Relais mit Doppelunterbrechung

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Relais gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.

[0002] Ein derartiges Relais ist durch die EP 2 447 977 A1 bekannt geworden.

[0003] Aus der DE 101 62 585 C1 ist ein Relais mit einer den Stromkreis zwischen zwei Relaiskontakten schließenden oder unterbrechenden Kontaktfeder bekannt, deren eines Federende an dem ersten Relaiskontakt elektrisch leitend befestigt ist und deren anderes, freies Federende mittels eines Magnetantriebs in eine an dem zweiten Relaiskontakt anliegende, geschlossene Relaisposition oder in eine von dem zweiten Relaiskontakt abgehobene, geöffnete Relaisposition auslenkbar ist.

[0004] Bei DC-Anwendungen, insbesondere in Fahrzeugen mit 24VDC bzw. 48VDC, kommt es darauf an, den beim Auslenken der Kontaktfeder in die geschlossenen Relaisposition kurzzeitig auftretenden Lichtbogen zwischen dem Relaiskontakt und der sich nähernden Kontaktfeder sicher und schnell zu löschen.

[0005] Das aus der eingangs genannten EP 2 447 977 A1 bekannte Relais umfasst eine den Stromkreis zwischen zwei Relaiskontakten schließende oder unterbrechende, elektrisch leitende Kontaktbrücke und einen Magnetantrieb, der eine umpolbare Magnetspule und eine einen Permanentmagneten aufweisende Ankerwippe aufweist, welche an der Magnetspule zwischen zwei Endstellungen verschwenkbar gehalten ist. Die an der Ankerwippe vorgesehene Kontaktbrücke liegt in der einen, geschlossenen Endstellung der Ankerwippe an beiden Relaiskontakten elektrisch leitend an und ist in der anderen, offenen Endstellung der Ankerwippe von mindestens einem der beiden Relaiskontakte abgehoben.

[0006] Es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einem Relais die auftretende Lichtbogenenergie zu reduzieren.

[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Relais mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

[0008] Die erfindungsgemäße synchrone Doppelunterbrechung des Stromkreises mit zwei in Reihe geschalteten Kontaktfedern bewirkt eine Halbierung der jeweils auftretenden Lichtbogenenergie. Das Zwischenkontaktteil dient als Träger für die beiden Kontaktfedern und ist im Relaisgehäuse ortsfest gehalten. Ein dynamisches Abheben der Kontaktfedern durch Engekräfte oder bei hohen Kurzschlussströmen wird durch die einander abstoßenden Magnetfelder erschwert, die durch den in entgegengesetzter Richtung durch die Kontaktfedern fließenden Strom erzeugt werden und die zu einer Kontaktkraftverstärkung der an ihrem Relaiskontakt anliegenden Kontaktfeder führen.

[0009] Bevorzugt ist eine Z-förmige Kontaktfedereinrichtung mit einem sich schräg zwischen den beiden parallelen Kontaktfedern erstreckenden stationären Zwischenkontaktteil.

[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 je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigte und beschriebene Ausführungsform ist nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern hat vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.

[0011] Es zeigen:

Fign. 1, 2

das erfindungsgemäße Relais mit Doppelunterbrechung in einer geöffneten Relaisposition (Fig. 1) und in einer geschlossenen Relaisposition (Fig. 2).

[0012] Das in Fign. 1 und 2 gezeigte Relais 1 umfasst eine den Stromkreis zwischen zwei Relaiskontakten 2, 3 schließende oder unterbrechende Kontaktfedereinrichtung 4, welche zwei Kontaktfedern 5₁, 5₂ und ein zwischen ihnen angeordnetes stationäres Zwischenkontaktteil 6 z.B. aus Kupfer aufweist. Die beiden Kontaktfedern 5₁, 5₂ sind als elektrisch leitende Blatt- oder Flachfeder z.B. aus Kupfer ausgebildet. Die einen Federenden 7 der Kontaktfedern 5₁, 5₂ sind an jeweils einander gegenüberliegenden Seiten des Zwischenkontaktteils 6 elektrisch leitend befestigt, während die anderen, freien Federenden 8 einander abgewandt sind. Die freien Federenden 8 und die Relaiskontakte 2, 3 weisen auf ihren einander zugewandten Seiten jeweils einen Kontaktknopf 9, 10 auf. Das im Relaisgehäuse stationär angeordnete Zwischenkontaktteil 6 erstreckt sich schräg zwischen den beiden parallelen Kontaktfedern 5₁, 5₂, deren freie Federenden 8 über das Zwischenkontaktteil 6 jeweils überstehen. Insgesamt ergibt sich so eine Z-förmige Kontaktfedereinrichtung 4.

