DE1490812C - Elektromagnetisches Relais - Google Patents

Description

Die Erfindung betriilt ein elektromagnetisches Relais mit einem vorzugsweise prismatischen Gehäuse, in das ein aus einem Joch, einem Anker und einer Wicklung bestehender Antriebselektromagnet eingeschoben ist, wobei der Anker im wesentlichen senkrecht zur Längserstreckung des Gehäuses bewegbar ist und in einen die Kontaktbrücken tragenden Schieber eingreift, welcher die zwischen den mit feststehenden Kontakten bestückten, parallelen Rändern der Gehäuseöffnung bewegbaren Kontakte trägt.

Eine derartige Ausführung eines Relais schlägt die USA.-Patentschrift 3 198 910 vor. Hierbei kann nach Entfernen einer Halterung der die Kontaktbrücken tragende Schieber vom Gehäuse entfernt und durch die damit freigelegte Öffnung das Joch und die Wicklung des Elektromagneten aus dem Gehäuse herausgezogen· werden. Der Nachteil dieser Ausführung liegt zum einen darin, daß durch die notwendige Führung des Schiebers im Gehäuse die Abmessungen der Gehäuseöffnung maßgeblich begrenzt werden und der herausziehbare Magnet infolgedessen relativ klein dimensioniert sein muß und dadurch entsprechend schwäch ist. Zum anderen liegt ein Nachteil dieser Ausführung darin, daß zum Ausbau des Ankers das Gehäuse zerlegt werden muß.

Zwar ist durch die deutsche Auslegeschrift 1145 701 ein Relais bekanntgeworden, bei dem nach Entfernen einer Gehäusewand und einer das Magnetsystem haltenden Befestigungsschraube das Magnetsystem in seiner Gesamtheit aus dem Gehäuse herausgezogen werden kann. Bei dieser Ausführung ist jedoch eine Überprüfung der Kontakteinrichtung und der Austausch des Kontaklbrückenträgers erst nach Ausbau des gesamten Magnetsystems möglich.

Schließlich ist es noch aus der deutschen Auslegeschrift 120549 bekannt, ein Relais mit einem Gehäuse abzuschließen, das gleichzeitig der Führung eines Kontaktbrüekenträgers dient. Der Ausbau der Magnetwicklung wird hierbei jedoch nicht vereinfacht.

Hiervon ausgehend liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Relais der eingangs erwähnten Art dahingehend zu verbessern, daß dessen Magnetsystem in seiner Gesamtheit leicht und schnell ausbaubar ist und daß dabei ein größer dimensionierter Antriebsmagnet als bisher eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schieber herausziehbar und an parallel zu seiner Bewegungsrichtung gelegenen Seiten umfaßt in einem Führungsstück gelagert ist, welches die Gehäuseöffnung verschließt, die — ebenso wie das Gehäuse selbst — in ihrem Querschnitt so bemessen ist, daß der Antriebselektromagnet aus dem Gehäuse herausziehbar ist.

Durch die Lagerung des Schiebers in einem gleichzeitig als Gehäusedeckel dienenden Führungsstück ist die öffnung des Gehäuses nicht mehr auf die Breite der Führungsbahn des Führu.ngsstückes beschränkt, so daß die lichte Weite des Gehäuses an die Größe des ganzen Magnetsystems angepaßt werden kann und zum anderen eine gute Führung für den Schieber gegeben ist.

Zweckmäßigerweise trägt die von dem Schieber und dem Führungsstück gebildete Baueinheit eine Rückzugsfeder für den Schieber und Anschläge zur Begrenzung des Schieberweges.

Der Schieber kann einen für seine Gleitbewegung günstigen Querschnitt erhallen. Beispielsweise kann der Schieber zur Reibungsverminderung mit seitlichen Rippen versehen werden, die in Nuten des Führungsstückes gleiten.

Zum leichteren Einführen des Führungsstückes in das Gehäuse besitzt ersteres im Bereich zwischen den vom Schieber getragenen beweglichen Kontakten Verstärkungsrippen, die in das Gehäuse eingreifen.

