DE2613808C3 - Prelldämpfung für Relaisanker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Unterdrückung von Prellbewegungen eines abfallenden Relaisankers, bei der der Anker an einer sich von einer ersten Seite eines Rahmens aus Federblech in das Innere des Rahmens erstreckenden Zunge befestigt ist und bei der der Rahmen an den zwei zur ersten Rahmenseite benachbarten Seiten je zwei in Abstand angeordnete, biegbare Lappen aufweist, mittels derer er mit ruhenden Trägerteilen verbunden ist.

Prellvorgänge beim Aufeinandertreffen von Massen beeinträchtigen die Lebensdauer der mechanischen Einrichtungen, insbesondere was die Oberflächen an den Berührungsstellen anbelangt. Besondere Schwierigkeiten treten da auf, wo mit der mechanischen Berührung gleichzeitig ein elektrischer Stromkreis geschlossen wird. Prellungen an dieser Stelle bedeuten mehrere öffnungen und Schließungen des jeweiligen Stromkreises mit der Folge von Funkenbildungen, Schweißvorgängen, Materialwanderungen an der Kontaktstelle und häufig unerwünschten impulsartigen Einflüssen innerhalb des Stromkreises. Während die Betätigung des Relaisankers in Anzugsrichtung von den Magnetkräften der Erregung bewirkt wird und damit einer starken Richtkraft unterliegt, die die Prellbewegungen klein halten wird, unterliegt die Rückstellbewegung des Ankers lediglich der Rückstellkraft der Ankerfeder, die so schwach wie möglich ausgelegt wird, da ihre dem Ankeranzug entgegengerichtete Kraft Ansprechempfindlichkeit und Ansprechzeit des Relais beeinflussen. Die Haltekraft der Ankerfeder ist aber wiederum von großem Einfluß auf die Amplitude der Rückprellbewegungen beim Auftreffen des Ankers auf seinem Anschlag. So kann es sich beim Ankerabfallen ergeben, daß erneute Kontaktbetätigungen durch das Rückprallen vom ruheseitigen Anschlag erfolgen und damit alle oben geschilderten, die Lebensdauer und Funktionsfähigkeit des Relais beeinträchtigenden Erscheinungen auftreten.

Verschiedene bisher bekannte Anordnungen versuchen, die Prellneigungen von Relaisankern mit Hilfe von Massen, die zusätzlich am Anker angebracht sind und eine vom Anker unabhängige ßewegung-möglichkeit besitzen, zu unterdrücken. Dabei besteht die Möglichkeit, frei bewegliche Massen in mit dem Anker verbundenen Gehäusen anzubringen, die der jeweiligen Ankerbewegung nacheilen und bei Rückprall des Ankers eine Gegenkraft aufbringen. Ebenso kann mit abgebogenen Federn eine zusätzliche nachschwingende Masse an dem Anker angebracht werden. Bei allen diesen Anordnungen werden durch zusätzliche Massen am Anker die Ansprechwerte des Relais negativ beeinflußt, so daß höhere Energien für die Erregung aufgebracht werden müssen. Abgesehen von dem größeren Energieaufwand ist auch die Baugröße durch Veränderung der Spulenquerschnitte in einem unwirtschaftlichen Sinn beeinflußt Nahezu unmöglich erscheint aber auch eine solche Anordnung von zusätzlichen Massen auf Relaisankern bei den heutzutage bevorzugten Miniaturrelais, da die Anordnung, Justierung und Überprüfung dieser Massen und der dann vorhandenen Funktionen des Relais feinwerktechnische Probleme mit sich brächte, die nicht wirtschaftlich zu losen sind. Gerade diese Relais arbeiten aber wegen ihrer geringen Baugröße mit sehr kleinen Luftspalten, wobei ihre Anker in aller Regel gleichzeitig Kontakt bzw. zusätzliche Kontaktstelle beim Überfederkontaktsystem sind, so daß schon geringe Rückprellungen beim Abfallen zum erneuten Schließen des Kontaktes führt.

Ein Relais geringer Baugröße ist aus der DE-AS 12 52 320 bekannt. Das in dieser Druckschrift beschriebene Relais weist die im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Merkmale auf. Spezielle Maßnahmen zur Unterdrückung von Prellbewegungen des abfallenden Relaisankers sind nicht vorgesehen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Relaisankeranordnung der eingangs genannten Art mit einer Prelldämpfung zu versehen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß an den die Befestigungslappen aufweisenden Rahmenseiten zwischen den Befestigungslappen je ein weiterer Lappen ausgebildet ist, der aus der Ebene des Rahmens derart in Bewegungsrichtung des Ankers herausgebogen ist, daß er am zugeordneten Trägerteil — relativ zu diesem unter Aufbringung von Reibungsarbeit beweglich — anliegt, und daß der in den Ruhezustand abfallende Anker am Rahmen im Bereich der zwischen den Befestigungs lappen angeordneten Reibungslappen anschlägt.

