DE962099C - Kontaktfeder-Anordnung bei elektromagnetischem Relais - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 18. APRIL 1957

: T 11352VIIIc 12ig

ist als Erfinder genannt worden

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektromagnetisches Relais und im besonderen auf ein Relais, das einen Elektromagneten mit einem Anker enthält, der, wenn das Relais arbeitet, einen Betätigungsstößel bewegt, der in seiner Längsrichtung zwischen zwei Endstellungen verschiebbar ist, wobei der genannte Betätigungsstößel so angeordnet ist, daß er während seiner Bewegung auf im wesentlichen steife, bewegliche Kontaktglieder zum Schließen bzw. öffnen fester Kontaktglieder einwirkt, die längs der Längenausdehnung des Betätigungsstößels angeordnet sind.

Zweck der Erfindiung ist die Schaffung eines Relais für die Verwendung bei beispielsweise Eisenbahnsignalanlagen, und sein Entwurf und Aufbau sind derart, daß zumindest der Hauptteil des Relais, der aus dem Elektromagneten nebst Anker und den festen Kontaktgliedern besteht, ebenso wie der Relaisrahmen, bei der Fabrikation gänzlich unverändert ungeachtet der Kontaktfunktionen (Schließungs- und Unterbrechungsköntakte), die bei dem fertigen Relais verlangt werden, hergestellt werden können, während die Anordnung der festen Kontaktglieder für verschiedene Kontaktsätze ent-

weder durch Verwenden eines Betätigungsstößels bestimmt werden kann, der bewegliche Kontaktglieder besitzt, die besonders mit Rücksicht auf die genannte Anordnung angebracht sind, oder durch Entwerfen des Arbeitsstößels in einer solchen Ausführungsform, daß die beweglichen Kontaktglieder in dem Stößel wahlweise angeordnet werden können, um die gewünschten Kontaktfunktionen zu erhalten.

ίο Das erfindungsgemäße Relais ist zuerst gekennzeichnet durch die feststehenden Kontaktglieder, die die Gestalt einer im wesentlichen L-förmigen Torsionsfeder besitzen, von denen ein Ende eines Armes, des Befestigungsarmes, torsionsfest in bezug auf den Relaisrahmen befestigt ist, während das freie Ende des anderen Armes, des Kontaktarmes, so ausgebildet ist, daß dieser mit den betreffenden beweglichen Kontaktgliedern zusammenarbeiten kann, wobei der Befestigungsarm an den Kontaktarm angrenzend in bezug auf den Relaisrahmen schwenkbar gelagert ist, so daß die Kontaktarme der festen Kontaktglieder aus einer neutralen Stellung nach beiden Bewegungsrichtungen des Betätigungsstößels herausschwingen können, wobei sie eine Gegenkraft dank der Torsionswirkung in den Befestigungsarmen erzeugen, und wobei die beweglichen Kontaktglieder aus starren Stiften od. dgl. bestehen, die in dem Betätigungsstößel starr angeordnet sind.

Die Verwendung von festen Kontaktgliedern in der Form von Torsionsfedern nach dem oben Dargelegten ist für die Erfindung von- besonderer Bedeutung, insofern als die feststehenden Kontakt-■- glieder im besonderen vorherbestimmte neutrale Stellungen einnehmen, während sie gleichzeitig den gewünschten Kontaktdruck sichern, wenn sie nach beiden Richtungen hinausschwingen, wodurch ihre Funktionen bei den Schluß- und Unterbreehungskontaktfunktionen völlig gleichartig werden. Auf diese Weise können durch Wahl der Stellung der beweglichen Kontaktglieder die feststehenden Kontaktglieder wahlweise für Schluß- und Unterbrechungskontäktfunktionen benutzt werden.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnähme auf die Zeichnung beschrieben, die perspektivisch ein Relais nach der Erfindung darstellt.