Das Gehäuse weist zweckmäßigerweise einen Querschnitt in Form eines Kreuzes auf, so daß zwei ineinander übergehende Teilräume gebildet werden, von denen der eine die Wicklung und der andere das Joch und den Anker des Elektromagneten aufnimmt.

Zur Sicherung des Führungsstückes im Gehäuse dient zweckmäßigerweise ein Riegel mit Traversen, die mit Verriegelungsnasen versehen sind, welche in Nuten eingreifen, die in'die Ränder der die festen Kontakte trennenden Scheidewände ' eingearbeitet sind, wobei sich die Traversen auf der Außenfläche des Führungsstückes abstützen.

Zur Erzielung eines gleichmäßigen Kontaktdruckes · der beweglichen Kontaktbrücken auf die festen Kontakte kann auf die durch das Patent 1194 954 des Erfinders bekanntgewordene Kontaktanordnung zurückgegriffen werden.

Die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels erläutert den Gegenstand nach den Ansprüchen an Hand von Zeichnungen; darin zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf das Relais nach der Erfindung mit einem Ruhe- und einem Arbeitskontakt,

Fig. la eine der Fig. 1 entsprechende Draufsicht, die das Gehäuse allein zeigt,

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II von Fig. 1,

F i g. 2 a eine Einzelheit von F i g. 2 in vergrößertem Maßstab,

F i g. 3 und 4 Schnitte nach Linie IH-III von F i g. 2 bzw. IV-IV von F i g. 1,

F i g. 5 eine perspektivische Ansicht eines den festen Kontakt des Relais bildenden Bauteils,

F i g: 6 eine Einzelheit der Verriegelung in perspektivischer Darstellung und

Fig. 7 einen Aufriß, der den Zusammenbau der Verriegelung veranschaulicht.

Das in seiner Gesamtheit in der F i g. 1 bis 4 dargestellte Relais besitzt einen Hohlsockel in Form eines Gehäuses A aus festem Isolierstoff, welches durch Schrauben 1, die seine Basis durchqueren, unmittelbar oder mittels eines an ihm befestigten Bügels durch Schrauben 3 (Fig. 4) an einer Tafel angebracht werden kann.

Das Gehäuse A (Fig. 3) weist eine prismatische Basis/^ von kreuzförmigem Querschnitt auf, welches von einem erweiterten Teil Λ ₂ überfangen ist. Die einander parallelen randständigen Teile 4 (F i g. 1 a) dieser Gehäuseerweiterung besitzen Rippen und Nuten, in denen die festen Kontakte D eingebettet sind. Der Gehäuseteil A hat zwei volle Wände 5 und 6, deren Außenflächen mit den Außenkanten der erwähnten randständigen Teile der Gehäuseenveiterung A₂ fluchten (F i g. 2), während die zu diesen quer verlaufenden Wände 7 (Fig. 4) durchbrochen sind, so daß die Schrauben 1 zugänglich sind.

In dem kreuzförmigen Hohlraum des prismatischen Gehäuses ist der Antriebselektromagnet untergebracht, welcher aus der rechteckigen Flachwicklungfl

und den beiden Teilen des magnetischen Kreises besteht. Diese beiden Teile werden von dem Joch C₁ und dem beweglichen Teil oder Anker C, gebildet. Diese sind miteinander schwenkbar verbunden, und die · Flachwicklung Z? umgibt die beiden einander gegenüberstehenden Schenkel 8 und 9 des Joches bzw. des Ankers, die beide etwa so'lang sind, wie die Hälfte der Wicklungshöhe (Fig. 2) beträgt. Die Flachwicklung B stützt sich auf den Mittelteil 10 und auf den Fortsatz 11 des Joches C₁ ab. Wenn die aus dem Jochj dem Anker und der Flachwicklung bestehende Einheit in das Gehäuse A eingeschoben wird,' drängt eine Blattfeder 12, die sich auf die Wand 5 und den Rücken des Joches C₁ abstützt, die dem Joch abgewendete Fläche der Flachwicklung unter Vermittlung seiner Teile 10 und 11 gegen die Flächen 13 (Fig. la und 2) des kreuzförmigen Hohlraumes des Gehäuses. _v

Die Blattfeder 12' wird am Boden des Hohlraumes durch eine Zunge 12a festgehalten,-die in eine öffnung in der Wand des Gehäuses eingehängt ist.

Das Joch C₁ ruht am Boden des Hohlraumes auf einem elastischen Kissen 14 (Fig. 2), welches mittels eines.in einer im Boden des Gehäuses vorgesehenen Nut 15 gehaltenen Knopfes 14 a festgelegt ist.

Die Wicklung und das Joch nehmen drei Schenkel des kreuzförmigen Hohlraumes des Gehäuses ein, während von dem vierten der Anker C₂ umschlossen wird, welcher in der Ruhestellung an einem elastischen Körper 16 anliegt, der an der Wand des Gehäuses vorgesehen ist.

Wenn der Magnet mit Wechselstrom betrieben wird, werden die beiden Teile C₁ und C₂ durch Pakete aus Blechen mit magnetischen Eigenschaften gebildet, welche von Anschlägen zusammengehalten werden. Ein Ring 17 zur Phasenverschiebung (F i g. 2) ist in eine der Polflächen des Joches eingelassen.

Die beiden Enden der FlachwicklungB (Fig. 4) sind an zwei massive abgewinkelte Leiter 20 angeschlossen, welche in Isolierstutzen 21 eingebettet sind, die mit der Verkleidung der Wicklung ein einheitliches Ganzes bilden. Die Leiter 20 sind in Schlitze 22 (F i g. 1 a) der verzahnten Teile 4 des Gehäuses eingebettet und mit Anschlußklemmen 23 versehen, die in ihrer Ausführung den festen Kontakten!) entsprechen, die weiter unten beschrieben werden.

Zur schwenkbaren Verbindung zwischen Joch und Anker besitzt der eine Schenkel 24 des Joches einen Schuh 25 aus Kunstharz, welcher mit seinem hohlen Teil 25 α den Schenkel einhüllt und einen Fortsatz 256 (Fig. 2) mit einem Schwalbenschwanz besitzt, mit dem der Schuh an das Joch angehängt ist. Auf der diesem Fortsatz entgegengesetzten Seite ist der hohle Teil 25 a über die Polfläche des Schenkels 24 hinaus verlängert und umgrenzt zusammen mit dieser Fläche einen Raum, in den die Kante Πα des Schenkels 27 des Ankers hineinfaßt.

An dem vorspringenden Teil 25 c dieses Schuhes ist ein Bügel 28 angehängt, .der durch eine Druckfeder 29 belastet ist, die sich einerseits auf eine Oberfläche des vorspringenden Teils 25 c und andererseits, auf eine auf der Traverse 28ο des Bügels 28 auf-' sitzende Anschlagscheibe 30 abstützt. Mittels der an diesem Bügel vorgesehenen Achse 33 ist die Verlängerung 32 des Ankers C_s schwenkbar gelagert.

Diese Ausführung ermöglicht es, die beiden Teile C. und C, weit voneinander zu entfernen, um die Ffachwickfung B einzusetzen. Andererseits können aber die beiden Teile so gegeneinander geschwenkt werden, daß ihre Polflächen dicht einander gegenüberstehen.

Der Anker C, trägt auf seiner der Schwenkachse 33 abgewendeten Seite eine durch einen Niet 38 befestigte Verlängerung aus gespritztem Material, die · zur Betätigung der Kontakte dient, wie weiter unten noch beschrieben wird.

Der den beschriebenen Elektromagneten enthaltende Hohlraum des Gehäuses wird durch ein Führungsstück G verschlossen, welches einen Schieber H enthält. Das Führungsstück G (Fig. 1 und la) ist mit Verstärkungs- und Verschlußrippen 40 und 41 versehen, die in entsprechend geformte Aufnahmen des oberen Teiles des Gehäuses A eingreifen.

Der SchieberH (Fig. 3) ist ein prismatischer Hohlkörper mit zwei Seitenwänden 42, die mit Rippen 43 versehen sind, welche in Nuten des Führungsstückes G eingreifen. Er besitzt zwei quer verlaufende Abschlußwände 44 und je eine Abschlüßwand 45 und 46 (F i g. 2). Die innenliegenden Abschlußwände 45 und 46 weisen gegeneinander gerichtete Verdickungen 47 und 48 auf, und die erstgenannte besitzt außerdem einen dreieckigen Vorsprung 49.

Im Innenraum des Führungsstückes G wird der Schieber H ■ durch eine Feder 50 belastet, die sich einerseits auf die Abschlußwand 46 des Schiebers und andererseits auf ein mit 51 bezeichnetes Winkelstück abstützt, welches durch eine Schraube 52 am Führungsstück G befestigt ist. Das Winkelstück 51 weist zusätzlich eine Verlängerung 51 α auf, die dazu dient, die aus dem Schieber und seinem Führungsstück bestehende Baueinheit mit der Hand auszuheben.

Die Abschlußwände 45 und 46 bilden zusammen mit dem an der Feder 50 anliegenden Fortsatz des Winkelstückes 51 im Verein mit dieser Feder die Anschläge für die Begrenzung des Verschiebeweges _c des Schiebers H im Führungsstück G und verhindern die Trennung dieser beiden Teile.

Der Schieber H trägt außerdem Querachsen 53, die die Einzelteile der beweglichen Kontaktstücke K₁ und K₂ lagern. Vorigen in F i g. 2 dargestellten, übereinstimmend ausgebildeten Kontaktstücken bildet das eine einen Arbeitskontakt und das z\veite einen Ruhekontakt. Jedes Kontaktstück besitzt einen Kontaktarm 54 und einen Hebel 55, die beide mit ihren, hakenförmig ausgebildeten Enden um die Achse 53 schwenkbar sind und von einer Druckfeder 56 voneinander entfernt gehalten werden.

Wenn sich die das Kontaktstück bildende Einheit in der Stellung K₁ befindet, wird der Hebel 55 unter Vermittlung von an ihm vorgesehenen, nicht dargestellten Anschlägen durch die Kanten 58 a der Aussparungen 58 in den Rändern der Wände 42 des Schiebers H festgehalten, so daß sich nur der. Kontaktarm 54 gegen die Kraft der Feder 56 bewegen kann.

In der Stellung K₂ bewegen sich diese Anschläge frei in den Aussparungen 58, und der entsprechende Hebel 55 stützt sich an einem der Nocken 60 des Führungsstückes G ab.

Wie in der vorstehend genannten Patentanmeldung erläutert ist, wächst der Druck der beweglichen Arbeitskontakte gegen die festen Kontakte bei der Einschaltbewegung des Relaisankers mit der Verschiebung des Schiebers H, während sich bei der

Ausschaltbewegung der Druck auf die festen Ruhekontakte, von der Berührung zwischen den festen und beweglichen Kontaktstücken an gerechnet, nur wenig verändert, obwohl der Schieber sich in Richtung auf seine Ruhestellung verschiebt.

Einer der festen Kontakte D, mit dem die beweglichen Kontakteinheiten zusammenwirken, ist in F i g. 5 dargestellt. Der feste Kontakt besteht aus einem Abschnitt 60, der so zugeschnitten, gefaltet und bearbeitet ist, daß er zwei Anschlußstücke, ein Kontaktstück, eine elastische Klemmverbindung und ein Befestigungsmittel bildet.

Der untere Teil dieses Abschnittes ist zur Bildung eines Schuhes 60 a U-förmig gebogen. Der Schuh umfaßt die genuteten Ränder 61 (Fig. la und 3) der Teile 4 des Gehäuses A. Er wird von einer Schraube 62 durchquert, die in das Gewinde 63 eingeschraubt ist und zum Befestigen des festen Kontaktes dient. Die Platte 64 ist für den Anschluß eines Leiters an den festen Kontakt bestimmt. An den U-förmig gebogenen Teil 60 a schließt ein Winkel 60 b an, dessen nach oben ragende Teile 65 ein Kontaktmesser für eine' Leitung bilden, die mit einer Klemme oder einem entsprechenden Kabelschuh versehen ist, welcher über das Kontaktmesser geschoben werden kann. Das Kontaktstück 66 des festen Kontaktes ist auf dem anderen Schenkel des Winkels vorgesehen. Unter dem Kontaktstück ist ein Zahn 67 ausgeschnitten, der, wenn der U-förmige Schuh 60 α über den Rand 61 geschoben wird, in eine Nut 68 (Fig. la und 3) des Randes des Gehäuses A einspringt, wodurch bereits vor dem Anziehen der Schraube 62 der feste Kontakt an das Gehäuse elastisch angeklemmt wird, während nach dem Anziehen der Schraube eine Entfernung des festen Kontaktes D nicht mehr möglich ist. Wenn man die aus den Teilen 54, 55 und 56 bestehende bewegliche Kontakteinheit herumdreht, und die beiden festen Kontakte!) entsprechend vertauscht, erhält man wahlweise einen Ruhe- oder Arbeitskontakt.

Wie bereits erwähnt, sind die Anschlüsse 23 der FlachwicklungB ebenso gestaltet wie die Einheiten!) für die festen Kontakte. Sie sind jedoch nicht mit Kontaktstücken 66 und Zähnen 67 versehen.

Wie oben angegeben, wird der Schieber H durch die aus gespritztem Material bestehende Verlängerung 35 des Ankers C₂ bewegt. Diese etwa in Form eines Winkels ausgebildete Verlängerung endet zwischen den Schenkeln des von den Polflächen der Teile C₁ und C₂ bestimmten Winkels an einer von diesen entfernten Stelle. Ihr Ende wird durch einen in der Symmetrieebene dieser beiden Teile angeordneten Knopf 70 (F i g. 2 a) gebildet, der mit zwei gerundeten Seitenflächen 71 versehen ist, welche an den Seitenflächen 47 a und 48 a der Verdickungen 47 und 48 der Abschlußwände 45 und 46 anliegen.

Die Schwenkbewegung des Ankers um die Kante 27 a veranlaßt die Verschiebung des Schiebers H in seinem Führungsstück mit einem Minimum von Reibung der Flächen 71 an den Flächen 47 a und 48 a, vorausgesetzt, daß die Symmetrieebene des Knopfes 70 in der Mittelstellung des Ankers etwa durch die als Schwenkachse dienende Kante'27a verläuft. '■"*■-

Die nach oben zeigende Kante des Knopfes 70 besitzt zwei einander abgewendete Schrägflächen 72 und 73, die als Führung für den Knopf bei seinem Eintritt in die dargestellte Lage dienen bzw. vermeiden sollen, daß die Kontakte K₂ (Ruhekontakte) mit den entsprechenden festen Kontakten zusammenstoßen, wenn die Einheit G, H auf dasGehäuse/ί aufgesetzt wird.

Wie aus den F i g. 2 und 2 a hervorgeht, stößt hierbei die Schrägfläche 72 gegen die Führung 49 a des Vorsprunges 49. Dadurch wird der Schieber H, da die Rippen 40 des Führungsstückes G bereits in das Gehäuse Λ eingetreten sind, in dem Führungsstück nach links in F i g. 1 verschoben. Infolgedessen werden die beweglichen Kontaktstücke K₂ sofort von den festen Kontaktstücken entfernt und gelangen in ihre Stellung, ohne sich an letztere anzuhängen. Anschließend zieht die Rückzugsfeder 50 den Schieber// zurück, so daß die Schrägfläche 74 des Knopfes über die Schrägfläche 49 b greift. Bei der Demontage erfolgt diese Verschiebebewegung des Schiebers durch das Zusammenspiel der Schrägflächen 74, 49 b in umgekehrter Richtung.

Die Verlängerung 35 weist außerdem auf der einen Seite des Knopfes einen Hebel 75 auf, der durch eine Aussparung 101 des Führungsstückes G (F i g. 1) nach außen durchgeht und die Bewegung des Ankers mit der Hand ermöglicht.

Zum Zusammenhalten des beschriebenen Relaisaufbaus dient ein Riegel U (F i g. 4 und 6), welcher mit den oberen Enden 80 der inneren Abschlußwände der mit Rippen und Nuten versehenen Teile 4 zusammenwirkt, wie Fig. 7 zeigt. Deshalb sind die oberen Enden der inneren Abschlußwände mit prismatischen Nuten versehen, die einander zugekehrt sind. Der Riegel ü besitzt zwei einander parallele Arme 81, deren Enden in rechtwinklige Haken 81a entsprechender Form auslaufen. Zum Aufsetzen des Riegels weisen die Arme Aussparungen 82 auf, in denen die Enden 80 der Abschlußwände Platz finden. Durch eine Längsbewegung der Arme greifen deren vier Haken 81 α gleichzeitig in die vier Nuten der Enden 80 ein.

Die Arme 81 sind durch eine Traverse 83 verbunden, die als Träger für die Bezeichnung dient und dessen abgewinkelte Enden 84 die beweglichen Kontakte K₁ und K₂ abdecken und diese schützen. Die Aussparungen 102 der abgewinkelten Teile der Enden 84 greifen über die Nocken 41a (Fig. 1) der Rippen 41 des Führungsstückes G, um eine unbeabsichtigte Gleitbewegung des Riegels nach seinem Aufsetzen zu verhindern.

Patentschutz wird nur begehrt jeweils für die Gesamtheit der Merkmale eines jeden Anspruches, also einschließlich seiner Rückbeziehung.

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Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetisches Relais mit einem vorzugsweise prismatischen Gehäuse, in das ein aus einem Joch, einem Anker und einer Wicklung bestehender Äntriebselektromagnet eingeschoben ist, wobei der Anker im wesentlichen senkrecht zur Längserstreckung des Gehäuses bewegbar ist und in einen die Kontaktbrücken tragenden Schieber eingreift, welcher die zwischen den mit feststehenden Kontakten bestückten, parallelen Rändern der Gehäuseöffnung bewegbaren Kon-

takte trägt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (H) herausziehbar und an parallel zu seiner Bewegungsrichtung gelegenen Seiten umfaßt in einem Führungsstück (G) ge-

lagert ist, welches die Gehiiiiseöirnung verschliel.it, die — ebenso wie das Gehäuse (A) selbst — in ihrem Querschnitt so bemessen ist, daß der AntriebselekliOmagnet (C₁, C₁₁ B) aus dein Gehäuse herausziehbar ist.

2. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Schieber (/Y) und dem Führimgsstück (G) gebildete Baueinheit eine Rüekzugsfeder (50) Hilden Schieber und Anschläge (51, 45, 46) zur Begrenzung des Schieberweges aufweist.

3. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fiihrungsstiick (G) Verstärkungs- und Verschlußrippen (40, 41) aufweist, die den Schieber vollkommen umschließen.

4. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkuhgsrippen'(4I) in das Gehäuse (A) eingreifen. ' ■

5. Elektromagnetisches Relais nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der iniienraum des Gehäuses (^i) einen Querschnitt in Form eines Kreuzes hat, dessen einer Teilrauni parallel und dessen anderer Teilraum senkrecht zu den Wänden des Gehäuses gelegen ist, und daß tier senkrecht zu den Wänden gelegene Teilraum die Wicklung und der andere das Joch (C₁) und den Anker (C.) des Elektromagneten aufnimmt.

6. Elektromagnetisches' Fielais nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Rippen (40) des Führungsstückes (G) beiderseits, seines Mittelteiles die Wicklungskleinmen isolieren und in Ausnehmungen des Gehäuses eingreifen.

7. Elektromagnetisches Relais nach . Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine 'Traverse (83) mit Verriegelungsnasen (81 ei), welche in Nuten eingreifen, die in die Räiffcler der die festen Kontakte auf dem Gehäuserand nennenden Scheidewände (80) so eingearbeitet sind, daß sich die Traverse auf der Außenfläche des Führungsstückes (G") abstützt, um dieses fesizuhallen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen