-
Elektromechanisches Zeitrelais, insbesondere Kleinzeitrelais Die Erfindung
betrifft ein elektromechanisches Zeitrelais, insbesondere Kleinzeitrelais, mit einem
frontseitig angeordneten, drehbaren Zeitreinstellorgan, einem über eine elektro
magnetische Kupplung von einem Zeitglied in einer Richtung antreibbaren Zeitanzeiger,
mit dem ein Schaltglied zur Betätigung eines Schalters verbunden ist und einem vom
Schalter gesteuerten Schaltrelais oder elektronischen Schalter, wobei zumindest
die Kupplung, der Zeitanzeiger und das Einstellorgan koaxial und mit einem in Platinen
gelagerten Laufwerk in Achsrichtung hintereinander angeordnet sind.
-
Solche elektromechanischen Zeitrelais werden in verhältnismäßig großen
Stückzahlen hergestellt und zum zeitabhängigen -Steuern verschiedenster Funktionen,
insbesondere in der Regeltechnik, verwendet. Wegen der immer größer werdenden Häufigkeit
ihrer Anwendung und der daraus resultierenden großen Fertigungsstückzahlen werden
an solche Zeitrelais besondere Anforderungen hinsichtlich der rationellen Fertigung
und geringer Baugröße gestellt. Bei zusätzlicher Berück sichtigung der schon selbstverständlich
gewordenen Forderung nach langer Lebensdauer und größtmöglicher Funktionssicherheit
ist es bisher ein verhältnismäßig großes Problem gewesen, die beiden erstgenannten
Forderungen, die sich, wie die Praxis zeigt, wenigstens bei den bisher bekannten
Zeitrelais der eingangs genannten Art z. T. zuwiderliefen, gleichzeitig zu erfüllen.
-
Die bekannten marktgängigen Zeitrelais der eingangs genannten Art
haben durchweg eine zu große Bauform und sind auf Grund ihres umständlichen konstruktiven
Aufbaues fertigungstechnisch, insbesondere montagetechnisch, zu aufwendig. Auf Grund
dessen lassen sie sich einerseits nicht auf dem gewünschten kleinen Raum in Schalttafeln
oder ähnlichen Steuervorrichtungen unterbringen und auch nicht rationell genug fertigen.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb oin
elektromechanisches
Zeitrelais, insbesondere ein Kleinzeitrelais, der eingaugæ genannten Art zu schaffen,
das eine kleine Bauform hat und insbesondere montagetechnisch einfach und billig
herstellbar ist. Außerdem soll dabei die Forderung berücksichtigt sein, daß das
Zeitrelais von der Frontseite her leicht bedienbar, d. h. einstellbar, und auf einfache
Weise in einer Schalttafel oder einer ähnlichen Steuervorrichtung leicht befestigbar
sein soll, Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß Zeitanzeiger, elektromagnetische
Kupplung, Laufwerk, Zeitglied, Schalter und Schaltrelais mit einer eine gedruckte
Schaltung mit Anschlüssen tragenden Grundplatte eine Montageeinheit bilden, an welcher
frontseitig form- und/oder stoffschlüssig eine das Einstellglied tragende Frontplatte
befestigt ist0 Dadurch wird der wesentliche Vorteil erzielt, daß sämtliche elektrisch
gesteuerten Teile des Zeitrelais durch Stück-und/oder Lötverbindungen einschließlich
des Laufwerkes, das in den meisten Fällen auch durch ein elektrisches Zeitglied,
z. B. einen Synchronmotor, angetrieben wird, unter gleichzeitiger Herstellung der
notwendigen elektrischen Verbindungen gemeinsam auf einer Montageplatte mit gedruckter
Schaltung befestigt werden können derart, daß
noch jedes einzelne
Element gut zugänglich und ggf. noch nachjustierbar oder austauschbar ist, falls
sich bei der Funktionskontrolle noch Fehler ergeben sollten. Es wird keine Einzelverdrahtung
wie bei in bisherigen bekannten Ausführungsformen mehr benötigt, da die Grundplatte
gleichzeitig die elektrischen Verbindungen und auch die Steckanschlüsse in Form
einer gedruckten Schaltung beinhaltet. Die Lötverbindungen können im bekannten Tauchverfahren
erzeugt werden. Erst nachdem diese komplette Montageeinheit hergestellt ist, die
eine vollständige Funktionskontrolle ermöglicht, werden die funktionsunabhängigen
Teile, nämlich die Frontplatte, die zur Befestigung des fertiges Zeitrelais in einer
Schalttafel oder dergl. dient, und das Stellorgan nachträglich montiert. Dies geschieht
wiederum auf eine sehr einfache Weise durch die Herstellung einer form- und/oder
stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Grundplatte und der Frontplatte.
-
Eine weitere Montageerleichterung wii£d dadurch erreicht, daß die
elektromagnetische Kupplung vermittels einer Renkverbindung an einer Platine des
Laufwerkes befestigt ist.
-
In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Frontplatte
eine zur Achse des Zeitanzeigers konzentrische Öffnung aufweist, deren Durchmesser
größer ist als das Zifferblatt des Zeitanzeigers und in welcher das Einstellglied
drehbar
gelagert ist.
-
Auch diese Merkmale tragen wesentlich zur konstruktiven Vereinfachung,
zur Raumeinsparung und zur Verbilligung des Zeitrelais bei.
-
Ein weiteres Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung besteht darin, daß
das Einstellglied als flacher zylindrischer Hohlkörper mit einer frontseitig durchsichtigen
Wandung und mit in die Öffnung der Frontplatte eingreifen, radial federnden kreisförmigen
Zungen, die Radialnasen zur Axialsicherung aufweisen, ausgebildet ist.
-
Das so ausgebildete Einstellglied, mit dem sich der Zeitanzeiger aUf
einen gewünschten voreinstellbaren Zeitwert einstellen läßt, kann notfalls ohne
Zuhilfenahme von Werkzeugen auf einfache Weise montiert werden. Außerdem gewährleisten
die auf einem verhältnismäßig großen Radius wirksam werdenden federnden Zungen die
erforderliche statische Reibung an der Innenfläche der kreisiörmigen Öffnung der
Frontplatte, so daß sich die eingestellte Lage des Einstellgliedes beim Zurückspringen
des Zeitzeigers nicht verändert.
-
Eine weitere Vereinfachung und Verbesserung hinsichtlich der Befestigung
des gesamten Zeitrelais in einer Schalttafel
oder dergl. ergibt
sich dadurch, daß die Frontplatte auf der Rückseite mit nach hinten gerichteten
Laschen versehen ist, die in ihren Außenflächen jeweils ein schräg einlaufendes
und ein konisches Loch zur Aufnahme entsprechender Steckzapten eines Mutternbalters
besitzen Auf diese Weise kann eine Verbindung zwischen dem Mutternhalter und der
Frontplatte hergestellt werden, ohne daß irgendwelche Werkzeuge oder zusätzliche-Teilet
wie z. B.
-
Schruben oder dergl. verwendet Werden messen Besonders vorteilhaft
ist dabei'zusätzlich, daß die ;Verbindung zwischen den Mutternhaltern und den Laschen
der Frontplatte zwar ein formschlüssig und leicht wieder lösbar, jedoch für den
vorgesehenen Zweck absolut zuverlässig ist, An Hand der beiliegenden Zeichnungen
wird nun ein Ausfüh -rungsbeispiel der Erfindung naher erläutert, In den Zeichnungen
zeigt: Fig. 1 ein Zeitrelais in Frontansicht Fig. 2 einen Schnitt A-A durch Fig.
1 Fig, 3 eine Draufsicht der Fig. 2 Fig. 4 eine Seitenansicht des Zeitrelais Fig.
5 den Gehäusekörper der elektromagnetischen Kupplung und die eine Platine des Laufwerkes
und deren Renkverbindung
Fig, 6 Einzelheiten der Frontplatte und
der Grundplatte Fig. 7 das-Zeiteinstellorgan im Schnitt Fig. 8 das Zeiteinstellorgan
in linker Seitenansicht der Fig. 7 Figo 9 die Grundplatte von unten mit den auf
ihr befestigten Teilen als Montageeinheit.
-
Am deutlichsten ist der Gesamtaufbau des erfindungsgemässen Zeitrelais
aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich. Das Zeitrelais besteht aus einem Zeitanzeiger
1 einer elektromagnetischen Kupplung 22 einem Laufwerk 3, einem Synchronmotor als
Zeitglied 4, einem Schalter 5, einem Schaltrelais 6 und aus einem Einstellorgan
7, das in einer Frontplatte 8 drehbar gelagert ist.
-
Der Zeitanzeiger 1 besitzt einen Zeiger 11, der verdrei fest auf dem
frontseitigen Ende einer Welle 12 sitzt und vor einer Zeitskala 13 angeordnet ist0
Die Welle 12 ist einerseits in einem Lager 14 eines Skalenschildes 15 und andererseits
in einer Laufwerksplatine 16 drehbar gelagert.
-
Der eine Ankerteil 17 ist verdrehfest mit der Welle 12 verbunden und
besitzt außerhalb des Gehäuses 18 der elektromagnetischen Kupplung 2 einen Schaltnocken
19 zur Betätigung des Schalters 5. Außerdem ist mit dem Ankerteil 17 das innere
Ende einer SpiralfEder 20 verbunden, deren äußeres
Ende an einem
ortsfesten Stift 21 des Skalenschildes 15 befestigt ist. Die Spiralfeder 20 dient
zur Rückstellung des Zeigers 11 wenn der Elektromagnet 2 entregt ist. Wie aus Fig.
2 ersichtlich ist, ist das Skalenschild 15 vermittels Armen 22 an Pfeilern 23 der
Platine 16 des Laufwerkes 3 befestigt, und zwar so, daß sie annähernd in der frontseitigen
Ebene der Frontplatte 8 liegt.
-
Ein zweites, lose auf der Welle 12 gelagertes Ankerteil 24 steht über
ein Zahnrad 25 und ein Ritzel 26 mit dem Laufwerk 3 in getrieblicher Verbindung,
das seinen Antrieb von dem Synchronmotor 4 erhält. Die zwei parallelen Laufwerkachsen
sind einerseits in der Platine 16 und andererseits in der Platine 27 gelagert. Die
Ausbildung des Laufwerks 3 als Rückkehrgetriebe hat den Vorteil, daß Satzräder verwendet
werden können, daß nur ein einziger Achsabstand vorhanden ist und deshalb bei beliebiger
Austauschbarkeit der einzelnen Rädersätze immer gute Eingriffe gewährleistet sind,
Auf der Außenseite trägt die Platine 27 den als Zeitglied dienenden Synchronmotor
4. Hinter dem Synchronmotor 4 ist das Schaltrelais 6 mit den Nutzkontakten angeordnet.
-
Wie aus der Fig. 5 ersichtlich ist, besitzt das Gehäuse der elektromagnetischen
Kupplung 2 diametral gegenüberliegende Renkzungen 28 und die Platine 16 oben und
unten entsj
>rechende konische Aussohnitte 29, so daß die elektromagnetische
Kupplung vermittels dieser Renkverbindung an der Platine 16 befestigt werden kann9
wie das in der Fig. 5 sichtbar dargestellt ist.
-
Die Platinen 16 und 27 sind übrigens durch Pfeiler 30 miteinander
verbunden. Als Montageplatte bzw. Grundplatte, auf welcher die aus dem Zeitanzeiger
19 der elektromagnetischen Kupplung 2, dem Laufwerk 3 und dem Zeitglied 4 bestehende
vormontierte Einheit zusammen mit dem Schalter 5 und dem Schaltrelais 6 durch Steck-
und/oder Lötverbindungen befestigt werden, dient eine Kunststoffplatte 31, die auf
ihrer Unterseite, Fig. 9, mit gedruckten Leiterbahnen 31 als elektrische Verbindungen
zwischen den einzelnen elektrischen Teilen des Zeitrelais versehen ist. Außerdem
besitzt die Grundplatte 31 an: ihrem hinteren Ende Steckanschlüsse 32 zul elektrischen
Anschluß an die Betriebs spannung und die zu steuernden Geräte und, wie aus Fig.
6 und 9 ersichtlich, auf der Frontseite vorstehende Zungen 33 und 34. Die Zungen
33 und 34 wenden bei der Endmontage in entsprechende schlitzförmige Vertiefungen
35 und 36 der Frontplatte 8 (Fig. 6) hineingeschoben und darin z. B. verklebt. Die
Platinen 16 und 27 sind auf ihrer Unterseite jeweils mit Steckzapfen 37 bzw. 38
versehen, die in entsprechende Löcher der Grundplatte 51 hineingesteckt werden.
Das Sohaltrelais 6 und der Schalter 5 sind ohnehin mit Löt-Stickanschldssen versehen,
vermittels
deren sie auf der Grundplatte 31 befestigt und verlötet
werden können. Die elektrischen Lötverbindungen mit der gedruckten Schaltung der
Grundplatte 31 können alle gleichzeitig im Tauchverfahren hergestellt werden. Danach
bilden der Zeitanzeiger 1, die elektromagnetische Kupplung 2, das Laufwerk 3, das
Zeitglied 4, der Schalter 5 und das Schaltrelais 6 zusammen mit der Grundplatte
31 eine für eine Funktionskontrolle alle notwendigen Teile enthaltende Montageeinheit,
bei der sämtliche Einzelteile im Falle eines Funktionsfehlers noch leicht ausgetauscht
werden können.
-
Durch die im Zusammenhang mit der Fig. 6 oben beschriebene Verbindung
wird anschließend die Frontplatte 8 auf der Grundplatte 31 befestigt. Zur Aufnahme
des Skalenschildes 15 und des Einstellorganes 7 besitzt die Frontplatte eine zur
Achse der Welle 12 konzentrische durchgehende Öffnung 39, deren Durchmesser etwas
größer ist als der Durchmesser des Skalenschildes 15.
-
Das Einstellorgan 7 (siehe Fig. 7 und 8) besteht aus einem im wesentlichen
zylinderförmigen Hohlkörper, der auf der Frontseite eine durchsichtige Windung 40
und auf der Rückseite 3 in radialer Richtung federnde, kreisförmigeZungen 41 ffiutweist.
An ihren freien Enden besitzen die federnden Zungen 41 radial vorstehende Nasen
42, deren axialer Abstand 43
von einem Ringbund 44 der Dicke 45
der Frontplatte 8 entspricht. Am frontseitigen Außenumfang ist das Einstellorgan
7 mit Griffmulden 46 versehen. Auf der Innenseite trägt die durchsichtige Wandung
40 einen Mitnehmerstift 47 und an einer bestimmten Stelle eine Einstellmarkterung
48. Das Einsetzen des Stellorgans 7 in die Frontplatte erfolgt einfach in der Weise,
daß, nachdem zwei der Zungen 41 mit ihren Nasen 42 in die Öffnung 39 der Frontplatte
8 eingeführt sind, die dritte Zunge 41 um die Höhe ihrer Nase 42 etwas-nach innen
gedrückt und dann die Zungen 41 gemeinsam ganz in die Öffnung 39 hineingeschoben
werden9 bis sie an der hinteren Kante der Öffnung 39 verrasten und der Ringbund
44 an der Vorderseite der Frontplatte 8 anliegt.
-
Wenn dann nachträglich noch das Schutzgehäuse 49 aufgesetzt ist, ist
die Endmontage des Zeitrelais beendet.
-
Zur Befestigung des Zeitrelais in einer Schalttafel oder dergl. ist
die Frontplatte 8 auf beiden Seiten mit nach hinten gerichteten Laschen 50 und 51
versehen, die auf ihrer Außenfläche jeweils ein schräg einlaufendes und ein konisches
Loch 52 bzw. 53 zur Aufnahme entsprechender Steckzapfen einEs Mutternhalters 54
besitzen. In die Mutternhalter sind Schaftschrauben 55 eingeschraubt, it deren Hilfe
die Frontplatte an einer Schalttafel 56 festgeklemmt werden kann, wie
das
in Fig. 4 dargestellt ist. Die Muttern 572 in welche die Schaftschrauben 55 eingeschraubt
sind, sitzen lose, aber auf Grund ihrer äußeren Form verdrehsicher in entsprechenden
Schlitzen der Mutiernhalter 54. Durch den Ringbund 44 und die Radialnasen 42 der
Zungen 41 istdis Einstellglied 7 in der Frontplatte 8 in radialer Richtung gesichert,
und durch die federnd an der Innenfläche der Öffnung 39 der Frontplatte 8 anliegenden
Zungen 41 wird eine genügend große statische Reibung erzeugt, um die jeweils eingestellte
Winkellage des Einstellgliedes 7 relativ zur Frontplatte und zur Zeitskala, die
auf der Außenseite des Skalenschildes angeordnet ist, zu sichern. Durch entsprechende
Verdrehung des Einstellorgans 7 wird vermittels des Mitnehmerstiftes 47 der auf
der Welle 12 sitzende Zeiger bei ausgekuppelter Magnetkupplung 2 auf den gewünschten
Zeitwert eingestellt. Nachdem die eingestellte Zeit abgelaufen ist, wird die Spule
der elektromagnetischen Kupplung 2 entregt, so daß der Ankerteil 17 durch eine Feder
vom Ankerteil 24 in axialer Richtung getrennt und durch die Spiralfeder 20 in die
Ausgangsstellung zurückgedreht wird, in welcher der Zeiger 11 am Mitnehmerstift
47 des Einstellgliedes anliegt.