DE3519546C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Schrittschaltrelais ge­ mäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Derartige Schrittschaltrelais dienen zur Fernsteuerung von Stromkrei­ sen, wobei die Schrittschaltrelais in der Regel mit einem Kurzimpuls angesteuert werden. Die Impulsdauer wird vielfach durch manuelles Be­ tätigen einer Taste bestimmt.

In der Praxis kommt es oft vor, daß die Taste nur sehr kurz betätigt wird, wodurch es zu Fehlschaltungen kommen kann, weil der Anker nicht durchschaltet infolge des zu kurzen Impulses. Dadurch bringt der Schalt­ nocken den oder die Kontakte nicht in eine eindeutige Stellung. Neben Fehlschaltungen können an den Kontakten Lichtbögen auftreten oder zu hohe Übergangswiderstände bei unzureichend geschlossenen Kontakten können zu unzulässigen Überhitzungen mit Brandfolge führen.

Schrittschaltrelais der geschilderten Art sind druckschriftlich belegt durch die DE-OS 17 65 694 die DE-PS 18 13 067 die DE-AS 15 90 174 und die US 39 14 725.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Schrittschaltrelais zu beheben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schalt­ stößel mit einem integrierten Federkraftspeicher ausgerüstet ist, das Schaltrad durch eine Arretierfeder stets in der funktionsgemäßen Stellung arretiert wird und beim Anziehen des Ankers zunächst die zum sicheren Schalten notwendige Kraft im Kraftspeicher aufgebaut wird. Erst wenn sich die zur sicheren Durchführung des Schaltvorganges nöti­ ge Kraft im Kraftspeicher aufgebaut hat, hebt in der letzten Anzugs­ phase, d. h. kurz bevor der Anker auf dem Spulenkern aufliegt, der Ent­ riegelungsstößel die Arretierfeder aus der Zahnlücke des Schaltrades und gibt das Schaltrad zur Ausführung der Schaltdrehung frei, wobei sich der Kraftspeicher entlädt und die Schaltnase die Dreh- und Schalt­ bewegung bewirkt. Der oder die Kontakte werden sicher in die funktions­ richtigen Positionen gebracht.

Wird nun das erfindungsgemäße Schrittschaltrelais mit einem Fehlimpuls, wie er zum Beispiel durch zu kurzes Antippen des Tasters vorkommen kann beaufschlagt, so wird der Anker zwar etwas angezogen werden, dabei den Federkraftspeicher auch etwas aufladen aber das Schaltrad mit den Schaltnocken kann sich nicht bewegen weil es durch die Arretierfeder in seiner Lage fixiert ist. Der Entriegelungsstößel könnte erst kurz vor dem Aufliegen des Ankers auf dem Kern die Arretierfeder auslösen.

Die erfindungsgemäße Ausführung des Schrittschaltrelais bewirkt daher eine sichere Funktion des Gerätes.

Die Funktionssicherheit ist auch besonders wichtig, wenn mehrere Schrittschaltrelais von einer zentralen Stelle aus betätigt werden sollen, wie das beispielsweise der Fall ist in Gebäuden mit vielen Räumen, wobei die Raumbeleuchtung jeweils in den einzelnen Räumen über ein Schrittschaltrelais ein- und ausgeschaltet werden kann, gleichzeitig aber von einer Schaltzentrale aus gesteuert werden soll. Bei dieser Betriebsart müssen Fehlschaltungen mit Sicherheit ausge­ schlossen sein, damit alle Schrittschaltrelais beim Aus- oder Ein­ schalten die gleiche Schaltposition einnehmen, was durch die erfin­ dungsgemäße Ausführung gewährleistet ist.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schrittschaltrelais.

Auf dem langen Ende des L-förmigen Magnetjoches 1 ist der Anker 2 verschwenkbar gelagert. An dem gegenüber der Lager­ stelle des Ankers gelegenen Ankerende ist der Schaltstößel 4 gleichfalls verschwenkbar gelagert. Der Schaltstößel 4 besteht in der gezeigten Ausführung aus 3 Teilen, dem Entriegelungs­ stößel 4a mit der Auslösenase 4b, der Schaltnase 4c welche in Arbeitsrichtung begrenzt verschiebbar im Teil 4a gelagert ist und dem Kraftspeicher 4e, im Ausführungsbeispiel eine Druckfe­ der, die zwischen Teil 4a u. 4c unter einer entsprechenden Vor­ spannung eingebracht ist und beide Teile, also 4a u. 4c, bis zu einer nicht dargestellten Begrenzung auseinander drückt.

Die Auslösenase 4b liegt über der Arretierfeder 6, deren starres Ende im Gehäuse befestigt ist, während das freie Ende mit der Ar­ retiernase 6a in die Zahnlücken 5a des Schaltrades 5 greift. Wird nun die Spule erregt, wird der Anker 2 in Richtung Polfläche des Spulenkerns 3 angezogen, dabei kommt die Schaltnase 4c in einer Zahnlücke 5a zum Aufsitzen. Das Schaltrad 5 kann sich aber nicht weiterdrehen, da es durch die Arretierfeder 6 festgehalten wird. Die Feder 4e wird gespannt.

Wird nun die Erregung vor dem Hubende unterbrochen, das heißt, wenn der Ansteuerimpuls zu kurz ist, wird der An­ ker 2 durch die Kraft der Feder 4e und der Rückzugfeder 7 in die Ausgangsposition zurückgebracht, ohne daß das Schalt­ rad 5 gedreht wurde. Ist jedoch der Ansteuerimpuls, wie im Normalfall, richtig bemessen, nähert sich die Auslösenase 4b des Entriegelungsstößels 4a der Arretierfeder 6, dabei wird der Kraftspeicher 4e weiter geladen. Die Auslösenase 4b er­ reicht dann die Arretierfeder 6, drückt diese aus der Zahn­ lücke 5a, wodurch das Schaltrad 5 freigegeben wird und durch die Federkraft des Kraftspeichers 4e, über die Schaltnase 4c um einen Schaltschritt weitergedreht wird.

Eine Begrenzung des Schaltschrittes erfolgt in bekannter Weise durch die Schulter 4d welche in der Endstellung der Schaltnase 4c das Schaltrad 5 durch Anliegen am Zahnrücken 5b blockiert, wodurch die Drehbewegung gestoppt wird.

Die Rückzugfeder 7 bewirkt beim Abschalten der Erregung, daß Schaltstößel 4 und Anker 2 in die Ausgangsposition zurückkeh­ ren, wobei eine im rechten Winkel zur Spulenkernlängsachse wirkende Kraftkomponente den Schaltstößel 4 in funktionsge­ rechte Stellung zieht.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform des Schaltstößels. Zur Unter­ scheidung gegenüber des in Fig. 1 dargestellten Schaltstößels 4, ist der hier gezeigte Schaltstößel mit 8 bezeichnet. Hierbei ist der Schaltstößel 8 einstückig ausgeführt, eine Form wie sie sich leicht durch Spritzgießen aus thermoplastischem Material herstellen läßt. Mit 8a ist die Auslösenase bezeichnet, 8b bezeichnet den Kraft­ speicher, die Schaltnase 8c und die Schulter 8d. Die Öse 8e dient dem Einhängen der Rückzugfeder 7. Der Schaltstößel 8 kann selbstverständlich mit Verstärkungen und/oder Führungsrippen versehen werden welche zur Stabilisierung des Schaltstößels zweckmäßig sind. Die Funktion ist die gleiche wie zuvor beschrieben.

Zeichnungs-Legende

Fig. 1
 1 Magnetjoch
 2 Anker
 3 Kern mit Spule
 4 Schaltstößel mit Federkraftspeicher u. Schaltnase
 4a Entriegelungsstößel
 4b Auslösenase
 4c Schaltnase
 4d Schulter
 4e Federkraftspeicher
 5 Schaltrad
 5a Zahnlücke
 5b Zahnrücken
 6 Arretierfeder
 6a Arretiernase
 7 Rückzugfeder

Fig. 2
 8 Schaltstößel (geformt aus Thermoplast)
 8a Auslösenase
 8b Kraftspeicher
 8c Schaltnase
 8d Schulter
 8e Öse für Rückzugfeder 7

Claims (12)

1. Elektromagnetisches Schrittschaltrelais, bestehend aus einem winkelförmigen Joch, einem auf dem langen Jochteil gelagerten Anker, einem parallel zum langen Jochteil verlaufenden, im kur­ zen Jochteil befestigten Eisenkern mit Spule, sowie einem am gegenüber der Ankerlagerung liegenden Ankerende gelagerten Schalt­ stößel, der auf ein Schaltrad wirkt welches über eine Nocken­ scheibe die Schaltkontakte betätigt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltstößel (4) einen starren Entriegelungsstößel (4a) auf­ weist und eine in Betätigungsrichtung bewegliche Schaltnase (4c), welche mit einem Federkraftspeicher (4e) versehen ist und das Schaltrad (5) durch eine Arretierfeder (6) fixiert wird, welche durch den starren Entriegelungsstößel (4a) aus dem Bereich der Zahnlücke (5a) des Schaltrades (5) gerückt wird.

2. Schrittschaltrelais nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltstößel (4) aus thermoplastischem Kunststoff besteht.

3. Schrittschaltrelais nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltstößel (4) aus Metall besteht.

4. Schrittschaltrelais nach Anspruch 1, 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, daß der Federkraftspeicher (4e) aus Metall besteht.

5. Schrittschaltrelais nach Anspruch 1 oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Federkraftspeicher (4e) als Zugfeder ausgeführt ist.

6. Schrittschaltrelais nach Anspruch 1 oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Federkraftspeicher (4e) als Druckfeder ausgeführt ist.

7. Schrittschaltrelais nach Anspruch 1 oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß der Federkraftspeicher (4e) als Blattfeder ausgeführt ist.

8. Schrittschaltrelais nach Anspruch 1, 2 oder 7 dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Federkraftspeicher einstückig mit dem Schalt­ stößel im Spritzverfahren aus Thermoplast gefertigt ist. (Fig. 2).

9. Schrittschaltrelais nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltrad (5) aus thermoplastischem Kunststoff ge­ fertigt ist.

10. Schrittschaltrelais nach einem der Ansprüche 1-8 dadurch gekennzeichnet, daß das Schalt­ rad (5) aus Metall gefertigt ist.

11. Schrittschaltrelais nach einem der Ansprüche 1-10 dadurch gekennzeichnet, daß die Arretier­ feder (6) aus thermoplastischem Kunststoff gefertigt ist.

12. Schrittschaltrelais nach einem der A nsprüche 1-11 dadurch gekennzeichnet, daß die Arretier­ feder (6) aus Metall gefertigt ist.