DE2456978A1 - Elektromagnetische schalteinrichtung - Google Patents

Description

Hartmann & Braun 29.11.1974

Aktiengesellschaft

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Elektromagnetische Schalteinrichtung

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Schalteinrichtung mit mehreren aus Sicherheitsgründen zwangsgeführten Umschaltkontakten.

Derartige elektromagnetische Schalteinrichtungen sind beispielsweise durch DT-AS 2 227 981 und GB-PS 896 4ol bekanntgeworden.

Bei den obengenannten Ausführungsformen bestehen die Kontaktfedern der Umschaltkontakte aus langgestreckten Blattfedern mit an einem Ende aufgebrachten Kontaktmaterial. Da die großen elastischen Verformungen der Außenkontaktfedern während des Betriebes verhindert werden müssen, sind sie in der Nähe der Kontaktniete nochmals eingespannt bzw. abgestützt. Die Mittelkontaktfedern sind in Schlitzen eines Kontaktbetätigungsschiebers spielfrei gehalten.

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Das Einlegen der Federn in die Stützstege bzw.in den Kontaktbetätigungsschieber ist mit einem großen Arbeitsaufwand verbunden. Ferner müssen die Federn sehr genau einjustiert werden. Ein nicht vermeidbarer Kontaktabbrand hat eine Verringerung des Kontaktdruckes zur Folge, kann die Funktion des Kontaktsystems in Frage stellen und ein vorzeitiges Austauschen erforderlich machen.

Ein Relais mit zwangsgeführten Umschaltkontakten ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 912 oll bekannt und besteht im wesentlichen aus einem U-förmigen Kernjoch mit Erregerwicklung und einem Winkelanker, an dessen langem Schenkel ein kurzer Kontaktbetätigungsschieber angebracht ist. In einer Aussparung dieses Kontaktbetätigungsschiebers ist das die Kontaktniete tragende Ende einer als Mittelkontaktfeder dienenden langgestreckten Blattfeder spielfrei gelagert. Das andere Ende der Mittelkontaktfeder ist in einem aus mehreren Schichten aufgebauten Isolierstoffkörper eingespannt. Die Außenkontakte befinden sich zu beiden Seiten der Mittelkontaktfeder und werden von der Einspannstelle so zur Mittelkontaktfeder hingeführt, daß ein spitzer Winkel mit dieser gebildet wird. Durch das Verschweißen zweier Kontaktnieten wird die normalerweise beim Umschalten auftretende Relativbewegung der Kontakte verhindert, und es wird aus jeweils zwei Federn und dem Isolierstoffkörper ein Dreiecksverband gebildet, der die Betätigungskräfte des Antriebssystems aufnehmen muß.

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Durch das Unterbinden der Relativbewegung der Kontakte nehmen die Kontaktfedern allerdings Kräfte in Längsrichtung auf, die zu einer Deformierung der Federn und somit zu einer Beeinträchtigung der Funktion führen können.

Nach dem gleichen Grundprinzip arbeitet ein aus der US-PS 3 493 9o3 bekanntes Relais.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, eine Schalteinrichtung der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, die in wenigen Arbeitsgängen zu montieren ist und deren Kontaktsystem im Falle des VerSchweißens die Betätigungskräfte ohne plastische Verformung aufnimmt.

Erfindungsgemäß ist die Aufgäbe dadurch gelöst, daß jeder Mittelkontakt aus zwei gelenkig miteinander verbundenen starren Hebeln besteht, daß einer der Hebel schwenkbar gelagert ist und der andere Hebel den Mittelkontaktniet trägt, daß sämtliche Hebel an einem gemeinsamen Kontaktbetätigungsschieber gelagert sind und daß an dem den Mittelkontaktniet tragenden Hebel eine Zugfeder derart angreift, daß der Kontakt Schnappverhalten zeigt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sei anhand von Fig. 1 und 2 der Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Umschaltkontaktes

Fig. 2 zeigt eine Schalteinrichtung in perspektivischer Darstellung

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Einander entsprechende Teile sind mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist mit Ib ein langer und mit Ic ein kurzer Hebel bezeichnet, der in einer Lagerstelle 3 drehbar aufgehängt ist. Beide Hebel sind durch ein Gelenk 2 kraftschlüssig miteinander verbunden. Diese in sich starren Hebel Ib, Ic bilden zusammen den Mittelkontakt 1. Am rechten Ende des langen Hebels Ib beifindet sich ein Mittelkontaktniet la, der in der Ruhestellung der Kontaktanordnung auf dem Ruhekontaktniet 4a aufliegt. Den notwendigen Kontaktdruck in dieser Lage liefert eine zwischen dem langen Hebel Ib und einer Lagerstelle 5 gespannte Schraubenfeder 6. Mit 7a ist ein Arbeitskontaktniet bezeichnet. Die Kontakte 4a und 7a sind Bestandteile der biegesteifen Ruhe- und Arbeitskontakte 4 und 7.

Eine in der eingezeichneten Richtung an dem Gelenk 2 angreifende Kraft F bewirkt eine Bewegung des Gelenkes 2 auf einer Kreisbahn B um die Lagerstelle 3. Gleichzeitig gleitet der Mittelkontaktniet la auf dem Ruhekontaktniet 4a nach rechts, während sich der von der Mittellinie des Hebels Ib und der Feder 6 gebildete Winkel <X. verkleinert. Wenn die Mittellinien der Feder 6 und des Hebels Ib zusammenfallen, hat der Mittelkontaktniet la die Strecke S (Vorlaufweg) auf dem Ruhekontaktniet 4a zurückgelegt. In diesem Augenblick wird der Kontaktdruck zu Null.

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Eine Weiterbewegung des Gelenkes 2 bewirkt nun ein Umspringen des Hebels Ib, so daß der Mittelkontaktniet la mit einem bestimmten Kontaktdruck auf dem Arbeitskontaktniet 7a zur Anlage kommt und im weiteren eine Gleitbewegung des Mittelkontaktniets la auf dem Arbeitskontaktniet 7a, bis die Strecke S (Nachlaufweg) zurückgelegt ist.

In entsprechender Weise läuft der Bewegungsablauf von Arbeitsin Ruhestellung ab.

Verschweißtnun der Mittelkontaktniet la auf dem Ruhekontaktniet 4a oder Arbeitskontaktniet 7a, so wird die oben beschriebene Gleitbewegung des Mittelkontaktniets la unterbunden, was zur Folge hat, daß auch eine Bewegung des Gelenkes 2 nicht mehr möglich ist; es wird zwischen der Schweißstelle, dem Gelenk und der Lagerstelle 3 ein fester Dreiecksverband gebildet, der der Betätigungskraft F standhalten kann.

Ordnet man, wie in Fig. 2 dargestellt, mehrere Umschaltkontakte nach Fig. 1 übereinander an, so ergibt sich eine mehrpolige Schalteinrichtung mit vollständiger Zwangsführung.

Es ist mit 8 eine Platte aus Isoliermaterial bezeichnet, die die Ruhekontakte 4 und die Arbeitskontakte 7 der beiden Umschaltkontakte trägt. Die starren, balkenartigen Ruhe- und Arbeitskontakte 4,7 sind durch waagerechte Schlitze mit Randversteifungen 8a in die Platte 8 eingespannt; die Stromzuführung erfolgt von der Rückseite der Platte 8. Die die Mittelkontaktniete la tragenden Hebel Ib sind plattenartig ausgebildet und

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verjüngen sich zu den Kontaktnieten la hin. An den anderen Enden sind Stege Id abgebogen, die zu einem den beiden Umschaltkontakten gemeinsamen, balkenartigen Kontaktbetätigungsschieber 9 hingeführt werden und diesen an zwei gegenüberliegenden Seiten umfassen. Bohrungen in den Enden der Stege Id, im Kontaktbetätigungsschieber 9 und darin eingeführte zylindrische Stifte bilden die Gelenke 2 entsprechend Fig. 1. Weiterhin befinden sich auf den zylindrischen Stiften mit Bohrungen versehene Hebel Ic, die an den den Gelenken 2 abgewandten Enden durch in der Platte 8 befestigte Achsen 3 drehbar gelagert sind. Die Schraubenfedern 6 sind in Bohrungen der Hebel Ib befestigt. Sie werden durch rechteckförmige Aussparungen 9a des Kontaktbetätigungsschiebers 9 hindurchgeführt und sind am anderen Ende in Stifte 5 eingehängt.

Die Stromzuführung zu den Mittelkontakten erfolgt durch Schaltlitzen Io, die mit den Enden der abgebogenen Stege Id der Hebel Ib verbunden sind.

In der praktischen Ausgestaltung der Erfindung ist es aus Gründen der Stabilität sinnvoll, die Ruhekontakte 4, die Arbeitskontakte 7, die Achsen 3 und die Stifte 5 zu verlängern und in einer der Platte 8 gegenüberliegenden zweiten Platte nochmals einzuspannen. Ferner lassen sich noch weitere durch den Schieber betätigbare Umschaltkontakte in der beschriebenen Weise zwischen den Platten anordnen.

Eine bessere Raumausnutzung der Schalteinrichtung läßt sich durch Versetzen der Umschaltkontakte um 180° erreichen.

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Für den Bewegungsablauf beim Umschalten gelten die Ausführungen zu Fig. 1 entsprechend.

Verschweißt nun in dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Mittelkontakt in der Ruhe- oder Arbeitsstellung, so wird unabhängig von der Betätigungskraft F der Schieber arretiert und der andere Umschaltkontakt verharrt ebenfalls in der augenblicklichen Stellung.

Der wesentliche Vorteil der beschriebenen Schalteinrichtung ergibt sich aus den relativ großen Vor- und Nachlaufwegen (S , S_). Beim Verschweißen eines Mittelkontaktes mit einem Ruhe- bzw. Arbeitskontakt wird unter Einwirkung einer Betätigungskraft F eine geringe Schieberbewegung infolge der Fertigungstoleranzen der Gelenke und der Elastizität der Werkstoffe nicht ausruschließen sein. Der Umschaltung eines Kontaktes muß jedoch eine erhebliche Lageänderung des Schiebers vorausgehen, so daß auch in diesem Fall eine ungewollte Betätigung eines nicht verschweißten Kontaktes völlig ausgeschlossen ist.

Der im Betrieb unvermeidbare Kontaktabbrand wirkt sich in keiner Weise nachteilig auf die Eigensicherheit einer solchen Schalteinrichtung aus. Insbesondere aus Fig. 1 der Zeichnung geht hervor, -daß ein Abbrand des Kontaktmaterials eine Vergrößerung der Vor-und Nachlaufwege zur Folge hat; der gewünschte Effekt wird somit verstärkt.

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Die Hebel der Mittelkontakte sind bezüglich ihrer Materialstärke so ausgelegt, daß die beim Verschweißen auftretenden Kräfte in Richtung der Hebelachsen keine plastischen Verformungen hervorrufen können.

8 Seiten Beschreibung

4 Ansprüche

1 Blatt Zeichnungen mit 2 Figuren

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Claims (4)

1. Ansprüche

   Elektromagnetische Schalteinrichtung mit mehreren aus Sicherheitsgründen zwangsgeführten Umschaltkontakten, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Mittelkontakt aus zwei gelenkig miteinander verbundenen starren Hebeln (Ib, Ic) besteht, daß einer der Hebel schwenkbar gelagert ist und der andere Hebel (Ib) den Mittelkontaktniet (la) trägt, daß sämtliche Hebel (Ib, Ic) an einem gemeinsamen Kontaktbetätigungsschieber (9) gelagert sind und daß an dem den Mittelkontaktniet (la) tragenden Hebel (Ib) eine Zugfeder (6) derart angreift, daß der Kontakt Schnappverhalten zeigt.
2. 2. Elektromagnetische Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Mittelkontaktniet (la) tragende .Hebel Clb) etwa, doppelt so lang ist wie der mit dem ortsfesten Lager (3) verbundene Hebel (Ic), so daß der Kontaktweg größer ist als der Weg des Kontaktbetätigungsschiebers (9) .
3. 3. Elektromagnetische Schalteinrichtung.nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Ruhe- und Arbeitskontakte (4, 7) starr in einer gemeinsamen Isolierstoffplatte (8) gelagert sind.
4. 4. Elektromagnetische Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Ruhe- und Arbeitskontakte starr zwischen zwei parallelen Isolierstoffplatten gelagert sind.

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