-
Die
Erfindung betrifft ein Schrittschaltwerk in einem elektromagnetischen
Schrittschaltrelais mit einem Gehäuse, mit einem eine Spule und
einen Klappanker aufweisenden Magnetsystem, mit einem mit dem Klappanker
vorzugsweise direkt zusammenwirkenden Schaltstößel und mit einem mit diesem
zusammenwirkenden Schaltrad, welches in mehreren definierten Schaltpositionen
einrastbar ist. Ein derartiges Schrittschaltwerk ist beispielsweise
aus der
DE 35 19 546
C2 bekannt.
-
Schrittschaltwerke
werden üblicherweise
in Stromstoßschaltern
verwendet, wobei ein eine Anzahl Kontaktelemente betätigendes
Schaltrad in definierten Schaltpositionen einrastbar und lediglich
in einer Richtung drehbar ist. Um die geforderten Schaltfunktionen
zu erfüllen,
weist das Schrittschaltwerk dabei eine Mehrzahl beweglicher, insbesondere federnder
Funktionselemente auf. Hierdurch ist eine aufwändige Konstruktion des Schrittschaltwerkes
gegeben.
-
Weiterhin
ist durch die
DE 41
33 070 C1 ein bistabiles Relais mit einem Gehäuse bekannt.
Das Umschalten des Relais wird durch das Zusammenwirken eines Magnetsystems,
eines Stößels und
einer Rückstellfeder
mit einem Steuerorgan und einem Umschaltkontakt bewirkt. Der Stößel dient
zur Krafteinleitung und das Steuerorgan übernimmt zusammen mit dem Umschaltkontakt
das Einhalten der beiden stabilen Schaltstellungen. Die Rückstellfeder
ist als dreischenkelige Blattfeder ausgebildet und weist einen Führungsschenkel
und einen Halteschenkel sowie einen Auflageschenkel auf. Bei geöffnetem Gehäuse sichert
der Führungsschenkel
den Stößel gegen
Herausfallen.
-
Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schrittschaltwerk für ein elektromagnetisches Schrittschaltrelais
anzugeben, welches konstruktiv besonders einfach, insbesondere mit
einer geringen Teilezahl, sowie besonders montagefreundlich aufgebaut
ist.
-
Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
ein Schrittschaltwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Dieses
Schrittschaltwerk ist in einem Gehäuse eines elektromagnetischen
Schrittschaltrelais angeordnet und weist ein Magnetsystem mit einer
Spule und einem Klappanker auf. Durch den Klappanker ist ein Schaltstößel betätigbar,
welcher wiederum mit einem Schaltrad zusammenwirkt, das in eine
Mehrzahl definierter Schaltpositionen einstellbar ist. Mit dem Schaltstößel sowie
mit dem Schaltrad wirkt ein Federelement zusammen, welches als Blattfeder
oder als Stabfeder, d.h. ähnlich
einer Blattfeder, jedoch mit rundem Querschnitt, ausgebildet ist.
Das Federelement weist drei Schenkel auf, welche bevorzugt in unbelastetem
Zustand jeweils zumindest annähernd
gerade sind. Abweichend hiervon können die Schenkel jedoch beispielsweise
auch gebogen sein und ineinander übergehen, so dass die Blattfeder
insgesamt einen gebogenen Verlauf hat. In jedem Fall beaufschlagt
der erste Schenkel bzw. der erste Abschnitt des Federelementes den
Schaltstößel mit einer
Kraft, wodurch dieser vorzugsweise sowohl an das Schaltrad angedrückt wird
als auch den Klappanker in Richtung der von der Spule abgehobenen
Position belastet. Der mittlere Schenkel bzw. mittlere Abschnitt
des Federelementes ist im Gehäuse
des Schrittschaltrelais gelagert. An den mittleren Schenkel bzw.
Abschnitt schließt
sich ein dritter Schenkel bzw. Abschnitt des Federelementes an,
welcher mit dem Schaltrad zusammenwirkt. Der dritte Schenkel erfüllt hierbei
vorzugsweise mehrere Funktionen: Zum einen greift er an dem Schaltrad,
insbesondere an einer Zahnung des Schaltrades, derart an, dass dieses
in den definierten Schaltpositionen gehalten wird, insbesondere
ein Zurückdrehen
entgegen der vorgesehenen Drehrichtung verhindert ist. Zum anderen übt das Federelement
auf das Schaltrad, sofern dieses aus einer definierten Schaltposition
heraus nur geringfügig,
d.h. nicht bis zur nächstfolgenden
definierten Schaltposition, verdreht ist, eine rückstellende Kraft aus. Die
Rücklaufsperrfunktion
des Federelementes ist insofern in geringen Winkelbereichen zwischen
benachbarten Schaltpositionen aufgehoben, um undefinierte Zwischenstellungen
des Schaltrades zu vermeiden.
-
Der
Betätigungsweg
des dritten, mit dem Schaltrad, insbesondere dessen Zahnung, zusammenwirkenden
Federschenkels ist typischerweise geringer als der Betätigungsweg
des ersten Federschenkels, mittels dem der Klappanker von der Spule des
Magnetsystems abhebbar ist. Entsprechend diesen unterschiedlichen
Anforderungen an die Federwege ist der erste Schenkel bevorzugt
länger
als der dritte Schenkel des Federelementes.
-
Der
erste Schenkel greift dabei vorzugsweise an einem an den Schaltstößel angeformten,
von der Spule wegweisenden Betätigungsarm
an. Durch die Kopplung des ersten Schenkels des Federelementes mit
einem von der Haupterstreckungsrichtung des Stößels einen zumindest annähernd rechten
Winkel einschließenden
Betätigungsarm
ist nicht nur ein ausreichender Betätigungsweg des Stößels gegeben,
sondern dieser auch mit einer Kraft beaufschlagt, welche ihn radial
zum Schaltrad drückt.
Der Schaltstößel wirkt
vorzugsweise mit derjenigen Zahnung des Schaltrades direkt zusammen,
welche auch mit dem dritten Federschenkel zusammenwirkt und dabei
die oben beschriebene Rücklaufsperrfunktion
sowie Rückstellfunktion
sicherstellt. Ein günstiges
Verhältnis
sowohl der einzelnen Betätigungswege
als auch Betätigungskräfte ist
gegeben, wenn der erste Schenkel des Federelementes mit dessen drittem
Schenkel einen Winkel von mindestens 30° und maximal 150°, insbesondere
von mindestens 60° und maximal
120°, einschließt.
-
Nach
einer bevorzugten Weiterbildung ist die Kraft, welche der erste
Schenkel des Federelementes auf den Schaltstößel ausübt, einstellbar, indem an diesem,
insbesondere an dem Betätigungsarm
des Schaltstößels, mehrere
Kopplungsstellen zum Einspannen des Federschenkels vorgesehen sind.
Das Federelement ist vorzugsweise aus Metall gefertigt. Im Fall
einer Ausbildung als Blattfeder mit einem flachen rechteckigen Querschnitt
beträgt
dessen Stärke vorzugsweise
mindestens 0,05 mm und maximal 0,5 mm, insbesondere 0,1 mm bis 0,2
mm. Bei einer Fertigung des Federelementes aus Kunststoff sind aufgrund
des thermischen Umfeldes und der mechanischen Dauerbelastung erhöhte Anforderungen
an die Fließ-
und Setzeigenschaften zu beachten.
-
Nach
einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist ein sogenannter Überdrehschutz,
vorzugsweise in Form eines mit dem Schaltrad direkt zusammenwirkenden
Sicherungsarmes des Schaltstößel vorgesehen,
welcher verhindert, dass das Schalt rad bei einem Schaltvorgang durch
den Schaltstößel zu weit
gedreht wird.
-
Das
Federelement weist nach einer bevorzugten Weiterbildung einen von
der Ausbildung eines angrenzenden Abschnittes der Federschenkel
abweichenden Schenkelabschnitt auf, welcher vorzugsweise als Kerbe
oder Einschnürung
ausgebildet ist und der gezielten Beeinflussung der Federkennlinie dient.
Durch unterschiedliche Schenkelabschnitte bei verschiedenen Federelementen
kann auf einfache Weise die Federkennlinie eines Schrittschaltwerkes entsprechend
den Anforderungen, insbesondere der gewünschten Auslösecharakteristik,
gewählt
werden. Da der in verschiedenen Varianten ausgebildete Schenkelabschnitt
in erster Linie der genauen Einstellung der zwischen dem Federelement
und dem Schaltstößel wirkenden
Kräfte
dient, während
die Beeinflussung der Kräfte
zwischen dem Federelement und dem Schaltrad höchstens von nachgeordneter Bedeutung
ist, befindet sich der modifizierte Schenkelabschnitt bevorzugt
zwischen einem im Gehäuse eingespannten
Abschnitt des Federelementes und der Kopplungsstelle zwischen dem
ersten Federschenkel und dem Schaltstößel.
-
Der
Vorteil der Erfindung liegt insbesondere darin, dass ein als Multifunktionselement
gestaltetes Federelement in einem Schrittschaltrelais sowohl einen
Schaltstößel und
ein Schaltrad direkt als auch einen Klappanker indirekt mit einer
Kraft beaufschlagt, wobei das Schaltrad in definierten Schaltpositionen gehalten
ist und durch eine Rücklaufsperrfunktion gesichert
ist.
-
Mehrere
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin
zeigen:
-
1, 2 in verschiedenen perspektivischen Darstellungen
ein Schrittschaltwerk in einer ersten Schaltposition,
-
3 das Schrittschaltwerk
in einer zweiten Schaltposition,
-
4a, 4b das Schrittschaltwerk in der Schaltposition
nach 3 in verschiedenen
Schnittdarstellungen,
-
5 das Schrittschaltwerk
in perspektivischer Darstellung in einer dritten Schaltposition,
-
6a, 6b das Schrittschaltwerk in Schaltposition
nach 5 in verschiedenen
Querschnittsdarstelllungen,
-
7 das Schrittschaltwerk
in perspektivischer Darstellung in einer vierten Schaltposition,
-
8a, 8b das Schrittschaltwerk in Schaltposition
nach 7 in verschiedenen
Querschnittsdarstellungen,
-
9 das Schrittschaltwerk
in perspektivischer Darstellung in einer fünften Schaltposition,
-
10, 11 ein elektromagnetisches Schrittschaltrelais
mit dem Schrittschaltwerk in verschiedenen Schaltzuständen jeweils
in einer Querschnittsdarstellung,
-
12, 13 in perspektivischen Darstellungen
das Schrittschaltrelais nach 10 und 11,
-
14 in perspektivischer Darstellung
eine weitere Ausführungsform
eines elektromagnetischen Schrittschaltrelais mit einem Schrittschaltwerk,
-
15a, 15b ein Federelement eines Schrittschaltwerkes
in perspektivischer Darstellung bzw. Querschnittsdarstellung,
-
16a, 16b ein elektromagnetisches Schrittschaltrelais
in einer weiteren Ausführungsform mit
einem Schrittschaltwerk in ver schiedenen Schaltzuständen jeweils
in Querschnittsdarstellung,
-
17 das Schrittschaltrelais
in Schaltposition nach 16b in
perspektivischer Darstellung,
-
18a, 18b einen Schaltstößel des Schrittschaltwerkes
nach 16a und 16b,
-
19a bis 19c in verschiedenen Ansichten ein Federelement
des Schrittschaltrelais nach 16a und 16b, und
-
20a bis 20c ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Federelementes
für das
Schrittschaltrelais nach 16a und 16b.
-
Einander
entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen
versehen.
-
Die 1 und 2 zeigen ein Schrittschaltwerk 1 eines
hier nicht weiter dargestellten Schrittschaltrelais zur Fernsteuerung
von Stromkreisen. Das Schrittschaltwerk 1 weist ein L-förmiges Magnetjoch 2 mit
einem ersten kürzeren
L-Schenkel 3 und einem zweiten längeren L-Schenkel 4 auf.
Auf dem ersten L-Schenkel 3 ist parallel zum zweiten L-Schenkel 4 ein
Kern 5 angeordnet, welcher von einer Spule 6 umgeben
ist. Endseitig des zweiten Schenkels 4 ist mit diesem ein
Klappanker 7 beweglich verbunden. Auf der dem zweiten Schenkel 4 abgewandten
Seite des Klappankers 7 ist mit diesem ein Schaltstößel 8 verbunden,
wobei der Schaltstößel 8 relativ
zum Klappanker 7 zumindest geringfügig schwenkbeweglich ist. Im
Wesentlichen ist der Schaltstößel 8 parallel
zum Kern 5 und zur Spule 6 sowie zum zweiten L-Schenkel 4 ausgerichtet.
Der Schaltstößel 8 wirkt direkt
zusammen mit einer Zahnung 9 eines Schaltrades 10.
Die Zahnung 9 ist dabei achtfach gezahnt, entsprechend
acht definierten, um jeweils 45° verdrehten
Schaltstellungen des Schaltrades 10. In der Darstellung
nach 1 ist das Schaltrad 10 nach rechts
in Drehrichtung D drehbar. Der Zahnung 9 des Schaltrades 10 benachbart
weist dieses eine Kon turscheibe 11 auf, an der ein Federband 12 anliegt,
welches eine Schaltbrücke 13 betätigt. Mit
einer in 2 sichtbaren
Kulissenführung 14 der
Konturscheibe 11 ist des Weiteren ein Schaltstellungsanzeiger 15 verbunden.
-
In
das in den 1 und 2 nicht dargestellte Gehäuse, in
welchem sich das Schrittschaltwerk 1 befindet, ist ein
Federelement 16 eingespannt, wobei zur Fixierung im Gehäuse eine
Aussparung 17 im Federelement 16 vorgesehen ist.
Das in den 15a und 15b isoliert dargestellte
Federelement 16 ist als Blattfeder ausgebildet und weist
einen ersten Federschenkel 18, einen zweiten, mittleren
Federschenkel 19 und einen dritten Federschenkel 20 auf.
Der mittlere Federschenkel 19 ist relativ zum Magnetjoch 2 fixiert,
während
der erste Federschenkel 18 mit dem Schaltstößel 8 und
der dritte Federschenkel 20 mit dem Schaltrad 10 jeweils
direkt zusammenwirkt. Dabei ist der erste Federschenkel 18 an
einem Betätigungsarm 21 angelenkt,
welcher als Teil des Schaltstößels 8 im
Wesentlichen rechtwinklig zu dessen Haupterstreckungsrichtung ausgerichtet
ist. Der erste Federschenkel 18 ist wahlweise zwischen
zwei von drei Zapfen 22, welche eine Kopplungsstelle bilden,
eingespannt. Durch die Wahl der Kopplungsstelle 22 ist
die Krafteinwirkung des Federelementes 16 auf den Schaltstößel 8 justierbar.
-
Durch
die außermittige
Anlenkung des Federelementes 16 am Schaltstößel 8 wird
auf diesen in jedem Fall derart ein Drehmoment ausgeübt, dass der
Schaltstößel 8 gegen
das Schaltrad oder die Schaltwelle 10 gedrückt wird.
Zugleich ist der Schaltstößel 8 durch
das Federelement 16 mit einer Kraft belastet, welche den
Klappanker 7 vom Kern 5 der Spule 6 abhebt.
Ein zusätzliches
Federelement, welches den Klappanker 7 in der in 1 und 2 dargestellten abgehobenen Position
hält, ist
somit nicht erforderlich.
-
Der
dem ersten Federschenkel 18 gegenüberliegende dritte Federschenkel 20 übt ebenfalls eine
Mehrfachfunktion aus. In der in den 1 und 2 dargestellten Schaltposition
liegt der dritte Federschenkel 20 eben an einer Zahnflanke 23 der
Zahnung 9 des Schaltrades 10 an. Ein Zurückdrehen
des Schaltrades 10 entgegen der vorgesehenen Drehrichtung
D ist nicht möglich,
da in diesem Fall der dritte Federschenkel 20 endseitig
an einer Stirnflanke 24 der Zahnung 9 anschlagen
würde.
Zusätzlich
zu dieser Rücklaufsperrfunktion
des mit der Zahnung 9 zusammenwirkenden dritten Federschenkels 20 ist
in beschränktem
Maß eine
Haltefunktion bereits durch die Reibungskraft zwischen dem dritten
Federschenkel 20 und dem Schaltrad 10 gegeben.
-
Während des
Schaltvorgangs des Schrittschaltwerks 1 wird das Schaltrad 10 um
insgesamt 45° gedreht.
Der Schaltvorgang wird nachfolgend anhand der 3 bis 9 näher erläutert. In
Relation zu der in 1 und 2 dargestellten Schaltposition ist
in der Schaltposition nach 3 der
Klappanker 7 um 3° aus
der Nullstellung geschwenkt. Der Schaltstößel 8 berührt dabei
die Zahnung 9 des Schaltrades 10, welches um 15° relativ
zur Nullstellung nach 1 verdreht
ist. Der dritte Federschenkel 20 ist durch die Verdrehung
der Zahnung 9 in Richtung zum ersten L-Schenkel 3,
in der Darstellung nach unten, ausgelenkt und übt somit im Vergleich zur Schaltposition
nach 1 und 2 eine größere Kraft
auf das Schaltrad 10 aus. Hierbei berührt der dritte Federschenkel 20 lediglich
eine Zahnkante 25 zwischen einer Zahnflanke 23 und
einer Stirnflanke 24. Wie insbesondere aus den 3 und 4a hervorgeht, entsteht somit ein Drehmoment
auf das Schaltrad 10 entgegen der Drehrichtung D. Bei einer
Unterbrechung der Stromzufuhr zur Spule 6 in der in den 3, 4a, 4b dargestellten
Schaltposition würde
das Schaltrad 10 durch die Einwirkung des dritten Federschenkels 20 des
Federelementes 16 wieder in die in 1 und 2 dargestellte
Ausgangsposition überführt werden.
Gleichzeitig würde
das Federelement 16 auch den Klappanker 7 in die
in 1 und 2 dargestellte Nullstellung zurückbewegen.
Damit stellt das Federelement 16 sicher, dass das Schaltrad 10 und damit
auch die Schaltbrücke 13,
etwa bei einem zu kurzen Betätigungsimpuls,
welcher die Spule 6 mit Strom versorgt, nicht in einer
undefinierten Zwischenstellung, wie beispielsweise der in den 3 bis 4a dargestellten Position verbleiben
kann. Das Schaltrad 10 kann sich somit um höchstens
weniger als 45° entgegen
der Drehrichtung D drehen.
-
In
der Schaltposition nach den 5, 6a, 6b ist der Klappanker 7 durch
die Spule 6 weiter angezogen und um insgesamt 4° aus der
Nullstellung verschwenkt. Das Schaltrad 10 ist dabei um
insgesamt 25° relativ
zur in den 1 und 2 dargestellten Ausgangslage
verdreht. Wie insbesondere aus einem Vergleich der 5 mit der 3 deutlich
wird, ist der dritte Federschenkel 20 nunmehr nochmals
weiter ausgelenkt, so dass eine nochmals größere Kraft auf die Zahnung 9 wirkt.
Die Krafteinwirkung des Federelementes 16 auf das Schaltrad 10 nimmt
also mit dessen zunehmender Drehung zu. Zu Beginn des Schaltvorgangs,
in der in den 1 und 2 dargestellten Schaltposition
ist die Haltekraft des dritten Federschenkels 20 auf das
Schaltrad 10 relativ gering. Somit ist der Klappanker 7,
welcher hier noch relativ weit vom Kern 5 und der Spule 6 beabstandet
ist, leicht aus der Nullstellung heraus bewegbar. Dies ist von besonderer
Bedeutung, da die magnetische Kraft auf den Klappanker 7 umso
geringer ist, je weiter dieser vom Kern 5 beabstandet ist.
Mit zunehmender Annäherung
des Klappankers 7 an den Kern 5 spielt dagegen
die Reibungskraft zwischen dem Federelement 16 und dem
Schaltrad 10 eine abnehmende Rolle. Im Gegensatz hierzu
ist die Rückstellkraft,
welche entgegen der Drehrichtung D wirkt, von zunehmender Bedeutung.
Die Rückstellkraft
auf das Schaltrad 10 ist in der in den 5, 6a, 6b dargestellten Schaltposition
gegenüber
der in den 3, 4a, 4b dargestellten Schaltposition erhöht, da der
dritte Federschenkel 20 weiter ausgelenkt ist und somit eine
größere Federkraft
ausübt.
Dies bedeutet, dass auch bei einem relativ langen Fehlimpuls, welcher
die Schaltwelle 10 beispielsweise um 25° verdreht, immer noch eine Rückstel lung
des Schaltrades 10 und damit auch der Schaltbrücke 13 in
die Nullstellung gewährleistet
ist.
-
In
der in den 7, 8a, 8b dargestellten Schaltposition ist der
Klappanker 7 um 6,5° aus
der Nullstellung geschwenkt und das Schaltrad 10 um insgesamt
35° verdreht.
Die durch das Schaltrad 10 mittels des Federbandes 12 betätigte, in
der Darstellung nach unten verlagerte Schaltbrücke 13 hat nunmehr
einen nicht weiter dargestellten Kontakt geschlossen. Im Vergleich
zu den in den 1 bis 6b dargestellten Schaltpositionen
liegt an dem dritten Federschenkel 20 in der in 7 dargestellten Schaltposition
die nächstfolgende
Zahnflanke 23 und/oder Stirnflanke 24 an. Ein
Zurückdrehen
des Schaltrades 10 entgegen der Drehrichtung D in die in 1 und 2 dargestellte Ausgangsposition ist somit durch
das zusammen mit der Zahnung 9 des Schaltrades 10 als
Rücklaufsperre
wirkende Federelement 16 blockiert. Wird in der in den 7, 8a, 8b dargestellten
Schaltposition die Stromzufuhr zur Spule 6 unterbrochen,
d.h. der Schaltimpuls beendet, so wird der Klappanker 7 durch
die Kraft des Federelementes 16 auf den Stößel 8 in
die Nullstellung zurückbewegt,
wobei der Schaltstößel 8 bei
abgehobenem, d.h. in Nullstellung befindlichem Klappanker 7 aufgrund
des vom Federelement 16 über die außermittige Kopplungsstelle 22 ausgeübten Drehmomentes wiederum
an eine Zahnflanke 23 angedrückt wird.
-
In
der in 9 dargestellten
Schaltposition befindet sich das Schrittschaltwerk 1, solange
die Energieversorgung der Spule 6 aufrechterhalten bleibt. Die
sichere Funktion des Gerätes
ist auch im Fall von Dauerlast gegeben. Die Schaltposition der Schaltbrücke 13 hat
sich dabei im Vergleich zu der in den 7, 8a, 8b dargestellten Schaltposition nicht
geändert.
Der Klappanker 7 liegt am Kern 5 an; das Schaltrad 10 ist
um insgesamt 45° verdreht.
Der dritte Federschenkel 20 des Federelementes 16 übt ein Kraft
analog der in 1 dargestellten
Schaltposition auf das Schaltrad 10 aus. Die Rücklaufsperre
ist somit aktiv. Das Schaltrad 10 verbleibt in der in 9 dargestellten Schaltposition,
wenn die Stromzufuhr zur Spule 6 unterbrochen wird und
damit der Klappanker 7 vom Kern 5 abhebt. Nach
einem weiteren Schaltvorgang des Schrittschaltwerkes 1 mit
weiterer Drehung des Schaltrades 10 um nochmals 45° befindet
sich das Schrittschaltwerk 1 wieder in der in 1 dargestellten Schaltposition.
-
Die 10 bis 13 zeigen ein Schrittschaltrelais 26 mit
einem Schrittschaltwerk 1 nach den 1 bis 9 in
verschiedenen Schaltzuständen.
Dabei entspricht der Schaltzustand nach den 10, 12, 13 dem Schaltzustand nach
den 1 und 2, während der Schaltzustand nach 11 dem Schaltzustand nach 9 entspricht. Das Schrittschaltrelais 26 ist als
Reiheneinbaugerät
ausgebildet, welches ein Gehäuse 27 aufweist,
das mittels einer Haltevorrichtung 28 auf eine nicht dargestellte
Tragschiene aufschnappbar ist. Die Schaltbrücke 13 ist verbindbar mit
zwei Festkontakten 29, welche jeweils mit einer Klemme 30 verbunden
sind. Zwei weitere Klemmen 31 sind zum elektrischen Anschluss
der Spule 6 vorgesehen. Der Schaltstößel 8 ragt durch eine Öffnung 32 auf
einer der Haltevorrichtung 28 gegenüberliegenden Betätigungsseite 33 des
Gehäuses 27,
so dass das Schrittschaltwerk 1 auch manuell betätigbar ist.
Die Position des Schaltstellungsanzeigers 15 und damit
auch der Schaltbrücke 13 ist
durch ein der Öffnung 32 benachbartes
Fenster 34 sichtbar.
-
Eine
weitere Ausführungsform
des Schrittschaltrelais 26 ist in 14 dargestellt. Der Aufbau des Schrittschaltwerkes 1 entspricht
dabei weitgehend dem Ausführungsbeispiel
nach den 1 bis 13. Abweichend hiervon ist
jedoch das Schrittschaltrelais 26 nach 14 als kombinierter Öffner/Schließer mit
zwei Schaltbrücken 13 ausgebildet.
Beide Schaltbrücken 13 werden
gleichzeitig mit einer einzigen Spule 6 geschaltet. Ein
zentraler Schaltstößel 8 betätigt zwei
parallel zueinander auf einer gemeinsamen Achse angeordnete Schalträder 10 mit
deckungsgleichen Konturscheiben 11.