Eine schachtelförmdge Abdeckkappe ist in der Zeichnung mit 1 bezeichnet. Bei der dargestellten Ausführungsform ist vorausgesetzt, daß die genannte Kappe aus transparentem Isolationsmaterial hergestellt ist. An einer Seite 2 der Kappe ist der Elektromagnet angebracht, der in an sich bekannter Weise aus einer Brücke 3 besteht, die aus ferromagnetischem Material hergestellt und zu einem rechten Winkel umgebogen ist. Von einer Spule umschlossen und an der Brücke befestigt ist ein Magnetkern 4 mit einem Polschuh 5, der einen Anker 6 anzieht, welcher Anker an der Brücke schwenkbar angebracht ist. Ein Betätigungsstößel 7 aus Isoliermaterial ist in der Nähe der Kappenseite 8 angeordnet und derart geführt, daß er in seiner Längsausdehnung auf- und abbewegt werden kann mittels Stifte, die aus der Kappe vorspringen und in axiale Vertiefungen in dem Stößel eingreifen. Wird der Anker angezogen oder freigegeben, so wird dem Betätigungsstößel eine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung mittels eines Armes 9 zwischen zwei Endstellungen erteilt. Der Arm 9 ist an dem Anker 6 befestigt und an seinem |: freien Ende mit einem Einschnitt versehen, so daß er gabelartig den Betätigungsstößel 7 umfaßt. Die Arme des gabelförmigen Teiles, von denen der eine bei 10 in der Abbildung sichtbar ist, sind mit dem Betätigungsstößel 7 mittels konvexer Vorsprünge \ 11 „und 11_& biegsam verbunden. Als Rückstellfeder 75 ' für den Anker 6 und den Betätigungsstößel 7 wirkt eine L-förmige Torsionsfeder 12, die mit ihrem einen Ende 13 in einem Einschnitt 14 in einem Winkelstreifen 15 ruht, der in der Kappe angebracht ist, und die dort mit einem zu einem Winkel gebogenen Teil 16 versehen ist, der an seinem freien Ende wiederum zu einem Winkel gebogen ist und einen kleinen Vorsprung bildet, der in eines einer Anzahl von Löchern 17 an der Rückseite 18 der Kappe eingeführt werden kann. Die Torsionsfeder 12 geht an der Vorderseite durch ein Loch 19 durch die Kappenvorderseite 8, welches Loch als Lager für die Feder dient. Ein Teil 20 der Torsionsfeder 12, der mit dem Hauptteil der Feder zu einem Winkel gebogen ist, wirkt auf einen vorspringenden Teil 21 ein, der aus dem Betätigungsstössel 7 vorspringt und sich auf der unteren Seite : eines weiteren vorspringenden Teiles 22, der aus '■■; der Kappenvorderseite 8 vorspringt, fortsetzt. Wird der kleine vorspringende Teil 16 der Torsionsfeder in ein Loch 17 eingeführt, das sich weiter oben befindet, so wird die durch die Torsionskraft erzeugte Vorspannung in dem Teil 20 vergrößert, in welchem Falle jedoch die obere Endstellung des Betätigungsstößels 7 durch den Teil 20 begrenzt 100,_: wird, der gegen den vorspringenden Teil 22 stößt, da dieser einen Anschlag für die Aufwärtsbewegung des Teiles 20 bildet. Durch diese Einrichtung kann die Rückstellkraft leicht eingestellt und angepaßt werden, indem der Teil 16 in bezug auf den Teil 20 gedreht wird.

Die feststehenden Kontaktglieder bestehen aus :_;

Torsionsfedern in Gestalt von steifen Drähten, die ■ f. für jeden Kontaktsatz paarweise angeordnet sind und mit 23 bzw. 24 bezeichnet wurden. Sie sind 110:! alle von L-förmiger Form und besitzen einen lan- ': geren Arm, den Befestigungsarm, dessen Ende 26 gegen Verdrehen unbeweglich an dem Streifen 15 und der rückwärtigen Kappenseite 18 befestigt ist und an der Vorderseite durch ein Loch 27 geht, das sich in der vorderen Kappenseite 8 befindet und als Lager dient, und weiterhin einen kurzen Arm 28, ■ ^! den Kontaktarm, der vor der vorderen Kappenseite 8 und mit dieser parallel liegt. Die Befesti- ■" gungsarme der festen zu demselben Kontaktpaar gehörenden Kontaktglieder 23 und 24 erstrecken sich je auf einer Seite des Elektromagneten, wobei ihre Kontaktarme gegeneinander gerichtet sind. Die Befestigungsarme der Kontaktglieder 23 und 24 haben etwas verschiedene Länge, so daß der Kontaktarm des einen Kontaktgliedes etwas näher zur

