EP1300866A1 - Snap action relay with bridging contacts - Google Patents
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- EP1300866A1 EP1300866A1 EP20020022486 EP02022486A EP1300866A1 EP 1300866 A1 EP1300866 A1 EP 1300866A1 EP 20020022486 EP20020022486 EP 20020022486 EP 02022486 A EP02022486 A EP 02022486A EP 1300866 A1 EP1300866 A1 EP 1300866A1
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- spring element
- spring
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H50/00—Details of electromagnetic relays
- H01H50/64—Driving arrangements between movable part of magnetic circuit and contact
- H01H50/68—Driving arrangements between movable part of magnetic circuit and contact with snap action
Definitions
- the invention relates to a relay, in particular a voltage higher than 12 Volt switching relay, preferably a relay for 42 volt electrical systems in Motor vehicles, comprising a housing, two penetrating the housing and over this protruding contact elements, one arranged in the housing Magnet coil, a pivoted in the housing and by means of the Magnetic coil movable armature, by means of which a contact bridge between a contact position electrically connecting the contact elements and one Interrupt position is movable.
- a relay in particular a voltage higher than 12 Volt switching relay, preferably a relay for 42 volt electrical systems in Motor vehicles, comprising a housing, two penetrating the housing and over this protruding contact elements, one arranged in the housing Magnet coil, a pivoted in the housing and by means of the Magnetic coil movable armature, by means of which a contact bridge between a contact position electrically connecting the contact elements and one Interrupt position is movable.
- the invention is therefore based on the object of creating a relay which voltages higher than 12 volts works reliably.
- the spring element is designed in this way is that when changing from one spring state to another the contact bridge moves with greater angular acceleration than it moves the anchor moves, so that the spring element serves, despite "slower” movement of the armature the contact bridge with greater angular acceleration from the contact position to the interrupt position or to be reversed.
- Lever mechanisms such as spring-loaded toggle mechanisms to realize that have two stable buckling states, for example.
- the spring states are due to shape states of the spring element are formed, in each of which by the anchor is transferred.
- the spring states can be such that a spring state is a stable shape state while the other spring state is on is unstable shape.
- the spring states are the same Ways are stable shape states of the spring element, which over a unstable intermediate state are separated.
- the anchor only needs to be designed so that when changing from one spring state to the other spring state the required Can apply force, but not so that it is in one of the spring states must exert a particularly high force to hold the same.
- the shape states can in principle be multidimensional bending states be, i.e. bending states of plate-like spring elements.
- a particularly simple solution provides for the shape states to be one-dimensional Bending states of the spring element are.
- the one-dimensional bending states can preferably be achieved by that the spring element is clamped between counter bearings and due to the clamping two different bending states as Let form states develop.
- the spring element is designed as a leaf spring element and the bending states by bending states of the leaf spring element.
- a preferred design of the relay provides that the spring element in the starting position of the armature, the contact bridge in the open position holds and that the spring element in the tightened position the anchor holds the contact bridge in the contact position.
- the bending states are preferably chosen so that the spring element bent away from the contact elements in a first bending state and is bent towards the contact elements in a second bending state is.
- the spring element be independent of To store anchors in the housing, for example clamped between abutments to store, and only act on the anchor on the spring element to move it back and forth between the spring states.
- the spring element is firmly connected to the anchor and is also stored by this in the housing.
- the spring element at least has a spring leg which is clamped between two abutments and is supported with it.
- a particularly favorable solution provides that the spring element on the one hand via the anchor as an abutment and on the other hand via a housing-fixed arranged abutment is supported.
- This option allows the spring element in the housing via the anchor to be stored and additionally supported on an abutment fixed to the housing, around the spring element the desired spring states to rent.
- the spring element has two spring legs arranged at a distance from one another, which extend from a contact bridge holder to an abutment and thus between the contact bridge holder and the abutment are clamped.
- a contact bridge holder between the spring legs connected actuating leg provided by the Anchor can be actuated.
- the actuating leg is fixed to the anchor and thus not only an actuation of the spring element via the actuating leg but takes place via the actuating leg Contact bridge holder over the pivotable mounting of the armature, so that ultimately over the actuating arm of the armature in turn as an abutment for the contact bridge holder works.
- the actuating leg has a flexible connection forms between the armature and the contact bridge holder and thus the spring element allows the contact bridge with greater angular acceleration to move as the anchor moves.
- the spring element preferably carries the contact bridge with the Contact bridge holder.
- the spring element with a the contact bridge retaining twistable element is provided, so that not the need exists that the spring element holding the contact bridge so exactly position that the contact bridge in the switch position with essentially the same force rests on the contact elements, as this is possible due to the twistable Element can be compensated.
- twistable element is a spring bar is.
- twistable Element is integrally formed on the spring element.
- connection of the connection elements with external lines were in connection with the previous explanation of the individual embodiments no details given.
- a particularly advantageous exemplary embodiment provides that the contact elements have projecting connector elements, and that each have a connection element with one of the connection counterparts a longitudinal axis of the same rotatable electrical connection.
- connection counterpart rotatable connection between the connection counterpart and the corresponding connection element the possibility was created of lines via the connection counterpart to compensate for the applied torsional forces, as there is a connection counterpart can rotate relative to the connector accordingly.
- connection elements can in principle be of any design.
- connection elements are cylindrical contact pins to the longitudinal axis.
- Such contact pins are particularly simple elements, on the one hand easy to make and on the other hand a simple connection with the Allow connection elements, especially if this should be rotatable.
- connection counterparts Have connection sleeves.
- connection sleeves could be connected directly to the contact pins.
- the connecting sleeves with Contact inserts are provided.
- the contact inserts it would be conceivable for the contact inserts to have individual projections to provide which has a favorable contact with the contact pins result.
- a particularly advantageous embodiment provides that the contact inserts are designed as contact cages which enclose the contact pins and thus for a favorable electrical contact for high currents between provide this and the connecting sleeves.
- a particularly favorable design of the contact cages provides that this Have contact blades so that over the contact blades, preferably are resilient and curved, good electrical contact can be achieved is.
- the electrical contact suitable for high currents can be particularly inexpensive then realize if the contact blades in the axial direction and in the azimuthal direction run around a central axis of the contact cage. Such one The course of the contact lamellae allows a particularly favorable nestling to reach the same on the contact pins.
- the contact blades preferably run at least in partial sections helical or curved around the central axis of the contact cage.
- connection housing For a quick connection between the contact pins and the connection counterparts To produce, it is preferably provided that the connection counterparts are arranged in a connection housing.
- a junction box is for example a housing made of an insulating material, preferably plastic.
- connection counterparts are rotatably arranged in the connection housing are, with several connection counterparts independently are rotatably arranged in the connection housing.
- the contact elements are often as Bracket made of flat material.
- the contact elements form free-standing contact bodies, which are preferably rise above a carrier body of the housing and, for example are shaped like columns.
- the contact bodies are expediently on the end face, preferably on provide the side opposite the carrier body with contact parts, which in turn then interact with the contact bridge to create an electrical conductive contact between the contact elements by means of the contact bridge manufacture.
- the contact parts are preferably made of silver or palladium-silver and applied to the contact elements by plating processes.
- a first embodiment of a relay according to the invention shown in Figures 1 to 4, comprises a part of a housing and as a whole with 10 designated support body, on which a lower Leg 12 of a yoke 14 designated as a whole rests.
- the magnetizable core 18 has one facing away from the lower leg 12 End face 20, which an armature 22 is arranged opposite, the armature 22 on a transverse to the lower leg 12 of the yoke 14 extending cross leg 24 of the yoke 14 pivotable about an axis 26 is stored.
- the armature 22 is pivotally mounted, as shown in FIG. 4, through a cutout 28 in the cross leg 24 of the yoke 14, the cutout 28 forms a support surface 30 facing the carrier body 10 which the armature 22 rests with a bearing web 32, the bearing web 32 between side walls 34a and 34b of the cutout 28 in the direction of the axis 26 is performed.
- the armature 22 thus comprises one of the end faces 20 of the magnetizable core 18 opposite anchor plate 36, to which the bearing web 32 connects and on a side of the bearing web opposite the anchor plate 36 32 an extension 38 on which a tension spring 40 with one end 42 attacks while an opposite end 44 of the tension spring 40 either is mounted on the carrier body 10 or on the lower leg 12 of the yoke 14.
- the armature 22 When the coil 16 is not energized, the armature 22 is in a starting position, in which the tension spring 40 has the tendency to move the armature 22 as far as possible from the Front 20 of the magnetizable core 18 to move away.
- This starting position is defined by a stop lug 46, which with a the cross arm 24 of the yoke 14 connected stop arm 48 is held.
- the stop lug 46 sits over the anchor plate 36 of the Anchor 22
- the extension 38 is wider than the cutout 28 so that the extension 38 with lugs 50a and 50b protruding laterally beyond the cutout 28 the cross leg 24 of the yoke 14 abuts.
- the anchor plate is also 36 wider than the cutout 28 and thus lies with projections 52a, b on the side of the bearing web 32 and thus also on the side of the cutout 28 the transverse leg 24 of the yoke 14 on the lugs 50a and 50b opposite Sides of the same.
- two contact elements 60 and 62 is provided, which have contact carrier bodies 64 and 66, which are column-like or cone-like over the support body 10 and on which Contact parts 68 and 70 are plated on the end face.
- the contact parts 68 and 70 are preferably made of silver or palladium-silver in the form of a Layer on an end face 72 or 74 facing away from the carrier body 10 Contact carrier body 64 and 66 applied.
- Support flanges 76 and 78 provided, which are preferably in the radial direction to a longitudinal axis 80 or 82 of the respective contact element 60 or 62 extend beyond the contact carrier bodies 64 and 66 and on a corresponding one Support surface of the support body 10 rest.
- the contact elements 60 and 62 penetrate with lugs 88 and 90 the carrier body 10, the lugs 88 and 90 by additional positive locking elements 92 and 94 on the carrier body 10, for example by caulking Claws that are anchored.
- Approaches 88 and 90 are then preferably coaxial with the Longitudinal axes 80 and 82 arranged contact pins 96 and 98.
- the contact elements 60 and 62 according to the invention are preferably as Turned parts formed so that the contact pins 96 and 98 and the contact carrier body 64 and 96 as well as the support flanges 76 and 78 and the approaches 88 and 90 are arranged coaxially to one another.
- a contact bridge designated as a whole with 100 is provided, which a contact bridge carrier 102 and mating contacts held thereon 104 and 106, which on the contact parts 68 and 70 in a switching position of the relay, shown in Fig. 2, can be applied and in an interrupted position are at a sufficient distance from them.
- the contact bridge carrier 102 is in turn with a spring element 110 connected, which with one of the contact bridge 100 facing front section 112 forms a contact bridge holder, on which the Web 108 attacks, the web 108 and the contact bridge carrier 102 preferably are integrally formed on the spring element 110 and these are formed from a leaf spring piece, for example punched out.
- the web 108 preferably forms a torsion spring element, which a Tilting the contact bridge carrier 102 about a transverse to the axis 26 and also has a tilt axis 114 running transversely to the contact bridge carrier 102, which lies between the mating contacts 104 and 106, so that in the contact position both mating contacts 104 and 106 to the corresponding contact parts 68 and 70 are applied even if the contact bridge holder 112 is not is aligned exactly parallel to the contact parts 68 and 70, in which case the Web 108 experiences a slight torsion.
- the spring element 110 also has two from the contact bridge holder 112 in the direction of the cross leg 124 extending spring legs 116 and 118, the ends 120 facing away from the contact bridge holder 112 and 122 on the side of the cutout 28 on the cross leg 28, for example Support in recordings 124 and 126.
- An actuating limb 130 also leads from the contact bridge holder 112 in the direction of the armature 22 and is preferably on the face 20 of the magnetizable core facing away from the armature plate 36 and is for example in the area of a connection point 132 either by a Riveted connection or a welded connection or a similar connection firmly connected to the anchor plate 36, the actuating leg 130 of the Spring element 110 between the connection point 132 and the Contact bridge holder 112 still forms a flexible portion 134 that it allows the contact bridge holder 112 to move from the position of the anchor plate 36 may have a different position.
- the two shape states of the spring element 110 now lead to the fact that when the unstable intermediate state passes through, the first form state suddenly changes to the second shape state or the second shape state suddenly in the first shape, with the appropriate preload the spring legs 116 and 118 faster than the anchor plate 36 emotional.
- the flexible section 134 of the actuating leg 130 serves Spring element 110 to the contact bridge holder 110 mobility to give relative to the anchor plate 36 to movements over one larger angular distance than the angular distance of the anchor plate 36 between the starting position and that lying against the end face 20 attracted position corresponds.
- the two shape states of the spring element 110 allow still further advantageously a contact distance in the open position reach the contact bridge 100 from the contact parts 68 and 70, which corresponds to a larger angular distance than the angular distance of Anchor plate 36 from the end face 20 in the starting position, so that by the two shape states of the spring element 110 in particular for Voltages in the 42 volt range have considerable advantages over conventional ones Relay designs can be reached.
- the contact elements are usually 60 and 62 connected to the supply lines by a screw connection.
- Connection counterpart 140 For receiving these contact pins there is one for each of the contact pins 96, 98 Connection counterpart 140 is provided, which has a connecting sleeve 142 and a contact cage 144 inserted into the connecting sleeve 142, which a connection that can withstand high currents between the connection sleeve 146 and the corresponding contact pin 96 or 98.
- the contact cage 144 is designed so that it has an upper plate carrier 146 and a lower plate carrier 148, between which there are extend at a distance from each other contact blades 150, the however not parallel to a central axis 152 of the connecting sleeve 142 and thus also of the connection counterpart 150, but also in the azimuthal direction around the central axis 152, for example helix-like, and in in this way also on an outside of the contact pins 96 or 98 can.
- the contact cage 144 is formed such that the lamella 150 between the disk carriers 146 and 148 in the direction of the central axis 152 are bent and thus a kind between the lamella supports 146 and 148 Have a bottle neck shape or hourglass shape with a radial constriction 154.
- the bend in the direction of the central axis 152 to form a constriction 154 and its course in the azimuthal direction becomes one with high current loadable connection between the connecting sleeve 142 and the respective contact pin 96 and 98 possible, which has the further advantage has that the connecting sleeve 142 despite current-carrying electrical connection with the respective contact pin 96 and 98 about the longitudinal axis 80 and 82 of the respective contact pin 96 or 98 is rotatable.
- connection sleeve 142 with a cable 160 for example by a crimp connection or a solder connection to the electrical conductors 162 of the cable 160, connected, so the connection between the Connection sleeve 142 and the respective contact pin 96 or 98 of the cable Compensate 160 outgoing torsional loads, namely that the Connection sleeve 142 around the respective longitudinal axis 80 or 82 of the corresponding contact pin 96 or 98 rotates.
- the connecting sleeve 142 can be the contact cage 144th receiving section 164 straightened or angled to with the section 166 connected to respective electrical conductors 162.
- connection counterparts 140 for the contact pins 96 or 98 for example arranged in a common housing 170, so are preferred both connection counterparts 140 in the housing 170 independently of one another held rotatable.
- connection sleeve 142 with a Projection 172 is provided, which engages in a groove 174 of the housing 170, while the entire connection sleeve 142 rotatable in a cylindrical Breakthrough 176 of the housing is held. So even when standing Housing 170 the respective connection sleeve 142 in this to the corresponding Longitudinal axis 80 or 82 of the corresponding contact pin 96 or Turn 98 and thus compensate for torsional loads on the part of the cable 160.
- connection counterpart 140 and the corresponding Contact pin 96 or 98 there is also the possibility of securing the electrical Connection between the connection counterpart 140 and the corresponding Contact pin 96 or 98, the housing 170 relative to the carrier body 10 as part of a housing of the relay, not shown overall, for example by a snap or snap connection or another connection to define and thereby a sliding of the respective connection counterpart To prevent 140 from the corresponding contact pin 96 and 98 without the torsional compensation between the connection counterpart 140 and to hinder the corresponding contact pin 96 or 98.
- the mating contacts 104 'and 106' are not at Contact bridge carrier 102 held directly, but on a carrier plate 103, which is connected to the contact bridge carrier 102.
- the carrier plate 103 extends over the mating contacts 104 'and 106 'and establishes an electrical connection between them.
- the counter contacts 104 'and 106' are preferably on the carrier plate 103 applied by plating.
- the counter contacts 104 "and 106" formed by a common plating 105 which is applied to the carrier plate 103 and over the entire Carrier plate 103 extends so that both the mating contact 104 "and the Mating contact 106 "can be formed by the continuous plating.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Relais, insbesondere ein höhere Spannungen als 12 Volt schaltendes Relais, vorzugsweise ein Relais für 42-Volt-Bordnetze in Kraftfahrzeugen, umfassend ein Gehäuse, zwei das Gehäuse durchsetzende und über dieses überstehende Kontaktelemente, eine im Gehäuse angeordnete Magnetspule, einen im Gehäuse schwenkbar gelagerten und mittels der Magnetspule bewegbaren Anker, mittels welchem eine Kontaktbrücke zwischen einer die Kontaktelemente elektrisch verbindenden Kontaktstellung und einer Unterbrechungsstellung bewegbar ist.The invention relates to a relay, in particular a voltage higher than 12 Volt switching relay, preferably a relay for 42 volt electrical systems in Motor vehicles, comprising a housing, two penetrating the housing and over this protruding contact elements, one arranged in the housing Magnet coil, a pivoted in the housing and by means of the Magnetic coil movable armature, by means of which a contact bridge between a contact position electrically connecting the contact elements and one Interrupt position is movable.
Derartige Relais sind aus dem Stand der Technik bekannt, wobei bei der konventionellen Bauweise der Relais stets das Problem der Ausbildung eines Lichtbogens bei Spannungen von mehr als 12 Volt, insbesondere bei 42-Volt-Bordnetzen, besteht.Such relays are known from the prior art, the conventional design of the relay always the problem of training a Arc at voltages of more than 12 volts, especially in 42-volt electrical systems, consists.
Insbesondere sind die bekannten Relais auch problematisch, wenn sie als Leistungsschalter eingesetzt sind, das heißt dazu dienen Ströme von mehr als 50 Ampere zu schalten.In particular, the known relays are also problematic when used as Circuit breakers are used, that is, currents of more than serve To switch 50 amps.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Relais zu schaffen, das bei höheren Spannungen als 12 Volt zuverlässig funktioniert. The invention is therefore based on the object of creating a relay which voltages higher than 12 volts works reliably.
Diese Aufgabe wird bei einem Relais der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch den Anker ein Sprungfederelement zwischen zwei Sprungfederzuständen bewegbar ist und daß das Sprungfederelement in einem Sprungfederzustand die Kontaktbrücke in der Kontaktstellung und im anderen Sprungfederzustand in der Unterbrechungsstellung hält.This object is achieved according to the invention in a relay of the type described in the introduction solved in that a spring element by the anchor is movable between two spring states and that the spring element in a spring state, the contact bridge in the contact position and in the other spring state in the interrupted position holds.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß durch das Sprungfederelement die Möglichkeit geschaffen ist, die Kontaktbrücke schnell über große Kontaktabstände hinweg zu bewegen und somit die Ausbildung eines Lichtbogens, insbesondere beim Übergang von der Kontaktstellung in die Unterbrechungsstellung, weitgehend zu unterdrücken.The advantage of the solution according to the invention can be seen in the fact that Spring element created the possibility of the contact bridge quickly to move across large contact distances and thus the training an arc, especially when changing from the contact position to the Interrupt position, largely suppress.
Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn das Sprungfederelement so ausgebildet ist, daß es beim Wechsel von einem Sprungfederzustand zum anderen die Kontaktbrücke mit größerer Winkelbeschleunigung bewegt, als sich dabei der Anker bewegt, so daß das Sprungfederelement dazu dient, trotz "langsamerer" Bewegung des Ankers die Kontaktbrücke mit größerer Winkelbeschleunigung von der Kontaktstellung in die Unterbrechungsstellung oder umgekehrt zu überführen.It is particularly advantageous if the spring element is designed in this way is that when changing from one spring state to another the contact bridge moves with greater angular acceleration than it moves the anchor moves, so that the spring element serves, despite "slower" movement of the armature the contact bridge with greater angular acceleration from the contact position to the interrupt position or to be reversed.
Hinsichtlich der Sprungfederzustände sind die unterschiedlichsten Möglichkeiten denkbar. There are many different options with regard to the spring conditions conceivable.
Eine Möglichkeit ist die, die Sprungfederelemente durch federbeaufschlagte Hebelmechanismen, beispielsweise federbeaufschlagte Kniehebelmechanismen zu realisieren, die beispielsweise zwei stabile Knickzustände aufweisen.One possibility is that of spring-loaded spring elements Lever mechanisms, such as spring-loaded toggle mechanisms to realize that have two stable buckling states, for example.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Sprungfederzustände durch Formzustände des Sprungfederelements gebildet sind, in welche dieses jeweils durch den Anker überführt wird.It is particularly advantageous if the spring states are due to shape states of the spring element are formed, in each of which by the anchor is transferred.
Die Sprungfederzustände können dabei so sein, daß ein Sprungfederzustand ein stabiler Formzustand ist, während der andere Sprungfederzustand ein instabiler Formzustand ist.The spring states can be such that a spring state is a stable shape state while the other spring state is on is unstable shape.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Sprungfederzustände in gleicher Weise stabile Formzustände des Sprungfederelements sind, die über einen instabilen Zwischenzustand voneinander getrennt sind.However, it is particularly advantageous if the spring states are the same Ways are stable shape states of the spring element, which over a unstable intermediate state are separated.
Somit muß der Anker lediglich so ausgebildet sein, daß er beim Wechsel von einem Sprungfederzustand zum anderen Sprungfederzustand die erforderliche Kraft aufbringen kann, jedoch nicht so, daß er in einem der Sprungfederzustände eine besonders hohe Kraft zum Halten desselben aufbringen muß.Thus, the anchor only needs to be designed so that when changing from one spring state to the other spring state the required Can apply force, but not so that it is in one of the spring states must exert a particularly high force to hold the same.
Die Formzustände können dabei grundsätzlich mehrdimensionale Biegezustände sein, also Biegezustände von tellerähnlichen Federelementen.The shape states can in principle be multidimensional bending states be, i.e. bending states of plate-like spring elements.
Eine besonders einfache Lösung sieht jedoch vor, daß die Formzustände eindimensionale Biegezustände des Sprungfederelements sind. A particularly simple solution, however, provides for the shape states to be one-dimensional Bending states of the spring element are.
Vorzugsweise lassen sich die eindimensionalen Biegezustände dadurch erreichen, daß das Sprungfederelement zwischen Gegenlagern eingespannt ist und aufgrund der Einspannung sich zwei unterschiedliche Biegezustände als Formzustände ausbilden lassen.The one-dimensional bending states can preferably be achieved by that the spring element is clamped between counter bearings and due to the clamping two different bending states as Let form states develop.
Eine besonders einfache Lösung sieht dabei vor, daß das Sprungfederelement als Blattfederelement ausgebildet ist und die Biegezustände durch Biegezustände des Blattfederelements sind.A particularly simple solution provides that the spring element is designed as a leaf spring element and the bending states by bending states of the leaf spring element.
Eine bevorzugte Bauform des Relais sieht vor, daß das Sprungfederelement in der Ausgangsstellung des Ankers die Kontaktbrücke in der Unterbrechungsstellung hält und daß das Sprungfederelement in der angezogenen Stellung der Ankers die Kontaktbrücke in der Kontaktstellung hält.A preferred design of the relay provides that the spring element in the starting position of the armature, the contact bridge in the open position holds and that the spring element in the tightened position the anchor holds the contact bridge in the contact position.
Die Biegezustände sind dabei vorzugsweise so gewählt, daß das Sprungfederelement in einem ersten Biegezustand von den Kontaktelementen weggebogen ist und in einem zweiten Biegezustand zu den Kontaktelementen hingebogen ist.The bending states are preferably chosen so that the spring element bent away from the contact elements in a first bending state and is bent towards the contact elements in a second bending state is.
Hinsichtlich der Lagerung des Sprungfederelements in dem Gehäuse sind die unterschiedlichsten Möglichkeiten denkbar.With regard to the storage of the spring element in the housing different possibilities conceivable.
So wäre es beispielsweise denkbar, das Sprungfederelement unabhängig vom Anker in dem Gehäuse zu lagern, beispielsweise zwischen Widerlagern eingespannt zu lagern, und lediglich den Anker auf das Sprungfederelement wirken zu lassen, um dieses zwischen den Sprungfederzuständen hin- und herzubewegen.It would be conceivable, for example, that the spring element be independent of To store anchors in the housing, for example clamped between abutments to store, and only act on the anchor on the spring element to move it back and forth between the spring states.
Eine konstruktiv besonders einfache Lösung sieht jedoch vor, daß das Sprungfederelement über den Anker im Gehäuse gelagert ist.A structurally particularly simple solution, however, provides that the Spring element is mounted on the anchor in the housing.
Im einfachsten Fall ist dabei das Sprungfederelement fest mit dem Anker verbunden und wird auch durch diesen im Gehäuse gelagert.In the simplest case, the spring element is firmly connected to the anchor and is also stored by this in the housing.
Um das Sprungfederelement zur Ausbildung der zwei Formstände spannen zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, daß das Sprungfederelement mindestens einen Federschenkel aufweist, der zwischen zwei Widerlagern eingespannt und damit abgestützt ist.Tension around the spring element to form the two mold stands can, it is preferably provided that the spring element at least has a spring leg which is clamped between two abutments and is supported with it.
Eine besonders günstige Lösung sieht dabei vor, daß das Sprungfederelement einerseits über den Anker als Widerlager und andererseits über ein gehäusefest angeordnetes Widerlager abgestützt ist.A particularly favorable solution provides that the spring element on the one hand via the anchor as an abutment and on the other hand via a housing-fixed arranged abutment is supported.
Diese Möglichkeit erlaubt es, über den Anker das Sprungfederelement im Gehäuse zu lagern und zusätzlich noch an einem gehäusefesten Widerlager abzustützen, um dem Sprungfederelement die gewünschten Sprungfederzustände zu verleihen.This option allows the spring element in the housing via the anchor to be stored and additionally supported on an abutment fixed to the housing, around the spring element the desired spring states to rent.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß das Widerlager auf einer der Kontaktbrücke abgewandten Seite liegt. It is preferably provided that the abutment on one of the contact bridge opposite side.
Eine besonders vorteilhafte konstruktive Lösung sieht vor, daß das Sprungfederelement zwei im Abstand voneinander angeordnete Federschenkel aufweist, die sich von einem Kontaktbrückenhalter bis zu einem Widerlager erstrecken und somit zwischen dem Kontaktbrückenhalter und dem Widerlager eingespannt sind.A particularly advantageous constructive solution provides that the spring element has two spring legs arranged at a distance from one another, which extend from a contact bridge holder to an abutment and thus between the contact bridge holder and the abutment are clamped.
Vorzugsweise ist dabei zwischen den Federschenkeln ein mit dem Kontaktbrückenhalter verbundener Betätigungsschenkel vorgesehen, der durch den Anker betätigbar ist.Preferably there is a contact bridge holder between the spring legs connected actuating leg provided by the Anchor can be actuated.
In dem Fall, daß das Sprungfederelement über den Anker gelagert ist, ist dabei vorgesehen, daß der Betätigungsschenkel an dem Anker fixiert ist und somit über den Betätigungsschenkel nicht nur ein Betätigen des Sprungfederelements erfolgt sondern über den Betätigungsschenkel ein Festlegen des Kontaktbrückenhalters über die schwenkbare Lagerung des Ankers, so daß letztlich über den Betätigungsschenkel der Anker wiederum als Widerlager für den Kontaktbrückenhalter wirkt.In the event that the spring element is mounted on the anchor, is provided that the actuating leg is fixed to the anchor and thus not only an actuation of the spring element via the actuating leg but takes place via the actuating leg Contact bridge holder over the pivotable mounting of the armature, so that ultimately over the actuating arm of the armature in turn as an abutment for the contact bridge holder works.
Um zu verhindern, daß über den Betätigungsschenkel die Bewegung des Kontaktbrückenhalters starr mit der Bewegung des Ankers gekoppelt ist, ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Betätigungsschenkel eine flexible Verbindung zwischen dem Anker und dem Kontaktbrückenhalter bildet und somit dem Sprungfederelement erlaubt, die Kontaktbrücke mit größerer Winkelbeschleunigung zu bewegen, als sich der Anker bewegt. To prevent the movement of the Contact bridge holder is rigidly coupled to the movement of the armature preferably provided that the actuating leg has a flexible connection forms between the armature and the contact bridge holder and thus the spring element allows the contact bridge with greater angular acceleration to move as the anchor moves.
Beispielsweise wäre es denkbar, die Kontaktbrücke separat vom Sprungfederelement zu führen oder zu lagern.For example, it would be conceivable to separate the contact bridge from the spring element to lead or store.
Besonders einfach ist jedoch eine konstruktive Lösung, bei welcher das Sprungfederelement die Kontaktbrücke trägt.However, a constructive solution is particularly simple, in which that Spring element carries the contact bridge.
Vorzugsweise trägt dabei das Sprungfederelement die Kontaktbrücke mit dem Kontaktbrückenhalter.The spring element preferably carries the contact bridge with the Contact bridge holder.
Um der Kontaktbrücke die Möglichkeit zu geben, sich in der Schaltstellung mit möglichst gleicher Kraft an die Kontaktelemente anzulegen, ist vorzugsweise vorgesehen, daß das Sprungfederelement mit einem die Kontaktbrücke haltenden tordierbaren Element versehen ist, so daß nicht die Notwendigkeit besteht, das die Kontaktbrücke haltende Sprungfederelement derart exakt zu positionieren, daß die Kontaktbrücke in der Schaltstellung mit im wesentlichen gleicher Kraft auf den Kontaktelementen aufliegt, da dies durch das tordierbare Element ausgeglichen werden kann.In order to give the contact bridge the opportunity to be in the switch position with Applying the same possible force to the contact elements is preferred provided that the spring element with a the contact bridge retaining twistable element is provided, so that not the need exists that the spring element holding the contact bridge so exactly position that the contact bridge in the switch position with essentially the same force rests on the contact elements, as this is possible due to the twistable Element can be compensated.
Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, daß das tordierbare Element ein Federsteg ist.It is preferably provided that the twistable element is a spring bar is.
Eine konstruktiv besonders einfache Lösung sieht dabei vor, daß das tordierbare Element einstückig an das Sprungfederelement angeformt ist. A structurally particularly simple solution provides that the twistable Element is integrally formed on the spring element.
Eine konstruktiv besonders einfache und daher kostengünstige Lösung sieht ferner vor, daß an das tordierbare Element ein Kontaktbrückenträger einstückig angeformt ist, welcher dann die Gegenkontakte hält und vorzugsweise gleichzeitig eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Gegenkontakten herstellt.A structurally particularly simple and therefore inexpensive solution further before that a contact bridge support in one piece to the twistable element is molded, which then holds the counter contacts and preferably at the same time an electrically conductive connection between the mating contacts manufactures.
Hinsichtlich der Verbindung der Anschlußelemente mit äußeren Leitungen wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der einzelnen Ausführungsbeispiele keine näheren Angaben gemacht.With regard to the connection of the connection elements with external lines were in connection with the previous explanation of the individual embodiments no details given.
So sieht ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß die Kontaktelemente über das Gehäuse überstehende Anschlußelemente aufweisen, und daß jeweils ein Anschlußelement mit einem der Anschlußgegenstücke eine um eine Längsachse desselben drehbare elektrische Verbindung bildet.A particularly advantageous exemplary embodiment provides that the contact elements have projecting connector elements, and that each have a connection element with one of the connection counterparts a longitudinal axis of the same rotatable electrical connection.
Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, daß durch die drehbare Verbindung zwischen dem Anschlußgegenstück und dem entsprechenden Anschlußelement die Möglichkeit geschaffen wurde, von Leitungen über das Anschlußgegenstück aufgebrachte Torsionskräfte zu kompensieren, da sich das Anschlußgegenstück relativ zum Anschlußelement entsprechend drehen kann.The advantage of this solution is the fact that the rotatable connection between the connection counterpart and the corresponding connection element the possibility was created of lines via the connection counterpart to compensate for the applied torsional forces, as there is a connection counterpart can rotate relative to the connector accordingly.
Im Gegensatz dazu wurden bei den bislang bekannten Relais, insbesondere wenn es sich um Leistungsschalter handelt, stets die Kontaktelemente mit den Zuleitungen über eine Schraubverbindung verbunden, so daß die Kontaktelemente so ausgebildet sein mußten, daß sie über Zuleitungen aufgebrachten Torsionselementen Stand hielten. In contrast, the relays known to date, in particular when it comes to circuit breakers, always the contact elements with the Supply lines connected via a screw connection, so that the contact elements had to be designed in such a way that they were applied via supply lines Torsion elements withstood.
Die Anschlußelemente können grundsätzlich beliebig ausgebildet sein.The connection elements can in principle be of any design.
Eine besonders einfache Variante der Anschlußelemente sieht vor, daß diese zur Längsachse kreiszylindrische Kontaktstifte sind.A particularly simple variant of the connection elements provides that these are cylindrical contact pins to the longitudinal axis.
Derartige Kontaktstifte sind besonders einfache Elemente, die sich einerseits einfach herstellen lassen und andererseits eine einfache Verbindung mit den Anschlußelemente, insbesondere wenn diese drehbar sein soll, erlauben.Such contact pins are particularly simple elements, on the one hand easy to make and on the other hand a simple connection with the Allow connection elements, especially if this should be rotatable.
Hinsichtlich der Ausbildung der Anschlußgegenstücke wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, daß die Anschlußgegenstücke Anschlußhülsen aufweisen.With regard to the design of the connection counterparts, none have so far details given. An advantageous solution provides that the connection counterparts Have connection sleeves.
Grundsätzlich wären diese Anschlußhülsen direkt mit den Kontaktstiften verbindbar.Basically, these connection sleeves could be connected directly to the contact pins.
Bei als Leistungsschaltern ausgebildeten Relais besteht jedoch die Notwendigkeit, einen möglichst geringen Kontaktwiderstand zu erzeugen.With relays designed as circuit breakers, however, there is a need to to generate the lowest possible contact resistance.
Aus diesem Grund ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Anschlußhülsen mit Kontakteinsätzen versehen sind.For this reason, it is preferably provided that the connecting sleeves with Contact inserts are provided.
Diese Kontakteinsätze können in unterschiedlichster Art und Weise ausgebildet sein. These contact inserts can be designed in a wide variety of ways his.
Beispielsweise wäre es denkbar, die Kontakteinsätze mit einzelnen Vorsprüngen zu versehen, welche einen günstigen Kontakt mit den Kontaktstiften ergeben.For example, it would be conceivable for the contact inserts to have individual projections to provide which has a favorable contact with the contact pins result.
Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß die Kontakteinsätze als Kontaktkäfige ausgebildet sind, welche die Kontaktstifte umschließen und somit für einen für hohe Ströme günstigen elektrischen Kontakt zwischen diesen und den Anschlußhülsen sorgen.A particularly advantageous embodiment provides that the contact inserts are designed as contact cages which enclose the contact pins and thus for a favorable electrical contact for high currents between provide this and the connecting sleeves.
Eine besonders günstige Ausbildung der Kontaktkäfige sieht vor, daß diese Kontaktlamellen aufweisen, so daß über die Kontaktlamellen, die vorzugsweise federnd und gebogen ausgebildet sind, ein guter elektrischer Kontakt erreichbar ist.A particularly favorable design of the contact cages provides that this Have contact blades so that over the contact blades, preferably are resilient and curved, good electrical contact can be achieved is.
Der für hohe Ströme geeignete elektrische Kontakt läßt sich besonders günstig dann realisieren, wenn die Kontaktlamellen in Axialrichtung und in Azimutalrichtung um eine Mittelachse des Kontaktkäfigs herum verlaufen. Ein derartiger Verlauf der Kontaktlamellen erlaubt es, ein besonders günstiges Anschmiegen derselben an die Kontaktstifte zu erreichen.The electrical contact suitable for high currents can be particularly inexpensive then realize if the contact blades in the axial direction and in the azimuthal direction run around a central axis of the contact cage. Such one The course of the contact lamellae allows a particularly favorable nestling to reach the same on the contact pins.
Vorzugsweise verlaufen dabei die Kontaktlamellen zumindest in Teilabschnitten helixähnlich oder geschwungen um die Mittelachse des Kontaktkäfigs herum. The contact blades preferably run at least in partial sections helical or curved around the central axis of the contact cage.
Um eine schnelle Verbindung zwischen den Kontaktstiften und den Anschlußgegenstücken herzustellen, ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Anschlußgegenstücke in einem Anschlußgehäuse angeordnet sind. Ein derartiges Anschlußgehäuse ist beispielsweise ein Gehäuse aus einem isolierenden Material, vorzugsweise Kunststoff.For a quick connection between the contact pins and the connection counterparts To produce, it is preferably provided that the connection counterparts are arranged in a connection housing. Such a junction box is for example a housing made of an insulating material, preferably plastic.
Um dabei die Drehbarkeit der Anschlußgegenstücke zu gewährleisten, ist vorgesehen, daß die Anschlußgegenstücke in dem Anschlußgehäuse drehbar angeordnet sind, wobei mehrere Anschlußgegenstücke unabhängig voneinander drehbar in dem Anschlußgehäuse angeordnet sind.In order to ensure the rotatability of the connection counterparts, it is provided that that the connection counterparts are rotatably arranged in the connection housing are, with several connection counterparts independently are rotatably arranged in the connection housing.
Hinsichtlich der Ausbildung der Kontaktelemente innerhalb des Gehäuses wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.With regard to the formation of the contact elements within the housing no further details have so far been given.
Bei den bislang bekannten Lösungen sind die Kontaktelemente vielfach als Winkel aus Flachmaterial ausgebildet.In the previously known solutions, the contact elements are often as Bracket made of flat material.
Erfindungsgemäß sieht jedoch eine konstruktiv besonders einfache Lösung vor, daß die Kontaktelemente freistehende Kontaktkörper bilden, die sich vorzugsweise über einen Trägerkörper des Gehäuses erheben und beispielsweise säulenähnlich geformt sind.According to the invention, however, a structurally particularly simple solution provides that the contact elements form free-standing contact bodies, which are preferably rise above a carrier body of the housing and, for example are shaped like columns.
Zweckmäßigerweise sind dabei die Kontaktkörper stirnseitig, vorzugsweise an den dem Trägerkörper gegenüberliegenden Seite mit Kontaktteilen versehen, die ihrerseits dann mit der Kontaktbrücke wechselwirken, um einen elektrisch leitenden Kontakt zwischen den Kontaktelementen mittels der Kontaktbrücke herzustellen. The contact bodies are expediently on the end face, preferably on provide the side opposite the carrier body with contact parts, which in turn then interact with the contact bridge to create an electrical conductive contact between the contact elements by means of the contact bridge manufacture.
Unabhängig von der Art der Kontaktelemente wurden bislang bei Leistungsschaltern stets auf die Kontaktelemente aufgenietete Kontaktteile verwendet.Regardless of the type of contact elements used for circuit breakers always used on the contact elements riveted contact parts.
Erfindungsgemäß hat es sich jedoch als konstruktiv besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Kontaktelemente mit aufplattierten Kontaktteilen versehen sind.According to the invention, however, it has proven to be particularly advantageous in terms of design proven if the contact elements are provided with plated contact parts are.
Derartige aufplattierte Kontaktteile stellen einen erheblichen Fertigungs- und Kostenvorteil dar.Such plated contact parts represent a considerable manufacturing and Cost advantage.
Vorzugsweise sind dabei die Kontaktteile aus Silber oder Palladium-Silber hergestellt und durch Aufplattierverfahren auf die Kontaktelemente aufgebracht.The contact parts are preferably made of silver or palladium-silver and applied to the contact elements by plating processes.
