(19)
(11) EP 2 131 377 A1

(12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

(43) Veröffentlichungstag:
09.12.2009  Patentblatt  2009/50

(21) Anmeldenummer: 08010145.4

(22) Anmeldetag:  04.06.2008
(51) Internationale Patentklassifikation (IPC): 
H01H 50/58(2006.01)
H01H 51/22(2006.01)
(84) Benannte Vertragsstaaten:
AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR
Benannte Erstreckungsstaaten:
AL BA MK RS

(71) Anmelder: Gruner AG
78564 Wehingen (DE)

(72) Erfinder:
  • Schmelz, Rainer
    78669 Wellendingen (DE)

(74) Vertreter: Kohler Schmid Möbus 
Patentanwälte Ruppmannstraße 27
70565 Stuttgart
70565 Stuttgart (DE)

   


(54) Relais mit Doppel-Ankerwippe


(57) Ein Relais (1) umfasst mindestens eine, jeweils den Stromkreis zwischen einem ersten und einem zweiten Relaiskontakt (2, 3) schließende oder unterbrechende Kontaktfeder (4), deren eines Ende (5) leitend mit dem ersten Relaiskontakt (2) verbunden ist und über deren anderes, freies Ende (6) der Stromkreis in einer ersten Relaisposition der Kontaktfeder (4) geschlossen oder in einer zweiten Relaisposition der Kontaktfeder (4) unterbrochen ist, einen Magnetantrieb (8) zum Auslenken der mindesten einen Kontaktfeder (4) in die jeweilige Relaisposition, wobei der Magnetantrieb (8) eine umpolbare Magnetspule (10) und einen einen Permanentmagneten aufweisenden Anker (12) aufweist, der an der Magnetspule (10) zwischen zwei Schaltstellungen verschwenkbar gehalten ist, und einen in Auslenkrichtung (18) der mindestens einen Kontaktfeder (4) verschiebbaren Schieber (17), der mit dem Anker (12) bewegungsgekoppelt ist und zwei Mitnehmer (19, 20) aufweist, zwischen denen das freie Ende (6) der mindestens einen Kontaktfeder (4) angeordnet ist. Erfindungsgemäß steht für die Bewegungskopplung der Anker (12) an mindestens zwei in Richtung seiner Schwenkachse (A) voneinander beabstandeten Kopplungsstellen mit dem Schieber (17) in Eingriff.




Beschreibung


[0001] Die Erfindung betrifft ein Relais mit mindestens einer, jeweils den Stromkreis zwischen einem ersten und einem zweiten Relaiskontakt schließenden oder unterbrechenden Kontaktfeder, deren eines Ende leitend mit dem ersten Relaiskontakt verbunden ist und über deren anderes, freies Ende der Stromkreis in einer ersten Relaisposition der Kontaktfeder geschlossen oder in einer zweiten Relaisposition der Kontaktfeder unterbrochen ist, mit einem Magnetantrieb zum Auslenken der mindestens einen Kontaktfeder in die jeweilige Relaisposition, wobei der Magnetantrieb eine umpolbare Magnetspule und einen einen Permanentmagneten aufweisenden Anker aufweist, der an der Magnetspule zwischen zwei Schaltstellungen verschwenkbar gehalten ist, und mit einem in Auslenkrichtung der mindestens einen Kontaktfeder verschiebbaren Schieber, der mit dem Anker bewegungsgekoppelt ist und zwei Mitnehmer aufweist, zwischen denen das freie Ende der mindesten einen Kontaktfeder angeordnet ist.

[0002] Ein solches Relais ist beispielsweise durch die DE 101 62 585 C1 bekannt geworden. Bei diesem Relais wird der Stromkreis zwischen zwei elektrischen Relaiskontakten mittels zweier paralleler Kontaktfedern geschlossen oder unterbrochen. Die Kontaktfedern stehen über einen im Relaisgehäuse verschiebbar geführten Schieber in Verbindung mit einem Permanentmagneten eines H-Ankers, der an zwei Jochschenkeln einer Magnetspule schwenkbar gehalten ist. Die Bewegungskopplung des Schiebers mit dem Anker erfolgt mittels eines am Anker vorgesehenen Arms, der mit seinem kugelförmigen freien Ende in eine Lageröffnung des Schiebers eingreift, welcher die Kontaktfedern in und entgegen deren Auslenkrichtung hintergreift. Beim Umpolen der Magnetspule verschwenkt der Permanentmagnet, wodurch der Schieber verschoben und die Kontaktfedern in die jeweils andere Relaisposition ausgelenkt werden. Allerdings kann es vorkommen, dass der Schieber, wenn er durch das kugelförmige freie Ende des Ankers betätigt wird, auf dem kugelförmigen freien Ende, d.h. relativ zum Anker, verkippt. Dies hat zur Folge, dass sich der Schieber in den Führungen des Relaisgehäuses verkantet und sich die beim Schließen des Relais auftretenden Prellzeiten der Kontaktfedern nachteilig verlängern.

[0003] Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei einem Relais der eingangs genannten Art ein Verkanten des Schiebers in seinen Führungen und verlängerte Prellzeiten der Kontaktfedern zu verhindern.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass für die Bewegungskopplung der Anker an mindestens zwei in Richtung seiner Schwenkachse voneinander beabstandeten Kopplungsstellen mit dem Schieber in Eingriff steht.

[0005] Erfindungsgemäß steht der Anker über mindestens eine 2-Punktlagerung mit dem Schieber in Eingriff, der dadurch verkippfest zum Anker gehalten und daher verkantungsfrei in den Führungen des Relaisgehäuses geführt ist.

[0006] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Anker und der Schieber über mindestens einen Arm des Ankers miteinander bewegungsgekoppelt, welcher sich in Richtung der Schwenkachse des Ankers erstreckt und an welchem die mindestens zwei voneinander beabstandeten Kopplungsstellen vorgesehen sind.

[0007] Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind der Anker und der Schieber über mindestens zwei parallele Arme des Ankers miteinander bewegungsgekoppelt, die in Richtung der Schwenkachse des Ankers voneinander beabstandet sind und die jeweils eine Kopplungsstelle ausbilden.

[0008] Bevorzugt sind mehrere den Stromkreis zwischen den beiden Relaiskontakten jeweils schließende oder unterbrechende parallele Kontaktfedern vorgesehen, die gemeinsam durch den Magnetantrieb in die jeweilige Relaisposition ausgelenkt werden. Die mehreren parallelen Kontaktfedern können beispielsweise separate Kontaktfedern oder eine einzige Mehrlingskontaktfeder mit einem gemeinsamen Befestigungsende und mehreren freien Enden sein.

[0009] Zur Unterstützung der verkippungsfreien Bewegungskopplung des Schiebers mit dem Anker sind die eine bzw. mehreren parallelen Kontaktfedern und der bzw. die Arme des Ankers zueinander mittig bzw. zentriert zueinander angeordnet.

[0010] Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.

[0011] Es zeigt:
Fig. 1
eine perspektivische Seitenansicht des erfindungsgemäßen Relais in der geschlossenen Relaisposition;
Fig. 2
eine perspektivische Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Kontaktfedern;
Fig. 3
eine perspektivische Ansicht des in Fig. 1 gezeigten Magnetankers mit zwei Armen; und
Fig. 4
eine Modifikation des in Fig. 3 gezeigten Magnetankers mit einem einzigen Arm.


[0012] Das in den Fig. 1 dargestellte Relais 1 umfasst zwei Relaiskontakte 2, 3 und drei den Stromkreis zwischen den beiden Relaiskontakten 2, 3 jeweils schließende oder unterbrechende parallele Kontaktfedern 4, welche als elektrisch leitende Blatt- oder Flachfedern (z.B. aus Kupfer) ausgebildet sind. Die einen, in Fig. 1 linken Enden 5 der Kontaktfedern 4 sind elektrisch leitend an dem in Fig. 1 oberen Relaiskontakt 2 befestigt, während die anderen, freien Enden 6 der Kontaktfedern 4 auf ihrer Unterseite jeweils einen Kontaktknopf 7 tragen und gemeinsam mittels eines Magnetantriebs 8 auslenkbar sind. Die Kontaktfedern 4 sind in ihrer in Fig. 1 gezeigten geschlossenen Relaisposition derart nach unten ausgelenkt, dass ihre Kontaktknöpfe 7 jeweils an Kontaktknöpfen 9 des unteren Relaiskontakts 3 anliegen. In der offenen Relaisposition sind die Kontaktfedern 4 derart nach oben ausgelenkt, dass ihre Kontaktknöpfe 7 von den Kontaktknöpfen 9 des unteren Relaiskontakts 3 abgehoben sind.

[0013] Wie in Fig. 2 gezeigt, sind die drei Kontaktfedern 4 an ihren Befestigungsenden 6 miteinander verbunden und bilden somit eine Drillingskontaktfeder.

[0014] Der Magnetantrieb 8 umfasst eine umpolbare Magnetspule 10 mit einem Magnetkreis, an dessen zwei Jochschenkeln 11 ein Magnetanker 12 mit einem Permanentmagneten (nicht gezeigt) schwenkbar um die Schwenkachse A gehalten ist. Der Permanentmagnet ist zwischen zwei Ankerplatten 13 angeordnet, die in den beiden Schaltstellungen des Ankers 12 jeweils an den Jochschenkeln 11 anliegen. Die Magnetspule 10 und der zwischen seinen beiden Schaltstellungen verschwenkbare Ankers 12 bilden einen H-Ankeranzug. Wie in Fig. 3 gezeigt, hat der Anker 12 zwei radial zur Schwenkachse A vorstehende parallele Arme 14a, 14b, die an ihren freien Enden 15a, 15b jeweils kugelförmig ausgebildet und voneinander in Richtung der Schwenkachse A beabstandet sind. Der Anker 12 greift mit seinen beiden vorstehenden Armen 14a, 14b, genauer gesagt mit seinen kugelförmigen Enden 15a, 15b, jeweils in eine Lageröffnung 16 eines Schiebers 17 ein, der im Relaisgehäuse in Auslenkrichtung der Kontaktfeder 5 bzw. parallel zur Achse der Magnetspule 10 linear verschiebbar (Doppelpfeil 18) geführt ist. Die beiden Lageröffnungen 16 sind jeweils mittig zwischen zwei Kontaktfedern 4 angeordnet. Der Anker 12 steht also an zwei in Richtung seiner Schwenkachse A voneinander beabstandeten Kopplungsstellen 15a, 15b mit dem Schieber 17 für die Bewegungskopplung in Eingriff.

[0015] Der am Schieber 17 angelenkte Anker 12 bildet eine Ankerwippe zum Auslenken der Kontaktfedern 4 in ihre geöffnete oder geschlossene Relaisposition. Der Schieber 17 untergreift mit einem unteren Mitnehmer 19 die freien Enden 6 der Kontaktfedern 4 und übergreift mit einem oberen Mitnehmer 20 drei Federstahl-Blattfedern 21, die jeweils oben auf den freien Enden 6 der Kontaktfedern 4 befestigt sind und über die freien Enden 6 der Kontaktfedern 4 vorstehen. Der Schieber 17 nimmt mit seinem unteren Mitnehmer 19 die Kontaktfedern 4 in Öffnungsrichtung des Relais 1, d.h. nach oben, und mit seinem oberen Mitnehmer 20 über die Blattfedern 21 die Kontaktfedern 4 in Schließrichtung des Relais 1, d.h. nach unten, mit. Mit anderen Worten sind die freien Enden 6 der Kontaktfedern 4 mit dem Schieber 17 in Öffnungsrichtung unmittelbar und in Schließrichtung mittels der Blattfedern 21 bewegungsgekoppelt. Die Kontaktfedern 4 sind jeweils als eine mehrlagige Blattfeder ausgebildet, deren beide unteren Lagen jeweils einen seitlich aus ihrer Ebene vorstehenden Bogenabschnitt 22 aufweisen.

[0016] Zum Schalten des Relais 1 wird das Magnetfeld der Magnetspule 10 umgepolt, wodurch der Anker 12 verschwenkt und der Schieber 17 verschoben wird. In der in Fig.1 gezeigten geschlossenen Relaisposition ist der Schieber 17 durch die nach unten geschwenkten Arme 14 nach unten verschoben, wodurch über die Blattfedern 21 auch die Kontaktfedern 4 synchron nach unten bis zur Anlage ihrer Kontaktknöpfe 7 an den Kontaktknöpfen 9 der unteren Relaiskontakte 3 ausgelenkt sind. Der Anpressdruck der Kontaktknöpfe 7 an die Kontaktknöpfe 9 der unteren Relaiskontakte 3 ist durch die Druckkraft der vom Schieber 17 zusammengedrückten Blattfedern 21 gegeben. In der geschlossenen Relaisposition wirken die Blattfedern 21 der Auslenkung der Kontaktfedern 4 in Öffnungsrichtung entgegen, was zu einem prellreduzierten Schließen des Relais 1 führt. Durch Umpolen der Magnetspule 10 wird der Anker 12 in entgegen gesetzter Richtung verschwenkt und der Schieber 17 in entgegen gesetzter Richtung verschoben. In der offenen Relaisposition ist der Schieber 17 durch die nach oben geschwenkten Arme 14 nach oben verschoben, wodurch die Kontaktfedern 4 von den unteren Mitnehmern 19 des Schiebers 17 mitgenommen und die Kontaktknöpfe 7 von den Kontaktknöpfen 9 der unteren Relaiskontakte 3 synchron abgehoben sind. Aufgrund der 2-Punktlagerung des Ankers mit dem Schieber 17 ist der Schieber 17 kippfest mit dem Anker 12 verbunden und daher verkantungsfrei in den Führungen des Relaisgehäuses geführt. Zur Unterstützung der verkippungsfreien Bewegungskopplung des Schiebers 17 mit dem Anker 12 sind die beiden Arme 14a, 14b des Ankers 12 jeweils in der Trennebene zwischen zwei Kontaktfedern 4 angeordnet.

