DE3942340A1 - Elektromagnetisches relais mit rueckstellfeder - Google Patents
Elektromagnetisches relais mit rueckstellfederInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais mit
Rückstellfeder, wobei das Relais aus einer Magnetspule mit einem
schwenkbar gelagerten Anker als Antrieb und aus einem Kontaktfedersatz
besteht, und von einem Ende des Ankers ein Betätigungsstößel ausgeht,
der über Mitnehmer in Eingriff mit Biegefedern für die Kontaktbetätigung
steht, wobei die Rückstellfeder am anderen Ende des Betätigungsstößels
den Kontaktfedersatz in eine Ruhestellung zurückstellt.
Derartige elektromagnetische Relais mit einer Rückstellfeder werden in
vielfältigen Bereichen der Technik verwendet, wobei es sich bei den
bisher verwendeten Rückstellfedern in an sich bekannter Weise um eine
normale Blattfeder handelt. Bei der Verwendung einer Blattfeder als
Rückstellfeder, die auf den Stößel wirkt, ergibt sich aber der Nachteil,
daß die Feder bei der durch den Antrieb bewirkten Auslenkung einen nicht
notwendigen Kraftbedarf entwickelt. Daraus ergibt sich ein nicht
besonders günstiger Kennlinienverlauf für die Last, weil von dem Anker
als Antrieb ausgehend auch der an sich hier nicht benötigte Kraftbedarf
der Rückstellfeder überwunden werden muß.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein
elektromagnetisches Relais mit Rückstellfeder der genannten Art so
weiterzubilden, daß bei der Betätigung des Kontaktfedersatzes über den
Stößel mit der Rückstellfeder im Bereich des Antriebs über den Anker
eine wesentliche Kraftersparnis erreicht wird.
Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, daß die Rückstellfeder als
Übertotpunkt-Feder ausgebildet ist derart, daß bei einem Antrieb des
Relais gegen die Rückstellfeder die für ihre Durchbiegung benötigte
Kraft abnimmt.
Das Wesen der Erfindung liegt demnach darin, daß bei beginnender
Auslenkung des Stößels über den Anker die Rückstellfeder ebenfalls
ausgelenkt wird, und zwar derart, daß die Rückstellkraft der
Rückstellfeder zunächst abfällt.
Die Rückstellfeder ist hierbei in Verbindung mit dem Stößel parallel zu
den Biegefedern des Kontaktfedersatzes geschaltet, wobei an den
Biegefedern der der bewegliche Kontakt angeordnet ist und hierbei eine
Kennlinie erreicht wird, wo im Vergleich zu einer herkömmlichen
Rückstellfeder als Blattfeder eine wesentliche Kraftersparnis erreicht
wird.
Der Kontaktfedersatz liegt ohne Rückstellfeder ohne Vorspannung, d. h. in
einer neutralen Stellung vor, wobei alle Kontakte geöffnet sind.
Erfindungsgemäß wird nun die Ruhelage der Kontakte mittels der
Rückstellfeder in Übertotpunkt-Anordnung erzeugt. Bei der Auslenkung des
Kontaktfedersatzes in eine Arbeitsstellung muß demnach vom Anker als
Antrieb lediglich eine abnehmende Kraft aufgebracht werden.
In Verbindung mit der Rückstellkraft der Rückstellfeder, was hier im
Vergleich zum Anker als zweiter Antrieb ausgebildet ist, wird dann
erreicht, daß in Parallelschaltung zu der Kennlinie des
Kontaktfedersatzes bei beginnender Auslenkung eine zunächst nahezu
konstante Kraftaufwendung über den Anker aufgebracht werden muß und erst
bei weiterer Auslenkung der Kraftaufwand, der über den Anker
aufzubringen ist, zunimmt.
Insgesamt ergibt sich derart mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der
Rückstellfeder eine Kraftersparnis, weil bei beginnender Auslenkung des
Kontaktfedersatzes bzw. der Rückstellfeder die vom Anker aufzubringende
Kraft hinsichtlich der Rückstellfeder allein abnimmt.
In vorteilhafter Ausgestaltung weist die Rückstellfeder einen
Kennlinienverlauf auf, derart, daß die größte Rückstellkraft bei ihrer
größten Auslenkung vorliegt.
Die Rückstellfeder ist hierbei bevorzugt unter Vorspannung mit einer
Vorkrümmung in einer Ausnehmung des Federbockes angeordnet.
Bei einer Ausgestaltung ist es vorgesehen, im Federbock zur Einstellung
der Vorspannung der Rückstellfeder ein Stellorgan, z. B. eine
Stellschraube, Keil oder dergleichen anzuordnen.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles mit
Zeichnungen näher erläutert, wobei aus der nachfolgenden Beschreibung
weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung hervorgehen.
Es zeigen:
Fig. 1 ein elektromagnetisches Relais mit der erfindungsgemäßen
Rückstellfeder;
Fig. 2 ein Kraft-Weg-Kennlinienfeld betreffend den Kontaktfedersatz,
der Rückstellfeder im Vergleich mit einer an sich bekannten
Blattfeder als Rückstellfeder;
Fig. 3 ein Kennlinienfeld betreffend den Kraftaufwand bei der
Betätigung des Relais mit der erfindungsgemäßen Rückstellfeder
im Vergleich zu einer herkömmlichen Rückstellfeder.
Aus Fig. 1 ist ein elektromagnetisches Relais mit zwangsgeführten
Kontakten ersichtlich, wobei in der Gesamtfunktion des Relais für die
Vorspannung des Kontaktfedersatzes 4 eine Rückstellfeder 3 benötigt
wird.
Das Relais selbst besteht in an sich bekannter Art aus einer Magnetspule
1 mit einem schwenkbar gelagerten Anker 5 als ersten Antrieb und aus
einem Kontaktfedersatz 4, wobei von einem Ende des Ankers 5 ein
Betätigungsstößel 2 ausgeht, der über Mitnehmer in Eingriff mit
Biegefedern 7 für die Kontaktbetätigung steht. Die Rückstellfeder 3 ist
hierbei am anderen Ende des Betätigungsstößels 2 angeordnet und stellt
den Kontaktfedersatz 4 mit den Biegefedern 7 in eine Ruhestellung nach
Art eines weiteren Antriebes zurück.
Die Rückstellfeder 3 nach Fig. 1 ist nun als Übertotpunkt-Feder
ausgebildet, wobei sich hier die Lastkennlinie sehr vorteilhaft
verändert.
In Fig. 1 ist ein Kraft-Weg-Kennlinienfeld dargestellt, wobei die Kurve
1 den Kraftverlauf des Federsatzes 4 bezüglich der Auslenkung darstellt.
Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Federsatz 4 zunächst unter
Vorspannung vorliegt und bei fortschreitender Auslenkung in einen
neutralen Bereich übergeht, von wo aus wiederum bei weiterer Auslenkung
ein erhöhter Kraftaufwand aufgebracht werden muß.
Mit der Kurve 2.1 ist in Fig. 2 die Kraft-Weg-Kennlinie einer
herkömmlichen Rückstellfeder, insbesondere einer Blattfeder, bezeichnet,
wobei ersichtlich ist, daß ausgehend vom Beginn der Auslenkung stetig
zunehmend eine Kraft über den Anker aufgebracht werden muß, um eine
derartige herkömmliche Rückstellfeder auszulenken.
Mit der Kennlinie 2.2 ist in Fig. 2 die Kraft-Weg-Kennlinie der
Rückstellfeder 3 nach Fig. 1 dargelegt, wobei hier eine degressive oder
Übertotpunkt-Feder verwendet wird. Es ist ersichtlich, daß ausgehend von
einer Ruhelage zunächst der Kraftaufwand auf die Übertotpunkt-Feder
abnimmt um diese auszulenken. Erst ab dem Bereich einer gewissen
Auslenkung nimmt in an sich erwünschter Weise der Kraftaufwand auf die
Rückstellfeder 3 wieder zu um diese auszulenken, wobei dann im Bereich
der größten Auslenkung die größte Rückstellkraft erzielt wird, um den
Kontaktfedersatz 4 einschließlich des Stößels 2 und den Anker 5 wieder
zurückzustellen.
Aus Fig. 3 ist ein Kennlinienfeld ersichtlich hinsichtlich des
Kraftaufwandes bzw. der Kraftersparnis bei Verwendung einer
herkömmlichen Rückstellfeder und einer degressiven Rückstellfeder 3 nach
Fig. 1, wobei die Kurve 1.1 eine Summenkurve darstellt, die von der
Addition der Kraft-Weg-Kennlinie 1 und der Kurve 2.1 einer herkömmlichen
Rückstellfeder nach Fig. 2 herrührt.
Die Kurve 1.2 in Fig. 3 stellt den Kraftverlauf bei Verwendung einer
degressiven Rückstellfeder 3 in Verbindung mit einem Federsatz 4 dar
entsprechend der Summe der Kurvenzüge 1 und 2.2 nach Fig. 2.
Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß bei dem Verlauf 1.1, wo eine normale
Blattfeder zugrunde gelegt ist, hier vom Wesen der herkömmlichen
Blattfeder her ein erheblicher Kraftaufwand vom Ankerantrieb aufgewendet
werden muß, um den Kontaktfedersatz einschließlich der Rückstellfeder
auszulenken.
Im Vergleich dazu ist in Fig. 3 die Kurve 1.2 dargestellt, wo
ersichtlich ist, daß bei Verwendung einer degressiven Rückstellfeder 3
nach Fig. 1 mit einem Federsatz 4 ein wesentlich geringerer
Kraftaufwand aufgewendet werden muß, um dieselbe Auslenkung zu
gewährleisten, wobei in gestrichelter Darstellung in Fig. 3 die
erzielte Kraftersparnis dargestellt ist.
In Verbindung mit der Kraftersparnis wird mit einem Kontaktsatz 4 ein
Relais verwirklicht, wobei eine erhebliche Kraftersparnis beim Auslenken
der Biegefeder 7 erreicht wird, ohne daß sonstige Eigenschaften im
Kontaktsatz zurückgenommen werden müssen.
Aus Fig. 1 ist weiterhin ersichtlich, daß die Rückstellfeder 3 unter
Vorspannung in einer Ausnehmung 8 des Federbockes 6 angeordnet ist,
wobei zur Einstellung der Vorspannung eine Stellschraube 9 vorgesehen
ist. Der Stößel 2 geht von einem Ende des Ankers 5 aus und durchgreift
eine Ankerbohrung und durchsetzt dann im weiteren über Mitnehmer die
Biegefedern 7 und liegt mit seinem anderen Ende an der
Übertotpunkt-Feder 3 an.
Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit der Anordnung des
Kontaktfedersatzes 4 in einem Federbock 6 ist in Verwendung mit der
degressiven Rückstellfeder 3 keinesfalls beschränkend, sondern die
spezielle Rückstellfeder 3 kann auch bei anderen Kontaktfedersätzen in
Magnetsystemen angewendet werden.
Zeichnungs-Legende
1 Magnetspule
2 Stößel
3 Rückstellfeder
4 Federsatz
5 Anker
6 Federbock
7 Biegefeder
8 Ausnehmung
9 Stellschraube
2 Stößel
3 Rückstellfeder
4 Federsatz
5 Anker
6 Federbock
7 Biegefeder
8 Ausnehmung
9 Stellschraube
Claims (4)
1. Elektromagnetisches Relais mit Rückstellfeder, wobei das Relais aus
einer Magnetspule mit einem schwenkbar gelagerten Anker als Antrieb und
aus einem Kontaktfedersatz besteht, und von einem Ende des Ankers ein
Betätigungsstößel ausgeht der über Mitnehmer in Eingriff mit
Biegefedern für die Kontaktbetätigung steht, wobei die Rückstellfeder am
anderen Ende des Betätigungsstößels den Kontaktfedersatz in eine
Ruhestellung rückstellt, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rückstellfeder (3) als Übertotpunkt-Feder
ausgebildet ist, derart, daß bei einem Antrieb des Relais gegen die
Rückstellfeder (3) die für ihre Durchbiegung benötigte Kraft abnimmt.
2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Rückstellfeder (3) einen Kennlinienverlauf
aufweist, derart, daß die größte Rückstellkraft bei ihrer größten
Auslenkung vorliegt.
3. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Rückstellfeder (3) unter Vorspannung mit einer
Vorkrümmung in einer Ausnehmung (8) des Federbockes (6) angeordnet ist.
4 Relais nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß im Federbock (6) zur Einstellung der Vorspannung
der Rückstellfeder (3) ein Stellorgan (9), z. B. eine Schraube, angeordnet
ist.
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