DE3743122C1 - Elektromagnetisches Schaltgeraet - Google Patents

Description

Ein elektromagnetisches Schaltgerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung ist aus DE-C-34 17 891 be­ kannt. Dort ist ein Kontaktschieber mit dem parallel dazu be­ wegbaren Hubanker eines Magnetantriebs über Umlenkhebel gekop­ pelt, die auf an einem Gehäusesockel vorgesehenen Zapfen schwenkbar gelagert sind. Bei der Montage wird zunächst der Magnetantrieb für sich zusammengebaut, woraufhin die Umlenk­ hebel jeweils mit ihren beiden Armen auf die Enden von Huban­ ker und Kontaktschieber aufgesteckt werden. Die so zusammen­ gestellte Anordnung wird dann in den Gehäusesockel eingebaut, wobei in den Umlenkhebeln vorgesehene Bohrungen gleichzeitig auf die Lagerzapfen aufgesteckt werden müssen.

Dieser Montagevorgang stellt aufgrund der Tatsache, daß die genannte Anordnung vor ihrem endgültigen Einbau in das Ge­ häuseelement nicht starr zueinander positioniert ist, einen verhältnismäßig diffizilen Arbeitsschritt dar. Er wird dadurch erschwert, daß der Abstand zwischen den Lagerzapfen mit dem Abstand zwischen den Bohrungen in den Umlenkhebeln nicht genau übereinstimmt, weil zusätzlich zu unvermeidbaren Fertigungsto­ leranzen, insbesondere wenn die Lagerzapfen als separate Bau­ teile in den Gehäusesockel eingesetzt sind, zwischen den Enden von Hubanker und Kontaktschieber einerseits und den Enden der Umlenkhebel andererseits ein Lagerspiel vorhanden sein muß. Eine besondere Schwierigkeit ergibt sich dann, wenn der Mag­ netantrieb zur Erzielung eines polarisierten Schaltverhaltens einen Dauermagnet enthält, der den Hubanker zufällig in seine eine oder andere Endstellung zieht.

Aus allen diesen Gründen gestaltet sich bei dem bekannten Schaltgerät die Montage schwierig und zeitaufwendig und ist häufig ohne Montagehilfen nicht durchführbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile, wie sie bei vergleichbaren Schaltgeräten nach dem Stand der Tech­ nik auftreten, mindestens teilweise zu beseitigen. Eine spezi­ ellere Aufgabe kann darin gesehen werden, ein Schaltgerät der eingangs bezeichneten Gattung so zu gestalten, daß es sich einfacher und rascher montieren läßt.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Kenn­ zeichenteil des Anspruchs 1 angegeben. Danach ist der bzw. sind die Umlenkhebel in Richtung ihrer Schwenkachsen, das heißt in derjenigen Richtung, in der die aus dem Magnetan­ trieb, dem Kontaktschieber und dem oder den Umlenkhebeln zu­ nächst zusammengefügte Montageeinheit in das Gehäuseelement eingesetzt wird, an dem Magnetantrieb festgelegt, so daß die Bauteile der Montageeinheit bereits in definierter Position zueinander gehalten sind und bei dem Einsetzvorgang kein Hin­ einsuchen in eine Lagerstelle der bekannten Art erforderlich ist. Vielmehr läßt sich die genannte Montageeinheit insgesamt einfach so einfügen, daß die von dem Gehäuseelement gebildete Lagerfläche an der Außenseite des Führungsteils für den (be­ treffenden) Umlenkhebel zu liegen kommt. Ein derartiger Ein­ setzvorgang ist unabhängig von der momentanen Stellung des Kontaktschiebers einfach und ohne Hilfsmittel von Hand durch­ führbar.

Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 dient ei­ ner möglichst reibungsarmen Lagerung trotz Fehlens eines La­ gerzapfens. In der Ausgestaltung nach Anspruch 3 ergibt sich eine kippfreie Führung des Umlenkhebels, wobei dieser an der betreffenden Baugruppe hinsichtlich sämtlicher Freiheitsgrade mit Ausnahme eines Ausweichens nach außen geführt ist, das seinerseits durch die Lagerfläche des Gehäuseelements verhin­ dert wird. Die Maßnahme des Anspruchs 4 führt zu einer für die Stabilität der oben genannten Montageeinheit günstigen Fixie­ rung der Umlenkhebel und führt damit auch zu einer problemlo­ sen Aufnahme der Montageeinheit während des Einsetzvorgangs in den Sockel.

Durch das gemäß Anspruch 5 gebildete Parallelogrammge­ stänge wird der aus dem Stand der Technik bekannte Vorteil einer reibungsarmen Lagerung aller bewegbaren Teile auch bei der Erfindung beibehalten. Dabei bewirken die in den Armen vorgesehenen Durchbrüche, daß sich die Umlenkhebel unabhängig von der Stellung des Hubankers einfach aufstecken lassen. Die weitere Maßnahme des Anspruchs 6 führt in Verbindung mit dem Erfindungskonzept zu einer einfachen Möglichkeit, eine Vorspannfeder zur Erzielung eines monostabilen Schaltverhal­ tens wirken zu lassen, wobei die Anordnung der Feder nach Anspruch 7 besonders platzsparend ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, in der

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein elektromagnetisches Schaltgerät längs der Linie I-I der Fig. 2 und

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II nach Fig. 1 zeigt.

Das in der Zeichnung dargestellte elektromagnetische Schaltgerät ist in einem aus einem Sockel 10 und einer Gehäu­ sekappe 11 zusammengesetzten Gehäuse untergebracht. In dem in Fig. 1 unten gezeigten Bereich des Sockels 10 sind mehrere Schaltkammern ausgebildet, deren jede zwei miteinander fluch­ tend angeordnete Festkontakte 12 enthält. Diese Festkontakte 12 weisen, wie aus Fig. 2 hervorgeht, durch den Sockel 10 hindurchragende untere Anschlüsse 13 sowie durch die Gehäuse­ kappe 11 hindurchragende obere Anschlüsse 14 auf. Die unteren Anschlüsse 13 dienen zum Einstecken in eine (nicht gezeigte) Schaltungsplatte, während die oberen Anschlüsse 14 für weitere Verbindungen vorgesehen sind und in einem zurückspringenden Bereich 15 an der Oberseite der Gehäusekappe 11 angeordnet sind.

Ein Kontaktschieber 16 ist mit mehreren über Blattfedern 17 a abgestützten Brückenkontakten 17 b versehen, die mit je einem Paar von miteinander fluchtenden Festkontakten 12 zusam­ menarbeiten. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die Festkontakte 12 derart angeordnet und die bewegbaren Kontakte 17 b derart vorgespannt, daß sie insgesamt vier Ruhekontakte mit Doppelunterbrechung und einen Arbeitskontakt ebenfalls mit Doppelunterbrechung bilden.

In dem in Fig. 1 oben gezeigten Bereich des Gehäuses ist ein Magnetantrieb 18 untergebracht, der zwei jeweils auf einem Spulenkörper 19 gewickelte Spulen 20, einen dazwischen ange­ ordneten Dauermagnet 21, einen eine zentrische Bohrung in den Spulenkörpern 19 und im Dauermagnet 21 durchsetzenden und in Axialrichtung der Spulen hin- und herbewegbaren Hubanker 22 sowie zwei über die Außenseiten der Spulenkörper verlaufende Jochbleche 23 umfaßt. Der Hubanker 22 ist auf einer koaxial zu den Spulen 20 verlaufenden Führungsstange 24 befestigt, die mit ihren Enden durch von den beiden Jochflächen 23 freige­ lassene Öffnungen verläuft.

Die Hin- und Herbewegung des Hubankers 22 wird über zwei Umlenkhebel 25, 26 auf den Kontaktschieber 16 übertragen. Bei­ de Arme jedes Umlenkhebels 25, 26 weisen jeweils am Ende einen Durchbruch auf, der von einem Teil des betreffenden, stufig abgesetzten äußeren Endes der Führungsstange 24 bzw. des be­ treffenden Endabschnitts 27, 28 des Kontaktschiebers 16 durch­ setzt wird. Der Rest des stufig abgesetzten Endes der Füh­ rungsstange 24 bzw. der Rest des Endabschnittes 27, 28 des Kontaktschiebers 16 stützt sich gemäß Fig. 2 in im strichlier­ ten Bereich gebildeten Stufen 24 a, 24 b bzw. 28 a, 28 b an den dem Magnetantrieb 18 bzw. Kontaktschieber 16 zugewandten Enden der Umlenkhebel 25, 26 ab.