[0017] Der in Fig. 4 ist gezeigte Magnetanker 12' weist einen einzigen Arm 14' auf, der in Richtung der Schwenkachse A des Ankers 12' eine Breite B aufweist. Mit dieser Breite B greift das kugelförmig ausgebildete freie Ende 15 des Arms 14' in die entsprechende Lageröffnung (nicht gezeigt) des Schiebers 17 ein. In Fig. 4 sind beispielhaft die beiden seitlichen Enden des freien Endes 15 als zwei in Richtung der Schwenkachse A voneinander beabstandete Kopplungsstelle 14a, 14b des Ankers 12' bezeichnet. Aufgrund der nicht punktuellen Lagerung des Ankers 12' mit dem Schieber 17 ist der Schieber 17 kippfest mit dem Anker 12' verbunden und daher verkantungsfrei in den Führungen des Relaisgehäuses geführt.


Ansprüche

1. Relais (1) mit mindestens einer, jeweils den Stromkreis zwischen einem ersten und einem zweiten Relaiskontakt (2, 3) schließenden oder unterbrechenden Kontaktfeder (4), deren eines Ende (5) leitend mit dem ersten Relaiskontakt (2) verbunden ist und über deren anderes, freies Ende (6) der Stromkreis in einer ersten Relaisposition der Kontaktfeder (4) geschlossen oder in einer zweiten Relaisposition der Kontaktfeder (4) unterbrochen ist, mit einem - Magnetantrieb (8) zum Auslenken der mindesten einen Kontaktfeder (4) in die jeweilige Relaisposition, wobei der Magnetantrieb (8) eine umpolbare Magnetspule (10) und einen einen Permanentmagneten aufweisenden Anker (12; 12') aufweist, der an der Magnetspule (10) zwischen zwei Schaltstellungen verschwenkbar gehalten ist, und mit einem in Auslenkrichtung (18) der mindestens einen Kontaktfeder (4) verschiebbaren Schieber (17), der mit dem Anker (12; 12') bewegungsgekoppelt ist und zwei Mitnehmer (19, 20) aufweist, zwischen denen das freie Ende (6) der mindesten einen Kontaktfeder (4) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass für die Bewegungskopplung der Anker (12; 12') an mindestens zwei in Richtung seiner Schwenkachse (A) voneinander beabstandeten Kopplungsstellen (15a, 15b) mit dem Schieber (17) in Eingriff steht.
 
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (12') und der Schieber (17) über mindestens einen Arm (14') des Ankers (12') miteinander bewegungsgekoppelt sind, der sich in Richtung der Schwenkachse (A) des Ankers (12') erstreckt und an dem die mindestens zwei voneinander beabstandeten Kopplungsstellen (15a, 15b) vorgesehen sind.
 
3. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (12) und der Schieber (17) über mindestens zwei parallele Arme (14) des Ankers (12) miteinander bewegungsgekoppelt sind, die in Richtung der Schwenkachse (A) des Ankers (12) voneinander beabstandet sind und die jeweils eine Kopplungsstelle (15a, 15b) ausbilden.
 
4. Relais nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Arme (14; 14') des Ankers (12; 12') radial zur Schwenkachse (A) des Ankers (12; 12') abstehen.
 
5. Relais nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Arme (14; 14') mit ihren insbesondere kugelförmigen freien Enden (15; 15a, 15b) jeweils in eine Lageröffnung (16) des Schiebers (17) eingreifen.
 
6. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Kontaktfeder (4) in Richtung auf ihre geschlossene Relaisposition mittels einer an der Kontaktfeder (4) befestigten Zusatzfeder (21) mit dem Schieber (17) bewegungsgekoppelt ist.
 
7. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere den Stromkreis zwischen den beiden Relaiskontakten (2, 3) jeweils schließende oder unterbrechende parallele Kontaktfedern (4) vorgesehen sind, die gemeinsam durch den Magnetantrieb (8) in die jeweilige Relaisposition ausgelenkt werden.
 
8. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eine bzw. mehreren parallelen Kontaktfedern (4) und der bzw. die Arme (14; 14') des Ankers (12; 12') zueinander mittig bzw. zentriert angeordnet sind.
 
9. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren parallelen Kontaktfedern (4) als eine Mehrlingskontaktfeder mit einem gemeinsamen Befestigungsende (6) und mehreren freien Enden (6) ausgebildet sind.
 
10. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (17) im Relaisgehäuse verschiebbar geführt ist.
 




Zeichnung













Recherchenbericht










Angeführte Verweise

IN DER BESCHREIBUNG AUFGEFÜHRTE DOKUMENTE



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In der Beschreibung aufgeführte Patentdokumente