EP0126918A1 - Schaltgerät - Google Patents

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EP0126918A1
EP0126918A1 EP84103924A EP84103924A EP0126918A1 EP 0126918 A1 EP0126918 A1 EP 0126918A1 EP 84103924 A EP84103924 A EP 84103924A EP 84103924 A EP84103924 A EP 84103924A EP 0126918 A1 EP0126918 A1 EP 0126918A1
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    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/32—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts
    • H01H3/40—Driving mechanisms, i.e. for transmitting driving force to the contacts using friction, toothed, or screw-and-nut gearing
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H50/00—Details of electromagnetic relays
    • H01H50/64—Driving arrangements between movable part of magnetic circuit and contact
    • H01H50/643—Driving arrangements between movable part of magnetic circuit and contact intermediate part performing a rotating or pivoting movement

Definitions

  • the invention relates to a switching device, in particular for electrical circuits with a drive connected to the switching elements, preferably an electromagnet, in which the drive has a working movement which is essentially perpendicular to the direction of movement of the switching elements and acts on the switching elements via a transmission element.
  • Such switching devices have been e.g. known from CH-PS 349.324, in which two mutually movable armature parts act as a transmission members via lever arms articulated to them and to a plunger which actuates the switching elements.
  • the disadvantage of a very unfavorable ratio of the distances of the plunger and the anchor parts arises close to the fully tightened position of the anchor parts. This arrangement also results in a relatively large working air gap for the magnet system.
  • the aim of the invention is to avoid these disadvantages and to propose a switching device which is characterized by a simple and compact structure and in which the working length can be found with a working air gap in the magnet system, which corresponds to the contact path.
  • the switching elements are coupled to a plunger, which is designed at least in sections as a toothed rack, and the electromagnet encloses the plunger, the transmission of the movement of the electromagnet or its armature to the plunger being pivotable about an axis extending transversely to the plunger Pinion segment takes place, which meshes with the part of the plunger designed as a toothed rack.
  • the pinion segment and the armature of the electromagnet engage with each other with little play by means of elevations and depressions running parallel to the pivot axis of the pinion segment, the lateral surfaces of the elevations running parallel to the pivot axis in a cross-sectional plane running perpendicular to the pivot axis run convexly curved. Due to this forced coupling of the armature of the magnet system with the contacts via the pinion segment and the plunger, which is partially designed as a toothed rack, the armature can be used as an indication of the position of the contacts in any installation position of the switching device.
  • the armature can be provided with an extension penetrating an opening in the housing, the position of which then gives a clear indication of the position of the contacts. This can e.g. can also be easily determined from the outside whether the contacts are welded or whether the armature has not tightened despite a voltage applied to the coil of the switching device.
  • the elevation in cross section is tooth-shaped, which results in a very favorable rolling of the parts in engagement.
  • the movable contacts 20 are coupled via the contact springs 21 to a plunger 12, which is designed in sections as a rack 12 'and in the housing 22, in which the contacts 23 are held together with the terminals, axially is held displaceably.
  • a light barrier essentially formed from a light-emitting diode 28 and a photo resistor 29 is arranged, in the beam path of which the plunger 12 enters when the contacts 20, 23 are in the closed state and a position indicator controls to monitor the position of the contacts 20.
  • this position indicator is not part of the invention and can also be omitted.
  • a pinion segment 24 meshes with the section of the plunger 12 designed as a toothed rack 12 ', which can be pivoted about an axis 25 which is held in the housing 22 and runs against the plunger 12 and is pressed against the U-shaped armature 26 by means of a spring 30.
  • This armature 26 interacts with a likewise U-shaped core 27 which, like the armature 26, engages with its two legs in two coils 8 and is held firmly in the housing 22.
  • the armature 26 is attracted and moves into the coils 8, as a result of which a force is exerted on the pinion segment 24 and is thereby rotated.
  • the plunger 12 the portion of which designed as a toothed rack 12 'meshes with the pinion segment, is moved downward and the contacts 20, 23 close.
  • the spring 30 is depressed.
  • the spring 30 pushes the pinion segment 24 back into the starting position, as a result of which the armature returns to its outermost position and the plunger is shifted upward, thereby opening the contacts 20.
  • the contacts 20, 23 together with the associated terminals are arranged below the magnet system.
  • the core 27 is supported by a leaf spring 31 on a coil body 81, in which the coils 8 (not shown in FIGS. 3 and 4) are embedded and which is fixed in position by projections 32 of the housing 22.
  • a spring 30 'acting on the tappet 12 on its end face is provided instead of the spring 30 acting on the pinion segment 24 provided in the embodiment according to FIGS. 1 and 2, a spring 30 'acting on the tappet 12 on its end face is provided.
  • FIGS. 3 and 4 An essential difference compared to the embodiment according to FIGS. 1 and 2 is that according to FIGS. 3 and 4 a direct coupling of the contacts 20 to the armature 26 is provided, which is provided with a display flag 33 which is attached to the armature 26 , which, like the core 27, consists of a laminated laminated core encapsulated with plastic, is integrally formed on it. This coupling is achieved by means of a raised portion 34 formed on the pinion segment 24 ′, which engages in a groove 35 in the armature 26.
  • This increase has a tooth-like profile in a cross-sectional plane perpendicular to the pivot axis 25 of the pinion segment 24, in order to enable the projection on the walls of the groove 35 to be rolled off easily.

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Abstract

Schaltgerät mit einem Antrieb und Schaltorganen, bei dem die Arbeitsbewegungen der Schaltorgane und des Antriebes zueinander senkrecht stehen. Zur Kopplung dieser Bewegungen ist ein als Zahnritzel (24) ausgebildetes Übertragungsglied vorgesehen, das mit einem als Zahnstange (12') ausgebildeten Stößel (12), der die Schaltorgane (20) trägt, kämmt und vom Anker (26) des als Elektromagnet ausgebildeten Antriebes bewegbar ist.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaltgerät, insbesondere für elektrische Stromkreise mit einem mit den Schaltorganen in Verbindung stehenden Antrieb, vorzugsweise einem Elektromagneten, bei dem der Antrieb eine im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Schaltorgane verlaufende Arbeitsbewegung aufweist und über ein Übertragungsglied auf die Schaltorgane einwirkt.
  • Derartige Schaltgeräte wurden z.B. durch die CH-PS 349.324 bekannt, bei dem zwei gegeneinander bewegbare Ankerteile über je einen an diesen und an einem Stößel, der die Schaltorgane betätigt, angelenkte Hebelarme als Übertragungsglieder wirken. Dabei ergibt sich der Nachteil eines sehr ungünstigen Verhältnisses der Wegstrecken des Stößels und der Ankerteile nahe der vollständig angezogenen Stellung der Ankerteile. Außerdem ergibt sich bei dieser Anordnung ein relativ großer Arbeitsluftspalt für das Magnetsystem.
  • Ziel der Erfindung ist es diese Nachteile zu vermeiden und ein Schaltgerät vorzuschlagen, das sich durch einen einfachen und kompakten Aufbau auszeichnet und bei dem mit einem Arbeitsluftspalt im Magnetsystem das Auslangen gefunden werden kann, der dem Kontaktweg entspricht.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Schaltorgane mit einem zumindest abschnittweise als Zahnstange ausgebildeten Stößel gekoppelt sind und der Elektromagnet den Stößel umschließt, wobei die Übertragung der Bewegung des Elektromagneten bzw. dessen Ankers auf den Stößel über ein um eine quer zum Stößel verlaufende Achse schwenkbares Ritzelsegment erfolgt, das mit dem als Zahnstange ausgebildeten Teil des Stößels kämmt. Damit wird mit einem einzigen Übertragungsglied das Auslangen gefunden, wobei nur eine Lagerstelle erforderlich ist und sich somit nur ein sehr kleiner Montageaufwand bei der Herstellung des Schaltgerätes ergibt. Außerdem ergibt sich auch ein sehr kompakter Aufbau, da sich das Ritzelsegment im Inneren des Magnetsystems befindet.
  • Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß das Ritzelsegment und der Anker des Elektromagneten mittels parallel zur Schwenkachse des Ritzelsegmentes verlaufende Erhöhungen und Vertiefungen ineinander mit geringem Spiel eingreifen, wobei die parallel zur Schwenkachse verlaufenden Mantelflächen der Erhöhungen in einer senkrecht zur.Schwenkachse verlaufenden Querschnittsebene konvex gekrümmt verlaufen. Durch diese Zwangskopplung des Ankers des Magnetsystems mit den Kontakten über das Ritzelsegment und den Stößel, der teilweise als Zahnstange ausgebildet ist, kann der Anker in jeder Einbaulage des Schaltgerätes als Anzeige für die Stellung der Kontakte verwendet werden. So kann der Anker mit einem einen Durchbruch des Gehäuses durchsetzenden Fortsatz versehen werden, dessen Stellung dann einen eindeutigen Hinweis auf die Stellung der Kontakte gibt. Damit kann z.B. auch von außen auf einfache Weise festgestellt werden, ob die Kontakte verschweißt sind, oder cb trotz einer an die Spule des Schaltgerätes angelegten Spannung der Anker nicht angezogen hat.
  • Um günstige Reibungsverhältnisse beim gegenseitigen Eingriff des Ritzelsegmentes und des Ankers zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn die Erhöhung im Querschnitt zahnartig ausgebildet ist, wodurch es zu einer sehr günstigen Abwälzung der im Eingriff befindlichen Teile kommt.
  • Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Figur 1 und 2 ein erfindungsgemäßes Schaltgerät in zwei senkrecht zueinander stehenden Schnitten und die
    • Figur 3 und 4 Vertikalschnitte durch eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schaltgerätes in zwei verschiedenen Schaltstellungen.
  • Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beweglichen Kontakte 20 über die Kontaktfedern 21 mit einem Stößel 12 gekoppelt, der abschnittweise als Zahnstange 12' ausgebildet und im Gehäuse 22, in dem auch die Kontakte 23 samt den Klemmen gehalten sind, axial verschiebbar gehalten ist. In dem Gehäuse 22 ist weiters, wie schematisch in Figur 1 angedeutet ist, eine im wesentlichen aus Leuchtdiode 28 und Fotowiderstand 29 gebildete Lichtschranke angeordnet, in deren Strahlengang der Stößel 12 eintritt, wenn sich die Kontakte 20, 23 im geschlossenen Zustand befinden und eine Stellungsanzeige zur Überwachung der Stellung der Kontakte 20 steuert. Diese Stellungsanzeige ist jedoch nicht Teil der Erfindung und kann auch entfallen.
  • Mit dem als Zahnstange 12' ausgebildeten Abschnitt des Stößels 12 kämmt ein Ritzelsegment 24, das um eine quer zum Stößel 12 verlaufende im Gehäuse 22 gehaltene Achse 25 schwenkbar ist und mittels einer Feder 30 gegen den U-förmigen Anker 26 gedrückt ist. Dieser Anker 26 wirkt mit einem ebenfalls U-förmigen Kern 27 zusammen, der mit seinen beiden Schenkeln ebenso wie der Anker 26 in zwei Spulen 8 eingreift und im Gehäuse 22 fest gehalten ist.
  • Werden die Spulen 8 erregt, so wird der Anker 26 angezogen und bewegt sich in die Spulen 8 hinein, wodurch auf das Ritzelsegment 24 eine Kraft ausgeübt und dadurch verdreht wird. Im Zuge dieser Drehbewegung wird der Stößel 12, dessen als Zahnstange 12' ausgebildeter Abschnitt mit dem Ritzelsegment kämmt, nach unten bewegt und die Kontakte 20, 23 schließen. Dabei wird die Feder 30 niedergedrückt.
  • Wird die Spannung von den Spulen 8 weggeschaltet, so drückt die Feder 30 das Ritzelsegment 24 in die Ausgangslage zurück, wodurch der Anker wieder seine äußevste Lage einnimmt und der Stößel nach oben verschoben und dadurch ie Kontakte 20 geöffnet werden. Bei der Ausführungsform nach Figur 3 und 4 sind die Kontakte 20, 23 samt den zugehörigen Klemmen unterhalb des Magnetsystems angeordnet. Außerdem ist bei dieser Ausführungsform der Kern 27 über eine Blattfeder 31 an einem Spulenkörper 81 abgestützt, in dem die Spulen 8 (in Figur 3 und 4 nicht ersichtlich) eingebettet sind und der durch Vorsprünge 32 des Gehäuses 22 in seiner Lage fixiert ist. Weiters ist statt der bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 vorgesehenen auf das Ritzelsegment 24 einwirkenden Feder 30 eine den Stößel 12 auf dessen Stirnseite beaufschlagende Feder 30' vorgesehen.
  • Ein wesentlicher Unterschied gegenüber der Ausführungsform nach - Figur-1 und-2 besteht darin, daß gemäß Figur -3 und 4 eine direkte Kopplung der Kontakte 20 mit dem Anker 26 vorgesehen ist, der mit einer Anzeigefahne 33 versehen ist, die an dem Anker 26, der ebenso wie der Kern 27 aus einem mit Kunststoff umspritzten lamellierten Blechpaket besteht, einstückig angeformt ist. Diese Kopplung wird durch eine an dem Ritzelsegment 24' angeformte Erhöhung 34 erreicht, die in eine Nut 35 des Ankers 26 eingreift.
  • Diese Erhöhung weist in einer zur Schwenkachse 25 des Ritzelsegmentes 24 senkrecht stehenden Querschnittsebene ein zahnartig ausgebildetes Profil auf, um ein leichtes Abwälzen des Vorsprunges an den Wänden der Nut 35 zu ermöglichen.
  • Wie aus den Figuren 1 bis 4 ersichtlich ist, schließen die an dem Kern anliegende, bzw. aufgrund der Federn 30,30' gegen diesen gepreßte Fläche des Ritzelsegmentes 24, 24' und dessen in Schließrichtung der Kontakte vorne liegende Zahnflanke einen Winkel von ca. 90° ein, wodurch die Bewegung des Kerns im Verhältnis von ca. 1 : 1 auf den Stößel 12 übertragen wird.

Claims (3)

1. Schaltgerät, insbesondere für elektrische Stromkreise mit einem mit den Schaltorganen in Verbindung stehenden Antrieb, vorzugsweise einem Elektromagneten, bei dem der Antrieb eine im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung der Schaltorgane verlaufende Arbeitsbewegung aufweist und über ein Übertragungsglied auf die Schaltorgane einwirkt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltorgane (20, 23) mit einem zumindest abschnittweise als Zahnstange (12') ausgebildeten Stößel (12) gekoppelt sind und der Elektromagnet (26, 27) den Stößel (12) umschließt, wobei die Übertragung der Bewegung des Elektromagneten bzw. dessen Ankers auf den Stößel (12) über ein um eine quer zum Stößel (12) verlaufende Achse (25) schwenkbares Ritzelsegment (24) erfolgt, das mit dem als Zahnstange ausgebildeten Teil des Stößels (12) kämmt.
2. Schaltgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Ritzelsegment (24) und der Anker (26) des Elektromagneten mittels parallel zur Schwenkachse (25) des Ritzelsegmentes (24) verlaufende Erhöhungen (34) und Vertiefungen (35) ineinander mit geringem Spiel eingreifen, wobei die parallel zur Schwenkachse (25) verlaufenden Mantelflächen der Erhöhungen (34) in einer senkrecht zur Schwenkachse (25) verlaufenden Querschnittsebene konvex gekrümmt verlaufen.
3. Schaltgerät nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Erhöhung (34) im Querschnitt zahnartig ausgebildet ist.
EP84103924A 1983-04-25 1984-04-09 Schaltgerät Expired EP0126918B1 (de)

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