DE1615999C3 - Zeitrelais - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zeitrelais mit einem Antrieb und einem Laufwerk, das eine unter der Wirkung einer Rückstellfeder stehende Zeitscheibe dreht, an der ein Schaltnocken befestigt ist, welcher am Ende einer einstellbaren Laufzeit über einen Auslösehebel auf eine Springkontakteinrichtung einwirkt, die den Relaiskontakt betätigt und das Laufwerk unter Aufrechterhaltung des Antriebsmomentes auf Stillstand blokkiert

Solche Zeitrelais sind bereits bekannt (DT-AS 12 24 394) und finden vorwiegend Verwendung für den Schutz elektrischer Maschinen und Anlagen gegen Überlastung sowie zur Ausführung von Anlaß-, Regel-, Selbstssteuer- und Fernsteueraufgaben in der Starkstrom-, Schwachstrom- und Fernwirktechnik. Bekanntlich sind Zeitrelais schaltende Zeitzähler. Als Zeitmeßglied verwendet man vorwiegend Synchronmotor-Antriebe, jedoch auch Federwerke, z. B. mit elektromagnetischem Aufzug und mechanischer Hemmung. Die Laufzeit von Zeitrelais liegt je nach Bauart und Verwendungszweck zwischen Sekunden-Bruchteilen und einigen Stunden, wobei sie häufig innerhalb eines gegebenen Bereiches einstellbar ist Zeitrelais werden meistens durch Bestromung in Tätigkeit gesetzt Bei Beginn und/oder Ablauf der gewünschten Zeit betätigen sie einen oder mehrere Kontakte. Der Auslösehebel auf der letzten Laufwerkswelle verharrt dabei so lange in der Endstellung, bis ein Befehl ihn freigibt, und er unter Einwirkung seines Rückdrehmomentes in die Ausgangsstellung zurückläuft bereit für einen neuen Schaltzyklus.

Motorisch angetriebene Zeitrelais sind bekanntlich vielfach derart ausgeführt daß der Antriebsmotor nach Ablauf der eingestellten Zeit, wenn die Kontakteinrichtung betätigt wurde, unter voller Erregerspannung auf Stillstand abgebremst wird, indem ein auf der letzten Laufwerkswelle angebrachter Arm gegen einen Anschlag läuft Häufig bleibt der Motor dabei erregt — insbesondere bei kleinen Laufwerksuntersetzungen — , weil das Relais sonst durch die Rückzugsfeder, die beim Zeitablauf gespannt wird, in die Ausgangsstellung zeitlich Undefiniert zurücklaufen würde. Ein derartiges

ίο Abbremsen des Motors über die volle Laufwerksübersetzung beansprucht die Laufwerkteile beträchtlich. Die Zahnräder müssen hierbei die vom Motordrehmoment und die vom Schwungmoment des Motorläufers herrührende Belastung auffangen. Insbesondere bei längeren Laufzeiten (größere Laufwerksübersetzung) werden durch das Motordrehmoment, das an der letzten Laufwerkswelle in voller Höhe abgegremst wird, die Zahnräder stark beansprucht, bzw. im Laufe der Zeit zerstört

Bei bekannten Anordnungen werden zum Begrenzen der an.den Zahnrädern auftretenden Kräfte Reibungskupplungen vorgesehen. Diese sind so bemessen, daß sie die erforderlichen Drehmomente zur Betätigung der Kontakteinrichtung und zum Spannen der Rückzugsfeder übertragen. Wird bei Aufrechterhaltung der Erregerspannung nach Ablauf der eingestellten Zeit das Drehmoment an der Kupplung größer, dann rutscht die • Kupplung durch. Eine solche Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß sich durch den Lauf des Motors die Zahnräder drehen und Verschleiß auftritt. Das aus Sicherheitsgründen höher angelegte Drehmoment zur Betätigung des Kontaktes, das von der Kupplung übertragen werden muß, erhöht die Beanspruchung der Zahnräder.

Eine andere bekannte Ausführung umgeht den vorgenannten Nachteil, indem ein auf der letzten Laufwerkswelle angebrachter Hebel zum Ende des Zeitablaufes in die Bewegungsbahn eines Nockenrades läuft das dem Motorritzel nachgeordnet ist und den Kraftfluß an einer Stelle sperrt an der das Motordrehmoment relativ klein ist Die Kontakteinrichtung wird von einem zweiten, auf der letzten Laufwerkswelle angeordneten Hebelarm betätigt Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, daß die Betätigung der Kontakteinrichtung von der Ablaufbegrenzung getrennt ist. Um die Funktion sicher zu stellen, wurde die Kontaktbetätigung gegenüber der Ablaufbegrenzung vorverlegt. Diese Maßnahme bietet jedoch keine Gewähr dafür, daß sich der Schaltpunkt der Kontakteinrichtung nicht verändert

Diesem letztgenannten Nachteil will die eingangs genannte Zeitrelaiskonstruktion mit Außenläufer-Synchronmotor in Verschiebeankerausführung als Antrieb begegnen, indem der Motorläufer unmittelbar nach Betätigung des Relaiskontaktes auf Stillstand abgebremst wird. Ein Nocken auf der letzten Laufwerkswelle betätigt dabei dort über einen Auslösehebel den Relaiskontakt Nach Betätigung des Relaiskontaktes wird durch eine am Auslösehebel angebrachte Bremsfeder, die direkt auf den äußeren Umfang des Außenläufers einwirkt, der Läufer auf Stillstand abgebremst Der Motor bleibt in diesem Zustand erregt, damit sich der Läufer vom Laufwerk nicht auskuppelt, da sonst das Relais durch das auf die letzte Laufwerkswelle einwirkende Rückdrehmoment zurücklaufen würde. Auch bei dieser Anordnung besteht die funktionstechnische Forderung, daß die Betätigung des Relaiskontaktes vor der Abbremsung des Läufers des Antriebsmotors

erfolgen muß. Auch hier können sich durch Verschleiß und/oder Ermüdung der kontaktschließenden Teile funktionsstörende Faktoren einschieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Zeitrelais der eingangs genannten Art zu gewährleisten, daß das Laufwerk nach Ablauf der eingestellten Zeit die Kontakteinrichtung betätigt und erst dann unter Aufrechterhaltung des Antriebsmoments zwangsläufig auf Stillstand blockiert wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Springkontakteinrichtung auf der den Relaiskontakt tragenden und von der Springfeder belasteten Seite eine in einen Sperrhebel eingreifenden Lamelle aufweist, und daß der durch Auslösen der Springkontakteinrichtung schwenkbare Sperrhebel einen Nocken blockiert bzw. freigibt, der an einem Zahnrad des Laufwerkes angeordnet ist.

Dadurch läßt sich vorteilhafterweise für das beschriebene Zeitrelais eine große Zuverlässigkeit durch die folgerichtige Kontaktauslösung und Blockierung des Laufwerkes erzielen. Vorteile ergeben sich auch, wenn der Sperrhebel federnd ausgebildet ist; denn dadurch wird zusätzlich das Prellen der Kontakteinrichtung vermieden.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

Die Figur zeigt eine perspektivische Darstellung der beschriebenen Anordnung mit einem Synchronmotor 1 als Antrieb. Dabei treibt eine Motorachse 2 mit einem auf ihr angeordneten Ritzel 3 über ein Laufwerk, welches allgemein mit 4 bezeichnet ist, einen auf der letzten Welle des Laufwerkes 4 angeordneten Nocken 5 an. Mit dem Nocken 5 wirkt ein Auslösehebel 6 zusammen, der eine Kontakteinrichtung 7 betätigt. An einem aktiven, d. H. schaltenden Element 8 der Kontakteinrichtung 7 befindet sich auf der kontaktgebenden Seite des Elements 8 eine Lamelle 9, die mit einem in Punkt 10 gelagerten Sperrhebel 11 in Eingriff steht. Der Sperrhebel 11 wird nach dem Durchschalten der Kontakteinrichtung 7 durch den Auslösehebel 6 von der Lamelle 9 in Pfeilrichtung 12 bewegt und kommt mit seiner Nase 13 in die Bewegungsbahn von Nocken 14, die auf einem, dem Getrieberitzel 3 im Kraftfluß des Laufwerks 4 folgenden Zahnrad 15 angeordnet sind. Die Kontakteinrichtung 7 ist als sogenannter Springschalter mit zwei stabilen, dem System eigenen Endlagen ausgebildet, wobei der springende und kontaktschließende Teil der Einrichtung eine Lamelle besitzt, die mit dem Sperrhebel gekoppelt ist. Dadurch kann der Führungsweg des Sperrnebels relativ grob toleriert sein, ohne daß die Zwangsläufigkeit in ihrer Folge gestört wäre. Der Sperrhebel kann also erst dann in den Bereich der Sperrnocken kommen, wenn der springende Teil der Kontakteinrichtung seine labile Mittellage überschritten hat, d. h. das aktive Kontaktelement 8 wird durch eine nicht gezeichnete vorgespannte Blattfeder nach Überschreiten der labilen Mittellage abrupt in eine stabile Endlage gebracht. Die Lamelle 9 überträgt diese Bewegung auf den Sperrhebel 11, wobei dieser augenblicklich in die Bewegungsbahn der Nocken 14 einfällt und eine Weiterdrehung des Zahnrades 15 unterbindet. Das Laufwerk 4 ist blockiert, dabei bleibt die Erregung des Synchronmotors 1 erhalten.

Der Sperrhebel besitzt eine besondere Formgebung um den Stoß, mit dem die Nocken des Zahnrades auf den Hebel auftreffen zu dämpfen, d. h. der Sperrhebelarm federt.

Das von den Nocken 14 auf den Sperrhebel 11 übertragene Drehmoment ist jedoch an dieser Stelle des Laufwerkes 4 gering und überdies entlastet, durch eine auf die letzte Laufwerkswelle 16 des Laufwerks 4 wirkende Rückzugsfeder 17. In dieser Phase der Aufrechterhaltung der Erregung des Synchronmotors 1 kann das Zeitrelais Sekunden, Stunden oder sogar mehrere Tage verharren, je nach Aufgabenstellung, der das Zeitrelais unterworfen ist Die Blockierung des Laufwerks 4 in diesem Kraftflußbereich bringt keine, die Funktion des Motors 1 sowie auch des Laufwerks 4 beeinflussenden Nachteile mit sich.

Nach Unterbrechung des Erregerstromkreises des Synchronmotors 1 fällt auch ein vom Ständerfeld des Motors 1 beaufschlagter Klappanker 30 ab, der mit der Kraft einer nicht gezeichneten Feder in Pfeilrichtung 18 einen Hebelarm 19 bewegt und mittels diesem eine axial verschiebbare Welle 20 des Laufwerks 4 gegen die Kraft einer Feder 23 betätigt Damit wird ein auf der Welle 20 angeordnetes Laufwerksrad 21 aus einem Laufwerksrad 22 ausgekuppelt, was zur Folge hat, daß die Rückzugsfeder 17 die Welle 16 und damit den Nocken 5 und das Laufwerksrad 22 in die Ausgangsposition zurückführt Der Auslösehebel 6 fällt unter Einwirkung des rücktreibenden Momentes der Federkraft der Kontakteinrichtung 7 ab. Mit dem Abfallen der Kontakteinrichtung 7 in die Ruheposition wird auch der Sperrhebel 11 aus dem nun drehmomentslosen Bereich der Nocken 14 geführt.

In jedem Falle ist die Kontakteinrichtung 7 geschaltet, bevor der Sperrhebel 11, durch die Kontakteinrichtung 7 ausgelöst, den Ablauf des Laufwerks 4 blockiert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Zeitrelais mit einem Antrieb und einem Laufwerk, das eine unter der Wirkung einer Rückstellfeder stehende Zeitscheibe dreht, an der ein Schaltnocken befestigt ist, welcher am Ende einer einstellbaren Laufzeit über einen Auslösehebel auf eine Springkontakteinrichtung einwirkt, die den Relaiskontakt betätigt und das Laufwerk unter Aufrechterhaltung des Antriebsmoments auf Stillstand blockiert, dadurch gekennzeichnet, daß die Springkontakteinrichtung (7) auf der den Relaiskontakt tragenden und von der Springfeder belasteten Seite eine in einen Sperrhebel (11) eingreifende Lamelle (9) aufweist, und daß der durch Auslösen der Springkontakteinrichtung (7) schwenkbare Sperrhebel (11) einen Nocken (14) blockiert bzw. freigibt, der an einem Zahnrad (15) des Laufwerkes (4) angeordnet ist.

2. Zeitrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Nocken (14) besetzte Zahnrad (15) mit dem Motorritzel (3) in Eingriff steht.

3. Zeitrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sperrhebel (11) federnd ausgebildet ist.

4. Zeitrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb ein Synchronmotor (1) ist.

5. Zeitrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb ein Federwerk ist

6. Zeitrelais nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Federwerk elektrisch oder pneumatisch aufgezogen wird.