CZ286549B6

CZ286549B6 - Relé

Info

Publication number: CZ286549B6
Application number: CZ19951744A
Authority: CZ
Inventors: Leopold Mader
Original assignee: Eh-Schrack Components-Aktiengesellschaft
Priority date: 1994-07-08
Filing date: 1995-07-03
Publication date: 2000-05-17
Also published as: DE59504195D1; PL309511A1; CZ174495A3; PL179751B1; EP0691667B1; ATA135394A; US5719541A; EP0691667A1; ES2123939T3; AT410856B

Abstract

Relé je provedeno s magnetickým systémem (5), obsahujícím kotvu (3), a s kontaktním systémem (4), obsahujícím kontaktní pružinu (1), která je osazena alespoň jedním kontaktem (6) ve tvaru pilulky, a na kterou je, prostřednictvím vidlicového vazebního členu (2), který je svými rameny v záběru ve dvou záběrových bodech (14) bočně od kontaktů (6) ve tvaru pilulky s kontaktní pružinou (1), kotvou (3) vyvíjena ovládací síla. Oblasti (A, B) kontaktní pružiny (1) mezi záběrovými body (14) vazebního členu (2) a kontaktem (6) ve tvaru pilulky jsou opatřeny alespoň jedním vybráním s různými pružnými vlastnostmi, uspořádaným bočně vedle kontaktu (6) ve tvaru pilulky. Vybrání je dále vedeno až do oblasti pod kontaktem (6) ve tvaru pilulky, přičemž kontaktní pružina (1) má alespoň jednu oblast, která obě oblasti (A, B) mezi záběrovými body (14) přemosťuje tak, že pro magnetický systém, zejména kotva (3), je zatěžován v podstatě symetricky.ŕ

Description

Relé

Oblast techniky

Vynález se týká relé s magnetickým systémem, obsahujícím kotvu, a s kontaktním systémem, obsahujícím kontaktní pružinu, která je osazena alespoň jedním kontaktem ve tvaru pilulky, a na kterou je, prostřednictvím vidlicového vazebního členu, který je svými rameny v záběru ve dvou záběrových bodech bočně od kontaktů ve tvaru pilulky s kontaktní pružinou, kotvou vyvíjena ovládací síla, přičemž oblasti kontaktní pružiny mezi záběrovými body vazebního členu a kontaktem ve tvaru pilulky jsou opatřeny alespoň jedním vybráním s různými pružnými vlastnostmi, uspořádaným bočně vedle kontaktu ve tvaru pilulky.

Dosavadní stav techniky

Relé tohoto druhu jsou známá ze spisu DE-A1-4 115 092 a obvykle mají kontaktní pružiny, které se při přitažení kotvy uvedou do pohybu teprve po překonání předpětí různého podle druhu konstrukce relé. Aby se dosáhlo malé budicí energie a zjednodušeného vytvoření relé, je výhodné upravit v relé co největší nadměrný zdvih. To však vyžaduje kontaktní pružiny s měkkou charakteristikou pružnosti, které je možno dosáhnout relativně velkým rozložením kontaktní pružiny v podélném směru. Z toho však vyplývá velká konstrukční výška relé, což pro miniaturizaci není vhodné. Proto existují velké snahy o dosažení co největšího nadměrného zdvihu kontaktní pružiny pomocí tvaru vyhnutého z roviny kontaktní pružiny. Všechny snahy tohoto druhu však s sebou nesou problémy z výrobního hlediska. Mnohá z těchto řešení dále způsobují nerovnoměrné zatížení kotvy, takže výsledkem je špatný vliv na spínací charakteristiku relé.

Ze spisu EP-A1-579 832 je známé relé, jehož kotva působí na kontaktní pružinu opatřenou kontaktem ve tvaru pilulky prostřednictvím ovládacího elementu. Tento ovládací element má přitom dvě ramena. Kontaktní pružina je zde vytvořena jako průchozí homogenní destičky, které jsou uspořádány mezi záběrovými body ovládacího elementu a kontaktem ve tvaru pilulky a nejsou tedy vybaveny navzájem různými pružnými vlastnostmi.

