DE1540220C

DE1540220C - Contactor in plastic housing

Info

Publication number: DE1540220C
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl.-Ing.; Preissler Karl; Wien Bauer
Original assignee: Naimer, Hubert Laurenz, Wien
Publication date: 1972-05-31

Description

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Die Erfindung betrifft ein Schütz in Kunststoff- Polflächen immer satt aufeinanderliegen, weil denThe invention relates to a contactor in plastic pole faces always lie on top of each other because the

gehäuse mit das satte Aufschlagen der Polflächen zusammenwirkenden beweglichen Teilen mehrerehousing with the full impact of the pole faces interacting moving parts several

erleichternder Lagerung von Kern und Anker. Freiheitsgrade zukommen, die zwar, soweit es sicheasier storage of core and anchor. Degrees of freedom are granted to the extent that it is

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine nicht um die eigentliche Schaltbewegung handelt, an sich bekannte Vorrichtung zum im Augenblick 5 nur innerhalb der durch das Spiel gegebenen Grenzen des Aufschlages satten Anliegen der Polflächen von bestehen. Dieses reicht aber aus, um zu sichern, daß Kern und Anker eines Schützes so auszubilden, daß die Lage der bewegten Teile letztlich von den Polsie leicht herstellbar ist, der Zahl der von einem flächen her festgelegt ist und daß Verziehungen des Schütz verlangten Schaltspiele entsprechend auf Gehäuses nicht mehr zur Folge haben können, daß lange Zeiten betriebssicher ist, leicht austauschbar ist io die Polflächen nicht mehr satt aufeinanderliegend und mit einfachen Mitteln billig hergestellt werden zusammenarbeiten und so die erste Ursache für die kann. Herabsetzung der Lebensdauer der Schalteinheit ge-The invention is based on the task of not dealing with the actual switching movement, known device for the moment 5 only within the limits given by the game of the surcharge full concern of the pole faces of exist. But this is sufficient to ensure that The core and armature of a contactor should be designed in such a way that the position of the moving parts ultimately depends on the pole is easy to manufacture, the number of areas is fixed and that warps of the Contactor according to the switching cycles required on the housing can no longer have the consequence that is operationally reliable for a long time, easily replaceable io the pole faces are no longer lying on top of each other and be made by simple means cheaply cooperate and so be the first cause of the can. Reduction of the service life of the switching unit

Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik er- schaffen wird.Is created according to the current state of the art.

laubt die Verwendung von thermoplastischen Kunst- Dadurch, daß die Antriebseinrichtung des Schützes stoffen zwar eine billige Massenfertigung im Spritz- 15 gewisse Formänderungen ihres Gehäuses zuläßt, ist gußwege, jedoch haben diese Kunststoffe keine sehr die Voraussetzung für die Anwendung von Thermogroße Maßbeständigkeit, weil sie bekanntlich durch plasten, beispielsweise von Polyamiden, geschaffen, das Freiwerden von formbedingten Spannungen zwar In diesem Zusammenhang hat sich die Ausführung nur geringfügig, aber doch in einem die Genauigkeit eines wannenförmigen Deckels zur Aufnahme dieser der Zusammenarbeit bewegter Teile herabsetzenden 20 Magneteinheit bewährt. Man kommt so zu einer einMaße, sowie durch Kriechen und Formänderungen fachen Bauweise, in der man die Hilfskontakte überauf Grund von Feuchtigkeitsaufnahme Verformun- sichtlich und gut zugänglich unterbringen kann, wie gen unterliegen. im folgenden noch näher ausgeführt wird.permits the use of thermoplastic synthetic material by having the drive mechanism of the contactor materials although cheap mass production in injection molding 15 allows certain changes in the shape of their housing is Gußwege, however, these plastics are not very suitable for the use of thermo-large Dimensional stability, because they are known to be created by plastics, for example from polyamides, the release of shape-related tensions, although in this context, the execution only slightly, but in one aspect the accuracy of a tub-shaped cover to accommodate this the cooperation of moving parts-reducing 20 magnet unit has proven itself. One comes to such a level as well as by creeping and shape changes fold construction, in which the auxiliary contacts overflow Can accommodate due to moisture absorption deformed and easily accessible, such as are subject to. will be explained in more detail below.

