DE3943487A1 - Elektromagnetischer kontaktgeber - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromagnetischen Kon­ taktgeber, in welchem ein Permanentmagnet in einem durch einen elektromagnetischen Block gebildeten magnetischen Kreis einge­ setzt ist, wobei der elektromagnetische Block einen Anker be­ inhaltet und zwei Joche, so daß der magnetische Fluß einer Wicklung in dem elektromagnetischen Block auf den magnetischen Fluß des Permanentmagneten einwirkt, um den Anker zu verschie­ ben und um zu bewirken, daß Kontakte in einem Kontaktblock in dem Kontaktgeber geöffnet bzw. geschlossen werden.

Der gattungsgemäße elektromagnetische Kontaktgeber wird zum Herstellen und Unterbrechen einer elektrischen Verbindung von Werkzeugmaschinen, elektrischen Heizgeräten, Klimaanlagen und dergleichen verwendet.

In letzter Zeit sind unterschiedliche Typen von Folgeschaltun­ gen zum optimalen Betreiben von Werkzeugmaschinen, elektri­ schen Heizvorrichtungen, Klimaanlagen und dergleichen ange­ wandt worden, die im allgemeinen in Fabrikationsstätten, Büro- oder Dienstleistungsgebäuden und dergleichen installiert sind. Beim Ausführen einer solchen Folgeschaltung bestand eine Maß­ nahme darin, mehrere elektromagnetische Kontaktgeber derart zu gestalten, daß ihre Eingangs- und Ausgangsanschlüsse in abgestimmter Weise gegenseitig verbunden werden, um die Folge­ schaltung zu realisieren. Bei dieser Maßnahme ergab sich je­ doch das Problem, daß die notwendige Installation und die ge­ genseitige elektrische Verdrahtung für mehrere Kontaktgeber derart kompliziert wurde, daß Instandhaltungsarbeiten wie In­ spektionen, Reparaturen und dergleichen kompliziert wurden. Um dieses Problem zu beseitigen, wurde andererseits vorgeschla­ gen, die Folgeschaltung durch Anwendung eines Computers, einer programmgesteuerten Folgesteuerungsanlage oder dergleichen im Kontaktgebersteuerkreis derart zu realisieren, daß die ent­ sprechenden elektromagnetischen Kontaktgeber für jede Werk­ zeugmaschine oder dergleichen durch ein Interface-Relais mit­ tels Befehlssignalen betätigt werden, welche auf einem vorher festgelegten Programm basieren, wobei die Kontaktgeberinstal­ lation, die elektrische Verdrahtung und dergleichen wesentlich vereinfacht werden konnte.

Der elektromagnetische Kontaktgeber beinhaltet nun im allge­ meinen als Grundelemente einen Kontaktblock, der einen Teil des elektrischen Kreises zum Schließen und Öffnen des Kreises darstellt, und einen elektromagnetischen Block, der einen An­ ker zur Betätigung des Kontaktblocks beinhaltet. Während aus unterschiedlichen Typen von elektromagnetischen Kontaktgebern der jeweils geeignete nach der Schaltleistung und der Zahl von Schaltspielen ausgewählt wird, wird die Vorspannbelastung für die Kontaktdruckfeder oder Rückstellfeder normalerweise ent­ sprechend der Strombelastung erhöht, so daß die benötigte An­ steuerleistung für die Wicklung größer wird. Der Einsatz des Computers, der programmgesteuerten Folgesteuerungsanlage oder dergleichen für die Folgeschaltung bringt immer noch die Schwierigkeit mit sich, die elektromagnetischen Kontaktgeber ohne Zwischenschaltung von Verstärkungsvorrichtungen zu be­ tätigen, weil die Ausgangssignalleistung des Computers oder der programmgesteuerten Folgesteuerungsanlage gering ist, und diese Tendenz ist insbesondere im Falle eines elektromagneti­ schen Kontaktgebers vom nicht polarisierten Typ gravierend, in welchem kein Permanentmagnet in den magnetischen Kreis einge­ fügt ist. Infolgedessen besteht ein Bedürfnis, einen elektro­ magnetischen Kontaktgeber zur Verfügung zu stellen, der einen hocheffizienten elektromagnetischen Block umfaßt, welcher mit einer verhältnismäßig geringen Leistung bewegbar ist.

Ein Beispiel für einen elektromagnetischen Kontaktgeber mit einem elektromagnetischen Block ist in der US-PS 45 09 026 mitgeteilt, in welcher der elektromagnetische Kontaktgeber ei­ nen elektromagnetischen Block umfaßt, welcher einen Anker be­ inhaltet, der einen Tauchkern aufweist und zwei Polkontakt­ glieder, welche an den beiden Enden des Tauchkerns befestigt sind, eine Wicklung, die so gewickelt ist, daß sie um den Tauchkern des Ankers angeordnet ist, innere Joche, die am Um­ fang der Wicklung und zwischen den zwei Polkontaktgliedern an­ geordnet sind, und äußere Joche, welche außerhalb der inneren Joche angeordnet sind, wobei Permanentmagnete zwischen diesen eingefügt sind. In diesem elektromagnetischen Kontaktgeber wird der Kern zwischen einer vorwärtigen und einer rückwärti­ gen Position bewegt, wobei er durch die inneren und äußeren Joche zurückgehalten wird, wenn die Wicklung erregt bzw. aber­ regt ist und ein Kontaktgeber dadurch betätigt wird, um einen Kontakt herzustellen bzw. zu unterbrechen, während der magne­ tische Fluß des Permanentmagneten entweder vom magnetischen Fluß der Wicklung überlagert wird oder diesen bewirkt, um den letzteren aufzuheben, so daß die Betätigung mit einem verhält­ nismäßig geringen Leistungsaufwand erreicht werden kann.

Beim zuvor beschriebenen elektromagnetischen Kontaktgeber be­ steht jedoch noch der Nachteil, daß infolge dessen Anordnung, die so gewählt wurde, daß Zwischenräume oder Permanentmagneten immer im magnetischen Flußweg der Wicklung vorhanden sein müs­ sen, eine anziehende Kraft bei Erregung der Wicklung mit einem Nennstrom im Verhältnis zur anziehenden Kraft der Permanentma­ gneten gerade während der Aberregung der Wicklung nicht genü­ gend groß gemacht werden kann, so daß die beabsichtigte hoch­ effiziente Betätigung nicht vollständig realisiert werden kann.

Weiterhin wird in der JP-OS 59-1 48 303 ein elektromagnetischer Kontaktgeber beschrieben, in welchem ein Tauchkernteil mit ei­ nem Polkontaktglied an einem Ende eines Ankers in einem elek­ tromagnetischen Block angeordnet ist, eine Wicklung um diesen Tauchkernteil des Ankers gewickelt ist, ein inneres Joch am Umfang der Wicklung so angeordnet ist, daß es einer Endseite des Polkontaktglieds an einem Ende des Ankers zugekehrt ist, und ein äußeres Joch derart angeordnet ist, daß es einerseits an der Außenseite des inneren Jochs liegt, wobei ein Permanent­ magnet zwischen diesen eingefügt ist, und andererseits an ei­ ner Endseite der einen Endseite des inneren Jochs zugewandt ist, um den Verschiebeweg des Polkontaktglieds zu begrenzen. In diesem Kontaktgeber, in welchem die Wicklungserregung und -aberregung den Kontaktblock dazu veranlaßt, bewegt zu werden, um den Kontakt herzustellen bzw. zu unterbrechen, ist weder ein Zwischenraum noch ein Permanentmagnet in dem Weg des ma­ gnetischen Flusses der Wicklung vorhanden, wenn der Anker in seiner Betätigungslage ist, d.h., wo sich das Polkontaktglied in einer Lage benachbart zu der einen Endseite des äußeren Jochs befindet, so daß die anziehende Kraft bei Erregung der Wicklung mit dem Nennstrom bedeutend größer gemacht werden kann als daß der Fall in dem zuvor beschriebenen US-Patent war, und somit kann die hocheffiziente Wirkungsweise reali­ siert werden.

Es ist auf der anderen Seite vorzuziehen, daß der elektroma­ gnetische Kontaktgeber so ausgelegt ist, daß die beweglichen Kontakte mit den ortsfesten Kontakten des Kontaktblocks ge­ bracht, einen zuverlässigen Kontakt entlang einer kurvenförmi­ gen Kontaktoberfläche bilden, um eine Wälzbewegung um die Mit­ te des kurvenförmigen Verlaufs der Kontaktfläche zu ermögli­ chen, wenn die beweglichen Kontakte mit den Kontaktoberflächen der ortsfesten Kontakte unter einer Vorspannung von Kontakt­ druckfedern zum Herstellen der Kontakte in Berührung kommen. In dieser Hinsicht mußte der elektromagnetische Kontaktgeber bezüglich des inhärenten Erfordernisses einer großen Gesamtvor­ spannung und damit einer großen Eingangsspannung zur Betäti­ gung einer Mehrzahl von Kontaktpaaren für den Fall verbessert werden, in welchem die Vorspannung der Kontaktdruckfedern ver­ größert worden ist, um den Kontaktdruck zu vergrößern, oder die Vorspannung der Rückstellfedern vergrößert ist, um ein Festschweißen zwischen den beweglichen und den ortsfesten Kon­ takten zu verhindern. Als eine positive Maßnahme zur Verhinde­ rung eines solchen Verschweißens der Kontakte wurde ein ande­ rer elektromagnetischer Kontakt in der JP-OS 58-19 228 vorge­ schlagen, in welchem ein Element vorgesehen ist, das an den beweglichen Kontakten bei der Bewegung des Ankers in Richtung der Kontaktöffnung angreift, um eine Zwangstrennung der beweg­ lichen Kontakte von den ortsfesten Kontakten zu bewirken. Die­ ses Trennelement konnte zwar in effektiver Weise angewandt werden, um die Rückstellvorspannung zu reduzieren, es war je­ doch noch nötig, die Gesamtvorspannung zu reduzieren.

Zur Ermöglichung einer hocheffizienten Betätigung des elektro­ magnetischen Kontaktgebers ist es demnach erforderlich, eine optimale Anordnung bereitzustellen, mit der die Anziehungs­ kraft des Permanentmagneten während der Aberregung der Wick­ lung im Verhältnis zur Gesamtvorspannung verkleinert wird, während die elektromagnetischen Anziehungskräfte der Wicklung bei deren Erregung mit dem Nennstrom vergrößert werden können, wobei jegliche Herstellungstoleranz aufgefangen wird.

Ein erstes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ei­ nen elektromagnetischen Kontaktgeber zur Verfügung zu stellen, der in der Lage ist, die Anziehungskräfte während der Wick­ lungsaberregung zuverlässig zu reduzieren, während er zuver­ lässig die Anziehungskräfte bei der Wicklungserregung mit dem Nennstrom erhöht, so daß in effektiver Weise eine hocheffi­ ziente Betätigung realisiert wird.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann das Ziel durch Bereitstellung eines elektromagnetischen Kontaktgebers erreicht werden, in welchem ein Anker in einem elektromagnetischen Block an einem Ende eines Tauchkernteils mit einem Polkontaktglied versehen ist, eine Wicklung um einen Spulenkörper gewickelt ist, in dessen axiale Öffnung der Tauchkernteil des Ankers axial verschiebbar eingesetzt ist, ein inneres Joch um die Wicklung herum angeordnet ist und der äußeren Oberfläche des Polkontaktglieds des Ankers zugewandt ist, ein äußeres Joch derart angeordnet ist, daß es dem inneren Joch gegenüberliegt, wobei ein Permanentmagnet zwischen diesen eingefügt ist, und daß es einem Teil des inneren Jochs zugewandt ist, welches dem Polkontaktglied gegenüberliegt, um dessen Verschiebungsweg zu begrenzen, und bewegliche Kontakte eines Kontaktblocks durch eine Ankopplungseinrichtung mittels Verschiebung des Ankers veranlaßt sind, Kontakt mit ortsfesten Kontakten herzustellen bzw. zu unterbrechen, wobei der Kontaktgeber als weitere Merk­ male enthält, daß das äußere Joch zusätzlich derart ausgebil­ det ist, daß es dem anderen Ende des Tauchkernteils derart ge­ genüberliegt, daß es senkrecht und banachbart zu diesem liegt, und daß ein magnetischer Zylinder, welcher eine axiale Länge aufweist, die hinreichend größer ist als die Breite des äuße­ ren Jochs an dessen Teil, der diesem anderen Ende des Tauch­ kernteils zugewandt ist, und einen inneren Durchmesser auf­ weist, der geringfügig größer ist als der äußere Durchmesser des Tauchkernteils des Ankers, in die axial verlaufende Öff­ nung des Spulenkörpers eingesetzt ist, so daß er in Höhe des­ jenigen Teils des äußeren Joches, welcher dem äußeren Ende des Tauchkernteils zugewandt ist, liegt.

In dem elektromagnetischen Kontaktgeber nach der vorliegenden Erfindung führt die Anordnung des magnetischen Zylinders um den Ankertauchkernteil an dessen von dem Polkontaktglied abge­ wandten Ende zu nur minimalen Magnetflußverlusten der Wicklung bei ihrer Erregung und Verlusten des Permanentmagneten im Ver­ gleich zu den konventionellen Kontaktgebern, und somit ist eine hocheffiziente Betätigung des Kontaktgebers realisiert.

Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in der folgenden Beschreibung einer in der Zeichnung dargestell­ ten bevorzugten Ausführungsform erläutert.

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des elektromagne­ tischen Kontaktgebers gemäß der vorliegenden Erfin­ dung im zusammengebauten Zustand, wobei ein Teil des Gehäuses mit strichpunktierten Linien angedeutet ist;

Fig. 2 zeigt einen Vertikalschnitt durch den Kontaktgeber nach Fig. 1, der für beide Hälften durch verschiede­ ne Schnittebenen gelegt ist;

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch den Kontaktgeber nach Fig. 1, um in der Hauptsache dessen elektromagneti­ schen Block zu zeigen;

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch den Kontaktgeber nach Fig. 2, welcher hauptsächlich dessen Kontaktblock zeigt;

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Explosionsdarstellung der entsprechenden Komponenten des Kontaktgebers nach Fig. 1;

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des elektromagnetischen Blocks des Kontaktgebers nach Fig. 1;

Fig. 7 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht des Kon­ taktblocks in dem Kontaktgeber nach Fig. 1;

Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kontaktgebers nach Fig. 1 im halbmontierten Zustand, von der Boden­ seite aus gesehen;

Fig. 9 zeigt ein Diagramm, in welchem die Betätigungskennli­ nien des Kontaktgebers nach Fig. 1 dargestellt sind,;

Fig. 10(a) bis 10(d) zeigen Darstellungen zur Erläuterung des Kontaktherstellungsablaufs in dem Kontaktgeber nach Fig. 1;

Fig. 11 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung eines Zustands, in welchem der elektromagnetische Block aberregt in dem Kontaktgeber nach Fig. 1 ist;

Fig. 12 zeigt eine Ansicht zur Erläuterung einer Betätigung nach Erregung des elektromagnetischen Blocks in dem Kontaktgeber nach Fig. 1;

Fig. 13 und 14 zeigen Ansichten zur Betätigungserläuterung für den Elektromagneten und die Kontaktblöcke in ei­ nem Zustand, in welchem der Kontaktherstellungszeit­ ablauf in dem Kontaktgeber nach Fig. 1 verzögert ist; und

Fig. 15 und 16 zeigen Ansichten zur Betätigungserläuterung für den Elektromagneten und die Kontaktblöcke in ei­ nem Zustand, in welchem der Kontaktherstellungszeit­ ablauf in dem Kontaktgeber gemäß Fig. 1 vorgeschoben ist.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die in der beigefügten Zeichnung dargestellte Ausführungsform erläu­ tert wird, sollte berücksichtigt werden, daß damit nicht be­ absichtigt ist, die Erfindung nur auf die dargestellte Ausfüh­ rungsform zu beschränken, sondern alle möglichen Änderungen, Modifizierungen und äquivalenten Anordnungen, soweit sie vom Inhalt der Patentansprüche gedeckt sind, einzuschließen.

In den Fig. 1 bis 8 ist der elektromagnetische Kontaktgeber 10 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dieser umfaßt allgemein einen elektromagnetischen Block 11, der an der unte­ ren Seite des Kontaktgebers angeordnet ist, einen Kontaktblock 12, der auf den elektromagnetischen Block 11 montiert ist und ein Gehäuse 13, das am oberen Ende offen ist, um darin in der Hauptsache den elektromagnetischen Block 11 unterzubringen. Das Gehäuse 13 ist an den Bodenkanten zweier einander gegen­ überliegender Seiten mit Montagestufen 14 und 14 a versehen, welche Durchgangsöffnungen zum Durchstecken von Montageschrau­ ben, Stiften oder dergleichen aufweisen, und diese Stufen 14 und 14 a können wunschgemäß so ausgestaltet sein, daß sie einen nach innen weisenden Vorsprung 15 oder eine Eingriffsöffnung 16, die an einen Montagegegenstand angepaßt ist, aufweisen. In der Bodenplatte des Gehäuses 13 ist entlang einer bezüglich derjenigen Seiten, die Stufen 14 und 14 a aufweisen, anderen Seite ein Schlitz 18 vorgesehen, der an einer Längsseite meh­ rere Kerben 17 aufweist und einen Schlitz 19, der parallel zu der Seite verläuft, welche die Kerben 17 aufweist, um dieser Seite eine Federelastizität zu geben (Fig. 8). Ein Justier­ element 20, das einen nach unten gerichteten Vorsprung 20 a auf­ weist, ist innerhalb des Gehäuses 13 angeordnet, wobei der Vorsprung 20 a in eine der Kerben 17 des Schlitzes 18 im Boden des Gehäuses 13 eingreift, so daß das Justierelement 20 mit dem Vorsprung 20 a verschoben werden kann, wobei es extern von der Bodenseite aus bedient wird, um mit einer anderen gewünsch­ ten Kerbe 17 in Eingriff zu gehen, wobei die Federelastizität der eingekerbten Seite des Schlitzes 18 aufgrund des parallel verlaufenden Schlitzes 19 ausgenutzt wird. Das Justierelement 20, welches als längliches Teil dargestellt ist, ist so ausge­ führt, daß beispielsweise seine Dicke von einem Ende zu dem anderen in Längsrichtung variiert, so daß die geeignete Dicken­ differenz zwischen diesen Enden auftritt. Das Justierelement 20, welches unterhalb des elektromagnetischen Blocks 11 ange­ ordnet ist, geht mit dem Boden des Blocks 11 derartig gleitend in Eingriff, daß es dem Block 11 ermöglicht, in seiner Neigung zur Bodenoberfläche des Gehäuses 13 geringfügig variabel zu sein.

Der elektromagnetische Block 11 umfaßt eine Wicklung 11 a, die um einen Spulenkörper 21 gewickelt ist, welcher einen Spulen­ wicklungskörper 23 beinhaltet, der eine axiale Durchgangsöff­ nung 22 und zwei parallele Flansche 24 und 24 a an beiden End­ kanten des Spulenwicklungskörpers 23 aufweist. Ein Endflansch 24 ist so ausgestaltet, daß er einen grundsätzlich kastenför­ migen Betätigungsraum 25 definiert, der in axialer Richtung des Spulenwicklungskörpers 23 verhältnismäßig tief ausgeführt ist, während zwei Verbindungsteile 26 und 26 a für die vorderen Enden der Wicklung 11 a an einander zugewandten Stellen der Flansche 24 ausgebildet sind (Fig. 5 und 6). Der Flansch 24 a am anderen Ende des Spulenkörpers hat eine untere und eine obere Seitenwand 27 und 28 und einen nach unten gerichteten Vorsprung 29, der im Verhältnis zur unteren Seitenwand 27 so angeordnet ist, daß sich im Querschitt eine L-Form ergibt (Fig. 8), und dieser nach unten gerichtete Vorsprung 29 sitzt auf dem Justierelement 20 am Boden des Gehäuses 13. Die obere Seitenwand 28 des Flansches 24 a ist so ausgestaltet, daß sie an beiden Endteilen Hochdrückarme 31 und 31 a aufweist, die dünn ausgeführt sind, um elastisch zu sein, und daß sie nach oben gerichtete Endvorsprünge 30 und 30 a aufweist. In der axialen Durchgangsöffnung 22 des Spulenkörpers 21 ist ein Tauchkern­ teil 33 des Ankers 32 verschiebbar eingesetzt und ein Polkon­ taktplattenteil 34 und ein Lagerteil 36, welches Lagerker­ ben 35 aufweist, sind an einem Tauchkernteilende befestigt, das auf der Seite des Spulenkörperflansches 24 liegt, um sie im Betätigungsraum 25 des Flansches 24 anzuordnen. Eine Plat­ tendruckfeder 37 ist zwischen dem Flansch 24 a und der zuge­ wandten Wandseite des Gehäuses 13 so angeordnet, daß der Tauchkernteil 33 im Normalfall in dem Maße, wie er an dem an­ deren Ende des Tauchkernteils 33 federnd beaufschlagt wird, axial in Richtung des Flansches 24 des Spulenkörpers, welcher den Betätigungsraum 25 definiert, gedrückt wird.

Ein inneres Joch 38 ist derart angeordnet, daß es nahe der Wicklung 11 a, welche um den Körper 23 des Spulenkörpers 21 ge­ wickelt ist, liegt, und dieses innere Joch 38 ist beispiels­ weise mittels zwei Jochhälften 39 und 39 a gebildet, die Ende gegen Ende aneinandergesetzt sind. Diese inneren Jochhälften 39 und 39 a sind beide so geformt, daß sie Hauptplattenteile 40 oder 40 a und Abdeckteile 41 oder 41 a aufweisen, welche sich von einer Endkante der Hauptplattenteile aus erstrecken, wo­ bei sie zu dieser so angewinkelt sind, daß, wenn die beiden Hälften 39 und 39 a miteinander verbunden sind, die Hauptplat­ tenteile 40 und 40 a parallel zu dem Tauchkernteil 33 des An­ kers zwischen den beiden Spulenkörperflanschen 24 und 24 a ver­ laufen, während die Abdeckteile 41 und 41 a an der Außenfläche des Flansches 24 senkrecht ausgerichtet zu dem Tauchkernteil 33 anliegen und diesem ermöglichen, durch eine Öffnung ver­ schoben zu werden, welche zwischen den beiden Abdeckteilen 41 und 41 a ausgenommen ist. Im zusammengebauten Zustand sind die Abdeckteile 41 und 41 a so angeordnet, daß sie näher an der Wicklung 11 a liegen als das Polkontaktplattenteil 34, welches an dem einen Ende des Tauchkernteils 33 befestigt ist, um den Abdeckteilen 41 und 41 a im Normalfall von außen unter Freilas­ sung eines Zwischenraums gegenüberzuliegen. Außen um das inne­ re Joch 38 herum ist ein äußeres Joch 43 angeordnet, wobei zwei plattenförmige Permanentmagneten 42 und 42 a so zwischen diese geschoben sind, daß sie entlang der Hauptplattenteile 40 und 40 a verlaufen. Das äußere Joch 43 ist beispielsweise auch mittels zwei Jochhälften 44 und 44 a gebildet, die Ende an Ende aneinandergesetzt sind, und diese Hälften 44 und 44 a sind je­ weils im wesentlichen U-förmig ausgebildet, so daß sie, wie im oberen Teil im zusammengesetzten Zustand nach Fig. 1 zu sehen ist, den Spulenkörper 21 umschließen, wobei sie das innere Joch 38 beinhalten und wobei ihre Hauptplattenteile 45 und 45 a pa­ rallel zu dem Tauchkernteil 33 des Ankers ausgerichtet sind. Die die eine Endseite abdeckenden Teile 46 und 46 a, welche sich von einem Ende der Hauptplattenteile 45 und 45 a an den U-för­ migen äußeren Jochhälften 44 und 44 a aus erstrecken, sind der­ art angeordnet, daß sie dem Polkontaktplattenteil 34 des An­ kers von außen gegenüberliegen, welcher innen den Abdeckteilen 41 und 41 a des inneren Jochs 38 gegenüberliegt, so daß der Verschiebeweg des Polkontaktplattenteils 34 wie auch des Tauch­ kernteils 23 des Ankers 32 durch die jeweils zugewandten Ab­ deckteile 41, 41 a und 46, 46 a begrenzt wird. Die anderen umge­ bogenen Endseitenteile 47 und 47 a, welche sich von dem jeweils anderen Ende der Hauptplattenteile 45 und 45 a der äußeren Joch­ hälften 44 und 44 a aus erstrecken, sind derart angeordnet, daß sie rechtwinklig zu dem anderen Endteil des Ankertauchkern­ teils 33 ausgerichtet sind, während in ihnen eine Öffnung so ausgenommen ist, daß der Tauchkern durch diese geschoben wer­ den kann, wenn die Hälften miteinander verbunden sind.

Weiter ist ein magnetischer Zylinder 48 in die axial verlau­ fende Durchgangsöffnung 22 des Spulenkörpers 21, von dessen Endseite aus und durch die andere Endseite der umgebogenen Teile 47 und 47 a so eingesetzt, daß der Tauchkernteil 33 des Ankers 32 teilweise über eine Länge umschlossen ist, die hin­ reichend länger ist als die Breite der umgebogenen Teile 47 und 47 a des äußeren Jochs 43. Eine im wesentlichen kreuzförmi­ ge Ankopplungseinrichtung 49 ist auf das Lagerteil 36 aufge­ setzt, wobei seitliche Vorsprünge des abwärts gerichteten Arms der Ankopplungseinrichtung 49 in die Lagerkerben 35 des Lager­ teils 36 eingreifen, während die mittigen Wellenenden 49 a in die Wellenlagerungsausnehmungen 24′ und 24′′ eingreifen, die an dem einen Endflansch 24 des Spulenkörpers 21 ausgenommen sind, so daß sie um die Wellenenden 49 a der Auslenkung des Ankers 32 folgend schwenkbar ist.

Der Kontaktblock 12, welcher auf den elektromagnetischen Block 11 montiert ist, umfaßt einen Kontaktgehäusekörper 50, der auf das Gehäuse 13 montiert ist, in welchem der elektromagnetische Block 11 liegt, wobei dieser durch irgendein bekanntes Ankop­ pelelement mit dem Gehäuse korrekt gekoppelt ist, in welchem im Montagezustand die Bodenseite des Kontaktblocks 12 federnd mit den nach oben gerichteten Endvorsprüngen 30 und 30 a der Abdrückarme 31 und 31 a, welche an dem anderen Endflansch 24 a des Spulenkörpers 21 ausgebildet sind, eingreift, so daß der elektromagnetische Block 11 durch den Kontaktblock 12 so nach unten gedrückt wird, daß er starr im dem Gehäuse 13 sitzt. Im Mittelteil des Kontaktgehäusekörpers 50 ist ein Fach 52 abge­ grenzt, in welchem gleitend ein beweglicher Grundkörper 51 sitzt, und an beiden Seiten dieses Fachs 52 sind mittels Trennwänden 53 und 53 a zwei Gruppen von außenliegenden An­ schlußzellen 54 und 54 a gebildet, in welche jeweils außenlie­ gende Anschlußmetallbleche 55 und 55 a zusammen mit Anschluß­ schrauben 56 und 56 a, die in die Bleche 55 und 55 a eingedreht sind, eingesetzt sind. Unter diesen Anschlußmetallblechen 55 und 55 a greifen am äußersten Ende angeordnete Metallteile 55′ und 55 a′, die gerade über den die Wicklungsenden verbindenden Teilen 26 und 26 a des Spulenkernflansches 24 an dem einen Ende angeordnet sind, in diese Verbindungsteile 26 und 26 a durch Öffnungen 57 und 57 a ein, welche im Boden des Kontaktgehäuse­ körpers 50 ausgenommen sind (Fig. 8), und werden elektrisch mit den vorderen Enden der Wicklung 11 a mittels irgendeinem bekannten Verbindungselement, wie beispielsweise Steckerla­ schen und laschenaufnehmenden Anschlußteile, zur gleichen Zeit verbunden, wie der Kontaktblock 12 auf den elektromagnetischen Block 11 aufgesetzt wird. Zwischen den Anschlußmetallblechen 55 und 55 a und den Anschlußschrauben 56 und 56 a werden außen­ liegende Drähte (nicht dargestellt) gehalten und damit verbun­ den.

Jeder der ortsfesten Kontakte 58 und 58 a ist integral mit den entsprechenden externen Anschlußmetallblechen 55 und 55 a ver­ sehen, so daß die ortsfesten Kontakte 58 und 58 a von entspre­ chenden externen Anschlußzellen 54 und 54 a durch Schlitze 59 und 59 a, die in den Trennwänden 53 und 53 a vorgesehen sind, in das Fach 52 hineinragen. In das Fach 52 ragt ein sich nach oben erstreckender Arm 49 b der Ankoppeleinrichtung 49 durch eine Öffnung 61, die im Boden des Kontaktgehäusekörpers 50 ausgenommen ist, und dieser abgerundete Arm 49 b greift frei in eine Eingriffsöffnung 62, die im beweglichen Grundkörper 51 ausgenommen ist.

Der bewegliche Grundkörper 51 umfaßt ein inneres Basisteil 64 mit mehreren federnden, hakenförmig eingreifenden und aufrecht stehenden Vorsprüngen 63 und ein äußeres Basisteil 65, welches mittels der eingreifenden Vorsprünge 63 mit dem inneren Basis­ teil 64 so verbunden ist, daß beim Verbinden mehrere Räume ge­ bildet werden. In diese Räume sind jeweils bewegliche Kontakt­ platten 66, die an beiden Enden die beweglichen Kontakte 60 und 60 a tragen, eingesetzt, wobei eine Federbelastung durch jede der Kontaktdruckfedern 67, die ebenfalls in den Räumen angeordnet sind, ausgeübt wird, wodurch ein optimaler Kontakt­ druck auf die beweglichen Kontakte 60 und 60 a bei deren Ein­ griff mit den ortsfesten Kontakten 58 und 58 a ausgeübt wird. An der Oberseite des äußeren Basisteils 65 des beweglichen Grundkörpers 51 ist ein Betätigungsknopf 68 montiert. Weiter­ hin ist eine Rückstellfeder 69 im Fach 52 derart angeordnet, daß sie zwischen einer Endwand des beweglichen Grundkörpers 51, die von der Seite abgewandt ist, welche die Eingriffsöff­ nung 62 aufweist, und einer inneren Seitenwand des Gehäusekör­ pers 50, die der Grundkörperendwand zugekehrt ist, liegt, so daß sie den beweglichen Grundkörper 51 im Normalfall in Rich­ tung zu seinem Ende hin drückt, an welchem der Grundkörper 51 über die Ankoppeleinrichtung 49 mit dem Anker 32 in dem elek­ tromagnetischen Block 11 gekoppelt ist.

Weiterhin sind zwischen die Wicklungsendverbindungsteile 26 und 26 a, wie auch zwischen die externen Anschlußmetallbleche 55′ und 55 a′, die mit diesen verbunden sind, ein Widerstand 70 und eine Konstantspannungsdiode 71 geschaltet, wobei sie innerhalb des Gehäuses 13 liegen, um den bei Unterbrechung des Stromflusses in der Wicklung 11 a auftretenden Spannungsstoß durch diesen Widerstand 70 und die Diode 71 zu bedämpfen.

In dem Fach 52 ist weiterhin ein Rahmen 72 an den Gehäuseboden 50 so montiert, daß er über dem beweglichen Grundkörper 51 an­ geordnet ist, und eine Anschlußabdeckung 73 ist darüber auf den Gehäusekörper 50 aufgesetzt, wobei die Abdeckung 73 eine Öffnung 74 aufweist, damit durch diese der Betätigungsknopf 68 des beweglichen Grundkörpers 51 durchgesteckt werden kann, wie auch runde Öffnungen 75 und 75 a, damit die Anschlußschrauben 56 und 56 a von oben zugänglich sind.

Die Funktion des elektromagnetischen Kontaktgebers 10 gemäß der vorliegenden Erfindung soll im folgenden erläutert werden. Wenn die Wicklung 11 a des elektromagnetischen Blocks 11 nicht erregt ist, wie es in der Fig. 11 dargestellt ist, liegt das Polkontaktplattenteil 34 des Ankers 32 an der Seite, die näher an den Abdeckteilen 41 und 41 a an dem einen Ende des inneren Jochs 38 liegt, wobei diese Position als zurückgezogene Posi­ tion des Tauchkernteils 33 des Ankers 32 bezeichnet wird. In diesem Zustand fließt der magnetische Fluß der Permanentmagne­ ten 42 und 42 a, die zwischen dem inneren Joch 38 und dem äuße­ ren Joch 43 angeordnet sind, der Reihe nach durch das innere Joch 38, das Polkontaktplattenteil 34, den Tauchkernteil 33, den magnetischen Zylinder 48 und das äußere Joch 43 und wirkt so, daß er den gesamten Anker 32 in die zurückgezogene Posi­ tion zieht. Wenn andererseits die Wicklung 11 a des elektroma­ gnetischen Blocks 11 erregt ist, wie in Fig. 12 dargestellt, durchläuft der magnetische Fluß, welcher durch die Wicklung 11 a erzeugt wird, der Reihe nach den Ankertauchkern 33, den magnetischen Zylinder 48, das äußere Joch 43, den Freiraum zwischen den Abdeckteilen 46 und 46 a des äußeren Jochs 43 und das Polkontaktplattenteil 34 des Ankers 32, wobei der magneti­ sche Fluß eine Kraft erzeugt, die das Ankerpolkontaktplatten­ teil 34 auf die Seite der Abdeckteile 46 und 46 a zieht, wo­ durch das Polkontaktplattenteil 34 dazu veranlaßt wird, näher zu den Abdeckteilen 46 und 46 a des äußeren Jochs 43 zusammen mit dem Tauchkernteil 33 verschoben zu werden, welcher der Verschiebung in die vorgeschobene Position des Tauchkernteils 33 folgt. In diesem Zustand des Polkontaktplattenteils 34, das näher an den Abdeckteilen 46 und 46 a des äußeren Jochs 43 an­ geordnet ist, beinhaltet der magnetische Weg durch den Tauch­ kernteil 33, den magnetischen Zylinder 48, das äußere Joch 43 und das Polkontaktplattenteil 34 keine wesentliche Lücke mit Ausnahme eines schmalen Freiraums, der gerade dazu ausreicht, eine abnorme Erhöhung der anziehenden Kraft zwischen dem Pol­ kontaktplattenteil 34 und dem äußeren Joch 43 infolge Kontakt­ haftung zwischen diesen beiden Teilen zu verhindern, so daß der magnetische Widerstand minimal gehalten wird.

Entsprechend dem elektromagnetischen Block 11 a gemäß der vor­ liegenden Erfindung, der einen derartig einzigartigen magneti­ schen Kreis, wie oben beschrieben, aufweist, ist der Unter­ schied F, wie in Fig. 9 gezeigt, zwischen einer Anziehungs­ kraft-Kurve P 4 nach Aberregung und einer Anziehungskraft-Kurve P 1 nach Erregung mit einem zugeführten Nennstrom so lange ge­ ring, wie der Ankertauchkernteil sich in der zurückgezogenen Position befindet, d.h., solange der Anker 32 auf seiner Aus­ schaltseite liegt, während der Unterschied F zwischen den An­ ziehungskraft-Kurven P 4 nach der Aberregung und P1 nach der Erregung größer wird, wenn der Ankertauchkernteil 33 sich in seiner vorgeschobenen Stellung befindet, d.h., wenn der Anker­ tauchkernteil 33 auf seiner Einschaltseite liegt, so daß der Anker mit einem verhältnismäßig geringen Strom betätigbar ist und eine hocheffiziente Betätigung sichergestellt werden kann. In Fig. 9 sind ebenfalls eine Anziehungskraft-Kurve P 2 bei einem Ansprechstrom, eine Anziehungskraft-Kurve P 3 bei einem Abfallstrom und die Kurve der Gesamtfederbelastung P 5 darge­ stellt.

Wenn die Wicklung 11 a erregt wird, um den Anker 32 in die vor­ geschobene Position zu verschieben, ist die Ankopplungsein­ richtung 49, die an den unteren Arm des Ankers 32 gekoppelt ist, veranlaßt, um die mittigen Wellenenden 49 a als Hebelstüt­ ze zu schwenken, wobei der bewegliche Grundkörper 51 im Kon­ taktblock 12, welcher mit dem oben herausragenden Arm 49 b des Ankoppelelements 49 gekoppelt ist, zu einer Gleitbewegung ver­ anlaßt wird. Dieser Gleitbewegung des beweglichen Grundkörpers 51 folgend werden die beweglichen Kontakte 60 und 60 a, die von dem Grundkörper 51 getragen werden, zu den ortsfesten Kontak­ ten 58 und 58 a hin ausgelenkt, so daß sie mit diesen in Kon­ takt gebracht werden. In diesem Fall werden die beweglichen Kontakte 60 und 60 a in einer im Verhältnis zu den ortsfesten Kontakten 58 und 58 a geneigten Lage montiert, wie in Fig. 10(a) im aberregten Zustand dargestellt. Wenn der bewegliche Grundkörper 51 in diesem Zustand gleitet, greifen die bewegli­ chen Kontakte 60 und 60 a anfänglich in die ortsfesten Kontakte 58 und 58 a in ihrer geneigten Lage ein, wie in Fig. 10(b) dargestellt, danach wird der Kontaktdruck durch die Federn 67 auf die beweglichen Kontakte 60 und 60 a ausgeübt und dadurch werden die beweglichen Kontakte 60 und 60 a dazu veranlaßt, langsam auf den stationären Kontakten 58 und 58 a abzurollen. Mit diesem Abrollen werden die beweglichen Kontakte 60 und 60 a dazu veranlaßt, mit den ortsfesten Kontakten 58 und 58 a an aufeinanderfolgend wechselnden Stellen in Kontakt zu gehen, um die Kontaktierungszuverlässigkeit zu steigern. Weiter wird bei dem Anfangszustand des Kontakts, wie er in Fig. 10(b) darge­ stellt ist, ein großer Strom zwischen den ortsfesten und be­ weglichen Kontakten 58, 58 a und 60, 60 a fließen, so daß es leicht vorkommen kann, daß sie zusammengeschweißt werden. Im vorliegenden Fall ist der bewegliche Grundkörper 51 mit einem Druckansatz 76 versehen, der bei einer weiteren Vorwärtsbewe­ gung des Grundkörpers 51 und der beweglichen Kontakte 60 und 60 a an jeden der beweglichen Kontakte 60 und 60 a anstößt, um diese zu beaufschlagen, damit sie die Abrollbewegung sicher durchführen und wiedergetrennt werden, wenn ein Verschweißen zwischen den beiden Kontakten aufgetreten ist. Die Federbela­ stung der Kontaktdruckfedern 67 kann dabei kleiner gehalten werden, das Anwachsen der Gesamtfederlast dieser Federn kann geringer gehalten werden, wie in der Kurve P 5 in Fig. 9 ge­ zeigt, und die Betätigungseffizienz bei der Erregung der Wick­ lung 11 a kann hierdurch merklich verbessert werden.

In dem elektromagnetischen Kontaktgeber 10 nach der vorliegen­ den Erfindung kann der elektromagnetische Block 11 in seiner relativen Position zu dem Kontaktblock 12 variiert werden, und damit können die beweglichen Kontakte 60 und 60 a bezüglich des zeitlichen Ablaufs des Kontaktschlusses mit den ortsfesten Kontakten 58 und 58 a eingestellt werden. D.h., daß im Zustand, in welchem das vorangehend erläuterte Justierelement 20 in ei­ ne Richtung verschoben wird, wie sie in den Fig. 13 und 14 dargestellt ist, im Zustand der Wicklungsaberregung ein Zwi­ schenraum zwischen einer umgebenden Seitenwand der Eingriffs­ öffnung 62 in dem beweglichen Grundkörper 51 und der Eingriffs­ fläche des sich in den oberen Teil erstreckenden Arms 49 b der Ankopplungseinrichtung 49 geschaffen wird, so daß die Wippbe­ wegung der Ankopplungseinrichtung 49, die der Ankerauslenkung folgt, nicht unmittelbar auf den beweglichen Grundkörper 51 übertragen wird, so daß die Bewegung des letzteren aufgrund des Zusammenwirkens leicht verzögert wird, und schließlich kann der Zeitablauf des Kontaktschließens verzögert werden. In einem Zustand, in welchem das Justierelement 20 in die andere Richtung geschoben wird, werden auf der anderen Seite die in­ einandergreifenden Flächen der Öffnung 62 und der Ankopplungs­ einrichtung 49 näher zueinander bewegt, um den Freiraum auf im wesentlichen Null zu reduzieren, so daß der bewegliche Grund­ körper 51 unmittelbar mit der Wippbewegung der Ankopplungsein­ richtung 49 zusammenwirken kann, um den Zeitablauf des Kontakt­ schließens zu beschleunigen. Folglich können die Kurve P 4 der Anziehungskraft bei Aberregung und die Kurve P 5 der Federbela­ stung, welche in Fig. 9 dargestellt sind, verschiebbar ge­ macht werden, so daß diese relativ parallel zueinander ver­ schoben werden, und demzufolge kann ein exzellenter Arbeits­ wirkungsgrad realisiert werden, wobei die Charakteristik der anziehenden Kraft optimal eingestellt wird.

In der vorliegenden Erfindung erlaubt die Anordnung verschie­ dene bauliche Änderungen. Beispielsweise wurde eine Anordnung derart angegeben, daß die Kontakte bei der Aberregung der Wicklung hergestellt werden und bei der Erregung der Wicklung getrennt werden, es ist aber auch eine Anordnung möglich, in der die Kontakte bei der Erregung der Wicklung hergestellt werden und bei der Aberregung wieder unterbrochen werden. Wäh­ rend der Druckansatz 76 zum erzwungenen Abrollen der bewegli­ chen Kontakte 60 und 60 a vorzugsweise in einer Lage angeordnet ist, die der maximalen Auslenkung des beweglichen Grundkörpers 51 und auch der beweglichen Kontakte 60 und 60 a entspricht, damit der Druckansatz 76 nur beim Auftreten des Verschweißens der beiden Kontakte wirkt, kann beliebig jede andere Anordnung Anwendung finden, solange derselbe Arbeitsablauf erreicht wer­ den kann.

Claims (5)

1. Elektromagnetischer Kontaktgeber mit:
einem elektromagnetischen Block mit einem Anker, welcher ein Tauchkernteil und ein Polkontaktglied an einem Ende des Tauch­ kernteils aufweist, einem Spulenkörper, der eine Wicklung, welche um ihn gewickelt ist, trägt und eine axial verlaufende, durchgehende Öffnung aufweist, in welcher der Tauchkernteil des Ankers zur axialen Verschiebung eingesetzt ist, einem in­ neren Joch, das derart angeordnet ist, daß es dem Umfangsteil der Wicklung und dem Polkontaktglied des Ankers an einem End­ teil zugewandt ist, einem äußeren Joch, das derart angeordnet ist, daß es dem inneren Joch zugewandt ist, wobei es an einem Ende dem einen Endteil des inneren Jochs gegenüberliegt, um die Verschiebung an dem Polkontaktglied des Ankers zu begren­ zen, und an dem anderen Ende dem anderen Ende des Tauchkern­ teils des Ankers gegenüberliegt, und einem Permanentmagneten, der zwischen das innere und äußere Joch eingefügt ist;
einer Ankopplungseinrichtung, die an den Kern des elektroma­ gnetischen Blocks gekoppelt ist, um dessen Verschiebung zu folgen;
einem Kontaktblock, der mehrere ortsfeste Kontakte und mehrere bewegliche Kontakte beinhaltet, welche an die Ankopplungsein­ richtung gekoppelt sind, um im Anschluß an die Verschiebung des Tauchkerns federbelastet den Kontakt mit den ortsfesten Kontakten herzustellen bzw. zu unterbrechen, gekennzeichnet durch
ein Ausrichtelement (29 zum Ausrichten der Position des elek­ tromagnetischen Blocks (11) relativ zu dem Kontaktblock (12).

2. Kontaktgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausrichtelement (20) verschiebbar auf dem Boden des elek­ tromagnetischen Blocks (11) angeordnet ist, um die Schrägstel­ lung des elektromagnetischen Blocks (11) einzustellen und so einen Feinabgleich des zeitlichen Ablaufs der Funktion der An­ kopplungseinrichtung (49) entsprechend der Stellung des elek­ tromagnetischen Blocks (11) vorzunehmen.

3. Kontaktgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das äußere Joch (43) das innere Joch (41) und den Permanentmagnet (42, 42 a) umschließt.

4. Kontaktgeber nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kontakte (60, 60 a) an ihrer Kontaktoberfläche mit einer Krümmung versehen sind und eine von zwei Gruppen der ortsfesten Kontakte (58, 58 a) geneigt ausgeführt ist und ein Andrückelement (76) vorgesehen ist, um die beweglichen Kontakte niederzudrücken.

5. Kontaktgeber nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kontakte (60, 60 a) jeweils an einer bewegli­ chen Kontaktplatte (66) befestigt und zusammen mit dieser in einer relativ zu den ortsfesten Kontakten (58, 58 a) geneigten Stellung ausgerichtet sind, und daß das Andrückelement (76) an einer Stelle der beweglichen Kontakte (58, 58 a) vorgesehen ist, die deren größtem Bewegungshub entspricht.