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Kontakteinrichtung für mehrphasige Bimetallrelais Die Erfindung bezieht
sich auf eine Kontakteinrichtung für mehrphasige Bimetallrelais, die durch die Bewegung
der den einzelnen Phasen zugeordneten Bimetallstreifen über ein Gestänge gesteuert
wird, mit einer unter der Einwirkung einer Totpunktfeder stehenden schneidengelagerten
Wippe und einem zwischen Wippe und Gestänge eingeschalteten, als Energiespeicher
wirkenden elastischen Temperaturkompensationsstreifen, der die Bewegung des Gestänges
bis zum sprunghaften Einsetzen der Wippenbewegung als Federarbeit speichert.
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Bei einer bekannten Kontakteinrichtung der genannten Art wird bei
Betätigung der Wippe die Bewegung des Gestänges so lange in dem Temperaturkompensationsstreifen
als Federarbeit gespeichert, bis die von der Totpunktfeder auf die Wippe ausgeübte
Gegenkraft ausgeglichen ist und bei weiterem überwiegen der dann frei werdenden
Federkraft des Kompensationsstreifens die Bewegung der Wippe sprunghaft vor Erreichen
der Totpunktlage einsetzt. Der Kontakt der Wippe wird auf diese Weise von einem
als Öffner ausgebildeten Kontakt abgehoben und gegen einen Schließer oder Umschaltkontakt
gelegt.
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Diese bekannte Kontakteinrichtung hat jedoch den Nachteil, daß der
Kontaktdruck, mit dem der Wippenkontakt auf dem offner aufliegt, bei Betätigung
bis zum Einsetzen der Wippenbewegung stetig bis auf Null zurückgeht und dann erst
das schlagartige Abheben der Wippe erfolgt.
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Einen derartigen Nachteil weist auch ein weiterhin bekannter Schnappfeder-Mechanismus
auf, bei dem eine mit einem Steuerglied in Eingriff kommende Blattfeder an beiden
Enden eingespannt ist, -wobei ihre beiden Extremstellungen durch Anschläge einer
Anschlagschraube gegeben sind. Die Blattfeder bildet hierbei mit einer Kontaktzunge
und einer Betätigungszunge ein einheitliches Stanzteil aus Federmaterial, wobei
die federelastische Kopplung zwischen den beiden Zungen von der Härte des verwendeten
Federmaterials und Einschnitten zwischen den beiden Zungen abhängig ist und bewirken
soll, daß der Kontaktdruck zwischen der Kontaktzunge und einem Festkontakt nicht
sofort zu Null wird, bevor die Schaltbewegung einsetzt.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Kontakteinrichtung
zu schaffen, bei der das Abheben eines Kontaktträgers von dem ihm zugeordneten Gegenkontakt
schon dann schlagartig erfolgt, wenn der Kontaktdruck noch einen endlichen Wert
besitzt. Hierdurch soll eine schleichende Kontaktbetätigung, die zu einem erhöhten
Verschleiß der Kontakte führt, vermieden werden. Erfindungsgemäß wird die gestellte
Aufgabe dadurch gelöst, daß als Kontaktträger ein gesonderter, von der Wippe unabhängig
bewegbarer, federbelastet schwenkbarer Arm verwendet ist, mit dem die Wippe unter
Einschaltung eines Leerhubes derart gekoppelt ist, daß die Wippe nach Durchlaufen
einer freien Strecke mit endlicher Geschwindigkeit auf den Kontaktträger auftrifft
und diesen schlagartig von seinem Gegenkontakt abreißt. Besonders vorteilhaft ist
es, wenn der Kontaktträger als an einem Ende eingespannte Blattfeder oder aber als
zweite, unter der Einwirkung einer Totpunktfeder stehende schneidengelagerte Wippe
ausgebildet ist und an dem freien Ende der auf den Kontaktträger einwirkenden Wippe
ein vorzugsweise aus isolierendem, elastischem Material, z. B. Kunststoff, gefertigtes
Kopplungsstück für den Kontaktträger befestigt ist.
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An Hand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt und die Wirkungsweise erläutert. In F i g. 1 ist die Kontakteinrichtung
unter Verwendung eines als Blattfeder ausgeführten Kontaktträgers zum Teil im Schnitt
schematisch dargestellt; in F i g. 2 ist die auf den Kontaktträger wirkende Wippe
aus F i g. 1 mitsamt Schneidenlagerung und Totpunktfeder im Seitenriß herausgezeichnet;
in F i g. 3 und 4 sind weitere vorteilhafte Ausführungsbeispiele eines Kopplungsstückes
in perspektivischer Darstellung gezeichnet; F i g. 5 zeigt in schematischer Darstellung
ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Kontakteinrichtung
zum
Teil im Schnitt, wobei als Kontaktträger eine zweite schneidengelagerte Wippe verwendet
ist.
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Die in den F i g. 1 bis 5 enthaltenen gleichen Teile tragen gleiche
Bezugszeichen.
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Wie aus F i g. 1 ersichtlich, besteht die Kontakteinrichtung aus dem
doppelarmigen Auslösehebel1, der im Drehpunkt 2 schwenkbar gelagert ist. Der Auslösehebel
l setzt sich aus dem Hebel 3 und dem mit diesem starr verbundenen, elastischen,
als Energiespeicher wirkenden Temperaturkompensationsstreifen 4 zusammen.
Der Auslösehebel 1 wird durch das Gestänge 5 infolge der Durchbiegung der
nicht dargestellten Bimetallstreifen in Pfeilrichtung bewegt. Die vom Hebel 3 gesteuerte
Wippe 6 ist mit ihrer Schneide 7 in der Rille 8 eines aus Isoliermaterial
bestehenden Auflagers 9 schwenkbar gelagert. Die Wippe 6 steht unter der Einwirkung
einer Totpunktfeder 10, die mit ihrem einen Ende 11 durch eine Ausnehmung
12 an die Wippe greift und mit ihrem anderen Ende 13 in einer Lasche 14 am nicht
dargestellten Gehäuse verankert ist. Der als Blattfeder ausgebildete Kontaktträger
5 ist mit seinem einen Ende an dem Auflager 9 mit Hilfe des Niets 16 eingespannt.
Dieser Niet kann selbstverständlich auch als Schraube ausgebildet sein und zum Leitungsanschluß
dienen. An ihrem anderen Ende trägt die Blattfeder einen Kontaktniet 17,
mit dem sie sich in der Ruhelage gegen den Kontakt 18 legt. In der Offen-Stellung
liegt der Kontaktträger 15 an dem als Anschlagschraube ausgebildeten Kontakt 19.
Die Anschlagschraube 19 und gegebenenfalls auch der Kontakt 18 sind in an sich bekannter
Weise verstellbar ausgeführt.
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Das vorzugsweise aus isolierendem, elastischem Material, z. B. aus
Kunststoff, gefertigte Kopplungsstück 20 besteht aus der Schraube
21 und der gewölbten Scheibe 22. Die Schraube 21 ist in einem
in die Wippe 6 geschnittenen Gewinde 23 verstellbar gelagert, während die Scheibe
22 auf den durch eine Ausnehmung 24 am Kontaktträger 15 greifenden
Schraubenschaft aufgeschraubt ist.
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Die mit dem Kontaktträger 15 in Berührung kommenden Teile des Schraubenkopfes
und der Scheibe 22 sind kalottenartig geformt, damit die Haftung dieser Teile mit
dem Kontaktträger möglichst gering ist.
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Wie ersichtlich, ist die Wippe 6 mit Hilfedes Kopplungsstückes 20
mit dem Kontaktträger 15 unter Einschaltung eines Leerhubes gekoppelt. Es ist ferner
ersichtlich, daß sich mit Hilfe des Kopplungsstückes 20 der Leerhub der Wippe 6
sowie der Kontaktdruck des Kontaktträgers in einfacher Weise einstellen läßt. Ganz
allgemein kann als Kopplungsstück für den Kontaktträger ein an der Wippe befestigter,
schaftartig den Kontaktträger durchsetzendes Teil verwendet werden, das mit einem
Kopf den Kontaktträger hintergreift und diesen nach einem von der Schaftlänge bestimmten
Leergang bzw. Leerhub mitnimmt. Wenn an den Kontaktdruck zwischen Kontaktniet
17
und Gegenkontakt 18 keine hohen Anforderungen gestellt werden, kann bei
einer Kontakteinrichtung nach F i g. 1 auf das Kopplungsstück verzichtet werden.
