DE2118163C3 - Motorgetriebenes Zeitrelais mit einstellbarer Verzögerung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein motorgetriebenes Zeitrelais mit einstellbarer Verzögerung gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein derartiges Zeitrelais wird im Hinblick auf die DE-AS 11 53 107 als bekannt vorausgesetzt. Auch bei einem anderen bekannten Zeitrelais (US-PS 78 123) dient der Elektromagnet zur Betätigung der Kupplung zwischen dem Motor und dem Klinkenrad, während die Betätigungskraft für die Kontaktanordnung vom Motor angeleitet wird. Diese Anordnung hat gegenüber einem anderen bekannten Relais mit rein mechanischer Betätigung aller Funktionen (z.B. GB-PS 1164 401) den Vorteil eines einfacheren Aufbaues und demgemäß einer zuverlässigeren Arbeitsweise. Da aber der Motor dieses bekannten Zeitrelais sowohl das Klinkwerk als auch die Kontaktanordnung antreiben muß, hat er immer noch verhältnismäßig hohe Kräfte aufzubringen und muß entsprechend kräftig und groß ausgelegt sein. Auch benötigt die Antriebsvorrichtung für den Kontaktsatz verhältnismäßig viel Platz.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Zeitrelais der angegebenen Art durch besondere Art der Kontaktbetätigung eine erhebliche Verringerung des Platzbedarfes und der benötigten Teile zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs beschriebenen Mittel gelöst.

Dadurch läßt sich vorteilhafterweise nicht nur eine verbesserte Platzeinsparung erzielen, sondern auch ein bei vertikalen Verschiebungen notwendiges Nachstellen des Sperrglieds vermeiden.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Hierin sind

ίο F i g. 1 eine perspektivische Darstellung des beschriebenen Zeitrelais,

F i g. 2 eine perspektivische Darstellung des Relais mit abgenommenem Gehäuse,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Anschlußsockels von der Rückseite der F i g. 2,
F i g. 4 A die Draufsicht,
Fig. 4B die linke Seitenansicht,
F i g. 4 C die rechte Seitenansicht des Zeitrelais,
F i g. 5 ein Explosionsbild des zerlegten Zeitrelais so und

F ϊ g. 6 A bis 7 B erläuternde Darstellungen des Zeitrelais bzw. seiner Teile in verschiedenen Stellungen.

Wie Fig. 1 zeigt, hat das Zeitrelais ein Skalen- »5 gehäuse 1 mit Einstellknopf 2, an dem ein Zeiger 3 befestigt ist. Das Zeitrelais befindet sich in einem Topf 4 mit Befestigungsschelle 5.

F i g. 2 zeigt das eigentliche Zeitrelais 6 nach dem Herausziehen aus dem Topf 4. F i g. 3 zeigt einzeln den Anschlußsockel 9 des Gerätes.

Das Relais 6 enthält eine Grundplatte 7, die auf

ihrer einen Seite den Motor A und auf ihrer anderen Seite die Relaisanordnung B trägt. Die Grundplatte 7

ist mit dem Skalengehäuse 1 über Montagesäulen 8

verbunden.

F i g. 5 zeigt die Relaisanordnung in zerlegtem Zustand. Der Elektromagnet 10 besteht aus der Wicklung 11, dem Eisenkern 12 und dem i-förmigen Joch 13, das am Eisenkern 12 befestigt ist. Das Joch 13 besitzt am vorderen Ende Nasen 14 zur Lagerung des Klappankers 15, der mit entsprechenden Aussparungen 16 versehen ist. An der Oberkante des Ankers 15 befindet sich eine weitere Aussparung 17, in welche der Körper eines L-förmigen Betätigungsgliedes 18 ♦5 paßt. Der abgebogene Teil 19 des Betätigungsgliedes 18 ist mit dem Anker 15 verschweißt. Der abgebogene Teil 19 besitzt noch einen Fortsatz 20, während der Körper des Betätigungsgliedes ein Langloch 21 aufweist. Am freien Ende 22 besitzt das Betätigungsglied eine Aussparung 23; dahinter befindet sich ein Loch 24 zum Einhängen einer Feder 26. Eine weitere Feder 27 kann an einem Zapfen 25 angehängt werden. Am dem Anker 15 abgewandten Ende des Elektromagneten 10 befindet sich ein U-förmiges Führungs-SS glied 28 mit oberen und unteren Teilen 30 und 31, die durch einen Mittelteil 29 verbunden sind. Die abgebogenen Teile 30 und 31 sind mit Schlitzen 32 und 33 versehen, während der Mittelteil 29 ein Fenster 34 zur Aufnahme des Elektromagneten und vertikale Schlitze 35 und 36 beiderseits des Fensters 34 aufweist. Ferner ist am Mittelteil 29 ein abgebogener Arm 37 mit einem Loch 38 angeordnet. Das Führungsglied 28 ist mittels Schrauben 39 und Unterlegscheiben 40 befestigt.

In den Schlitzen 32 und 33 des Führungsgliedes ist ein Schieber 41 verschiebbar, dessen Metallteil aus zwei Armen 42 besteht, die im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und mit Schultern 43 im oberen

Abschnitt versehen sind. Die Schultern 43 sind mit einer darüber befindlichen Anschlagplatte 44 aus Isoliermaterial verbunden. Die Anschlagplatte 44 ist auf ihrer Oberseite mit zwei L-förmigen Kontaktbetätigungsgliedern 45 versehen. Die unteren Abschnitte der Arme 42 sind mit einem Unterteil 46 aus Isoliermaterial verbunden. Ein Loch 47 zur Befestigung des anderen Endes der Feder 26 ist im Unterteil 46 angebracht.

In dem Loch 38 des Armes 37 ist ein Sperrglied 49 für den Schieber 41 gelagert. Das Sperrglied besteht aus einem L-förmigen Hebel 50, dessen unterer Arm 51 so abgebogen ist, daß er mittels eines Ausschnitts 53 am vorderen Ende in Eingriff mit dem Schieber 41 kommen kann. Das andere Ende des Hebels 50 bildet einen Arm 52. Durch ein Befestigungsloch 54 des Hebels 50 geht ein Lagerzapfen 56, der das Sperrglied mittels eines Distanzstückes 55 und einer Unterlegscheibe 57 in dem Loch 38 lagert.

Zur Auslösung des Sperrgliedes 49 ist ein Zahnrad 58 vorgesehen, das in der Nähe seines Umfmgs einen Zapfen 59 aufweist.

Oberhalb des Elektromagneten befindet sich ein Kontaktsatz 60, der aus einer Grundplatte 61 aus Isoliermaterial, festen Kontaktarmen 62 und beweglichen oberen und unteren Kontaktarmen 63 und 64 besteht.

Ein Kupplungsglied 65 ist mit einem Kupplungsarm 69 und einer durchgehenden Bohrung 66 versehen, in die eine Achse 67 eingesetzt ist. Auf dem verlängerten Ende der Achse 67 sitzt eine Feder 68. Am vorderen Ende des Kupplungsarmes 69 befindet sich ein Loch 70.

Zwei Ritzel 71 und 72 sind mittels einer Welle 73 verbunden.

Nach der Beschreibung der Einzelteile wird nun die Zusammensetzung derselben an Hand der Fi g. 4 A bis 4 C und 5 erläutert.

Das Joch 13 des Elektromagneten 10 wird an der Grundplatte 7 befestigt, und der Anker 15 mit dem daran befestigten Betätigungsglied 18 wird in die Nasen 14 des Joches 13 eingehängt. Die Feder 27 wird einerseits an den Zapfen 25 des Betätigungsgliedes 18 und andererseits an einen Zapfen 24 des Joches 13 angehängt.

Nach dem Durchstecken des Schiebers 14 durch die Schlitze 32, 33 im Führungsglied 28 von dem Unterteil 46 her wird das freie Ende 22 des Betätigungsgliedes 18 in das fenster 34 des Führungsgliedes 28 eingeführt. Die Befestigungsschrauben 39 werden umer Zwischenlage der Unterlegscheiben 40 in die vertikalen Schlitze 39 des Führungsgliedes 28 eingesetzt und dann in die Löcher 41' des Joches 13 eingeschraubt. Anschließend wird der Kontaktsatz 60 mittels seiner Grundplatte 61 an der Grundplatte 7 befestigt. Die nach oben weisenden Betätigungsglieder 45 am oberen Ende des Schiebers 41 befinden sich hierbei zwischen den oberen und unteren beweglichen Kontaktarmen 63 und 64.

Das Sperrglied 49 wird am Führungsglied 28 schwenkbar angebracht, indem die Achse 56 durch das Loch 38 im Arm 37, die Abstandshülse 55 und das Loch 54 im Hebel 50 durchgesteckt wird. Das Zahnrad 58 wird pbenfalls auf der Rückseite des Skalengehäuses 1 drehbar montiert. Die von der Grundplatte 7 und der Ruckseite des Skalengehäuses 1 gestützte Achse 67 wird durch die Bohrung 66 des Kupplungsgliedes 65 und die Feder 68 durchgesteckt.

Die Feder 68 wird mit einem Ende in das Loch 74 des Kuppiungsgliedes 65 und mit dem anderen EnUe in ein Loch der Grundplatte 7 eingehängt. F i g. 4A bis 4 C zeigen die fertig zusammengebaute Relaisanordnung.

Die Verbindung der Relaisanordnung mit dem Antriebsmotor 76 im Motorteil A geschieht über die Welle 73 mit den beiden Ritzeln 72 und 73. Die Welle 73 ist einerseits in der Grundplatte 7 und andererseits im Loch 70 des Kupplungsarmes 69 gelagert. Das Ritzel 71 steht normalerweise nicht im Eingriff mit dem Zahnrad 58, weil das Kupplungsglied 65 durch den Fortsatz 20 des Betätigungsgliedes 18 gegen die Kraft der Feder 68 abgehoben wird (s.Fig. 4C). Der am Betätigungsglied 18 befestigte Anker 15 wird mittels der Feder 27 vom Eisenkern 12 des Elektromagneten 10 abgehoben, so daß das freie Ende 22 des Betätigungsgliedes 18 sich gegen die Schultern 43 des Schiebers 41 'igt und letzteren

«ο niederhält. Dadurch drücken die Unterkanten der Kontaktbetätigungsglieder 45 die Kontaktarme 64 nach unten und heben diese von den festen Kontaktarmen 62 ab, während die oberen beweglichen Kontaktarme 63 freigegeben sind. Somit berühren die

as oberen Kontakte 63' die Festkontakte 62', während die unteren beweglichen Kontakte 64' geöffnet sind. Das Sperrglied 49 steht mittels seines Armes 51 im Eingriff mit der Schulter 48 des Schiebers 41, da es unter dem Zug einer Feder 75 steht, die das Sperrglied in Richtung des Pfeiles in F i g. 6 A zu schwenken sucht. Dadurch wird der Schieber 41 in seiner unteren Stellung verriegelt. Der Zapfen 59 des Zahnrades 58 hat einen gewissen, an der Skala einstellbaren Abstand von dem Auslösearm 52 des Sperrgliedes 49. Dieser Ruhezustand ist in Fig. 6A dargestellt.

Nunmehr wird die Arbeitsweise des Zeitrelais an Hand der F i g. 6 A und 6 B beschrieben.

Wenn mittels des Einstellknopfes 2 die gewünschte Verzögerung eingestellt ist und eine elektrische Spannung auf den Elektromagneten IG und den Motor 76 gegeben wird, beginnt sich der Motor zu drehen, und die Drehung wird auf das Ritzel 71 übertragen. Gleichzeitig wird der Anker 15 angezogen, so daß das Betätigungsglied 18 entgegen der Kraft der Feder 27 nach oben verschwenkt wird; dadurch gibt der Fortsatz 20 den Kupplungsarm 69 frei, so daß das Kupplungsglied 65 sich unter der Kraft der Feder 68 so weit verschwenken kann, daß das Ritzel 71 in Eingriff mit dem Zahnrad 58 kommt. Das Zahnrad 58 beginnt sich also ebenfalls zu drehen, und der Zapfen 59 b"giant mit der Bewegung in Pfeilrichtung gemäß Fig. 6B. Da das freie Ende 22 des Betätigungsgliedes 18 sich in diesem Zeitpunkt nach oben vcrschwenkt hat, ist der Schieber 41 vom Relais freigegeben, kann aber dem Zug der Feder 26 noch nicht folgen, weil der Sperrarm 51 noch mit der Schulter 48 verriegelt ist.
Nach Ablauf der eingestellten Zeitspanne legt sich der Zapfen 59 des Zahnrades 58 gegen den Auslösearm 52 des Sperrgliedes 49, wodurch letzteres verschwenkt wird und sein Sperrarm 51 von der Schulter 48 abgleitet. Somit kann der Schieber 41 nunmehr dem Zug der Feder 26 folgend sich nach oben bees wegen. Die Kontaktbetätigungsglieder 45 geben infolgedessen die unteren Kontaktarme zur Schließung frei und heben die oberen Kontaktarme 63 ab, so daß die Kontakte 64' sich schließen und die Kontakte

63' sich öffnen.

Die beschriebene Anordnung hat folgende Vorteile:

Das Zeitrelais kann leicht und mit großer Zuverlässigkeit zusammengebaut werden, da der Motor- teil A auf der einen Seite und der Relaisteil B auf der anderen Seite der Grundplatte 7 angeordnet ist. Insbesondere ist der Elektromagnet 10 seitlich an der Grundplatte 7 befestigt und an einem Ende mit dem am Joch 13 gelagerten Anker 15 und am anderen Ende über das an ihm befestigte Führungsglied 28 mit dem Schieber 41 verbunden. Der Schieber 41 führt unter Steuerung durch das über den ganzen Elektromagnet hinwcsireichende Betätigungsglied 18 des Ankers 15 eine hin- und hergehende Bewegung aus. durch welche die oberhalb des Elektromagneten 10 angeordneten Kontaktarme 62 bis 64 gesteuert werden.

r-»„, C..t.:_nk»r .«I .1.., im Diilmnitl'niil «tiirrll rl·.)!: 311 das Loch 70 mit dem Mittelpunkt des Zahnrades 58 verbindenden Linie größer als ein Winkel /I zwischen der Verbindungslinie des Loches 70 und des Mittelpunktes des Zahnrades 58 und der Angriffslinie Z der auf das Zahnrad 58 ausgeübten Antriebskraft. Dadurch ist die Kraft, mit welcher die beiden Zahnräder in Eingriff gehalten werden, erheblich größer als der mittels der Feder 68 ausgeübte Druck des Ritzels 71 gegen das Zahnrad 58. Infolgedessen ist es möglich, das Zahnrad 58 auch dann mit geringem Kraftaufwand von Hand zu verdrehen, wenn es bereits vom Motor angetrieben wird. Auch brauchen keine übermäßig starken Andruck- und Drehkräfte auf die beiden Räder ausgeübt zu werden, wodurch Antricbsscliwankungcn infolge vorzeitiger Abnutzung und Schaden durch äußere Stöße vermieden werden. Diese Verhältnisse sollen an Hand der Fig. 7A 7 R

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einer Seite de- Führungsgliedes 28 angelenkte Sperrglied 49 gesperrt ist. wird durch die Drehung des Motors ausgelöst, wenn nach dem Anziehen des Anker- eine bestimmte, an der Skai.i eingestellte Zeitspanne verstrichen ist.

Die relative Lage des Rihrungsgliedes 28 und des Elektromagneten 10 kann so verstellt werden, daß die Kontaktabstände frei gewählt werden können, denn das Rihrungsglied 28 ist mittels der Langlöcher 35 vertikal verschiebbar befestigt.

Der Schieber 41 ist in den Schlitzen 32 und 33 des Führunc-diede- 28 verschiebbar und steht unter dem 7.Ui der Feder 26 zwischen Schieber 41 und Ankerbetätiüuniiielicd 18. Andererseits steht das freie Ende 22 dieses Betütiiiuncsgliedes unter dem Zug der Feder 27. die stärker als die Feder 26 ist. Infolgedessen wird der Schieber 41 normalerweise niedergehalten und dort durch den Sperrarm 51 verriegelt. Durch die Schlitze 32 und 33 erciht sich eine sichere und präzise Fuhrung Je^ Schiebers 41. Zusammen mit der vertikalen Ver-teiiharkeit de- Führungsgliedes 28 läßt -.cn auch nach längerer Benutzungsdauer ein kons:;inter Kontaktdruck und eine einwandfreie Kontaktbetätigung erreichen.

Da das Sperrglied 49 unmittelbar an dem Fühp.insisalied 28 nncelenkt N". bleibt die Günstigste Lagebez:ehung zwischen dem Sperrarm 51 und der Schul-'.er 48 auch bei vertikalen Ver-chiebunaen erhalten, so daß c.nc gesonderte Nachstellung des Sperrgliedes nicht erforderlich Nt.

Wie ferner Fi e. 7 Λ und 7 Fi zeigen, ist der Winkel \ zui-chen eine, die beiden !.richer 70 und 66 des Kupplunssarmes 69 verbindenden Linie und einer der Wirkungslinie Z auftretende Kraft F stellt die vom Zahnrad 58 auf die Oberfläche des Ritzels 71 ausgeübte Reaktionskraft dar. Die rechtwinklig zur Verbindungslinie der Mittelpunkte des Ritzels 71 und des Kiipplungsglicdes 65 gerichtete Komponente F_n der Kraft F sucht das Ritzel 71 als Antriebsrad in Eingriff mit dem Zahnrad 58 als getriebenes Rad zu ziehen. Wenn also die beiden Zahnräder einmal in Eingriff ge '.rächt sind, hält das Ritzel 71 diesen Eingriff von selbst aufrecht. Infolgedessen benötigt der Kupplungsarm nur eine Federkraft, die ausreicht, um den Arm entgegen dem Uhrzeigerrinn zu verschwenken, wenn er freigegeben wurde. Ms das Ritzel 71 in Eingriff mit dem Zahnrad 58 gebracht ist. Die auf die Zahnräder ausgeübte Stoßwirkung ist deshalb gering, so daß durch das Aufprallen entstehende Beschädigungen stark vermindert werden können.

Fig. 7 B zeigt die Kräfteverhältnisse für den Fall, daß während des Moturlaufs die eingestellte Zeit noch absichtlich verkürzt wird. Wird da- Zahnrad 58 zu diesem Zweck in Pfeilrichtung verdreht, so tritt eine Kraft F₁ auf die Stirnfläche des Ritzels 71, das im Fingriff mit dem Zahnrad 58 steht, auf. Die rechtwinklig zur Verbindungslinie des Ritzelmittelpunktes 71 und des Drehpunktes der Kupplungsplatte 56 verlaufende Komponente F_1n der Kraft F₁ sucht das Ritzel 71 vom Zahnrad 58 abzuheben. Diese Kraft ist wesentlich größer als die Andruckkraft F_n. weshalb das Ritzel 71 der Verstellkraft leicht nachgibt und eine Drehung des Zahnrades 58 erlaubt, ohne daß die äußere Drehkraft auf den Antriebsmotor übertragen wird.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   Motorgetriebenes Zeitrelais mit einstellbarer Verzögerung, dessen Relaisanordnung und Antriebsmotor beiderseits einer Grundplatte befestigt sind und dessen Relaisanordnung einen an der Grundplatte befestigten Elektromagneten, ein am Klappanker desselben befestigtes und über seine Länge hinwegreichendes Betätigungsglied und einen Kontaktsatz aufweist, der sich von dem Betätigungsglied im Zusammenwirken mit dem Motor mittels einer Kupplung und eines Klinkwerkes öffnen und schließen läßt, wobei das Betätigungsglied an der Ankerseite ein freies Ende aufweist, das im Eingriff mit der zwischen Motor und Klinkwerk wirkenden Kupplung steht und das andere Ende des Betätigungsgliedes an der Rückseite des Elektromagneten mit einem senkrecht zur Längsachse des Elektromagneten verschiebbaren und zum Betätigen des Kontaktsatzes dienenden Schieber derart im Eingriff steht, daß beim Abfall des Elektromagneten der vom Betätigungsglied zwangsläufig mitgenommene Schieber sich mit einem Sperrglied verklinkt, während sich nach dem Anziehen des Elektromagneten und dem dadurch bedingten Einrücken der Kupplung der von dem motorisch angetriebenen Sperrglied freigegebene Schieber unter dem Zug einer am Betätigungsglied angreifenden Feder zur Kontaktbetätigung verschieben läßt, dawaren gekennzeichne t, daß sich der Schieber (41) in einem zur Verstellung des Ankerhubes in der Rückseite des Elektromagneten (10) verstellbar befestigten Führungsglied (28) verschieben läßt und daß das Sperrglied (49) an dem Führungsglied (28) angelenkt ist.