 zeigt ein Relais mit vier Umschaltkontakten 20, 21, 22, 23, die im Prinzip jeweils dem Umschaltkontakt in Fig. 2 entsprechen. Das Magnetsystem stimmt im wesentlichen mit dem in Fig. 3 gezeigten überein, so daß gleiche Einzelheiten mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen sind. Während in Fig. 2 eine gerade Kontaktfeder 1 zwischen versetzten Festkontakten 5, 5' angeordnet ist, sind in Fig. 4 die Anschlüsse 3 der Umschaltkontaktfedern 20, 21, 22, 23 und die Festkontakte 5, 5' in einer Linie fluchten angeordnet, wobei die Kontaktfedern zwischen diesen Festkontakten in einer Abkröpfung hindurchgeführt sind.FIG. 4 shows a relay with four changeover contacts 20, 21, 22, 23, which in principle correspond to the changeover contact in FIG. 2. The magnet system essentially corresponds to that shown in FIG. 3, so that the same details are provided with the same reference numerals. While in Fig. 2 a straight contact spring 1 is arranged between offset fixed contacts 5, 5 ', in Fig. 4 the connections 3 of the changeover contact springs 20, 21, 22, 23 and the fixed contacts 5, 5' are arranged in a line, whereby the contact springs between these fixed contacts are passed in an offset.

Wegen der beidseitigen Führung der Kontakte ist auch in diesem Falle eine Justierung überflüssig. Bei Kontaktgabe liegen in beiden Betätigungsrichtungen vom Angriffspunkt des Betätigungsstücks 6, 7 lange Federwege bis zur Kontaktstelle 4, 5 bzw. 4', 5' vor, so daß auch hier eine gute Speicherbarkeit der dauer-Jnagnetischen Anzugskraft in die Kontaktkraft gegeben ist. Die Speicherung der Dauermagnetkraft beinhaltet ferner die Möglichkeit, zusätzlich den Temperaturkoeffizienten der Spule zum kompensieren. Hierzu sind Dauermagnete M vorzusehen, bei denen der Einfluß des Temperaturkoeffizienten auf die Stellkraft des Ankers infolge der Speicherwirkung der Kontaktfedem - größer ist als auf das Dauermagnetfeld. Beispielsweise ist dies mit BaOFe-Magneten erreichbar. Die Öffnung des Kontaktes 4, 5 erfolgt bei Bewegung des Endes des Drehankers 8 in Richtung des Pfeiles 16 wie bei den Vorbeschriebenen Beispielen zwangsweise. Im Falle, daß der Kontakt 4, 5 verschweißt ist und die Stellkraft F des Ankers 8 nicht genügt, um die Schweißstelle aufzubrechen, findet diese Ankerbewegung nicht statt. Der bestehende Schaltzustand bleibt dann für alle Kontakte 4, 5 bzw. 4', 5' erhalten.Because the contacts are guided on both sides, adjustment is also unnecessary in this case. When contact is made, long spring travel to contact point 4, 5 or 4 ', 5' is present in both actuation directions from the point of application of actuation piece 6, 7, so that here too the permanent magnetic attraction force can be stored well in the contact force. The storage of the permanent magnetic force also includes the possibility of additionally compensating for the temperature coefficient of the coil. For this purpose, permanent magnets M are to be provided, in which the influence of the temperature coefficient on the actuating force of the armature is greater than on the permanent magnetic field due to the storage effect of the contact springs. For example, this can be achieved with BaOFe magnets. The opening of the contact 4, 5 takes place when the end of the rotary armature 8 moves in the direction of the arrow 16, as in the examples described above. In the event that the contact 4, 5 is welded and the actuating force F of the armature 8 is not sufficient to break the weld, this armature movement does not take place. The existing switching state is then retained for all contacts 4, 5 and 4 ', 5'.

In Fig. 5 ist ein Drehankerrelais gezeigt, bei dem ein mit Dauermagneten versehener Anker an einem flexiblen Steg 24 in einem Lagerbock 25 einseitig gelagert ist. Der flexible Steg 24 ist dabei, ebenso wie die Betätigungsstücke 6, 6' 7, 7' aus der Isolierstoffummantelung des Ankers angeformt. Die Isolierstoffummantelung fixiert ferner im Anker wenigstens einen, nicht dargestellten Dauermagneten sowie Polschuhe 9, 9', die mit den Polenden 10, 10' des Spulenkerns zusammenwirken. Die im Schnitt gezeigten Betätigungsstücke 6, 7 und 6', 7' sind an ihrer Oberseite miteinander verbunde, sie umgreifen also die Kontaktfedern 1 und 1'.5 shows a rotary armature relay, in which an armature provided with permanent magnets is supported on one side on a flexible web 24 in a bearing block 25. The flexible web 24, like the actuating pieces 6, 6 '7, 7', is molded from the insulating material covering of the armature. The insulating material jacket also fixes at least one permanent magnet (not shown) and pole shoes 9, 9 'in the armature, which interact with the pole ends 10, 10' of the coil core. The actuating pieces 6, 7 and 6 ', 7' shown in section are connected to one another on their upper side, that is to say they grip around the contact springs 1 and 1 '.

