DE2458301A1

DE2458301A1 - Elektromagnetische schalteinrichtung

Info

Publication number: DE2458301A1
Application number: DE19742458301
Authority: DE
Inventors: Hans-Willi Ing Grad Heidkamp
Original assignee: Hartmann and Braun AG
Current assignee: ABB Training Center GmbH and Co KG
Priority date: 1974-12-10
Filing date: 1974-12-10
Publication date: 1976-06-16
Also published as: FR2294533A1; CH592360A5

Description

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Hartmann Se Braun 9.12.1974

Aktiengesellschaft

Elektromagnetische Schalteinrichtung

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

Derartige Schalteinrichtungen sind beispielsweise durch DT-AS 2 227 981 und GB-PS 896 4ol bekanntgeworden. Bei den obengenannten Ausfuhrungsformen bestehen die Kontaktfedern der Umschaltkontakte aus langgestreckten Blattfedern mit an einem Ende aufgebrachten Kontaktnieten. Da die großen elastischen Verformungen der Außenkontaktfedern während des Betriebes verhindert werden müssen, sind sie in der Nähe der Kontaktnieten nochmals eingespannt bzw. abgestützt. Die Mittelkontaktfedern sind in Schlitzen eines Kontaktbetätigungsschiebers spielfrei gehalten.

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Das Einlegen der Federn in die Stützstege und in den Kontaktbetätigungsschieber ist mit einem großen Arbeitsaufwand verbunden. Ferner müssen die Federn sehr genau einjustiert werden. Ein nicht vermeidbarer Kontaktabbrand, insbesondere ein ungleichmäßiger Kontaktabbrand an den verschiedenen Umschaltkontakten kann die Funktion der Schalteinrichtung in Frage stellen und ein vorzeitiges Austauschen erforderlich machen.

Ein Relais mit zwangsgeführten Umschaltkontakten ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 912 o77 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 Kontaktniete 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.

Durch das Unterbinden der Relativbewegung der Kontaktniete nehmen die Kontaktfedern allerdings Kräfte in Längsrichtung

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auf, die zu einer Deformierung der Federn und insbesondere wegen der geringen Luftstrecke zwischen den Außenkontaktnieten zu Fehlschaltungen 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 ohne Justierung der Kontakte und durch wenige Arbeitsgänge zu montieren ist und ein hohes Maß an Eigensicherheit aufweist.

Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, daß sämtliche Mittelkontaktfedern in einem verschiebbaren Rahmen gelagert sind, daß die Mittelkontaktfedern durch einen starren Balken in einer bestimmten Relativlage gehalten sind, daß der Balken einen senkrecht zur Federebene stehenden Schenkel trägt und daß an dem die Umschaltkontakte tragenden Kontaktfederkörper ein Anschlag angebracht ist.

Die Erfindung ist anhand von Fig. 1 bis 3 der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt im Schnitt den prinzipiellen Aufbau eines Umschaltkontaktes

Fig. 2 stellt eine Schnittzeichnung eines Relais dar Fig. 3 zeigt eine praktische Ausgestaltung der Mittelkontaktfedern

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Einander entsprechende Teile sind mit dem gleichen Bezugszeichen versehen.

In Fig. 1 ist mit 1 eine als langgestreckte Blattfeder ausgebildete Mittelkontaktfeder bezeichnet, die an einem Ende den Mittelkontaktniet la trägt. Das andere Ende der Mittelkontaktfeder 1 ist unbeweglich in einem Steg 2a aus Isoliermaterial gelagert, der in Verbindung mit einem Steg 2b und zwei weiteren nicht dargestellten Stegen 2c einen die Mittelkontaktfeder umschließenden Rahmen 2 bildet. Der Rahmen 2 ist so zwischen den Flächen eines Kontaktfederkörpers 3 geführt, daß eine Gleitbewegung in Längsreichtung der Mittelkontaktfeder möglich ist. Am Steg 2b des Rahmens 2 greift eine vorgespannte Schraubenfeder 4 an. Auf der Mittelkontaktfeder 1 befindet sich in einem Preßsitz ein rechteckförmiger Isolierstoffkörper 5 mit einem senkrecht zur Federebene stehenden Schenkel

Der Mittelkontaktniet la liegt in der Ruhestellung unter Vorspannung auf dem Ruhekontaktniet 7a auf. Mit 9a ist ein Arbeitskontaktniet bezeichnet.

Greift nun eine Kraft F in der eingezeichneten Richtung an den Steg 2a an, so bewegt sich der Rahmen 2 mit der darin eingespannten Mittelkontaktfeder 1 in Kraftrichtung. Der Mittelkontaktniet la gleitet bei konstantem Kontaktdruck über den Ruhekontaktniet 7a. Nach dem Zurücklegen einer bestimmten Wegstrecke (Vorlaufweg) stößt der Schenkel 6 gegen einen am Kontaktfederkörper 3 angebrachten Anschlag 8/ der

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kraftschlüssig in das untere Ende des Schenkels 6 eingreift. Bei fortgesetzter Gleitbewegung des Rahmens 2 bewirkt diese kraftschlüssige Verbindung unter Beibehaltung der Relativbewegung der Kontaktniete la, 7a eine Verformung der Mittelkontaktfeder 1 und als Folge davon eine Verringerung des Kontaktdruckes. Nachdem der Kontaktdruck zu Null geworden ist, löst sich der Mittelkontaktniet la vom Ruhekontaktniet 7a und kommt am Arbeitskontaktniet 9 a zur Anlage. Es setzt nun wiederum eine Gleitbewegung des Mittelkontaktniets la auf dem Arbeitskontaktniet 9a ein (Nachlaufweg), während der der Kontaktdruck ständig vergrößert wird, bis die in Fig. 1 dargestellte Endposition eingenommen ist.

Nach dem Fortfall der Kraft F werden der Rahmen 2 und die Mittelkontaktfeder 1 durch die gespannte Schraubenfeder 4 in die Ausgangsposition zurückgeführt. Die Rückstellung läuft in einer den obigen Ausführungen entsprechenden Weise ab.

Verschweißt nun der Mittelkontaktniet la auf dem Ärbeitskontaktniet 9a, so wird die Gleitbewegung des Mittelkontaktniets la unterbunden. Es wird durch den Schenkel 6, den Kontaktfederkörper 3 und die Mittelkontaktfeder 1 ein fester Dreiecksverband gebildet, der der Betätigungskraft F bzw. der Rückstellkraft standhält und den Rahmen 2 unbeweglich festhält.

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Liegen mehrere Umschaltkontakte in einer Ebene nebeneinander, so sind sämtliche Mittelkontaktfedern 1 in einem Rahmen 2 gelagert. Der rechteckförmige Isolierstoffkörper 5 ist in diesem Fall als Balken ausgebildet, durch den alle Mittelkontaktfedern 1 miteinander verbunden sind. Der Balken bewirkt unabhängig vom augenblicklichen Schaltzustand eine bestimmte Relativlage der Mittelkontaktfedern 1. Verschweißt nun einer der Mittelkontaktnieten la auf einem Ruhe- bzw. Arbeitskontaktniet 7a, 9a, so wird unabhängig von der Betätigungskraft F der Rahmen 2 arretiert. Infolgedessen verharren auch weitere im Rahmen 2 befestigte Mittelkontaktfedern 1 in derselben Stellung.

In Fig. 2 ist mit Io ein im wesentlichen U-förmiges Kernjoch bezeichnet, dessen Schenkel loa den Spulenkörper 11 mit der Erregerwicklung 12 trägt. Der freie Schenkel lob des U-förmigen Kernjoches Io bildet ein Schneidenlager für einen plattenförmig ausgebildeten Anker 13. Das der Lagerstelle abgewendete Ende des Ankers 13 liegt auf dem'steg 2a des Rahmens 2 auf. Eine verstellbare Schraube bildet den Anschlag 8 für den Schenkel 6, so daß der Vorlauf- bzw. der Nachlaufweg von außen zu beeinflussen ist.

Die Kontaktniete 7a und 9a sind Bestandteile der formschlüssig im Kontaktfederkörper 3 gelagerten Ruhe- und Arbeitskontakte 7, 9,

Fig. 3 zeigt einen Mittelkontaktfedersatz für ein Relais mit vier Umschaltkontakten. Die vier Mittelkontaktfedern 1 sind

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in dem Steg 2a des Rahmens 2 gelagert und etwa in der Mitte durch einen Balken 5 miteinander verbunden. Der nicht dargestellte Schenkel 6 entsprechend den Fig. 1 und 2 befindet sich in der Mitte des Balkens 5; wahlweise können auch mehrere Schenkel am Balken 5 angeformt sein. Die Mittelkontaktfedern 1 sind in an sich bekannter Weise an den die Kontaktnieten tragenden Enden verbreitert und ein kleines Stück in Längsrichtung eingeschnitten, so daß sich eine gabelförmige Gestalt ergibt. Zu beiden Seiten der Einschnitte befinden sich die Mittelkontaktnieten la. Das Ende einer solchen Feder wirkt als bewegliche Schaltbrücke, die in der Ruhestellung eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Mittel- und Ruhekontakt herstellt und in der Arbeitsstellung den Mittel- und den Arbeitskontakt überbrückt. Es sind dann in jeder Schaltposition zwei Kontaktstellen in Reihe geschaltet. Der Laststrom wird in diesem Fall nur über das vordere Ende der Federn geführt; die Stromzuführung zu beweglichen Teilen durch Schaltlitzen erübrigt sich.

Der wesentliche Vorteil der beschriebenen Schalteinrichtung ergibt sich aus den relativ großen Vor- und Nachlaufwegen der Umschaltkontakte. Beim Verschweißen eines Mittelkontaktes mit einem Ruhe- oder Arbeitskontakt wird unter Einwirkung einer Betätigungskraft F eine geringe Bewegung des Rahmens infolge der Fertigungstoleranzen und der Elastizität der

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Werkstoffe nicht auszuschließen sein. Der Umschaltung eines Kontaktes muß jedoch eine erhebliche Lageänderung des Rahmens vorausgehen, so daß auch in diesem Fall eine ungewollte Betätigung eines nicht verschweißten Kontaktes völlig ausgeschlossen ist.

Die Mittelkontaktfedern sind bezüglich ihrer Abmessungen so ausgelegt, daß die beim Verschweißen auftretenden Kräfte von ihnen ohne plastische Verformung aufgenommen werden können.

Der der Kontaktfederkörper eine gute elektrische Isolierung zwischen dem Magnetkreis und den Umschaltkontakten darstellt, lassen sich genügend große Kriechwege und eine hohe Spannungsfestigkeit erzielen.

8 Seiten Beschreibung

5 Ansprüche

1 Blatt Zeichnungen mit 3 Figuren

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Claims

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Ansprüche

^Elektromagnetische Schalteinrichtung mit mehreren aus Sicherheitsgründen zwangsgeführten Umschaltkontakten, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Mittelkontaktfedern (1) in einem verschiebbaren Rahmen (2) gelagert sind, daß die Mittelkontaktfedern (1) durch einen starren Balken (5) in einer bestimmten Relativlage gehalten sind, daß der Balken (5) einen senkrecht zur Federebene stehenden Schenkel (6) trägt und daß an dem die Umschaltkontakte tragenden Kontaktfederkörper (3) ein Anschlag (8) angebracht ist.
2. Elektromagnetische Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (8) als verstellbare Schraube ausgebildet ist und bei einer Verschiebung des Rahmens (2) kraftschlüssig in das eine Ende des Schenkels (6) eingreift.
3. Elektromagnetische Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruhe- und die Arbeitskontaktfedern (7, 9) unbeweglich in dem Kontaktfederkörper C3) gelagert sind.
4. Elektromagnetische Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Rahmen (2) eine Feder C4-) eingreift und daß diese Feder (4) die Rückstellung des Rahmens (2) herbeiführt.

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5. Elektromagnetische Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende jeder Mittelkontaktfeder (1) in an sich bekannter Weise eingeschnitten ist und beiderseits des Einschnittes Kontaktnieten (la) trägt.

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