EP0320686A2 - Elektromagnetisches Schaltgerät - Google Patents
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Definitions
- An electromagnetic switching device of the type specified in the preamble of claim 1 is known from DE-C-3 417 891.
- a contact slide is coupled to the lifting armature of a magnetic drive, which can be moved parallel thereto, via deflection levers which are pivotably mounted on pins provided on a housing base.
- the magnetic drive is first assembled for itself, whereupon the reversing levers are attached with their two arms to the ends of the lifting armature and contact slide.
- the arrangement put together in this way is then installed in the housing base, bores provided in the deflection levers simultaneously having to be pushed onto the bearing journals.
- This assembly process is a relatively difficult step due to the fact that the arrangement mentioned is not rigidly positioned relative to one another before it is finally installed in the housing element. It is complicated by the fact that the distance between the bearing journals with the distance between the bores in the bellcranks does not exactly match, because in addition to unavoidable manufacturing tolerances, especially if the journals are used as separate components in the housing base, a bearing clearance must be present between the ends of the lifting armature and contact slide on the one hand and the ends of the bellcranks on the other hand. A particular difficulty arises when the magnetic drive contains a permanent magnet to achieve a polarized switching behavior, which accidentally pulls the lifting armature into one or the other end position.
- the invention has for its object disadvantages, such as they occur at least partially in comparable switching devices according to the prior art.
- a more specific task can be seen in designing a switching device of the type described in the introduction in such a way that it can be assembled more easily and more quickly.
- the parallelogram linkage formed according to claim 5 maintains the advantage known from the prior art of low-friction mounting of all movable parts even in the invention.
- the openings provided in the arms cause the bellcranks to be independent simply snap on from the position of the lifting anchor.
- the further measure of claim 6 in connection with the inventive concept leads to a simple possibility of having a biasing spring act to achieve a monostable switching behavior, the arrangement of the spring according to claim 7 being particularly space-saving.
- the electromagnetic switching device shown in the drawing is housed in a housing composed of a base 10 and a housing cap 11.
- a plurality of switching chambers are formed, each of which contains two fixed contacts 12 arranged in alignment with one another.
- These fixed contacts 12 have, as can be seen in FIG. 2, lower connections 13 projecting through the base 10 and upper connections 14 projecting through the housing cap 11.
- the lower connections 13 serve for insertion into a circuit board (not shown), while the upper connections 14 are provided for further connections and are arranged in a recessed area 15 on the top of the housing cap 11.
- a contact slide 16 is provided with a plurality of bridge contacts 17b which are supported by leaf springs 17a and which each cooperate with a pair of fixed contacts 12 aligned with one another.
- the fixed contacts 12 are arranged in such a way and the movable contacts 17b are pretensioned in such a way that they form a total of four normally closed contacts with a double break and one make contact also with a double break.
- a magnetic drive 18 which has two coils 20 each wound on a coil former 19, a permanent magnet 21 arranged between them, and a central bore in the Includes coil formers 19 and in the permanent magnet 21 penetrating and in the axial direction of the coils reciprocating armature 22 and two yoke plates 23 extending over the outer sides of the coil formers.
- the lifting armature 22 is fastened on a guide rod 24 which extends coaxially to the coils 20 and which ends extend through openings left free by the two yoke plates 23.
- the reciprocating movement of the lifting armature 22 is transmitted to the contact slide 16 via two deflection levers 25, 26.
- Both arms of each deflection lever 25, 26 each have an opening at the end, which is penetrated by a part of the respective stepped outer end of the guide rod 24 or the relevant end section 27, 28 of the contact slide 16.
- the rest of the stepped end of the guide rod 24 or the rest of the end section 27, 28 of the contact slide 16 is supported according to FIG. 2 in steps 24a, 24b and 28a, 28b formed by the dashed area on the magnetic drive 18 or contact slide 16 facing ends of the bellcranks 25, 26.
- two guide parts 30, which are aligned with one another along the pivot axis 29, are arranged at a distance, somewhat larger than the width of the yoke plates 32, and the recesses 31 provided in the deflection lever 26 are as to the side edge of the deflection lever 26 Open cutouts designed so that the bellcrank according to FIG. 2 up and down through the broad sides of the guide members 30 and to the left or right through the inner narrow side of the guide members 30 are fixed in the correct position.
- Each bell crank is thereby guided in both directions along the pivot axis 29. Dodging the bellcranks 25, 26 to the outside is prevented by bearing surfaces 32 which are integrally formed on the base 10. These bearing surfaces 32 each have a convex curvature facing the relevant deflection lever 25, 26 in order to keep the bearing friction as low as possible in the manner of a cutting edge bearing. The distance between the bearing surfaces 32 is dimensioned such that the outer surfaces of the guide parts 30 can be guided past when the magnetic drive 18 is inserted.
- the sectional plane II-II shown in FIG. 1 runs in the plane of contact between the right bearing surface 32 and the guide part 30.
- the deflection levers 25, 26, the lifting armature 22 and the contact slide 16 together form a parallelogram linkage mounted on the two pivot axes 29, which converts the reciprocating movement of the lifting armature 22 into an opposite reciprocating movement of the contact slide 16 running parallel thereto.
- all of the openings in the deflection levers 25, 26 are designed to be slightly wedge-shaped.
- a leaf spring 33 is also shown, which acts with its free end on the end section 27 of the contact slider 16 protruding through the cutout in the deflection lever 25 and biases it into its right-hand end position according to FIG. 1. With its other half, the leaf spring 33 is inserted into the base 10 in such a way that it lies on the outside of a projection 34, which forms the outer bearing surface 32 for the bell crank 25 and projects upward from the inner surface of the base 10, but within the housing cap 11.
- the magnetic drive 18 is first assembled from the components 19 to 24 and then joined together with the two bellcranks 25, 26 and the contact slide 16 to form an assembly unit. Since the deflection levers 25, 26 are already guided and held in this state on a part of the magnetic drive 18, namely on the guide parts 30 provided on the bobbin 19 and therefore also hold the contact slide 16 in a defined manner, this assembly unit can be handled effortlessly and in the base 10 insert in the intended manner so that the outer ends of the guide parts 30 between the bearing surfaces 32 formed on the projections 34 of the base 10 can be inserted. In the inserted state, the deflection levers 25, 26 are then also secured against evasion to the outside by the bearing surfaces 32. Finally, if provided, the leaf spring 33 is inserted so that the switching device is ready for operation after being closed by means of the housing cap 11.
- the right-hand coil 20 is excited to switch over from the rest position shown in FIG. 1, so that the lifting armature 22 is pulled into the right-hand end position according to FIG Bias of the leaf spring 33 is shifted to the left.
- the parallelogram linkage is returned by the leaf spring 33 to the rest position shown in FIG. 1. If the leaf spring 33 is not provided, this return takes place by excitation of the coil 20 on the left in accordance with FIG To apply electricity.
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Abstract
Description
- Ein elektromagnetisches Schaltgerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung ist aus DE-C-3 417 891 bekannt. Dort ist ein Kontaktschieber mit dem parallel dazu bewegbaren Hubanker eines Magnetantriebs über Umlenkhebel gekoppelt, die auf an einem Gehäusesockel vorgesehenen Zapfen schwenkbar gelagert sind. Bei der Montage wird zunächst der Magnetantrieb für sich zusammengebaut, woraufhin die Umlenkhebel jeweils mit ihren beiden Armen auf die Enden von Hubanker und Kontaktschieber aufgesteckt werden. Die so zusammengestellte Anordnung wird dann in den Gehäusesockel eingebaut, wobei in den Umlenkhebeln vorgesehene Bohrungen gleichzeitig auf die Lagerzapfen aufgesteckt werden müssen.
- Dieser Montagevorgang stellt aufgrund der Tatsache, daß die genannte Anordnung vor ihrem endgültigen Einbau in das Gehäuseelement nicht starr zueinander positioniert ist, einen verhältnismäßig diffizilen Arbeitsschritt dar. Er wird dadurch erschwert, daß der Abstand zwischen den Lagerzapfen mit dem Abstand zwischen den Bohrungen in den Umlenkhebeln nicht genau übereinstimmt, weil zusätzlich zu unvermeidbaren Fertigungstoleranzen, insbesondere wenn die Lagerzapfen als separate Bauteile in den Gehäusesockel eingesetzt sind, zwischen den Enden von Hubanker und Kontaktschieber einerseits und den Enden der Umlenkhebel andererseits ein Lagerspiel vorhanden sein muß. Eine besondere Schwierigkeit ergibt sich dann, wenn der Magnetantrieb zur Erzielung eines polarisierten Schaltverhaltens einen Dauermagnet enthält, der den Hubanker zufällig in seine eine oder andere Endstellung zieht.
- Aus allen diesen Gründen gestaltet sich bei dem bekannten Schaltgerät die Montage schwierig und zeitaufwendig und ist häufig ohne Montagehilfen nicht durchführbar.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Nachteile, wie sie bei vergleichbaren Schaltgeräten nach dem Stand der Technik auftreten, mindestens teilweise zu beseitigen. Eine speziellere Aufgabe kann darin gesehen werden, ein Schaltgerät der eingangs bezeichneten Gattung so zu gestalten, daß es sich einfacher und rascher montieren läßt.
- Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angegeben. Danach ist der bzw. sind die Umlenkhebel in Richtung ihrer Schwenkachsen, d. h. in derjenigen Richtung, in der die aus dem Magnetantrieb, dem Kontaktschieber und dem oder den Umlenkhebeln zunächst zusammengefügte Montageeinheit in das Gehäuseelement eingesetzt wird, an dem Magnetantrieb festgelegt, so daß die Bauteile der Montageeinheit bereits in definierter Position zueinander gehalten sind und bei dem Einsetzvorgang kein Hineinsuchen in eine Lagerstelle der bekannten Art erforderlich ist. Vielmehr läßt sich die genannte Montageeinheit insgesamt einfach so einfügen, daß die von dem Gehäuseelement gebildete Lagerfläche an der Außenseite des Führungsteils für den (betreffenden) Umlenkhebel zu liegen kommt. Ein derartiger Einsetzvorgang ist unabhängig von der momentanen Stellung des Kontaktschiebers einfach und ohne Hilfsmittel von Hand durchführbar.
- Die Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 dient einer möglichst reibungsarmen Lagerung trotz Fehlens eines Lagerzapfens. In der Ausgestaltung nach Anspruch 3 ergibt sich eine kippfreie Führung des Umlenkhebels, wobei dieser an der betreffenden Baugruppe hinsichtlich sämtlicher Freiheitsgrade mit Ausnahme eines Ausweichens nach außen geführt ist, das seinerseits durch die Lagerfläche des Gehäuseelements verhindert wird. Die Maßnahme des Anspruchs 4 führt zu einer für die Stabilität der oben genannten Montageeinheit günstigen Fixierung der Umlenkhebel und führt damit auch zu einer problemlosen Aufnahme der Montageeinheit während des Einsetzvorgangs in den Sockel.
- Durch das gemäß Anspruch 5 gebildete Parallelogrammgestänge wird der aus dem Stand der Technik bekannte Vorteil einer reibungsarmen Lagerung aller bewegbaren Teile auch bei der Erfindung beibehalten. Dabei bewirken die in den Armen vorgesehenen Durchbrüche, daß sich die Umlenkhebel unabhängig von der Stellung des Hubankers einfach aufstecken lassen. Die weitere Maßnahme des Anspruchs 6 führt in Verbindung mit dem Erfindungskonzept zu einer einfachen Möglichkeit, eine Vorspannfeder zur Erzielung eines monostabilen Schaltverhaltens wirken zu lassen, wobei die Anordnung der Feder nach Anspruch 7 besonders platzsparend ist.
- Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, in der
- Figur 1 einen Längsschnitt durch ein elektromagnetisches Schaltgerät längs der Linie I-I der Figur 2 und
- Figur 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II nach Figur 1 zeigt.
- Das in der Zeichnung dargestellte elektromagnetische Schaltgerät ist in einem aus einem Sockel 10 und einer Gehäusekappe 11 zusammengesetzten Gehäuse untergebracht. In dem in Figur 1 unten gezeigten Bereich des Sockels 10 sind mehrere Schaltkammern ausgebildet, deren jede zwei miteinander fluchtend angeordnete Festkontakte 12 enthält. Diese Festkontakte 12 weisen, wie aus Figur 2 hervorgeht, durch den Sockel 10 hindurchragende untere Anschlüsse 13 sowie durch die Gehäusekappe 11 hindurchragende obere Anschlüsse 14 auf. Die unteren Anschlüsse 13 dienen zum Einstecken in eine (nicht gezeigte) Schaltungsplatte, während die oberen Anschlüsse 14 für weitere Verbindungen vorgesehen sind und in einem zurückspringenden Bereich 15 an der Oberseite der Gehäusekappe 11 angeordnet sind.
- Ein Kontaktschieber 16 ist mit mehreren über Blattfedern 17a abgestützten Brückenkontakten 17b versehen, die mit je einem Paar von miteinander fluchtenden Festkontakten 12 zusammenarbeiten. In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 sind die Festkontakte 12 derart angeordnet und die bewegbaren Kontakte 17b derart vorgespannt, daß sie insgesamt vier Ruhekontakte mit Doppelunterbrechung und einen Arbeitskontakt ebenfalls mit Doppelunterbrechung bilden.
- In dem in Figur 1 oben gezeigten Bereich des Gehäuses ist ein Magnetantrieb 18 untergebracht, der zwei jeweils auf einen Spulenkörper 19 gewickelte Spulen 20, einen dazwischen angeordneten Dauermagnet 21, einen eine zentrische Bohrung in den Spulenkörpern 19 und im Dauermagnet 21 durchsetzenden und in Axialrichtung der Spulen hin- und herbewegbaren Hubanker 22 sowie zwei über die Außenseiten der Spulenkörper verlaufende Jochbleche 23 umfaßt. Der Hubanker 22 ist auf einer koaxial zu den Spulen 20 verlaufenden Führungsstange 24 befestigt, die mit ihren Enden durch von den beiden Jochblechen 23 freigelassene Öffnungen verläuft.
- Die Hin- und Herbewegung des Hubankers 22 wird über zwei Umlenkhebel 25, 26 auf den Kontaktschieber 16 übertragen. Beide Arme jedes Umlenkhebels 25, 26 weisen jeweils am Ende einen Durchbruch auf, der von einem Teil des betreffenden, stufig abgesetzten äußeren Endes der Führungsstange 24 bzw. des betreffenden Endabschnitts 27, 28 des Kontaktschiebers 16 durchsetzt wird. Der Rest des stufig abgesetzten Endes der Führungsstange 24 bzw. der Rest des Endabschnittes 27, 28 des Kontaktschiebers 16 stützt sich gemäß Fig. 2 in im gestrichelten Bereich gebildeten Stufen 24a, 24b bzw. 28a, 28b an den dem Magnetantrieb 18 bzw. Kontaktschieber 16 zugewandten Enden der Umlenkhebel 25, 26 ab.
- Zur schwenkbaren Lagerung der Umlenkhebel 25, 26 um Schwenkachsen, die senkrecht zur Zeichenebene der Figur 1 verlaufen und von denen eine in Figur 2 mit 29 bezeichnet ist, dienen gemäß Figur 1 am Spulenkörper 19 angesetzte, nach außen vorspringende, etwa quaderförmige Führungsteile 30, zwischen denen das untere Jochblech 23 eingeschoben ist und die Aussparungen 31 in den Führungshebeln 25, 26 durchsetzen. Gemäß Figur 2 sind auf jeder Seite des unteren Jochblechs 23 zwei längs der Schwenkachse 29 miteinander fluchtende Führungsteile 30 in Abstand, etwas größer als die Breite der Jochbleche 32, voneinander angeordnet, und die im Umlenkhebel 26 vorgesehenen Aussparungen 31 sind als zur Seitenkante des Umlenkhebels 26 hin offene Ausschnitte derart ausgeführt, daß die Umlenkhebel gemäß Fig. 2 nach oben und unten hin durch die Breitseiten der Führungsteile 30 und nach links bzw. rechts durch die innenliegende Schmalseite der Führungsteile 30 lagerichtig fixiert werden.
- Jeder Umlenkhebel ist dadurch in beiden Richtungen längs der Schwenkachse 29 geführt. Ein Ausweichen der Umlenkhebel 25, 26 nach außen wird durch Lagerflächen 32 verhindert, die am Sockel 10 angeformt sind. Diese Lagerflächen 32 weisen jeweils eine dem betreffenden Umlenkhebel 25, 26 zugewandte konvexe Wölbung auf, um die Lagerreibung in der Art eines Schneidenlagers möglichst gering zu halten. Der Abstand zwischen den Lagerflächen 32 ist so bemessen, daß beim Einsetzen des Magnetantriebs 18 die Außenflächen der Führungsteile 30 vorbeigeführt werden können. Die in Fig. 1 eingezeichnete Schnittebene II-II verläuft in der Berührungsebene zwischen der rechten Lagerfläche 32 und dem Führungsteil 30.
- Die Umlenkhebel 25, 26, der Hubanker 22 und der Kontaktschieber 16 bilden miteinander ein an den beiden Schwenkachsen 29 gelagertes Parallelogrammgestänge, das die Hin- und Herbewegung des Hubankers 22 in eine gegenläufige Hin- und Herbewegung des parallel dazu verlaufenden Kontaktschiebers 16 umsetzt. Um die freie Bewegbarkeit dieses Parallelogrammgestänges nicht zu beeinträchtigen, sind sämtliche Durchbrüche in den Umlenkhebeln 25, 26 leicht keilförmig gestaltet.
- In Figur 1 ist ferner eine Blattfeder 33 gezeigt, die mit ihrem freien Ende auf den durch die Aussparung in dem Umlenkhebel 25 hindurchragenden Endabschnitt 27 des Kontaktschiebers 16 einwirkt und diesen in seine gemäß Figur 1 rechte Endstellung vorspannt. Mit ihrer anderen Hälfte ist die Blattfeder 33 derart in den Sockel 10 eingelegt, daß sie auf der Außenseite einer die äußere Lagerfläche 32 für den Umlenkhebel 25 bildenden, von der Innenfläche des Sockels 10 nach oben ragenden Anformung 34, jedoch innerhalb der Gehäusekappe 11 liegt.
- Zur Montage wird zunächst der Magnetantrieb 18 aus den Bauteilen 19 bis 24 zusammengesetzt und dann mit den beiden Umlenkhebeln 25, 26 und dem Kontaktschieber 16 zu einer Montageeinheit zusammengefügt. Da die Umlenkhebel 25, 26 bereits in diesem Zustand an einem Teil des Magnetantriebs 18, nämlich an den am Spulenkörper 19 vorgesehenen Führungsteilen 30 geführt und gehalten sind und daher auch den Kontaktschieber 16 definiert halten, läßt sich diese Montageeinheit mühelos handhaben und in den Sockel 10 in der vorgesehenen Weise so einsetzen, daß die äußeren Enden der Führungsteile 30 zwischen die an den Anformungen 34 des Sockels 10 ausgebildeten Lagerflächen 32 eingefügt werden können. Im eingesetzten Zustand sind dann die Umlenkhebel 25, 26 durch die Lagerflächen 32 auch gegen ein Ausweichen nach außen gesichert. Abschließend wird, soweit vorgesehen, die Blattfeder 33 eingesetzt, so daß das Schaltgerät nach Verschließen mittels der Gehäusekappe 11 betriebsfertig ist.
- Beim Betrieb wird zum Umschalten aus der in Figur 1 gezeigten Ruhestellung die rechte Spule 20 erregt, so daß der Hubanker 22 in die gemäß Figur 1 rechte Endstellung gezogen wird, wodurch die Umlenkhebel 25, 26 um ihre Schwenkachsen 29 verschwenkt und der Kontaktschieber 16 gegen die Vorspannung der Blattfeder 33 nach links verschoben wird. Beim Abfallen der Spule 20 wird das Parallelogrammgestänge von der Blattfeder 33 wieder in die in Figur 1 gezeigte Ruhestellung zurückgeführt. Ist die Blattfeder 33 nicht vorgesehen, so erfolgt diese Rückführung durch Erregung der gemäß Figur 1 linken Spule 20. Anstelle der Erregung nur jeweils einer Spule ist es auch möglich, beide Spulen gleichzeitig, aber für die beiden Bewegungsrichtungen des Hubankers 22 in entgegengesetzten Richtungen, mit Strom zu beaufschlagen.
Claims (7)
einen in das Gehäuseelement (10) eingesetzten Magnetantrieb (18), der einen Spulenkörper (19), wenigstens eine Spule (20) und einen zur Bewegungsrichtung des Kontaktschiebers (16) im wesentlichen parallel bewegbaren Hubanker (22) aufweist, und
mindestens einen zweiarmigen, um eine feste Lagerstelle schwenkbaren Umlenkhebel (25, 26), dessen einer Arm mit einem Ende des Kontaktschiebers (16) und dessen anderer Arm mit einem Ende des Hubankers (23) gekoppelt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstelle für den Umlenkhebel (25, 26) mindestens eine an der Außenseite des Magnetantriebs (18) im wesentlichen parallel zur Bewegungsrichtung des Hubankers (22) herausragendes, eine Aussparung (31) im Umlenkhebel (25, 26) durchsetzendes Führungsteil (30) und eine an dem Gehäuseelement (10) vorgesehene, den Umlenkhebel (25, 26) an seiner Außenfläche im Bereich der Aussparung (31) abstützende Lagerfläche (32) umfaßt.
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