In der Darstellung ist der rechte Kontakt 4, 5 geschlossen, der linke Kontakt 4', 5' geöffnet. Zur Kontaktgabe drückt dabei das ballig ausgebildete Batätigungsstück 7 gegen die Kontaktfeder 1, während das gegenüberliegende Betätigungsstück 6 von dieser abgehoben ist. Gemäß dem relativ langen Federweg L2 erfährt die Kontaktfeder 1 hierbei eine beachtliche Durchbiegung. Hingegen erfolgt die Kontaktöffnung an der linken Kontaktstelle 4', 5' durch Einwirkung des Betätigungsstückes 6' auf die Kontaktfeder 1', wobei das Betätigungsstück 7' von der Kontaktfeder abgehoben ist. Zu Beginn des Öffnungsvorganges kommt dabei die kontaktnahe Ecke 26, 26' des Betätigungsstückes 6, 6' mit der Kontaktfeder 1' in Eingriff, so daß bis zur Kontaktstelle nur die kurze federnde Länge L3, L3' wirksam ist. Die Berührungsstelle an der Kontaktfeder wandert dabei mit zunehmender Öffnung des Kontaktes 4', 5', da die der Kontaktfeder 1' zugewandte Fläche des Betätigungsstückes 6' parallel zur Längsachse des Ankers 8 verläuft, von der kontaktnahen zur kontaktfernen Ecke des Betätigungsstückes 6'. Somit ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung gewährleistet, daß die Kontaktgabe über lange Federwege Lz, L2', die Öffnung aber über kurze und damit steife Abschnitte L3, L3' zwangsweise erfolgt. Infolge der starken Durchfederung bei Kontaktgabe ist gute Speicherbarkeit der dauermagnetischen Anzugskraft in den Kontaktfedern 1, 1' gegeben. Durch die geringe Durchbiegung der Kontaktfedern 1, 1 bei Kontaktöffnung hingegen, wird im Falle einer Kontaktverschweißung der verschweißte Kontakt entweder aufgerissen und der andere ordnungsgemäß betätigt - oder aber, sofern die Schweißstelle nicht aufgebrochen werden kann, auch der andere Kontakt nicht mehr betätigt.In the illustration, the right contact 4, 5 is closed, the left contact 4 ', 5' is open. To make contact, the crowned actuation piece 7 presses against the contact spring 1, while the opposite actuation piece 6 is lifted off the latter. According to the relatively long spring travel L 2 , the contact spring 1 experiences considerable deflection. In contrast, the contact opening at the left contact point 4 ', 5' takes place through the action of the actuating piece 6 'on the contact spring 1', the actuating piece 7 'being lifted off the contact spring. At the beginning of the opening process, the contact-near corner 26, 26 'of the actuating piece 6, 6' comes into engagement with the contact spring 1 ', so that only the short resilient length L 3 , L 3 ' is effective up to the contact point. The contact point on the contact spring moves with increasing opening of the contact 4 ', 5', since the surface of the actuating piece 6 'facing the contact spring 1' runs parallel to the longitudinal axis of the armature 8, from the contact-near to the non-contact corner of the actuating piece 6 '. This also ensures in this embodiment of the invention that the contact is made over long spring travel L z , L 2 ', but the opening takes place over short and therefore rigid sections L 3 , L 3 '. As a result of the strong deflection when contact is made, the permanent magnetic attraction force can be stored well in the contact springs 1, 1 '. Due to the slight deflection of the contact springs 1, 1 at the contact opening, however, in the case of contact welding, the welded contact is either torn open and the other is actuated properly - or, if the weld cannot be broken, the other contact is no longer actuated.

Fig. 6 zeigt einen in seiner Schwerachse A gelagerten und in einer von zwei Ruhelagen befindlichen Dauermagnetanker 8 eines gepolten Relais mit einem Magneten M zwischen den Polschuhen 9, 9'. Der Magnet M ist in bekannter Weise partiell von Kunststoff des Betätigungsteiles 12 ummantelt und damit fixiert. Anker 8 und Betätigungsteil 12 mit den daran angeformten Betätigungsstücken 6, 7, 6', 7', bilden eine Einheit. Die Anordnung nach Fig. 6 ist sowohl zur Z-als auch Y-Achse spiegelbildlich und daher nicht voll dargestellt. Der Anker 8 befindet sich in einer seiner beiden Endlagen, wobei der Polschuh 9', nach einem Ankerweg s, mit der Kraft F4 an einem der Polenden 10, 10' eines nicht dargestellten Spulenkernes zu liegen kommt. Seitlich der X-Achse des Ankers 8 sind die Festkontakte 5, 5' und mittig davon der Kontaktanschluß 3 angeordnet, an dem die Kontaktfedern 1, 2' ebenfalls mittig fest verbunden sind. An ihren freien Enden und gegenüber den Festkontakten 5, 5' ist die Kontaktfeder 1 mit Kontakten 4, 4' versehen. Neben der als Umschalter funktionierenden Kontaktfeder 1 verläuft die Kontaktfeder 2'. Beide Federn besitzen eine kleine Vorspannung FK (Fig. 11) gegenüber den Betätigungsstücken 6, 7 und 6', 7', die unmittelbarer Nähe der Kontakte 5, 5' und 4, 4' der Kontaktfedern angeordnet sind. Im Moment der Kontaktgabe berührt der Kontakt 4' den Festkontakt 5' mit der Vorspannkraft FK; dann löst sich das Betätigungsstück 6' von der Kontaktfeder 1 und das Betätigungsstück 7' drückt mit der Kraft F auf die Feder 2', welche mit der federnden Länge L, eine Kraft F, auf die Berührungsstelle K der Kontaktfeder 1 ausübt. Diese Kraft F, wird dabei von der Kontaktfeder 1 über deren federnden Länge L2 auf den Kontakt 4', 5' übertragen und der Anfangskontaktkraft FK hinzugefügt. Mit dieser Art der Kontaktgabe wird auch eine Kontaktprellung unterdrückt, weil die Kraft F, Schwingvorgänge, die durch den Aufprall des beweglichen Kontaktes 4' auf den Festkontakt 5' entstehen, bereits im Moment der Kontaktgabe zunichte macht.FIG. 6 shows a permanent magnet armature 8 of a polarized relay with a magnet M between the pole shoes 9, 9 ', which is mounted in its axis of gravity A and is located in one of two rest positions. The magnet M is partially encased in a known manner by plastic of the actuating part 12 and thus fixed. Armature 8 and actuating part 12 with the actuating pieces 6, 7, 6 'formed thereon, 7 ', form a unit. The arrangement according to FIG. 6 is a mirror image of both the Z and Y axes and is therefore not shown in full. The armature 8 is in one of its two end positions, the pole shoe 9 ', after an armature path s, coming to rest with the force F 4 on one of the pole ends 10, 10' of a coil core (not shown). To the side of the X axis of the armature 8 are the fixed contacts 5, 5 'and in the center thereof the contact connection 3, to which the contact springs 1, 2' are also firmly connected in the center. At its free ends and opposite the fixed contacts 5, 5 ', the contact spring 1 is provided with contacts 4, 4'. In addition to the contact spring 1 functioning as a changeover switch, the contact spring 2 'runs. Both springs have a small preload F K (Fig. 11) relative to the actuating pieces 6, 7 and 6 ', 7', which are arranged in the immediate vicinity of the contacts 5, 5 'and 4, 4' of the contact springs. At the moment of contact, the contact 4 'touches the fixed contact 5' with the biasing force F K ; then the actuating piece 6 'detaches from the contact spring 1 and the actuating piece 7' presses with the force F on the spring 2 ', which exerts a force F on the contact point K of the contact spring 1 with the resilient length L. This force F is transmitted from the contact spring 1 over its resilient length L 2 to the contact 4 ', 5' and added to the initial contact force F K. With this type of contacting, contact bruising is also suppressed because the force F, oscillating processes, which occur due to the impact of the movable contact 4 'on the fixed contact 5', nullifies the moment the contact is made.