Zur schwenkbaren Lagerung der Umlenkhebel 25, 26 um Schwenkachsen, die senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 1 verlaufen und von denen eine in Fig. 2 mit 29 bezeichnet ist, dienen gemäß Fig. 1 am Spulenkörper 19 angesetzte, nach außen vorspringende, etwa quaderförmige Führungsteile 30, zwischen denen das untere Jochblech 23 eingeschoben ist und die Aussparungen 31 in den Führungshebeln 25, 26 durchsetzen. Gemäß Fig. 2 sind auf jeder Seite des unteren Jochblechs 23 zwei längs der Schwenkachse 29 miteinander fluchtende Führungsteile 30 in Abstand etwas größer als die Breite der Jochbleche 32, voneinander angeordnet, und die im Umlenkhebel 26 vorgesehenen Aussparungen 31 sind als zur Seitenkante des Umlenkhebels 26 hin offene Ausschnitte derart ausgeführt, daß die Umlenkhebel gemäß Fig. 2 nach oben und unten hin durch die Breitseiten der Führungsteile 30 und nach links bzw. rechts durch die innenliegende Schmalseite der Führungsteile 30 lagerichtig fixiert werden.

Jeder Umlenkhebel ist dadurch in beiden Richtungen längs der Schwenkachse 29 geführt. Ein Ausweichen der Umlenkhebel 25, 26 nach außen wird durch Lagerflächen 32 verhindert, die am Sockel 10 angeformt sind. Diese Lagerflächen 32 weisen je­ weils eine dem betreffenden Umlenkhebel 25, 26 zugewandte kon­ vexe Wölbung auf, um die Lagerreibung in der Art eines Schnei­ denlagers möglichst gering zu halten. Der Abstand zwischen den Lagerflächen 32 ist so bemessen, daß beim Einsetzen des Mag­ netantriebs 18 die Außenflächen der Führungsteile 30 vorbeige­ führt werden können. Die in Fig. 1 eingezeichnete Schnittebene II-II verläuft in der Berührungsebene zwischen der rechten La­ gerfläche 32 und dem Führungsteil 30.

Die Umlenkhebel 25, 26, der Hubanker 22 und der Kontakt­ schieber 16 bilden miteinander ein an den beiden Schwenkachsen 29 gelagertes Parallelogrammgestänge, das die Hin- und Herbe­ wegung des Hubankers 22 in eine gegenläufige Hin- und Herbewe­ gung des parallel dazu verlaufenden Kontaktschiebers 16 um­ setzt. Um die freie Bewegbarkeit dieses Parallelogrammgestän­ ges nicht zu beeinträchtigen, sind sämtliche Durchbrüche in den Umlenkhebeln 25, 26 leicht keilförmig gestaltet.

In Fig. 1 ist ferner eine Blattfeder 33 gezeigt, die mit ihrem freien Ende auf den durch die Aussparung in dem Umlenk­ hebel 25 hindurchragenden Endabschnitt 27 des Kontaktschiebers 16 einwirkt und diesen in seine gemäß Fig. 1 rechte Endstel­ lung vorspannt. Mit ihrer anderen Hälfte ist die Blattfeder 33 derart in den Sockel 10 eingelegt, daß sie auf der Außenseite einer die äußere Lagerfläche 32 für den Umlenkhebel 25 bilden­ den, von der Innenfläche des Sockels 10 nach oben ragenden An­ formung 34, jedoch innerhalb der Gehäusekappe 11 liegt.

Zur Montage wird zunächst der Magnetantrieb 18 aus den Bauteilen 19 bis 24 zusammengesetzt und dann mit den beiden Umlenkhebeln 25, 26 und dem Kontaktschieber 16 zu einer Monta­ geeinheit zusammengefügt. Da die Umlenkhebel 25, 26 bereits in diesem Zustand an einem Teil des Magnetantriebs 18, nämlich an den am Spulenkörper 19 vorgesehenen Führungsteilen 30 geführt und gehalten sind und daher auch den Kontaktschieber 16 defi­ niert halten, läßt sich diese Montageeinheit mühelos handhaben und in den Sockel 10 in der vorgesehenen Weise so einsetzen, daß die äußeren Enden der Führungsteile 30 zwischen die an den Anformungen 34 des Sockels 10 ausgebildeten Lagerflächen 32 eingefügt werden können. Im eingesetzten Zustand sind dann die Umlenkhebel 25, 26 durch die Lagerflächen 32 auch gegen ein Ausweichen nach außen gesichert. Abschließend wird, soweit vorgesehen, die Blattfeder 33 eingesetzt, so daß das Schalt­ gerät nach Verschließen mittels der Gehäusekappe 11 betriebs­ fertig ist.

