DE3407868C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Einrichtung, insbesondere zur Kontaktbetätigung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die elektromagnetische Einrichtung ist insbesondere dazu vor­ gesehen, einen Schalter in seiner Arbeitsstellung zu verrie­ geln, um beispielsweise ein Fahrzeugfenster, ein Sonnendach bzw. Schiebedach oder eine automatische Antenne zu betätigen. Sie dient dabei dazu, einen Schalter normalerweise in seiner "EIN"-Stellung zu verriegeln und den Schalter im Falle eines Überstroms oder einer Überspannung zu entriegeln, damit der mit ihm verbundene Schaltkreis vor Beschädigungen geschützt wird. Die elektromagnetische Einrichtung wird daher auch als elektromagnetische Verriegelungseinrichtung bezeichnet.

Bisher ist dazu zusätzlich zu einem Relais, welches einen Betätigungszustand eines Schaltkreises aufrechterhält, ein separates Relais vorgesehen worden, welches einen Überstrom oder eine Überspannung zum Unterbrechen des Schaltkreises erkennt.

Wenn beispielsweise ein servobetätigtes Kraftfahrzeugfenster durch einmalige Tastbetätigung oder durch kurzzeitiges Ein­ schalten geöffnet oder geschlossen werden soll, sind dazu nach dem Stand der Technik folgende Einrichtungen benötigt worden: 1. ein Relais zum Erkennen des Einschaltzustands, um den Servomotor mit Strom zu versorgen, und 2. ein elektroni­ scher Schaltkreis oder ein Relais zum Erkennen des Überstroms infolge Blockieren des Motors, wenn eine Endstellung erreicht ist, und zum Aufheben des selbsthaltenden Zustands, in dem das voranstehend erwähnte Relais gehalten wurde, wenn der Öffnungs- oder Schließvorgang des Fensters beendet wird.

Bei diesem Stand der Technik waren jedoch, abgesehen von den Kosten, eine komplizierte Schaltkreisstruktur, ein hoher Raumbedarf für die Installierung, insbesondere wegen des zusätzlichen elektronischen Schaltkreises oder des zusätz­ lichen Relais nachteilig.

Eine elektromagnetische Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus dem DE-GM 17 35 202 bekannt.

Der dort beschriebene elektromagnetische Schalter soll erst dann tätig werden, wenn eine Überlastung dauernd besteht. Dazu sind zwei magnetische Kerne in einem Dämpfungsrohr gleitbeweglich ange­ ordnet. An jedem der beiden einander entgegengesetzten Enden der Kerne befinden sich zwei Federn, die sich gegenüber der Buchse abstützen. Eine dritte Feder ist zwischen den Kernen angeordnet. Infolgedessen können sich die beschleunigten Kerne gemeinsam in der Buchse bewegen. Erst wenn ein genügend starker (Über-)strom in einer die Buchse umschließenden Spule auftritt, bewegen sich die Kerne aufeinander zu. Dadurch wächst die Induktion in einem magnetischen Kreis, der eine Eisenarmatur mit einem beweglichen Kontaktstück auslöst. Sonst ist es unerheblich, ob ein geringerer (Nenn-)strom durch die Spule fließt oder ob die Spule gänzlich stromlos ist. Der elektromagnetische Schalter kann also keine Selbsthaltefunk­ tion für normale Stromwerte oder Spannungswerte ausüben und darüber hinaus bei Überstrom oder Überspannung abschalten. Vielmehr muß der elektromagnetische Schalter durch ein Schutz zum Selbsthalten bei normalen Stromwerten ergänzt werden.

Ein anderes bekanntes Stromimpulsrelais weist zwei leicht verschiebbare Eisenkerne auf, die bei Erregung über eine Magnetspule magnetisch gekoppelt sind (DE-PS 9 46 459). Einer der Eisenkerne steht mit einem Quecksilberschalter in Verbin­ dung. Der Quecksilberschalter wird bei einem ersten Stromstoß in eine erste haltende (Schließ-)stellung bewegt und bei einem weiteren Stromstoß in eine öffnende (Ruhe-)stellung. Der Queck­ silberschalter gelangt nicht für Stromwerte in einem Normalbe­ reich in eine erste Haltestellung, jedoch bei Überstrom in die entgegengesetzte Ruhestellung.

In ähnlicher Weise kann ein anderer zum Stand der Technik gehörender Schaltmagnetkontakt, der zwei bewegliche Magnetker­ ne aufweist, durch Stromimpulse gesteuert werden, um Schalt­ kontakte zu betätigen (DE-PS 6 32 371). Der eine Kern kann dabei durch eine mechanische Arretierung festgehalten werden. Auch dieser Schaltelektromagnet bewirkt keine Rückstellung, wenn ein Überstrom auftritt.

Ein bekannter Fernschalter mit einer Betätigungsspule, einem beweglichen Anker und einem ebenfalls beweglichen Gegenpol des Ankers sowie einer Kniehebelanordnung kann Einschalt- und Ausschaltvorgänge fernbedient durch Stromimpulse auslösen (DE-PS 6 48 798). Der Fernschalter wird jedoch nicht rückge­ stellt, wenn der durch die Betätigungsspule fließende Strom einen vorgegebenen Nennwert überschreitet.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine elektromagnetische Einrichtung kompakt auszubilden, die erregt durch normale Strom- oder Spannungswerte eine Halte­ funktion hat, also aus der Ruhelage herausbewegt ist, jedoch bei Überschreiten eines Nennstroms eine Rückstellung auslöst.