Die Lebensdauer eines Schützes wird weitgehend Die sehr einfache Bauweise des Schützes gemäß von der Genauigkeit bestimmt, mit der die Pol- 25 der Erfindung wird besonders augenfällig beim Verflachen des Magnetjoches und des Ankers zusam- gleich mit den bekannten Ausführungen nach den menarbeiten und mit der sie zur Richtung der Resul- deutschen Auslegeschriften 1 138 141, 1 088 593 und tierenden der wirkenden elektromagnetischen Kraft 1 094 365. Die bekannten Ausführungen sind demsenkrecht stehen und mit der die gegebenenfalls vor- gegenüber außerordentlich aufwendig. Sie sind außerhandene Drehachse, um die der Anker schwingt, zu 30 dem schwer zugänglich und auch schwer austauschdieser Resultierenden senkrecht und zu den Pol- bar. Hierzu wird besonders auf die Anordnung nach flächen parallel verläuft, d. h. also, von der genauen F i g. 1 der deutschen Auslegeschrift 1 138 141 ver- und dauernden Maßhaltigkeit der bewegten Teile und wiesen.The service life of a contactor is largely according to the very simple design of the contactor determined by the accuracy with which the pole 25 of the invention is particularly noticeable when flattening of the magnet yoke and the armature together with the known designs according to the men work and with which you to the direction of the Resuldeutsche Auslegeschriften 1 138 141, 1 088 593 and the acting electromagnetic force 1 094 365. The known versions are vertical stand and with which the possibly in front of extremely expensive. You are out of hand The axis of rotation around which the armature swings is difficult to access and also difficult to replace Resultant perpendicular and to the pole-bar. For this purpose, special attention is paid to the arrangement surfaces runs parallel, d. H. So, from the exact F i g. 1 of the German Auslegeschrift 1 138 141 ver and permanent dimensional accuracy of the moving parts.

ihrer Lagerung. Ungenauigkeiten dieser Art führen Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes nachtheir storage. Inaccuracies of this kind lead to an exemplary embodiment of the subject matter

bald zu ungleichmäßigen Abnützungen der bewegten 35 den Ansprüchen ist in den schematischen Zeichnun-soon to uneven wear of the moving 35 the claims is in the schematic drawing

Teile, was den Schaltvorgang selbst ungünstig beein- gen dargestellt. Es zeigtParts that affect the switching process itself unfavorably are shown. It shows

flußt und die Neigung zum schädlichen »Prellen« Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein Schalt-flows and the tendency to harmful "bouncing" Fig. 1 is a vertical section through a switching

der Kontakte erhöht. Die Folge des Prellens können schütz und ist ein Schnitt nach Linie I-I der F i g. 2,of contacts increased. The consequence of the bouncing can protect and is a section along line I-I of FIG. 2,

Kontaktabhebungen sein, die zur Lichtbogenbildung F i g. 2 eine Seitenansicht, ebenfalls geschnitten,Be contact lifts that lead to arcing F i g. 2 a side view, also in section,

und vergrößertem Kontaktverschleiß oder zum Ver- 40 und ist ein Schnitt nach LinieII-II der Fig. 1,and enlarged contact wear or to the 40 and is a section along line II-II of Fig. 1,

kleben der Kontakte und damit zum Versagen des F i g. 3 eine Draufsicht auf das Schütz bei abge-sticking the contacts and thus to the failure of the F i g. 3 a top view of the contactor when the

Schützes führen können, nommenen Deckel.Contactor can lead, taken cover.

Dieser Gefahr kann man mit relativ langen Das dargestellte Schütz besteht aus einem Ge-Magnethüben begegnen, wodurch erreicht wird, daß häuse 1, in welchem die Schalter 2 und der Antriebssich der Ankerprellschlag nicht bis zu den Kontakten 45 magnet 3 untergebracht sind, wobei der letztere über auswirkt. Ein großer Magnethub führt aber zu einen Anker 4, der, auf einem um eine Achse 5 drehgrößeren Spulenabmessungen. An diesen Nachteilen baren Winkelnebel 6 angeordnet, seine Bewegungen ändert sich auch nichts, wenn man nach bekannten ' um 90° gedreht auf einen Betätigungsfortsatz 8 überPrinzipien eine nichtlineare Umsetzung von Bewe- trägt, der von oben auf die im Unterteil des Gehäuses gungsvorgängen des Ankers vorsieht. 5° angeordneten Schalter 2 wirkt, die, über ein Rahmen-This danger can be avoided with a relatively long time. The contactor shown consists of a Ge magnetic stroke meet, whereby it is achieved that the housing 1, in which the switches 2 and the drive are the armature rebound is not housed up to the contacts 45 magnet 3, the latter over affects. A large magnet stroke, however, leads to an armature 4, which, on a rotating about an axis 5, is larger Coil dimensions. Arranged at these disadvantages ble angular fog 6, its movements also nothing changes if, according to known 'rotated by 90 ° on an actuating extension 8 on principles a non-linear translation of the movement from above onto that in the lower part of the housing operations of the anchor. 5 ° arranged switch 2 acts, which, via a frame

