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Mechanisches Zeitrelais mit elektromagnetischer Kupplung
Die Erfindung bezieht sich auf ein mechanisches Zeitrelais mit elektromagnetischer Kupplung. Bei derartigen Zeitrelais wird das Zeitschaltglied mittels desAntriebsgliedes über die Kupplung angetrieben.
Derartige Zeitrelais bestehen im allgemeinen aus einem Zeitglied, meistens einem Synchronmotor, einem ein-und auskuppelbaren Zeitablaufglied und einem Zeitschaltglied. Mit der Erregung wird das
Zeitablaufglied mit dem Zeitglied gekuppelt. Nach Ablauf der eingestellten Zeit wird das Schaltglied betätigt. Wird das Relais entregt, dann wird das Zeitablaufglied mit Hilfe einer Rückstelleinrichtung, gewöhnlich eine während des Zeitablaufes gespannte Feder, auf seinen Einstellwert zurückgeführt. Für die mechanische Ein- und Auskupplung, die über Zahnräder oder auch Kegel- oder Scheibenelemente erfolgen kann, sind Bauelemente erforderlich, die Bewegungen durchführen und damit im wesentlichen Verschleissglieder sind.
Bei den immer schneller werdenden Arbeitsfolgen der heutigen Werkzeugmaschinen, die entsprechend häufige Schaltfunktionen erfordern, wirkt sich der durch mechanischeKupplungen bedingte Verschleiss auf die Lebensdauer der Schaltrelais ungünstig aus. Bei stark wechselnden Zeitfolgen werden häufig Zeitrelais mit Bereichsumschaltung verwendet. Für diese Umschaltung ist im allgemeinen ein getrenntes Bereichseinstellmittel vorgesehen und dieses ausserhalb der Zeitskala untergebracht. Bei Verwendung mehrerer derartiger Zeitrelais in einer Anlage, beispielsweise in Kaskadenschaltung, macht sich der hiefür erfor- derliche Raumbedarf nachteilig bemerkbar.
Das erfindungsgemässe Zeitrelais vermeidet diese Nachteile dadurch, dass das Zeitglied des Relais in einem Pol des Elektromagneten endet und das Zeitablaufglied den andern'Pol des Elektromagneten bildet und mit dem Zeitschaltglied des Relais aus einem Stück besteht, dass beide Pole ständig aneinander anliegen und dass bei der Ein- oder Ausschaltung der Spule des Elektromagneten die Kupplung bzw. Entkupplung ons gegenseitige axiale Bewegung der Pole erfolgt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass der jeder mechanische Kupplung anhaftende Kuppelfehler vermieden ist, da der Magnetfluss sofort wirksam wird.
Man kann diesem Magnetfluss so bemessen, dass er einesteils genügend stark ist, um die Schaltfunktion ohne Zeitfehler durchzuführen, dass er aber andernteils auch erlaubt, dass nach erfolgtem Zeitablauf bei weiter angeregtem Relais, d. h. bei weiterlaufendem Motor, eine Drehbewegung des die eine Polhälfte bildenden Zeitgliedes gegenüber dem die andere Polhälfte bildenden Zeitschaltglied erfolgen kann. Der magnetische Kraftschluss bleibt also bis zur Entregung des Relais in Funktion. Nach der Entregung wird das Zeitablaufglied und die mit diesem fest verbundene Polhälfte durch eine Rückholfeder auf seinen Einstellwert zurückgeführt.
Die bei diesen Vorgängen auftretende mechanische Beanspruchung der Polflächen kann man auf ver- schiedene Welse beheben. Einmal, dass man einen Luftspalt zwischen den Polflächen vorsieht. Dieser würde aber einen bedeutenden Verlust an Betätigungskraft verursachen, da der Abfall der magnetischen Energie quadratisch mit der Entfernung erfolgt. Zum andern würde eine Einhaltung eines Luftspaltes bei der Fertigung der Kupplungen erhebliche Aufwendungenverursachen. Bei der Erfindung wird diese Aufgabe nun so gelöst, dass wenigstens einer der beiden Pole mit einem abriebfesten magnetisch neutralen
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Material überzogen ist. Damit ist erreicht, dass die Polflächen in einer definierten Entfernung gehalten werden und gleichzeitig die Reibung auf ein Minimum herabgesetzt wird. Die Behandlung der Polfläche bzw.
