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Elektromagnetisches Relais mit zwangs geführten
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Kontakten Kontakten Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches
Relais mit zwangsgeführten Kontakten mit einem Klappankermagnetsystem und einem
auf dem Magnetjoch befestigten Kontaktfedersatz, dessen bewegliche Kontaktfedern
jeweils über einen mit einem Ankerfortsatz spielfrei gekoppelten Schieber betätigbar
sind.
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Relais mit zwangsgeführten Kontakten werden vorzugsweise in Sicherheitssteuerungen
eingesetzt. Dabei gilt vor allem die
Forderung, daß beim Verschweißen
eines Öffnerkontaktes kein Schließerkontakt schließt, und daß beim Verschweißen
eines Schließerkontaktes kein Öffnerkontakt schließen kann. Für die Zwangsführung
der Kontaktfedern untereinander sind bereits verschiedene Konstruktionen bekannt,
bei denen die jeweiligen beweglichen Kontaktfedern über ein Betätigungsorgan untereinander
starr verbunden sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Relais mit zwangsgeführten Kontakten
zu schaffen, bei dem die Zwangsführung der einzelnen Kontaktfedern untereinander
und insbesondere zwischen den Kontaktfedern und dem Anker über den Schieber auf
möglichst günstige Weise erreicht wird; die Konstruktion dieses Relais soll einen
möglichst einfachen Aufbau und eine möglichst einfache Montage des Betätigungsschiebers
ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schieber
mittels eines das Ende des Ankerfortsatzes schuhförmig umfassenden Koppelelementes
formschlüssig mit dem Ankerfortsatz verbunden ist.
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Das schuhförmig ausgebildete Koppelelement gewährleistet eine spielfreie
Betätigung der Kontakte in beiden Schaltrichtungen und bietet darüberhinaus eine
einfache Fertigungs- und Montagemöglichkeit, da der Schieber selbst nicht unlösbar
mit dem Anker verbunden sein muß. Mit diesem schuhartigen Koppelelement kann eine
spielfreie Verbindung zwischen dem Anker und dem Kontaktschieber hergestellt werden,
die in sich jedoch nicht starr ist, sondern eine geringe Winkelbewegung während
des Schaltvorganges gestattet, so daß die Drehbewegung des Ankers ohne Verspannungen
in die Transversal bewegung des Schiebers umgesetzt werden kann.
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Die bewegliche Ankopplung zwischen Ankerfortsatz und Schieber kann
in einer bevorzugten Ausführungsform dadurch erzielt werden,
daß
das Koppelelement in dem den Ankerfortsatz einschließenden Bereich zwei einander
gegenüberstehende ballenförmige oder schneidenförmige Erhebungen aufweist, zwischen
denen der Ankerfortsatz beiderseitig linienförmig gelagert ist. Das Koppelelement
selbst kann in diesem Fall entweder mit dem Schieber in einem Stück gefertigt oder
nachträglich starr mit dem Schieber verbunden sein.
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In einer anderen Ausführungsform ist das schuhförmige Koppelelement
fest mit dem nkerfortsatz verbunden, beispielsweise angespritzt oder aufgepreßt.
In diesem Fall wird die bewegliche Koppelung durch einen hakenförmigen Fortsatz
des Koppelelementes erreicht, welcher mit einem hakenförmig ausgebildeten Ende des
Schiebers formschlüssig in Eingriff ist. Das dem Anker entgegengesetzte Ende des
Schiebers wird zweckmäßigerweise in einem Führungsblech seitlich geführt. Dieses
Führungsblech kann beispielsweise gleichzeitig als Rückstellfeder dienen.
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Der Schieber wird zweckmäßigerweise in Ausnehmungen der beweglichen
Kontaktfedern und der Gegenkontaktbleche angeordnet, derart, daß er mit nasenartigen
Vorsprüngen in der Nähe der Kontaktniete an den beweglichen Kontaktfedern angreift.