Weitere Merkmale und Vorteil der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.Further features and advantages of the invention are the subject of the following Description and the graphic representation of an embodiment.
In der Zeichnung zeigen:
- Fig. 1
- ein teilweise im Schnitt dargestelltes erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Relais mit in Unterbrechungsstellung stehender Kontaktbrücke;
- Fig. 2
- eine Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels, ähnlich Fig. 1 mit in Kontaktstellung stehender Kontaktbrücke;
- Fig. 3
- eine Ansicht in Richtung des Pfeils A in Fig. 1;
- Fig. 4
- eine Draufsicht in Richtung des Pfeils B in Fig. 1;
- Fig. 5
- eine Darstellung einer Verbindung zwischen einem Kontaktelement und einem externen Anschluß mit einem erfindungsgemäßen Anschlußgegenstück beim ersten Ausführungsbeispiel;
- Fig. 6
- eine Darstellung ähnlich Fig. 3 eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Relais;
- Fig. 7
- eine Darstellung ähnlich Fig. 4 des zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Relais und
- Fig. 8
- eine Darstellung ähnlich Fig. 3 eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Relais.
- Fig. 1
- a partially shown in section first embodiment of a relay according to the invention with an open contact bridge;
- Fig. 2
- a representation of the first embodiment, similar to Figure 1 with the contact bridge in the contact position.
- Fig. 3
- a view in the direction of arrow A in Fig. 1;
- Fig. 4
- a plan view in the direction of arrow B in Fig. 1;
- Fig. 5
- a representation of a connection between a contact element and an external connection with a connection counterpart according to the invention in the first embodiment;
- Fig. 6
- a representation similar to Figure 3 of a second embodiment of a relay according to the invention.
- Fig. 7
- a representation similar to FIG. 4 of the second embodiment of the relay according to the invention and
- Fig. 8
- a representation similar to FIG. 3 of a third embodiment of a relay according to the invention.
Ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Relais, dargestellt in
den Figuren 1 bis 4, umfaßt einen einen Teil eines Gehäuses darstellenden und
als Ganzes mit 10 bezeichneten Trägerkörper, auf welchem ein unterer
Schenkel 12 eines als Ganzes mit 14 bezeichneten Jochs aufliegt.A first embodiment of a relay according to the invention, shown in
Figures 1 to 4, comprises a part of a housing and
as a whole with 10 designated support body, on which a
Auf einer dem Trägerkörper 10 gegenüberliegenden Seite des unteren
Schenkels 12 sitzt eine mit 16 bezeichnete Magnetspule, welche einen mit dem
unteren Schenkel 12 des Jochs 14 verbundenen magnetisierbaren Kern 18
umschließt.On a side of the lower side opposite the
Der magnetisierbare Kern 18 weist eine dem unteren Schenkel 12 abgewandte
Stirnseite 20 auf, welcher ein Anker 22 gegenüberliegend angeordnet ist,
wobei der Anker 22 an einem quer zum unteren Schenkel 12 des Jochs 14
verlaufenden Querschenkel 24 des Jochs 14 um eine Achse 26 schwenkbar
gelagert ist.The
Die schwenkbare Lagerung des Ankers 22 erfolgt, wie in Fig. 4 dargestellt,
durch einen Ausschnitt 28 im Querschenkel 24 des Jochs 14, wobei der Ausschnitt
28 eine dem Trägerkörper 10 zugewandte Auflagefläche 30 bildet, auf
welcher der Anker 22 mit einem Lagersteg 32 aufliegt, wobei der Lagersteg 32
zwischen Seitenwänden 34a und 34b des Ausschnitts 28 in Richtung der Achse
26 geführt ist.The
Der Anker 22 umfaßt somit eine der Stirnseite 20 des magnetisierbaren Kerns
18 gegenüberliegende Ankerplatte 36, an welche sich der Lagersteg 32 anschließt
und auf einer der Ankerplatte 36 gegenüberliegenden Seite des Lagerstegs
32 einen Fortsatz 38, an welchem eine Zugfeder 40 mit einem Ende 42
angreift, während ein gegenüberliegendes Ende 44 der Zugfeder 40 entweder
am Trägerkörper 10 oder am unteren Schenkel 12 des Jochs 14 gelagert ist.The
Bei nicht bestromter Spule 16 steht der Anker 22 in einer Ausgangsstellung, in
welcher die Zugfeder 40 die Tendenz hat, den Anker 22 möglichst weit von der
Stirnseite 20 des magnetisierbaren Kerns 18 weg zu bewegen. Diese Ausgangsstellung
ist festgelegt durch eine Anschlagnase 46, welche an einem mit
dem Querschenkel 24 des Jochs 14 verbundenen Anschlagarm 48 gehalten ist.When the
Vorzugsweise sitzt dabei die Anschlagnase 46 über der Ankerplatte 36 des
Ankers 22.Preferably, the
Zur unverschieblichen Lagerung des Ankers 22 quer zur Achse 26 ist einerseits
der Fortsatz 38 breiter als der Ausschnitt 28 ausgeführt, so daß der Fortsatz
38 mit seitlich über den Ausschnitt 28 überstehenden Nasen 50a und 50b an
dem Querschenkel 24 des Jochs 14 anliegt. Außerdem ist auch die Ankerplatte
36 breiter als der Ausschnitt 28 ausgeführt und liegt somit mit Vorsprüngen
52a, b seitlich des Lagerstegs 32 und somit auch seitlich des Ausschnitts 28 an
dem Querschenkel 24 des Jochs 14 auf den Nasen 50a bzw. 50b gegenüberliegenden
Seiten desselben an.For the immovable mounting of the
Auf der Trägerplatte 10 sind vorzugsweise auf einer dem Querschenkel 24
gegenüberliegenden Seite der Magnetspule 16 zwei Kontaktelemente 60 und
62 vorgesehen, welche Kontaktträgerkörper 64 und 66 aufweisen, die sich
säulen- oder zapfenähnlich über dem Trägerkörper 10 erheben und auf welche
stirnseitig Kontaktteile 68 bzw. 70 aufplattiert sind. Die Kontaktteile 68 und 70
sind dabei vorzugsweise aus Silber oder Palladium-Silber in Form von einer
Schicht auf eine dem Trägerkörper 10 abgewandte Stirnseite 72 bzw. 74 der
Kontaktträgerkörper 64 und 66 aufgetragen.On the
Zur sicheren Verankerung der Kontaktelemente 60 und 62 sind diese mit
Stützflanschen 76 und 78 versehen, die sich vorzugsweise in radialer Richtung
zu einer Längsachse 80 bzw. 82 des jeweiligen Kontaktelements 60 bzw. 62
über die Kontaktträgerkörper 64 und 66 hinaus erstrecken und auf einer entsprechenden
Stützfläche des Trägerkörpers 10 aufliegen.To securely anchor the
Ferner durchsetzen die Kontaktelemente 60 und 62 mit Ansätzen 88 und 90
den Trägerkörper 10, wobei die Ansätze 88 und 90 durch zusätzliche Formschlußelemente
92 und 94 am Trägerkörper 10, beispielsweise durch verstemmte
Krallen, verankert sind.Furthermore, the
An die Ansätze 88 und 90 schließen sich dann vorzugsweise koaxial zu den Längsachsen 80 und 82 angeordnete Kontaktstifte 96 und 98 an. Approaches 88 and 90 are then preferably coaxial with the Longitudinal axes 80 and 82 arranged contact pins 96 and 98.
Vorzugsweise sind die erfindungsgemäßen Kontaktelemente 60 und 62 als
Drehteile ausgebildet, so daß die Kontaktstifte 96 und 98 und die Kontaktträgerkörper
64 und 96 sowie auch die Stützflansche 76 und 78 sowie die Ansätze
88 und 90 koaxial zueinander angeordnet sind.The
Um nun eine elektrische Verbindung zwischen den Kontaktelementen 60 und
62, insbesondere den Kontaktteilen 68 und 70 derselben herstellen zu können,
ist eine als Ganzes mit 100 bezeichnete Kontaktbrücke vorgesehen, welche
einen Kontaktbrückenträger 102 sowie an diesem gehaltene Gegenkontakte
104 und 106 aufweist, die an den Kontaktteilen 68 bzw. 70 in einer Schaltstellung
des Relais, dargestellt in Fig. 2, anlegbar sind und in einer Unterbrechungsstellung
in ausreichend großem Abstand von diesen stehen.To now establish an electrical connection between the
Der Kontaktbrückenträger 102 ist nun seinerseits mit einem Sprungfederelement
110 verbunden, welches mit einem der Kontaktbrücke 100 zugewandten
vorderen Abschnitt 112 einen Kontaktbrückenhalter bildet, an welchem der
Steg 108 angreift, wobei der Steg 108 und der Kontaktbrückenträger 102 vorzugsweise
einstückig an das Sprungfederelement 110 angeformt sind und
diese aus einem Blattfederstück geformt, beispielsweise ausgestanzt, sind.The
Der Steg 108 bildet dabei vorzugsweise ein Torsionsfederelement, welches ein
Verkippen des Kontaktbrückenträgers 102 um eine quer zur Achse 26 und
auch quer zum Kontaktbrückenträger 102 verlaufende Kippachse 114 aufweist,
die zwischen den Gegenkontakten 104 und 106 liegt, so daß in der Kontaktstellung
beide Gegenkontakte 104 und 106 an die entsprechenden Kontaktteile
68 und 70 angelegt werden, selbst wenn der Kontaktbrückenhalter 112 nicht
genau parallel zu den Kontaktteilen 68 und 70 ausgerichtet ist, wobei dann der
Steg 108 eine geringfügige Torsion erfährt. The
Das Sprungfederelement 110 weist ferner zwei sich vom Kontaktbrückenhalter
112 in Richtung des Querschenkels 124 erstreckende Federschenkel 116 und
118 auf, die mit ihren dem Kontaktbrückenhalter 112 abgewandten Enden 120
und 122 sich seitlich des Ausschnitts 28 an dem Querschenkel 28 beispielsweise
in Aufnahmen 124 und 126 abstützen.The
Ferner führt vom Kontaktbrückenhalter 112 noch ein Betätigungsschenkel 130
in Richtung des Ankers 22 und liegt vorzugsweise auf der der Stirnseite 20 des
magnetisierbaren Kerns abgewandten Seite der Ankerplatte 36 auf und ist beispielsweise
im Bereich einer Verbindungsstelle 132 entweder durch eine
Nietverbindung oder eine Schweißverbindung oder eine ähnliche Verbindung
mit der Ankerplatte 36 fest verbunden, wobei der Betätigungsschenkel 130 des
Sprungfederelements 110 zwischen der Verbindungsstelle 132 und dem
Kontaktbrückenhalter 112 noch einen flexiblen Abschnitt 134 bildet, der es
erlaubt, daß der Kontaktbrückenhalter 112 eine von der Stellung der Ankerplatte
36 abweichende Position aufweisen kann.An
Durch die Fixierung der Ankerplatte 36 quer zur Achse 26 relativ zum Querschenkel
24 ist es möglich, über die schwenkbare Lagerung des Ankers 22 und
den fest mit der Ankerplatte 36 verbundenen Betätigungsschenkel 130 den
Kontaktbrückenhalter 112 in einem Abstand von den Aufnahmen 124 und 126
zu halten, der geringer ist als die Länge der Federschenkel 116 und 118. Das
führt dazu, daß die Federschenkel 116 und 118 das Bestreben haben, sich in
Längsrichtung durchzubiegen, woraus zwei stabile Formzustände resultieren,
nämlich die in Fig. 1 dargestellte, von den Kontaktteilen 68 und 70 weggebogene
Stellung oder die in Fig. 2 dargestellte, zu den Kontaktteilen 68 und 80
hingebogene Stellung. By fixing the
Diese unterschiedlichen Formzustände lassen sich durch Bewegen der Ankerplatte
36 um die Achse 26 herbeiführen.These different shapes can be achieved by moving the
Ist die Ankerplatte 36 in ihrer Ausgangsstellung, das heißt durch die Zugfeder
40 an der Anschlagnase 46 angelegt, wobei die Ankerplatte 36 mit dem auf
dieser aufliegenden Betätigungsschenkel 130 an der Anschlagnase 46 anliegt,
so sind die Federschenkel 116 und 118 in ihrer von den Kontaktteilen 68 weggebogenen
Stellung und somit das gesamte Sprungfederelement 110 ebenfalls
in dem ersten, von den Kontaktteilen 68 und 70 weggebogenen ersten Formzustand.Is the
Wird jedoch durch Bestromen der Spule 16 die Ankerplatte 36 gegen die Stirnseite
20 des magnetisierbaren Kerns 18 in die angezogene Stellung gezogen,
so gehen die Federschenkel 116 und 118 aus ihrer zunächst von den Kontaktteilen
68 weggebogenen Stellung in einen instabilen Zustand über und dann in,
die in Fig. 2 dargestellte, in Richtung auf die Kontaktteile 68 gebogene
Stellung, so daß auch das ganze Sprungfederelement 110 in seinem zweiten
Formzustand steht, in welchem dieses in Richtung der Kontaktteile 68 gebogen
ist.However, by energizing the
In dem zweiten Formzustand des Sprungfederelements hält dieses somit die
Kontaktbrücke 100 in der Kontaktstellung und legt dabei insbesondere die
Gegenkontakte 104 und 106 mit dem nötigen Kontaktdruck an den Kontaktteilen
68 und 70 an, während in dem ersten Formzustand die Kontaktbrücke
100 in ihrer Unterbrechungsstellung, dargestellt in Fig. 1, steht.In the second shape state of the spring element, this thus holds the
Die beiden Formzustände des Sprungfederelements 110 führen nun dazu, daß
sich bei Durchlaufen des instabilen Zwischenzustandes der erste Formzustand
plötzlich in den zweiten Formzustand ändert oder der zweite Formzustand
plötzlich in den ersten Formzustand, und zwar bei entsprechender Vorspannung
der Federschenkel 116 und 118 schneller als sich die Ankerplatte 36
bewegt.The two shape states of the
Dabei dient der flexible Abschnitt 134 des Betätigungsschenkels 130 des
Sprungfederelements 110 dazu, dem Kontaktbrückenhalter 110 eine Bewegbarkeit
relativ zur Ankerplatte 36 zu verleihen, um Bewegungen über einen
größeren Winkelabstand auszuführen, als er dem Winkelabstand der Ankerplatte
36 zwischen der Ausgangsstellung und der an der Stirnseite 20 anliegenden
angezogenen Stellung entspricht.The
Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, den Übergang der Kontaktbrücke 100
von der Unterbrechungsstellung in die Kontaktstellung oder - noch wichtiger -
von der Kontaktstellung in die Unterbrechungsstellung möglichst rasch durchzuführen
und insbesondere in der Unterbrechungsstellung einen möglichst
großen Kontaktabstand zwischen den Gegenkontakten 104 und 106 und den
Kontaktteilen 68 und 70 möglichst rasch zu erreichen, was insbesondere beim
Schalten großer Leistungen bei 42 Volt Spannung erforderlich ist, um ein möglichst
rasches Abreißen des sich beim Öffnen des Kontaktes ausbildenden
Lichtbogens zu erreichen.This creates the possibility of transitioning the
Ferner läßt sich durch die zwei Formzustände des Sprungfederelements 110
noch ferner vorteilhafterweise ein Kontaktabstand in der Unterbrechungsstellung
der Kontaktbrücke 100 von den Kontaktteilen 68 und 70 erreichen,
der einem größeren Winkelabstand entspricht als dem Winkelabstand der
Ankerplatte 36 von der Stirnseite 20 in der Ausgangsstellung, so daß durch die
beiden Formzustände des Sprungfederelements 110 insbesondere für
Spannungen im 42 Volt-Bereich erhebliche Vorteile gegenüber konventionellen
Relaiskonstruktionen erreichbar sind.Furthermore, the two shape states of the
Bei als Leistungsschalter eingesetzten Relais sind üblicherweise die Kontaktelemente 60 und 62 durch eine Schraubverbindung mit den Zuleitungen verbunden.In the case of relays used as circuit breakers, the contact elements are usually 60 and 62 connected to the supply lines by a screw connection.