Polflächen kann mechanisch oder auch galvanisch erfolgen. Die mechanische Behandlung kann durch beispielsweises Einfügen von Feststoffschmiermitteln, wie z. B Graphit, Molybdändisulfid od. ähnl. Sub- stanzen, erfolgen, während für die galvanische Behandlung vorzugsweise ein Hartmetallniederschlag, bei- spielsweise aus Chrom, Tantal oder Titan, Verwendung finden kann.
Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, dass das Relais eine zentrisch angeordnete, die
Pole des Elektromagneten durchdringende, sämtliche Bauteile in Hintereinanderanordnung aufnehmende
Achse für die Zeitbereichsumschaltung besitzt. Durch diese Massnahme wird erreicht, dass das gesamte Relais mit allen seinen Konstruktionsteilen eine gemeinsame Mittelachse besitzt, um die sämtliche Bau- teile, wie beispielsweise die Mechanik der Zeiteinstellung, das Zeitablauf-mit Zeitschaltglied, die Polhälften, die Erregerspule, der Antriebsmotor für das Zeitglied, etwa erforderliche Getriebe u. dgl., orien- tiert sind.
Diese gemeinsame Anordnung aller Bauteile um eine einzige Mittelachse erleichtert einerseits den Zusammenbau, des Relais und die nachträgliche Anfügung und Vervollständigung durch bestimmte Bauteile, beispielsweise Getriebe u. dgl. ; anderseits gewährleistet sie den Vorteil einer geringen, in der Ebene der Stirnfläche liegenden Einbaufläche, da durch die Hintereinanderanordnung auf der gemeinsamen Mittelachse die in der Regel zur freien Verfügung stehende Einbautiefe ausgenutzt wird.
Die Zeichnung stellt eine schematische Darstellung des erfindungsgemässen Relais mit der Kupplung dar.
Der Antriebsmotor l mit Getriebe wirkt auf das Zahnrad 2, das die als Buchse ausgebildete Polhälfte 3 trägt. Durch den Motor wird die Buchse 3 über das Getriebe in Umdrehung versetzt. Bei Erregung der Spule 4 des Kupplungsmagneten wird der Pol 3 mit dem Pol 5 durch den elektromagnetischen Fluss gekoppelt, so dass beide gemeinsam umlaufen. Der Pol 5 stellt das Zeitablaufglied dar und besitzt zu diesem Zwecke ein als Hebel ausgebildetes Zeitschaltglied 6, das in bekannter Weise einen nicht dargestellten Kontakt betätigt und bei Entregung über die Rückholfeder 7 in die Ausgangsstellung zurückbewegt wird. Die zentral liegende Achse 8 durchdringt sämtliche Bauteile des Re- lais, auch die Polhälften 3 und 5. Die Achse 8 dient der Bereichseinstellung, die mittels des Dreh- knopfes 9 erfolgt.
Der weitere Drehknopf 10 dient der Zeileinstellung innerhalb des gewählten Zeit- bereiches, wobei der Rücklaufzeiger 11 fest mit dem Zeitablaufglied verbunden ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mechanisches Zeitrelais mit elektromagnetischer Kupplung, dadurch gekennzeichnet, dass das Zeitglied (1, 2) des Relais in einem Pol (3) des Elektromagneten (4) endet und das Zeitablaufglied den andern Pol (5) des Elektromagneten (4) bildet, und mit dem Zeitschaltglied (6) des Relais aus einem Stück besteht, dass beide Pole (3,5) ständig aneinander anliegen und dass bei der Ein- oder Ausschaltung der Spule des Elektromagneten (4) die Kupplung bzw. Entkupplung ohne gegenseitige axiale Bewegung der Pole (3,5) erfolgt.