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Elektromagnetisches Ausläserelas hoher Empfindlichkeit Es sind bereits-
elektromagnetische Relais bekannt geworden, bei: denen durch eine verhältnismässig
kleine elektrische Energie ins wesentlich grössere mechanische Ausgang.energie freigegeben
werden kann. Ein solches elektromagnetisches Relais ist z.B: im Schweizer Patent
415 847 beschrieben. Bei einer solchen Einrichtung wird durch einen elektrischen
Impuls ein mechanischer Energiespeicher schlagartig freigegeben, welcher dann, als
Ausgangswirkung des Relais, eine bestimmte mechanische Arbeit abgibt. Bei den bisher
bekannten Relais dieser Art ist es nachteilig, dass die Grösse der gespeicherten
mechanischen Energie die Auslöseschwelle des Relais stark beeinflusst,_wodurch eine
Begrenzung der Ansprechempfindlichkeit des Relais resultiert. Die vorliegende Erfindung
betrifft ein elektromagnetisches Auelöserelais hoher Empfindlichkeit der eingangs
erläuterten Art, bei welchem jedoch der Nachteil der bekannten Relais dadurch umgangen;
ist, dass die Bewegungoübertragungsgleder aus einem
zweiarmigen
Auslösehebel und einem mit diesem gelenkig verbundenen Verklinkungahebel bestehen,
welche Hebel um je eine in einem: Träger fest angeordnete Achsedrehbar gelagert
sind und von denen der zweiarmige Auslösehebel mit dem Auslöseanker und der Verklinkungahebel
mit der Steuerstange zusammenwirkt, wobei die Untersetzungsverhältnisse derart gewählt
sind, dass die bei der Ruhestellung des Auslöseankers auf die Auslösecinrichtung
übertragene Kraft nur einen geringen Bruchteil derj-enigen Kraft beträgt, mit welcher
der mechanische Energiespeicher auf den Verklinkungshebel einwirkt; und wobei diese
Kraft ausserdem mindestens angenähert senkrecht zur Bewegungeriehtung
des Auslöseankers wirxtt. In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform
des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht
eines magnetisehen Kreises eines elektromagnetischen Relass und einer Auslösevorrichtung,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines mechanischen Energiespeichers und von
Bewegungs= übertragungggliedern, Fig. -3 eine perspektivische Ansicht einer Verklinkungseinrichtung,
Fig. 4 eine Seitenansicht, teilweise im -Schnitt, eines in einem Gehäuse untergebrachten
elektromagnetischen Relais und Fig. 5 eine Seitenansicht zu Fig. 4, teilweise im
_. , Schnitt.
In pg.- 1 ist-mit 1-ein Dauermagnet bezeichnet, welcher
auf einer magnetisch leitenden Platte 2 so angeordnet ist, dass eain.=magnetigcher
Fluns senkrecht verläuft: Der magnetisch® Flus des Dauermagneten 1 schliesst sich.über
einen U-förmigen Kern 3, -ein abgewinkeltes Jochstück 4 und die Platte 2..
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I® U-förmigen Kern 3°wird der magnetische Fluss auf die beiden Schenkel
5 desselbenaufgeteilt und gelangt über die beiden sorgfältig planbearbeiteten Polflächen
6 und 7 auf einen Auslöseanker 8,=w;elcher auf den Polflächen 6,7 satt aufliegt
und beweglich angeordnet ist. Wegen der symmetrischen Anordnung sind die an den-Polflächen
6,7 wirkenden Anziehungskräfte .einarider gleich. Entgegen diesen Anziehungskräften
wirkt auf-den Auslöseanker s eine Auslösefeder 9, die in Fig. 2 besser ersichtlich
ist und welche auf ihrer Oderseite einen mit der Mitte des Auslöseankers 8 in tiirkverbindung
stehenden Vorsprung 10 und auf ihrer Unterseite, etwa unterhalb des Vorsprunges
10, einen Anschlag 11 aufweist, gegen welche das obere Ende eines zweiarmigen
huslösehebels 12 drückt. - . Das abgewinkelte Jochstuck 4 weist am freien Ende seines
oberen Schenkels einem nach unten gegen den kuslöseanker 8 gerichteten Gegenpol
13 auf: Zwischen dem rechten Ende der Platte 2 und dem unteren Ende des rechten
Schenkels dies abgewinkelten Jochstückes 4 ist ein mittels einer Einstellschraube
14 einstellbarer Luftspalt 15 vorgeseh::,x. Durch Veränderung des Luftspaltes 15
kann die Stärke des magnetischen Dauerflusses eingestellt werden. Somit können durch-Veränderung-des
Luftspaltes 15 auch .die :auf den Ausl öseanker 8 zur Wirkung kommenden Anziehungskräfte
eingestellt wer-den.
