DE3942340C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Relais mit einer Rückstellfeder, wobei das Relais eine Magnetspule mit einem schwenkbar gelagerten Anker als Antrieb und einen Kontaktfedersatz aufweist und von einem Ende des Ankers ein Betätigungsstößel ausgeht, der über Mitnehmer in Eingriff mit Biegefedern für die Kontaktbetätigung steht, wobei die Rückstellfeder am anderen Ende des Betätigungsstößels den Kontaktfedersatz in eine Ruhestellung zurückstellt.

Derartige elektromagnetische Relais (DE 28 17 036 A1) werden in vielfältigen Bereichen der Technik verwendet, wobei es sich bei den bisher verwendeten Rückstellfedern um eine normale Blattfeder handelt. Bei der Verwendung einer Blattfeder als Rückstellfeder, die auf den Stößel wirkt, ergibt sich aber der Nachteil, daß die Feder bei der durch den Antrieb bewirkten Auslenkung einen nicht notwendigen Kraftbedarf entwickelt. Daraus ergibt sich ein nicht günstiger Kennlinienverlauf für die Last, weil von dem Anker als Antrieb ausgehend auch der an sich hier nicht benötigte Kraftbedarf der Rückstellfeder überwunden werden muß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein elektromagnetisches Relais der genannten Art so weiterzubilden, daß bei der Betätigung des Kontaktfedersatzes über den Stößel mit der Rückstellfeder im Bereich des Antriebs über den Anker eine wesentliche Kraftersparnis erreicht wird.

Zur Lösung der Aufgabe ist es vorgesehen, daß die Rückstellfeder derart ausgebildet ist, daß bei einem Antrieb des Relais gegen die Rückstellfeder die für ihre Durchbiegung benötigte Kraft abnimmt.

Das Wesen der Erfindung liegt demnach darin, daß bei beginnender Auslenkung des Stößels über den Anker die Rückstellfeder ebenfalls ausgelenkt wird, und zwar derart, daß die Rückstellkraft der Rückstellfeder zunächst abfällt.

Die Rückstellfeder ist hierbei in Verbindung mit dem Stößel parallel zu den Biegefedern des Kontaktfedersatzes geschaltet, wobei an den Biegefedern der der bewegliche Kontakt angeordnet ist und hierbei eine Kennlinie erreicht wird, wo im Vergleich zu einer herkömmlichen Rückstellfeder als Blattfeder eine wesentliche Kraftersparnis erreicht wird.

Der Kontaktfedersatz liegt ohne Rückstellfeder ohne Vorspannung, d. h. in einer neutralen Stellung vor, wobei alle Kontakte geöffnet sind.

Es wird nun die Ruhelage der Kontakte mittels der Rückstellfeder erzeugt. Bei der Auslenkung des Kontaktfedersatzes in eine Arbeitsstellung muß demnach vom Anker als Antrieb lediglich eine abnehmende Kraft aufgebracht werden.

In Verbindung mit der Rückstellkraft der Rückstellfeder, was hier im Vergleich zum Anker als zweiter Antrieb ausgebildet ist, wird dann erreicht, daß in Parallelschaltung zu der Kennlinie des Kontaktfedersatzes bei beginnender Auslenkung eine zunächst nahezu konstante Kraftaufwendung über den Anker aufgebracht werden muß und erst bei weiterer Auslenkung der Kraftaufwand, der über den Anker aufzubringen ist, zunimmt.

Insgesamt ergibt sich derart mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Rückstellfeder eine Kraftersparnis, weil bei beginnender Auslenkung des Kontaktfedersatzes bzw. der Rückstellfeder die vom Anker aufzubringende Kraft hinsichtlich der Rückstellfeder allein abnimmt.

In vorteilhafter Ausgestaltung weist die Rückstellfeder einen Kennlinienverlauf auf, derart, daß die größte Rückstellkraft bei ihrer größten Auslenkung vorliegt.

Die Rückstellfeder ist hierbei bevorzugt unter Vorspannung mit einer Vorkrümmung in einer Ausnehmung des Federbockes angeordnet.

Bei einer Ausgestaltung ist es vorgesehen, im Federbock zur Einstellung der Vorspannung der Rückstellfeder ein Stellorgan, z. B. eine Stellschraube, Keil oder dergleichen anzuordnen.

Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispieles mit Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 ein elektromagnetisches Relais mit der erfindungsgemäßen Rückstellfeder;

Fig. 2 ein Kraft-Weg-Kennlinienfeld betreffend den Kontaktfedersatz, der Rückstellfeder im Vergleich mit einer bekannten Blattfeder als Rückstellfeder;

Fig. 3 ein Kennlinienfeld betreffend den Kraftaufwand bei der Betätigung des Relais mit der erfindungsgemäßen Rückstellfeder im Vergleich zu einer herkömmlichen Rückstellfeder.

Aus Fig. 1 ist ein elektromagnetisches Relais mit zwangsgeführten Kontakten ersichtlich, wobei in der Gesamtfunktion des Relais für die Vorspannung des Kontaktfedersatzes 4 eine Rückstellfeder 3 benötigt wird.

Das Relais selbst besteht aus einer Magnetspule 1 mit einem schwenkbar gelagerten Anker 5 als ersten Antrieb und aus einem Kontaktfedersatz 4, wobei von einem Ende des Ankers 5 ein Betätigungsstößel 2 ausgeht, der über Mitnehmer in Eingriff mit Biegefedern 7 für die Kontaktbetätigung steht. Die Rückstellfeder 3 ist hierbei am anderen Ende des Betätigungsstößels 2 angeordnet und stellt den Kontaktfedersatz 4 mit den Biegefedern 7 in eine Ruhestellung nach Art eines weiteren Antriebes zurück.

In Fig. 2 ist ein Kraft-Weg-Kennlinienfeld dargestellt, wobei die Kurve 1 den Kraftverlauf des Federsatzes 4 bezüglich der Auslenkung darstellt.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß der Federsatz 4 zunächst unter Vorspannung liegt und bei fortschreitender Auslenkung in einen neutralen Bereich übergeht, von wo aus wiederum bei weiterer Auslenkung ein erhöhter Kraftaufwand aufgebracht werden muß.

Mit der Kurve 2.1 ist in Fig. 2 die Kraft-Weg-Kennlinie einer herkömmlichen Rückstellfeder, insbesondere einer Blattfeder, bezeichnet, wobei ersichtlich ist, daß ausgehend vom Beginn der Auslenkung stetig zunehmend eine Kraft über den Anker aufgebracht werden muß, um eine derartige herkömmliche Rückstellfeder auszulenken.

Mit der Kennlinie 2.2 ist in Fig. 2 die Kraft-Weg-Kennlinie der Rückstellfeder 3 nach Fig. 1 dargelegt, wobei hier eine degressive Feder verwendet wird. Es ist ersichtlich, daß ausgehend von einer Ruhelage zunächst der Kraftaufwand auf die Feder abnimmt um diese auszulenken. Erst ab dem Bereich einer gewissen Auslenkung nimmt in erwünschter Weise der Kraftaufwand auf die Rückstellfeder 3 wieder zu, um diese auszulenken, wobei dann im Bereich der größten Auslenkung die größte Rückstellkraft erzielt wird, um den Kontaktfedersatz 4 einschließlich des Stößels 2 und den Anker 5 wieder zurückzustellen.

Aus Fig. 3 ist ein Kennlinienfeld ersichtlich hinsichtlich des Kraftaufwandes bzw. der Kraftersparnis bei Verwendung einer herkömmlichen Rückstellfeder und einer degressiven Rückstellfeder 3 nach Fig. 1, wobei die Kurve 1.1 eine Summenkurve darstellt, die von der Addition der Kraft-Weg-Kennlinie 1.0 und der Kurve 2.1 einer herkömmlichen Rückstellfeder nach Fig. 2 herrührt.

Die Kurve 1.2 in Fig. 3 stellt den Kraftverlauf bei Verwendung einer degressiven Rückstellfeder 3 in Verbindung mit einem Federsatz 4 dar entsprechend der Summe der Kurvenzüge 1.0 und 2.2 nach Fig. 2.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß bei dem Verlauf 1.1, wo eine herkömmliche Blattfeder zugrunde gelegt ist, ein erheblicher Kraftaufwand vom Ankerantrieb aufgewendet werden muß, um den Kontaktfedersatz einschließlich der Rückstellfeder auszulenken.

Im Vergleich dazu ist in Fig. 3 die Kurve 1.2 dargestellt, wo ersichtlich ist, daß bei Verwendung einer degressiven Rückstellfeder 3 nach Fig. 1 mit einem Federsatz 4 ein wesentlich geringerer Kraftaufwand aufgewendet werden muß, um dieselbe Auslenkung zu gewährleisten, wobei in gestrichelter Darstellung in Fig. 3 die erzielte Kraftersparnis dargestellt ist.

In Verbindung mit der Kraftersparnis wird mit einem Kontaktsatz 4 ein Relais verwirklicht, wobei eine erhebliche Kraftersparnis beim Auslenken der Biegefeder 7 erreicht wird, ohne daß sonstige Eigenschaften im Kontaktsatz zurückgenommen werden müssen.

Aus Fig. 1 ist weiterhin ersichtlich, daß die Rückstellfeder 3 unter Vorspannung in einer Ausnehmung 8 des Federbockes 6 angeordnet ist, wobei zur Einstellung der Vorspannung eine Stellschraube 9 vorgesehen ist. Der Stößel 2 geht von einem Ende des Ankers 5 aus und durchgreift eine Ankerbohrung und durchsetzt dann im weiteren über Mitnehmer die Biegefedern 7 und liegt mit seinem anderen Ende an der Feder 3 an.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 mit der Anordnung des Kontaktfedersatzes 4 in einem Federbock 6 ist in Verwendung mit der degressiven Rückstellfeder 3 keinesfalls beschränkend, sondern die spezielle Rückstellfeder 3 kann auch bei anderen Kontaktfedersätzen in Magnetsystemen angewendet werden.

Zeichnungs-Legende

 1 Magnetspule
 2 Stößel
 3 Rückstellfeder
 4 Federsatz
 5 Anker
 6 Federbock
 7 Biegefeder
 8 Ausnehmung
 9 Stellschraube

Claims (4)

1. Elektromagnetisches Relais mit einer Rückstellfeder, wobei das Relais eine Magnetspule mit einem schwenkbar gelagerten Anker als Antrieb und einen Kontaktfedersatz aufweist und von einem Ende des Ankers ein Betätigungsstößel ausgeht, der über Mitnehmer in Eingriff mit Biegefedern für die Kontaktbetätigung steht, wobei die Rückstellfeder am anderen Ende des Betätigungsstößels den Kontaktfedersatz in eine Ruhestellung rückstellt, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (3) derart ausgebildet ist, daß bei einem Antrieb des Relais gegen die Rückstellfeder (3) die für ihre Durchbiegung benötigte Kraft abnimmt.

2. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellfeder (3) einen Kennlinienverlauf aufweist, derart, daß die größte Rückstellkraft bei ihrer größten Auslenkung vorliegt.

3. Relais nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rückstellfeder (3) unter Vorspannung mit einer Vorkrümmung in einer Ausnehmung (8) des Federbockes (6) angeordnet ist.

4. Relais nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Federbock (6) zur Einstellung der Vorspannung der Rückstellfeder (3) ein Stellorgan (9), z. B. eine Schraube, angeordnet ist.