Ve spisu DE-A1-41 15 092 je znázorněno elektromagnetické relé, které má magnetický systém vytvořený z cívky, jádra, jha, kotvy a přidržovací pružiny kotvy, a sadu kontaktů vytvořenou ze dvou nosičů kontaktů s pevnými kontakty a s pohyblivou kontaktní pružinou s kontaktem ve tvaru pilulky.

Kotva působí na kontaktní pružinu prostřednictvím vidlicového posuvného dílu, přičemž volné konce vidlic posuvného dílu zabírají s kontaktní pružinou bočně vedle kontaktu ve tvaru pilulky. Kontaktní pružina je dále rozdělena na první oblast, nacházející se mezi prvním záběrovým bodem posuvného dílu a kontaktem ve tvaru pilulky, a druhou oblast, nacházející se mezi druhým záběrovým bodem posuvného dílu a kontaktem ve tvaru pilulky, přičemž tyto oblasti mají navzájem různé pružné vlastnosti, čímž vznikne nesymetrické ovládání kontaktní pružiny.

Dále je ze spisu DE-A1-41 15 092 známé opatřit uvedené obě oblasti pomocí jednostranného zářezu, který je upraven mezi kontaktem ve tvaru pilulky a jedním ze záběrových bodů posuvného dílu, navzájem různými pružnými vlastnostmi.

U tohoto asymetrického ovládání kontaktní pružiny se rovněž magnetický systém zatěžuje asymetricky, protože nebyla provedena žádná předběžná opatření pro symetrické zatížení. Toto asymetrické přenášení sil je dokonce na obr. 3h spisu DE-A1-41 15 092 naznačeno tím, že konce posuvného dílu jsou znázorněny v různé poloze. Z toho lze usuzovat, že na základě (znázorněno

-1 CZ 286549 B6 přehnaně) šikmé polohy posuvného dílu dochází nutně k nesymetrickému zatížení magnetického systému. Jak již však bylo uvedeno, výsledkem tohoto nesymetrického zatížení magnetického systému je špatný vliv na spínací charakteristiku relé.

Úkolem vynálezu tudíž je odstranit uvedené nedostatky a vytvořit relé výše uvedeného druhu, u něhož se zabrání nesymetrického zatížení magnetického systému, takže přenos sil z magnetického systému, zejména z kotvy, na kontaktní pružinu nevyvolá působení zhoršující četnost spínání, respektive životnost relé.

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje relé s magnetickým systémem, obsahujícím kotvu, a s kontaktním systémem, obsahujícím kontaktní pružinu, která je osazena alespoň jedním kontaktem ve tvaru pilulky, a na kterou je, prostřednictvím vidlicového vazebního členu, který je svými rameny v záběru ve dvou záběrových bodech bočně od kontaktů ve tvaru pilulky s kontaktní pružinou, kotvou vyvíjena ovládací síla, přičemž oblasti kontaktní pružiny mezi záběrovými body vazebního členu a kontaktem ve tvaru pilulky jsou opatřeny alespoň jedním vybráním s různými pružnými vlastnostmi, uspořádaným bočně vedle kontaktu ve tvaru pilulky, podle vynálezu, jehož podstatou je, že vybrání je dále vedeno až do oblasti pod kontaktem ve tvaru pilulky, přičemž kontaktní pružina má alespoň jednu oblast, která obě oblasti mezi záběrovými body přemosťuje tak, že magnetický systém, zejména kotva, je zatěžován v podstatě symetricky.

V důsledku toho, že oblasti mají různé, měkčí nebo tvrdší, charakteristiky pružnosti, je možné dosáhnout při dodržení malé konstrukční výšky zvětšení nadměrného zdvihu, aniž by byly nutné zvláštní změny při montáži relé a aniž by se tím ovlivnilo spínání kontaktů. Dále se může vhodným uspořádáním a velikostí těchto oblastí pevně stanovit přenos síly. Rozdílným vytvořením kontaktní pružiny se dosáhne zvýšené spolehlivosti spínání kontaktů, přičemž v důsledku symetrického zatížení magnetického systému se může zabránit opotřebování mechaniky při častém spínání kontaktů.

Podle rozvinutí vynálezu se předpokládá, že kontaktní pružina je vytvořena nejméně s jedním průchozím otvorem, obklopujícím kontakt ve tvaru pilulky.

Tímto opatřením se jednoduchým způsobem realizují oblasti s rozdílnou vlastností pružení.

Další varianta může spočívat v tom, že kontaktní pružina je vytvořena s nejméně jedním okrouhlým zářezem obklopujícím oblast s kontaktem ve tvaru pilulky.

Tím se mohou dosáhnout kontaktní pružiny s rozdílnými vlastnostmi pružení při ještě menší konstrukční výšce.

Dále může být takové uspořádání, že v oblasti upínacího konce kontaktní pružiny je vytvořen přibližně obdélníkový otvor.

Tím vznikající příčný třmen kontaktní pružiny umožňuje při spínání pružiny lepší celkové její vyklenutí podél její podélné osy. Tím dochází při spínání k vyjádřenému pohybu odvalování kontaktu ve tvaru pilulky, takže spínací proces lze pozitivně ovlivnit, neboť nemůže dojít k ovlivnění korozí nebo pokrytí kontaktů vrstvou koroze.

Tím se dosáhne zejména výhodné rozdělení různě vytvořených oblastí, takže nadměrný zdvih se maximalizuje.

-2CZ 286549 B6

Dále může být uspořádání takové, že otevřený zářez začíná na horním okraji kontaktní pružiny a končí pod kontaktem ve tvaru pilulky.

Také zde se nastaví velmi výhodné členění kontaktní pružiny, takže se nadměrný zdvih zvětší.

V této souvislosti může být provedena taková úprava, že okrajově otevřený zářez na svém konci ležícím v kontaktní pružině, je opatřen rozšířením.

Tímto opatřením může se přenos působící síly vazebního členu změnit a dále se vyrovnají asymetrie v rozdělení sil působících na magnetický systém.

Dále může být provedeno takové uspořádání, že rozšíření okrajově otevřeného zářezu je provedeno asymetricky vzhledem k podélné ose kontaktní pružiny.

Tím se může dosáhnout dalšího zlepšení symetrie zatížení magnetického systému.

Podle jiného provedení vynálezu může se provésti takové uspořádání, že záběrové body vazebního členu jsou tvořeny volnými zářezy v kontaktní pružině, od kterých jsou výstupky trubkovitě vyhnuty.

Tímto vytvořením záběrových bodů se dosáhne zlepšení vedení vazebního členu, neboť v porovnání sjednoduchými otvoiy nemůže zde dojít kodéru ostrými hranami, kteiýžto oděr znečistí kontakty a zvýší kontaktní odpor.

Další rozvinutí vynálezu spočívá v tom, že kontaktní pružina je v základním tělese od nosiče pevných kontaktů oddělena stěnami komůrek, otevřených směrem nahoru.

Tím se prodlouží dráhy plíživých proudů a tím se plíživé proudy podváží.

Dále může být provedeno takové uspořádání, kontaktní pružina je v základním tělese upnuta prostřednictvím dvou třmenů, vytvarovaných na jejích stranách u jejího patního konce.

Také tím vznikne příčný třmen u patního konce kontaktní pružiny, podporující její vyklenutí.

Konečně může provedení vynálezu spočívat v tom, že kontaktní pružina je v základním tělese upnuta prostřednictvím na ní vytvarovaného středového třmenu u patního konce.

Také tento způsob upnutí podporuje vyklenutí kontaktní pružiny.

Dále může být provedeno takové uspořádání, že kontakt ve tvaru pilulky je svým středem vůči podélné ose kontaktní pružiny odsazen.

Tím se podporuje odvalovací pohyb kontaktní pružiny při spínání.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším textu blíže objasněn na příkladech provedení, znázorněných na výkresech.

Na obr. 1 je v axonometrickém pohledu znázorněno relé podle vynálezu.

Na obr. 2 až 11 jsou znázorněna různá provedení kontaktních pružin podle vynálezu.