Auf dem linken Schenkel 5 des U-förmigen
Kernes 3 ist eine Steuerepule 16 vorgesehen. Wird diese an Spannung gelegte so wird
im U-förmigen Kern 3 ein zueätzliohes Magnetfeld induziert, welches, unabhängig
von der Polarität der angelegten Spannung und von der Richtung des magnetischen
Dauerflusses, sich im einen Schenkel 5 zum aagnetischen Dauerfluse addiert, während
e® sich im anderen Schenkel 5 von diesem subtrahiert. Die Folge davon ist, dass
die Anziehungskraft an der einen Polfläche entsprechend vergrössert und an der anderen
ebenso verkleinert wird. Bei einer genügend starken Erregung der Steuerspule 16
und- entsprechender Einstellung der Auslösefeder 9 vermag diese den Auslöseanker
8 von demjenigen Pol, welcher die kleinere Anziehungskraft aufweist, loszureissen,
so dass dieses Ende des Auslöseankers 8 nach oben kippt. Es ist leicht ersichtlich,
dass die gleiche Wirkung auch dann erzielt wird, wenn auf jedem der Schenkel 5 des
U-förmigen Kernes 3 eine Steuerspule 16 angeordnet ist, sofern diese entgegengesetzten
Wicklungssinn aufweisen. Die gegen den Auslöseanker 8 drückende Auslösefeder 9 folgt
der Bewegung des Auslöseankers 8, d.h. die Anschlagkante 11
der Auslösefeder
9 bewegt sich ebenfalls nach oben, so dass der zweiarmige Auslösehebel 12 freigegeben
wird, welcher über Bewegungeübertragungsglieder einen Energiespeicher steuert (s.
Fig. 2).
Der Energiespeicher und die Bewegungsübertragungsglieder
sind auf einem in der Zig. 2 angedeuteten Träger 17 argeordnet. Aus der Fig. 2 ist
muoh ®rsiohtlioh, daae die Auelösefeder 9 mittels einer Schraube 18 an einem Steg
19 befestigt-ist. Der Steg 19 weist an seinen beiden Enden je einen Zapfen
20 auf: Diese Zapfen 20 sind in nicht dargestellten Lagern des Trägers 17 so gelagert,
dass-sie sich nur dann drehen lassen, wenn auf den Steg 19 eine bestimmte Kraft
ausgeübt wird. Die Kraft, mit welcher die Auslösefeder 9 über den Vorsprung 10 auf
den Auslöseanker 8 einwirkt, wird durch eine nicht dargestellte Einstellschraube
-eingestellt, welche von oben auf einen mit dem Steg 19 verbundenen abgewinkelten
Fortsatz 21 einwirkt (siehe auch Fig. 4).
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Der zweiarmige Auslösehebel 12 ist um' eine Achse 22 drehbar gelagert,
die an ihren beiden-Enden im Träger 17 festsitzt. Das freie Ende des nach oben gerichteten
Armes 23 des Auslösehebels 12-drückt gegen den auf der Unterseite der Auslösef eder
befestigten Anschlag 11. Der waagrecht nach hinten gesichtete Arm 24 des Auslösehebels
12 weist einen Führungsschlitz 25 auf,-siehe Fig. 4, durch den eine Achse 26 hindurchgreift.
Diese ist in den Gabelteilen 29 eines Verklinkungshebels 27 befestigt, in welche
der waagrecht nach hinten gerichtete Arm 24 des zweiarmigen Auslösehebels 12 hineingreift.
Der Verklinkungshebel 27 ist seinerseits auf einer im Träger 17 festsitzenden. Achse
2:8 drehbar gelagert und weist eine Oeffnung 30 auf, durch welche eine Steuerstange
31, die den mechanischen Ausgang des Relais bildet, hindurchragt.
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Die Steuerstange 31 ist in einer Bohrung 32 im oberen Teil des abgewinkelten
Jochstückes 4 gelagert und ragt mit ihrem unteren Ende durch ein in der Platte-2
vorgesehenes Langloch ,_33 hindurch.
Die Steuerstange 31 trägt einen
Kegelbund 34, dessen Kegelfläche 35 mit dem hinteren, unteren Rand der ®effnung
30 im Verklinkungehebel. 27 in Wirkverbindung steht.,_und zwar dadurch, dass eine
den mechanischen Energiespeicher des Relais bildende Druckfeder 36 mit ihrem oberen
Ende gegen die untere Rundfläche 37 und mit ihrem unteren Ende gegen eine Fläche
des Trägers 17 drückt, derart, dass die Steuerstange 31 die Tendenz hat, sich nach
oben zu bewegen, daran aber durch den Verklinkungshebel 27 gehindert wird. Die Wirkungsweise
des erfindungsgemässen Relais ist folgende. Sobald der Auslöseanker & bei Erregung
der Steuerspule 16 durch die Auslösefeder 9 von einer der beiden Polflächen 6 oder
7 weggerissen wird, schwenkt der zweiarmige Auslösehebel 12 im Gegenuhrzeigersinn
herum, weil das freie Ende seines nach oben gerichteten Armes 23 vom Anschlag 11
freigegeben wird und sein waagrecht nach hinten gerichteter Arm 24 über die Achse
26 des Verklinkungshebels 27 unter der Wirkung der Druckfeder 36 steht. Der Verklinkungshebel
27 schwenkt somit im Uhrzeigersinn herum, siehe Fig. 4, und gibt die Verklinkung
der Steuerstange 31 frei, so dass diese unter der Wirkung der Druckfeder 36 schlagartig
nach oben geschleudert wird. Die Steuerstange 31 kann zur bteuerung von Kontakten,
Schalterverriegelungen. usw. dienen. Wesentlich ist, dass an der Steuerstange 31
eine verhältnismässig grosse Energie verfügbar wird, die durch eine sehr empfindliche
Auslöseeinrichtung freigegeben wird. Infolge der Wahl der Kraftangriffspunkte auf
den zweiarmigen Aualösehebel 12 und den Verklinkungahebel 27 verläuft die Richtung
der am oberen. Ende des nach oben gerichteten Armes 23 des zweiarmigen. Auslösehebele
12 auf den--Anschlag 11 des Auslöseankers 8=wirkende Kraft im we- . sentlichen parallel
zum Auslöseanker 8 und diese Kraft ist. nur
ein Bruchteil derjenigen
Kraft ,. die durch die Druckfeder= 36 über die-Kegelfläche 35 auf den Verklinkungshebel
27@überträgen wird,. Daraus ergibt sich, dass die Kraft, welche vom nach oben--gerichteten
Arm 23 des zweiarmigen Auslösehebels 12 auf den Anschlag 11 der Auslösefeder 9 wirkt,
praktisch keinen Einfluss auf die Wirkungsweise der Auslöseeinrichtung auszuüben
vermag. _ . Das beschriebene Relais wird nach jeder Auslösung mittels der in Fig.
3 gezeigten Verklinkungseinrichtung wieder verklinkt. Diese weist ein mit der Steuerstange
31 fest verbundene® Preseetück 38 auf, welches unten eine mit dem Verklinkungshebel
27 zusammenwirkende erste Blattfeder-39 trägt und oben auf der Vorderseite mit einer
Anhebekante.40 versehen ist. Ferner gehÖrt zu der Verkligseinrichtung
noch eine zweite Blattfeder 41-welche-zwei Finger 42 aufweist, mittels
denen, sofern sie freigegeben worden sind, der Auslöseanker 8 ,gegen die Polflächen
6,7 gedrückt werden kann: Die zweite Blattfeder 41 ist mit ihrem die .beiden Finger
42 verbindendem Jochteil am abgewinkelten Jochstück 4 befestigt und weist hier eine
Oeffnung für den Durchtritt der Steuerstange 31 auf. Die Wiederinbetriebsetzung
des beschriebenen Relais findet wie _ folgt statt. Durch Herunterdrücken der Steuerstange
31 wird die Druckfeder 36 zusammengedrückt und die sich entsprechend nach
unten bewegende erste Blattfeder-39 schwenkt den Verklinkungshebel 27 im Gegenuhrzeigersinn.
Dadurch wird.-der zweiarmige Auslösehebel 12 mittels der Achse 26 des Verklinkungshe'-bels
27 im Uhrzeigereinn gedreht. Yerner_werden die beiden Finger: 42 der zweiten Blattfeder
41 durch die sich nach unten -bewegende Anhebekante 40 des- Presästüekes 38 freigegeben
und
drücken den Auslöseanker 8 auf die beiden Polflächen 6,7 herunter.
Dadurch wird gleichzeitig auch die Auslösefeder 9 in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt.
Diese Rückftihrbewegungen erfolgen unabhängig von den äusseren Bedingungen der Wiederinbetriebsetzung,
da sie nur durch die Kraftwirkung der zweiten Blattfeder 41 bedingt sind. Wird nun
die Steuerstange 31 losgelassen, so bewegt sie sich so weit nach oben, bis die Kegelfläche
35 des Kegelbundes 34 auf den hinteren, unteren Rand der Oeffnung 30 im Verklinkungshebel
27 auftrifft und diesen somit unter die Kraftwirkung der Druckfeder 36 setzt. Dadurch
wird der Verklinkungehebel 27 etwas nach oben geschwenkt, was zur Folge hat, dass
der nach oben gerichtete Arm 23 des Auslösehebels 12 so weit im Gegenuhrzeigerainn
gedreht wird, bis sein freies Ende auf den Anschlag 11 der Auslösefeder 9 auftrifft.
Da dadurch eine weitere Bewegung des Verklinkungshebels 27 verhindert wird, bleibt
die Druckfeder 36 in ihrer zusammengedrückten Stellung verklinkt. Während der kurzen
Aufwärtsbewegung der Steuerstange 31 werden die beiden Finger 42 der zweiten Blattfeder
41 durch die Anhebekante 40 des Pressstückes 38 vom Auslöseanker 8 abgehoben, so
dass das Relais wieder seine auslösebereite Stellung einnimmt. Das beschriebene
Relais ist vorzugsweise in einem Gehäuse 43 untergebracht, das auf seiner unteren
Seite durch eine Absehluseplatte 44 dicht abgeschlossen ist. Die Verbindungsdrähte
zur Steuerspule 16 sind durch die Abschlussplatte 44 herausgeführt und die dazu
benötigten Durchtrittöffnungen sind mit einer Dichtungsmasse 45 dicht abgeschlossen.
Zwischen dem Gehäuse 43 und der Steuerstange 31 ist eine Dichtungsmanschette 46
vorgesehen, so dass auch hier ein dichter Absehluas vorhanden ist.- _
Der
Auslöseanker 8 ist nicht um-, eine Achse, Schneide usw. drehbar gelagert.- Er ist
vielmehr lose in einem mit Führungerippen 47 versehenen Pressteil untergebracht,
wodurch erzielt wird:, dass der Auslöseanker S nur bestimmte Bewegungen auszuführen
vermag und dass er bei der 1'Yiederinbetriebeetzung immer wieder in eine genau vorbestimmte
Ausgangslage gebracht werden kann. Der Dauermagnet 1 ist in einer Ausspannung des
Trägers 17 eingesetzt und hat keine mechanische Funktion zu er-' füllen.