EP0081164B1

EP0081164B1 - Electromagnetic relay

Info

Publication number: EP0081164B1
Application number: EP82110952A
Authority: EP
Inventors: Helmut Bilgram; Erwin Dipl.-Ing. Müller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1981-11-30
Filing date: 1982-11-26
Publication date: 1986-08-13
Also published as: DE8134890U1; DE3272623D1; JPS58103739A; EP0081164A1; JPS633412B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Relais mit einer Spule, deren Achse parallel zur Grundebene des Relais liegt und deren Kern an einem Ende eine Polfläche für einen an einer Jochkante gelagerten Anker bildet, mit einem mit dem Spulenkörper verbundenen isolierenden Träger, welcher im Bereich des dem Anker zugewandten Spulenflansches zwei sich senkrecht zur Grundebene erstreckende, mit Anschlußelementen versehene Gegenkontaktelemente trägt, von denen das erste einen ersten Kontaktabschnitt und das zweite zwei in parallelen Ebenen liegende, durch mehrfache Abwinkelung gegeneinander versetzte Abschnitte aufweist, wobei der das freie Ende dieses zweiten Gegenkontaktelementes bildende Abschnitt als zweiter Kontaktabschnitt mit dem ersten Kontaktabschnitt fluchtend in einer gemeinsamen Ebene liegt, und mit einer am Anker befestigten Brückenkontaktfeder, welche in ihrer ersten Schaltstellung den ersten und den zweiten Kontaktabschnitt überbrückt.The invention relates to an electromagnetic relay with a coil, the axis of which is parallel to the base plane of the relay and the core at one end forms a pole face for an armature mounted on a yoke edge, with an insulating carrier connected to the coil body, which in the region of the the armature facing coil flange carries two perpendicular to the base plane, provided with connection elements counter-contact elements, of which the first has a first contact section and the second two parallel planes, offset by multiple angular sections, the one forming the free end of this second counter-contact element Section as the second contact section is flush with the first contact section, and with a bridge contact spring attached to the armature, which in its first switching position bridges the first and the second contact section.

Aus der US-A-4 254 391 ist ein derartiges Relais bekannt, wobei zwei Gegenkontaktelemente für den Brückenkontakt hintereinander auf dem Grundkörper befestigt sind und zueinander in verhältnismäßig geringem Abstand senkrecht zur Grundebene verlaufen. Das zweite Brückenkontaktelement ist dabei länger als das erste und über dem freien Ende des ersten so abgekröpft, daß sein kontaktgebender Abschnitt über dem ersten in dessen Ebene liegt. Da die beiden Gegenkontaktelemente im geringen Abstand parallel zueinander geführt werden, ist eine zusätzliche Isolier zwischenlage erforderlich, die bei der Entgegenhaltung im Grundkörper angeformt ist. Außerdem braucht dieses bekannte Relais im Ruhezustand des Ankers einen zusätzlichen Anschlag, der durch eine entsprechende Gestaltung des Grundkörpers geschaffen wird.Such a relay is known from US-A-4 254 391, two counter-contact elements for the bridge contact being fastened one behind the other on the base body and perpendicular to the base plane at a relatively short distance from one another. The second bridge contact element is longer than the first and bent over the free end of the first so that its contacting section lies above the first in its plane. Since the two mating contact elements are guided parallel to each other at a short distance, an additional insulating liner is required, which is integrally formed in the body in the citation. In addition, this known relay needs an additional stop in the idle state of the armature, which is created by an appropriate design of the base body.

Daneben sind andere Relais mit einer unmittelbar am Anker befestigten Kontaktfeder bekannt (DE-U-6 940 437). Sie finden Anwendung zum Schalten relativ hoher Ströme bei relativ geringen Spannungen, etwa in Kraftfahrzeugen oder dergleichen. Die mit einem oder mit zwei Gegenkontakten zusammenwirkende Kontaktfeder am Anker besitzt üblicherweise einen Stromanschluß in Form einer Litze, welche über das Joch oder unmittelbar zu einem eigenen Löt- oder Steckanschluß führt. Vielfach bildet die Kontaktfeder auch lediglich mit einem Gegenkontaktelement einen Schließer oder einen Öffner, während anstelle des obenerwähnten zweiten Gegenkontaktelementes ein Anschlag für die Ruhestellung der Kontaktfeder und damit auch des Ankers vorgesehen ist.In addition, other relays with a contact spring attached directly to the armature are known (DE-U-6 940 437). They are used for switching relatively high currents at relatively low voltages, for example in motor vehicles or the like. The contact spring on the armature, which cooperates with one or two counter-contacts, usually has a power connection in the form of a stranded wire, which leads via the yoke or directly to its own soldering or plug-in connection. In many cases, the contact spring also forms a make or break contact only with a counter contact element, while a stop is provided for the rest position of the contact spring and thus also of the armature instead of the second counter contact element mentioned above.

Beim Schalten hoher induktiver Lasten mit einem solchen Relais kommt es häufig zu stehenden Lichtbögen, die sich nur durch aufwendige Funkenlöschungen vermeiden lassen. Deshalb werden für derartige Lasten häufig herkömmliche Brückenkontaktrelais der eingangs genannten Art eingesetzt. Bei diesen Brückenkontaktrelais sind jedoch durch die Anordnung der Gegenkontaktelemente auf einer Seite der Kontaktfeder auch deren Anschlußelemente anders angeordnet als bei den herkömmlichen Umschaltkontaktrelais. Ein einfacher Austausch ist deshalb wegen der unterschiedlichen Anschlußkonfiguration nicht ohne weiteres möglich.When switching high inductive loads with such a relay, there are often standing arcs, which can only be avoided by complex spark extinguishing. Therefore, conventional bridge contact relays of the type mentioned are often used for such loads. In these bridge contact relays, however, due to the arrangement of the mating contact elements on one side of the contact spring, their connection elements are also arranged differently than in the conventional changeover contact relay. A simple exchange is therefore not easily possible due to the different connection configurations.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches Relais der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Gegenkontaktelemente der Brückenkontaktanordnung so angeordnet und gestaltet sind, daß das Relais die gleichen Abmessungen wie ein herkömmliches Umschaltkontaktrelais aufweisen kann und daß dieses Relais auch ohne zusätzliche Maßnahmen oder Elemente eine genau festgelegte Hubbegrenzung für den Anker bzw. die am Anker befestigte Kontaktfeder aufweist.The object of the invention is to provide a simple relay of the type mentioned, in which the mating contact elements of the bridge contact arrangement are arranged and designed such that the relay can have the same dimensions as a conventional changeover contact relay and that this relay can be used without additional measures or elements has a precisely defined stroke limitation for the armature or the contact spring attached to the armature.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das zweite Gegenkontaktelement mit seinem zum Anschlußelement hin liegenden Abschnitt dem ersten Kontaktabschnitt derart gegenübersteht, daß es mit diesem die Brückenkontaktfeder einschließt und die Brückenkontaktfeder in ihrer zweiten Schaltstellung an diesem Abschnitt anliegt und daß das zweite Gegenkontaktelement mit seinem abgewinkelten Bereich die Ebene der Brückenkontaktfeder kreuzt.According to the invention, this object is achieved in that the second mating contact element with its section facing the connecting element faces the first contact section in such a way that it includes the bridge contact spring and the bridge contact spring rests against this section in its second switching position and that the second mating contact element with its angled one Area that crosses the level of the bridge contact spring.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung ist die Kontaktfeder wie bei einer Umschaltkontaktanordnung zwischen den beiden Gegenkontaktelementen angeordnet. Die als Kontaktbrücke dienende Kontaktfeder liegt in einem Schaltzustand an beiden Gegenkontaktelementen an. Da also lediglich das freie Ende der Kontaktfeder als Brückenkontakt dient und damit stromführend ist, braucht die Kontaktfeder selbst keinen Stromanschluß, so daß der Strompfad erheblich kürzer ist und die aufwendige und bei hohen Strömen problematische Litzenverbindung entfällt. Das zweite Gegenkontaktelement dient dabei gleichzeitig zur Hubbegrenzung des Ankers, so daß keine Hubeinstellung notwendig wird. Die Kontakte werden zweckmäßigerweise so justiert, daß das Schließen und offne.glalchzeiting erfolgt. Anstelle der zwei Einzelkontaktniete kann auch ein Längskontaktstück verwendet werden, so daß die Feder keinen Strom mehr führen muß. Das hat den Vorteil, daß billiges Federmaterial verwendet werden kann.As a result of the design according to the invention, the contact spring is arranged between the two mating contact elements as in a changeover contact arrangement. The contact spring serving as a contact bridge is in contact with both counter-contact elements in a switching state. Thus, since only the free end of the contact spring serves as a bridge contact and is thus live, the contact spring itself does not need a power connection, so that the current path is considerably shorter and the complex and problematic strand connection, which is problematic at high currents, is eliminated. The second counter-contact element also serves to limit the stroke of the armature, so that no stroke adjustment is necessary. The contacts are expediently adjusted in such a way that the closing and opening takes place. Instead of the two individual contact rivets, a longitudinal contact piece can also be used, so that the spring no longer has to carry current. This has the advantage that cheap spring material can be used.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 und 2 ein erfindungsgemäß gestaltetes Relais in zwei Seitenansichten,
Fig. 3 und 4 ein etwas abgewandeltes Relais ebenfalls in zwei Ansichten,
Fig. 5 eine gegenüber den vorhergehenden Figuren abgewandelte Ausfürungsform eines Gegenkontaktselementes,
Fig. 6, 7 und 8 eine weitere Ausführungsformen einer Kontaktanordnung in drei Ansichten,
Fig. 9 und 10 zwei weitere Ausführungsformen für eine Kontaktfeder.

Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the drawing. It shows

1 and 2 a relay designed according to the invention in two side views,
3 and 4 a somewhat modified relay also in two views,
5 shows a modified embodiment of a mating contact element compared to the previous figures,
6, 7 and 8 a further embodiments of a contact arrangement in three views,
9 and 10 two further embodiments for a contact spring.

Das Relais nach den Fig. 1 und 2 besitzt eine Spule 1 mit den Spulenflanschen 2 und 3, deren Achse paralelle zur Grundebene oder Einbauebene des Relais liegt. Der nicht sichtbare Kern ist mit einem Ende an ein Joch 4 angekoppelt, welches die Spule an zwei Seiten umgreift und an dessen kante 5 ein plattenförmiger Anker 6 gelagert ist. Am Anker ist unmittelbar eine Kontaktfeder 7 über Nietungen oder Schweißverbindungen 8 befestigt, die mit ihremß freien Ende 7a zwischen einem ersten Gegenkontaktelement 9 und einem zweiten Gegenkontaktelement 10 bewegbar ist. Beide Gegenkontaktelemente sind jeweils mit einem Anschlußstift, einem Stecker- oder Lötstift 9a bzw. 10a, versehen. Die Gegenkontaktelemente 9 und 10 sind in einem isolierenden Träger 11 verankert, welcher im vorliegenden Beispiel am Spulenflansch, 3 angeformt ist. Dieser Träger könnte aber auch in Form einer Grundplatte auf beliebige Weise mit der Spule verbunden sein.The relay according to FIGS. 1 and 2 has a coil 1 with the coil flanges 2 and 3, the axis of which is parallel to the base level or installation level of the relay. One end of the invisible core is coupled to a yoke 4, which surrounds the coil on two sides and on the edge 5 of which a plate-shaped armature 6 is mounted. A contact spring 7 is attached directly to the armature via rivets or welded connections 8, and its free end 7a can be moved between a first mating contact element 9 and a second mating contact element 10. Both mating contact elements are each provided with a connecting pin, a plug or solder pin 9a or 10a. The mating contact elements 9 and 10 are anchored in an insulating carrier 11, which in the present example is molded onto the coil flange 3. However, this carrier could also be connected to the coil in any form in the form of a base plate.

Bei herkömmlichen Relais dieser Art kann das Gegenkontaktelement 10 entweder ganz entfallen, wenn lediglich ein Schließer gebildet werden soll, oder anstelle des Gegenkontaktelementes 10 ist ein Anschlag zur Hubbegrenzung des Ankers vorgesehen. Wird jedoch ein Umschaltkontakt gewünscht, so ist das Gegenkontaktelement 10 bei solchen Relais spiegelbildlich zum Gegenkontaktelement 9 angeordnet, so daß die Kontaktfeder 7 zwischen beiden hin und her schaltet.In conventional relays of this type, the mating contact element 10 can either be omitted entirely if only a normally open contact is to be formed, or a stop for limiting the stroke of the armature is provided instead of the mating contact element 10. However, if a changeover contact is desired, the mating contact element 10 in such relays is arranged in mirror image to the mating contact element 9, so that the contact spring 7 switches back and forth between the two.

Beim erfindungsgemäßen Relais nach den Fig. 1 und 2 dagegen besitzt das Gegenkontaktelement 10 eine Verlängerung 10b, welche die Kontaktfeder 7 an ihrer oberen Kante U-förmig umgreift und einen Kontaktabschnitt 12 bildet. Dieser Kontaktabschnitt 12 ist in einem Abstand über dem Gegenkontaktabschnitt 9 so angeordnet, daß er mit diesem fluchtet. Sowohl das Gegenkontaktelement 9 als auch der Kontaktlappen 12 sind jeweils mit einem Kontaktniet versehen, welche mit entsprechenden Kontaktnieten der Kontaktfeder 7 als Brückenkontakt zusammenwirken.In the relay according to the invention according to FIGS. 1 and 2, on the other hand, the mating contact element 10 has an extension 10b which surrounds the contact spring 7 at its upper edge in a U-shape and forms a contact section 12. This contact section 12 is arranged at a distance above the counter-contact section 9 so that it is flush with the latter. Both the counter-contact element 9 and the contact tab 12 are each provided with a contact rivet which cooperate with corresponding contact rivets of the contact spring 7 as a bridge contact.

Beim Relais nach den Fig. 3 und 4 ist anstelle des zweiten Gegenkontaktelements 10 mit der U-förmigen Verlängerung nunmehr ein Z-förmig ausgebildetes Gegenkontaktelement 13 vorgesehen, welches eine abgekröpfte Verlängerung 14 mit einem Kontaktabschnitt 15 besitzt, welcher wiederum mit dem ersten Gegenkontaktelement 9 fluchtet. Der Mittelabschnitt 14 des Gegenkontaktelementes 13 greift dabei durch eine Ausnehmung 16 der Kontaktfeder 17, welche wiederum am Anker 6 befestigt ist und mit ihren beiden freien Enden 17a und 17b einen Brückenkontakt zwischen dem ersten Gegenkontaktelement 9 und dem Kontaktabschnitt 15 bildet.3 and 4, instead of the second mating contact element 10 with the U-shaped extension, a Z-shaped mating contact element 13 is now provided, which has a bent extension 14 with a contact section 15, which in turn is aligned with the first mating contact element 9 . The middle section 14 of the mating contact element 13 engages through a recess 16 of the contact spring 17, which in turn is fastened to the armature 6 and forms a bridge contact between the first mating contact element 9 and the contact section 15 with its two free ends 17a and 17b.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform für das zweite Gegenkontaktelement. Dieses Gegenkontaktelement 18 ist mit einer Verlängerung 19 U-förmig um das freie Ende der Kontaktfeder 7 oder 17 herum gebogen und bildet einen Kontaktabschnitt 20. Dieser Kontaktabschnitt 20 verläuft mit dem ersten Gegenkontaktelenent 9 fluchtend, parallel zum Fuß des zweiten Gegenkontaktelementes 18, ist jedoch gegenüber diesem so nach oben versetzt, daß der Kontaktniet auch nach der Biegung des Gegenkontaktelementes 18 aufgebracht werden kann. Zur Erleichterung des Einnietens besitzt das Gegenkontaktelement 18 außerdem eine Ausnehmung 18a. Weiterhin kann seitlich an der Verlängerung 19 des Gegenkontaktelementes 18 ein Kühlblech 21 angeformt sein. Dieses dient zur Wärmeabstrahlung beim Schalten hoher Ströme.5 shows a further embodiment for the second mating contact element. This mating contact element 18 is bent with a U-shaped extension 19 around the free end of the contact spring 7 or 17 and forms a contact section 20. This contact section 20 runs flush with the first mating contact element 9, parallel to the foot of the second mating contact element 18, but is opposite this so offset that the contact rivet can also be applied after the bending of the counter-contact element 18. To facilitate riveting, the mating contact element 18 also has a recess 18a. Furthermore, a cooling plate 21 can be integrally formed on the extension 19 of the counter-contact element 18. This serves to radiate heat when switching high currents.

In den Fig. 6 bis 8 ist in drei Ansichten eine weitere Ausführungsform der Kontaktanordnung gezeigt. Dabei ist das erste Gegenkontaktelement 22 in einem Täger 23 verankert. Ein rechtwinklig abgebogener Kontaktabschnitt 24 trägt den Kontaktniet 25. Das zweite Gegenkontaktelement 26 ist in rechten Winkel zum ersten Gegenkontaktelement 22 im Träger 23 verankert. Es besitzt eine Verlängerung 27, welche U-förmig von unten die nicht dargestellte Kontaktfeder umgreift und einen angeformten Kontaktabschnitt 28 besitzt, weicher mit dem Kontaktabschnitt 24 fluchtet. Dieser Kontaktabschnitt 28 besitzt einen Kontaktniet 29. Mit den beiden Kontaktnieten 25 und 29 bildet die nicht dargestellte Kontaktfeder einen Brückenkontakt. Am zweiten Gegenkontaktelement 26 ist außerdem ein Fortsatz 30 angeformt, welcher als. justierbarer Anschlag für die Kontaktfeder dient.6 to 8, another embodiment of the contact arrangement is shown in three views. The first counter-contact element 22 is anchored in a carrier 23. A contact section 24 bent at a right angle supports the contact rivet 25. The second mating contact element 26 is anchored in the carrier 23 at a right angle to the first mating contact element 22. It has an extension 27 which engages around the contact spring (not shown) in a U-shape from below and has a molded-on contact section 28 which is flush with the contact section 24. This contact section 28 has a contact rivet 29. With the two contact rivets 25 and 29, the contact spring (not shown) forms a bridge contact. On the second counter-contact element 26, an extension 30 is also formed, which as. adjustable stop for the contact spring.

Die Kontaktfeder kann entsprechend Fig. 1 L-förmig ausgebildet sein. Fig. 9 und 10 zeigen Weiterbildungen dieser Kontaktfeder. So besitzt die Kontaktfeder 31 gemäß Fig. 9 zwischen ihrem Befestigungsteil 31 a am Anker und ihrem Kontaktbrückenteil 31 b einen beiderseitigen Einschnitt 32, so daß die beiden Teile der Feder lediglich über einen Torsionssteg 33 verbunden sind. Dadurch kann sich die Kontaktfeder beim Schalten etwas verwinden, um Toleranzen bei den Gegenkontaktelementen bzw. den Kontaktabschnitten auszugleichen.The contact spring can be L-shaped according to FIG. 1. 9 and 10 show further developments of this contact spring. Thus, the contact spring 31 according to FIG. 9 has an incision 32 on both sides between its fastening part 31 a on the armature and its contact bridge part 31 b, so that the two parts of the spring are only connected via a torsion bar 33. As a result, the contact spring can twist somewhat when switching in order to compensate for tolerances in the mating contact elements or the contact sections.

Eine andere Ausführungsform der Kontaktfeder zeigt Fig. 10. Die dort dargestellte Kontaktfeder 34 besitzt eine Ausnehmung 35, die ebenfalls als Querschnittsverminderung dient und ein Verwinden der Feder zum Toleranzausgleich ermöglicht. Die Feder 34 ist dabei formstabiler als die Feder 31. Durch die trapezförmig nach innen verlaufenden Kanten 36 der Ausnehmung 35 kann die Federwirkung auf einen gewünschten optimalen Wert eingestellt werden.Another embodiment of the contact spring is shown in FIG. 10. The contact spring 34 shown there has a recess 35 which also serves to reduce the cross section and allows the spring to be twisted to compensate for tolerances. The spring 34 is more dimensionally stable than the spring 31. Due to the trapezoidal inward edges 36 of the recess 35, the spring action can be set to a desired optimal value.

Die Querschnittsverminderung bei den Federn nach Fig. 9 und 10 wirkt sich auch in keiner Weise auf die Stromführung aus, da im Gegensatz zu herkömmlichen Relais dieser Art die Kontaktfedern nur mit ihrem freien Ende den Strom als Brückenkontakt führt. Beim Schalten sehr hoher Ströme kann es auch zweckmäßig sein, die Kontaktfeder an ihrem freien Ende umzuknicken und damit den stromführenden Querschnitt zu verdoppeln.The reduction in cross-section in the springs according to FIGS. 9 and 10 also has no effect on the current supply, since, in contrast to conventional relays of this type, the contact springs only conduct the current as a bridge contact with their free end. It can also be useful when switching very high currents be to bend the contact spring at its free end and thus double the current-carrying cross-section.

Claims

1. An electro-magnetic relay with a coil (1) whose axis extends parallel to the base plate of the relay and has a core which at one end forms a pole face for an armature (6) mounted on a yoke edge (5), with an insulating carrier (7) connected to the coil body and having in the region of the coil flange (3) which faces towards the armature (6) two counter-contact elements (9,10: 9,13: 9,18: 22, 26) which extend at right angles to the base plane and are provided with connecting elements (9a, 10a), of which the first counter-contact element (9: 22) comprises a first contact section (9b; 24) and the second countercontact element (10; 13: 18; 26) comprises two sections (10, 12; 13, 15; 18, 20; 26, 28) arranged in parallel planes and offset relative to one another in that they are multiply bent at right angles, where that section which forms the free end of this second countercontact element is arranged in alignment with the first contact section (9b; 24) as a second contact section (12; 15; 20; 28), in a common plane, and a bridge contact spring (7; 17) attached to the armature (6) which, in its first switching poisition, bridges the first and second contact sections, characterised in that in a section (10: 13; 18: 26) directed towards the connecting element (10a), the second counter-contact element (10: 13; 18; 26) is arranged opposite the first contact section (9b; 24) such that, together with the latter, it encloses the bridge contact spring (7: 17), and in its second switching position the bridge contact spring contacts this section (10: 13; 18; 26), and that with its angled zone (10b: 14; 19; 27) the second counter-contact element (10; 13; 18; 26) intersects the plane of the bridge contact spring (7; 17).

2. A relay as claimed in Claim 1, characterised in that with its angled zone (10b) the second counter-contact element (10) embraces the free end of the bridge contact spring (7) in a U-formation.

3. A relay as claimed in Claim 1, whose bridge contact spring (17) contains a slot (16) at its free end, characterised in that the angled zone (14) of the second counter-contact element (13) extends through the slot (16).

4. A relay as claimed in Claim 1, characterised in that the second contact section (20) is offset in a direction at right angles to the base plane, in relation to the parallel section of the second counter-contact element (18), which is clamped in the carrier.

5. A relay as claimed in one of Claims 1 to 4, characterised in that an adjustable stop (30) for the contact spring forms an integral part of the second counter-contact element (26).

6. A relay as claimed in one of Claims 1 to 5. characterised in that the first counter-contact element (22) is secured in the carrier (23) at right angles to the second countercontact element (26) and is provided with a first contact section (24) bent at right angles.