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Zeitrelais mit Synchronmotor und Zahnradgetriebe Bei den bekannten
Zeitrelais mit Synchronmotor und Getriebe sind gemäß der traditionellen Uhrenbauweise
die übersetzungsräder zwischen zwei im Abstand miteinander verschraubten Platinen
gelagert. Diese Platinen sind im allgemeinen gestanzt und durch besondere Mittel
spannungsfrei gemacht. Die Platinen werden durch zwischen ihnen angeordnete Abstandshalter,
die entweder mit den Platinen vernietet oder verschraubt sind, miteinander verbunden.
Diese traditionelle Bauweise ist sowohl hinsichtlich des Bauaufwandes als auch des
für die Montage erforderlichen Zeitaufwandes sehr nachteilig und bringt hohe Herstellungskosten
der Relais mit sich. Auch ist das etwaige Auswechseln von Getriebezahnrädern für
die Umstellung eines vorhandenen Relais auf einen anderen Zeitbereich nur mit einem
großen Montageaufwand möglich. Es müssen hierzu manchmal die Platinen voneinander
getrennt werden.
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Zur Behebung der schwerwiegenden Nachteile der bekannten Bauarten
hat sich der Erfinder die Aufgabe gestellt, ein Relais mit einfachem Aufbau und
kleinen Abmessungen zu schaffen. Nach weiteren Forderungen der Aufgabenstellung
soll die Herstellung wesentlich verbilligt und die Montagearbeit erleichtert werden.
Das Auswechseln der Getriebezahnräder soll auf einfache Art und Weise möglich sein.
Schließlich soll das Relais wartungsfrei arbeiten, d. h., Schmierarbeit od. ä. soll
vollständig entfallen.
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Die genannte Aufgabe wird bei einem Zeitrelais mit einem Synchronmotor,
der über ein Zahnradgetriebe einen Auslösenocken antreibt, durch den nach einem
einstellbaren Drehwinkel ein Momentanschalter bzw. eine andere Kontaktbetätigung
ausgelöst wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sämtliche Teile an einer vorzugsweise
im Gieß-, Spritz- oder Preßverfahren hergestellten Tragplatte gelagert sind und
daß mindestens einige der aus Kunststoff gespritzten Getriebezahnräder auf in der
Tragplatte eingegossenen Stehbolzen gelagert sind. Durch diese erfindungsgemäße
Lösung werden alle Forderungen der Aufgabe erfüllt. Durch die Anwendung einer Tragplatte
mit frei stehenden Stehbolzen statt zweier paralleler Platinen wird der gesamte
Aufbau wesentlich vereinfacht und verbilligt; auch läßt sich das Relais dadurch
kleiner ausführen als die bekannten Relais. Wesentlich erleichtert wird das Auswechseln
der Zahnräder, da diese leicht auf die Stehbolzen aufsteckbar sind. Durch die Verwendung
von an sich bekannten Kunststoffrädern werden besondere Wartungsarbeiten entbehrlich,
da eine Lagerschmierung solcher Räder nicht erforderlich ist. In der Zeichnung ist
ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 den teilweise
aufgeschnittenen Aufriß eines Relais nach der Erfindung von der Getriebeseite her,
F i g. 2 eine Schnittansicht des nach der Linie II-II der F i g. 1 aufgeschnittenen
Relais, F i g. 3 eine Draufsicht auf das Relais bei entfernter Abdeckkappe, F i
g. 4 eine perspektivische Darstellung der gegossenen Lagerplatte.
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In einem Sockel 1, der die Anschlußklemmen 2
trägt, ist
die Lagerplatte 3 mittels eines angegossenen Fußes durch Schrauben 5 befestigt.
An der Lagerplatte 3 ist ein Synchronmotor 6 befestigt. Dieser Motor ist ein Langsamläufer
mit acht Polpaaren, so daß er bei einer Netzfrequenz von 50 Hz 375 Umdrehungen pro
Minute ausführt. Durch einen Durchbruch 7 der Lagerplatte 3 ragt das Motorritzel
S hindurch. Das Getriebe besteht aus den Zahnrädern 9, 10,11,12,13,14,15 und 16.
Dabei befinden sich die Räder 9,10;11,12; 13,14 an einem einstückigen Körper.
Die Räder 11,12 bzw. 13,14 sind als Wechselräder ausgebildet und können gegen andere
ausgetauscht werden. Das letzte Getrieberad 16 befindet sich auf der anderen
Seite der Lagerplatte 3 (s. hierzu auch die Draufsicht nach F i g. 3). Dieses Rad
steht unter der Wirkung einer Rückdrehfeder 17, durch die nach Entregung des Relais
das Rad 16 gegen einen Anschlag zurückgedreht wird, der sich an einem Stellrad 19,
das schrittweise verstellbar und einrastbar ist, befindet. Die Rastvorrichtung ist
in der Zeichnung nicht dargestellt. An diesem Anschlag liegt das Zahnrad
16 mit einem Ansatz an. Auf der anderen Seite des Zahnrades 16 ist ein weiterer
Ansatz
20 vorhanden, der nach einer gewissen Umdrehung des
Zahnrades 16 gegen einen Hebel 21 zu liegen kommt. Nach einer Verschwenkung dieses
Hebels wird ein Momentanschalter 22 betätigt. Die Zeit bis zur Betätigung dieses
Schalters ist davon abhängig, wie der Anschlag 20 des Verstellrades liegt.
Davon ist nämlich der erforderliche Drehwinkel bis zum Anschlagen des Ansatzes 20
an den Hebel 21 abhängig. Bleibt das Relais nach der Auslösung der Schaltung weiter
erregt, so wird der Motor abgebremst, da der Schalthebel 21 gegen einen festen Anschlag
zu liegen kommt. Bei Entregung des Relais verschiebt sich der Anker des Synchronmotors
6 unter der Wirkung einer im Motor eingebauten, aber nicht dargestellten Feder.
Hierdurch wird das Ritzel 8 aus seinem Eingriff mit dem Zahnrad 9 zurückgezogen.
Die Rückdrehfeder 17 ist nunmehr in der Lage, über das Zahnrad 16 das gesamte Getriebe
in seine Ausgangslage zurückzudrehen.
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Die beschriebene Funktion des Relais ist nicht neu. Neu ist hingegen
der gewählte Aufbau, insbesondere die Anordnung sämtlicher Relaisteile an der gegossenen
Lagerplatte und die Verwendung von aus Kunststoff bestehenden Rädern, die auf den
Bolzen 23,24 der Lagerplatte gelagert sind. Als Werkstoff für die Tragplatte 3 wird
vorteilhafterweise ein Material verwendet, das sehr formbeständig ist. Dies ist
auch deshalb wichtig, weil zwischen den eingegossenen Stehbolzen zur Lagerung der
Getriebezahnräder stets ein genauer Achsabstand innerhalb einer engen Toleranzgrenze
einzuhalten ist.
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Die auszuwechselnden Räder 11,12 und 13,14 sind auf ihren Achsen lediglich
durch aufgeschobene, aus Kunststoff bestehende Hütchen 23' und 24' gesichert. Diese
Hütchen können ohne Werkzeug abgezogen werden und damit die Räder 11,12 bzw.13,
14 abgenommen und gegen andere ausgewechselt werden. Um beim Auswechseln eine falsche
Montage dieser Räder zu verhindern, sind diese verschiedenfarbig ausgebildet und
außerdem mit einem Aufdruck versehen. Dieser Aufdruck ist in F i g. 1 erkennbar
und besteht aus der Zahl 20. Dadurch wird angezeigt, daß dieser Rädersatz für einen
Zeitbereich des Relais bis 20 Sekunden Verzögerung gedacht ist. Die Einfärbung und
das Anbringen des Aufdruckes sind sehr einfach durchzuführen, weil die Räder aus
Kunststoff gespritzt sind und der Kunststoff lediglich entsprechend eingefärbt zu
werden braucht und die Zahlen erhaben beim Spritzvorgang mit angeformt werden können.
Eine Schmierung ist nicht erforderlich, da die Gleiteigenschaften derart sind, daß
man ohne Schmierung auskommt. Außer den Zahnrädern sind auch das Einstellrad 19
sowie der Schalthebel 21 aus Kunststoff gespritzt.
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Die Verwendung von Kunststoffzahnrädern bringt den weiteren Vorteil
mit sich, daß sie für diesen Verwendungszweck haltbarer sind als Stahlräder. Insbesondere
schadet ihnen die Stoßbeanspruchung beim Rückdrehen durch die Rückdrehfeder nicht.
Auch das Einkuppeln durch Einrasten des Motorritzeis 8 in das Zahnrad 9 wird von
Kunststoffzahnrädern besser vertragen als selbst von hochwertigen gehärteten Stahlrädern.
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Die Lagerplatte 3 besteht aus Spritzguß, vorzugsweise aus Metallspritzguß.
Die Stehbolzen zum Aufstecken der Getrieberäder werden beim Gießen der Tragplatte
mit eingegossen. Ein besonderer Arbeitsgang zu ihrer Befestigung ist also nicht
erforderlich. Zur Verbindung des Momentanschalters 22 mit den Klemmen 2 wird Volldraht
verwendet. Dieser Draht läßt sich ohne besondere Haltemittel verlegen. Als Haltemittel
ist lediglich eine in F i g. 3 erkennbare Schelle 25 vorhanden.
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Zum Schutz gegen Staub, Feuchtigkeitseinflüsse od. ä. ist das Relais
durch eine beispielsweise aus Plexigum bestehende Abdeckkappe 26 abgedeckt. Diese
Kappe ist gegenüber dem Sockel 1 durch eine weiche Gummidichtung 27 abgedichtet.
Die Kappe 26 wird durch Schrauben 28 gegen den Sockel 1 festgezogen, wodurch gleichzeitig
die Dichtung 27 zusammengepreßt wird. Durch diese Art der Abdichtung wird ein vollkommener
Abschluß gegen Staub und Feuchtigkeit erzielt.
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Durch die Anordnung des Schalthebels 21 derart, daß der Ansatz 20
des Zahnrades 16 weit entfernt vom Drehpunkt des Hebels 21 auf diesen drückt und
der Druckknopf des Mikroschalters 22 näher beim Drehpunkt liegt, wird eine übersetzung
erreicht. Es hat sich erwiesen, daß sich dadurch die günstigsten Verhältnisse innerhalb
der Gesamtkonstruktion ergeben, da einerseits die räumliche Anordnung besonders
vorteilhaft wird und andererseits die Kraftverhältnisse für die Betätigung des Schalters
günstig liegen. Der Synchronmotor 6 besitzt einen Außenläufer. Hierdurch ist bei
kleinen Motorabmessungen die große gewählte Polzahl möglich und damit der langsame
Lauf des Motors. Die Verwendung eines Verschiebeläufermotors bringt den Vorteil
mit sich, daß ein eigenes Relais für die Abkupplung des Getriebes vom Motor entbehrlich
ist. Hierdurch wird die Entkupplung auf einfachste Weise erzielt und der Einbau
eines eigenen Relais erspart. Mit dieser Maßnahme wird eine wesentliche Ersparnis
an Bauaufwand und Bauraum erreicht.