[0013] Das Relais 1 umfasst weiterhin einen Magnetantrieb 11 zum synchronen, gegenläufigen Auslenken der beiden Kontaktfedern 5₁, 5₂ in eine von den Kontaktknöpfen 10 der Relaiskontakte 2, 3 abgehobene, geöffnete Relaisposition (Fig. 1) oder in eine an den Kontaktknöpfen 10 anliegende geschlossene Relaisposition (Fig. 2). Der Magnetantrieb 11 umfasst eine umpolbare Magnetspule 12 mit einem Magnetkreis, an dessen zwei Jochschenkeln 13 ein Anker (Ankerwippe) 14 mit Permanentmagnet (nicht gezeigt) schwenkbar gehalten ist. Der Permanentmagnet ist zwischen zwei Ankerplatten 15 angeordnet, die in den beiden Schaltendstellungen des Ankers 14 jeweils an den Jochschenkeln 13 anliegen. Die Magnetspule 12 und der zwischen seinen beiden Schaltendstellungen verschwenkbare Anker 14 bilden einen H-Ankeranzug.

[0014] Der Anker 14 weist an seiner der Kontaktfedereinrichtung 4 zugewandten Unterseite zwei in entgegengesetzte Richtungen, nämlich nach links bzw. nach rechts, abstehende Ankerarme 16a, 16b auf, die der Schwenkachse des Ankers 14 einander gegenüberliegen und jeweils über einen linken bzw. rechten Verbindungsarm 17a, 17b mit den Kontaktfedern 5₁, 5₂ bewegungsgekoppelt sind. Die Verbindungsarme 17a, 17b sind in Auslenkrichtung der Kontaktfedern 5₁, 5₂ linear verschiebbar (Doppelpfeil 18) geführt. Die Ankerarme 16 greifen jeweils in eine Aussparung 19 am oberen Ende der Verbindungsarme 17a, 17b ein. Die Schwenkbewegung des Ankers 14 führt also zu einer gegenläufigen linearen Bewegung der Verbindungsarme 17a, 17b. Am unteren Ende weisen die Verbindungsarme 17a, 17b jeweils zwei Mitnehmer (Vorsprünge) 20a, 21a bzw. 20b, 21b auf, zwischen die die Kontaktfedern 5₁, 5₂ mit ihren freien Federenden 8 eingreifen. An den freien Federenden 8 ist auf der dem Kontaktknopf 9 gegenüberliegenden Seite der Kontaktfedern 5₁, 5₂ jeweils eine Zusatzfeder (Blattfeder) 22 aus Federstahl befestigt, die sich an dem zugewandten Mitnehmer 20a bzw. 20b abstützt.

[0015] Wird der linke Verbindungsarm 17a nach unten verschoben, so nimmt er mit seinem oberen Mitnehmer 20a mittels der Zusatzfeder 22 die Kontaktfeder 5₁ nach unten in die geschlossene Relaisposition mit. Wird der linke Verbindungsarm 17a nach oben verschoben, so nimmt er mit seinem unteren Mitnehmer 21a die Kontaktfeder 5₁ nach oben in die offene Relaisposition mit. Wird der rechte Verbindungsarm 17b nach oben verschoben, so nimmt er mit seinem unteren Mitnehmer 20b mittels der Zusatzfeder 22 die Kontaktfeder 5₂ nach oben in die geschlossene Relaisposition mit. Wird der rechte Verbindungsarm 17b nach unten verschoben, so nimmt er mit seinem oberen Mitnehmer 21b die Kontaktfeder 5₂ nach unten in die offene Relaisposition mit.

[0016] Zum Schalten des Relais 1 wird das Magnetfeld der Magnetspule 12 umgepolt, wodurch der Anker 14 verschwenkt wird und die beiden Verbindungsarme 17a, 17b synchron gegenläufig verschoben und folglich die Kontaktfedern 5₁, 5₂ synchron in die offene oder geschlossene Relaisposition ausgelenkt werden.

[0017] In der in Fig. 1 gezeigten geöffneten Relaisposition ist der Anker 14 im Uhrzeigersinn verschwenkt, wodurch der linke Verbindungsarm 17a nach oben und der rechte Verbindungsarm 17b nach unten verschoben sind und folglich die Kontaktfeder 5₁ nach oben und die Kontaktfeder 5₂ nach unten jeweils in die geöffnete Relaisstellung synchron ausgelenkt sind. Durch Umpolen der Magnetspule 12 wird der Anker 14 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, wodurch der linke Verbindungsarm 17a nach unten und der rechte Verbindungsarm 17b nach oben verschoben sind und folglich die Kontaktfeder 5₁ nach unten und die Kontaktfeder 5₂ nach oben jeweils in die geschlossene Relaisstellung (Fig. 2) synchron ausgelenkt sind. Der Anpressdruck der Kontaktknöpfe 9 an die Kontaktknöpfe 10 ist dabei jeweils durch die Druckkraft der von dem Verbindungsarm 17a, 17b zusammengedrückten Zusatzfeder 22 gegeben. In der geschlossenen Relaisposition wirken die Zusatzfedern 22 der Auslenkung der Kontaktfedern 5₁, 5₂ in Öffnungsrichtung entgegen, was zu einem prellreduzierten Schließen des Relais 1 führt.