Bei dem erfindungsgemäßen Relais sind im Gegensatz dazu die Kontaktelemente
60 und 62 mit Kontaktstiften 96 und 98 versehen.In contrast, the contact elements in the relay according to the
Zur Aufnahme dieser Kontaktstifte ist für jeden der Kontaktstifte 96, 98 ein
Anschlußgegenstück 140 vorgesehen, welches eine Anschlußhülse 142 und
einen in die Anschlußhülse 142 eingesetzten Kontaktkäfig 144 umfaßt, welcher
eine mit hohen Strömen belastbare Verbindung zwischen der Anschlußhülse
146 und dem entsprechenden Kontaktstift 96 bzw. 98 herstellt.For receiving these contact pins there is one for each of the contact pins 96, 98
Der Kontaktkäfig 144 ist dabei so ausgebildet, daß er einen oberen Lamellenträger
146 und einen unteren Lamellenträger 148 umfaßt, zwischen denen sich
im Abstand voneinander verlaufende Kontaktlamellen 150 erstrecken, die
jedoch nicht parallel zu einer Mittelachse 152 der Anschlußhülse 142 und somit
auch des Anschlußgegenstücks 150 verlaufen, sondern auch in Azimutalrichtung
um die Mittelachse 152 herum, beispielsweise helixähnlich, und sich in
dieser Weise auch an einer Außenseite der Kontaktstifte 96 oder 98 anlegen
können.The
Darüber hinaus ist der Kontaktkäfig 144 so ausgebildet, daß die Lamellen 150
zwischen den Lamellenträgern 146 und 148 in Richtung der Mittelachse 152
gebogen sind und somit zwischen den Lamellenträgern 146 und 148 eine Art
Flaschenhalsform oder Eieruhrform mit einer radialen Verengung 154 aufweisen.
Durch die Vielzahl der im Abstand voneinander verlaufenden Kontaktlamellen
150 des Kontaktkäfigs 144, deren Biegung in Richtung der Mittelachse
152 unter Bildung einer Verengung 154 und deren Verlauf in Azimutalrichtung,
das heißt deren beispielsweise helixähnlichem Verlauf, wird eine mit
hohen Strömen belastbare Verbindung zwischen der Anschlußhülse 142 und
dem jeweiligen Kontaktstift 96 und 98 möglich, die noch den weiteren Vorteil
hat, daß die Anschlußhülse 142 trotz strombelastbarer elektrischer Verbindung
mit dem jeweiligen Kontaktstift 96 und 98 um die Längsachse 80 bzw. 82 des
jeweiligen Kontaktstifts 96 bzw. 98 drehbar ist.In addition, the
Wird daher die Anschlußhülse 142 mit einem Kabel 160, beispielsweise durch
eine Quetschverbindung oder eine Lötverbindung mit den elektrischen Leitern
162 des Kabels 160, verbunden, so kann die Verbindung zwischen der
Anschlußhülse 142 und dem jeweiligen Kontaktstift 96 oder 98 von dem Kabel
160 ausgehende Torsionsbelastungen ausgleichen, nämlich dadurch, daß die
Anschlußhülse 142 sich um die jeweilige Längsachse 80 bzw. 82 des
entsprechenden Kontaktstifts 96 bzw. 98 dreht. Damit wird die Möglichkeit
geschaffen, die Kontaktelemente 60 zw. 62 von Torsionskräften, die über die
Kabel 160 eingeleitet werden, weitgehend freizuhalten, was wiederum die
Möglichkeit schafft, die Kontaktelemente 60 und 62 konstruktiv einfacher im
Trägerkörper 10 zu verankern, da diese weit geringeren Torsionsbelastungen
Stand halten müssen als die Kontaktelemente der bisher bekannten
leistungsschaltenden Relais.Therefore, the
Die Anschlußhülse 142 kann dabei von einem den Kontaktkäfig 144
aufnehmenden Abschnitt 164 geradegerichtet oder abgewinkelt zum mit den
jeweiligen elektrischen Leitern 162 verbundenen Abschnitt 166 verlaufen. The connecting
Sind die Anschlußgegenstücke 140 für die Kontaktstifte 96 oder 98 beispielsweise
in einem gemeinsamen Gehäuse 170 angeordnet, so sind vorzugsweise
beide Anschlußgegenstücke 140 in dem Gehäuse 170 unabhängig voneinander
drehbar gehalten.Are the
Dies erfolgt im einfachsten Fall dadurch, daß die Anschlußhülse 142 mit einem
Vorsprung 172 versehen ist, der in eine Nut 174 des Gehäuses 170 eingreift,
während die gesamte Anschlußhülse 142 drehbar in einem zylindrischen
Durchbruch 176 des Gehäuses gehalten ist. Somit kann selbst bei stehendem
Gehäuse 170 sich die jeweilige Anschlußhülse 142 in diesem um die entsprechende
Längsachse 80 bzw. 82 des entsprechenden Kontaktstifts 96 bzw.
98 drehen und somit Torisionsbelastungen seitens des Kabels 160 ausgleichen.In the simplest case, this is done in that the connecting
Vorzugsweise besteht auch noch die Möglichkeit, zur Sicherung der elektrischen
Verbindung zwischen dem Anschlußgegenstück 140 und dem entsprechenden
Kontaktstift 96 bzw. 98 das Gehäuse 170 relativ zum Trägerkörper
10 als Teil eines insgesamt nicht dargestellten Gehäuses des Relais beispielsweise
durch eine Schnapp- oder Rastverbindung oder eine andere Verbindung
festzulegen und dadurch ein Abgleiten des jeweiligen Anschlußgegenstücks
140 von dem entsprechenden Kontaktstift 96 und 98 zu verhindern,
ohne dabei den Torsionsausgleich zwischen dem Anschlußgegenstück 140 und
dem entsprechenden Kontaktstift 96 bzw. 98 zu behindern.Preferably there is also the possibility of securing the electrical
Connection between the
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Relais, dargestellt
in Fig. 6 und 7, sind die Gegenkontakte 104' und 106' nicht am
Kontaktbrückenträger 102 direkt gehalten, sondern an einer Trägerplatte 103,
welche mit dem Kontaktbrückenträger 102 verbunden ist. In a second embodiment of a relay according to the invention
6 and 7, the mating contacts 104 'and 106' are not at
Die Trägerplatte 103 erstreckt sich dabei über die Gegenkontakte 104' und
106' und stellt eine elektrische Verbindung zwischen diesen her.The
Vorzugsweise sind dabei die Gegenkontakte 104' und 106' auf die Trägerplatte
103 durch Plattieren aufgetragen.The counter contacts 104 'and 106' are preferably on the
Bei einem vierten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 8, sind die Gegenkontakte
104" und 106" durch eine gemeinsame Plattierung 105 gebildet,
welche auf die Trägerplatte 103 aufgebracht ist und sich über die gesamte
Trägerplatte 103 erstreckt, so daß sowohl der Gegenkontakt 104" als auch der
Gegenkontakt 106" durch die durchgehende Plattierung gebildet werden kann.In a fourth embodiment, shown in Fig. 8, the
Claims (35)
dadurch gekennzeichnet, daß durch den Anker (22) ein Sprungfederelement (110) zwischen zwei Sprungfederzuständen bewegbar ist und daß das Sprungfederelement (110) in einem Sprungfederzustand die Kontaktbrücke (100) in der Kontaktstellung und im anderen Sprungfederzustand in der Unterbrechungsstellung hält.Relay, in particular for 42-volt electrical systems in motor vehicles, comprising a housing (10), two contact elements (60, 62) penetrating the housing (10) and protruding therefrom, one pivotably mounted in the housing (10) and by means of the magnetic coil ( 16) movable armature (22), by means of which a contact bridge (100) can be moved between a contact position electrically connecting the contact elements (60, 62) and an interruption position,
characterized in that a spring element (110) is movable between two spring states by the armature (22) and in that the spring element (110) holds the contact bridge (100) in the contact position in the spring position and in the interrupt position in the other spring state.
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