DE2038447A1 - Membranrelais - Google Patents

Description

OiPL-JNQ. HANS W. 8CHONING

AATINUNWAIT , «·· Siüüülüi:

{Ml U i« IO 81

Wolfgang Prieseiauth ■

Itzehoe / Holstein

Postkamp Anwaltsakte:' 2620

Membranrelais

Die Erfindung betrifft ein
pci»*» mit pneumatischer Hubverzögerung durch einen mit Drosselbohrung versehenen Luftzylinder, der von einer mit dem Magnetatiker und den Schaltkontakten verbundenen Membrane luftdicht verschlossen ist.

Bekannte Membranrelais wieett für aamchö Anwendungaiälle eine zu große Bauhöhe auf. Sie nutzen auch nicht den gesamten zur Verfügung stehenden Innenraum dss Relaisköroera zur Ausbildung des magnetischen Kreises aus und arbeiten daher nicht mit optimalem Wirkungsgrad.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Relais der eingangs genannten Art mit mögliehst geringer Bauböhe und großem Wirkungsgrad zu schaffen.

209812/1383

Diese Aufgabe wirf ringra Abstand vra eis©» eittlersa net®, selbst als Mageetaisttex'

außen vervollständigt _t g©liSst«

Gemäß eiaer
membrane alt einer schichtet.

Fach einer weiteren

mit der fSetallmemibra®© ein Sefealtkostakt.teiger aus ®lels>

triscb gut leiteMesg, gegstefieafei:

sierbaren Material fest feÄetea,

Vorsugeweise ist der Kontakttri%er spinnen- oder radartig auegebildet»

Ausflhrungefom ist der in» Magnetkern ke-

lach @in@r weitereu Mittelteil der ffentame £a gel stumpf f.önnig ausge"blläet

chende konzentrisclie AiisselmiiQg des Magoetterns

Weiter© Einzelheitee unä Mertepale eich aus der nachfolgend©o fügten Zeichnungen, in äen@n ©in©

209812/1383 uni Aen beige-

AugführungS'·

form der Erfindung beispielsweise veraaecisaulicht ist ο In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt gemäß der Schnittlinie

X-I durch ein Seafcyanrelais Bit sinae

Schaltkontakt,
Fig. 2 einen Querschnitt entsprechend der Schnitt-

linie II - II durch ein JfeMfiiraartlsilii Bit υ»

90 versetztem Steg,

Fig. 3, einen Kontaktträger in Querschnitt antlang ν 4
·-. der Linie III - III und als Draufsicht,

Fig. 5 einen Axialschnitt entlang der Linie X-I , durch ein Jfeahyaranelala alt aefcr«r*n ftmtakt-"; stellen und

Fig. 6 ein typisches Schaltbild zum Einbau des

In der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung werden für gleiche und einander entsprechende Teile gleiche Be-Eugszahlen verwendet. Bas Meäfcraorülaia testelxt %x WHMet liehen aus einen; zweiteiligen Gehäuse 1, einem einίeiligen Montagesockel 2, einem magnetischen RückschluB 3 mit einem Hagnetkern 4 und einer als Magnetanker ausgebildeten Membrane 5> Is unteren üeil des Montagesockels 1st in einer entsprechend vorgesehenen Ringnut eine

209812/1383

Wicklung 6 aufgebracht. Deren Anschlüsse werden durch eine Bohrung 7 aus dem magne.t Ischen Rückschluß 3 herausgeführt und mit Anschlußklemmen 8 verbunden, die am Oberteil des Gehäuses 1 befestigt sind. Jede der Klemmen 8 besitzt eine Durchführung 9 durch den Oberteil des Gehäuses 1. Der magnetische Rückschluß 3 ist topfartig ausgebildet und zwischen der Innenwandung des Gehäuses 1 und dem Montagesockel 2 angeordnet. In der Mitte 1st der magnetische Rückschluß 3 als Magnetkern '4 ausgebildet, der eine koaxiale Drosselbohrung 10 aufweist. Diese ist mit einer Drosselschraube 11 einstellbar.

Die Drosselbohrung 10 ist an ihrem oberen, der Membrane 5 zugewandten Ende konisch aufgeweitet. In diese Aufweitung ragt ein in entsprechender Weise konisch auegebildeter Mittelteil 12 der Membrane 5 hinein. Diese besteht aus magnetieierbarem Metall. Sie ist koplanär an den Wandungen des Montagesockels 2 eingespannt und schließt nach oben hin einen vom Montagesockel 2 gebildeten Luftzylinder 13 luftdicht ab. Eine konzentrische, in den Luftzylinder 13 hineinragende Rlngsicke 14 erleichtert das Durchfedern der Membrane 5 in Richtung auf den Magnetkern 4.

Auf Ihrer vom Luftzylinder 13 abgewandten Oberseite ist die Membrane 5 mit einer dichtenden Kunststoff-Folie 15

209812/1383

beschichtet. Dieae let ringförmig ausgebildet* Ihre mittlere Ausnehmung entspricht der Größe des konusför- ■igen :Hittelteils 12 der Membrane 5. Die Kunststoff-

Folie 15 liegt zwischen der Metallnembrane 5 und eint» Kontaktträger 16, dessen Mittelteil 17 entsprechend den Hittelteil 12 der Metallmembrane 5 konusförmig ausge- |

bildet ist und in ihn hineinragt. Die Scheitelpunkte der konusförmigen Mittelteile 12, 17 sind miteinander, z.B. durch Verschweisen, verbunden. Mit Ausnahme des

Mittelteils 17 1st die Ringfläche 18 des Kontaktträgers

16 rippen- oder speichenradförmig aufgegliedert. Auf diese Weise entstehen eine Vielzahl von Kreissektoren 19, die durch Spalte 20 voneinander getrennt sind und am Mittelteil 17 miteinander verbunden sind.

Der Kontaktträger 16 weist eine der Membranslcke H

entsprechende, aber in entgegengesetzte Richtung gewölb te, zinnenförmige Sicke 21 auf. Diese dient -außer eur

Erleichterung der Durchwölbung des Kontaktträgers 16 -

zur Befestigung eines Klppfedersohalters 22, der aus einem rechteckigen Stück Federstablbleoh besteht. Dienes 1st als mit einem Kontaktsteg 25 versehener Rahmen 24 ausgebildet. Der Kontaktsteg 25 mündet in die sohaelen

Selten des Rahmens 24 und überspannt deββen mittlere Ausnehmung. Beim Schalten des Kippfederaohalters 22 '

schwingt der Kontakt it eg 25 durch die mittler· Anan«luiiäiig

■'■■■-. 209812/1383 ■ ^BÄD original '

- 6 -des Rahmens 24.

An der Stelle des größten Federweges trägt der Kontaktsteg 25 einen »it einen Niet 26 befestigten Schaltkontakt 23. Er arbeitet Bit einem Festkontakt 27 «usam- ^ sen, der ihm gegenüber an einea Steg 28 mit einem HIet 29 befestigt ist. Gegenüber dem Kontaktträger 16 und der Membrane 5 ist der Steg 28 durch einen ia Hontagesockel 2 festgelegten Abstandering 30 isoliert und durch einen mit dem Montagesockel 2 versehraubten Haltering 31 verspannt. Der Steg 28 erstreckt sich entweder parallel (Fig. 1 ) oder senkrecht (Fig. 2) zur Richtung des Kippfederschalters 22 durch den Montagesockel 2.

Bei Erregen der Spüle baut sich ein magnetisches Kraft-P feld zwischen dem Magnetkern 4* den nagnetiechen Rückschluß 3 und der Metallmembrane 5 auf. Ba diese sich bis an die Wandungen des Montagesockels 2 erstreckt, füllt • das magnetische Kraftfeld den gesamten Luftaylinder 13 aus. Pas Relais arbeitet auf dies® Weise mit einen hohen Wir-, kungsgrad.

Die Magnetkräfte Ei®!»» die Metalleeeteas© S UBft Kontaktträger 16 ais„ die
Rlohtung auf den Magnetkern 4

Richtung biegt sich der Rntaeo 24. äee Kipρt@(8e«i©telters

209812/13S3

22 und 18LBt damit den Kontakt steg 25 durch die Mittel-Öffnung des Rahmens 24 bindurchfedem. Dabei löst eich der Schaltkontakt 23 von dem Feetkontakt 27; die Stromzufuhr KU eines als Glühbirne dargestellten Verbraucher 32 und zur Wicklung 6 wird unterbrochen.

Infolge des Durchbiegens der Membrane 5 wird die Luft I

durch die Drosselbohrung 10 aus dem Luftzylinder 13 ▼erdrängt. Bei der Rückstellung der Membrane 5 wird durch die Droeselbohrung 10 Luft angesaugt. Beide Vorgänge werden entsprechend der Droeseleinstellung verzögert. Entsprechend lange dauern die auf diese Weise gesteuerten An- und AbschältSeiten des Verbrauchers 32. Das auf diese Weise anzug- und ahfallverzugerte Relais hat eine hochohmige Spule,um den mit ihr in Reihe geschalteten Verbraucher 32 vor dem hohen Einschaltstrom -zu schützen. Vorzugsweise 1st ein Parallelwiderstand 33 ale Shunt vorgesehen.

Eine weitere Aueführungsform des Relais zeigt die Fig. 5. Hier sind im Luftzylinder 13 zusätzliche Festkontakt e 35 vorgesehen, die mit entsprechenden Schaltkon- takten 34 an der Unterseite der Membrane 5 zusammenarbeiten. Die Festkontakte 35 sind mit den Klemmen 8 über efnen elektrischen Leiter 36 verbunden, der gegenüber der Membrane 5 durch einen im Montagesockel 2

209812/1383.· _BAD0RlGiNAL

festgelegten Abstandsring 39 isoliert ist. Mit den Kontakten 34, 35 werden Busltzlioh® Verbraucher gesteuert, während mit dem Kontakt 23, 27 am Kippfederschalter 22 die in diesem Fäll nlederohraige Spul® geschaltet wird. Siesee Relais weist keine ©nssugversögerte Schaltcharakteristik auf, da beim Anziehen der Membrane 5 die Luft durch zusätzliche Luftkanäle 37 au© dem Luftzylinder 13 entweichen kann. Dies© Luftkanal© 37 sind nach außen durch ein Rückschlagventil 38 abgeschlossen, das ringförmig ausgebildet und auf dem Magnetkern zentriert ist« Das Rückschlagventil 38 öffnet die Luftkanäle 37 nur in Richtung der aus dem Luftzylinder 13 ausströmenden Luft. Beias Rückstellen der Membrane 5 kann die nachströmende Luft nur durch die Drosee!bohrung 10 eintreten, eo daß diese Bewegung wesentlieh langsamer vor sich geht als beim Anziehen der Membrane. Diese Ausführungsform des Relais eignet sich besonders gut zum Betätigen mehrerer Verbraucher 32 über die Kontakte 34, 35. Die Größe des LuftSpaltes zwischen diesen beiden Kontakten 34, 35 bestimmt das Verhältnis zwischen Einschaltzeit und Ausschaltzeit des Verbrauchers 32. Durch die Anordnung zusätzlicher Magnetanker und eine Unterteilung der Spule können weitere Kontrolleysterne gesteuert werden.

■20-98 127 138 3-

Claims (12)

Patentansprüche

1.JMembranrelais mit pneumatischer Hubverzögerung.durch einen mit Drosselbohrung versehenen Luftzylinder, der von einer mit dem Magnetanker und den Schaltkontakten, verbundenen Membrane luftdicht verschlossen ist» gekennzeichnet durch eine in geringem Abstand von einem mittleren Magnetkern (4) angeordnete»'selbst als Magnetanker dienende magnetisierbare Metallmembrane (5)» die den magnetischen Kreis radial nach außen vervoll» μ ständigt.

2. Membranrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallmembrane (5) mit einer Gummi» oder Kunststoff-Folie (15) beschichtet ist.

3· Membranrelais nach Anspruch 1 und 2„ dadurch gekennzeichnet, daß die Metallmömbrane (5) einen koaxial angeordneten, mit einem stationären Gegenkontakt (27) zusammenwirkenden ächaltkontakt (23) trägt«

4. Membranrelais nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Metallmembrane (5) ein Schaltkontaktträger' (16) aus elektrisch gut leitendem, gegebenenfalls ebenfalls magnetislerbarem Material fest verbunden ist.

2 0 9812./i3S3"

5« Membranrelais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontaktträger (16) gleiche ÄisB@isalai@ssungen wie die Metallmeiibrane (5) aufweist ixad "ai$ ü<§g®r am Rande koplanar ©Ingespaaat ist«

6· Membranrelais nach Anspruch 4 und 5₉ ämavr&h, getean» zeichnets daß der Kontaktträger (16) spinnen- oder
spelchenradartig ausgebildet 1st.

7· Membranrelais nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkontakt (23) als Kippfederschalter (22) ausgebildet 1st·

8· Membranrelais nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Kippfederschalter (22) ein von einem flachen Rahmen (24) umgebener Kontaktsteg (25) 1st, der zwei in der Rahmenebene liegende, stabile, von der Durchbiegerichtung des Rahmens (24) abhängige Schaltstellungen hat, und daß zwei gegenüberliegende Rahmenränder mit einer zinnenförmigen Ringsicke (21) des Kontaktträgers (16) verbunden ist.

9· Membranrelais nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet» daß der Mittelteil (12) der Membrane (5)
in Richtung zum Magnetkern (4) kegelstumpffSrmig ausgebildet ist und in eine entsprechende konzentrisch® Ausnehmung des Magnetkerns (4) hineinragt;·

209812/1383

10. Membranrelais nach Anspruch 1 bis 9_f dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenseite der Membrane (5) zusätzliche Schaltkontakte (34) und diesen gegenüberliegend im Luftzylinder (13) entsprechende Festkontakte (35) angeordnet sind·

11. Membranrelais nach Anspruch 1 bis 10» dadurch gekennzeichnet, daß im Magnetkern (4) eine vorzugsweise mit einer Drosselschraube (11) regelbare, axiale Drossel·» bohrung (10) angeordnet 1st.

12. Membranrelais nach Anspruch 1 bis H₉ dadurch gekennzeichnet, daß der Luftzylinder (13) mindestens ein in Ausströmrichtung öffnendes Rückschlagventil (38) aufweist.

13· Membranrelais nach Anspruch 1 bis 12, gekennzeichnet durch einen einteiligen Montagesockel (2) aus Kunst« stoff, der Boden und Seitenwände des Luftzylinders (13) bildet und zur Halterung der Relaiswicklung (6), } der Membrane (5) und der Festkontakte (27, 35) dient.

209812/138 3

Lee rs e ί te