[0018] Die synchrone Doppelunterbrechung des Stromkreises durch die beiden in Reihe geschalteten Kontaktfedern 5₁, 5₂ bewirkt eine Halbierung der auftretenden Lichtbogenenergie. Ein dynamisches Abheben der Kontaktfedern 5₁, 5₂ durch Engekräfte oder bei hohen Kurzschlussströmen wird durch die einander abstoßenden Magnetfelder erschwert, die durch den in entgegengesetzter Richtung durch die Kontaktfedern 5₁, 5₂ fließenden Strom erzeugt werden und die zu einer Kontaktkraftverstärkung zwischen den aneinander anliegenden Kontaktknöpfen 9, 10 führen.

[0019] Alternativ zum gezeigten losen Eingriff der Ankerarme 16a, 16b in die Aussparung 19 der Verbindungsarme 17a, 17b können die Ankerarme 16a, 16b und die Verbindungsarme 17a, 17b auch fest aneinander angelenkt sein.

Ansprüche

1. Relais (1) mit einer den Stromkreis zwischen zwei Relaiskontakten (2, 3) schließenden oder unterbrechenden Kontaktfedereinrichtung (4), welche zwei Kontaktfedern (5₁, 5₂) umfasst, sowie mit einem Magnetantrieb (11) zum synchronen, gegenläufigen Auslenken der beiden Kontaktfedern (5₁, 5₂) in eine an den Relaiskontakten (2, 3) anliegende, geschlossene Relaisposition oder in eine von den Relaiskontakten (2, 3) abgehobene, geöffnete Relaisposition, wobei der Magnetantrieb (11) eine umpolbare Magnetspule (12) und einen zwischen zwei Schaltstellungen verschwenkbaren Anker (14) aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen den beiden Kontaktfedern (5₁, 5₂) ein stationäres Zwischenkontaktteil (6) angeordnet ist, mit dem die beiden Kontaktfedern (5₁, 5₂) elektrisch leitend verbunden sind, wobei die beiden Kontaktfedern (5₁, 5₂) mit ihren einen Federenden (7) jeweils an einander gegenüberliegenden Seiten des Zwischenkontaktteils (6) elektrisch leitend befestigt sind und mit ihren anderen, freien Federenden (8) einander abgewandt sind, und dass die beiden Kontaktfedern (5₁, 5₂) mit dem Anker (14) jeweils mittels eines in Auslenkrichtung der beiden Kontaktfedern (5₁, 5₂) verschiebbar geführten Verbindungsarms (17a, 17b) bewegungsgekoppelt sind.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die beiden Kontaktfedern (5₁, 5₂) parallel zueinander erstrecken.

3. Relais nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das stationäre Zwischenkontaktteil (6) schräg zwischen den beiden Kontaktfedern (5₁, 5₂) erstreckt.

4. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Federenden (8) über das Zwischenkontaktteil (6) jeweils überstehen.

5. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verbindungsarme (17a, 17b) jeweils zwei Mitnehmer (20a, 21a, 20b, 21b) aufweisen, zwischen denen jeweils das freie Federende (8) der beiden Kontaktfedern (5₁, 5₂) angeordnet ist.

6. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anker (14) zwei bezüglich seiner Schwenkachse einander gegenüberliegende Ankerarme (16a, 16b) aufweist, die mit den Verbindungsarmen (17a, 17b) gekoppelt sind, insbesondere in Aussparungen (19) der Verbindungsarme (17a, 17b) eingreifen.

7. Relais nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfedern (5₁, 5₂) in Richtung auf ihre geschlossene Relaisposition mittels einer an der Kontaktfeder (5₁, 5₂) befestigten Zusatzfeder (22) mit den Verbindungsarmen (17a, 17b) bewegungsgekoppelt sind.

Claims

1. Relay (1) with a contact spring device (4) which closes or interrupts the circuit between two relay contacts (2, 3) and comprises two contact springs (5₁, 5₂), and with a magnetic drive (11) for synchronous, opposite deflection of the two contact springs (5₁, 5₂) into a closed relay position abutting the relay contacts (2, 3) or into an open relay position lifted off from the relay contacts (2, 3), wherein the magnetic drive (11) comprises a pole-reversible magnet coil (12) and an armature (14) which can be pivoted between two switch positions,
characterized in that
a stationary intermediate contact part (6) is arranged between the two contact springs (5₁, 5₂) to which the two contact springs (5₁, 5₂) are connected in an electrically conducting manner, wherein one of the spring ends (7) of each of the two contact springs (5₁, 5₂) is mounted in an electrically conducting manner to opposing sides of the intermediate contact part (6) and the respective other, free spring ends (8) face away from one another, and that each of the two contact springs (5₁, 5₂) is motionally coupled with the armature (14) by means of a connecting arm (17a, 17b) which is displaceably guided in the deflection direction of the two contact springs (5₁, 5₂).

2. Relay according to claim 1, characterized in that the two contact springs (5₁, 5₂) extend parallel with respect to one another.

3. Relay according to claim 1 or 2, characterized in that the stationary intermediate contact part (6) extends at an inclination between the two contact springs (5₁, 5₂).

4. Relay according to any one of the preceding claims, characterized in that each free spring end (8) projects past the intermediate contact part (6).

5. Relay according to any one of the preceding claims, characterized in that each of the two connecting arms (17a, 17b) comprises two carriers (20a, 21a, 20b, 21b) between which the respective free spring ends (8) of the two contact springs (5₁, 5₂) are arranged.

6. Relay according to any one of the preceding claims, characterized in that the armature (14) comprises two armature arms (16a, 16b) which are opposite to one another with respect to the pivot axis of the armature and are coupled with the connecting arms (17a, 17b), in particular engage in recesses (19) of the connecting arms (17a, 17b).

7. Relay according to any one of the preceding claims, characterized in that the contact springs (5₁, 5₂) are motionally coupled with the connecting arms (17a, 17b) towards the closed relay position of the contact springs by means of an additional spring (22) which is mounted to the contact spring (5₁, 5₂).

Revendications

1. Relais (1) comprenant un dispositif (4) à ressorts de contact incluant deux ressorts de contact (5₁, 5₂), qui ferme ou interrompt le circuit de courant entre deux contacts (2, 3) dudit relais, ainsi qu'un entraînement magnétique (11) dévolu à l'excursion pivotante synchrone des deux ressorts de contact (5₁, 5₂) dans des sens opposés, vers un emplacement de fermeture du relais, en applique contre les contacts (2, 3) dudit relais, ou vers un emplacement d'ouverture dudit relais, soulevé à l'écart desdits contacts (2, 3) du relais, ledit entraînement magnétique (11) comportant une bobine magnétique (12) dont la polarité peut être inversée, et un induit (14) apte à pivoter entre deux positions de commutation,
caractérisé par le fait
qu'une pièce intermédiaire de contact (6) à implantation fixe, interposée entre les deux ressorts de contact (5₁, 5₂), instaure une jonction électriquement conductrice entre lesdits deux ressorts de contact (5₁, 5₂), sachant que les deux ressorts de contact (5₁, 5₂) sont respectivement fixés de manière électriquement conductrice, par les unes (7) de leurs extrémités libres, à des côtes mutuellement opposés de ladite pièce intermédiaire de contact (6), et pointent à l'opposé l'un de l'autre par leurs autres extrémités libres (8) ; et par le fait que les mouvements des deux ressorts de contact (5₁, 5₂) sont couplés à ceux de l'induit (14) au moyen d'un bras respectif de liaison (17a, 17b) guidé, à coulissement, dans la direction d'excursion pivotante desdits deux ressorts de contact (5₁, 5₂).

2. Relais selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les deux ressorts de contact (5₁, 5₂) s'étendent parallèlement l'un à l'autre.

3. Relais selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que la pièce intermédiaire de contact (6) s'étend à l'oblique ou de biais entre les deux ressorts de contact (5₁, 5₂).

4. Relais selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les extrémités libres (8) des ressorts font respectivement saillie au-delà de la pièce intermédiaire de contact (6).

5. Relais selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les deux bras de liaison (17a, 17b) sont respectivement pourvus de deux organes d'entraînement (20a, 21a, 20b, 21b) entre lesquels est interposée, à chaque fois, l'extrémité libre (8) des deux ressorts de contact (5₁, 5₂).

6. Relais selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'induit (14) présente deux bras (16a, 16b) qui sont opposés l'un à l'autre par rapport à son axe de pivotement, sont couplés aux bras de liaison (17a, 17b) et pénètrent, en particulier, dans des évidements (19) desdits bras de liaison (17a, 17b).

7. Relais selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les mouvements des ressorts de contact (5₁, 5₂) sont couplés à ceux des bras de liaison (17a, 17b), en direction de leur emplacement fermant ledit relais, au moyen d'un ressort additionnel (22) fixé au ressort de contact (5₁, 5₂).

Zeichnung