Wesentlicher Vorteil der Anordnung nach der Erfindung ist die Unabhängigkeit der für die Ansprechwerte des Relais und seine Funktionsfähigkeit erwünschten Ankermassen, Federkräfte und Luftspaltabmessungen von der Dämpfungseinrichtung. Diese tritt im Funktionsbereich des Relais überhaupt nicht in Erscheinung. Es findet also weder eine Veränderung der Ankerrnasse noch eine Veränderung der Federkraft noch eine Veränderung der Abmessungen des Luftspal-

M ι s statt, so daß alle ursprünglichen Werte des Relais beibehalten werden. Erst beim Abfallen des Relaisankers und außerhalb der Funktionszone wird die Dämpfung durch Einsetzen von der Ankerbewegung

entgegenwirkenden Kräften wirksam. Dabei sind mehrere verschiedene, voneinander unabhängige Kräfte vorgesehen, um evtL Resonanzen zu unterbinden. Dem Relaisanker wird also durch die Anordnung nach der Erfindung ein Bewegungsbereich zur Verfügung gestellt, der außerhalb des bisherigen Funktionsbereiches liegt und der dem Ausschwingen der Ankerbewegung unter Umwandlung der Bewegungsenergie dient

Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind <n den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Figuren beschrieben.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Rahmen aus Federblech bezeichnet. Es wird etwa rechteckig ausgebildet und hat zwei Rahmenseiten 2 und 3, die parallel zu zwei starren, runden Trägerteilen 4, z. B. Keramikrollen, verlaufen, die an ihren Enden in nicht dargestellter Weise fest im Gehäuse des Relais gelagert sind. Von den Rahmenseiten 2,3 ausgehende Befestigungslappen 5 unJassen die Trägerteile und halten zusammen mit je einem abgebogenen Lappen 6 das rahmenartige Teil 1 an den Trägerteilen. Dabei sind die Befestigungslappen 5 im Bereich der Umfassung der Trägerteile 4 so versetzt ausgebildet, daß eine größere Federlänge bei Beanspruchung gegen Zug entsteht. Die Lappen 6 sind, wie bei der aufgeschnittenen Rahmenseite links im Bild zu erkennen ist, lediglich abgebogen und bilden Reibflächen, die an den Trägerteilen 4 anliegen. Von der Verbindung 7 zwischen den beiden Rahmenseiten 2 und 3 ausgehend, ragt in den Innenraum des rahmenartigen Teiles ein Lappen 8, der mit einem Anker 9 verschweißt ist. Dieser ist aus ferromagnetischem Material und wird von einem Erregerfluß in seiner Bewegung beeinflußt. In der Ruhelage, wie dargestellt, liegt er mit zwei Schultern 10 etwa im Bereich der Lappen 6 an den Rahmenseiten 2 und 3 an. Im betätigten Zustand wird er von diesen Anlagen abgehoben haben und nicht gezeichnete Kontakte durch Berührung oder Überbrükkung betätigen. Beim Abfall wird die Rückstellenergie der Feder 8 zusammen mit der Masse des Ankers eine bestimmte Aufschlagenergie der Schultern 10 ergeben. Dabei weichen die Rahmenseiten. 2 und 3 dieser Beanspruchung in Pfeilrichtung aus. Die Lappen 6 wirken durch Reibung der Ausweichbewegung entgegen und wandeln dabei einen Teil der Energie in Reibenergie (Wärme) um. Die abgebogenen Befestigungslappen 5 wirken als Zugfedern, die das Ausweichen der Stege ermöglichen, gleichzeitig aber eine Rückstellenergie speichern. Ebenso wirken die Rahmenseiten 2 und 3 durch Wölbung bzw. Verwindung als federnde Elemente mit Rückstellkraft
In Fig.2 sind die auftretenden Kräfte schematisch dargestellt. Der Anker 9 wird von einer Rückstellkraft 11 bis zum Erreichen der durch die strichpunktierte Linie angedeuteten Ruhelage beeinflußt. Von dort an werden die Federkräfte 12 und 13 wirksam, die bei weiterer Bewegung im Dämpfungsbereich gleichzeitig Energie speichern, um die Wiederrückstellung des Ankers in die Ruhelage zu gewährleisten. Im Dämpfungsbereich wird außerdem eine Reibkraft 14 wirksam, die in beiden Richtungen die Bewegungen des Ankers dämpft.

Wesentliches Merkmal ist, daß der Anker bei der Betätigung lediglich von der Federkraft der Feder 11, die die Kraft des Lappens 8 in Fig. 1 darstellt, beeinflußt wird und von allen anderen Kräften frei ist, seine Ansprechempfindlichkeit also nicht von den den Aufprall dämpfenden Kräften beeinflußt wird.

Es ist auch eine mäanderförmige Ausbildung der Ankerfeder möglich, um eine größere Federlänge und damit größere Weichheit zu erzielen. Auch die Ausbildung der Lappen, die als Federelemente wirken oder das Profil der Rahmenseiten, die ebenfalls Federkräfte entwickeln, kann entsprechend den gewünschten Bedingungen der Anordnung verändert werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Unterdrückung von Prellbewegungen eines abfallenden Relaisankers, bei der der Anker an einer sich von einer ersten Seite eines Rahmens aus Federblech in das Innere des Rahmens erstreckenden Zunge befestigt ist und bei der der Rahmen an den zwei zui ersten Rahmenseite benachbarten Seiten je zwei in Abstand angeordnete, biegbare Lappen aufweist, mittels derer er mit ruhenden Trägerteilen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an den die Befestigungslappen (5) aufweisenden Rahmenseiten (2, 3) zwischen den Befestigungslappen (5) je ein weiterer Lappen (6) ausgebildet ist, der aus der Ebene des Rahmens (1) derart in Bewegungsrichtung des Ankers herausgebogen ist, daß er am zugeordneten Trägerteil (4) — relativ zu diesem unter Aufbringung von Reibungsarbeit beweglich — anliegt, und daß der in den Ruhezustand abfallende Anker (9) am Rahmen (1) im Bereich der zwischen den Befestigungslappen (5) angeordneten Reibungslappen (6) anschlägt

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ruhenden Trägerteile (4) Keramikrollen sind, an denen die Reibungslappen (6) annähernd punktförmig anliegen.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1) rechteckig ausgebildet ist.