-3 CZ 286549 B6

Na obr. 12 je znázorněno v rozebraném stavu relé s kontaktními pružinami a kontakty podle vynálezu.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 ukazuje relé podle vynálezu sestávající z magnetického systému 5 s kotvou 3 a kontaktním systémem 4 s kontaktní pružinou 1 a pevnými nosiči 10 a 11 kontaktů. Kontaktní pružina 1 je pohybovatelná kotvou 3 prostřednictvím vazebního členu 2, přičemž na kontaktní pružině 1 je uspořádán kontakt 6 ve tvaru pilulky, kterýje při odpadlé kotvě 3 ve spojení s kontaktem 12 ve tvaru pilulky nosiče 11 kontaktů, zatím co při přitažené kotvě 3 se uvede do dotyku s kontaktem 9 ve tvaru pilulky nosiče 10 kontaktů. Kontaktní pružina 1 může také mít více kontaktů ve tvaru pilulky. Vazební člen 2 je proveden ve tvaru plochého hřebene, na jehož dvou ramenech je uspořádán vždy jeden výstupek 7, které zasahují na horním konci kontaktní pružiny 1 na obou stranách do otvorů kontaktní pružiny L Nosiče 10 a 11 kontaktů a kontaktní pružina 1 jsou drženy v základním tělese 8 z izolačního materiálu a tímto prostupují přípoji 13, přičemž také v tomto základním tělese 8 je uložen magnetický systém 5 který obsahuje jho a cívku.

V obr. 2 je znázorněno provedení kontaktní pružiny 1 podle vynálezu, přičemž oblasti A, B kontaktní pružiny 1 mezi otvory, tvořícími záběrové body 14 vazebního členu 2 a mezi kontaktem 6 ve tvaru pilulky jsou rozdílně vybaveny. Tak oblast A může být vytvrzena, a oblast B ponechána jako měkký materiál. Toho lze dosáhnout např. takovou výrobní technologií, která je omezena jen na zakreslené hranice oblasti A a/nebo B kontaktní pružiny 1, např. použití laseru. Tvar oblastí je třeba přizpůsobit poměrům a požadavkům. Stupeň tvrdosti může se stanovit vždy podle potřeby. Pomocí těchto oblastí rozdílných vlastností pružiny se nadměrný zdvih kontaktní pružiny 1 zvětší, neboť oblast, nesoucí kontakt 6 ve tvaru pilulky, se nyní při uvedení kontaktní pružiny 1 v činnost prostřednictvím vazebního členu 2, nepohybuje již rovnoběžně s vychýlením, nýbrž v důsledku např. měkké oblasti B se vyklene kolem podélné osy kontaktní pružiny a dotek mezi pevným kontaktem 12 ve tvaru pilulky nosiče kontaktů, které nejsou znázorněny, se otevře, přičemž nadměrný zdvih pracovního kontaktuje znatelně větší.

V obr. 3 je znázorněno další provedení kontaktní pružiny 1 podle vynálezu. Kontaktní pružina 1 je přitom vytvořena s otvorem 16 obklopujícím s oblastí kontakt 6 ve tvaru pilulky. Otvor 16 začíná v oblasti nad kontaktem 6 ve tvaru pilulky a končí v oblasti pod kontaktem 6 ve tvaru pilulky. Dostane se tak oblast A mezi záběmým bodem 14 vazebního členu 2 a kontaktem 6 ve tvaru pilulky, který má relativně vlastnost tvrdé pružiny, neboť tato oblast spojuje krátkou cestou záběmý bod 14 a kontakt 6 ve tvaru pilulky. Tato relativně tvrdá vlastnost pružiny odpovídá obvyklému nadměrnému zdvihu při ovládání kontaktní pružiny 1. Druhá znázorněná oblast B vytváří na dlouhé cestě spojení mezi druhým záběrovým bodem 14 a kontaktem 6 ve tvaru pilulky, a má tím vlastnost měkké pružiny. Tím se vyklenou oblasti kontaktní pružiny 1 při ovládání napříč k čerchovaně nakreslené podélné ose kontaktní pružiny. Vyklenutí probíhá při přitažení a odpadnutí obráceným způsobem. Tím zvětšený nadměrný zdvih příp. nadměrná síla se provádí zkroucením pružiny napříč, tedy kolmo k podélné ose kontaktní pružiny. Pro spínání je výhodné při tom dosažené odvalování, neboť znečištění kontaktů ve tvaru pilulek korozí nebo povlakem z koroze je přitom jen nepatrné. Také svařování kontaktů ve tvaru pilulek při vysokých spínaných proudech se odvalováním zabrání.