Ein weiterer Vorteil dieser erfindungsgemäßen Doppelkontaktfeder liegt in der Verzweigung des Kontaktstromes. Ein Teil dieses Stromes fließt, wie üblich, von der Kontaktstelle 4', 5' über die Kontaktfeder 1 und der Rest von der Kontaktfeder 1 in entgegengesetzter Richtung über die Berührungssteile K und die Feder 2' zum Kontaktanschluß 3. Dabei ergibt sich nich-ein weiterer Vorteil, der aus der Formel zur Berechnung der Durchbiegung erkennbar ist, zumal diese vom Verhältnis L3:h3 abhängt. Ist beispielsweise die Federlänge L=1 und die Dicke 0,1, so ist das Verhältnis L3:h3=1000. Wählt man anstelle der einfachen Dicke 0,1 zweimal die Dicke 0,05, so wird bei gleichem Querschnitt das Verhältnis L3:2×h3=13:2×0.053=4000 oder stattdessen zweimal die Dicke 0,075, so ist das Verhältnis L':h3=1135, so daß bei etwa gleichbleibenden Federuungseigenschaften 50% mehr Querschnitt bzw. höhere Strombelastbarkeit gegeben ist. Praktisch ist die zulässige Strombelastung für die erfindungsgemäße Doppelkontaktfeder jedoch noch höher, weil deren Gesamtoberfläche etwa doppelt so groß ist, wie bei einer Einfachfeder mit entsprechenden Federungseigenschaften. Hierdurch wird sowohl die Wärmeabfuhr verbessert, als auch der Leitungswiderstand bei hochfrequenten Strömen wegen des Skineffektes verringert.Another advantage of this double contact spring according to the invention is the branching of the contact current. Part of this current flows, as usual, from the contact point 4 ', 5' via the contact spring 1 and the rest from the contact spring 1 in the opposite direction via the contact parts K and the spring 2 'to the contact connection 3. This does not result in a Another advantage that can be seen from the formula for calculating the deflection, especially since it depends on the ratio L 3 : h 3 . For example, if the spring length L = 1 and the thickness 0.1, the ratio L 3 : h 3 = 1000. If one chooses twice the thickness 0.05 instead of the simple thickness 0.1, then with the same cross section the ratio L 3 : 2 × h 3 = 1 3 : 2 × 0.05 3 = 4000 or twice the thickness 0.075 is so Ratio L ': h 3 = 1135 , so that with approximately constant suspension properties there is 50% more cross-section or higher current carrying capacity. In practice, however, the permissible current load for the double contact spring according to the invention is even higher because its total surface area is approximately twice as large as that of a single spring with corresponding suspension properties. As a result, both the heat dissipation is improved and the line resistance at high-frequency currents is reduced due to the skin effect.

Zur Realisierung der angestrebten Federungseigenschaften bzw. Steifigkeit der verwendeten Kontaktfedern sind auch die Breiten der Federn variierbar. Im Gegensatz zu einer Änderung von Federlänge und Dicke wirkt sich dabei eine Breitenänderung auf die Durchbiegung der Kontaktfedern nur linear aus.The widths of the springs can also be varied in order to achieve the desired spring properties or stiffness of the contact springs used. In contrast to a change in spring length and thickness, a change in width only has a linear effect on the deflection of the contact springs.

Bei der Kontaktgabe soll sowohl aus Gründen einer angemessenen Speicherung dauermagnetischer Anzugskräfte für die Kontaktkraft als auch wegen möglichst stabilen Ansprech- und Abfallwerten des Relais die Federkonstante im Auslenkungsbereich x (Fig. 9) sehr gering und im Anschließenden Kontatgabebereich mittelmäßig steil ansteigen. Dies soll auch bei durch Kontaktabbrand größer werdendem Kontaktabstand gewährleistet sein. Dagegen muß bei zwangsweiser Kontaktöffnung die Federkonstante sehr steil ansteigen, d.h., das dabei wirkende Federstück muß steif sein. Aus diesem Grunde ist die federnde Länge L2 von der Kontaktstelle 4', 5' bis zum Betätigungsstück 6' so knapp wie möglich gehalten. Erfordert ein möglicher Lichtbogen einen größeren Abstand vom Kontakt zu dem aus Kunststoff bestehenden Betätigungsstück 6', so läßt sich eine zwangsweise Kontaktöffnung dadurch erhalten, daß für die Kontaktfeder 1 entweder ein Profil 13 (Fig. 11) eingeprägt oder, was gleichbedeutend ist, eine größere Dicke h gewählt wird, als sie für die Dicke h' der flexibleren Kontaktfeder 2 gegeben ist. Dies ist problemlos, weil nach Kontaktöffnung die relativ große Federlänge Ls mit sehr geringer Federkonstante wirksam ist.When making contact, the spring constant in the deflection range x (Fig. 9) should increase very slightly and in the subsequent contacting range it should increase moderately steeply, both for reasons of adequate storage of permanent magnetic attraction forces for the contact force and because the response and dropout values of the relay are as stable as possible. This should also be ensured if the contact distance increases as a result of contact erosion. In contrast, the spring constant must rise very steeply in the case of a forced contact opening, that is to say the spring piece acting thereby must be rigid. For this reason, the resilient length L 2 from the contact point 4 ', 5' to the actuator 6 'is kept as short as possible. If a possible arc requires a greater distance from the contact to the plastic actuator 6 ', a forced contact opening can be obtained by either stamping a profile 13 (FIG. 11) for the contact spring 1 or, which is equivalent, a larger one Thickness h is chosen as it is given for the thickness h 'of the more flexible contact spring 2. This is problem-free because, after the contact has opened, the relatively large spring length L s with a very low spring constant is effective.

Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit zwei ebenfalls seitlich der X-Achse des nicht gezeichneten Ankers angeordneten Arbeitskontakten, die bei Auslenkung des Ankers um dessen Drehachse A in Pfeilrichtung, entsprechend vorerwähnter Beschreibung, geschlossen werden. Das Ausführungsbeispiel zeigt eine weitere Möglichkeit, die Feder 2' gegenüber der Kontaktfeder 1 noch flexibler zu gestalten, indem neben der Relation der Federstärken h:h' auch noch die der Längen Le:L7 variierbar ist, indem die beiden Kontaktfedern 1, 2' an unterschiedlich positionierten Kontaktanschlüssen 3, 3' befestigt sind. Diese Anschlüsse könne entweder extern verbunden oder getrennt bleiben. Eine elektrische Trennung ist aber nur für hohe Schaltspannung und geringen Schaltstrom zweckmäßig, weil damit lediglich die Spannungsfestigkeit durch eine zusätzliche Luftstrecke g erhöht wird. Außerdem bietet dieser zweite Kontaktanschluß 3' bessere Justiermöglichkeiten, welche auch dann gegeben sind, wenn die beiden Kontaktanschlüsse 3, 3' gabelförmig ausgebildet sind, sich im aus Kunststoff bestehendem Trägerteil in bekannter Weise vereinen und als ein einziger Anschlußstift aus dem Sockel des Relais heraustreten. Um die in Fig. 13 dargestellte Kräftesymmetrie zu erhalten, sind entweder auf der anderen Seite der X-Achse zwei Ruhekontakte oder der nebengeordnete als solcher mit analog Kraft-Weg-Verlauf und entsprechender Geometrie ausgeführt.Fig. 7 shows an embodiment of the invention with two also arranged laterally to the X axis of the armature not shown working contacts, which are closed when the armature is deflected about its axis of rotation A in the direction of the arrow, according to the above-mentioned description. The exemplary embodiment shows a further possibility of making the spring 2 'even more flexible compared to the contact spring 1, in that, in addition to the relation of the spring strengths h: h', that of the lengths L e : L 7 can also be varied by the two contact springs 1, 2 'are attached to differently positioned contact connections 3, 3'. These connections can either be connected externally or remain separate. However, electrical isolation is only useful for high switching voltage and low switching current, because this only increases the dielectric strength through an additional air gap g. In addition, this second contact connection 3 'offers better adjustment options, which are also given when the two contact connections 3, 3' are fork-shaped, combine in a known manner in the plastic carrier part and as a single connecting pin from the base of the relay stepping out. In order to obtain the symmetry of forces shown in FIG. 13, two normally closed contacts are designed either on the other side of the X-axis or the subordinate one as such with an analog force-displacement curve and corresponding geometry.

In der Fig. 8 und 9 ist ein stirnseitig zum Anker 8 angeordneter Umschaltkontakt dargestellt. Fig. 8 stellt diesen in Mittellage, Fig. 9 in einer seiner beiden Endlagen dar. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Kontaktfederglieder 1, 2 aus einem Federband geformt, mit Kontakten 4, 4' versehen, die gegenüber den Festkontakten 5, 5' angeordnet sind, mittig am Kontaktanschluß 3 fest verbunden und stehen einander bezüglich der X-Achse symmetrisch gegenüber. Die beiden Federglieder dieser Doppelkontaktfeder liegen ebenfalls knapp neben den Kontakten 4, 5 und 4', 5' mit geringer Vorspannkraft FK an den Betätigungsstücken 6, 7, die aus Kunststoff bestehen und dam Anker 8 angeformt sind. Die freien Enden dieser Federglieder ragen über die Kontakte 4, 5 hinaus und sind zueinander derart gekröpft, daß sie sich sich im Abstand L2 vom Kontakt 4, 5 mit einem geringen Luftspalt g gegenüberliegen, dessen Größe entsprechend den Erfordernissen einer angemessenen Speicherung von dauermagnetischer Anzugskraft festzulegen ist. Der Luftspalt g kann dabei auch Null sein. Im Falle der Betätigung wirkt, , wie in Fig. 9 dargestellt, auf die Feder 2 die Betätigungskraft F, die sich um Verhältnis (F· L1):L6=F2 auf den Kontaktanschluß 3 und (F - L4): L6=F, auf die Berührungsstelle K verteilt und die Kontaktkraft F3 entsprechend erhöht. Durch die daher erwirkte Durchbiegung der Feder 2 wird der während des Umschaltvorganges gegebene Kontaktabstand x neben den gegebenen geometrischen Relationen noch um den Durchbiegungsfederweg f erweitert. Der im Endzustand der Kontaktgabe vorhandene Kontaktabstand ist a=x+f+g'. Dabei ist der Luftspalt g'=g · (L3+L4):L6. Daraus ist ferner ersichtlich, daß bei entsprechender Relation von (L3+L4):L6 der Kontaktabstand a im Endzustand größer sein kann als der Ankerweg s, was jedoch eine Minderung der Kontaktkraft F3 zur Folge hat.8 and 9, a changeover contact arranged at the end face to the armature 8 is shown. Fig. 8 shows this in the central position, Fig. 9 in one of its two end positions. In this embodiment, the two contact spring members 1, 2 are formed from a spring band, provided with contacts 4, 4 ', which are arranged opposite the fixed contacts 5, 5' are firmly connected in the middle of the contact terminal 3 and are symmetrical to each other with respect to the X axis. The two spring members of this double contact spring are also located just next to the contacts 4, 5 and 4 ', 5' with a low preload F K on the actuating pieces 6, 7, which are made of plastic and the armature 8 are formed thereon. The free ends of these spring members protrude beyond the contacts 4, 5 and are cranked to one another such that they face each other at a distance L 2 from the contact 4, 5 with a small air gap g, the size of which corresponds to the requirements of adequate storage of permanent magnetic attraction is to be determined. The air gap g can also be zero. In the case of actuation, as shown in FIG. 9, the actuation force F acts on the spring 2, which is based on the ratio (F · L 1 ): L 6 = F 2 on the contact connection 3 and (F - L 4 ): L 6 = F, distributed to the contact point K and the contact force F 3 increased accordingly. As a result of the deflection of the spring 2, the contact distance x given during the switching process is expanded by the deflection spring travel f in addition to the given geometric relations. The contact distance in the final state of contact is a = x + f + g '. The air gap is g '= g · (L 3 + L 4 ): L 6 . It can also be seen from this that with a corresponding relation of (L 3 + L 4 ): L 6, the contact distance a in the final state can be greater than the armature travel s, which however results in a reduction in the contact force F 3 .

Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel nach dem Prinzip von Fig. 9 jedoch mit zwei nebeneinander angeordneten Umschaltkontakten an einer Stirnseite des Relais, und da die gegenüberliegende Stirnseite sowohl mit der gleichen Anordnung nach Fig. 8 als auch Fig. 10 bestückt werden kann, sind damit die Möglichkeiten dargelegt in einem gepolten Relais 2, 3 oder 4 Umschaltkontakte mit der erfindungsgemäßen Doppelkontaktfeder zu erstellen und dabei alle Kontakte 4, 5, 4', 5' sehr nahe an der Schwenkachse X zu positionieren, wodurch der Abrieb der Betätigungsstücke 6, 7 gegenüber der zu betätigenden Kontakte entsprechend gering ist.Fig. 10 shows an embodiment according to the principle of Fig. 9 but with two changeover contacts arranged next to each other on one end of the relay, and since the opposite end can be equipped with the same arrangement according to Fig. 8 and Fig. 10, are the possibilities set out in a polarized relay to create 2, 3 or 4 changeover contacts with the double contact spring according to the invention and to position all contacts 4, 5, 4 ', 5' very close to the swivel axis X, whereby the abrasion of the actuating pieces 6, 7 compared the contacts to be operated is correspondingly low.

In Fig. 11 und Fig. 12 sind Kontaktfederanordnungen dargestellt, bei denen die Berührungsstelle K der Kontaktfedern 1, 2, 2' jeweils durch eine Sicke vorgegeben ist. Die Betätigungsstücke 6, 7 des nicht dargestellten Ankers greifen dabei unmittelbar am freien Ende der Kontaktfeder 1, 2, 2' an, während die Berührungsstelle K in den Bereich der Kontakte 4, 5 und 4', 5' gelegt ist, so daß sich der Kontaktstrom über beide Kontaktfedern 1, 2, 2' verzweigt.11 and 12 show contact spring arrangements in which the contact point K of the contact springs 1, 2, 2 'is predetermined by a bead. The actuating pieces 6, 7 of the armature, not shown, act directly on the free end of the contact spring 1, 2, 2 ', while the contact point K is placed in the region of the contacts 4, 5 and 4', 5 ', so that the Contact current branches over both contact springs 1, 2, 2 '.

Im einzelnen zeigt Fig. 11 einen Arbeitskontakt, wobei die Federn 1, 2 einseitig am Anschluß 3 befestigt und elektrisch miteinander verbunden sind. Zur Kontaktgabe drückt das Betätigungsstück 7 die Kontaktfeder 2 nach links, bis der Kontakt 4 der Feder 1 mit dem Festkontakt 5 in Eingriff komtt. Sofern die Federn 1, 2 gegenüber den Betätigungsstücken 6, 7 unter Vorspannung stehen, erfolgt die Kontaktgabe mit einer entsprechenden Anfangskontaktkraft FK. Bei einer weiteren Betätigung addiert sich zu dieser Anfangskontaktkraft die über die Sicke der Feder 2 auf die Berührungsstelle übertragene Federkraft F, (Fig. 13). Für eine Speicherung der aus der dauermagnetischen Anzugskraft M' gewonnenen Kontaktkraft F3 ist dabei in erster Linie die federnde Länge L, der Kontaktfeder 2 maßgebend. Für eine entgegengesetzte Betätigung, also das Öffnen das Kontaktes 4, 5 bewegt sich das Betätigungsstück 6 nach rechts und hebt den beweglichen Kontakt 4 wegen der Steifigkeit von L3 zwangsweise vom Festkontakt 5 ab. Sofern die geforderte Federeigenschaft von L, bzw. Steifigkeit von L3 nicht allein durch deren Verhältnis realisierbar ist, ist auch eine Kontaktfeder 1 größerer Dicke h als diejenige h' der Feder 2 verwendbar. Entsprechendes gilt auch für die Wahl unterschiedlicher Federbreiten, wenn auch in diesem Falle eine Variation der Federwirkung nur in linearer Abhängigkeit von der Breite erfolgt.11 shows a normally open contact, the springs 1, 2 being attached on one side to the connection 3 and being electrically connected to one another. To make contact, the actuating piece 7 presses the contact spring 2 to the left until the contact 4 of the spring 1 comes into engagement with the fixed contact 5. If the springs 1, 2 are pretensioned relative to the actuating pieces 6, 7, the contact is made with a corresponding initial contact force F K. With a further actuation, the spring force F, which is transmitted to the contact point via the bead of the spring 2, is added to this initial contact force (FIG. 13). The resilient length L of the contact spring 2 is primarily decisive for storing the contact force F 3 obtained from the permanent magnetic attraction force M '. For an opposite actuation, ie the opening of the contact 4, 5, the actuating piece 6 moves to the right and inevitably lifts the movable contact 4 from the fixed contact 5 because of the rigidity of L 3 . If the required spring property of L or rigidity of L 3 cannot be achieved solely by their ratio, a contact spring 1 of greater thickness h than that h 'of spring 2 can also be used. The same also applies to the choice of different spring widths, even if in this case the spring action is only varied as a linear function of the width.

Die Anordnung nach Fig. 12 ist als Umschaltkontakt ausgebildet, wobei die Betätigung beider Kontakte 4, 5 und 4', 5' in gleicher Weise wie bei dem in Fig. 11 gezeigten Kontakt erfolgt. Aus diesem Grunde sind übereinstimmende Bezugszeichen gewählt. Gegenüber der Anordnung nach Fig. 11 ist die Kontaktfeder 1, 2 einstückig ausgebildet, mittig an einem Anschlußstift fixiert und beidseitig mit je zwei federnden Abschnitten versehen. Dabei sind die jeweils nebeneinander verlaufenden Abschnitte zu beiden Seiten des Anschlußstiftes 3 durch Stege 11 miteinander verbunden. Die Kontaktfeder 1, 2 ist damit ein Stanz-Biegeteil, das bereits vor einer anschließenden Sicherung z.B. durch Punktschweißen durch die beiden Stege am Anschlußstift 3 positioniert ist.The arrangement according to FIG. 12 is designed as a changeover contact, the actuation of both contacts 4, 5 and 4 ', 5' taking place in the same way as for the contact shown in FIG. 11. For this reason, matching reference numerals have been chosen. Compared to the arrangement according to FIG. 11, the contact spring 1, 2 is formed in one piece, fixed in the middle to a connecting pin and provided on both sides with two resilient sections. The sections running side by side are connected to each other on both sides of the connecting pin 3 by webs 11. The contact spring 1, 2 is thus a stamped and bent part, which is already e.g. is positioned by spot welding through the two webs on the connecting pin 3.

Fig. 13 zeigt schließlich das Kraft-Weg-Diagramm für die in den Fig. 6 bis 12 beschierbenen Ausführungsbeispiele. Dabei stellt die von der Mitte 0 progressiv ansteigende und gestrichelte Kurve M' die während des Ankerweges s auf die Polschuhe 9, 9' des Ankers 8 wirkende dauermagnetische Anzugskraft ohne Erregerleistung dar. Der dargestellte, bezüglich der Achse Z symmetrische Vorlauf der dauermagnetischen Anzugskraft M' ist dabie zweckmäßig, wenn bistabiles Schaltverhalten, also zweiseitige Kontaktruhelage erwünscht ist. Die Achse Z kann jedoch auch aus der Mitte des Ankerweges verlagert sein, z.B. wenn unsymmetrische, einseitige Kontaktruhelage erzielt werden soll. Dies kann beispielsweise durch unterschiedlich große Polflächen 9, 9' erreicht werden. Im vorliegenden Falle hingegen wirken dem Kraft-Weg-Verlauf M' die Kräft der Kontaktfederglieder 1, 2 bzw. 2' einzeln und in ihrer Gesamtheit gemäß der punktierten Linien D entgegen. Entsprechend der dargestellten Geometrie verteilt sich die von den Betätigungsstücken 6 bzw. 7 auf die Federn 1, 2 bzw. 2' wirkende Kraft F zum geringeren Teil F2 auf den Kontaktanschluß 3, 3' und zum größeren Teil F3 über die Berührungsstelle K der Federn 1, 2 bzw. 2' auf die Kontakte 4, 5 bzw. 4', 5'. Während des Kontaktweges x sind die Gegenkräfte der Federn unbedeutend. Im Moment der Kontaktgabe entsteht bei vorgespannten Federn in der Kraft-Weg-Kurve ein Knick, der die Anfangskontaktkraft FK markiert. Da die Anfangskontaktkraft somit weder von Null beginnt, noch der relativ hohen Endkontaktkraft entspricht, ist sowohl die Gefahr eines Kontaktschweißens als auch, wegen reduziertem Aufprall, eine Kontaktprellung erheblich gemindert. Durch Diese Maßnahme werden Kontaktsicherheit und Lebensdauer beachtlich erhöht. Ist während des Kontaktweges zwischen den freien Enden der Federn 1, 2 bzw. 2' ein Spalt g vorhanden, so erhöht sich während des Schließens desselben durch die Betätigung der Feder 2 bzw. 2' die Gegenkraft von F. Die Kontaktkraft wird jedoch hierbei nicht erhöht, weil von der Feder 2 keine Kraft auf die Feder 1 übertragen wird. Da die Zunahme der Gegenkraft von F während des Schließens des Spaltes g vernachlässigbar gering ist, ist sie im Diagramm unberücksichtigt. Sobald sich jedoch die Federn 1, 2 berühren, damit der Spalt g geschlossen ist, erhöht sich durch die Federkraft- übertragung die Kontaktkraft um F, auf F3, um die sich die Stellkraft des Ankers mindert. Im Endzustand braucht von der Erregerleistung nur die relativ geringe Endstellkraft F4 des Ankers 8 überwunden werden, um das Relais zum Ansprechen zu bringen. Für die relativ große Kontaktkraft F3 ist hingegen praktisch keine Erregerleistung erforderlich und dies bei gleichzeitig relativ zum Ankerweg s großen Kontaktabstand a sowie zwangsweiser Kontaktöffnung. Diese Vorteile werden durch das zweckmäßige Korrespondieren von zwei für verschiedene Aufgaben, nämlich Kontaktgabe und Kontaktöffnung, aufeinander abgestimmten Kontaktfedern erreicht, die sich außerdem noch die Last, den Kontaktstrom zu führen, teilen.13 finally shows the force-displacement diagram for the exemplary embodiments described in FIGS. 6 to 12. The curve M 'progressively rising and dashed from the center 0 represents that during the Armature travel s on the pole shoes 9, 9 'of the armature 8 represents permanent magnetic attraction force without excitation power. The illustrated advance of the permanent magnetic attraction force M', which is symmetrical with respect to the axis Z, is useful if bistable switching behavior, ie two-sided contact rest position, is desired. However, the axis Z can also be displaced from the center of the anchor path, for example if asymmetrical, one-sided contact resting position is to be achieved. This can be achieved, for example, by differently sized pole faces 9, 9 '. In the present case, on the other hand, the force-displacement curve M 'is counteracted by the forces of the contact spring members 1, 2 and 2' individually and in their entirety according to the dotted lines D. According to the geometry shown, the force F acting on the springs 1, 2 or 2 'from the actuating pieces 6 or 7 is distributed to a lesser extent F 2 to the contact connection 3, 3' and to a greater extent F 3 via the contact point K Springs 1, 2 or 2 'on contacts 4, 5 or 4', 5 '. The opposing forces of the springs are insignificant during the contact path x. At the moment of contact, there is a kink in the force-displacement curve in the case of preloaded springs, which marks the initial contact force F K. Since the initial contact force thus neither starts from zero nor corresponds to the relatively high final contact force, both the risk of contact welding and, due to reduced impact, contact bruise are considerably reduced. This measure considerably increases contact reliability and service life. If there is a gap g between the free ends of the springs 1, 2 or 2 'during the contact path, the counterforce of F increases when the spring 2 or 2' is actuated, but the contact force does not become here increased because no force is transmitted from the spring 2 to the spring 1. Since the increase in the counterforce of F during the closing of the gap g is negligible, it is not taken into account in the diagram. However, as soon as the springs 1, 2 touch so that the gap g is closed, the spring force transmission increases the contact force by F, to F 3 , by which the actuating force of the armature is reduced. In the final state, only the relatively low final actuating force F 4 of the armature 8 needs to be overcome by the excitation power in order to make the relay respond. For the relatively large contact force F 3 , on the other hand, practically no excitation power is required, and this at the same time with a large contact distance a relative to the armature path s and a forced contact opening. These advantages are achieved by appropriately corresponding two contact springs which are matched to one another for different tasks, namely contacting and contact opening, and which also share the load of carrying the contact current.