Diese Aufgabe wird durch die in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Weiterbildung der gattungsgemäßen elektromagnetischen Einrichtung gelöst.

Mit dieser elektromagnetischen Einrichtung wird der "Ein­ schalt"-Zustand durch einen ersten beweglichen Kern und die Beseitigung dieses Zustands durch einen zweiten beweglichen Kern erzielt. So kann durch einmalige Betätigung eines Tasters zum Beispiel ein servobetätigtes Fenster, Sonnendach oder eine automatische Antenne selbsttätig in eine Endstellung bewegt werden, und zwar mit der einen kompakten elektromagne­ tischen Einrichtung. Dabei wird von einer unterschiedlichen magnetischen Leitfähigkeit des magnetischen Kreises mit dem zweiten beweglichen Kern Gebrauch gemacht, je nachdem, wel­ chen Wertebereich der erregbare Strom annimmt.

Vorteilhafte Varianten bzw. Weiterbildungen der erfindungs­ gemäßen elektromagnetischen Einrichtung sind in den Ansprüchen 2-6 angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand einer Zeichnung mit 25 Figuren erläutert:

Fig. 1-3 zeigen Schnitte durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und zwar

Fig. 1 einen Betriebszustand, wenn der elektrische Stromfluß aufhört,

Fig. 2 einen Betriebs­ zustand, wenn der vorgeschriebene Strom fließt, und

Fig. 3 einen Betriebszustand, wenn Überstrom fließt;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht auf die in Fig. 1 gezeigte Variante;

Fig. 5-16 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Schalterabschnitte nach der vorliegenden Erfindung und zwar:

Fig. 5 eine Draufsicht,

Fig. 6 eine Seitenansicht,

Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 5,

Fig. 8 einen Schnitt entlang der Linie B-B in Fig. 5,

Fig. 9 eine Draufsicht auf den beweglichen Kontaktteil,

Fig. 10 dessen Schaltkreis,

Fig. 11 eine Vorderansicht auf eine Führungsplatte,

Fig. 12 eine Vorderansicht auf ein Rückhalteglied,

Fig. 13 einen Schnitt in vergrößertem Maß­ stab des Abschnitts entlang der Linie A-A während einer Zwischenfunktion eines Knopfes,

Fig. 14 einen vergrößerten Schnitt entlang der Linie B-B in der Stellung nach Fig. 13,

Fig. 15 einen vergrößerten Schnitt des Knopfes entlang der Linie A-A insbesondere in der Stellung des Knopfes, wenn dieser bis zum Verriegeln betätigt wird, und

Fig. 16 einen Schnitt im größeren Maßstab wie nach Fig. 15 jedoch entlang der Linie B-B;

Fig. 17 ist ein Schaltkreis bei der Verwendung der Erfin­ dung bei einem Tastschalter für ein Servo-betätigtes Fenster;

Fig. 18 ist ein Schnitt durch eine weitere Ausführungsform;

Fig. 19 ist ein Schnitt, der noch eine andere Ausführungs­ form zeigt;

Fig. 20 und 21 zeigen wiederum andere Ausführungsformen;

Fig. 22 und 23 sind Schaltkreise bei der Verwendung der elektromagnetischen Verriegelungseinrichtung einer Aus­ führungsform in einem selbsthaltenden Schaltkreis mit Überspannungsschutz und Überstromschutz und

Fig. 24 und 25 stellen jeweils einen Schnitt und eine schau­ bildliche Explosionszeichnung eines Schalters für ein Servo-betätigtes Fenster dar, an dem die vorliegende Er­ findung angewandt wird.

Im nachfolgenden wird ein erstes bevorzugtes Ausführungs­ beispiel beschrieben:

Zunächst ist in den Fig. 1-3 ein erstes Magnetglied in Form eines ersten beweglichen Kerns 5 innerhalb einer Bohrung verschiebbar, die in einem ortsfesten Kern 3 ausge­ bildet ist. Eine Feder 4 erstreckt sich zwischen diesen beiden Kernen. Der ortsfeste Kern 3 ist mit einer Platine 2 vernietet, die an einem Joch 1 angebracht ist.

Ein zweites Magnetglied in Form eines zweiten beweglichen Kerns 6 ist verschiebbar innerhalb des Jochs 1 gegenüber dem ortsfesten Kern 3 vorgesehen. Zwischen dem zweiten be­ weglichen Kern 6 und dem ortsfesten Kern 3 erstreckt sich eine Feder 7, die unter einer größeren Federvorspannung als die Feder 4 steht. An dem Joch 1 ist ein Anschlag 8 angebracht, der den zweiten beweglichen Kern 6 daran hindert, über ihn hinaus herausgedrückt zu werden. Außerdem stößt ein oberer Endabschnitt des ersten beweglichen Kerns 5 gegen ein Schalterstellungs-Halteglied 10. Dieses Halteglied wird in eine entgegengesetzte Richtung zu der Vorspannung der Feder 4 durch eine Kraft gezwungen, die größer ist als die­ jenige der Feder 4, aber schwächer ist als die Summe der Kräfte der Feder 4 und der Kraft, mit der eine Spule 9 bei Erregung den ersten beweglichen Kern 5 gegen den zweiten beweglichen Kern 6 treibt. Die Spule 9 ist von einem Spulen­ körper 11 aufgenommen.

Wenn kein Strom durch die Spule 9 fließt, wird der erste bewegliche Kern in seiner heruntergedrückten Stellung wie in Fig. 1 dargestellt gehalten, da die treibende Kraft des Halteglieds 10 größer als die Kraft der Feder 4 ist.

Wenn als nächstes das Halteglied 10 nach oben in eine Stellung bewegt wird, die höher als die in Fig. 1 darge­ stellte Stellung ist, so wird der erste bewegliche Kern 5 seinerseits nach oben durch die Feder 4 bewegt, um gegen den zweiten beweglichen Kern 6 anzuschlagen. Wenn anderer­ seits ein vorgeschriebener Strom durch die Spule 9 durch Schließen eines nicht dargestellten Kontakts fließt, so wird der erste bewegliche Kern 5 durch die Anziehung des zweiten beweglichen Kerns 6 selbst dann gehalten, wenn die Hubkraft an dem Halteglied 10 aufhört. Mit anderen Worten wird das Halteglied 10 selbsttatig in der in Fig. 2 gezeig­ ten Stellung durch die Kraft der Feder 4 und die Anziehung zwischen dem ersten beweglichen Kern 5 und dem zweiten be­ weglichen Kern 6 gehalten.

Wenn sodann ein Überstrom durch die Spule 9 fließt, der den vorgeschriebenen Stromwert überschreitet, stellt sich ein Sättigungsfluß durch den ersten beweglichen Kern 5 und den zweiten beweglichen Kern 6 in Fig. 2 ein. Wenn in diesem Betriebszustand der durch die Spule 9 fließende Strom weiter ansteigt, wächst deswegen der magnetische Fluß durch den ersten beweglichen Kern 5 nicht mehr nennenswert an. Demzufolge ent­ steht ein zusätzlicher Fluß zwischen dem beweglichen Kern 6 und dem ortsfesten Kern 3, und die Anziehungskraft zwischen dem zweiten beweglichen Kern 6 und dem ortsfesten Kern 3 wird dadurch größer als der Wert, der durch Subtraktion der Belastung des Halteglieds 10 von der Summe der Kräfte der Federn 4 und 7 erreicht wird. Demzufolge wird der zweite bewegliche Kern 6 zusammen mit dem an ihm anhängenden ersten beweglichen Kern 5 in eine in Fig. 3 dargestellte Position abgesenkt. Da das Halteglied 10 ebenfalls gemäß den ersten und zweiten beweglichen Kernen 5 und 6 abgesenkt wird, öffnet ein nicht dargestellter Kontakt und unterbricht den Stromfluß durch die Spule 9. Dadurch wird der zweite aktive Kern 6 in seine Anfangsstellung zurückbewegt, die in Fig. 1 gezeigt ist, und zwar durch die Feder 7, um die voranstehend beschriebene Funktion wieder aufzunehmen.

Die nachfolgenden Fig. 5-16 beziehen sich auf einen Schalterabschnitt, der in Verbindung mit der elektromagneti­ schen Verriegelungseinrichtung oder Halteeinrichtung nach der Erfindung arbeitet. Dieser Schalter kann den "EIN"-Zu­ stand halten, wenn ein vorgeschriebener Wert des Stroms durch die Spule 9 fließt und kann von dem "EIN"-Zustand in den "AUS"-Zustand bei Überstrom wechseln.

Strukturell ist auf dem Joch 1 ein Gehäuse 13 angebracht. Ein Knopf 14 ist in dem Gehäuse um eine Achse 12 schwenkbar gelagert. Der Knopf 14 weist einen sich horizontal erstrecken­ den Vorsprung 14a (siehe Fig. 5) auf, der mit einer oben geschlossenen und unten offenen Bohrung 14a′ (siehe Fig. 7) geformt ist. Ein längliches Druckstück 16 ist in die Bohrung 14a′ eingesteckt. Dabei erstreckt sich eine Feder 15 zwischen dem Vorsprung 14a und dem Druckstück 16. Das Gehäuse 13 hat einen Führungsabschnitt 25 in Form eines sich vertikal erstreckenden Raums. Dieser Führungsabschnitt 25 wird durch einen V-förmigen Boden und zwei gegenüberstehende aufrechte Wände begrenzt. Der V-förmige Boden umfaßt zwei geneigte Führungsflächen 25a, die sich in einem neutralen Punkt treffen. Die beiden gegenüberstehenden aufrechten Wände sind mit einem Paar Schlitzen 25′ in ihnen ausgebildet. Eine Rastplatte 10 ist mit einer im allgemeinen V-förmigen Einkerbung ausgeformt.

Diese V-förmige Einkerbung wird durch ein Paar erster ge­ neigter Flächen 10a bestimmt, die sich an einem neutralen Punkt 10a′ treffen. Dabei erstreckt sich ein Paar Erhebungen 10b nach oben von den entsprechenden geneigten Flächen weg. Ein Paar zweiter geneigter Flächen 10c ist seitlich über den vorstehenden Erhebungen 10b ausgebildet. Das erste Paar der geneigten Flächen 10a der V-förmigen Einkerbung in der Rastplatte 10′ erstreckt sich in den gleichen Ebenen wie das zweite Paar der geneigten Führungsflächen 25a. Das läng­ liche Druckstück 16 ist so angeordnet, daß dessen unterste Spitze gegen die ersten geneigten Flächen 10a und die ge­ nannten geneigten Führungsflächen 25a gleichzeitig stößt. Das andere Ende der Rastplatte 10′ steht mit der Oberseite des hervorragenden Abschnitts des ersten beweglichen Kerns 5 in Verbindung.

Jedoch kann das Halteglied 10 selbst einen hervorstehenden Abschnitt aufweisen, der sich durch die Bohrung des zweiten beweglichen Kerns 6 erstreckt, um gegen den ersten beweglichen Kern 6 wie in Fig. 4 dargestellt anzustoßen. Wenn der unterste Spitzenabschnitt des Druck­ stücks 16 auf den geneigten Flächen 10a und 25a an deren neu­ tralen Punkten anliegt, befindet sich der erste bewegliche Kern 5 in einer in Fig. 7 dargestellten Stellung, und zwar durch die Vorspannung der Feder 4. Selbst wenn der Knopf 14 manuell heruntergedrückt wird, um eine geneigte Stellung wie in Fig. 13 dargestellt einzunehmen, gleitet das Druck­ stück 16 entlang den geneigten Flächen 10a und 25a, um die Ausgangsstellung anzunehmen bzw. zu behalten. Darüber hinaus kehrt der Knopf 14 wieder in seine Ausgangsstellung zurück, wenn er weiter geneigt wird, um die Erhebungen bzw. Vor­ sprünge 10b zu überfahren. Letztere Stellung ist in Fig. 15 dargestellt. Dabei kehrt der Knopf 14 wieder in seine Aus­ gangsstellung zurück, da das Halteglied 10 durch das Druck­ stück 16 entgegen der Vorspannung der Feder 4 gehalten wird. Wenn jedoch das Druckstück 16 die Erhebung 10b überfährt, wirkt der Schalterabschnitt so, daß er einen Stromfluß durch die Spule 9 bewirkt, um den Knopf 14 in der in Fig. 15 dar­ gestellten Lage in Übereinstimmung mit einem später zu er­ läuternden Prinzip zu verriegeln. Dies löst beispielsweise einen Schließvorgang eines Fensters aus. Da der Motor des Servo-betätigten Fensters weiterdreht, auch wenn das Fenster geschlossen worden ist, fließt ein Über­ strom durch die Spule 9, um den zweiten beweglichen Kern 6 zu dem ortsfesten Kern 3 zu ziehen und dabei den ersten beweglichen Kern 5 nach unten zu drücken. Die Kraft, die das Halteglied 10 nach oben treibt, wird beseitigt. Im Ergebnis überfährt das Druckstück 16 die Erhebung 10b, um auszurasten und entlang der geneigten Fläche 10a der im wesentlichen V-förmigen Einkerbung zu gleiten und den Knopf 14 in seine horizontale Stellung zurückkehren zu lassen.

Bezugnehmend auf Fig. 8 ist in dem Knopf 14 ein anderes Druckstück 18 durch eine andere Feder 17 belastet, um den Schalter zu betätigen. Zwei Kontaktstücke 21 und 21′ werden in axialer Richtung durch ein Tragelement 20 getragen, welches an einem gemeinsamen Kontakt 19 angebracht ist. Beide Kontakte 21 und 21′ werden in ihrer Mitte herabge­ drückt. Wenn der Knopf 14 sich in einer horizontalen Stellung befindet, berührt der bewegliche Kontakt 21 den linken Kontakt 22-1 entsprechend dem Unterschied ihrer Positionen und axial unterstützt durch das Tragelement 20. Jedoch be­ rührt der bewegliche Kontakt 21 den rechten Kontakt 22-2 nicht. Weiterhin wird durch Umlegen des Knopfes 14 entweder zur rechten oder zur linken Seite der bewegliche Kontakt 21 von dem Kontakt 22-1 zu dem Kontakt 22-2 geschoben. Ab­ hängig von der Richtung, in der der Knopf 14 umgelegt wird, kann beispielsweise die Drehrichtung eines Motors umgekehrt werden, während zur selben Zeit Strom durch die Spule 9 fließt.

Deswegen ist es möglich, den Knopf 14 in einem solchen Maß zu drehen, wie das Druckstück 16 nicht durch die genannte Erhebung 10b verriegelt ist und den Motor entweder in seiner normalen Richtung oder in seiner umgekehrten Drehrichtung in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Knopfes 14 zu be­ treiben. Wenn die Betätigung des Knopfes 14 unterbrochen wird, kehrt der Knopf 14 in seine horizontale Stellung zu­ rück. In diesem Fall hört der Motor zu drehen auf, wenn die beweglichen Kontakte 21 oder 21′ in ihre Ausgangs­ stellungen zurückkehren und in diesen verharren.

Wenn der Knopf 14 um einen größeren Winkel entweder nach rechts oder nach links geschwenkt wird, bis das Druckstück 16 durch die Erhebung 10b verriegelt wird, so läuft der Motor in normaler oder umgekehrter Richtung an. Selbst wenn das Herunterdrücken des Knopfes gestoppt wird, bleibt der Knopf 14 in der gleichen Stellung, da das Druckstück 16 durch die Erhebung bzw. Sperre 10b verriegelt ist. Deswegen dreht der Motor weiter in normaler oder umgekehrter Dreh­ richtung.

Wenn andererseits ein Überstrom durch den Motor wegen plötz­ licher Belastungszunahme an dem Motor fließt, so fließt auch ein Überstrom durch die Spule 9. Dann wird der zweite be­ wegliche Kern 6 betätigt, um an den ersten beweglichen Kern 5 zu drücken und die heraufdrückende Kraft an dem Halteglied 10 wird abgeschwächt. Demzufolge wird das Druckstück von der durch die Erhebung 10b bewirkten Rastung gelöst. Dem­ zufolge kehrt der Knopf 14 in seine Horizontallage zurück, der Motor hört mit der Drehung auf und der Strom durch die Spule 9 wird unterbrochen.

Wenn deswegen ein Motor zum Öffnen oder Schließen eines Fahr­ zeugfensters, wie er in Fig. 17 in der Schaltungsanordnung dargestellt ist, benutzt wird, kann das Fenster nur dann ge­ öffnet oder geschlossen werden, wenn der Knopf manuell be­ tätigt wird. Es ist allerdings auch möglich, das Fenster dadurch vollständig zu öffnen oder zu schließen, indem dieser Knopf 14 vollständig um einen größeren Winkel ge­ schwenkt wird, so daß das Druckstück 16 durch die Erhebung 10b verriegelt wird. Der Motor beendet seine Drehung selbst­ tätig bei Beendigung seines Arbeitshubs. Mit anderen Worten wird so ein Tastbetrieb mit einmaliger Berührung erreicht. Dieser Schalter kann ebenso für die Betätigung eines Sonnen­ daches bzw. Schiebedaches, einer automatischen Antenne usw. benutzt werden.

Wenn der Motor verriegelt ist, fließt der Verriegelungsstrom. Wenn der Betrag des Verriegelungsstroms klein ist, wird der zweite bewegliche Kern 6 nicht betätigt. Jedoch wird selbst in diesem Fall der Knopf 14 nicht in die horizontale Stellung zurückkehren, weil ein Bimetallschalter in dem Motor öffnet, um zu verhindern, daß Strom durch die Spule 9 fließt.

In Fig. 18 sind abschirmende Spulen 26 und 26′ vorgesehen, die innerhalb des Spulenkörpers nach Fig. 1 angeordnet sind. Infolge des in diesen Kurzschlußspulen 26 und 26′ induzierten Stromes wird die Betätigung des zweiten beweglichen Kerns 6 bei Erregung der Spule 9 verzögert, so daß eine sonst mögliche Fehlfunktion des zweiten beweglichen Spulenkerns 6 verhindert werden kann. Eine solche Fehlfunktion kann stattfinden, wenn der durch den Motor fließende Strom zunächst eine starke Stromspitze aufweist. Es kann unter Umständen genügen nur eine der beiden abschirmenden Spulen 26 und 26′ statt zweier Spulen zu verwenden, wobei deren Größe entsprechend gewählt werden kann.

Eine andere Ausführungsform der Erfindung wird im Blick auf Fig. 19 im folgenden beschrieben.

Eine Spule 33 ist um einen Spulenkörper 32 gewunden, durch den ein Joch 31 gesteckt ist. Ein erstes Magnetglied in Form eines Ankers 35 wird gegen dieses Joch durch eine Blatt­ feder 34 gedrückt, mit derem einen Ende sie verbunden ist. Dieser Anker stößt gegen ein Halteglied 36 entsprechend dem Halteglied 10 des zuvor erläuterten Ausführungsbeispiels an.

Das Joch 31 ist ferner mit einem Gehäuse 38 versehen, das ein zweites magnetisches Glied in Form eines Ankers 37 enthalt. Eine Feder 39 erstreckt sich zwischen dem zylindrischen Teil des Spulenkörpers 32 und dem Kern 37, um letzteren nach oben zu drücken. Der Anker 35, der Kern 37, die Blattfeder 34 und die Feder 39 entsprechen in dem voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel dem ersten beweglichen Kern 5, dem zweiten beweglichen Kern 6, der ersten Feder 4 und der zweiten Feder 7.

Deswegen wird, wenn kein Strom durch die Spule 33 fließt, der Anker 35 gegen die Feder 34 durch die herabdrückende Kraft des Halteglieds 36 abgesenkt. Wenn die herabpressende Kraft des Halteglieds 36 aufhört, wird der Anker 35 gegen den Kern 37 durch die Blattfeder 34 gedrückt. Wenn ein vorgeschriebener Nennstrom in der Spule 33 fließt, wird der Anker 35 durch Anziehung des Kerns 37 gehalten, indem die Anziehung durch den magnetischen Kreis aus dem Joch 31, dem Kern 37 und dem Anker 35 gebildet wird. Selbst wenn die niederdrückende Kraft an dem Halteelement 36 wieder einsetzt, wird der Kern 37 nicht abgesenkt, weil die Vorspannung der Feder 39 stärker als die herabsenkende Kraft ist und deswegen das Halteglied 36 in der in Fig. 19 gezeigten Stellung zurückgehalten wird.

Wenn jedoch ein Überstrom durch die Spule 33 fließt, der stärker als der vorgeschriebene Strom ist, wird die an­ ziehende Kraft des Kerns 37 für das Joch 31 größer als die Federkraft der Feder 39, und der Kern 37 wird abgesenkt bis er das Joch 31 erreicht. Deswegen wird auch der Anker 35 abgesenkt und hört damit auf, das Halteglied 36 hochzu­ schieben.

Da so das Halteglied 36 die gleiche Funktion wie in dem voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ausübt, kann es in gleicher Weise mit einem Schalterabschnitt verbunden werden, wie er in Verbindung mit dem voranstehenden Aus­ führungsbeispiel angeordnet war.

In einem anderen in Fig. 20 gezeigten Ausführungsbeispiel dient eine Schraubenfeder 40 wie die Blattfeder 34 des voranstehenden Ausführungsbeispiels dazu, den Anker 35 nach oben zu treiben. Die Funktion beider Ausführungen ist daher nicht wesentlich verschieden.

Eine weitere Ausführungsform in Fig. 21 verwendet eine abschirmende Spule 41 um den Kern 37 des Ausführungs­ beispiels in Fig. 19. Die Funktion dieser abschirmenden Spule 41 besteht darin, eine Fehlfunktion bei einer starken Stromspitze, die durch den Motor verursacht wird, zu ver­ meiden, wie es im Zusammenhang mit Fig. 18 beschrieben wurde. (Anmerkung: In allen Ausführungsformen kann die "abschirmende Spule" - shading coil - eine Kurzschlußspule sein.)

Wenn als nächstes die Erfindung als ein Überspannungs­ schutzapparat verwendet wird, ist eine Last L parallel zu der Spule 9 in dem ersten Ausführungsbeispiel,nach Fig. 22 angeordnet. Ein Schalter Sw ist mit dem Halteglied 10 der ersten Ausführungsform verbunden. Beim Betätigen des Schalters Sw wird die Spule 9 erregt, so daß der erste bewegliche Kern 5 durch den zweiten beweglichen Kern 6 angezogen wird, um eine "EIN"-Stellung zu halten.

Wenn die Spannung der elektrischen Stromquelle ansteigt, wächst auch der Strom, der durch die Spule 9 durchgeht zu einem Überstrom an. In diesem Fall wird der zweite be­ wegliche Kern wirksam, um so auf das Halteglied 10 einzuwirken, daß der Schaltzustand des Schalters in die "AUS"-Stellung gewechselt wird. Demzufolge wirkt er als Überspannungs­ schutzgerät.

Weiterhin sind bei der Anwendung der vorliegenden Erfindung als Überstromschutzgerät die Spule 9 und die Last L in Reihe miteinander verbunden, wie in Fig. 23 dargestellt. Die Spule 9 wird durch Verwendung derselben Schalterart wie in Fig. 22 erregt, um den Schalter Sw in der "EIN"- Stellung zu halten. Ähnlich ist das Schalten des Schalters Sw in die "AUS"-Stellung bei Überstrom möglich. Deswegen dient er genauso gut als Überstromschutzgerät.

Die Fig. 24 und 25 zeigen die vorliegende Erfindung auf einen Schalter für ein servobetätigtes Fahrzeugfenster angewandt. Ein Bezugszeichen 51 bezeichnet einen Träger, und 52 ist ein drehbarer Stift, der gegenüber diesem Träger einen manuell betätigbaren Knopf 53 trägt. Ein hervor­ stehender Abschnitt 53a ist einstückig aus dem unteren Abschnitt dieses Knopfes 53 ausgeformt und steht einer mit einem Einschnitt versehenen Platine 57 mit einer abwärts geneigten Fläche 57a und einem abgesägten Abschnitt 57b gegenüber. Diese mit einem Einschnitt versehene Platine 57 ist vertikal beweglich durch einen (nicht dargestellten) Schlitz gehalten, der in dem Träger 51 vorgesehen ist. Eine Feder 55, die in einer Bohrung angeordnet ist, steht mit dem Schlitz so in Verbindung, daß sie die mit einem Ein­ schnitt versehene Platine 57 stets nach oben drückt. Mit 54 und 54′ sind Plättchen bezeichnet, die durch eine Führung 56 vertikal beweglich gehalten werden. Die Führung 56 ist an dem Träger 51 angebracht und stößt an jeweils einem Ende an Blattfedern 59, 59′, die Kontakte 59a, 59a′ aufweisen. Die Kontakte 59a und 59a′ stehen normalerweise geschlossen mit Kontakten 58a und 58a′ der Platinenelemente 58, 58′ in Verbindung oder kontaktieren Kontakte 60a, 60a′ von Platinen­ elementen 60 und 60′.

Ein Bezugszeichen 61 bezeichnet einen Automatikknopf, der drehbar durch einen Stift 52 getragen wird. Ein heraus­ ragender Abschnitt 61a steht nach unten ab. In ihm ist ein Loch 61b ausgebildet. In dem Loch wird ein Druckstück 62 vertikal verschiebbar gehalten, welches durch eine Feder 63 in Fig. 24 nach unten gedrückt wird. Das Druckstück 62 steht mit einem hervorstehenden Abschnitt 51a, der aus dem Träger 51 ausgeformt ist, sowie mit einer Rastplatte 65 in Verbindung, die einen abwärts geneigten Abschnitt 65b, einen abgesenkten Abschnitt 65a und einen hervorstehenden Abschnitt 65c aufweist. Diese Rastplatte 65 ist in einem Schlitz 51b verschiebbar, der in der Mitte des hervor­ stehenden Abschnitts 51a gegen den beweglichen Kern 5 des Haltemagneten anstößt. Da Einzelheiten der Struktur dieses Haltemagneten bereits oben beschrieben wurden, wird diese Beschreibung hier nicht wiederholt.

Diese Einrichtung arbeitet folgendermaßen: Wenn der manuell betätigbare Knopf 53 entgegen dem Uhrzeigersinn in Fig. 24 gegen die Federkraft der Feder 55 geschwenkt wird, ist damit ein Abwärtsdrücken des Plättchens 54 durch die Unterseite des Knopfes 53 verbunden. Dadurch gerät der Kontakt 59a der Blattfeder 59, der in ständiger Berührung mit dem Kontakt 58a gehalten wurde, jetzt in Verbindung zu dem Kontakt 60a, da die Blattfeder 59 durch das Plättchen 54 nach unten gedrückt ist. Infolge dessen fließt ein Strom durch einen nicht dargestelltem Motor, der damit in normaler Dreh­ richtung oder in umgekehrter Drehrichtung zum Öffnen eines Kraftfahrzeugfensters dreht. Beim Abstoppen dieses Betriebs wird der hervorstehende Abschnitt 53a des Knopfes 53 in Fig. 25 im Uhrzeigersinn entlang dem abwärts geneigten Abschnitt 57a durch die Feder 55 geschwenkt und in dem abgesenkten Abschnitt 57b angehalten. In diesem Augenblick stellt sich die Blattfeder 59 entsprechend ihrer Rückstell­ kraft zurück. Demzufolge gelangt der Kontakt 59a wieder in Berührung mit dem Kontakt 58a, um den Stromfluß zu dem Motor zu unterbrechen und stoppt damit den Motor ab. Im Ergebnis wird das Fahrzeugfenster in der erreichten Stellung fest­ gehalten. Wenn im Unterschied dazu der Knopf 53 im Uhrzeiger­ sinn geschwenkt wird, erfolgt ein Schließen des Fensters durch eine Betriebsweise, die der voranstehend geschilderten Betriebsart entgegenläuft, und wenn das Herabdrücken be­ endet wird, hält das Fenster unmittelbar an.

Wenn als nächstes der Automatikknopf 61 entgegen dem Uhr­ zeigersinn in Fig. 24 und entgegen der Rückstellkraft der Feder 63 geschwenkt wird, erfolgt eine gleitende Bewegung des Druckstücks 62 entlang dem hervorstehenden Abschnitt 51a. Dann wird das Plättchen 54 durch die Unterseite des Knopfes 61 nach unten gedrückt und der Motor dreht in normaler Drehrichtung in gleicher Weise wie oben dargestellt. In diesem Augenblick beginnt der Strom durch die Spule 9 zu fließen und der erste be­ wegliche Kern 5 wird durch den zweiten beweglichen Kern 6 angezogen. Die Rastplatte 65 wird nach oben gedrückt und das Druckstück 62 wird zwischen dem rechten geneigten Abschnitt der mit einem Einschnitt versehenen Platine in Fig. 25 und dem rechten geneigten Abschnitt der Rastplatte 65 eingeklemmt und dazwischen gehalten. Im Ergebnis wird so die Drehung des Motors aufrechterhalten, auch wenn die betätigende Hand von dem Knopf 61 entfernt wird. Wenn das Fenster vollständig geöffnet ist, fließt der Überstrom durch den Motor. Als Ergebnis wird der bewegliche Kern 6 durch den feststehenden Kern 3 angezogen und der bewegliche Kern 5 wird abgesenkt. Daraus resultiert, daß das Druckstück 62 von der Rastplatte 65 gelöst wird und in seine neutrale Stellung zurückkehrt. Gleichzeitig hört der durch den Motor fließende Strom auf. Wenn der Automatikknopf 61 im Uhrzeiger­ sinn geschwenkt wird, erfolgt ein Schließen des Fensters durch eine Betriebsweise, die der oben beschriebenen ent­ gegengesetzt ist. Beim Schließen kehrt der Automatikknopf 61 in seine neutrale Stellung zurück und der Strom hört auf durch den Motor zu fließen.

Wie oben beschrieben, sind erfindungsgemäß zwei bewegliche Kerne in einer Spule angeordnet, um eigenständige Funktionen in Abhängigkeit von der Magnetkraft der Spule auszuüben. In dem Falle, in dem der Strom niedriger als ein Nennstrom ist, wird die Anziehungskraft zwischen dem ersten beweglichen Kern und dem zweiten beweglichen Kern so abgeschwächt, daß der erste bewegliche Kern keine äußere Kraft halten kann. In dem Falle eines fließenden Nennstroms kann die zweite Feder die äußere Kraft halten, da die Anziehungskraft zwischen dem ersten und dem zweiten beweglichen Kern stärker ist. Im Falle eines starken Stromflusses verstärkt sich der magnetische Fluß zwischen dem zweiten beweglichen Kern und dem ortsfesten Kern, da der erste bewegliche Kern in Sättigung gerät. Damit wird der zweite bewegliche Kern entgegen der Federkraft der zweiten Feder in umgekehrte Richtung bezüglich der Anzugsrichtung des ersten beweglichen Kerns gezogen und unterbricht damit das Halten der äußeren Kraft durch den ersten beweglichen Kern. Demzufolge kann beispielsweise die "EIN"- und "AUS"-Wirkung eines Schalters in drei Schritten durchgeführt werden, d. h. schwach, mittel und stark. Dadurch werden im Vergleich zu dem Stand der Technik, in dem zwei Tauchspulen oder eine Tauchspule und ein elektronischer Schaltkreis verwendet werden, eine Herabsetzung des Raumbedarfs, der Installationskosten sowie eine Vereinfachung des Schaltkreisaufbaues erreicht.

Weiterhin arbeiten gemäß der vorliegenden Erfindung zwei bewegliche Kerne in Abhängigkeit von der Stärke der magnetischen Erregung in verschiedener Weise. Da es möglich ist, einen Motor zunächst drehen zu lassen, während der "EIN"-Zustand des Schalters aufrechterhalten wird, und dann den Schaltzustand von "EIN" in "AUS" zu wechseln, nachdem die erforderliche Operation des Motors ausgeführt ist, nämlich infolge des bei dem Blockieren des Motors auf­ tretenden Überstroms, kann diese Einrichtung beispielsweise zur Betätigung eines servobetriebenen Kraftfahrzeugfensters, eines Sonnendaches bzw. Schiebedaches, einer automatischen Antenne oder dergleichen angewendet werden. Dabei kann der Betrieb des Motors durch eine Tastung der Einrichtung und Schwenken des Schalters in die "AUS"-Stellung beendet werden, sobald die gewünschte Operation abgeschlossen ist.

Claims (6)

1. Elektromagnetische Einrichtung, insbesondere zur Kontakt­ betätigung, mit einer in Abhängigkeit von einer äußeren Schalterstellung erregbaren Spule, mit einem ersten und einem zweiten magnetischen Kern, die in dem durch Erregung der Spule gebildeten magnetischen Feld begrenzt beweglich sind, mit einer ersten und einer zweiten Feder, wobei die erste Feder den ersten Kern zu dem zweiten Kern hin drückt, während die zweite Feder mit einer die Kraft der ersten Feder übersteigenden Kraft den zweiten Kern in Richtung von dem ersten Kern weg drückt und wobei durch Erregung der Spule die beiden Kerne gegeneinander treibbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der erste magnetische Kern (5, 35) gegen den zweiten magnetischen Kern (6, 37) bei Erregung der Spule (9, 33) durch einen Nennstrom treibbar ist und daß der zweite magnetische Kern (6, 37) bei Erregung der Spule durch einen Überstrom infol­ ge magnetischer Kernsättigung entgegen der Kraft der zwei­ ten Feder (7, 39) gegen den ersten magnetischen Kern (5) drückt und diesen entgegen der Kraft der ersten Feder (4, 34, 40) und der zweiten Feder (7, 39) in eine Endstellung treibt und damit ein mit dem ersten magnetischen Kern (5, 35) verbundenes Halteglied (10, 36) zurückstellt.

2. Elektromagnetische Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kerne (5, 6) in einem ortsfesten dritten Kern (3) angeordnet sind und daß die drei Kerne (3, 5, 6) so dimensioniert sind, daß bei Überstrom der magnetische Fluß zwischen dem ersten und dem zweiten beweglichen Kern (5, 6) ein Sättigungsfluß ist und ein so großer zusätzlicher magnetischer Fluß zwischen dem zweiten beweglichen Kern (6) und dem ortsfesten Kern (3) entsteht, daß die den zweiten beweglichen Kern (6) unter Mitnahme des ersten beweglichen Kerns gegen den festen Kern (3) treibende Kraft gegenüber der entgegengesetzten Kraft der ersten und der zweiten Feder überwiegt.

3. Elektromagnetische Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Schalterbaugruppe (12-25a; 51-63) mit einem Schaltstellungs-Rastglied (10-10a; 65), welches in Anlage an dem ersten beweglichen Kern (5) gehalten wird.

4. Elektromagnetische Hinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltstellungs-Rastglied (10-10c; 65) eine Rast­ platte ist.

5. Elektromagnetische Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste magnetische Kern (35) und der zweite magneti­ sche Kern (37) außerhalb der Spule (33) angeordnet sind.

6. Elektromagnetische Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste magnetische Kern (35) ein Anker ist.