Die Erfindung besteht darin, daß Kern und Anker glied 10, auch von unten betätigt werden können,The invention consists in that the core and armature member 10, can also be operated from below,

durch die Innenseite einer mindestens innen kunst- Das Gehäuse 1 ist aus einem thermoplastischenthrough the inside of an at least inside plastic. The housing 1 is made of a thermoplastic

stoffüberzogenen Spule mit Spiel geführt sind und Kunststoff gespritzt. Es hat einen Boden 12 zur Be-Fabric-covered bobbins are guided with play and injection-molded plastic. It has a base 12 for loading

daß die so aus Kern und Spule gebildete Einheit festigung der Einzelschalter 2. Die Seitenwände 14that the unit thus formed from core and coil strengthening of the individual switches 2. The side walls 14

ebenfalls mit Spiel in einer gleichzeitig den Deckel 55 tragen oben eine oben offene Wanne 16, in der deralso with play in one at the same time the cover 55 wear a top open tub 16 in which the

des Gehäuses bildenden Wanne liegt. Kern 3 des Antriebsmagneten, der Anker 4, dieof the housing forming the tub. Core 3 of the drive magnet, the armature 4, the

Dadurch erhält man mit einfachen Mitteln und Magnetspule 18 und Rückholfedern 20 untergebrachtThis provides housing with simple means and magnet coil 18 and return springs 20

geringen Kosten einen dauernd genau arbeitenden sind.low costs are constantly working precisely.

Antriebsmechanismus für Schütze, der auch das Kon- Der Anker 4 schwingt um eine Achse 22, die in taktprellen praktisch ausschaltet. Die Magneteinrich- 60 dem bereits erwähnten Winkelhebel 6 gelagert ist, tung ist fabrikatorisch mit einem günstigen Aufwand der seinerseits um die Achse 5 schwingen kann, die herstellbar und zeichnet sich durch relativ kleine in den Seitenwänden 14 des Gerätegehäuses 1 unterAbmessungen aus. Das geringe Spiel, mit dem die gebracht ist. Der Anker 4 ist in der Ruhelage gebewegten Teile, nämlich Kern und Anker, in der zeichnet. Wenn das Magnetsystem durch Einschal-Spule gelagert sind, und der Umstand, daß die aus 65 tung des Steuerstromes erregt wird, bewegt sich der Kern, Anker und Spule gebildete Einheit ihrerseits Anker in Richtung zum Kern 3 und der zwischen mit geringem Spiel in einem wannenförmigen Be- den Polflächen des Ankers und des Kernes behältnis liegt, sichert, daß die zusammenwirkenden . stehende Spalt 26 wird ganz geschlossen. Der imDrive mechanism for contactors, which also includes the con- The armature 4 swings about an axis 22, which in practically eliminates clock bouncing. The Magneteinrich- 60 is mounted on the angle lever 6 already mentioned, device is fabrication with a cheap effort which in turn can swing around the axis 5, the can be produced and is characterized by relatively small dimensions in the side walls 14 of the device housing 1 out. The little game with which it is brought. The armature 4 is moved in the rest position Parts, namely core and anchor, in which draws. If the magnet system is by closing coil are stored, and the fact that the 65 device of the control current is excited, moves the Core, armature and coil formed unit in turn armature in the direction of the core 3 and the between with little play in a trough-shaped area of the pole faces of the armature and the core area lies, ensures that the cooperating. standing gap 26 is completely closed. The im

Magnetsystem zur Herabsetzung der Remanenz erforderliche Spalt ist im Kern ausgeführt.Magnet system required to reduce the remanence Gap is made in the core.

Anker 4 und Winkelhebel 6 haben das Bestreben, sich unter dem Einfluß einer Stellkraft in die aus F i g. 1 ersichtliche Ruhelage zu bewegen. Diese Kraft könnte die Schwerkraft sein, ist hier aber eine Federkraft. Die F i g. 2 und 3 zeigen zwei Federn 20, deren Kraft Anker und Kern in der Ruhestellung (Fig. 1) zu halten trachtet und die durch das Magnetfeld des erregten Magnetsystems überwunden wird.Armature 4 and angle lever 6 strive to move under the influence of an actuating force in the F i g. 1 apparent rest position to move. This force could be gravity, but here it is a spring force. The F i g. 2 and 3 show two springs 20, whose force anchor and core in the rest position (Fig. 1) seeks to hold and which is overcome by the magnetic field of the excited magnetic system.

