DE7817252U1 - Elektromechanisches Zeitrelais in Schmalbauweise - Google Patents

Description

Die Neuerung bezieht sich auf ein elektromechanische! Zeitrelais in Schmalbauweise mit mindestens einem sofort schaltenden und wenigstens einem zeitverzögert betätigbaren Kontakt, bestehend aus einem Synchronmotor mit Getriebe und Kupplung, einem Zeitablaufrad sowie einer Spule mit Magnetklappe.

Derartige elektromechanische Zeitrelais sind bereits bekannt (DE-OS 25 47 682) . Die dort vorgesehenen Schalthebel können mehrere Schalter betätigen und bei ihrer Betätigung auch mehrere Schaltfunktionen auslösen.

Es ist auch bereits bekannt, einzelne Kontakte oder Kontaktsätze, zusammen mit zugehörigen Gehäuseteilen so auszubilden, daß sie in diese einsteckbar sind (DE-AS 12 03 357).

Die bekannten Zeitrelais sind seit vielen Jahren in unterschiedlichster Bauweise fester Bestandteil für die zeitabhängige Auslösung von Schaltvorgängen in der Steuerungstechnik. Das eigentliche Zeitglied wird dabei im wesentlichen durch den konstanten Lauf des Synchronmotors vorgegeben im Gegensatz zu

elektronischen Zeitrelais, die hierfür die Aufladung oder Entladung eines Kondensators und/oder geeignete Logikschaltungen ausnutzen.

Die Miniaturisierung bezüglich der Gehäusemaße für derartige Vorrichtungen hat in den letzten Jahren dazu geführt, daß auch dort, wo von der Einsatzmöglichkeit und Funktionsweise her elektromechanische Zeitrelais den rein elektronisch arbeitenden Relais vorzuziehen sind, letztere eingesetzt werden mußten, weil sie mit einem wesentlich geringeren Raumbedarf auskommen als die elektromechanischen Zeitrelais.

Die Verwendung und Anordnung des Synchronmotors mit Untersetzungsgetriebe und der Spule mit Magnetanker und den Kontaktsätzen erfordert zumeist eine wesentlich voluminösere Bauweise als beispielsweise die gedruckte Schaltung einer rein elektronisch ausgeführten Zeitschaltung. Der Zwang zur Normierung der auf dem Markt befindlichen Geräte schreibt zwar Abmessungen vor, die in Tiefe und Höhe sowohl für elektronische als auch für elektromechanische Zeitrelais durchaus unproblematisch sind, die jedoch bezüglich ihrer Breite für den Fall, daß Zeitrelais

mit Sofortschaltkontakten und zeitverzögerten Schaltfunktionsmöglichkeiten gewünscht sind, wegen der vorstehend genannten voluiiVenaufwendigen Elemente problematisch werden. Es sind daher zwar relativ schmal ausgeführte elektromechanische Zeitrelais auf dem Markt, die entweder mit sofort schaltenden Kontakten oder mit zeitverzögert betätigbaren Kontakten ausgestattet sind, jedoch in Schmalbauweise nicht beide Möglichkeiten bieten oder, wenn dieses der Fall ist, dann nur in Form von elektronischen Ausführungsformen vorliegen.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, für ein elektromechanisches Zeitrelais der eingangs genannten Art eine so schmale Bauweise zu ermöglichen, dciß sich Abmessungen ergeben, v/ie sie bisher nur mit elektronischen Zeitrelais realisierbar waren. Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Mittel gelöst.

Dadurch ergeben sich die nachfolgend aufgeführten Vorteile. Sie beruhen insbesondere darauf, daß hier von der klassischen Anordnung des mit seiner Drehachse in der Längsachse des Zeitrelais liegenden Synchronmotor abgegangen und eine Anordnung getroffen wurde, die dazu 90 verdreht liegt; da also hier die Drehachse senkrecht

zur Längsachse des Relais und damit senkrecht zur Spulenachse des Ankers liegt, beschränkt sich die Baubreite des Relais letztlich, auf die Breite des Magnetankers und die Höhe des Synchronmotors. Alle anderen Teile, wie Untersetzungsgetriebe, Kontaktsätze, Schalthebel, Zeitablaufrad und dergleichen, lassen sich dann vorteilhafterweise räumlich derart zueinander anordnen, daß eine besonders flache Bauweise gewährleistet wird. Die bei schmaler Bauweise in der Regel auftretenden Wärmeprobleme sind hier dadurch vermieden, daß eine großflächige Wärmeverteilung über eine besonders gestaltete Metallplatine sichergestellt wird, an der sowohl der Synchronmotor als auch die Spule mit Magnetklappe befestigt sind. Verdrahtungen zwischen den einzelnen elektrischen Bauelementen werden vorteilhaft dadurch auf ein Minimum reduziert, daß die Kontaktsätze und ihre Klemmanschlüsse in besonderer Weise ausgebildet sind und eine günstige räumliche Anordnung zueinander aufweisen. Die besondere Gestaltung des Schalthebels für den Sofortkontakt einerseits wie auch des Schalthebels für den zeitverzögerten Kontakt andererseits ermöglicht in Verbindung mit Vorspannfedern, daß diese Hebel mehrere Funktionen gleichzeitig zu übernehmen in der Lage sind,

so beispielsweise auch eine optische Anzeige im Frontplattenbereich bezüglich der Schaltstellung der Kontaktsätze. Die Einstellung des Zeitablaufrades ist auf die extrem schmale Bauweise des elektromechanischen Zeitrelais dadurch vorteilhaft abgestimmt, daß das Zeitablaufrad in Form einer Trommel ausgebildet ist, die sich um eine Achse senkrecht zur Längsache des Zeitrelais dreht und mit ihrer Umfangsflache wenigstens teilweise in einem Sichtfenster an der Frontseite des Zeitrelais liegt. Dadurch, daß diese Trommel in Drehverbindung mit einem Rändelrad steht, das von der Vorderfront des Zeitrelais her bedienbar ist, ist auch die genaue Einstellung und Zeitvorwahl fehlerfrei und mühelos möglich; die Drehbewegung der Trommel zeigt an, daß das Zeitrelais in Funktion ist beziehungsweise ihr Stillstand, daß der Zeitablauf beendet ist. Schließlich ist noch besonders vorteilhaft, daß die die Funktion der Temperaturverteilung übernehmende Metallplatine durch einfache Steckverbindung mit einer weiteren die übrigen Bauelemente des Zeitrelais tragenden Platine verbindbar ist.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Seitenansicht des Zeitrelais ohne Gehäuse und mit entfernter Frontplatte;

Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 von der gegenüberliegenden Seite;

Fig. 3 eine Seitenansicht der Hebel für den oder die sofort schaltenden Kontaktsätze und eine solche für den Hebel der zeitverzögert betätigten Kontakte;

Fig. 4 eine Teildarstellung der oberen Platine des Zeitrelais mit einzelnen i'-auelementen zur Wiedergabe der Kuppelfunktion;

Fig. 5 je eine seitliche Draufsicht auf das Zeitrelais gemäß Fig. 1 und 2; und

Fig. 6 einen Querschnitt durch den oberen, im Bereich der Frontabdeckung liegenden Teil des Zeitrelais.

r · r ·

Das elektromechanisches Zeitrelais ist mit seinen einzelnen Bauteilen auf einer Platine befestigt, die sich aus zwei Teilen zusammensetzt. Der in den Zeichnungsdarstellungen untere Teil der Platine nimmt im wesentlichen den Synchronmotor 14 und die Spule mit Magnetklappe 2 auf, wobei es sich hier um eine Metallplatine handelt, die in Folge ihrer großen Oberfläche die durch die Spulen erzeugte Wärme ableitet und verteilt. Die untere Metallplatine 40 ist ohne Zuhilfenahme weiterer Befestigungselemente in eine in der Zeichnungsdarstellung obere Platine aus Kunststoff einsteckbar und mit dieser kraftschlüssig dadurch verriegelbar, daß der Überlappungsbereich beider Platinen von Achslagern durchgriffen ist, die Zahnräder des Untersetzungsgetriebes für die Untersetzung der Drehgeschwindigkeit des Synchronmotors 14 tragen. Wie insbesondere die Fig. 2 und linke Darstellung verdeutlichen, ist der Synchronmotor Ϊ4 mit seiner einen Stirnseite a,n der Metallplatine anliegend, das heißt, daß seine Drehachse senkrecht zur Längsachse des in der Breite außerordentlich schmal ausgeführten elektromechanischen Zeitrelais liegt. In Richtung der Längsachse des Relais liegt auch die Achse der Spule 1, die gleichfalls an der Met-ailplatine

-IX-

40 befestigt ist. Das nicht näher bezeichnete Ausgangsritzel des Synchronmotors überträgt seine Drehbewegung über ein aus einer Mehrzahl von Zahnrädern bestehendes Untersetzungsgetriebe und einen Kuppelmechanismus auf ein in Form einer Trommel ausgebildetes Zeitablaufrad 12, welches sich im oberen Teil unmittelbar unterhalb der den Gehäusedeckel bildenden Frontplatte 26 befindet, und zwar so, daß es mit einem Teil seiner mit einer Zeitskala versehenen Umfangsflache im Bereich einer Sichtausnehmung des Gehäusedeckels liegt.

über eine parallel zu dieser Sichtausnehmung liegenden weiteren schlitzförmigen Ausnehmung innerhalb des Gehäusedeckels beziehungsweise der Frontplatte 26 läßt sich mittels eines Rändelrades 19 der gewünschte Zeitablauf, also diejenige Zeitverzögerung, nach der ein zeitverzögert zu betätigender Kontaktsatz geschaltet werden soll, einstellen (vgl. hierzu insbesondere auch Fig. 6).

Unmittelbar unterhalb des Gahäusedeckels 26 und von diesem frei gelassen liegen die Anschlußklemmen 28 für das Zeitrelais, auf deren galvanische Verbindung mit den einzelnen Kontaktsätzen später noch näher eingegangen wird.

- 12 -

Der Hebel 3 in Fig. 3 einzeln dargestellt dient dem Schalten des Direktkontaktes über die Magnetklappe 2, während der Hebel 9 mit der aus Fig. 3 besonders deutlich ersichtlichen Formgebung den zeitverzögerten Kontakt schaltet.

Wenn an die Spule 1 des elektromagnetischen Zeitrelais eine Spannung angelegt wird, dann wird die Magnetklappe 2 gegen die Wirkung der Kraft der Spiralfeder 24 angezogen und verschwenkt den Hebel 3, der am Lagerzapfen A verschwenkbar gelagert ist, aus der in Fig. linke Seite dargestellten Ruhelage, so daß, wie aus Fig. 3 deutlich hervorgeht, ein Distanzpimpel 4, der in einer Ausnehmung innerhalb des Hebels 3 liegt, angehoben wird und im Ergebnis hiervon der am freien Ende einer U-förmig umgebogenen Federzunge befestigte Mittelkontakt 5 aus der kraftschlüssigen Verbindung mit dem Kontakt 6 in eine entsprechende leitende Verbindung mit dem Kontakt 7 gebracht v/ird. Wie Fig. 2 zeigt, sind die Kontakte 6 und 7 wie auch der an der Anschlußklemme 28 angebrachte Mittelkontakt 5 formschlüssig in das obere Spritzgußteil, welches die Anschlußklemmen aufnimmt, eingesetzt.

·■'■ ■ · · · · »4»k * · # ft

- 13 -

Gleichzeitig mit der Betätigung der sofort schaltenden Kontakte wird der Hebel 9 für die zeitverzögert betätigbaren Kontakte 16, 17, 29 über einen am Hebel 3 befindlichen Zapfen 3.1 vorgespannt, das heißt, eine Schenkelfeder 8, die mit ihrem zweiten Schenkel am Hebel 9 gelagert ist, wird in der aus der Zeichnung ersichtlichen Form unter Spannung gesetzt. Der insbesondere aus Fig. 4 ersichtliche Zapfen 3.2, der integraler Bestandteil des Hebels 3 ist, gibt bei der genannten Einschaltbewegung der Magnetklappe 2 infolge der genannten Bewegungsabläufe auch ein Lagerteil 10 und damit das auf diesem befindliche Zahnrad 11 frei, co daß dieses in die Verzahnung des als Trommel ausgebildeten Zeitablaufrades 12 einkuppeln kann. Für die Schaltung des zeitverzögerten Kontaktes mittels des Hebels 9 ist die aus Fig. 3 oben erkennbare Formgebung, also der nasenfÖrmige am Nocken 12.1 anliegende Ansatz, wesentlich (s. hierzu auch Fig. 4). Das Lagerteil 10 wird durch die Feder 13 um den Lagerpunkt B gedreht. Nachdem der genannte Einkuppelvorgang erfolgt ist, dreht der Synchronmotor 14 über das Untersetzungsgetriebe das Zeitablaufrad 12 an, bis die Ausnehmung in der ümfangsflache des Nockens 12.1 in den letztgenannten nasenförmigen Ansatz des Hebels 9 einfällt,

• · · ψ

wodurch der mittels der Schenkelfeder vorgespannte Hebel verschwenkt wird und den zeitverzögerten Kontaktsatz betätigt. Die Drehung des Zeitablaufrades 12 zusammen mit dem Nocken 12.1 erfolgt im Uhrzeigersinn.

Ähnlich der drahtlosen Verbindung zwischen den Anschlußklemmen für die sofort schaltenden Kontakte sind auch die Anschlußklemmen für die über den Hebel 9 zeitverzögert betätigten Kontakte drahtlos mit diesen verbunden, wie wiederum aus der Detaildarstellung in Fig. 3 deutlich zu ersehen ist. Der Mittelkontakt 15 wird dabei mittels des Zapfens 9.1 am Hebel 9 von dem Kontakt 16 zu dem Kontakt 17 bewegt und gleichzeitig mit dieser zeitverzögerten Kontaktbetätigung drückt der Zapfen 9.3 infolge der vorerwähnten Vorspannung über die Feder 8 das Lagerteil 10 derart aus seiner Ruhestellung, daß das Zahnrad 11 ausgekuppelt wird.

Sowohl der Hebel 3 als auch der Hebel 9 haben schenkelartige Verlängerungen, die in Fig. 3 durch die oberhalb der Drehpunkte der Hebel liegenden senkrecht nach oben weisenden Ansätze realisiert sind, die, wie in Verbindung mit Fig. 1 und 2 ersichtlich, bis in den Bereich des Gehäusedeckels 26 reichen und dort innerhalb der seitlich

erweiterten schlitzartigen Ausnehmungen für den Fall ihrer Betätigung sichtbar werden, so daß sich von außen jederzeit leicht erkennen läßt, ob der sofort schaltende Kontakt oder der zeitverzögerte Kontakt betätigt sind oder nicht. Optisch kann diese Anzeige durch besondere Farbgebung der Hebel wenigstens in diesem Bereich hervorgehoben werden. Die anzeigenden Flächen für den Sofortkontakt sind in Fig. 2 mit dem Bezugszeichen 3.3 und für den zeitverzögert betätigbare] Kontakt, also den Hebel 9, mit dem Bezugszeichen 9.2. in Fig. 1 bezeichnet.

Nachdem beim Anlegen einer Spannung an die Spule 1 und den Synchronmotor 14 zunächst über die Magnetklappe 2 der Sofortkontakt geschaltet worden ist und mittels des oben beschriebenen Mechanismus zeitverzögert auch der Zeitkontakt, erfolgt das Zurückfallen der einzelnen Bauelemente des elektromechanischen Zeitrelais in die Ausgangsstellung dadurch, daß die an der Magnetklappe angebrachte Feder 24 bei spannungsloser Spule 1 diese Magnetklappe wieder in die Ausgangsstellung zurückzieht wodurch der Hebel 3 um die Lagerstelle A in die in Fig.! gezeigte Ausgangslage zurückgeführt wird und die Magnetklappe 2 gegen das Joch 25 fällt, so daß auch der Hebel 9 in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise wieder freigegeben weirdenkann.

Wie oben bereits angedeutet, erfolgt die Einstellung des Zeitrelais für die Zeitvorwahl über das Einstellrad 18 (s. Fig. 6) mit dem Rändelrad 19 und dem trommelförmig ausgebildeten Zeitablaufrad 12. Mit dem Anschlag 18.1 erfolgt über die manuelle Betätigung des Rändelrades 19 über eine Innenver2ahnung die Verstellung des Zeitablaufrades, wobei ein weiterer Anschlag 12.2 in Verbindung mit einer Spiralfeder 20 die Rückholung des Zeitablaufrades in die Ausgangsstellung gegen den Anschlag 18.1 bewirkt. Die erforderliche Friktion, die notwendig ist, um das Einstellrad 18 durch den Rückholevorgang des Zeitablaufrades 12 nicht zu verstellen, wird durch die Feder 21 und die gleichfalls aus Fig. 6 ersichtliche Kugel 22 vorgegeben, wobei diese mittels der Iet2tgenannten Feder gegen das Rändelrad 19 drückt, das durch ein Plättchen 23 gegen Herausfallen gesichert ist. Bei manueller Betätigung des Rändelrades muß also die Reibungskraft, die durch den beschriebenen Friktionsmechanismus anliegt, überwunden werden.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Anordnung ist noch hervorzuheben, daß das trommeiförmig ausgebildete Zeitablaufrad 12 beim Einstellen in die gleiche Richtung gedreht wird, wie durch die Drehrichtung des Rändelrades 19

- 17 -

vorgegeben. Ein e zusätzliche Verdrehsicherung des Einstellrades 18 wird durch Festkeilen des Rändelrades 19 an einem Gehäusezapfen 27.1 erreicht. Bezüglich der weiteren Einzelheiten wird ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen.

Die im oberen Bereich des mechanischen Zeitrelais unterhalb der Gehäusekappe in stufenförmiger Anordnung z\ beiden Seiten angeordenten Anschlußklemmen bestehen wie Fig. 1, 2 und insbesondere auch 3 zeigt, aus elektrisch Leitenden Formteilen, die teilweise zusammen mit federnden Kontaktzungen an ihren freien Enden unmittelbar die Kontakte tragen, so daß diesbezüglich auf jegliche Innenverdrahtung verzichtet werden kann. Diese Formteile 6, Ί. 28, 16, 17 und 29 werden in schlitzförmige Ausnehmungen des oberen Spritzgußteils des Zeitrelais eingeschoben, so daß sich eine besonders einfache Montage ergibt, wobei ihre den mit Schrauben versehenen Anschlußklemmen gegenüberliegenden freien Enden zusätzlich in dem genannten Spritzgußteil gegen Verdrehung gesichert sind, so daß ein Anziehen der Schrauben keinerlei Relativverschiebung zwischen den genannten Kontakten ergeben kann.

Claims (3)

SCHÜTZANSPRÜCHE

1. Elektromechanisches Zeitrelais in Schmalbauweise mit mindestens einem sofort schaltenden und wenigstens einem zeitverzögert betätigbaren Kontakt, bestehend aus einem Synchronmotor mit Getriebe und Kupplung, einem Zeitablaufrad sowie einer Spule mit Magnetklappe, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) ä-ix Synchronmotor (14) und die Spule (1) sind auf e^iier gemeinsamen wärmeleitenden Platine befestigt, wobei die Drehachse des Synchronmotors senkrecht zur Achse der Spule (1) verläuft;

b) die sofort schaltenden Kontakte (5,6,7) und die zeitverzögert betätigbaren Kontakte (16,17,29) sind jeweils an ihrem einen Ende als formschlüssig in ein teilweise von der Frontplatte (26) übergriffenes Isolierstoffteil einsteckbare Anschlußklemmen ausgebildet und tragen jeweils an ihrem entgegengesetzten freien Ende den durch einen der vorgesehenen Hebel (3,9) schaltbaren Betätigungskontakt und

c) beide vorgesehenen Hebel (3,9) für die sofort schaltenden Kontakte (5,6,7) und die zeitverzögert betätigbaren Kontakte (16,17,29) sind für die optische Anzeige ihrer Stellung mit einer innerhalb eines Sichtfensters der Frontplatte (26) sichtbaren Verlängerung versahen, wobei glexchzeitig mit der Betätigung der sofort schaltenden Kontakte der Hebel (9) für die zeitverzögert betätigbaren Kontakte über einen am Hebel (3) befindlichen Zapfen (5.3) vorspannbar ist und ein weiterer Zapfen (3.2) am Hebel (3) ein Zahnrad (11) mit dem Zeitablaufrad (12) kuppelt.

2. Elektromechanisches Zeitrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Spule (1) und den Synchronmotor (4) gemeinsam haltende Platine formschlüssig in eine weitere aus Isolierstoff bestehende Platine einsteckbar ist.

3. Elektromechanisches Zeitrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Einstecken in das Isolierstoffteil das Zeitrelais im Frontbereich gehaltenen Kontakte (6 ,7 ,28 _v, 16 ,17 und 29) an ihren freien, die Betätigungskontakte aufnehmen-

den Enden mittels Ausnehmungen in der Isolierstoffplatine des Zeitrelais zusätzlich gegen Verdrehung gesichert sind.