Kontaktanordnung für ein Relais

Abstract

 Die Kontaktanordnung besitzt eine Kontaktfeder (5), welche durch einen Vorspannknick (10) gegen eine Auflagekante (4a) eines Betätigungsorgans (4) vorgespannt ist. Der Vorspann­knick (10) verläuft schräg unter einem Winkel von 0 bis 30° zur Auflagekante (4a), wodurch ein Abrollen an der Kontakt­stelle erzeugt wird. Die Kontaktanordnung ist besonders vorteilhaft für das Schalten hoher Lastströme, da durch das Abrollen an der Kontaktstelle die Schweißneigung vermindert und bei gerin­ger Verschweißung ein leichteres Aufreißen des Kontaktes beim Öffnen erreicht wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung für ein Relais mit einer Kontaktfeder, deren Federschenkel mit einem Ende befestigt ist und mit seinem freien Ende gegen ein Gegen­kontaktelement durch mindestens einen quer zu seiner Längs­richtung verlaufenden Vorspannknick vorgespannt ist, wobei das freie Ende im Schließzustand des Kontaktes mit einem Kontaktstück auf dem Gegenkontaktelement aufliegt und im Öffnungszustand des Kontaktes durch ein zwischen Vorspann­knick und freiem Ende angreifendes Betätigungsorgan von dem Gegenkontaktelement abgehoben ist.

[0002] Relais mit derartigen Kontaktanordnungen gibt es in großer Zahl. Beispielsweise ist ein derartiges Relais in dem DE-GM 82 35 283 gezeigt. Derartige Relais mit einfachem Aufbau, wobei häufig die Kontaktfeder unmittelbar mit dem Anker verbunden ist, der Anker also selbst das Betätigungselement darstellt, werden vielfach zum Schalten hoher (Gleich­strom-) Lasten eingesetzt. Ein Anwendungsfall ist bei­spielsweise das Schalten von Lampenstromkreisen in Kraft­fahrzeugen, wobei hohe Stromspitzen bis zu 180 A auftreten können. Bei derartig hohen Schaltlasten mit Lichtbogenbil­dung, insbesondere bei prellendem Einschalten, kommt es häufig zum Verschweißen der Kontakte und damit zum Ausfall des Relais. Um jedoch einen frühzeitigen Ausfall des Relais zu verhindern, ist es erforderlich, hohe Aufreißkräfte zu erreichen, so daß geringfügig verschweißte Kontakte wieder geöffnet werden können und das Relais funktionsfähig bleibt. Hierzu ist es bekannt, hohe Federkräfte für die Rückstellung der Kontaktfeder bereitzustellen, was natür­lich eine entsprechende Erhöhung der Anzugskräfte und der Ansprecherregung mit sich bringt. Von Vorteil ist es auch, beim Schließen des Kontaktes einen großen Überhub des An­ kers vorzusehen. Wegen der bereits erwähnten erhöhten Erre­gerleistung kann jedoch die Vorspannung bzw. die erhöhte Rückstellkraft nicht beliebig hoch gewählt werden.

[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kontaktanordnung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die Prellnei­gung, die mit eine Ursache für das Verschweißen ist, beim Schließen der Kontakte vermindert wird und daß beim Öffnen das Aufreißen verschweißter Kontakte erleichtert wird.

[0004] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß min­destens ein Vorspannknick der Kontaktfeder unter einem spitzen Winkel zur Auflagekante des Betätigungsorgans für den Federschenkel verläuft.

[0005] Durch den schräg zur Auflagekante oder Betätigungskante verlaufenden Vorspannknick wird erreicht, daß sowohl beim Schließen als auch beim Öffnen des Kontaktes die Feder eine Torsionsbewegung erhält, wodurch ein seitliches Abrollen an der Kontaktstelle erzwungen wird. Dadurch wird die Auf­schlagenergie beim Schließen zum Teil in Reibung umgesetzt, was zu einer Verringerung der Prellneigung führt. Aufgrund des schrägen Vorspannknicks greift außerdem das Betäti­gungsorgan auch beim Öffnen des Kontaktes unsymmetrisch an der Kontaktfeder an, wodurch auch an einer verschweißten Kontaktstelle eine zusätzliche Torsionskraft wirkt und das Aufreißen erleichtert.

[0006] Wenn das Betätigungsorgan unmittelbar ein Anker ist, auf welchem die Kontaktfeder aufliegt, stützt sich die Kontakt­feder in einem Bereich zwischen dem schräg verlaufenden Vorspanknick und der Kontaktstelle an einer Kante des An­kers ab. Es wäre aber auch denkbar, einen derart schräg verlaufenden Vorspannknick auch bei einem anderen Relais­aufbau anzuwenden, wobei an die Stelle der Ankerkante die Kante eines Betätigungs- oder Abstützorgans tritt.

[0007] Zur Erzielung eines größtmöglichen Überhubes kann man an­stelle des einen Vorspannknicks auch zwei oder mehrere vor­sehen. Diese können dann parallel zueinander oder auch in einem Winkel zueinander verlaufen. Da für eine Torsion der Feder ein Moment vorhanden sein muß, ist es bei Federn mit zwei Vorspannknicken möglich, den einen Knick parallel zur Auflagekante und einen zweiten Knick schräg zu dieser vor­zusehen; es könen aber auch beide Knicke gleichsinnig schräg oder gegensinnig schräg zueinander angebracht wer­den.

[0008] Der Winkel zwischen dem Vorspannknick und der Auflagekan­te sollte insgesamt zwischen 0 und 30° betragen. Gute Er­gebnisse wurden beim einem Winkel in der Größenordnung von 5° erzielt.

[0009] Der Abstand des Knickes oder der Knicke zur Einspannstelle ist von der Geometrie der Feder und dem gewünschten Auf­treffwinkel auf dem Gegenkontakt abhängig. Wichtig ist au­ßerdem die Größe der Taumelbewegung des Kontaktes, die sich aus der Durchbiegung und der Torsion der Feder ergibt. Des­halb ist ein relativ großer Überhub beim Schließen der Kon­takte vorzusehen.

[0010] Die Vorspannkraft, mit der die Feder gegen das Betätigungs­glied, beispielsweise den Anker, vorgespannt ist, sollte etwa 20 bis 30 % der Kontaktkraft betragen. Wenn es sich um eine gegen eine Stützplatte vorgespannte Gegenkontaktfeder handelt, wird dieser Anteil in der Regel höher sein.

[0011] Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

FIG 1 ein schematisch dargestelltes Relaissystem mit einer am Anker befestigten und abgestützten Kontaktfeder,

FIG 2 eine stirnseitige Ansicht auf den Anker mit der Kon­taktfeder,

FIG 3 und 4 eine Kontaktanordnung mit einer einen schräg verlaufenden Knick aufweisenden Gegenkontaktfeder in zwei Ansichten.

[0012] In FIG 1 ist schematisch ein Relaissystem mit einem Spulen­körper 1, einer Wicklung 2, einem Joch 3 und einem am Joch gelagerten flachen Anker 4 dargestellt. Mit dem Anker ist eine Kontaktfeder 5 verbunden, die an ihrem freien Ende 5a ein Kontaktstück 6 trägt und mit einem im Spulenkörper 1 verankerten Gegenkontaktelement 7 bzw. dessen Kontaktstück 8 zusammenwirkt. Die Kontaktfeder 5 ist im Bereich zwischen ihrer Befestigungsstelle 9 am Anker 4 und dem freien Ende 5a zum Anker hin und damit zum Gegenkontaktelement 7 hin vorgespannt. Diese Vorspannung wird durch einen schräg ver­laufenden Vorspannknick 10 erzeugt, der an der Ankerkante 4a eine bestimmte Auflagekraft F erzeugt. Der Winkel zwi­schen der Auflagekante 4a und dem Vorspannknick 10 kann zwischen 0 und 30° betragen. Vorzugsweise liegt er im Be­reich von etwa 5° bis 10°.

[0013] Durch den Vorspannknick 10 wird beim Schließen und beim Öffnen des Kontaktes ein Abrollen des Kontaktstücks 6 auf dem Kontaktstück 8 erreicht, was zu einer Verminderung des Prellens und zu einem leichteren Aufreißen des Kontakts bei einer leichten Verschweißung führt.

[0014] In den FIG 3 und 4 ist eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäß gestalteten Kontaktanordnung gezeigt, wobei das Relaissystem nicht mehr dargestellt ist. Bei dieser Ausführungsform ist ein Anker 14 (der nur teilweise darge­stellt ist) mit einer bewegbaren Kontaktfeder 15 gekoppelt, d. h. unmittelbar verbunden oder auch über ein Zwischenor­gan betätigt, dessen Kontaktstück 16 mit einem Kontaktstück 18 einer Gegenkontaktfeder 17 zusammenwirkt. Die bewegt Kontaktfeder 15 kann dabei mehr oder weniger starr mit dem Anker verbunden sein, da sie keine hohe Elastizität benö­tigt. Denn in diesem Fall ist auch die Gegenkontaktfeder 17 elastisch, sie kann also beim Schließen des Kontaktes den Überhub des Ankers aufnehmen. Die Gegenkontaktfeder 17 ist dabei durch einen schräg verlaufenden Vorspannknick 20 ge­gen eine Abstützplatte 19 vorgespannt, wobei sie im Ruhezu­stand an der Kante 19a dieser Abstützplatte aufliegt. Die Wirkung des schrägen Vorspannknicks ist die gleiche wie bei dem vorher beschriebenen Beispiel. Die Vorspannkraft ist allerdings in diesem Fall höher und liegt nahezu in der Hö­he der Kontaktkraft. Ansonsten gelten alle Ausgestaltungs­möglichkeiten des vorherigen Beispiels auch für das Bei­spiel gemäß FIG 3 und 4.

Ansprüche

1. Kontaktanordnung für ein Relais mit einer Kontaktfeder (5; 17), deren Federschenkel (5b) mit einem Ende (5a) befe­stigt ist und mit seinem freien Ende (5a) gegen ein Gegen­kontaktelement (7; 15) durch mindestens einen quer zu sei­ner Längsrichtung verlaufenden Vorspannknick (10; 20) vor­gespannt ist, wobei das freie Ende (5a) im Schließzustand des Kontaktes mit einem Kontaktstück (6; 18) auf dem Gegen­kontaktelement (7, 8; 15, 16) aufliegt und im Öffnungszu­stand des Kontaktes durch ein zwischen Vorspannknick (10; 20) und freiem Ende (5a) angreifendes Betätigungs- oder Ab­stützorgan (4; 19) von dem Gegenkontaktelement (7) abgeho­be ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Vorspannknick (10; 20) der Kontaktfeder unter einem spitzen Winkel ( ) zur Auflagekante (4a) des Betätigungs- oder Abstützorgans (4; 19) für den Federschen­kel verläuft.

2. Kontaktanordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß das Betätigungs- oder Ab­stützorgan (4) zwischen dem Vorspannknick (10) und dem Kon­taktstück (6) an dem Federschenkel (5b) angreift.

3. Kontaktanordnung nach Anspruch 2, dadurch ge­kennzeichnet, daß das Betätigungsorgan ein Anker ist, auf den die Kontaktfeder (5) mit ihrem einge­spannten Ende (5c) befestigt ist und an dessen Endkante (4a) sich der Federschenkel im Öffnungszustand des Kontakts abstützt.

4. Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­durch gekennzeichnet, daß der Vor­spannknick (10) unter einem Winkel von 0 bis 30° zur Auf­lagekante (4a) des Betätigungsorgans verläuft.

5. Kontaktanordnung nach Anspruch 4, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Vorspannknick unter ei­nem Winkel von annähernd 5° zur Auflagekante (4a) verläuft. 6. Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­durch gekennzeichnet, daß mehrere Vorspannknicke vorgesehen sind, die gleichsinnig schräg oder entgegengesetzt schräg zur Auflagekante verlaufen.

7. Kontaktanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­durch gekennzeichnet, daß die Kon­taktfeder (17) eine Gegenkontaktfeder ist, die im Öffnungs­zustand gegen eine Abstützplatte (19) vorgespannt ist.

Zeichnung