DE2640439A1

DE2640439A1 - Elektromagnetische betaetigungseinrichtung

Info

Publication number: DE2640439A1
Application number: DE19762640439
Authority: DE
Inventors: George Frank Kuchuris; Kenji Yatsushiro
Original assignee: Singer Co
Current assignee: Singer Co
Priority date: 1975-12-02
Filing date: 1976-09-08
Publication date: 1977-06-08
Also published as: JPS5843845B2; JPS5268955A; IT1067086B; CA1035816A; GB1507133A; FR2334193A1; US4003010A; FR2334193B3; AU1524676A

Description

FAT E ΓΧ! TA M WA LT E

A. GRÜNECKER

DIfL-ING.

H. KINKELDEY

DR-ING.

W. STOCKMAIR

DR-INa-AaE(CALTEO*

K. SCHUMANN

Dft B6H. HAT.- DIPL-PHYS

P. H. JAKOB

DIPL-ING.

G. BEZOLD

DtI FBI NAT.· OFL-CHBbI

8" MÜNCHEN

MAXIMILIANSTRASSE

PH 10 579

8. Sept. 1976

THE SINGER COMPANY

Rockefeller Plaza, New York, New York 10020, USA

Elektromagnetische Betätigungseinrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektromagnetisch betätigbare Einrichtung, beispielsweise eine elektromagnetisch betätigbare elektrische Schalteinrichtung.

Derartige Einrichtungen haben häufig einen komplizierten Aufbau mit einer großen Anzahl von Einzelteilen

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wodurch, sie ziemlich teuer sind und ihr Zusammenbau einen beträchtlichen Zeitaufwand erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der genannten Art zu schaffen, welche durch. Verringerung der Anzahl der Teile zuverlässiger arbeitet und billiger ist als bekannte Einrichtungen, und deren Teile so gestaltet sind, daß die gegebenenfalls erforderliche Präzision mühelos erzielbar ist.

Bei einer elektromagnetisch, betätigbaren Einrichtung mit einem Rahmen, einem in diesem angeordneten, eine Magnetspule und einen Anker aufweisenden Relais und einer den Anker aus der Magnetspule hervor belastenden Feder ist diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine zwischen zwei Stellungen hin und her verdrehbar am Rahmen angebrachte, im wesentlichen ebene Nockenscheibe mit einer äußeren Nockenfläche und einer öffnung, in welche ein am Anker hervorstehender Stift hineinragt und welche an jeder Seite ihrer Mittellinie einen äußeren Begrenzungsanschlag und eine Aufschlagflache für den Stift aufweist, wobei der Stift bei abgeschalteter Magnetspule in Anlage an jeweils einem Begrenzungsanschlag ist und zum Verdrehen der Nockenscheibe in eine andere Stellung bei Erregung der Magnetspule in Anlage an der Aufschlagfläche auf der gleichen Seite der Mittellinie bewegbar ist, durch eine beim Abschalten der Magnetspule wirksam werdende Einrichtung zum Überführen des Stifts über die Mittellinie hinweg in Anlage am anderen Begrenzungsanschlag, und durch eine zunächst der Nockenscheibe am Rahmen angebrachte Einrichtung mit einem durch eine Feder in Anlage an der äußeren Nockenfläche belasteten Betätigungsglied, wobei die äußere Nockenfläche eine solche Kontur hat, daß das sich daran abstützende Betätigungsglied die Nockenscheibe stabil in einer der beiden

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Stellungen festhält.

Im folgenden Ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert." Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer elektromagnetischen Einrichtung für die Betätigung zweier Schalter,

PIg. 2 eine Pig. 1 entsprechende Ansicht mit dem Anker eines Elektromagnets in der unteren Endstellung,

Pig. 3 eine Pig. 2 entsprechende Ansicht einer Einrichtung für die Betätigung eines Schalters mit dem Anker in einer Stellung nach der Rückkehr aus der in Pig. 2 dargestellten Stellung,

Pig. 4 eine Seitenansicht der Einrichtung nach Pig. 3,

Pig. 5 eine vergrößerte Ansicht einer Nockenscheibe und eines Teils eines Rahmens der Einrichtung sowie von Teilen zweier Schalterknöpfe und

Pig. 6 eine Draufsicht auf die Anordnung nach Pig. 5.

Die in Pig. 1 gezeigte Betätigungseinrichtung hat einen einstückigen gestanzten Rahmen 10 für die Aufnahme einer Magnetspule 12, mit zwei Seitenteilen 14, an denen jeweils ein Schalter 16 befestigt ist. Die Magnetspule 12 sitzt zwischen einem oberen und einem unteren waagerechten Teil 18 bzw. 20 des Rahmens und ist von einem am unteren waagerechten Teil 20 angenieteten Anschlag 22, welcher in die Spule hineinragt, Im Rahmen festgehalten. Der Anschlag dient ferner dazu, die Wirksamkeit der Magnetspule zu erhöhen und das Abfallen der ausgeübten magnetischen Kraft am Ende des Hubs eines Ankers 24 zu verhindern. Oberhalb der

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Magnetspule hat der Rahmen ein aufwärts abgewinkeltes Teil 26 mit einem im wesentlichen dreieckigen Fenster 28, an dessen Unterseite in der Mitte eine Erhebung gebildet ist. Diese trägt einen Zapfen 30 für die verdrehbare Lagerung einer Nockenscheibe 32. Rahe dem oberen Ende hat das Rahmenteil 26 einen sich erweiternden Ausschnitt 34-, welcher in das dreieckige Fenster 28 mündet.

Der Anker 24 ist innerhalb der Spule frei drehbar und trägt einen Stift 36, welcher durch das Fenster des Rahmens in eine Öffnung 38 der Nockenscheibe 32 hineinragt. Im oberen Teil hat die Nockenscheibe 32 einen sich verjüngenden Schlitz 40, welcher einen Einlaß für die öffnung 38 bildet und dazu dient, den Zusammenbau des Anker.s::mit der Magnetspule zu erleichtern. Dabei wird der Stift in den Schlitz 40 eingedrückt, so daß er dessen Seiten auseinandertreibt, bis er die Öffnung 38 erreicht. Darauf federn die Seiten des Schlitzes wieder zusammen, so daß der Stift nicht aus der öffnung heraus gelangen kann. Der Stift bildet außerdem einen Sitz für eine zwischen ihm und dem oberen waagerechten Rahmenteil 18 komprimierte Feder 42.

Die Schalter 16 sind mittels Nieten 44 an den seitlichen Rahmenteilen 14 befestigt. Die Löcher für die Nieten sind bereits beim Stanzen des Rahmens geformt, so daß die Schalter 16 und ihre Bet ätigungs glieder 46 eine genau vorbestimmte Stellung relativ zur Nockenscheibe einnehmen. Gegenüber den Betätigungsgliedern 46 hat die Nockenscheibe jeweils ein verbreitertes Randstück 48, an welchem sich das betreffende Betätigungsglied abstützen kann.

In der in Fig. 1 gezeigten Stellung befindet sich der am Anker hervorstehende Stift 36 zur Rechten der Mitte des Zapfens 30 und damit zur Rechten der Mittellinie

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der Nockenscheibe in einer Überkopf stehenden Kerbe 50 in der Öffnung der Nockenscheibe 32. Wird nun die Magnetspule erregt, um den Anker abwärts anzuziehen, so läuft der Stift 36 an einer Schrägflanke 52 auf und wird dabei noch weiter nach rechts verdreht, bis er an einem unteren Randteil 54· der öffnung der nockenscheibe aufsetzt. Dadurch wird die Nockenscheibe im Uhrzeigersinn um den Zapfen 30 herum verdreht, bis der Stift 36 an einem unteren Randteil 56 an der rechten Seite des Fensters im Rahmen in Anlage kommt. Dadurch befindet sich die Nockenscheibe nun in der in "Fig. 2 gezeigten Stellung, in welcher sie das Betätigungsglied 4-6 des rechten Schalters niedergedrückt hält und das des linken Schalters freigibt. Wie man in Fig. 5 erkennt, stützt sich das Betätigungsglied des rechten Schalters in die-» ser Stellung an einem geraden Randstück 58 der Nockenscheibe 32 ab und übt unter der Belastung einer im Schalter vorhandenen Feder eine etwas unterhalb der Mittellinie des Zapfens 30 an der Nockenscheibe angreifende Kraft aus, welche die Nockenscheibe in dieser Stellung festhält. Selbst wenn diese Kraft jedoch etwas höher angriffe, könnte sich die Nockenscheibe 32 wegen des Vorhandenseins einer kleinen Erhebung 60 nicht im Gegenzeigersinn zurückdrehen. Das Betätigungsglied 46 des linken Schalters übt auf eine Schrägfläche 62 der Nockenscheibe eine Kraft aus, welche diese ebenfalls in ihrer Stellung festhält. Somit ist die Nockenscheibe sicher in ihren beiden Stellungen festgehalten, selbst wenn die Einrichtung der Betätigung nur eines Schalters diente, wie in Fig. 3 dargestellt.

Wird die Magnetspule in der in Fig. 2 gezeigten Stellung abgestellt, so bewegt sich der Anker unter der Belastung durch die Feder aufwärts, wobei der Stift 36 an einem Führungsfand 64 im Fenster des Rahmens aufläuft und dabei j wie in Fig. 5 dargestellt, nach links ver-

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dreht wird. Anschließend gleitet der Stift 36 an einem inneren Hand 66 der nockenscheibe 32 entlang und wird dabei weiter nach links verdreht, bis er in der linken oberen Ecke der Öffnung zur Ruhe kommt. Bei der nächsten Erregung der Magnetspule wird der Anker mit zur anderen Seite hin verdrehtem Stift abwärts gezogen und verdreht dadurch die !Nockenscheibe im Gegenzeigersinn.

In den beiden Endstellungen der Nockenscheibe 32 kommt jeweils ein an der Rückseite hervorstehender Anschlag in Anlage an einem Innenrand 70 des Rahmens, um die Drehung der Nockenscheibe in beiden Richtungen zu begrenzen.

In der beschriebenen Konstruktion sind keine kritischen Toleranzen vorhanden, Selbst die Stellung der Schalter-Betätigungsglieder relativ zum Schwenkzapf en. 30 hat wenig Einfluß auf die Fähigkeit der sich an den ebenen oder schrägen, gekrümmten Rändern der Nockenscheibe abstützenden Betätigungsglieder, die Nockenscheibe in der jeweiligen Stellung zu halten. Die. Vorrichtung braucht deshalb nach dem Zusammenbau nicht besonders eingestellt zu werden. Der Anker setzt in seiner unteren Endstellung nicht auf dem Ansch ag 22 auf, so daß der für gute magnetische Eigenschaften notwendige Luftspalt dazwischen erhalten bleibt· Die Magnetspule kann mittels Gleichoder Wechselstrom erregt werden. Mechanische Erschütterungen können nicht zum Umschalten der Vorrichtung in die jeweils andere Stellung führen. Dabei ist die in. Fig. 3 gezeigte Anordnung mit nur einem Schalter ebenso stabil wie eine Anordnung mit zwei Schaltern. Je nach den Anschlüssen der Schalter lassen sich die verschiedensten Schaltvorgänge durchführen. Da die von den Betätigungsgliedern ausgeübte Kraft nahe an der Schwenkachse vorüber oder durch diese hindurch verläuft, ist zum Verdrehen der Nockenscheibe nur eine kleine Kraft

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erforderlich, so daß eine Magnetspule mit kleinen Abmessungen verwendet werden kann. In der beiderseitigen Ruhe- oder Abschaltstellung ist der Stift 36 jeweils so weit aus der Mittelstellung verdreht, daß er den Anker gegenüber durch den Magnetfluß auf ihn ausgeübten Drehmomenten festhalten kann. Dadurch bleibt der Stift bei Erregung der Magnetspule auf der geweiligen Seite der Mittellinie. Durch das Vorhandensein eines Luftspalts zwischen dem Anker 24- und dem Anschlag 22 im erregten Zustand der Spule und durch die Verwendung eines Stifts 36 aus nicht magnetischem rostfreiem Stahl ist aufgrund von Restmagnetismus auftretenden Schwierigkeiten vorgebeugt.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche:

Λ.J Elektromagnetisch betätigbare Einrichtung mit einem Rahmen, einem darin angeordneten, eine Magnetspule und einen Anker aufweisenden Eelais und einer den Anker aus der Magnetspule hervor belastenden Feder, gekennzeichnet durch eine zwischen zwei Stellungen hin und hes verdrehbar am Rahmen (10) angebrachte, im wesentlichen ebene Nockenscheibe (32) mit einer äußeren Nockenfläche und einer Öffnung (38), in welche ein am Anker (24) hervorstehender Stift (36) hineinragt und welche an jeder Seite ihrer Mittellinie einen äußeren Begrenzungsanschlag (66) und eine Aufschlagflache (54) für den Stift aufweist, wobei der Stift bei abgeschalteter Magnetspule in Anlage an jeweils einem Begrenzuijsanschlag und zum Verdrehen der Nockenscheibe in eine andere Stellung bei Erregung der Magnetspule in Anlage an der Aufschlagfläche auf der gleichen Seite der Mittellinie bewegbar ist, durch eine beim Abschalten der Magnetspule wirksam werdende Einrichtung (64) zum Überführen des Stifts über die Mittellinie hinweg in Anlage am anderen Begrenzungsanschlag, und durch eine zunächst der Nockenscheibe am Rahmen angebrachte Einrichtung (16) mit einem durch eine Feder in Anlage an der äußeren Nockenfläche belasteten Betätigungsglied (4-6), wobei die äußere Nockenfläche'eine solche Kontur hat, daß das sich daran abstützende Betätigungsglied die Nockenscheibe stabil in einer der beiden Stellungen festhält.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Überführen des Stifts (36) eine Führungsfläche (64) ist, an welcher der Stift bei seiner Rückkehr in die äußere Stellung in Anlage kommt.

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3· Einriclitung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der Rahmen (10) eine im wesentlichen mit der öffnung (38) der Nockenscheibe fluchtende öffnung (28) mit jeweils einer solchen Führungsfläche (64) zu beiden Seiten der Mittellinie hat.
4. Einrichtung nach Anspruch 31 dadurch -gekenn zeichnet, daß die Verdrehung der Nockenscheibe in deren beiden Stellungen durch zusammenwirkende Anschlageinrichtungen (68, 70) an der nockenscheibe und am Rahmen begrenzt ist.
5- Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß die Bewegung des Ankers in die Spule hinein bei deren Erregung durch die Anlage des Stifts (36) an einer beiderseits der Mittellinie am Rahmen vorhandenen Anschlagfläche (56) begrenzt ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekenn zeichnet, daß die Öffnung der Nockenscheibe beiderseits der Mittellinie jeweils eine von dieser zur Aufschlagfläche (5²O führende Schrägflanke (52) hat, entlang welcher der Stift bei der Abwärtsbewegung des Ankers zur Aufschlagfläche geführt wird.
7- Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Nockenfläche eine solche Kontur hat, daß die von dem sich an der jeweils wirksamen Nockenflache abstützenden Betätigungsglied (46) ausgeübte Kraft in beiden Stellungen der Nockenscheibe eine Belastung derselben um ihre Schwenkachse in die innegehabte Stellung herbeiführt, und daß die beiden wirksamen Nockenflächen durch eine niedrige Erhebung (60) voneinander getrennt sind, welche der Verdrehung der Nockenscheibe aus der jeweiligen Stellung einen Widerstand entgegensetzt.

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8. Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekenn zeichnet, daß das Betatigungsglied (46) so angeordnet ist, daß die von ihm ausgeübte Kraft im wesentlichen durch die Schwenkachse der Nockenscheibe verläuft.
9· Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch.·, gekennzeichnet, daß die das Betatigungsglied aufweisende Einrichtung ein elektrischer Schalter (16) ist.
10. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß zwei jeweils ein Betatigungsglied aufweisende Einrichtungen an einander gegenüberliegenden Seiten der Nockenscheibe am Rahmen angebracht sind. · ·
11. Einrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen einstückig aus Metall geformt ist, so daß er die Enden der Magnetspule magnetisch einfaßt.

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