Die Gegenkontaktbleche können entweder sehr dick und steif ausgeführt sein oder
an ihrem Ende mit einer Stützkarte gehalten werden. Zweckmäßigerweise wird der Schieber
zumindest in einer Ausnehmung eines Gegenkontaktbleches seitlich geführt. Darüberhinaus
ist es von Vorteil, wenn in der Nähe der Ankerankopplung ein zusätzliches Führungsblech
vorgesehen ist. Dieses Führungsblech kann beispielsweise das Koppelelement gabelförmig
einschließen; der Abstand zwischen dem Führungsblech und dem Koppelelement kann
durch Verschieben des Führungsbleches oder auch durch Biegen eingestellt werden.
Das Führungsblech kann auch federnd ausgebildet sein und mit einem abgewinkelten
Ende am Koppelelement angreifen. In einer anderen Ausführungsform ist der Schieber
bzw. das Koppelelement in einem Durchbruch des Führungsbleches geführt. Dabei ist
der Schieber bzw. das
Koppelelement zweckmäßigerweise mit seitlichen
Ansätzen versehen, welche in seitlichen Erweiterungen des Durchbruches im Führungsblech
laufen.
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Wird der Schieber, wie erwähnt, in Durchbrüchen der Kontaktfedern
geführt, so müssen diese Durchbrüche so tief sein, daß der Schieber bei der Montage
mit seinen Betätigungsnasen eingeführt werden kann. Erst wenn er in der Schaltrichtung
seine endgültige Position erreicht hat, wird er zu den Kontaktnieten hin verschoben,
so daß seine Betätigungsnasen mit den beweglichen Kontaktfedern in Eingriff kommen.
Soll nun der Schieber in einem oder in mehreren Kontaktblechen seitlich geführt
werden, so darf der Durchbruch dieses Kontaktbleches an allen Seiten nur geringfügig
größer sein als der Querschnitt des Schiebers an dieser Stelle. Dieses Problem kann
beispielsweise dadurch gelöst werden, daß der Schieber an der von den Betätigungsnasen
abgewandten Seite abgestuft ausgebildet ist.
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In einer anderen Ausführungsform ist ein Durchbruch in einem Kontaktblech
stufenförmig erweitert, wobei der längere Teil des Durchbruches nach dem Einbringen
des Schiebers durch Andrücken eines freigeschnittenen Lappens verschlossen werden
kann. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Schieber zweiteilig auszubilden;
in diesem Fall wird der kammartige, mit Betätigungsnasen versehene Betätigungsteil
zuerst montiert und mit der beweglichen Kontaktfeder in Eingriff gebracht. Anschließend
kann dann ein stangenförmiger zweiter Teil des Schiebers so eingeschoben werden,
daß die zur Führung dienenden Durchbrüche in den Kontaktblechen oder Führungsblechen
ausgefüllt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigt Fig. 1 ein elektromagnetisches Relais mit erfindungsgemäß
zwangsgeführten Kontakten,
Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig.1 in
perspektivischer Darstellung, Fig. 3 bis 7 verschiedene abgewandelte Ausführungen
mit unterschiedlicher Führung des Schiebers, Fig. 8 einen Schnitt aus Fig.7, Fig.
9 und 10 eine weitere Ausführungsform der Schieberführung, Fig. 11 eine Ausführungsform
mit einem zweigeteilten Schieber.
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Die Fig.1 zeigt ein erfindungsgemäßes elektromagnetisches Relais.
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Es besitzt ein herkömmliches Winkelankermagnetsystem mit einer Spule
1 und einem winkelförmigen Joch 2, auf dessen Jochschneide ein Winkelanker 3 gelagert
ist. Dieser Anker 3 besitzt neben einem Mittelanschlag 4 zwei seitliche Ankerfortsätze
5 und 6 (siehe Fig.2) zur Kontaktbetätigung. Auf dem Joch 2 sind zwei nebeneinander
liegende geschichtete Federsätze 7 befestigt, von denen in Fig.1 nur einer zu sehen
ist. Der dargestellte Federsatz 7 enthält bewegliche Kontaktfedern 8,9 und 10 sowie
feststehende Gegenkontaktbleche 11,12 und 13. Zur Kontaktbetätigung dient jeweils
ein Schieber 14, der in Durchbrüchen der beweglichen Kontaktfedern und der Gegenkontaktbleche
angeordnet ist und mit Betätigungsnasen 15 an den beweglichen Kontaktfedern Jeweils
in der Nähe von deren Kontaktnieten angreift.
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Die beweglichen Kontaktfedern sind als sogenannte Eigendruckkontakte
jeweils gegen die feststehenden Gegenkontaktbleche vorgespannt, so daß die geschlossenen
Kontakte Jeweils vom Anker völlig entkoppelt sind und somit Ankerschwingungen nach
dem Anzug oder Ankerprellungen nach dem Abfall die Kontaktgabe nicht beeinträchtigen.
Die Zwangsführung der beweglichen Kontakt federn ist über die Nasen 15 und den Schieber
14 so gewählt, daß beim Verschweißen eines geschlossenen Kontaktes der Schaltzustand
erhalten bleibt, daß also keiner der offenen Kontakte mehr geschlossen werden kann.
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Die Zwangsführung erfordert allerdings auch eine spielfreie Ankopplung
des Schiebers 14 an den Ankerfortsatz 5. Dies ist insbesondere deshalb notwendig,
weil über den Ankerfortsatz 6 ein weiterer Schieber 14 ebenfalls einen Federsatz
betätigt.
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Verschweißt ein Kontakt in einem der beiden Federsätze, so muß also
über den Anker ebenfalls eine Zwangsführung gewährleistet sein. Zu diesem Zweck
besitzt der Schieber 14 jeweils ein schuhförmiges Koppelelement 16, welches das
Ende des Ankerfortsatzes 5 ohne Spiel umgreift. Dieses Koppelelement 16 kann mit
dem Schieber 14 in einem Stück hergestellt oder nachträglich mit diesem verbunden
sein. Das Koppelelement 16 ist Jedoch nicht starr auf den Ankerfortsatz 5 aufgesetzt,
sondern es umfaßt diesen beiderseitig linienförmig mittels balliger Erhebungen 17
und 18. Dadurch wird beim Schaltvorgang eine Winkelbewegung zwischen Anker und Schieber
möglich. Das entgegengesetzte Ende 14a des Schiebers 14 ist in einer Ausnehmung
einer Rückstellfeder 19 geführt, welche gleichzeitig bei nicht erregtem Magnetsystem
den Ruhezustand des Relais herstellt.
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Das dem Anker zugewandte Ende 14b des Kontaktschiebers 14 ist zusätzlich
in der Ausnehmung 11a des Gegenkontaktbleches 11 geführt. Zu diesem Zweck besitzt
er einen Ansatz 14c. Bei der Montage des Schiebers werden die unteren beweglichen
Kontaktfedern 8 und 9 gegen das Schieberende 14b hin ausgelenkt; der Schieber wird
mit seinem schmalen Ende 14a in die Ausnehmungen der einzelnen Kontaktfedern eingeschoben
und dann in Richtung der Kontaktniete versetzt, so daß der Ansatz 14c in die Ausnehmung
11a des Gegenkontaktbleches 11 eingeführt werden kann.
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Läßt man dann die Federn 8 und 9 in ihre Ruhelage zurückkehren, ist
der Schieber 14 nach allen Seiten formschlüssig gehalten.
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Die Fig.3 zeigt in einem Ausschnitt eine Abwandlung von Fig.1.
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Dabei ist der Schieber 14' an seinem dem Anker zugewandten Ende nicht
mit einem Ansatz (14c) versehen, so daß er in der Ausnehmung 11a des Gegenkontaktbleches
11 nur von drei Seiten geführt wird. Um also ein Abrutschen des Schiebers 14' mit
dem
angespritzten Koppelelement 16 vom Ankerfortsatz 5 zu verhindern,
ist ein zusätzliches Führungsblech 20 vorgesehen, welches das Koppelelement 16 mit
gabelförmigen Enden 20a umfaßt. Das Führungsblech 20 ist im Kontaktfedersatz verschiebbar
gelagert, so daß der Führungsluftspalt 20b nach Bedarf eingestellt werden kann.
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Eine weitere Abwandlung zeigt Fig.4. Hierbei ist ein schuhförmiges
Koppelelement 21 auf das Ende des Ankerfortsatzes 5 aufgepreßt oder angespritzt.
Der Schieber 22 greift mit seinem hakenförmigen Ende 23 in einen hakenförmigen Fortsatz
24 des Koppelelementes 21; dadurch ist auch in diesem Fall eine formschlüssige Kopplung
erreicht.
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Eine weitere Ausführungsform ist in Fig.5 dargestellt. Hierbei sind
die Gegenkontaktbleche 25,26,27 nicht so steif ausgeführt wie in Fig.1. Zum Ersatz
dafür stützen sie sich jeweils an einer kammartigen Stützkarte 28 ab. Diese Stützkarte
28 wird von zwei starren Trägern 29 und 30 gehalten. Der Träger 30 führt mit seiner
Ausnehmung 30a gleichzeitig das freie Ende des Schiebers 31.
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Das andere Ende des Schiebers 31 ist über ein Koppelelement 32 in
ähnlicher Weise wie in Fig.1 an den Ankerfortsatz 5 angekoppelt. Zur zusätzlichen
Führung des Koppelelementes 32 bzw.
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des Schiebers 31 dient eine Rückstell- und Führungsfeder 33, welche
am Träger 29 befestigt ist und mit ihrem abgewinkelten Ende 34 eine Kante des Koppelelementes
32 umfaßt.
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Die Ausführung nach Fig.6 ist wiederum nur geringfügig gegenüber Fig.1
abgewandelt, der Schieber 35 ist mit seinem freien Ende 35a in der Rückstellfeder
19 geführt. Das andere Ende 35b ist über ein schuhförmiges Koppelelement 36 formschlüssig
mit dem Ankerfortsatz 5 verbunden. Zur weiteren Führung dieses Koppelelementes 36
ist ein Führungsblech 37 vorgesehen, dessen Ende 37a zur Einstellung des Führungsluftspaltes
38 gebogen werden kann.
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Bei der Ausfuhrung nach Fig.7 und 8 sind zwei Führungsfedern 39 und
40 für den Schieber 41 vorgesehen. Diese Führungsfedern übernehmen zugleich die
Rückstellfunktion. Der Schieber 41 besitzt im Bereich der Führungsfeder 39 seitliche
Ansätze 42 und 43, die formschlüssig in Aussparungen 44 und 45 der Führungsfeder
39 eingreifen.
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Bei der Ausführungsform nach Fig.9 wird der Schieber 46 in einer Ausnehmung
47a des Gegenkontaktbleches 47 sowie in einer Rückstellfeder 48 geführt. Um die
Montage des Schiebers zu ermöglichen, ist die Ausnehmung 47a stufenförmig verbreitert.
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Fig. 10 zeigt schematisch die Führung des Schiebers 46 in der Kontaktfeder
49, dem Gegenkontaktblech 47 und der Rückstellfeder 48. Der gestrichelt angedeutete
Schieber 46 wird seitlich versetzt in den Kontaktfedersatz eingesteckt und dann
so verschoben, daß er mit seiner Nase 46a an der Kontaktfeder 49 angreift. Innerhalb
des Gegenkontaktbleches 47 wird der Schieber 46 durch seitliches Versetzen in den
kürzeren Teil des Durchbruchs 47a gebracht. Dann wird ein freigeschnittener Lappen
47b angedrückt, so daß der Schieber 46 an allen Seiten geführt ist.
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Bei der Ausführung nach Fig.11 ist der Schieber zweigeteilt.
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Zunächst wird der mit Betätigungsnasen 51 und einem Koppelelement
52 versehene Schieberteil 50 in den fertig geschichteten Kontaktfedersatz eingesteckt
und in seiner Endlage dann in Richtung auf die Kontaktniete verschoben. Dadurch
kommen die Betätigungsnasen in Eingriff mit den beweglichen Kontaktfedern 53.
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Dann wird (im Bild von rechts) ein stangenförmiges Füllstück 54 eingeschoben.
Es greift mit seinem einen Ende 54a in eine Ausnehmung des Koppelelementes 52 und
verrastet mit seinem anderen Ende 54b in einer Ausnehmung der Rückstellfeder 55.
Durch einen Absatz 54c wird ein Herausfallen des Füllstücks verhindert.
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Der aus den beiden Teilen 50 und 54 bestehende Schieber wird somit
einerseits durch die Rückstellfeder 55 und andererseits durch das Gegenkontaktblech
56 geführt.
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14 Schutzansprüche 11 Figuren
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