Beim Betrieb wird zum Umschalten aus der in Fig. 1 ge­ zeigten Ruhestellung die rechte Spule 20 erregt, so daß der Hubanker 22 in die gemäß Fig. 1 rechte Endstellung gezogen wird, wodurch die Umlenkhebel 25, 26 um ihre Schwenkachsen 29 verschwenkt und der Kontaktschieber 16 gegen die Vorspannung der Blattfeder 33 nach links verschoben wird. Beim Abfallen der Spule 20 wird das Parallelogrammgestänge von der Blatt­ feder 33 wieder in die in Fig. 1 gezeigte Ruhestellung zu­ rückgeführt. Ist die Blattfeder 33 nicht vorgesehen, so er­ folgt diese Rückführung durch Erregung der gemäß Fig. 1 lin­ ken Spule 20. Anstelle der Erregung nur jeweils einer Spule ist es auch möglich, beide Spulen gleichzeitig, aber für die beiden Bewegungsrichtungen des Hubankers 22 in entgegengesetz­ ten Richtungen, mit Strom zu beaufschlagen.

Claims (7)

1. Elektromagnetisches Schaltgerät, umfassend eine Kontaktanordnung mit mindestens einem in einem Ge­ häuseelement (10) angeordneten Festkontakt (12) und einem in das Gehäuseelement eingesetzten Kontaktschieber (16), der einen relativ zu dem Festkontakt (12) bewegbaren Kontakt (17 b) trägt,
einen in das Gehäuseelement (10) eingesetzten Magnetan­ trieb (18), der einen Spulenkörper (19), wenigstens eine Spule (20) und einen zur Bewegungsrichtung des Kontaktschiebers (16) im wesentlichen parallel bewegbaren Hubanker (22) aufweist, und
mindestens einen zweiarmigen, um eine feste Lagerstelle schwenkbaren Umlenkhebel (25, 26), dessen einer Arm mit einem Ende des Kontaktschiebers (16) und dessen anderer Arm mit ei­ nem Ende des Hubankers (23) gekoppelt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstelle für den Um­ lenkhebel (25, 26) mindestens eine an der Außenseite des Mag­ netantriebs (18) im wesentlichen parallel zur Bewegungsrich­ tung des Hubankers (22) herausragendes, eine Aussparung (31) im Umlenkhebel (25, 26) durchsetzendes Führungsteil (30) und eine an dem Gehäuseelement (10) vorgesehene, den Umlenkhebel (25, 26) an seiner Außenfläche im Bereich der Aussparung (31) abstützende Lagerfläche (32) umfaßt.

2. Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Umlenkhebel (25, 26) zugewandte Lagerfläche (32) in der Art eines Schneidenlagers ausgebildet ist, bei dem die Schneide durch eine konvexe Wölbung oder prismatisch ausgebil­ det ist.

3. Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Führungsteil (30) und die Aussparung (31) in Richtung der Schwenkachse (29) des Umlenkhebels (25, 26) läng­ lich gestaltet sind.

4. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Umlenkhebel (25, 26) zwei zu gegenüber­ liegenden Seitenflächen hin offene Aussparungen (31) aufweist, deren jede ein Führungsteil (30) durchsetzt.

5. Schaltgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwei Umlenkhebel (25, 26) an gegenüberlie­ genden Seiten des Magnetantriebs (18) angeordnet sind, die mit dem Kontaktschieber (16) und dem Hubanker (22) ein Parallelo­ grammgestänge bilden, wobei die stufig ausgebildeten Enden von Kontaktschieber (16) und Hubanker (22) jeweilige Durchbrüche in den Armen der beiden Umlenkhebel (25, 26) durchsetzen und die Stufen (24 a, 24 b, 28 a, 28 b) der Enden von Kontaktschieber (16) und Hubanker (22) sich auf den Umlenkhebeln (25, 26) ab­ stützen und die Wirkverbindung des Parallelogrammgestänges bilden.

6. Schaltgerät nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine den Kontaktschieber (16) in eine Endstellung vorspannende Fe­ der (33), die sich auf der vom Magnetantrieb (18) abgewandten Seite eines Umlenkhebels (25) in dem Gehäuseelement (10) ab­ stützt und an den betreffenden Enden des Umlenkhebels (25) ab­ stützt oder an dem betreffenden, durch den Durchbruch im Um­ lenkhebel (25) hindurchragenden Ende (27) des Kontaktschiebers (16) oder des Hubankers (22) angreift.

7. Schaltgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als Blattfeder (33) ausgebildet ist, die so in das Gehäuseelement (10) eingefügt ist, daß ihr festes Ende auf der Außenseite einer die Lagerfläche (32) für den Umlenkhebel (25) bildenden Anformung (34) liegt.