In diesem Falle genügt es, wenn der mit dem Kontaktträger in Berührung kommende
Teil der Wippe kalottenartig geformt ist. Die Ausnehmung 23 am Kontaktträger kann
dann entfallen.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kopplungsstückes ist in F i
g. 3 dargestellt. Dieses Kopplungsstück ist als Kunststoffteil von etwa H-förmigem
Querschnitt ausgebildet, dessen Schenkelpaare 25 und 26 abgewinkelte Ansätze 27
und 28 tragen. Das Kopplungsstück wird mit dem einen Schenkelpaar 25 auf das Wippenende
aufgezogen, während es mit dem anderen Schenkelpaar 26 den Kontaktträger
15 umfaßt. Der mit dem Kontaktträger 15 in Berührung kommende Teil der Fläche
29 ist mit einer Ausbuchtung 30 versehen.
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Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel eines Kopplungsstückes
ist in F i g. 4 dargestellt.
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Wie bereits erwähnt, besteht das Kopplungsstück 20 vorzugsweise
aus isolierendem elastischem Material, z. B. Kunststoff. Hierdurch ist zum einen
für die erforderliche Isolation zwischen Wippe 6 und Kontaktträger 15 gesorgt, zum
anderen ist es vorteilhaft für die Lebensdauer der Kontakteinrichtung, wenn mit
dem Kontaktträger, der aus federartigem Material besteht, nur Kunststoffteile in
Berührung kommen.
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In F i g. 1 ist die Kontakteinrichtung in der Ausgangsstellung gezeichnet,
d. h., der Kontaktträger 15 liegt an dem Gegenkontakt 18, und zwar mit einem Kontaktdruck,
der sich aus der Summe seiner Federkraft und der von der Totpunktfeder über die
Wippe und das Kopplungsstück 20 auf ihn ausgeübten Federkraft ergibt. Werden
durch eine betriebsmäßige Störung die nicht dargestellten Bimetallstreifen und damit
das Gestänge 5 bewegt, so wird diese Bewegung von dem Auslösehebel so lange als
Federkraft gespeichert, bis die von der Totpunktfeder 10 auf die Wippe 6
ausgeübte Gegenkraft ausgeglichen ist und dann die Bewegung -der Wippe 6 sprunghaft
vor Erreichen der Totpunktlage einsetzt. Bei Einsetzen der Wippenbewegung geht der
Kontaktdruck des Kontaktträgers auf einen Wert zurück, der durch seine Federkraft
gegeben ist, und der so lange anhält, bis die Wippe den Kontaktträger mit Hilfe
der Kunststoffscheibe 22 mit relativ großer Geschwindigkeit vom Kontakt 18 abreißt
und ihn gegen den Anschlag 19 legt. Bei dem umgekehrten Vorgang, nämlich
wenn der Kontaktträger vom Anschlag abgehoben wird, geht der Auflagedruck des Kontaktträgers
an der Grenze zwischen statischem und dynamischem Zustand, d. h. kurz vor Einsetzen
der Bewegung, auf Null zurück. Das ist für die in F i g. 1 dargestellte Kontakteinrichtung
jedoch ohne Bedeutung.
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Soll -der Kontakt- bzw. Auflagedruck des Kontaktträgers in beiden
Bewegungsrichtungen in dem Moment des Einsetzens seiner Abhebebewegung einen endlichen
Wert besitzen, d. h. also bei einer Kontakteinrichtung mit Umschaltkontakten, dann
ist die Verwendung einer Anordnung nach F i g. 5 angezeigt. Hier ist der Kontaktträger
als zweite unter der Einwirkung einer Totpunktfeder stehende schneidengelagerte
Wippe ausgebildet, der die beiden Umschaltkontakte 18 und 31 als Anschläge zugeordnet
sind und zwischen denen diese zweite Wippe ihre Totpunktlage besitzt. Besonders
vorteilhaft ist es für diese Anordnung, wenn die Masse sowie die Federbelastung
der zweiten Wippe kleiner als die der ersten Wippe ist. Durch die diese Anordnung
von zwei miteinander unter Einschaltung eines Leerhubes gekoppelten Wippen ergeben
sich besonders günstige Werte für die Öffnungsgeschwindigkeit des Kontaktträgers
und für die Einstellbarkeit des Kontaktdruckes in beiden Bewegungsrichtungen. Im
allgemeinen arbeitet die erste Wippe in einem Bereich, der höchstens bis
kurz
vor Erreichen ihrer Totpunktlage liegt. Durch Verstellen des Kontaktes 31 oder gegebenenfalls
des Kopplungsstückes 20 kann jedoch die Kontakteinrichtung auch selbstsperrend
arbeiten.