Kappenseite 8 liegt als der Kontaktarm des anderen Kontaktgliedes. Andererseits liegen die feststehenden Kontaktglieder 23 und 24 in derselben Höhe, so daß ihre Kontaktarme im wesentlichen in der gleichen Ebene liegen, d. h. senkrecht zur Längsrichtung des Betätigungsstößels 7. Die feststehenden Kontaktglieder 23 und 24 werden geeigneterweise aus einem Material mit guten Federeigenschaften hergestellt, z. B. Phosphorbronze, wobei die freien Enden der kurzen Armteile mit aufgeschobenen Hülsen 29 versehen sind, die an den Draht angelötet oder angeschweißt sind und aus einem Material mit guten Kontakteigenschaften, z. B. Silber, hergestellt sind. Solche feststehenden Kontaktglieder 23 und 24 sind in geeigneten gleichen Abständen längs der Längenausdehnung des Betätigungsstößels 7 in beliebiger Anzahl je nach der verlangten Höchstzahl der Kontaktfunktionen angeordnet. In der Zeichnung sind nur zwei Kontaktsätze vollständig dargestellt, nämlich ein Kontaktsatz bei A, der als Schließungskontakt arbeitet, und ein Kontaktsatz bei B, der als Unterbrechungskontakt arbeitet. Das Schließen bzw. Unterbrechen der Kontakte wird bewirkt durch bewegliche KontaktgLieder in der Form von Stiften 30, die, wenn der Elektromagnet arbeitet, eine Verbindung zwischen den betreffenden feststehenden Kontaktgliedern 23 und 24 des entsprechenden Paares schließen bzw. unterbrechen. Die Stifte 30 werden in Löcher in dem Betätigungsstößel 7 eingeführt und -gehen durch einen Schlitz 31 an der Vorderseite der Kappe. Der Betätigungsstößel 7 ist, wie bei dem Kontaktsatz A dargestellt, mit zwei Löchern 32 bzw. 33 für jeden Kontaktsatz versehen. Durch Einsetzen des Stiftes 30 in das Loch 32, wie es bei dem Kontaktsatz A der Fall ist, wird eine Schließkontaktfunktion erhalten, während, wenn der Stift 30 in das Loch 31 eingesetzt wird, statt dessen eine Unterbrechungskontaktfunktion erhalten wird, wie bei B dargestellt ist. Die Anordnung der Löcher in dem Betätigungsstößel 7 und die Endstellungen des Stößels sind so gewählt, daß die Stifte 30, wenn diese einen Kontakt mit den feststehenden Kontaktgliedern herstellen, ein gewisses Herausschwingen der Kontaktarme 28 verursachen, so- daß infolge der Torsionswirkung ein gewisser erwünschter Kontaktdruck erzeugt wird. Die Richtung dieses Herausschwingens hängt ab von der Art der Kontaktfunktionen, für die die verschiedenen Kontaktsätze verwendet werden, wobei in der dargestellten Ausführungsform konsequentermaßen das Herausschwingen für die Unterbrechungskontakte nach aufwärts und für die Schließkontakte nach abwärts gerichtet ist. Folgerichtig wird die Federwirkung der feststehenden Kontaktglieder nach beiden Richtungen aus einer Ruhestellung heraus angenommen, die, dank der Tatsache, daß diese Kontaktglieder als Torsionsfedern ausgebildet sind, die in der dargestellten Weise mit genügend großer Genauigkeit erhalten werden kann, ohne daß eine nachherige Anpassung, wie sonst allgemein erforderlich,- nötig wird. Es mag von Bedeutung sein, daß die Löcher 27, die als Lager für die Torsionsfedern dienen, irgendeine nennenswerte Bewegung der Torsionsfedern in dier Bewegungsrichffcung¹ des· Betätigung«- stößeis nicht zulassen und daß die Kontaktarme steif sind, so daß praktisch nur eine Torsion wirksam ist.

In der Zeichnung sind ferner eine Anzahl vorspringender Teile 34, die aus der Vorderseite 8 der Kappe vorspringen, dargestellt. Deren Ober- und Unterseiten! 35 bzw. 36 sdndi derart in einem geeigneten Abstand von benachbarten feststehenden Kontaktgliedern angeordnet, daß, falls der Stift 30 mit einem betreffenden feststehenden Kontaktglied, z. B. 23 zusammengeschweißt wird, die Bewegung des Betätigungsstößels 7 gehemmt wird. Diese Hemmung tritt ein, wenn das Schließen oder das Unterbrechen durch den kurzen Armteil des feststehenden Kontaktgliedes mittels der entsprechenden Fläche des angrenzend vorspringenden Teiles 34 in einer solchen Stellung angehalten wird, daß der Stromkreis zwischen dem feststehenden Kon-""" taktglied, der zu dem anderen Kontaktpaar gehört, und dem genannten angeschweißten Stift 30 unterbrochen wird, und ferner, daß der Stromkreis zwischen den übrigen Stiften 30, die die gleichen Kontaktfunktioneni haben·, und! ihrer eratsp rechenden feststehenden Kontaktglieder unterbrochen wird, ohne daß dem Kontaktstift 30, der einen Teil der Kontaktfunktionen der entgegengesetzten Art bildet, gestattet wird, mit seinen entsprechenden feststehenden Kontaktgliedern Kontakt zu machen. Diese besondere Vorrichtung mit den· vorspringenden Teilen 34 soll gewisse Sicherheitsforderungen erfüllen, die erhoben werden können, wenn beispielsweise das Relais bei Eisenbahnsignalanlagen verwendet wird.

Aus dem Gesagten ist zu ersehen, daß die verschiedenen Kontaktsätze wahlweise für Schließungs- oder Unterbrechungskontakte angeordnet werden können, je nachdem die Kontaktstifte 30 in die Löcher 32 oder die Löcher 33 gesteckt werden. Damit die feststehenden Kontaktglieder bei der Herstellung die beabsichtigte Ruhestellung erreichen, können ihre Kontaktarme in eine Haltevorrichtung gebracht werden, bevor die Enden 26 befestigt worden sind. Es hat sich ergeben, daß das Befestigen mit Vorteil durch ein geeignetes Klebemittel vorgenommen werden kann.

Die Erfindung kann natürlich auf verschiedene Weise verändert werden, ohne daß der Umfangsbereich der Erfindung· verlassen wird. So brauchen beispielsweise die feststehenden Gegenkontaktglieder nicht notwendigerweise einen kreisförmigen Querschnitt zu besitzen und können stattdessen auch als Metallstreifen in Blattfederform hergestellt werden. Weiterhin kann der Betätigungs- stößel 7 möglicherweise mit mehr als. zwei. Löchern für jeden Kontaktfedersatz versehen werden. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist ferner die Annahme gemacht worden, daß die Kontaktstifte 30 keine elektrische Verbindung nach außen besitzen und daß eine derartige Verbindung nur erhalten werden kann über Zuleitungen zu. den Enden, der feststehenden Kontaktglieder 26, die zu Lötfah-

nen verlängert sind und sich durch die Kappenseite 18 erstrecken. Es ist jedoch natürlich möglich, die Kontaktstifte mit Fahnen zu versehen, in welchem Falle sie mit nur einem feststehenden Kontaktglied in jedem Kontaktsatz zusammenarbeiten können, oder anderenfalls können sie als Zwillingskontakt verbunden werden, wobei sie bei der dargestellten Ausführungsform doppelte feststehende Kontaktglieder besitzen.

ίο In der oben beschriebenen Ausführungsform ist vorausgesetzt, daß verschiedene Komfcaktkombmationen durch verschiedenartige Anordnung der beweglichen Kontaktglieder im Betätigungsstößel erhalten werden können, wobei die genannten Kon- taktglieder die Form von Stiften od. dgl. haben können.

Wie in der Einführung zu dieser Beschreibung erwähnt, gibt es noch eine weitere Möglichkeit, verschiedene Kontaktkombinationen bei prinzipiell unveränderter Ausführung der Hauptteile des Relais zu erhalten, nämlich von Fall zu Fall verschiedene Betätigungsstößel zu verwenden mit beweglichen Kontaktgliedern, die je nach den gewünschten Kontaktkombinationen angeordnet sind, in welchem Falle es natürlich nicht notwendig ist, daß die Kontaktglieder in den Betätigungsstößel eingesetzt werden können. Wird dies jedoch getan, so entsteht der Nachteil, daß verschiedene Ausführungen von Betätigungsstößeln auf Lager gehalten werden müssen, wobei diese Unbequemlichkeit besonders groß wird, wenn viele verschiedene Varianten von Kontaktkombinationen in Betracht gezogen werden müssen.

Weiterhin kann noch erwähnt werden, daß die beweglichen Kontaktglieder in der· Gestalt von Stiften od. dgl. zu der Richtung, die sie in der oben beschriebenen Ausführungsform haben, auch senkrecht, wenn auch natürlich in derselben Ebene, angeordnet werden können, in welchem Falle die Teile der feststehenden Kontaktglieder, die mit den beweglichen Kontaktgliedern zusammenarbeiten, mit den Teilen derselben, die oben als »Arme« bezeichnet wurden, zu einem Winkel gebogen werden können. Die beweglichen Kontaktglieder setzen sich dann in geeigneter Weise quer zum Betätigungsstreifen fort mit den Teilen, die an jeder Seite des Streifens vorspringen, wobei die Kontaktteile der feststehenden Kontaktglieder jedes Kontaktsatzes auf jeder Seite des Betätigungsstreifens -zu liegen kommen und jeder mit dem zugehörigen der beiden erwähnten vorspringenden Teile zusammenarbeitet.

Claims (10)

1. Patentansprüche:

   i. Elektromagnetisches Relais, das aus einem Elektromagneten mit einem Anker besteht, der beim Schließen und öffnen des Relais einen in seiner Längsausdehnung zwischen zwei Endstellungen verschiebbaren Betätigungsstreifen bewegt, wobei der genannte Betätigungsstreifen so angeordnet ist, daß er durch seine Bewegung auf bewegliche Kontaktglieder zum Schließen bzw. Unterbrechen der Verbindung mit feststehenden Kontaktgliedern einwirkt, welche Kontaktglieder längs der Längenausdehnung des Betätigungsstreifens angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Kontaktglieder als Torsionsfedern ausgebildet sind, die eine im wesentlichen L-förmige Form besitzen, von denen ein Ende eines jeden Federarmes, des Befestigungsarmes, verdrehungsfest in bezug auf den Relaisrahmen befestigt ist, während das freie Ende des anderen Federarmes, des Kontaktarmes, so ausgestaltet ist, daß er mit den betreffenden beweglichen Kontaktgliedern zusammenarbeitet, und wobei der Befestigungsarm am den Kontaktarm angrenzend in bezug auf den Relaisrahmen schwenkbar gelagert ist, so daß die Kontaktarme der feststehenden Kontaktglieder aus einer neutralen Stellung nach beiden Bewegungsrichtungen des Betätigungsstreifens herausschwingen können und eine Gegenkraft als Folge der Torsionswirkung in den Befestigungsarmen erzeugen, und wobei die beweglichen Kontaktglieder aus steifen Stiften od. dgl. bestehen, die in dem Betätigungsstreifen starr angeordnet sind.
2. 2. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsstreifen mit Ausnehmungen zum Aufnehmen der beweglichen Kontaktglieder in Form von Stiften od. dgl. versehen ist, von welchen genannten Ausnehmungen zumindest zwei für jeden Satz Kontakte, der aus einem beweglichen und seinem betreffenden feststehenden Kontaktglied oder Gliedern besteht, vorgesehen sind, und welche genannten A*ts=-. nehmungen in der Längsrichtung des BetätigungsßitreifemiS. in einem Abstand voneinander angeordnet sind und in bezug auf die zugehörigen feststehenden Kontaktglieder derart liegen, daß ein bewegliches Kontaktglied, das in eine der genannten beiden Ausnehmungen gesteckt wird, in der von dem Betätigungsstreifen bei unbetätigtem Anker eingenommenen Endstellung gegen die zugehörigen feststehenden Kontaktglieder drückt, wobei dieses bzw. diese Glieder beiseitegedfriickt werden, um einen wesentlichen vorherbestimmten Kontaktdruckzu sichern, während bei der anderen Endstellung des Betätigungsstreifens ein Abstand von dem zugehörigen feststehenden Kontaktglied besteht, und.wobei ein bewegliches Kontaktglied, das in der anderen der genannten beiden Ausnehmungeh gesteckt ist, in der von dem Betätigungsstreifen bei unbetätigtem Anker eingenommenen Endstellung von dem zugehörigen feststehenden Kontaktglied einen Abstand besitzt, während in der anderen Endstellung des Betätigungsstreifens das genannte bewegliche Kontaktglied auf dem zugehörigen feststehenden Kontaktglied ruht und dieses bzw. diese Glieder beiseitedrückfc, um einen wesentlichen, vorherbestimmten Kontaktdruck zu sichern, wodurch jeder Kontaktsatz wahlweise durch Einsetzen

   des beweglichen Kontaktgliedes in die eine oder die andere der genannten beiden Ausnehmungen für den Kontaktsatz in dem Betätigungsstreifen zu einem Satz Schließungs- oder Unterbrechungskontakte gestaltet werden kann.
3. 3. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kontaktsatz aus zwei gleichen feststehenden Kontaktgliedern besteht, zwischen denen die beweglichen Kontaktglieder in Form von Stiften od. dgl. eine elektrische Verbindung herstellen können.
4. 4. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Kontaktglieder mit Verbindungen zu elektrischen Stromkreisen versehen sind, in denen die Kontaktsätze eingeschlossen sind, während die Stifte od. dgl. derartige Verbindungen nicht besitzen.

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5. 5. Elektromagnetisches Relais nach einem

   der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Kontaktglieder die Gestalt steifer Drähte habe».
6. 6. Elektromagnetisches Relais nach Anas Spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Kontaktglieder schwenkbar gelagert werden, indem diese durch im wesentlichen kreisförmige Löcher hindurchgeführt sind, welche Löcher einen solchen Durchmesser besitzen, daß eine nennenswerte Bewegung der gelagerten Teile der feststehenden Kontaktglieder in der Bewegungsrichtung des Betätigungsstreifens verhindert wird.
7. 7. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Betätigungsstreifen im wesentlichen parallel zum Kern des Elektromagneten erstreckt, neben dem die beweglichen Kontaktglieder ihre Befestigungsorte haben auf jener Seite des Kerns, die dem Betätigungsstreifen gegenüberliegt, während ihre schwenkbar gelagerten Stellen auf jener Seite des Kerns liegen, auf der sich der Betätigungsstreifen befindet.
8. 8. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsarme der feststehenden Kontaktglieder in jedem Kontaktsatz je auf einer Seite des Kerns des Elektromagneten liegen und daß deren Kontaktarme gegeneinander und gegen die zugehörigen beweglichen Kontaktglieder gerichtet sind.
9. 9. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Kontaktglieder an auf den beiden Seiten des Elektromagneten liegenden Platten befestigt und schwenkbar gelagert sind, wobei die genannten Platten die Seiten einer den Elektromagneten umgebenden Abdeckkappe bilden.
10. 10. Elektromagnetisches Relais nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die feststehenden Kontaktglieder mit Hülsen aus einem geeignetem Kontaktmaterial, beispielsweise Silber, versehen sind, welche Kontaktkörper für die Zusammenarbeit mit den beweglichen Kontaktgliedern bilden.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen