DE624631C - Umschalteinrichtung mit elektromagnetischem Antrieb in der einen und mechanischem Antrieb in der anderen Richtung - Google Patents

Description

Es sind Umschalteinrichtungen bekannt, ζ. B. Umschaltrelais, bei denen ein zwischen fest angeordneten Kontakten beweglicher Kontaktteil zur Kontaktgabe in der einen g Richtung durch den vom Magneten angezogenen Anker und zur Kontaktgabe in der anderen Richtung mittels der Ankerrückzugfeder bewegt wird, die beim Anziehen des Ankers gespannt wird. Die Rückzugfeder hält in der Stellung des Kontaktteiles, in der sie die Kontaktgabe bewirkt, -der zur Herstellung des Kontaktdruckes gespannten Kontaktfeder mindestens das Gleichgewicht. Wird der Kontaktteil durch den angezogenen Magnetig anker aus dieser Kontaktstellung in die andere bewegt, so wird die Rückzugfeder gespannt und die für dieses Spannen erforderliche Arbeit wird, abgesehen von der beim Entspannen der Kontaktfeder frei werdenden Arbeit, die ebenfalls für das Spannen der Rückzugfeder verbraucht wird, vom Magneten aufgebracht. Wenn der bewegliche Kontaktteil in die andere Kontaktsfellung kommt, muß der Magnet außerdem noch die Arbeit ₂g zum Spannen der. anderen Kontaktfeder leisten. Dabei addiert sich die beim Spannen zunehmende Kontaktfederkraft zu der ebenfalls beim Spannen zunehmenden Kraft der Rückzugfeder, bis die Kontaktendstellung erreicht ist. In der Kontaktendstellung hält der Magnet der Rückzugfeder und der Kontaktfeder mit einer Kraft das Gleichgewicht, die größer ist als der zweifache Wert der Kraft, die die Rückzugfeder zum Überwinden der Kontaktfeder in der anderen Kontaktendstellung besitzt. Die Arbeit, die bei einer derartigen elektromagnetischen Umsehalteinrichtung vom Magneten bei der Bewegung des Kontaktteiles aufgebracht werden muß, und die durch die Reibung und Beschleunigung der bewegten Teile noch etwas vergrößert wird, ist verhältnismäßig groß.

Die Erfindung besteht nun darin, die zum Betätigen der Umschalteinrichtung erforderliche Arbeit wesentlich herabzusetzen durch eine in Abhängigkeit von der Schalterstellung derart veränderliche Übersetzung, daß der Schaltweg, des Antriebes, z. B. die vom Anker des Elektromagneten zurückgelegte Weglängie, zu einem kleinieren Teil für die Be- go wegung des Kontaktträgers von einem bis zum anderen Kontaktpaar aufgewendet wird als bei unveränderlicher Übersetzung und zum entsprechend größeren Teil zur Erhöhung des Kontaktdruckes ausgenutzt wird als bei unveränderlicher Übersetzung. Eine das Übersetzungsverhältnis zwischen Anker und Kon-, taktbewegung in der angegebenen Weise

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Robert Denser in Berlin-Charlottenburg und Dipl.-Ing. Adolf Tkewatt in Berlin-Siemensstadt.

ändernde Einrichtung ist z. B. ein Doppelkniehebel, bei. dem der jeweils wirksame Kniehebel von der Mittelstellung der Umschalteinrichtung ab etwa durch ein vorgesehenes Langlochverbindungsgelenk tuiwirksam wird, . während der bis zur Mittelstellung unwirksame andere Kniehebel in Tätigkeit tritt. Die' Übersetzung zwischen Anker- und Kontakt-• bewegung ändert sich dabei ungefähr tangensförmig. Ferner kann nach der Erfindung eine Kurbel benutzt werden, die vom Anker bei seiner Bewegung von der einen in" die andere ■ Endstellung gedreht wird und mit der der "bewegliche Kontaktteil verbunden ist! Die Übersetzung zwischen Anker- und Kontaktbewegung' ändert sich dann sinusförmig. Es ist bei Einfachkontaktrelais bekannt, zwecks Anpassung der zum Schließen eines Kontaktes erforderlichen Arbeit an die Zugkurve . 20 eines Magneten ein Kurvenstück zu verwenden. Durch- die Benutzung ähnlicher Mittel bei der Umschalteinrichtung, auf die sich die* Erfindung bezieht, wird aber hauptsächlich wegen Verringerung der von der Rückzugfeder zu leistenden Arbeit ein ganz besonderer Vorteil erzielt. Demgemäß wird nach der weiteren" Erfindung ein vom Anker bewegtes Kulissenstück verwendet, von dessen Kulisse die Kontaktbewegung abgeleitet wird. Durch verschiedene Gestaltung der Kulisse kann eine beliebige Abhängigkeit des Übersetzungsverhältnisses vom Ankerweg erreicht werden. - In den- Fig. 1 bis 3 sind Ausführungsbeispiele nach der Erfindung dargestellt. -Tn Fig. ι ist 10 der-mit derErregerspule 11 versehene Schaltmagnet, 12 der an ihm drehbar gelagerte Anker, 13 die Rückzügfeder, die gespannt wird, wenn der Anker 12 vom Magnet 10 angezogen wird und die bei ent¹ regtem Magneten den Anker vom Magneten abzieht. Der bewegliche Kontaktteil besteht aus einem im Punkt 14 drehbar gelagerten Hebel 15, -der zwei mit Kontaktstücken 16 ■und 17 versehene Blattfedern 18 und 19 trägt. Die festen Gegenkontaktstücke sind mit 20 und 21 bezeichnet. Der Kontakthebel 15 ist in der Mittelstellung gezeichnet, um die Arbeitsweise des zwischen Anker 12 und Hebel 15" angeordneten Doppelkniehebels besser erkennen zu können. Der Doppelkniehebel besitzt zwei Arme 22 und 23, die mit der Kontakthebelverlängerung 24 im Punkt 25 gelenkig verbunden und mit Langlöchern 26 und 27 versehen sind, in die an der Anker-Verlängerung 28 sitzende Bolzen 29 und 30 »greifen.

Die Wirkungsweise der Umschalteinrichtung ist folgende:

In der gezeichneten Mittelstellung liegen die an der Ankerverlängerung 28 sitzenden Bolzen 29 und 30 an den Enden der Langlöcher 26 und 27, die dem Gelenkpunkt 25 zugekehrt sind. Wird der Anker 12 vom Magneten 10 angezogen, so bewegen sich die Bolzen 29 und 30 auf je einem Kreisbogen um den Ankerdrehpunkt 31 rechts herum, und ,von der gezeichneten Mittelstellung ab wird der aus "den Teilen 23 und 28 bestehende Kniehebel in die. gestreckte Lage gebracht, wobei der Punkt 25 sich auf einem Kreisbogen um den Hebeldrehpunkt 14 rechts herum bewegt, bis >er mit den- Punkten 30 und 31 in einer Geraden liegt. Der Bolzen 29 gleitet von der Mittelstellung- ab im Längsschlitz 26 des Armes 22 bis an das andere Ende des Langloches, so daß der aus den Teilen 22 und 28 bestehende Kniehebel außer Tätigkeit tritt. •Mit der Kontakthebelverlängerung 24, die sifch mit dem Punkt 25 rechts herum dreht, dreht sich auch der Kontakthebel 15 rechts herum." Das an der Blattfeder 19 sitzende Kontaktstück 17 kommt dann rhit dem festen Gege"nkontaktstück2i in Berührung-, und die Feder 19 wird gespannt. Dabei ändert sich das Übersetzungsverhältnis zwischen Anker- und Kontaktbewegung so, daß die Arbeit, die zum Spannen*der Kontaktfeder 19 erforderlich ist, vom Anker mit kleiner Kraft auf großem Weg geleistet wird.

Wird der Magnet entregt, so zieht die ge- go spannte Rückzugfeder 13 den Anker vom Magneten ab. Dabei knickt der aus den Teilen 23 und 28 gebildete Kniehebel ein und die Kontakthebelverlängerung 24/ kehrt mit dem Kontakthebel 15 in die gezeichnete Mittelstellüng zurück. Bei dieser Bewegung legt sich der Bolzen 29 wieder an das dem Gelenkpunkt 25 zugekehrte Ende des im Arm 22 befindlichen Langloches 26. Bei der weiteren Bewegung des Ankers 12 aus der Mittelstellung in die andere Endstellung bringt der sieh auf einem Kreisbogen um den Ankerdrehpunkt 31 linksherum weiterbewegende Bolzen 29 den aus den Teilen 22 und 28 bestehenden Kniehebel in die gestreckte Lage, in der die Punkte 25, 29 und 31 auf einer Geraden liegen. Dabei kommt der Kontakthebel 15 bei der gleichen Änderung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Anker- und Kontaktbewegung wie in' der entgegengesetz- 110 ten Richtung· in die andere Endstellung, in der das an der Feder 18 sitzende Kontaktstück 16 das Gegenköntaktstück 20 berührt und die Feder 18 gespannt wird. Bei der Bewegung der Kontakthebelver länge rung 24 und der Ankerverlän^erung· 28 linksherum gleitet der Bolzen 30 in dem Langloch 27 des Armes 23 bis an dessen anderes Ende, so daß der aus den Teilen 23 und 28 bestehende Kniehebel unwirksam wird.

In Fig. 2 ist der über seinen Drehpunkt 31 hinaus verlängerte Anker 12 mit einem Zahn-

segment 32 versehen, das in ein auf einer Achse 33 sitzendes Zahnrad 34 eingreift. An dem Zahnrad 34 ist mittels. einer Stange 35 der um den Punkt 14, drehbare Kontakthebel 15 angelenkt, der an den Blattfedern 18 und 19 die Kontaktstucke 16 und 17 trägt. Die Übersetzung zwischen dem Zahnsegment 32 und dem Zahnrad 34 ist z. B. so gewählt, daß das Zahnrad 34 eine Umdrehung von i8o° macht, wenn der Anker 12 von der einen Endstellung, in der er am Magnet anliegt, in die andere Endstellung kommt, in die ihn die gespannte Feder 13 zieht. Bei der in der einen Richtung durch den Magneten 10 und in der anderen Richtung durch die Feder 13 bewirkten Schaltbewegung des Kontakthebels 15 ändert sich die Übersetzung zwischen Anker- und Kontaktbewegung sinusförmig und das Spannen der Kontaktfedern 18 und 19 erfolgt nach Berührung der Kontaktstücke 16 und 17 mit den festen Gegenkontaktstücken 20 und 21 bei kleiner Bewegung des Kontakthebels und großer Bewegung des Ankers.

In Fig. 3 ist die Spule eines Hubmagneten mit 36 und der Magnetkern mit 37 bezeichnet. An dem Kern 37 sitzt ein Kulissenstück 38 mit einer Kulisse 39. An dem Kulissenstück 38 greift eine Feder 40 an, die' gespannt wird, wenn der Kern 37 in die erregte Magnetspule 36 hineingezogen wird und die den Kern und das Kulissenstück in die gezeichnete Stellung bringt, wenn die Erregung der Magnetspule aufhört. In der Kulisse 39 befindet sich ein Kulissenstein 41, der mit einer in einer Gleitführung 42 geführten 'Stange43 verbunden ist. An der Stange 43 ist ein Hebel 44 angelenkt, der mit dem Kontakthebel 15 gelenkig verbunden ist.

Der Kontakthebel 15 dreht sich um den Punkt 14 und besitzt wie in den Fig. 1 und 2-Kontaktstücke 16 und 17, die sich an den Blattfedern 18 und 19 befinden. DieKulisse39 ist dermaßen gestaltet, daß der Kern 37 bei

der Auf- und Abwärtsbewegung große Wege l· und der Kontakthebel 15 kleine Wege c zurücklegt, auf denen die Blattfedern 18 und 19 ent- oder gespannt werden. -Bei der Bewegung, die erforderlich ist, um das eine Kontaktstück von seinem festen Gegenkontaktstück zu trennen und das andere Kontaktstück mit seinem festen Gegenkontaktstück in Berührung zu bringen, ist das Übersetzungsverhältnis zwischen Anker und Kontaktbewegung umgekehrt, wie der mit d bezeichnete Kontakthebelweg und der zugehörige Ankerweg e zeigen. Mit Hilfe der Kulisse ist es also wie auch mit den Einrichtungen nach Fig. ι und 2 möglich, die Kontaktbewegung mit kleiner Kraft am Anker auszuführen und dabei einen großen Kontaktdruck herzustellen. Der Schaltmagnet kann also klein bemessen werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Umschalteinrichtung mit elektromagnetischem Antrieb in der einen und mechanischem Antrieb in der anderen Richtung, bei der zwischen dem Antrieb und dem Kontaktträger eine Übersetzung eingeschaltet ist, gekennzeichnet durch eine in Abhängigkeit von der Schalterstellung derart veränderlicheübersetzung, daß der Schaltweg des Antriebes, z. B. die vom Anker des Elektromagneten zurückgelegte Weglänge, zu einem kleineren Teil für die Bewegung des Kontaktträgers von einem bis zum anderen Kontaktpaar aufgewendet wird als bei unveränderlicher Übersetzung und zum entsprechend größeren Teil zur Erhöhung des Kontaktdruckes

' ausgenutzt wird als bei unveränderlicher Übersetzung.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen DoppeUoiiehefael als das das Übersetzungsverhältnis ändernde Zwischenglied, bei dem der jeweils wirksame Kniehebel von einer Zwischenstellung der- Umschalteinrichtung ab etwa durch ein vorgesehenes Langlochverbin- go dungsgelenk unwirksam wird, während der bis zu dieser Zwischenstellung unwirksame andere Kniehebel in Tätigkeit tritt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine mit dem beweglichen Kontaktteil der Umschalteinrichtung verbundene Kurbel, die vom Anker bei seiner Bewegung von der einen in die andere Endlage gedreht wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein vom Anker bewegtes Kulissenstück, von dessen Kulisse die Kontaktbewegung abgeleitet wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen