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Elektromagnetisches Relais mit Steuersteg und Stützteg für die Kontaktfedern
Der Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais mit einem vom Anker bewegbaren
Steuersteg zur zwangsweisen Führung bewegter Kontaktfedern und einem ortsfesten
gitterartigen Stützsteg zur Abstützung der Kantaktgegenfedern eines Kontaktfederpaketes.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein derartiges Relais, das
insbesondere als Signalrelais im Eisenbahnsicherungswesen verwendet werden soll,
so zu gestalten, daß die Relaisspule mit einer oder mehreren Wicklungen und die
Kontaktfedern - analog den bekannten Plachbaugruppen der' Elektronik - beim Einbauen
des Relais an einem vorgegebenen Platz über Anschlußleisten für Steekeranschlüsse
automatisch an eine entsprechende Schaltung angeschlossen wird. Die Buchsen oder
Federndieser Leisten sind in einem vorgegebenen Rastermaß über - und nebeneinander
angeordnet und vorzugsweise mit Anschlußstiften zum mechanisierbaren löt,freien
Anschließen der Schaltung inDrahtwickeltechnik ausgerüstet. Das Relais soll ferner
möglichst wenig Einbaufläche im Raster benötigen.
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Bei einem bekannten Relais (DAS 1.036.387) mit zwangsweiser Führung
der beweglichen Kontaktfedern und gemeinsamer Abstützung der Kontaktgegenfedern
liegen die Kontaktfedern und der Spulenkern mit Spule und Klappanker in Längsrichtung
übereinander. Für die letztgenannten Teile des Relais ist etwa die gleiche Anbaufläche
erforderlich wie für ein Kontaktfederpaket mit achtzehn Kontaktfedern, von denn
je drei nebeneinander
liegen. Die Anschlüsse der Kontaktfedern
und der Spule sind darüber hinaus für Lötverbindungen ausgebildet.
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Bei einem weitern bekannten Relais (DAS 1.283.390) mit Vielfachkontaktfedersatz
sind die Kontaktfedern und der Spulenkern mit Spule in Längsrichtung senkrecht zu
einander angeordnet. Hierdurch wird ebenfalls eine wesentlich größere Anbaufläche
benötigt, als für die als Löt-oder Steckverbindung ausgebildeten und im Rastermaß
liegenden Anschlüsse der Kontakte und der Relaisspule erforderlich wäre.
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Die obengenannte Aufgabe, insbesondere die Forderung nach geringer
Einbaufläche für das Relais,. wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Spulenkern
mit Spule und Magnetjoch des Relais sowie das Kontaktfederpaket in Längsrichtung
der Kontaktfedern hintereinander seitlich an einer in Führungsschienen einschiebbaren
Trägerplatte befestigt sind, der Steuersteg am dem Spulenkern zugekehrten Ende der
Kontaktfedern angreift und durch ein Winkelstück am Anker steuerbar ist und das
andere über die Trägerplatte ragende Ende der Kontaktfedern als Stecker für in einem
vorgegebenen Rr'j.stermaß angeordnete Buchsen oder ledern einer Ansc7-lut;lleiste
des Relais ausgebildet ist.
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Das Kontaktfederpaket wird vorteilhafterweise an mindestens einem
Winkelstück der. Trägerplatte zwischen zwei Platten aus Isoliermaterial lösbar befestigt,
in denen Durchbrüche oder Vertiefungen für Führungszapfen des Steiiersteges angebra.eht
sind.
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In einer dieser Platten werden zwzeckmäßigerweise Nuten für Stecker
und Anschlußleitungen mehrerer Relaiswicklungen vorgesehen.
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Perner ist es vorteilhaft, das Kontaktfederpaket aus übereinander
schichtbaren Kontaktfedersätzen mit mehreren nebeneinander liegenden Kontaktfedern
zusammenzusetsen, dte am steckbaren KoKt.ktf£d ec"d e gemeinsam von einen gepreßten
od er gespritzten Isolierkörper umgeben sind. Die bewegte Kontaktfeder und die zugehörige
Kontaktgegenfeder für jeden Kontakt befinden sich.
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hierbei in übereinander liegenden Kontaktfedersätzen, deren Isolierkörper
mit Nasen und Durchbrüchen zur formflüssigen
Fixierung ihrer.Lage
zu einander, zu weiteren Kontaktfeder-.
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sätzen und zu anderen Bauteilen des Relais versehen sind.
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Die Isolierkörper können mit so geringen Maßtoleranzen hergestellt
werden, daß im zusammengebauten Zustand des Relais die Abstände der Kontaktfedern
von einander und von anderen Bauteilen und damit auch die wirksamen Kontaktkräfte
keine unzulässigen Streuungen aufweisen.
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Durch seitliches Versetzen der steckbaren Kontaktfederenden innerhalb
der Isolierkörper gegenüber den KontaktfederteilenK mit den Kontaktnieten, kann
ferner erreicht werden, daß die steckbaren Kontaktfederenden der beiden übereinander
liegenden Kontaktfedern der einzelnen Kontakte im Rastermaß nebeneinander liegen.
Zusätzlich kann es zweckmäßig sein, mindestens eine der beiden Kontaktfedern jedes
Kontaktes im zugehörigen Isolierkörper in Richtung auf die jeweils andere Kõntaktfeder
eo weit abzukröpfen, daß die steckbaren Kontaktfederenden in derselben Rasterzeile
nebeneinander liegen.
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Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen erfindungsgemäßer Relais ergeben
sich aus der nachstehenden Beschreibung einiger in der Zeichnung dargestellter Ausführungebeispiele.
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Inder Zeichnung zeigen Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau des Relais
in Seitenansicht., Fig. 2 die zugehörige Vorderansicht, Fig. 3 die Seitenansicht
einer als magnetisches Haftrelais ausgebildeten Variante des Relais, Fig. 4 die
Seitenansicht eines aus zwei Relais hach Fig. 1 bestehenden Stützrelais, Fig. 5
die Seitenansicht des Relais nach Fig. 1 in natürlicher Große mit näheren Einzelheiten,
Fig. 6 die Rückansicht, und Fig. 7 einen Schnitt durch das Relais in Fig. 5, Fig.
8 und 9 Seitenansicht und Draufsicht eines Kontaktfedersatzes mit bewegten Kontaktfedern
und Fig. 10 und 11 Seitenansicht und Draufsicht eines Kontaktfedersatzes mit den
zugehörigen Kontaktgegenfedern.
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In Fig. 1 und 2 sind von dem Relais schematisch dargestellt die Relaisspule
10 mit Spulenkern 11, Ilagnetjoch 12 und angezogenem Anker 13. Das Winkelstück 130
am Anker hat den
Steuersteg 14 für die zu bewegenden Kontaktfedern
151 des Kontaktfederpaketes 15 angehoben, das zwischen den Platten 16 und 17 aus
Isoliermaterial lösbar befestigt ist. Magnetjoch 12 und mindestens eine der Platten
16 und 17 sind seitlich an der aus nichtmagnetisierbarem Material Z.B.
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Alumimium, bestehenden Trägerplatte 18 befestigt, für die am Einbauplatz
des Relais U-förmige Führungsschienen 19 vorgesehen sind. Vom Kontaktfederpaket
15 ist nur ein Kontaktfederpaar mit der bewegten Kontaktfeder 151 und der Kontaktgegenfeder
152 für einen Arbeitskontakt dargestellt.
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Die bewegte Kontaktfeder 151 greift mit ihrem dem Anker 13 zugekehrten
Ende in eine Nut 141 des Steuersteges 14. Die Gegenfeder 152 wird bei abgefallenem
Anker bzw. Steuersteg durch einen Gitterstab 200 des Stützsteges 20 abgestützt,
der an der Platte 17 befestigt ist. Der Steuersteg ist oben und unten mit Führungszapfen
140 versehen, die in Durchbrüchen der Platten 16 und 17 geführt sind.
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In nicht dargestellte Nuten der Platte 16 sind die Steuerleitungen
100 für eine oder mehrere Relaiswicklungen eingelegt, deren Wicklungsenden an die
Lötanschlüsse 101 in der Isolierscheibe 102 des Spulenkörpers geführt sind.
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Die nach rechts aus der Platte 16 herausragenden Enden der Steuerleitungen
und die aus dem Federpaket 15 herausragenden Enden der Kontaktfedern sind als Stecker
ausgebildet. Alle bisher beschriebenen Teile des Relais sind durch das durchsichtige,
strichpunktiert angedeutete Gehäuse 21 geschützt.
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Um die Ankerlage jedes Relais auch dnn leicht erkennen zu können,
wvnn mehrere Relais dicht neben-und ilbereinaIlder an ihren F,inbzui,lätzen angeordnet
sind, is-t ein Ankerlageanzeiger vorgesehen. Dieser besteht aus dem in den Isolierscheiben
102 und 103 etwa parallel zum Spulenkörper gehührten Stab 131, der am rechten Ende
formflüssig in einen Durchbruch am oberen Rand des Ankers 13 greift. Der Stab kann
am anderen Ende zusätzlich eine auffällig gefärbte Scheibe tragen.
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Bei angezogenem Relaisankers ist diese Scheibe bis dicht an die vordere
dutehsichtige Wand des Gehäuses 21 bewegt und macht diese Ankerlage deutlich erkennbar.
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Bei gemein Fig. 3 dargestellten magnetischen Haftrelais besteht die
Scheibe 103 zweckmäßigerweise aus Eisen.
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Zwischen dieser Scheibe und der Relaiswicklung 10 ist ein permanenter
Magnet 104 angeordnet, der den Anker 13 nach dem Anziehen aus der dargestellten
abgefallenen Lage in der angezogenen Lage hält. Der Anker fällt wieder ab wenn eine
Löscbwicklung des Relais Kurzzeitig angeschaltet, wird.
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Zwischen Anker 13 und Steuersteg 14 ist ein Einbauplatz für ein Einstellglied
vorgesehen, durch das die zum Anziehen des Ankers erforderliche Kraft eingestellt
werden kann. Das Einstellglied besteht aus einem an der Trägerplatte angebrauchten
Winkelstück 22 mit daran befestigtem Schraubenbolzen 220. Zwischen einer Stellmutter
221 auf diesem Bolzen und einer Halterungpfanne 133 am Winkelstück 130 des Ankers
ist eine vorgespannte Feder 222 angebracht. Die Feder wirkt in Richtung derRuhelage
des Ankers und verhindert das Anziehen des Ankers beimErregen des Relais mit sogenanntem
Fehlstrom, z.B. bei Reihenschaltung der niedrigohmigen Steuerwicklung des Relais
mit der hochohmigen Steuerwicklung-eines anderen Relais.
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Bei Relais für kleine Ansprechleistungen kann das Einstellglied in
der um 900 gedrehten Lage angebracht werden, die durch die gestrichelt gezeichnete
Feder angedeutet ist. Dann wirkt die Feder über die vom Ankerklebstift gehaltene
Pfanne 134 in Richtung der Arbeitslage des Ankers.
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Bei dem in Fig. 4 schematisch dargestellten Stützrelais sind zwei
gleiche Relais auf einer breiteren gemeinsamen Trägerplatte 180 übereinander angebracht,
für die am Einbauplatz des Relais Führungsschienen mit doppeltem Abstand gegenüber
Fig. 2 vorgesehen werden. Im Raum zwischen den beiden Relais ist etwa in der Mitte
der Trägerpiatte 180 auf einem daran befestigten oder angegossenen Bügel-bzw. Winkelstück
181 eine Platte 23 mit dem Stützsystem für die Relaisanker lösbar befestigt. Das
Stützsystem besteht aus zwei gleichen um die Bolzen 230 drehbaren Winkelhebeln 231,
die etwa spiegelbildlich zu einander angeordnet sind. Das gabelförmige Ende des
oberen bzw. unteren Winkelhebels umgreift eine Nase 135 die seitlich am oberen Teil
des Ankers des oberen bzw. unteren Relais angebracht ist. Die arideren Schenkel
der beiden Winkelhebe stehen bei angezogenem Anker jeweils eines Relais
und
abgefallenem Anker des anderen Relais senkrecht zu einander und stützen sich an
ihren Enden wechselweise aufeinander ab. Bei der dargestellten Ankerlage ist der
angezogene Anker des unteren Relais über die Winkelhebel durch den abgefallenen
Anker des oberen Relais abgestützt.
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Das in Fig. 5 bis 7 dargestellte Relais ist für ein Kontaktfederpaket
mit maximal zwölf Kontakten bemessen. Es ist im dargestellten Beispiel mit Kontaktfedern
für je sechs Arbeits und Ruhekontakte bestückt, von denen jeweils drei gleiche Kontakte
in derselben Kontaktzeile nebeneinander und zwei übereinander angeordnet sind. Die
zum Relaisanker 13 zeigenden Enden der zu bewegenden Kontaktfedern 151 sind in Richtung
auf die Kontaktniete eingerollt und greifen formschlüssig in eine der sechs Nuten
141 des Steuersteges 14.
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Die Gegenfedern 152 der Arbeitskontakte sind bei abgefallenem Anker
durch die beiden oberen Gitterstäbe 200 des Stützeteges 20 von unten abgestützt,
der zwischen zwei seitlichen Streben 170 an der Platte 17 angebracht ist. Bei angezogenem
Anker sind die Gegenfedern 151 der Ruhekontakte durch die beiden unteren Gitterstäbe
von oben abgestützt.
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Aus Seitenansicht des Relais in Fig. 5 und Rückansicht in Fig. 6 ist
erkennbar, daß je sechs steckbare Kontaktfederenden in den vier Rasterzeilen 281
bis 284 im Rastermaß a der nicht dargestellten ügehörigen Anschlußleiste nebeneinander
liegen.
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In der obersten Rasterzeile 280 sind die steckbaren Enden von sechs
Steuerleitungen 100 für drei galvanisch getrennte Relaiswicklungen angedeutet. Die
Kontaktbestückung des für zwölf Kontakte bemessenen Relais kann in einfacher Weise
dem erforderlichen Kontaktbedarf dadurch angepasst werden, daß das Kontaktfederpaket
aus acht übereinander schichtbaren Kontaktfedersätzen 24 bis 27 mit je drei nebeneinander
liegenden Kontaktfedern 151 bzw 152 zusammengesetzt werden kann.
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Bei dem in Fig. 8 in Seitenansicht und in Pig. 9 in Draufsicht dargestellten
Kontaktfedersatz 24 für die oberSte Reihe mit Arbeitskontakten und für die unterste
Reihe mit Ruhekontakten sind drei vom Steuersteg des Relais bewegbare Kontaktfedern
151 nebeneinander angeordnet, der Mittenabstand der bewegbaren Kontuktfederenden
ist etwa gleit den, 1,5 - f;:tchem R':tc4ef?.
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Die steckbaren Kontaktfederenden sind gemeinsern von einem @@@@@ @@@@@@@@@
oder gespritztem Isolierkörper 240 umgeben.
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Zur Erhöhung der Steifheit der steckbaren Kontaktfederenden ist das
Federnaterial in Richtung zum Isolierkörper umgelegt und reicht bis in diesem Körper.
Jede Kontaktfeder trägt vor dem eingerollten Kontaktfederende zwei nebeneinander
liegende Kontaktniete. Sie ist im Bereich vor den Isolierkörper mit einem Längsschlitz
153 versehen, um beim Bewegen der jeder des Gegelmoment gering und die Federcharakteristik
flach zu gestalten. Die Kontaktfedern sind innerhalb des Isolierkörpers so geformt,
daß die aus dem Isoliermaterial herausr@gendef steckbaren Kontaktfederenden gegenüber
den die Kontaktniete tragenden Teilen um unterschiedliche Beträge b1, b2 bzw. b3
seitlich versetzt. Hier durch liegen die Steckbaren Kontaktfederenden im doppelten
Rastermaß 2a nebeneinander. Die Federn sind im Isolierkörper mit genügendem Abstand
am Durchbruch 241 für die Befestigungsschraube 150 (Fig. 5) des Kontaktfederpaketes
und am Rastdurchbruch 242 für die Rastnase 253 am Isolierkörper 250 des zugehörigen
Kontaktfedersatzes 25 (Fig. 10 und 11) vorbeigeführt. Der Isolierkörper 240 ist
ferner mit einer Rastnase 243 sowie drei quaderförmigen Erhöhungen 244 für die um
den Betrag c abgekröpften Enden der Kontaktfedern versehen.
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Die drei in Fig. 10 und 11 dargestellten Kontaktgegenfedern 15-2 des
Kontaktfederßatzes-.-25 sind zwischen den Kontaktnieten mit einem Schlitz 154 versehen
und im Isolierkörper 250 um den Betrag d abgekröpft. Diese Kontaktfedern sind im
Isoliermaterial gegenüber den Kontaktfedern der Fig. 8 um 1800 gedreht und in umgekehrter
Reihenfolge angebracht. Im Isolierkörper :250, sind der Durchbruch 251 für die Befestigungsschraube,
der Rastdurchbruch 252 für die Rastnase 243 sowie die Ausschnitte 254 für die Erhöhungen
244 des Isolierkörpers 240 angebracht.
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Beim Zusammenbau des Kontaktfederpaketes werden die Kontaktfedersätze
24 und 25 über-einander geklappt, wie es aus Fig. 5, ersichtlich ist. Dann liegen,
die -mit Kontaktnieten vorsehenen zeile den Kontaktfedern 151 und 152 für aeden
Kontakt übereinander, während die steckbaren Kontaktfederenden in derselben
Rasterzeile
im Rastermaß a nebeneinander liegen.
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Die in Fig. 5 gestrichelt angedeutete Form der Kontaktfedern in den
Isolierkörpern der Kontaktfedersätze läßt erkennen, daß auch die bewegten Kontaktfedern
151 der Kontaktfedersätze 26 in einem Isolierkörper 250 nach Fig. 10 und 11 und
die Kontaktgegenfedern 152 der Kontaktfedersätze 27 in einem Isolierkörper 240 nach
Fig. 8 und 9 angeordnet sind.
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Im Kontaktfederpaket sind zwischen übereinanderliegenden Kontaktfedersätzen
mit nicht zusammenarbeitenden Kontaktfedern zasätzlich zwei kammförmig gezahnte
Metallplatten 29 angeordnet. Jede Platte hat sechs Zähne, die im Rastermaß a nebeneinander
liegen und einzeln leicht abtrennbar sind.
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Eine weitere gleiche Metallplatte iSt unter der Isolierplatte 17 angeordnet.
Zur formschlüssigen Fixierung der Lage der Platten sind diese mit Durchbrüchen für
die Rastnasen 243 und 253 an den Isolierkörpern 240 und 250 versehen. In der Anschlußleiste
des Relais ist für jeden Zahn der Metallplatten ein Durchbruch vorhanden. Die Zähne
und Durchbrüche dienen einerseits zusätzlich zum Führen des Relais beim Einschieben
der steckbaren Kontaktfederende. Andererseits kann durch Abtrennen mindestens eines
Zahnes, der bei anderen Relais nicht abgetrennt ist, und durch Verschließen des
zugehörigen Durchbruchs mit einem Stopfen sichergestellt werden, daß das Relais
nur am zugehörigen Einbauplatz eingeschoben werden kann.
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Das in Fig. 5 dargestellte am Anker 1,3 angebrachte Winkelstück 130
zum Heben des Steuersteges 14 besteht aus eine parallel und in geringem Abstand
zur Trägerplatte 18 bewegten Teil mit einem winklig abgebogenen Steg 132, der in
einen Ausschnitt am unteren Rande des Steuerstegesgreift, lüroh diese Form des Winkelstückes
ist zwischen Anker 13 und Steuersteg 14 gegügend Raum für das in Fig. 3 schematisch
dargestellte Einstellglied 22, 221, 222 und bei Stützrelais nach Fig. 4 für das
Stützsystem 23, 230, 231.
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Aus dem in Fig. 7 dargestellten Schnitt A-B der Fig. 5 ist erkennbar,
daß am unteren Teil des Magnetjoches 12 mindestens ein seitlicher Ansatz 120 vorhanden
ist, der durch einen Durchbruch der Tragerylatte 18 ragt und zum Befestigen des
Joches
uzld der daran angeordneten eile 10, 11 und 13 des Relclis -an der 'I'rügerplatte
vernietet soder gekerbt werden kann. Zum Befestigen der Teile 15, 16, 17 und 20
des Relais an der Trägerplatte 18 ist an dieser das über die Platte 16 abgebogene
Winkelstück 181 (Fig. 6) mit einem Durchbruch für die Befestigungaschraube 150 vOrgesehen.
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Zum Befestigen des Relaisgehäuses 21 ist in der Trägerplatte der Durchbruch
182 für die federnde Nase 210 am Gehäuse vorgesehen. Außerdem sind die Platten 16
und 17 mit je einer Rastnase 161 bzw. 171 versehen, die in'einem zugehörigen Schlitz
der Gehäusewand greifen.
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Zum Befestigen des Relais am Einbauplatz ist am oberen Rand der Trägerplatte
18 eine Halterung 184 mit einer Schraube 185. angebracht, für die in der nicht dargestellten
oberen Pührungsschiene für die Trägerplatte eine Gewindebohrung vorgesehen ist.
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Die Kontaktbestückung des Relais kann in einfacher Weise Z zwischen
drei Ruhe- und neun Arbeitskontakten oder drei Arbeits- und neun Ruhekontakten beliebig
gewählt werden.
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Beispielsweise können statt der Kontaktfedersätze 26 und 27 der oberen
Ruhekontaktreihe in Fig. 5 auch Kontaktfedersätze 25 und 24 für Arbeitskontakte
angeordnet sein. Die eingerollten KontaktSederenden der bewegten Kontaktfedern 151
greifen dann in die zweitunterste Nut des Steuersteges.
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Sinngemäß können die Kontaktfedersätze,27 und 26 der unteren Arbeitskontaktreihe
auch durch Kontaktfedersätze 24 und 25 ersetzt werden, deren bewegte Kontaktfedern
151 in die zweitoberste Nut des Steuersteges greifen. Ferner ist es möglich, Kontaktfedersätze
mit zwei bewegten Kontaktfedern und einer Gegenfeder und zugehörige Sätze mit einer
bewegten Kontaktfeder und zwei Gegenfedern übereinander zu schichten und die bewegten
Kontaktfedern in übereinander liegende Nuten des Steuersteges einzuschieben.
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12 Patentanspriiche 11 Figuren