DE3340904A1 - Magnetically operated switch arrangement, especially an air contactor - Google Patents

Magnetically operated switch arrangement, especially an air contactor

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Abstract

In a magnetically operated switch arrangement, especially in an air contactor, having a restoring spring arrangement (16, 16), which has a negative restoring-force characteristic, for the armature (4) of the switch magnet, which armature (4) is connected to the switch crossbar (3), the restoring spring arrangement (16/16) is intended to be constructed in such a manner that it can be produced particularly cost-effectively, can be assembled by machines, and can be accommodated in a highly space-saving manner inside the apparatus. For this purpose, it is provided that the restoring spring arrangement consist of two compression springs (16, 16), which are arranged like a two-armed toggle joint and are supported by means of their ends (25) on the toggle-joint side on the switch crossbar (3) and by means of their outer ends (26) on bearings (21) which are fixed to the housing. The restoring spring arrangement thus now consists of only two components which can be produced and assembled in a simple manner. <IMAGE>

Description

Magnetisch betätigte Schaltanordnung, Magnetically operated switch assembly,

insbesondere Luftschütz Di e Erfindung betrifft eine magnetisch betätigte Schaltanordnung, insbesondere ein Luftschütz, mit einer eine negative Rückkraftkennlinie aufweisenden Rückstellfederanordnung für den mit der Schalttraverse verbundenen Anker des Schaltmagneten. in particular air contactor The invention relates to a magnetically operated Switching arrangement, in particular an air contactor, with a negative return force characteristic having return spring arrangement for the connected to the switching cross member Shift solenoid armature.

Eine magnetisch betätigte Schaltanordnung, insbesondere ein Luftschütz, soll stets stufenlos von der Grundstellung in die Betriebsstellung durchziehen und in gleicher Weise stufenlos abschalten. Während eines Schaltvorgangs bei Unterspannung können durch die bei der Kontaktberührung auftretenden Kontaktkräfte, die der Magnetkraft entgegengerichtet sind, labile Zustände eintreten, die leicht zu Schäden an den Kontakten führen können.A magnetically operated switching arrangement, in particular an air contactor, should always move continuously from the basic position to the operating position and switch off continuously in the same way. During a switching process in the event of undervoltage can be caused by the contact forces that occur when the contacts make contact, that of the magnetic force are opposed, unstable states occur that can easily damage the Can lead contacts.

Derartige Zustände können vermieden werden, wenn die Rückstellkräfte für den Schaltmagneten beim Schaltvorgang abnehmen, wenn also die Rückkraftkennlinie negativ verläuft.Such conditions can be avoided if the restoring forces for the switching magnet decrease during the switching process, i.e. if the return force characteristic negative.

In der DE-AS 20 19 704 ist in Fig. t eine zweiarmige mit Federn belastete Kniehebelanordnung gezeigt, über welche sich eine negative Rückkraftkennlinie erzeugen läßt. Eine derartige Hebelanordnung ist jedoch in ihrem Aufbau so komplex, daß Fertigung und Montage aufwendig, insbesondere kaum automatisierbar sind und auch die Wartung erschwert wird.In DE-AS 20 19 704, a two-armed with springs is in Fig. T Toggle lever arrangement is shown, via which a negative return force characteristic is generated leaves. However, such a lever arrangement is so complex in construction that it can be manufactured and assembly is expensive, in particular can hardly be automated, and so is maintenance is made more difficult.

Darüber hinaus benötigt die dortige Anordnung relativ viel Platz.In addition, the arrangement there requires a relatively large amount of space.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schaltanordnung zu schaffen, die einfach zu fertigen und zu montieren ist und die außerdem platzsparend ist.The invention is based on the object of a generic switching arrangement to create that is easy to manufacture and assemble and which also saves space is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rückstellfederanordnung aus zwei nach Art eines zweiarmigen Kniegelenkhebels angeordneten Druckfedern besteht, die sich mit ihren kniegelenkseitigen Enden an der Schalttraverse und mit ihren außenliegenden Enden an gehäusefesten Lagern abstützen. Die Rückstellfederanordnung besteht damit nur noch aus zwei Bauteilen, die in einfacher Weise zu fertigen und zu montieren sind. In der Grundstellung üben die schräggestellten, nach Art eines zweiarmigen Kniegelenkhebels angeordneten Druckfedern eine Rückstellkraft auf die Schalt.-traverse aus, die den Anker in Abstand zu dem feststehenden Magnetkern hält. Bei Annäherung des Ankers an de feststehenden Magnetkern stellen sich die beiden Federachsen zun-ehmend steiler zur Schalttraverse und erreichen schließlich eine nahezu senkrechte Lage, so daß die Rückstellkräfte in Richtung der Verschiebungsachse immer weiter abnehmen.This object is achieved according to the invention in that the return spring arrangement consists of two compression springs arranged in the manner of a two-armed toggle lever, with their knee-joint ends on the switching traverse and with their Support the outer ends on bearings fixed to the housing. The return spring assembly consists of only two components that are easy to manufacture and are to be assembled. In the basic position, the inclined ones practice like a two-armed toggle lever arranged compression springs have a restoring force on the switching traverse, which puts the armature at a distance from the fixed magnetic core holds. When the armature approaches the stationary magnetic core, the both spring axes become increasingly steeper to the switching traverse and finally reach an almost vertical position, so that the restoring forces in the direction of the axis of displacement keep decreasing.

Trotz der erheblichen baulichen Vereinfachung der Anordnung wird damit die Funktion in optimaler Weise erfüllt, wobei über die Schrägstellung der Federachse, die Federsteifigkeit sowie das Verhältnis von Schaltweg zu Federlänge beliebige Kennlinien vorgegeben werden können.Despite the considerable structural simplification of the arrangement, it is fulfills the function in an optimal way, with the inclination of the spring axis, the spring stiffness and the ratio of switching travel to spring length are arbitrary Characteristic curves can be specified.

Schließlich ist der Aufbau der Rückstellfederanordnung aus zwei Bauelementen platzsparend. Bei der Anordnung der beiden Druckfedern nach Art eines zweiarmigen Kniegelenkhebels kann in der Grundstellung der Schaltanordnung der freie Raum zwischen den beiden schräggestellten Druckfedern teilweise für die Anordnung des Schaltmagneten genutzt werden, so daß sich die Baugröße der Gesamtanordnung deutlich verringert.Finally, the structure of the return spring assembly is made up of two components space saving. With the arrangement of the two compression springs in the manner of a two-armed The toggle lever can in the basic position of the switching arrangement, the free space between the two inclined compression springs partly for the arrangement of the switching magnet be used, so that the size of the overall arrangement is significantly reduced.

Der Erfindung zufolge können die beiden Enden der Druckfeder als gerade, quer zur Federachse liegende, die Federachse schneidende Stege ausgebildet sein, welche in als Schneidenlager ausgebildete Rastausnehmungen an der Schalttraverse und an der Gehäusewand gelagert sind. Die als gerade Stege ausgebildeten Enden der Druckfedern können sich bei einem Schaltvorgang in den als Schneidenlager ausgebildeten Rastausnehmungen drehen, so daß keine unkontrollierbaren Einspannkräfte entstehen können. Weiterhin verhindern die geraden Stege ein Verdrehen der Druckfedern, so daß insgesamt ein sicherer Sitz der Druckfedern gewährleistet ist. Dennoch genügt bei der Montage ein einfaches Einrasten der Druckfedern in die Rastausnehmungen, ohne daß zusätzliche Befestigungsarbeiten notwendig wären. Ebenso einfach ist auch die Demontage der beiden Druckfedern, was vor allem Wartungsarbeiten erheblich erleichtert.According to the invention, the two ends of the compression spring can be straight, webs that are transverse to the spring axis and intersecting the spring axis can be formed, which are designed as a cutting edge bearing locking recesses on the switching cross member and are stored on the housing wall. The ends of the compression springs designed as straight webs can be located in the locking recesses designed as cutting edge bearings during a switching process turn so that no uncontrollable clamping forces can arise. Farther prevent the straight webs from twisting the compression springs, so that a total of one a secure fit of the compression springs is guaranteed. Nevertheless, it is sufficient for the assembly a simple locking of the compression springs into the locking recesses without additional Fixing work would be necessary. The dismantling of the two compression springs, which makes maintenance work much easier.

In Ausgestaltung der Erfindung können die. Federn zwischen den beiden Stegen als flache Mäanderfedern ausgeführt sein.In an embodiment of the invention, the. Springs between the two Web be designed as flat meander springs.

Mäanderfedern sind besonders platzsparend, so daß die Gesamtanordnung noch kompakter wird.Meander springs are particularly space-saving, so that the overall arrangement becomes even more compact.

In Ausgestaltung der Erfindung können die Federn einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Die mänderförmigen Druckfedern können damit aus einem einfachen Federdraht hergestellt werden.In an embodiment of the invention, the springs can be circular Have cross-section. The mandrel-shaped compression springs can thus be made from a simple Spring wire can be produced.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Federn einen rechteckigen Querschnitt aufweisen. Diese Ausführungsform ermöglicht ein Ausstanzen der mäwnderförmigen Druckfedern, was insbesondere bei einer Fertigung aus Kunststoff günstig ist.According to a further embodiment of the invention, the springs have a rectangular cross-section. This embodiment enables punching out the meandering compression springs, which is particularly important when it is made of plastic is cheap.

Der Erfindung zufolge können die Federn zwischen den beiden Stegen als Schraubenfedern ausgebildet sein. Bei dieser Ausführungsform können die beiden Druckfedern bei der Fertigung in üblicher Weise gewickelt werden.According to the invention, the springs between the two webs be designed as coil springs. In this embodiment, the two Compression springs are wound in the usual way during manufacture.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen Fig. 1 einen Schnitt durch eine magnetisch betätigte Schaltanordnung, Fig. 2 eine als Mäanderfeder ausgeführte Druckfeder mit kreisförmigem Querschnitt gemäß einer Blickrichtung II in Fig. 1, Fig. 3 eine mäanderförmige Druckfeder mit rechteckigem Querschnitt und Fig. 4 eine als Schraubenfeder ausgebildete Druckfeder.The invention is described in more detail below with reference to the drawing. In the drawing: Fig. 1 shows a section through a magnetically actuated switching arrangement, 2 shows a compression spring designed as a meander spring with a circular cross section according to a viewing direction II in Fig. 1, Fig. 3 with a meander-shaped compression spring rectangular cross-section and FIG. 4 shows a compression spring designed as a helical spring.

Fig. 1 zeigt eine magnetisch betätigte Schaltanordnung 1, die von einem Gehäuse 2 umschlossen ist, In dem Gehäuse 2 ist eine Schalttraverse 3 längsverschieblich gelagert, die den Anker 4 eines Schaltmagneten trägt. Der Anker 4 wird beim Anlegen einer Wechselspannung an die Spule 5 durch den feststehenden Magnetkern 6 in Pfeilrichtung 7 angezogen. Wenn sich bei einem Schaltvorgang die Schalttraverse 3 aus der gezeigten Grundstellung bewegt, nimmt sie die Schaltbrücke 8 mit, die nach einer kurzen Wegstrecke an den Festkontakten 9, 10 æur Anlage kommt und damit die Anschlüsse 11, 12 elektrisch miteinander verbindet. Die Schaltbrücke 8 ist an einem längsverschieblich in der Schalttraverse 3 gelagerten Stift 13 befestigt, welcher an seinem unteren Ende ein Widerlager 14 für eine Kontaktdruckfeder 15 trägt. Nach der Anlage der Schaltbrücke 8 an den Festkontakten 9, 10 kann sich daher die Schalttraverse 3 mit dem Anker 4 unter Kompression der Kontaktdruckfeder 15 weiter in Richtung auf den feststehenden Magnetkern 6 bewegen, bis der Anker 4 den feststehenden Magnetkern 6 berührt.Fig. 1 shows a magnetically actuated switching arrangement 1, which of a housing 2 is enclosed, In the housing 2, a switching cross member 3 is longitudinally displaceable stored, which carries the armature 4 of a solenoid. The anchor 4 is when moored an alternating voltage to the coil 5 through the fixed magnetic core 6 in the direction of the arrow 7 tightened. If the switching traverse 3 from the shown during a switching operation Moved home position, it takes the switching bridge 8 with, which after a short distance at the fixed contacts 9, 10 æur system and thus the connections 11, 12 electrical connects with each other. The switching bridge 8 is longitudinally displaceable in the Switching traverse 3 mounted pin 13 attached, which at its lower end a Abutment 14 for a contact compression spring 15 carries. After the switching bridge has been installed 8 on the fixed contacts 9, 10 can therefore be the switching cross member 3 with the armature 4 with compression of the contact pressure spring 15 further in the direction of the stationary Move the magnetic core 6 until the armature 4 touches the stationary magnetic core 6.

Beim Abschalten der an der Spule 5 liegenden Wechselspannung wird die Schalttraverse 3 über die Kontaktdruckfeder 15 und vor allem über Druckfedern 16 in die in Fig. 1 gezeigte Grundstellung zurückgedrückt. Die Druckfedern 16 sind in Rastausnehmungen 17, 18 an der Schalttraverse 3 und an der Gehäusewand 19 gelagert, wobei die Rastausnehmungen 17, 18 als Schneidenlager 20, 21 ausgebildet sind. In der gezeigten Grundstellung üben die Druckfedern 16 die größten Kräfte in Richtung der Verschiebungsachse 22 der Schalttraverse 3 aus.When the alternating voltage applied to the coil 5 is switched off the switching cross member 3 via the contact pressure spring 15 and especially via compression springs 16 pushed back into the basic position shown in FIG. The compression springs 16 are in Latching recesses 17, 18 on the switching cross member 3 and on the housing wall 19, the locking recesses 17, 18 being designed as blade bearings 20, 21 are. In the basic position shown, the compression springs 16 exert the greatest forces in the direction of the displacement axis 22 of the switching traverse 3.

Bei einer Bewegung der Schalttraverse 3 in Pfeilrichtung 7 werden die Druckfedern 16 um die Schneidenlager 20 an der Gehäusewand 19 geschwenkt, so daß sie in eine immer steilere Stellung zur Verschiebungsachse 22 kommen. Trotz der gleichzeitigen Kompression der Druckfedern 16 werden deshalb die Federkraftkomponenten in Richtung der Verschiebungsachse 22 insgesamt geringer, d. h. die Rückkraftkennlinie wird negativ.When the switching traverse 3 is moved in the direction of arrow 7 the compression springs 16 pivoted about the blade bearing 20 on the housing wall 19, so that they come into an increasingly steep position relative to the axis of displacement 22. Despite the simultaneous compression of the compression springs 16 therefore become the spring force components overall less in the direction of the displacement axis 22, d. H. the return force characteristic becomes negative.

Der Aufbau der Schaltanordnung 1 ist besonders kompakt, weil der Schaltmagnet 4 zwischen den schrägstehenden Druckfedern 16 angeordnet werden kann.The construction of the switching arrangement 1 is particularly compact because of the switching magnet 4 can be arranged between the inclined compression springs 16.

Fig. 2 zeigt eine Druckfeder 16, die in ihrem mittleren Bereich als flacher Mäander 23 ausgebildet ist und einen kreisförmigen Querschnitt 24 aufweist. Die beiden Enden 25, 26 der Feder 16-sind als gerade, quer zur Federachse 27 liegende, die Federachse 27 schneidende Stege 28, 29 ausgebildet. Diese Stege 28, 29 gewährleisten die sichere Halterung der Feder 16 in den Schneidenlagern 20, 21. Eine Rückstellfeder 16 kann aus einfachem Federdraht hergestellt werden.Fig. 2 shows a compression spring 16, which in its central area as flat meander 23 is formed and has a circular cross section 24. The two ends 25, 26 of the spring 16 - are straight, transverse to the spring axis 27, the spring axis 27 intersecting webs 28, 29 formed. These webs 28, 29 ensure the secure retention of the spring 16 in the blade bearings 20, 21. A return spring 16 can be made from simple spring wire.

Fig. 3 zeigt eine Feder 30, welche in ihrem mittleren Bereich als flacher Mäander 31 ausgebildet ist, der einen rechteckigen Querschnitt 32 aufweist. Auch in diesem Fall sind die Enden 33, 34 als gerade, quer zur Federachse 35 liegende Stege 36, 37 ausgebildet. Die Feder 30 kann in einfacher Weise als Stanzteil, z. B. aus Kunststoff, hergestellt werden.Fig. 3 shows a spring 30, which in its central area as flat meander 31 is formed, which has a rectangular cross section 32. In this case, too, the ends 33, 34 are straight and transverse to the spring axis 35 Web 36, 37 formed. The spring 30 can be used in a simple manner as a stamped part, for. B. made of plastic.

Fig. 4 zeigt eine Feder 38, die in ihrem mittleren Bereich als Schraubenfeder 39 ausgebildet ist, die in üblicher Weise durch Aufwickeln hergestellt werden kann. Die Schraubenfeder 39 geht an den Enden 40, 41 - wie schon die vorhegehenden Ausführungsbeispiele - in gerade Stege 42, 43 über, die senkrecht zur Federachse 44 stehen.Fig. 4 shows a spring 38, which in its central area as a helical spring 39 is formed, which can be produced in the usual way by winding. The coil spring 39 goes to the ends 40, 41 - as in the previous embodiments - In straight webs 42, 43 that are perpendicular to the spring axis 44.

Claims (6)

Patentansprüche 1. Magnetisch betätigte Schaltanordnung, insbesondere Luftschütz, mit einer eine negative RiickkraftkenIllinie aufweisenden Rückstellfederanordnung für den mit der Schalttraverse verbundenen Anker des Schaltmagneten, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfederanordnung aus zwei nach Art eines zweiarmigen Kniegelenkhebels angeordneten Druckfedern (a6) besteht, die sich mit ihren kniegelenkseitigen Enden (25) an der Schalttraverse (3) und mit ihren außenliegenden Enden (26) an gehäusefesten Lagern (21) abstützen. Claims 1. Magnetically operated switching arrangement, in particular Air contactor with a return spring arrangement with a negative return force line for the armature of the switching magnet connected to the switching traverse, characterized in that that the return spring assembly consists of two in the manner of a two-armed toggle lever arranged compression springs (a6), which are at their knee-joint ends (25) on the switching traverse (3) and with its outer ends (26) fixed to the housing Support bearings (21). 2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden (25, 26; 33, 34; 40, 41) der Druckfedern (16, 30, 38) als gerade, quer zur Federachse (27, 35, 44) liegende, die Federachse (27, 35, 44) schneidende Stege (28, 29; 36, 37; 42, 43) ausgebildet sind, welche in als Schneidenlager (20, 21) ausgebildeten Rastausnehmungen (17, 18) an der Schalttraverse (3) und an der Gehäusewand (19) gelagert sind.2. Switching arrangement according to claim 1, characterized in that both Ends (25, 26; 33, 34; 40, 41) of the compression springs (16, 30, 38) as straight, transverse to The spring axis (27, 35, 44) lying, the spring axis (27, 35, 44) intersecting webs (28, 29; 36, 37; 42, 43) are designed, which in as blade bearings (20, 21) formed locking recesses (17, 18) on the switching cross member (3) and on the housing wall (19) are stored. 3. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (16, 30) zwischen den beiden Stegen (28, 29; 36, 37) als flache Mäanderfedern (23, 31) ausgeführt sind.3. Switching arrangement according to claim 2, characterized in that the Springs (16, 30) between the two webs (28, 29; 36, 37) as flat meander springs (23, 31) are carried out. 4. Schaltanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (16) einen kreisförmigen Querschnitt (24) aufweisen.4. Switching arrangement according to claim 3, characterized in that the Springs (16) have a circular cross-section (24). 5. Schaltanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (30) einen rechteckigen Querschnitt (32) aufweisen.5. Switching arrangement according to claim 3, characterized in that the Springs (30) have a rectangular cross section (32). 6. Schaltanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federn (38) zwischen den beiden Stegen (42, 43) als Schraubenfedern (39) ausgebildet sind.6. Switching arrangement according to claim 2, characterized in that the Springs (38) formed between the two webs (42, 43) as helical springs (39) are.
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