-
Die 15a und 15b zeigen das als Multifunktionsfeder
dienende Federelement 16, welches in identischer Form sowohl
im Ausführungsbeispiel nach
den 1 bis 13 als auch im Ausführungsbeispiel
nach 14 zum Einsatz
kommt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das Federelement 16 als Blattfeder aus einem Federband
aus Metall, vorzugsweise x12CrNi oder Messingband wie CuSn6, mit
einer Stärke
s von 0,1 mm bis 0,2 mm gefertigt. Die äußeren Federschenkel 18,20 des
in den 15a und 15b im unbelasteten Zustand
dargestellten Federelementes 16 schließen einen Winkel α von weniger
als 90° ein.
Die Länge
L1 des ersten Federschenkels 18 beträgt mehr als das Doppelte der
Länge L3
des dritten Federschenkels 20, jedoch weniger als die Länge L2 des
zweiten Federschenkels 19. Mit dieser Geometrie ist das
Federelement 16 bei Bereitstellung sämtlicher beschriebener Funktionen
problemlos in das Gehäuse 27 integrierbar,
wobei auch mit zusätzlich
eingebauten Funktionselementen, insbesondere dem Schaltstellungsanzeiger 15,
eine einfache Montage ermöglicht
ist.
-
Ein
weiteres Schrittschaltrelais 26 mit einer besonders bevorzugten
Ausführungsform
eines Schrittschaltwerkes 1 ist in den 16a bis 17 dargestellt.
Hierbei ist, wie in den 18a und 18b näher dargestellt, der Schaltstößel 8 im
Vergleich zu den oben beschriebenen Ausführungsformen nach den 1 bis 15b modifiziert. Des Weiteren sind die Lagerung
des Federbandes 12 im Gehäuse 27 sowie, wie
insbesondere aus den 19a bis 19c ersichtlich, die Form
und die Einspannung des Federelementes 16 geändert. Eine
weitere, besonders vorteilhafte Ausführungsform eines für das Schrittschaltrelais 26 nach
den 16a bis 17 geeigneten Federelementes 16 zeigen
die 20a bis 20c.
-
Der
Schaltstößel 8 weist
in der Ausführungsform
nach den 18a und 18b einen Überdrehschutz 35 in
Form eines etwa rechtwinklig zur Erstreckungsrichtung des Schaltstößels 8,
parallel zum Betätigungsarm 21 angeordneten
Sicherungsarmes auf. Der Sicherungsarm oder Überdrehschutz 35 schlägt bei der
Be endigung der durch den Schaltstößel 8 bewirkten Drehung
des Schaltrades 10 an dessen Zahnung 9 an und
verhindert somit ein Weiterdrehen des Schaltrades 10 nach
Abschluss des Schaltvorgangs. Die entsprechende Schaltposition des
Schrittschaltwerkes 1 ist in den 16b und 17 dargestellt.
Im Übrigen
hat der Überdrehschutz 35 des
damit gabelförmig
ausgebildeten Schaltstößels 8 keinen
Einfluss auf dessen anhand der Ausführungsbeispiele nach den 1 bis 15b näher
erläuterte Funktion.
-
Das
in den 19a bis 19c dargestellte Federelement 16,
welches im Schrittschaltwerk 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den 16a bis 17 eingesetzt ist, weist eine vom mittleren
Federschenkel 19 rechtwinklig abknickende Haltenase 37 zur
Fixierung im Gehäuse 27 auf.
Gleiches gilt für eine
weitere Ausführungsform
des Federelementes 16 gemäß dem Ausführungsbeispiel nach den 20a bis 20c. In diesem Fall ist jedoch die Federhärte durch
einen auch als Kerbe oder Ausschnitt bezeichneten eingeschnürten Schenkelabschnitt 36 im Bereich
zwischen dem ersten Federschenkel 18 und dem zweiten Federschenkel 19 reduziert.
Das Federelement 16 nach den 19a bis 19c ist gegen das Federelement 16 nach
den 20a bis 20c sowie weitere, nicht
dargestellte Federelemente mit unterschiedlichen Federkennlinien
austauschbar, so dass durch den Einsatz eines geeigneten Federelementes das
Schaltverhalten des Schrittschaltrelais 26 einstellbar
ist.