Damit verhilft die Erfindung aber auch der für moderne Relaistechnik in der US-Patentschrift 36 34 793 vorgeschlagenen Kompensation von Temperatureinflüssen zur Erzielung konstanter Ansprechspannung sowie der Anwendung einer sogennanten C-Schaltung zum Durchbruch. Eine derartige Schaltung, mit der bistabilen Relais monostabiles Schaltverhalten verliehen wird, ist z.B. im "Relais-Lexikon" 1975 von H. Sauer, Seite 12, bzw. der Zeitschrift "Elektrotechnik" 60, H. 24, 27.12.78. Seite 43, beschrieben. Durch die Erfindung wird nämlich bei der meist geforderten zwangsweisen Kontaktöffnung auch eine befriedigende Speicherung dauermagnetischer Anzugskraft als Kontaktkraft erreicht. Es ist daher nur noch die Endstellkraft F4 des Ankers 8 unter Berücksichtigung des Temperaturkoeffizienten eines BaOFe oder entsprechenden Dauermagneten M derart festzulegen, daß der mittig gelagerte und somit ausbalancierte Anker 8 im gesamten Betriebstemperaturbereich bei Erschütterungen sicher in seiner Sollposition gehalten wird. Für die C-Schaltung ist dabei eine geringe Endstellkraft F4 zweckmäßig, weil davon die Ansprechleistung abhängt, für die der funktionsbestimmende Speicher-Kondensator ausgelegt sein muß. Je geringer die Ansprechleistung des Relais ist, desto kleiner kann auch die Kapazität des in Serie zur Spule geschalteten Kondensators sein, der sich während des Einschaltvorganges auflädt und den Stromfluß durch die Spule solange blockiert, bis er sich beim Abschalten über die Spule und eine Kippstufe in umgekehrter Richtung entlädt und damit den Relaisanker in seine Ruhelage zurückversetzt. Für Sicherheitsschaltungen, für die Zwangsführung der Kontakte Vorschrift ist, ist dies von besonderer Bedeutung, weil bei Überspannung im Erregerkreis das Relais nicht nur nicht übererregt werden kann, sondern durch die Blockierung des Stromflusses nach dem nur Millisekunden dauernden Einschaltvorgang nicht mehr erregbar ist und somit auch keine Wärme erzeugt wird. Hierdurch werden Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Relais und der benachbarten Bauelemente wesentlich erhöht.The invention thus also helps the compensation of temperature influences proposed for modern relay technology in US Pat. No. 3,634,793 in order to achieve constant response voltage and the use of a so-called C circuit for breakdown. Such a circuit, with which bistable relays are given monostable switching behavior, is described, for example, in "Relay Lexicon" 1975 by H. Sauer, page 12, or in the magazine "Elektrotechnik" 60, H. 24, 27.12.78. Page 43. With the invention, a satisfactory storage of permanent magnetic attraction force is achieved as a contact force when the forced contact opening is usually required. It is therefore only the final actuating force F 4 of the armature 8, taking into account the temperature coefficient of a BaOFe or corresponding permanent magnet M, that the centrally mounted and thus balanced armature 8 is held securely in its desired position in the entire operating temperature range in the event of vibrations. A low final actuating force F 4 is expedient for the C circuit because the response power depends on it, for which the function-determining storage capacitor must be designed. The lower the response power of the relay, the smaller the capacitance of the capacitor connected in series to the coil, which charges during the switch-on process and blocks the flow of current through the coil until it turns off via the coil and a flip-flop discharges in the opposite direction and thus returns the relay armature to its rest position. This is of particular importance for safety circuits, for which the contacts are forced, because in the event of overvoltage in the excitation circuit, the relay can not only not be overexcited, but can also no longer be excited due to the blocking of the current flow after the switch-on process, which takes only milliseconds, and therefore also no heat is generated. This significantly increases the reliability and service life of the relay and the neighboring components.

Claims (21)

1. Contact spring arrangement for polarized electromagnetic relais, in which the actuation force of the armature (8) progressively increases with increasing deviation from a zone of zero permanent magnetic force up to a final attraction force and is reduced by the resilient force of the contact springs (1), wherein one contact spring (1) co-operates with at least one fixed contact (5), is fixed at an end or centrally to a terminal (3) and is covered with contact material in the respective region opposing a fixed contact (5), and wherein the contact spring (1) is engaged on both sides by actuating pieces (6, 7) of an actuating member (12) movable by the armature (8), characterized in that the resilient length (L2, L2', or L,, L2, respectively) which rules the closing of the contact (4, 5) and lies between the location of engagement of the first actuating piece (7) at the contact spring and the contact position, is selected larger than the length (L3, L3') which rules the opening of the contact f4, 5) and is given by the location of engagement of the second actuating piece (6) at the contact spring (1) and the contact location, that the first actuating piece (7) active in the closing of the contact (4, 5) engages the side of the contact spring (1) facing away from the fixed contact (5) and the second actuating piece (6) active in the opening of the contact (4, 5) engages the side of the contact spring (1) facing the fixed contact (5), and that the portion of the contact spring (1) which rules the opening of the contact is substantially stiffer than the portion which rules the closing of the contact.
2. The contact spring arrangement of claim 1, characterized in that the contact spring (1) is divided at its free end into at least two portions (1', 1", 1"') by cuts (14) extending in the longitudinal direction of the spring, and that these portions are spread apart and biased towards each other by the actuating pieces (6, 7) in such a manner that the contact closure starts with a force FK.
3. The contact spring arrangement of claim 2, characterized in that the contact spring (1) is divided at its free end in three portions (1', 1", 1"'), that the two outer portions (1', 1"') extend substantially in the longitudinal direction of the spring, are covered with contact material (4) in the regions opposing the fixed contact (5) and have their ends engaging the second actuating piece (6), and that the central resilient portion (1") is bent with respect to the two outer portions (1', 1"') for achieving a bias (FK), is guided substantially parallel to the outer portions and has its end supported by the first actuating piece (7) of the actuating member (12).
4. The contact spring arrangement of claim 2 or 3, characterized in that the resilient length which rules the closing of the contact (4, 5) is the sum of the length (L1) from the point of engagement of the first actuating piece (7) to the root (15) of the resilient portion (1') on the contact spring (1) and the length (L2) from the root (15) to the contact location.
5. The contact spring arrangement of claim 1, characterized in that one fixed contact (5, 5') is provided on either side of the contact spring (1) in the region of its free end, that the fixed contacts (5, 5') are mutually displaced in the longitudinal direction of the spring, and that the actuating pieces (6, 7) are each disposed in the immediate vicinity of the fixed contacts (5, 5') in such a manner that the length (L2 or L'2, respectively) from the point of engagement of the actuating piece (6, 7) to the respective contact location, which rules the closing of one contact (5, 4, or 5', 4', respectively) is greater than the length (L3 or L3', respectively) from the point of engagement of the actuating piece (6, 7) to the respective contact location, which rules the opening of the contact (5, 4, or 5', 4', respectively).
6. The contact spring arrangement of claim 5, characterized in that the first actuating piece (7) engages between the location at which the contact spring (1) is fixed to the terminal (3) and the fixed contact (5') disposed closer to the terminal (3) in the immediate vicinity of this first fixed contact (5'), and that the second actuating piece (6) engages the free end of the contact spring (1) which extends beyond the fixed contact (5) disposed more remote from the terminal (3), in the immediate vicinity of this second fixed contact (5).
7. The contact spring arrangement of claim 1, characterized in that one single fixed contact (5) is provided in the region of the free end of the contact spring (3) and that the first actuating piece (7) engages the side of the contact spring (1) facing away from the fixed contact (5) between the location where the contact spring (1) is fixed to the terminal (3) and the contact location, and that the second actuating piece (6) engages the side of the contact spring facing the fixed contact (5) at the end of the contact spring (1) extending beyond the fixed contact (5) in the immediate vicinity of this contact.
8. The contact spring arrangement of any of claims 5 to 7, characterized in that the points of engagement of all actuating pieces (6, 7, 7', 7') of the actuating member (12) are disposed on one side of the armature (8) in one plane.
9. The contact spring arrangement of claim 5 or 6, characterized in that the terminal (3) of the contact spring (1) and the two fixed contacts (5, 5') are aligned along one line, and that the contact spring (1) extends between the two fixed contacts (5, 5') in a bent manner.
10. The contact spring arrangement of any of the preceding claims, characterized in that the contact spring (1) is provided with a profile (13) stiffening the spring within the region of the length (L3) which rules the. opening of the contact (4, 5 or 4', 5', respectively).
11. The contact spring arrangement of claim 10, characterized in that two resilient portions (1, 2) extending side by side are provided which have their free ends engaging during the contact closure, and tham a compulsory contact opening and a flexible contact closure are obtained by a ratio
Figure imgb0003
wherein
L3 is the resilient length between the contact opening actuating piece (6) and the contact (4, 5),
L, is a greater resilient length from the contact closing actuating piece (7, 7') to the location of engagement (K) of the two resilient portions (1, 2), and
h and h' are the effective spring thicknesses of the lengths L3 and L1, respectively.
12. The contact spring arrangement of claim 10, characterized in that the profiles of the resilient portions (1, 2) are selected to be different to realize different stiffnesses.
13. The contact spring arrangement of claim 11 or 12, characterized in that the resilient length effective in the contact closure is prolonged by a length (L2) of the respective other resilient portion from the location of engagement (K) of the two resilient portions (1, 2) to the fixed contact (5).
14. The contact spring arrangement of any of claims 11 to 13, characterized in that the two resilient portions (1, 2, 2') are biased by the actuating pieces (6, 7) in such a manner that the contact closure starts with an initial contact force FK.
15. The contact spring arrangement of any of claims 11 to 14, characterized in that the lengths (L8, L,) of the two resilient portions (1, 2') are different.
16. The contact spring arrangement of any of claims 11 to 15, characterized in that the engagement between the two resilient portions (1, 2) is effected by means of a bead formed in one (2) of the two resilient portions.
17. The contact spring arrangement of claim 16, characterized in that the actuating pieces (6, 7) of the armature engage directly the free ends of the resilient portions (1, 2) and that the location of engagement (K) of the resilient portions (1, 2) is disposed in the contact area so that the contact current branches in both portions.
18. The contact spring arrangement of claim 16 or 17, characterized in that the contact spring is formed as one piece, is fixed centrally to a terminal pin (3) and is provided on both sides each with two resilient portions (1, 2) and that the respective portions (1, 2) which extend side by side on both sides of the terminal pin (3) are each interconnected by a web (11).
19. The contact spring arrangement of claim 18, characterized in that the contact spring (1, 2) is positioned on the terminal pin (3) by the two connecting webs (11).
20. The contact spring arrangement of any of claims 11 to 19, characterized by such a permanent magnet in which - due to the storing effect of the resilient portions (1, 2) - the influence of the temperature coefficient is greater on the actuating force of the armature (8) than on the permanent magnetic field.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5615522A (en) * 1979-07-18 1981-02-14 Matsushita Electric Works Ltd Electromagnetic relay
DE3240800A1 (en) * 1982-11-04 1984-05-10 Hans 8024 Deisenhofen Sauer ELECTROMAGNETIC RELAY
DE3585056D1 (en) * 1984-07-13 1992-02-13 Euro Matsushita Electric Works SAFETY RELAY.
DE3520773C1 (en) * 1985-05-29 1989-07-20 SDS-Relais AG, 8024 Deisenhofen Electromagnetic relay
US8514040B2 (en) * 2011-02-11 2013-08-20 Clodi, L.L.C. Bi-stable electromagnetic relay with x-drive motor
DE102013214209A1 (en) * 2013-07-19 2015-01-22 Tyco Electronics Amp Gmbh Electrical switching contact and switching device with selbigem
CN108682597B (en) * 2018-05-31 2023-11-24 厦门宏发汽车电子有限公司 A static spring plug-in structure for miniaturized relays that can resist lint pollution

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2501507A (en) * 1947-11-21 1950-03-21 Gen Electric Electric circuit controller
US2997560A (en) * 1959-04-30 1961-08-22 Ibm High speed relay
NL281836A (en) * 1961-08-11
DE2039939C3 (en) * 1970-08-11 1974-07-18 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Contact unit for an electromagnetic relay

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