Der Anker besteht aus einem Blechpaket, das bereichsweise mit einem Kunststoffmantel 28 umspritzt ist. Von diesem Mantel stehen die Lagerbolzen 22 seitlich ab und bilden mit ihm ein Stück. Die Umspritzung durchsetzt in bekannter Weise auch das Blechpaket mit Kunststoffbolzen 30 und schafft im Verein mit diesen eine feste Einheit.The armature consists of a laminated core which is coated with a plastic jacket 28 in some areas is. The bearing bolts 22 protrude laterally from this jacket and form one piece with it. The extrusion also penetrates the laminated core with plastic bolts 30 in a known manner and creates in association with these a solid unit.

In gleicher Weise besteht der Magnetkern 3 aus einem Blechpaket mit Kunststoffumspritzung 32 und Bolzen 30, die das Paket durchsetzen. Von der Umspritzung stehen Ansätze 35 seitlich ab, ähnlich den Lagerzapfen 22 des Ankers.In the same way, the magnetic core 3 consists of a laminated core with plastic extrusion coating 32 and Bolts 30 that enforce the package. Approaches 35 protrude laterally from the encapsulation, similar to the Bearing pin 22 of the armature.

Die Genauigkeit, die bei Anwendung moderner Prinzipien des Formenbaues erzielt werden kann, ist sehr hoch. Man erhält Kern- und Ankerteile 3,4, die hinreichend maßhaltig sind und in denen die Achsen, die durch die Achsstummel 22 bzw. die Ansätze 35 verkörpert sind, sehr genau senkrecht auf die Polflächen stehen, welche die Blechpakete von Kern und Anker bilden.The accuracy that can be achieved using modern mold making principles is very high. This gives core and anchor parts 3, 4, which are sufficiently dimensionally stable and in which the Axes which are embodied by the stub axles 22 or the lugs 35, very precisely perpendicular stand on the pole faces that form the core and armature laminations.

Die Magnetspule 18 besteht aus der eigentlichen Wicklung 40 und einer diese einhüllenden Kunststoffumspritzung 42. Diese Spule 18 sitzt nicht klemmend in einer entsprechenden Ausnehmung 44 des wannenförmigen Oberteils 16 des Schützgehäuses. Der Kern 3 sitzt ebenfalls mit geringem seitlichen Spiel in dieser wannenförmigen Ausnehmung 16 und seine seitlichen Ansätze 35 befinden sich im Abstand α vor den federnden Gehäuseansätzen 48. Kern 3, Anker 4 und die diese beiden Teile bereichsweise umgreifende Magnetspule 18 bilden eine in das Gehäuse eingesetzte Einheit. Die Wirkungsweise dieser Einheit ist folgende:The magnetic coil 18 consists of the actual winding 40 and a plastic extrusion coating 42 enveloping it. This coil 18 is not seated in a clamping manner in a corresponding recess 44 of the trough-shaped upper part 16 of the contactor housing. The core 3 also sits with little lateral play in this trough-shaped recess 16 and its lateral lugs 35 are located at a distance α in front of the resilient housing lugs 48. Core 3, armature 4 and the magnetic coil 18 which partially encompasses these two parts form an inserted into the housing Unit. This unit works as follows:

Durch Einschalten des Steuerstromes nähern sich Anker und Kern, wobei letzterer um den Betrag a sich bis zur Berührung von Ansatz 35 und Ansatz 48 verschiebt, falls diese Berührung nicht schon von dem früheren Schaltvorgang her bestanden haben sollte. Das Spiel α beträgt bei einem Schütz mittlerer Abmessungen etwa 0,5 mm. Der Anker 4 schnellt gegen den Kern 3 und die Kontakte 50 des Schützes berühren sich, wobei somit angenommen ist, daß es sich um Schließer handelt. Die Polflächen von Anker und Kern schlagen aufeinander, wobei immer die Führung der beweglichen Teile in der Magnetspule vorhanden ist. Anker und Kern bilden nun eine Einheit, die sich gemeinsam in Richtung der Ankerbewegung weiterbewegt, bis der Kern 3 an den Gehäusevorsprung 52 anschlägt, wozu er um den Betrag b, der einige Zehntelmillimeter betragen möge, wandert. Die Bewegung des Ankers 4 aus der Ruhelage gemäß F i g. 1 in die Endlage, in der der Spalt 26 verschwungen ist, erfolgt unter Spannung der Federn 20. Diese, im Verein mit dem Anschlag des Kernes an den Vorsprung 56, führt zu einer Rückprall- oder Vorholbewegung der aus den Teilen 3 und 4 bestehenden Einheit, die durch die Federglieder 48, die dieser Bewegung eine steil ansteigende Gegenkraft entgegensetzen, beendet wird. Diese kurze, aber schnell gedämpfte Vorholbewegung der aus Anker und Kern bestehenden Einheit verhindertWhen the control current is switched on, the armature and core approach, the latter being displaced by the amount a until the approach 35 and approach 48 touch, if this contact should not have already existed from the previous switching process. The game α is about 0.5 mm for a medium-sized contactor. The armature 4 snaps against the core 3 and the contacts 50 of the contactor touch one another, it being thus assumed that these are normally open contacts. The pole faces of the armature and core hit each other, and the moving parts are always guided in the magnet coil. The armature and core now form a unit that moves together in the direction of armature movement until the core 3 strikes the housing projection 52, for which purpose it wanders by the amount b, which may be a few tenths of a millimeter. The movement of the armature 4 from the rest position according to FIG. 1 in the end position, in which the gap 26 has swung, takes place under tension of the springs 20. This, in conjunction with the stop of the core on the projection 56, leads to a rebound or advance movement of the unit consisting of parts 3 and 4 , which is terminated by the spring members 48, which oppose this movement with a steeply increasing counterforce. This short but quickly damped forward movement of the unit consisting of anchor and core is prevented

ίο eine Ablösung des Ankers 4 vom Kern auch dann, wenn die magnetische Haltekraft gerade den geringsten Wert angenommen hat, der bei Wechselstromspeisung des Arbeitsmagneten mit der doppelten Wechselstromfrequenz auftritt.ίο a detachment of the armature 4 from the core also then, when the magnetic holding force has just assumed the lowest value, that of the AC power supply of the working magnet occurs at twice the alternating current frequency.

Die gegeneinander beweglichen Teile des Magnetsystems, nämlich der Kern 3 und der Anker 4 einerseits und die diese Teile führende Spule 18, berühren sich nur längs Kunststoffoberflächen. Es überrascht, daß dies, wie Versuche zeigten, der hohen Lebensdauer nicht abträglich ist, obgleich das Schaltgerät Erwärmungen unterliegt, was sich auf die Reibungsverhältnisse, wie zu erwarten wäre, ungünstig auswirkt.The mutually movable parts of the magnet system, namely the core 3 and the armature 4 on the one hand and the coil 18 carrying these parts, only touch along plastic surfaces. It surprises that this, as tests showed, is not detrimental to the long service life, although the switching device It is subject to warming, which has an adverse effect on the friction conditions, as would be expected affects.

Mit einfachen und die Anwendung von Methoden der billigen Massenfertigung erlaubenden Maßnahmen ist also ein Schütz entstanden, das lange Lebensdauer hat, indem trotz raumsparendem Aufbau alle bekannten Ursachen eines vorzeitigen Verschleißes der bewegten Teile (durch unexaktes Zusammenarbeiten) und eines unerwünschten Wiederöffnens der Kontakte (durch Kontaktprellen) sehr einfach beseitigt sind.With simple measures that allow the use of cheap mass production methods So a contactor has been created that has a long service life in that, despite its space-saving design, all known causes of premature wear of the moving parts (due to inexact cooperation) and an undesired reopening of the contacts (by contact bouncing) very easily eliminated are.

In F i g. 1 erkennt man noch einen kastenförmigen Aufsatz 60, in welchem Hilfsschalter (beispielsweise Rückmeldeschalter) untergebracht sind, die durch einen Fortsatz 62 des Schwinghebels 6 betätigt werden.In Fig. 1 you can still see a box-shaped attachment 60 in which auxiliary switches (for example Feedback switch) are accommodated, which are actuated by an extension 62 of the rocker arm 6 will.

Patentschutz wird nur begehrt jeweils für die Gesamtheit der Merkmale eines jeden Anspruches, also einschließlich seinerRückbeziehung.Patent protection is only sought for the entirety of the features of every claim, including its relationship back.

Claims

Patent claims:

1. Contactor in plastic housing with mounting that makes it easier to hit the pole faces of core and anchor, characterized in that the core (3) and anchor (4) through the inside of at least one inside plastic-coated coil are guided with play and that the so formed from core and coil Unit also with play in a trough (16) which at the same time forms the cover of the housing located.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the core and anchor at least are coated with plastic (28, 32) on the sliding surfaces.

3. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the Game of the core in the "Vorholrichtung" is resiliently limited by a stop (35-48).

1 sheet of drawings