Obr. 4 ukazuje kontaktní pružinu 1 jako v obr. 2 avšak v oblasti upínacího konce s přídavným, přibližně obdélníkovým otvorem 17. Tímto otvorem 17 se vyklenutí ještě zesílí a kontakt 6 ve tvaru pilulky se může při ovládání kontaktní pružiny 1 lépe odvalovat.

V obr. 5 je znázorněno další provedení kontaktní pružiny 1 podle vynálezu, přičemž však část vytvořená nad kontaktem 6 ve tvaru pilulky a znázorněná v obr. 3 a 4, je vypuštěna. Tím je vytvořen na okraji otevřený zářez 16’, který určuje oblast B s měkkou vlastností pružiny a oblast

-4CZ 286549 B6

A s tvrdou vlastností pružiny. Tento na okraji otevřený zářez 16’ začíná na horním okraji kontaktní pružiny 1 a po straně kontaktu 6 ve tvaru pilulky a končí pod kontaktem 6 ve tvaru pilulky. Tento příklad provedení vyznačuje se jen nepatrnou výškou konstrukce, neboť je ušetřeno místo pro horní oblast, ukázanou v obr. 3 a obr. 4.

U kontaktních pružin 1 podle vynálezu, znázorněných v obr. 3 až 6, je na dolním konci uspořádaná ústřední upínací oblast, proti které se pohybuje kontaktní pružina 1 na záběmý bod 14. V obr. 6 jsou v uvedeném příkladu uspořádány na kontaktní pružině v její patní oblasti dva úzké třmeny, které slouží k jejímu upnutí v základním tělese 8 relé. Na kraji otevřený zářez 16’ je opět proveden jako v obr. 5. Upnutím se podporuje vyklenutí a tím i výhodný odvalovací pohyb oblasti, nesoucí kontakt 6 v podobě pilulky.

Další varianta vynálezu je znázorněna v obr. 7, přičemž upnutí se provádí prostřednictvím ústředního třmenu kontaktní pružiny 1 uspořádaného na patním konci kontaktní pružiny L

Další varianta toho je znázorněná v obr. 8, přičemž opět horní oblast kontaktní pružiny 1 není provedena, takže se dá realizovat nepatrná konstrukční výška.

U provedení, ukázaného v obr. 9, jsou záběmé body 14 vazebního členu 2 tvořeny volnými zářezy 24, od kterých jsou trubkovitě vyhnuty výstupky 20. Do vyhnutých výstupků 20 zasahují výstupky 7 vazebního členu 2. Tím se dostane zejména bezotěrové spojení ramen vazebního členu 2 s kontaktní pružinou 1 a její definovaného vedení.

Na okraji otevřený zářez 16’ je veden až k podélné ose kontaktní pružiny a tam je na svém konci opatřen rozšířením 31. Kontakt 6 ve tvaru pilulky je přitom svým středem odsazen od podélné osy kontaktní pružiny, čímž se dostane zlepšeného odvalování při ovládání kontaktní pružiny 1 vazebním členem 2.

V obr. 10 je znázorněno provedení podle vynálezu jako v obr. 9, jen otvor 17 je uspořádán na patním konci kontaktní pružiny 1, který je pro podporování odvalovacího pohybu opatřen oblými okrajovými oblastmi.

Varianta z obr. 11 má jednak rozšíření 31 na okraji otevřeného zářezu 16’, který je vytvořen asymetricky vzhledem k podélné ose kontaktní pružiny 1. Tento průběh koncové oblasti zářezu 16’ má vyrovnat asymetrické rozdělení sil působících uvnitř kontaktních pružin, takže magnetický systém se nezatěžuje nerovnoměrně.

Obr. 12 ukazuje způsob uspořádání kontaktní pružiny 1 v relé podle vynálezu, přičemž kontaktní pružina i a nosiče W, 11 kontaktů jsou vůči sobě navzájem oddělený stěnami 23 nahoře otevřených komůrek 22, čímž lze dosáhnout zvýšení cest pro plíživé proudy.

Ve všech vpředu znázorněných provedení vynálezu je třeba oblasti A a B vjejich vytvoření navzájem sladit tak, že při ovládání pružiny, tj. při spínání magnetického systému, zejména kotva, se zatíží v podstatě symetricky.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Relé s magnetickým systémem (5), obsahujícím kotvu (3), a s kontaktním systémem (4), obsahujícím kontaktní pružinu (1), která je osazena alespoň jedním kontaktem (6) ve tvaru pilulky, a na kterou je, prostřednictvím vidlicového vazebního členu (2), který je svými rameny v záběru ve dvou záběrových bodech (14) bočně od kontaktů (6) ve tvaru pilulky s kontaktní pružinou (1), kotvou (3) vyvíjena ovládací síla, přičemž oblasti (A, B) kontaktní pružiny (1) mezi záběrovými body (14) vazebního členu (2) a kontaktem (6) ve tvaru pilulky jsou opatřeny alespoň jedním vybráním s různými pružnými vlastnostmi, uspořádaným bočně vedle kontaktu (6) ve tvaru pilulky, vyznačující se tím, že vybrání je dále vedeno až do oblasti pod kontaktem (6) ve tvaru pilulky, přičemž kontaktní pružina (1) má alespoň jednu oblast, která obě oblasti (A, B) mezi záběrovými body (14) přemosťuje tak, že magnetický systém, zejména kotva (3), je zatěžován v podstatě symetricky.
2. Relé podle nároku 1, vyznačující se tím, že vybrání jsou tvořena alespoň jedním otvorem (16) obklopujícím zčásti kontakt (6) ve tvaru pilulky a začínajícím v oblasti nad kontaktem (6) ve tvaru pilulky.
3. Relé podle nároku 1, vyznačující se tím, že vybrání je tvořeno alespoň jedním na okraji otevřeným zářezem (16’) a obklopujícím částečně kontakt (6) ve tvaru pilulky, který začíná na horním okraji kontaktní pružiny (1) a bočně od kontaktu (6) ve tvaru pilulky.
4. Relé podle jednoho z nároků laž3, vyznačující se tím, že v oblasti upínacího konce kontaktní pružiny (1) je symetricky vůči podélné ose kontaktní pružiny (1) upraven otvor (17) obdélníkovitého tvaru.
5. Relé podle nároků 1, 3 a 4, vyznačující se tím, že na okraji otevřený zářez (16’) je na svém konci nacházejícím se v kontaktní pružině (1) opatřen rozšířením (31).
6. Relé podle nároku 5, vyznačující se tím, že rozšíření (31) na okraji otevřeného zářezu (16’) je vytvořeno asymetricky vůči podélné ose kontaktní pružiny (1).
7. Relé podle jednoho z nároků laž6, vyznačující se tím, že kontakt (6) ve tvaru pilulky je nesen chlopní alespoň částečně obklopenou zářezy a/nebo otvory, která je uspořádána zejména kolmo k podélné ose kontaktní pružiny (1).
8. Relé podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že kontaktní pružina (1) je provedena jako v podstatě rovinná pružina.
9. Relé podle jednoho z nároků laž8, vyznačující se tím, že záběrové body (14) vazebního členu (2) jsou tvořeny zářezy (24) v kontaktní pružině (1), z níž jsou vyhnuty výstupky (20) ve tvaru trumpet.
10. Relé podle jednoho z nároků 1 až 9, vy z n a č uj í c í se t í m , že kontaktní pružina (1) je v základním tělese (8) oddělena od nosičů (10, 11) kontaktů stěnami (23), tvořícími komůrky (22) otevřené nahoře.
11. Relé podle jednoho z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že kontaktní pružina (1) je upnuta v základním tělese (8) prostřednictvím dvou třmenů vytvarovaných na jejích stranách u patního konce.

-6CZ 286549 B6
12. Relé podle jednoho z nároků lažlO, vyznačující se tím, že kontaktní pružina (1) je upnuta v základním tělese (8) prostřednictvím středového třmenu vytvarovaného na ní u patního konce.
13. Relé podle jednoho z nároků lažl2, vyznačující se tím, že střed kontaktu (6) ve tvaru pilulky je přesazen vůči podélné ose kontaktní pružiny (1).