DE1615838A1 - Elektrischer Schalter - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

PATENTANWÄLTE LICHT, HANSMANN, HERRMANN 8 MÖNCHEN 2 · THEREStENSTRASSE 33

Dipl.-Ing. MARTIN LICHT Dr.REINHOLD SCHMIDT Dipl.-Wirtsch.-lng. AXEL HANSMANN Dipl.-Phys. SEBASTIAN H E R R M A N N

München,den 12. Januar i960

Ihr Zeichen Unser Zeichen Κθ/Ca

BABCOCK ELECTRONICS CORPORATION COSTA MESA, CALIFORNIA, V.St. A. HARBOR BOULEVARD 3501

Elektrischer Schalter

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Schaltervorrichtungen und betrifft insbeeondere Anordnungen, mit denen Relaiskontakte unter mechanische Spannung gesetzt werden können. Der E**findurtgsgegenstand ist sowohl bei den gewöhnlichen Relais als auch bei den Klinkenrelais anwendbar. Die Kontakte der Üblichen Relais werden durch Federspannung in eine erste Schaltstellung gedrückt und durch eine elektromagnetische Vorrichtung aufgrund eines Schaltstroms betätigt, ^ so daß sie in eine andere Schaltstellung rücken. Beim Unter-I?» brechen werden die Kontakte durch die Federspannung in die

Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann 8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon ι 281202 · Telearamm-Adr.sie; Lipatli/München

Bankverbindungen: Deutsche Bank AG, Filiale München, Dep.-Kaue Viktuälienmarkf, Konlo-Nr. 70/30<38 Bayer. Ver#insbanfc München, Zweie»». Oskar-von-Miller-Rina, Klö.-Nr. 882495 · Posiicheck-KanfO! München Nr. 143397

Oppenauer Büro: PATENTANWALT DR. REINHOLO SCHMIDT

erste Schaltstellung zurückbewegt. Klinkenrelais sind mit Einrichtungen versehen, mit Hilfe derer die Kontakte daran gehindert werden, in die Ausgangsstellung zurückzukehren, wenn der Schaltstrom unterbrochen wird. Anstelle dessen ist zur Rückführung der Kontakte eine zwangsläufige, entgegengesetzt gerichtete Kraft erforderlich. Somit ist das Klinkenrelais beim Öffnen der Kontakte nicht von einer Federspannung abhängig. Doch wird die Federspannung in vorteilhafter Weise für beide Arten von Relais verwendet, weil unter Spannung stehende Federn nicht nur die Kontaktöffnung bewirken oder unterstützen, sondern auch noch andere Aufgaben erfüllen. So läßt sich die Federkraft zur Verringerung des Kontaktaufpralls auf ein Mindestmaß und zur Erzeugung einer Schleifwirkung zwischen den Kontakten verwenden sowie zum Ausgleich von Abmessungsschwankungen in der Herstellung.

Konzeptionsbedingt ist die Feder entweder dem Anker oder dem beweglichen Kontakt oder zum Teil dem festen Kontakt zugeordnet. Auch kann die Feder ein integraler Bestandteil eines, dieser Elemente sein oder auch ein separates Glied. In der Vergangenheit wurde jede dieser Anordnungen benutzt und jede hat ihre Vorteile. Jedoch sind die verschiedenen Anordnungen nicht ohne Probleme. Die Verbindung der Masse des Kontaktbauteils und der dem Federspannungsglied eigenen Federwirkung kann möglicherweise zu Schwingungen führen. Wenn, wie dies gewöhnlich in der Praxis der Fall ist, die schwingende Umgebung einen großen Frequenz- und Amplitudenbereich überdeckt, dann ist das Problem der Schalterkonstruktion komplexer Art.

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Der Erfindungsgegenstand bietet hier einen Ausweg, indem er eine verlässliehe und unabhängige Schalterkonstruktion schafft, die sich für die Massenproduktion eignet und dabei ein Minimum an Kosten verursacht. Die Konstruktion ist derart, daß der bewegliehe Schalter in einem ersten Teil seines Bewegungsbereichs gegen Bewegung durch eine bestimmte Federkonstante gesichert ist, während die Sicherung über den restlichen Teil seiner Bewegungsstrecke mit Hilfe einer höheren Federkonstanten erfolgt. Anfänglich wirkt der bewegliche Schalter wie ein Tragarm und dann in Verbindung mit einer Drehachse wie ein Hebel. Die Vielfachfederkonstantenanordnung ergibt eine Kurve, in der die Federspannung als Funktion der Verschiebung des beweglichen Sehalters dargestellt ist, die am Anfang der Verschiebung einen schwachen Anstieg und für die folgende Verschiebung einen größeren Anstieg aufweist. Diese Kurve nähert sich somit der für einfache elektromagnetische Sehalter geltenden Kurve, in der die Kraft als Funktion der Verschiebung dargestellt ist. Demzufolge kann für Relais, die mit den erfindungsgemäßen Kontakten ausgestattet sind, ein einfacher Schalter gewählt werden, der über einen ganzen Ausschlag oder Hub bei Hörkapazität arbeitet. Anders ausgedrückt heißt das, daß sich die Federkonstante des Schalters so ändert, daß sie den Schalter während seines ganzen Hubs wirkungsvoll arbeiten läßt, wodurch ein Schalter mit nur minimaler Kapazität verwendet werden kann.

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Ausfuhrungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes sind in der Zeichnung, auf die sich die folgende Beschreibung bezieht, schematisch dargestellt. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Schalteraufbaus,

Fig. 2 eine Querschnittansicht, im wesentlichen längs der Linie 2-2 in Figur 1,

Fig. 3 eine Querschnittansicht, im wesentlichen längs der Linie 3-3 in Figur 1,

Fig. 4 eine Querschnittansicht, im wesentlichen längs der Linie 4-4 in Figur. 1 und

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalteraufbaus.

In der Zeichnung ist bei 10 ein Kopfstück eines üblichen Relais gezeigt, das bei dieser Ausführungsform einen Zweifachpol doppelschalter enthält. Eine nicht gezeigte Schutzhaube sitzt über dem Kopfstück und ist durch beliebige geeignete Mittel, beispielsweise durch Verschweißen oder Verlöten, mit dem Kopfstück verbunden. Die in Figur 1 gezeigten Kontakte liegen auf der Innenseite der Schutzhaube,wenn die Haube mit dem Kopfstück zusammengesetzt ist. Außerdem enthält die Haube einen nicht dargestellten elektromagnetischen Betätigungsmechanismus, der mit Hilfe von Zapfen an dem Kopfstück befestigt ist, die in die Nuten 12 und 14 an den Seiten des Kopfstücks passen. Der Betätigungsmechanismus weist einen Anker auf, der sich fast bis zum Kopfstück 10 erstreckt, wo er in einem den

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Kontakt berührenden Teil endet, der eine Glaskugel aufweisen kann. Die Glaskugel ist in der Bewegungsebene des Sehalters angeordnet, wenn das Relais zusammengebaut ist.. Zwei dieser Kugeln 16 und 18 sind in Figur 1 durch die unterbrochen gezeichneten Kreise dargestellt.

Bei der gezeigten Ausführungsiorm trägt das Kopfstück acht Stützen, die durch das Kopfstück hindürchlaufen und an ihm befestigt sind. Die Stützen sind alle elektrisch gegen das Kopfstück isoliert und mit 21,22,23,24,25,26,27 und 28 beziffert. Sie sind in zwei parallelen Reihen angeordnet, wobei die Stützen der einen Reihe unmittelbar den Stützen der anderen Reihen gegenüberliegen. Die Stützen enden in Endstücken auf der Unterseite des Kopfstücks. Der Teil der Stützen 22 und 27, der über das Kopfstück 10 hinausragt, dient als Anschlußklemme für die Leiter einer elektromagnetisch betätigten Spule, die im zusammengebauten Zustand des Relais an den Klemmen befestigt sind. Die Stützen 21, 23 und 25 bilden die Ecken eines Dreiecks und dienen als elektrische Anschlüsse und als Halterungsbauteile für einen der Relaissehalter» Die Stützen 26,28 und 24 dienen als elektrische Anschlüsse und Hälterungsbaüteile für den anderen Schalter. Die normalerweise geschlossenen stationären Kontake sind an den Stützen 21 und 28, d.h. also an den entgegengesetzten Enden der beiden Stützenreihen befestigt* Der normalerweise offene stationäre Kontakt jedes Schalters liegt unmittelbar dem normalerweise geschlossenen Kontakt in der anderen Reihe gegenüber. Die normalerweise offenen und normalerweise geschlossenen Kontaktteile bestehen im allge-

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meinen aus U-förmigen Leitern, die sich im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn von ihren Stützbefestigungen erstrecken und in Kontakten enden, die im allgemeinen in Ebenen zwischen den Stutzenreihen und auf der Außenseite der Stützen einander gegenüberliegen. Die beweglichen Schalter sind relativ lange Bauteile, die sich von derjenigen Stütze aus erstrecken, die von der den zugehörigen, normalerweise geschlossenen Kontakt haltenden Stütze einen Abstand aufweist. Die beweglichen Schalterteile verlaufen zwischen ihren entsprechenden, normalerweise offenen und normalerweise geschlossenen Kontakten zu einem Punkt, der jenseits der normalerweise geschlossenen Kontakte und auf gleicher Höhe mit den normalerweise offenen Kontakten liegt. Somit sind die normalerweise offenen und normalerweise geschlossenen Kontakte nicht unmittelbar einander gegenüber angeordnet. Der normalerweise offene Kontakt verläuft weiter außerhalb in die Bewegungsebene einer der beiden zugehörigen Glaskugeln 16 und 18 hinein.

Das normalerweise geschlossene Kontaktglied 29 ist an dem Ständer 21 in der gezeigten Weise angeschweißt oder mit ihm durch ein hochschmelzendes Lötmittel verbunden. Der Kontakt besteht aus einem Metallstreifen rechteckigen Querschnitts, der in der Form eines U gebogen ist. Der eine Arm des U ist nach innen gebogen und rund um dem Ständer 21 gewickelt. Der untere Teil 32 des U verläuft in Richtung auf den Ständer 22. Der andere Arm des U erstreckt sich in geringem Abstand an dem Ständer 21 vorbei bis zu einem Punkt, der in der

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Mitte zwischen dem Ständer 21 und der Bewegungsebene der Kugel 16 liegt. Das äußeisbe obere Ende des Arms des TJ ist nach außen gebogen, so daß die äußere, obere Ecke 30 des Arms einen messerkantenförmlgen Kontakt bildet, der mit dem beweglichen Schalter in Berührung bringbar ist.

Die U-Form des normalerweise geschlossenen Kontaktglieds 29 verleiht dem Kontakt eine gewisse Federwirfcung, jedoch besteht der Kontakt aus relativ schwerem Material, so daß er beträchtlich weniger nachgiebig ist als deynorma!erweise offene Kontaktteil 33. Letzterer besteht aus dünnerem Material. Er ist U-förmig ausgebildet, wobei der Boden des Uaufdie Stütze 26 zu verläuft. Der eine Arm 35 ist nach innen gebogen und um die Stütze 25 gewickelt, mit der er durch Heißlöten mit einem hochschmelzenden Lötmittel verbunden ist. Der andere Arm 36 läuft an der Stütze 25 und den normalerweise geschlossenen Kontakt 30 vorbei zum normalerweise offenen Kontakt ■34-. Letzterer besteht mit dem Arm 36 aus einem Stück, und weist eine zusammengesetzte Kurve auf. D.h. er ist sowohl in Längs- als auch in Querrichtung gebogen, so daß sich sein mittlerer Bereich leicht in Richtung auf die Kugel 16 erstreckt. Der Bewegung des normalerweiseoffenen Kontaktes 34 in einer Richtung, in der der Arm 36 näher an die Stütze 25 heranrückt, wirkt eine Dämpfungsfeder 37 entgegen. Diese Feder besteht aus einem Streifen aus Federmaterial, der in einem großen Radius zu einem Winker gebogen ist, der etwas kleiner als 90° ist. Die Feder ist mit dem Glied 39 so zusammengebaut, daß der eine Schenkel 3& an dem Teil des Arms 35, der um die Stütze 23

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gewickelt ist, anliegt. Der andere Schenkel erstreckt sich durch eine nicht gezeigte Bohrung im Arm 35, die sich in der Nähe des Bodens des U-Teils des Glieds 33 befindet. An der Verfoin-dungsstelle,ihrer Schenkel liegt die Dämpfungsfeder an dem Schenkel 36 des Glieds 33 an. Beim Zusammenbau wird die Feder so angeordnet, daß ihr Schenkel durch das im Arm 35 befindliche Loch soweit hindurchgezogen werden kann, bis die Feder die gewünschte Spannung aufweist. Danach wird der Schenkel umgeschlagen, wie dies bei 39 gezeigt ist, wodurch die Dämpfungsfeder an ihrem Platz gehaltert wird.

Das bewegliche Kontaktelement 40 weist zwei Arme auf, die an dem einen Ende miteinander in Verbindung stehen und sich Seite an Seite erstrecken. Die entgegengesetzten Enden werden unter Spannung aneinandergedrückt, jedoch durch ein zwischen ihnen befindliches Gelenkelement im wesentlichen parallel gehalten. Bei der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsform besteht das Kontaktelement aus einem Metallstreifen, der in einem kleinen Radius etwa in seiner Mitte zu einem U gebogen ist, dessen Boden in Figur mit 41 bezeichnet ist. Das Kontaktelement wird von einem Lagerungsglied 42 gehalten, so daß sich die Enden seiner Arme 44 und 46 gerade an der Bewegungsebene der Kugel lü zwischen den, fixen Kontakten 30 und 34 vorbeierstrecken. Die Mittellinie des Radius um die das Kontakfcelement 40 bei 41 gebogen ist, verläuft parallel zu den Stützen und zur" Messerkante 30, wodurch die Arme 44 und 46 in Richtung auf einen der fixen Kontakte und von dem anderen Kontakt weg beweglich sind,

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Das Befestigungsglied k2 ist T-fÖrmig. Der Stamm des T ist in der Mitte über seine Länge so gebogen, daß er die Stütze längs zweier Oberflächen, die einen ¥inkel von 60° einschließend nebeneinanderliegen, berührt. Die Größe dieses Winkels spielt keine Holle. Der Stamm ist nur deshalb so gebogen, daß er zwei Lageroberflächen anstelle von nur einer bildet, um die Ausrichtung parallel zum Kopfstück 10 und das Verlöten des Trägers 42 mit der Stütze 23 zu erleichtern. Die Arme des T sind gebogen und rund um den Arm 44t des beweglichen Kontakts 40 geschlungen, und zwar an einer Stelle, die dem Boden 41 des geformten TJ benachbart sind.

Die Arme 44 und 46 wirken wie auskragende Federn, die bei Druckeinwirkung an Ihren äußeren Enden um die Verbindung mit dem Halterungskörper 42 im Falle des Arms 44 und um die Verbindung des Halterungsarms 42 und des durch Bearbeitung gehärteten Bodens 41 des Uim Falle des Arms 46. Der Erfindungsgegenstand ist mit Einrichtungen versehen» durch die die durch die Auskragung erzielte Wirkung des beweglichen Sehalteraufbaus in eine Iiebelwirkung während der Phase der Sehalter-betätigung umgewandelt ifird, in der der Kontakt zum dichten Anliegen kommt. Diese Einrichtung bedient sieh in vorteilhafter Weise der Doppelarmkonstruktion, die in dem beweglichen Kontaktglied verwendet wird sowie eines Drehgelenks, das zwischen ihnen liegt und mit der Anordnung des Schalterantriebs und dem normalerweise offenen Kontakt so gekuppelt ist, daß der Antrieb mit dem einen bewegliehen Schalterarm in Berührung kommt, und der normaterweise offene Kontakt den anderen Schalterarm berührt.

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Bei der beispielsweise gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist der Gelenkpunkt als Spitze 48 ausgebildet, die aus der Seitenwand des Arms 44 in Richtung auf den Arm 46 nach außen gedrückt ist. Der Schalter ist bei 41 gebogen, um die Arme 44 und 46 miteinander unter Spannung, in Berührung zu bringen, wodurch der Arm 46 gegen die Spitze 48 gedruckt wird. Beim Zusammenbau wird das Halterungsglied 42 an die Stütze 23 so angelötet, daß der Arm 44 fest gegen den normalerweise geschlossenen Kontakt 30 gedrückt wird, wie dies in Figur 1 gezeigt ist.

Der andere Schalter weist die gleiche Konstruktion auf. Sein normalerweise offener Kontakt 50 und die Dämpfungsfeder 51 sind an der Stütze 24 angebracht und entsprechen dem Kontaktglied 33 und der Feder 37. Das normalerweise geschlossene Kontaktelement 52, das an der Stütze 28 befestigt ist, entspricht dem normalerweise geschlossenen Kontaktelement 29. Die bewegliche Schalteranordnung 54» die an der Stütze befestigt ist, entspricht dem Schalter 40 und dem Halterungsglied 42.

Ein einzelner, nicht dargestellter elektromagnetischer Antrieb arbeitet so, daß er die Glasperlen 16 und 18 bewegt, die mit den beweglichen Schalterteilen in Berührung stehen und diese in Bewegung versetzen. Bei dem in Figur 1 gezeigten Relais nehmen die Perlen 16 und 18 dieselbe Stellung relativ zu den Elementen ihrer zugehörigen Schalter ein. Sie sind jedoch zur besseren Erläuterung des Erfindungsgegenstandes in verschiedenen Stadien dos Schalterbetätigungszyklus dargestellt

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BADORIGiNAL

Die Perle 18 ist in einer Stellung gezeigt, die sie einnimmt, wenn die Erregung des Heiais unterbrochen ist. Die Perle 16 befindet sich an einem Bevregungspunkt nach der ' Erregung des Relais, an dem sie gerade den beweglichen Schalter oder Kontaktgeber 40 berührt, bevor der normalerweise geschlossene Schaltkreis geöffnet wird. Ein Vergleich der Stellungen der beiden Perlen zeigt, daß die Perlen sich in einer Ebene bewegen, die im rechten Winkel zu dem beweglichen Kontaktgeber liegt. Wenn die Perle 16 ihre Bewegung fortsetzt, übt sie auf den Arm 44 eine Kraft aus, die ihn außer Berührung mit dem normalerweise offenen Kontakt 30 bringt. Die Spitze 48 ruht am Arm 46, so daß beide Arme um ihren Beiestigungspünkt mit dem Halterungsglied 42 freitragend bewegt werden.

Die Arme 44 und 46 bewegen sich zusammen von dem normalerweise geschlossenen Kontakt 30 fort in Richtung auf den Kontakt 34. Sobald der Arm 46 den Kontakt 34 berührt, gibt der Kontakt 3,4 nach, bis der im Kontaktglied 33 vorhandene Druck und die Spannung der Dämpfungsfeder 37 gleich der in den beweglichen Kontaktarmen auftretenden Spannung sind. Wird die Bewegung der Perle l6 in Richtung auf den Kontakt 34 fortgesetzt, so werden die äußeren Enden der Arme 44 Und 46 aufeinandergedrückt. Somit wirken die Arme wie Hebel, die dazu neigen, sich um den Drehpunkt 48 zu drehen. Die Arme 44 und 46 liegen normalerweise parallel zu dem offenen Kontakt 33· Der erforderliche Anpressdruck zwischen den Kontakten, nämlich zwischen dem Arm 46 und dem Kontakt. 34, wird mit einer geringen Beweguhg des Kontaktglieds 33 erreicht, weil ein Teil der für • -^109821/1487 ■ '

die dichte Berührung erforderlichen Spannung in den beweglichen Kontaktarmen auftritt« Daraus folgt, daß das Kontaktglied 33 einer kleineren Trägheitskraft unterliegt und der Kontaktaufprall auf ein Mindestmaß beschränkt wird.

Die Bewegung der Perle 16 wird zunächst nicht behindert, wenn sich die Perle von der Stelle, die der von der Perle 18 eingenommenen entspricht, aus in die in Figur 1 dargestellte Lage bewegt. Beginnt man an dieser Stelle, so wirken der Perlenbewegung die Arme 44 und 46 entgegen, die als lange Traghebelarme wirken. Wenn der Arm 46 den Kontakt 34 berührt, so wirken der Perle die Arme 44 und 46 und das normalerweise offene Kontaktglied 33 sowie seine Dämpfungsfeder 37 entgegen. Wenn schließlich das Kontaktglied 33 und die Feder 37 eine gewisse Anspannung erreicht haben, so wird die Bewegung der Perle durch diese Elemente und die wie Hebel wirkenden Arme 44 und 46 behindert. In diesem Betriebsstadium verlangsamt sich die Bewegung der Perle, und die Kontakte schließen sich dicht. Die Kraft, die der Perle und dem elektromagnetischen Antrieb, von dem die Perle ein Teil ist, entgegenwirkt, wird schrittweise größer und nähert sich dabei der Kraft des Antriebs, so daß letzterer nicht zu stark beschleunigt wird. Die Perle kann ihre Hubbewegung vollenden, und die Kontakte schleifen aufeinander, da sie sich um versdiedene Radien drehen und werden dadurch mit einem Minimum an Beschleunigung und Bewegung des normalerweise offenen Kontakts miteinander in dichte Berührung gebracht.

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Die Lage der Spitze 48 wird so eingestellt, daß sie die gewünschte Beziehung zwischen Kraft und Abstand liefert. In vorteilhafter Weise ist die Spitze .48, wie gezeigt, zwischen der Halterung für den Arm 44 und dem Punkt angeordnet, an dem der Arm den normalerweise geschlossenen Eontakt 30 berührt* Wenn der elektromagnetische Antrieb unterbrochen wird, dann führt die in den Armen 44 und 46 vorhandene Spannung die Arme in die gezeigte Stellung zurück. In dieser Stellung liegt der Arm 46 an der Spitze 48 an, die als Drehpunkt für den Arm 44 dient, der wie ein Hebel wirkt. Der Abstand vom Kontakt 30 zur Spitze 48 ist viel geringer als der Abstand von der Spitze zu dem Halterungsglied 42. Somit ist die Hebelwirkung groß und.die Relativbewegung zwischen dem Arm 44 und dem Kontakt 30 klein. Dennoch tritt aber eine Schleifwirkung und eine Dichtungsbewegung ein, wenn die beiden Teile zusammenkommen.

Eine andere Ausfuhrungsform des Erfindungsgegenstandes ist in Figur 5 dargestellt. Die beweglichen Kontakte 60 und unterscheiden sich von den entsprechenden Bauteilen 40 und 5^ in Figur 1 darin, daß Teile der Schalterarme 85 und 86 eine verminderte Querschnittsfläche besitzen, die eine Betätigung mit einem geringeren Kraftaufwand ermöglicht. Dazu kommt, daß die inneren und äußeren Enden der Arme der beweglichen Kontakte 60 und 62 eine vergrößerte Querschnittsfläche aufweisen, mit der eine größere Festigkeit an dem inneren Ende und eine größere Wärmeabgabe oder die Möglichkeit stärkere Ströme hindurchzuführen am äußeren Ende der Arme im Berührungsbereich mit den fixen Kontakten mit sich bringt.

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Die in Figur 5 gezeigte Schalteranordnung eignet sich zum Einbau in ein Zweifachpol-Doppelkupplungsmagnetklinkenrelais. Es weist acht Änschlußsäulen oder -ständer auf, die mit 63,64,65,66,67,68,69,70 bezeichnet sind und auf ein Kopfstück 80 montiert und gegenüber diesem durch die Isolatoren 71,72,73,7^,75,76,7? und 78 isoliert sind. Zwei zusätzliche Anschlüsse in Form von Drähten 81 und 82 sind vorgesehen, die sich durch das Kopfstück 80 und die Isolatoren d3 und 84 hindurcherstreclcen. Der bewegliche Kontaktteil 62 besteht aus zwei Armen 85 und 86, die an dem einen Ende miteinander verbunden sind und nebeneinander entlanglaufen. Die äußeren Enden werden mit Hilfe eines zwischen ihnen befindlichen Drehpunktelements 87 unter Spannung gegeneinandergedrückt, jedoch im wesentlichen parallel zueinander gehalten. ¥ie die Kontakte 40 und 54 in Figur 1 so sind auch die Arme 85 und 86 aus einem Streifen hergestellt und unter einem kleinen Radius zu einer U-Form gebogen. Ein an dem Ständer 68 angelötetes Halterungsglied ist an seinem inneren Ende, am Boden des U, über den Arm 85 geklemmt.

Vor dem Zusammenbau mit dem Antriebsmechanismus erstrecken sich die Arme 85 und 86 zwischen den stationären Kontakten 90 und 92, die an den Ständern 70 bzw. 66 befestigt sind, ohne einen der beiden Kontakte zu berühren. Sobald jedoch die Schalteranordnung mit dem Antriebsmechanismus zusammengebaut ist, berührt der bewegliche Kontakt den einen oder den anderen stationären Kontakt„ Der Antriebsmechanismus weist einen Anker,

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zwei Spulen, von denen die eine an die Drähte 81 und 82 und die andere ai^ie Ständer 64 und 69 angeschlossen ist und wenigstens einen Permanentmagneten auf.Diese Elemente sind in der Zeichnung nicht dargestellt. Der Antriebsmechanismus besitzt außerdem zwei Arme, deren.untere Abschnitte gezeigt sind. Sie erstrecken sich von dem Anker nacn unten

■ : ' - ^s er _; :■-[:--r .."■■-■ U: >^:; ;;^ ^: -in die Ebene der Schaltanordnung hinein, wo sie in Glasperlen enden. Somit enden die Arme 93 und 94 in den Perlen 95 wnd 96", die das äußere Ende des beweglichen Kontakts 62 spreizen. In Figur 5 übt die Perle 96, die am Arm 86 des Kontakte 62 anliegt, eine um den Drehpunkt 87 wirkende Kraft auf,wodurch der Arm 85 gegen den KontaktberührungsteiT 97 des stationären Kontakts 90 gehalten wird. Die Perle 96 wird in dieser Lage von einem Permanentmagneten des Antriebsmechanismus Solange gehalten, bis der Anker elektromagnetisch gedreht wird, um die Perlen 95 und 96 iO- Figur 5 gesehen naeli linkszu be,wegen. Dann liegt die Perle 95 am Arm 85 an und bringt den Arm 86 mit dem KontaktberUhrungsteil 98 des stationären Koniakts 92 in Eingriff. Ein Permanentmagnet im Antriebsmechanismus hält den Arm in dieser Stellung solange fest, bis der Schalter wieder betätigt wird. Der bewegliche Kontakt 60, der an deiu Ständer 65 angebracht ist, und die an den Ständern 63 und 67 befestigten stationären Kontakte 99 und 100 werden in gleicher Weise durch die Glasperlen 100 und 102 gesteuert, die mit demselben Antriebsmechanismus in Verbindung stehen. ;

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Daraus wird ersichtlich, daß bei dem Klinken- oder Verriegelungsrelais der bewegliche Kontakt keine Spannung auszuüben braucht, die seine Berührung mit dem stationären Kontakt unterbricht. Bei der in Figur 5 gezeigten Konstruktion besitzen die Kontaktgeberarme im Bereich zwischen dem Halterungsarm 88 und dem Drehpunkt einen kleineren Querschnitt. Der Drehpunkt befindet sich auf einem Arm in Richtung auf den Halterungsarm 88, jedoch in der Nähe des Berührungspunktes mit den stationären Kontakten und liegt entweder auf einem Teil, das an dem Kontaktgeber befestigt ist oder ein Stück des Kontaktgebers selbst ist. Auf diese Weise zeigen die Kontaktgeberarme nur wenig Neigung, die Bewegung des beweglichen Kontakts von dem einen stationären Kontakt zu dem , anderen zu behindern. Darüberhinaus ermöglichen die dünneren Armabschnitte eine leichtere Relativbewegung der äußeren Enden der Arme 85 und 86 um den Drehpunkt 87. Somit gestattet diese Konstruktion ein Übersteuern der Glasperlen und der anderen Elemente des Antriebsmechanismus durch verstärkte Relativbewegung der äußeren Enden der beweglichen Kontaktarme, wodurch die erforderliche Federwirkung im stationären Kontakt auf ein Mindestmaß beschränkt wird. Dementsprechend kann das Resonanzproblem teilweise durch Verwendung eines schwereren stationären Kontakts gelöst werden. Die in Figur 1 gezeigten Dämpfungsfedern können in vielen Anwendungsfällen weggelassen werden, und wenn, wie gezeigt, die anderen Enden, des beweglichen Kontakts ebenfalls schwerer gemacht werden, dann ist der Schalter für einen stärkeren Strom brauchbar.

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Zusammenfassend läßt sich sagen, daß die Doppelarmkonstruktion des !beweglichen Kontakts verschiedene Vorteile gegenüber den "bekannten einarmigen Kontaktgebern aufweist, die vor allem darin zu sehen sind, daß eine einzige Federspannung erzeugende Anordnung, ein Übersteuerungsmechanismus, eine Kontaktschleifwirkung, eine minimale Resonanzschwingung und ein minimaler Aufprall sowie bei den üblichen-.-'Relais eine Federspannung zur Kontaktöffnung geschaffen werden. Dazu kommt, daß die Doppelarmkonstruktion bei einer gegebenen Gesamtquerschnittsilache und Auslenkungskraft eine größere Auslenkung ermöglicht* Dementsprechend kann der bewegliehe Kontafctgeber beim Erfindungsgegenstand für eine gegebene Antriebskraft mit einer größeren Quersehnittsflache und einer größeren Stromführüngskapazität ausgestattet werden. Diese Vorteile werden noch wie beschrieben vergrößert, wenn das äußere Ende der bewegliehen Kontaktarme größer als die Quersehnittsflache eines in der Mitte befindlichen Abschnittes gemacht wird, wobei dieses Merkmal, obgleich es im Zusammen-' hang mit dem Verriegelungs- oder Klinkenrelais dargestellt wurde, auch bei gewöhnlichen Relais verwertbar ist*-

Es hat sich gezeigt, daß es keine Schaltstellung gibt, in die der bewegliche Kontakt eines Verriegelungsrelais bei Unterbrechung der Erregung der Relaisbetätigungsspulen zurückkehrt. Somit weist das Verriegelungsrelais normalerweise keinen geschlossenen Kontakt auf. Jeder der fixen oder stationären Kontakte des 'Relais kann als normalerweise offen betrachtet werden, so daß diese Kontakte aanehMal mit "normalerweise offene" Kontakte bezeichnet werden.

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Claims (1)

1. Dipl.-Ing. MARTIN LI Dr. REINHOLD SCHMIDT • Dipl.-Wirtsch.-lng. AXEL HANSMANN

   Dipl.-Phys. SEBASTIAN HERRMANN

   BABCOCK ELECTBOMICS CORPORATION München,den 12. Januar 1968 COSTA MESA,CALIFORNIA, V.St.A.

   Ihr Zeichen Unser Zeichen

   HARBOR BOULEVARD 3501 .

   Patentanmeldung: Elektrischer Schalter

   1. Elektrischer Schalter, gekennzeichnet durch einen beweglichen Kontaktteil (40,54,60,62) der in eines Bogen bewegbar ist und einen Doppelarmteil aufweist., bei dem zwei Arme (44, 46;86, 87) Seite an Seite »it Abstand nebeneinander angeordnet sind und bei dem eine Federvorrichtung (29133»90»92) gegen die Arme eine Federkraft ausübt, tut sie zusammenzudrücken; einen in der Ebene dee Bewegung*- bogens angeordneten stationären Kontakt (30,54;97,98),der «it dee einen Are des beweglichen Kontaktteil· (40,62) in Berührung bringbar ist; und einen Antriebsmechanismus (16,18; 93,94)_? der mit dem anderen An in Berührung bringbar ist, um den beweglichen Kontaktteil durch die gebogene Bewegungastrecke zu verschieben und mit dem stationären Kontakt (30,34; 97,98) in Eingriff zu bringen.

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   Patentanwälte Dipl.-lng. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-lng. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann 8 MÖNCHEN J, THERESIENSTXASSE 33 - Telefon: 281202 · Telegramm-Adresse: Upatli/München

   Bankverbindungen; Dtulich· Bank AG, Filial« München, Dep.-Kasse Viktualienmarlct, Konto-Nr. 70/30433 Bayer. Vereinsbank Manchen,. Zweigst. Oskar-von-Miller-Ring, Kto.-Nr. 882495 · Postschedc-Konto: München Nr. 163397

   Oppenouer Büro: PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

   2. Elefetrtsofe©r Schalter nach Anspruch !,dadurchge— kennzeichnet, dal eier stationär® Kontakt (30,5%; 97»98) auf einem fed@mö©n W$t$qw (29i_s351 90,90)-befestigt; .ist,v 4er in ■■ -. der Ebene der bögeafSsraigesi B@w©gungestr«oke in einem Radius bewegbar ist, der eich von demjenigen unterscheidet, auf dem eich der Kontaktteil (40,62) bewegt,

   3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2_s gekennzeichnet durch eine Dämpfungsfeder (37), die Mit dem federnden Körper (.33) und einem Festpunkt in Verbindung steht.

   4. Elektrischer Schalter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende (4i) des beweglichen Kontakts (40,62) fixiert ist, daß sich die Arme (44,46; 86,8?)geaeinsan bis zu einem Punkt zwischen dem stationären Kontakt (30,34; 97,98) und der Antriebseinrichtung (.l6»18;93»-94) ©rstrecken, daß die Federeinrichtung die Ame an dieser Stelle zusammendrückt, und daß eine Vorrichtung vorhanden ist, die zwischen den Armen (44,46;86,8?) einen Drehpunkt (48,87) schafft, und zwar an einer Stelle, die zwischen der besagten Stelle und de» fixen Ende (41) liegt„wobei der mit dem .Drehpunkt (48,87) versehene Teil die Arme in dieser Stellung voneinander getrennt hält. - "'"' -..■ ■..;■ "_.'■--.; .■■;■■■■■'■ - -^: : ^::^~

   5. Elektrischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (86,87) im Bereioh zwischen dem Drehpunkt (87) und de» festliegenden Ende (41) einenverminderten Querschnitt aufweisen.

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   6. Elektrischer Schelter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der stationäre Kontakt (34,98) federnd gelagert und unter Druckeinwirkung auf eine» Bogen Hit kleineres Radius betregar ist als der bevegliche Kontakt (4o,62).

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   ein öretopunkteleseiffit (48) aufweißt si? erst®». Stütze

   der befestigt

   Moli zwischen

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   den beiden Armen (44,46) des beweglichen Kontaktteile (40) befindet, Si© sich zwischen dem normalerweise geschlossenen und dem normaltrweis© geöffneten Eontakt (30,34) erstrecken und bogenförmig bewegbar sind, so daß der eine Arm (44) mit dem normalerweise geschlossenen Eontakt (30) und der andere Arm (46) ait ä®m normalerweise offenen Eontakt (34) in Berührung steht und daß das Drehpunktelement (48) an einer Stelle angeordnet ist, die zwischen der dritten Stütze (23) und den Punkten liegt, an denen die Arme (44,46) die Kontakte berühren, und daß schließlich eine Antriebsvorrichtung (i6) zur bogenförmigen Bewegung des beweglichen Kontaktteils (40) vorhanden ist»

   10. Elektrischer Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontaktteil (40) ein ü-förmiges Element und eine Halterungsvorrichtung (42) aufweist, die an da» isntereii Ende des V-förmigen Elements und an der dritten Stütze (23) befestigt ist, wobei die Arme (44,46) des U-fürmigeiE Elements von dem Drehpunktelement (48) unter Spannung jgeganeinandergedrilokt und im wesentlichen parallel gehalten werden.

   11. Elektrischer Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der normalerweise offene Kontaktteil (34) federt und duroh Bewegung in einem Bogen, dessen Radius kleiner ist als der Bewegungsradius des beweglichen Kontaktteils (40), unter Druckspannung gesetzt wird, wodurch beim Schließen des Schalters ein« schleifende und dichtende Wirkung erzielt wird.

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