[0001] Die Erfindung betrifft einen bistabilen, drehbar gelagerten Schnappkörper für ein
polarisiertes Relais gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
[0002] Ein solches polarisiertes Relais ist aus der DE 44 45 069 A1 bekannt geworden, das
zwei Permanentmagneten an entgegengesetzten Seiten eines Magnetankers und eine Spule
aufweist, die durch Umsteuerung den Anker mit den Permanentmagneten hin- und herbewegen
kann. Bei dieser Anordnung ist der Kern innerhalb der Spule linear geführt, so daß
mit dem Kern verbundene Kontaktstücke eine lineare Bewegung durchführen können. In
einer anderen Ausführung der gleichen Druckschrift ist der Anker kreisförmig gebogen
und er kann demgemäß eine kreisbogenförmige Bewegung ausführen, deren Mittelpunkt
der Mittelpunkt des Ankerkreisbogens ist.
[0003] Diese Anordnung ist, da zwei Permanentmagneten vorgesehen sein müssen, baulich groß
und aufwendig.
[0004] Aus der US 5 455 549 ist ein Überlastrelais bekannt geworden, das zwei Schaltkontaktpaare
aufweist, von denen das erste in einer ersten Stellung eines damit gekuppelten Druckknopfes
und das zweite in einer zweiten Stellung des Druckknopfes geschlossen sind. Zu diesem
Zweck befindet sich am Druckknopf ein darin federnd aufgehängter Hebel, an dem ein
Kontaktstück angebracht ist, das mit einem festen Kontaktstück zusammenwirkt; das
andere Kontaktpaar setzt sich aus einem Festkontaktstück und einem orstfest gelagerten,
an einem Federarm angebrachten Kontaktstück zusammen. Der mit dem Druckknopf gekuppelte
Arm betätigt dann die andere Kontaktstelle.
[0005] Dieses Überlastrelais ist zwar einfach in seinem Aufbau, benötigt aber als Betätigungselement
ein Thermobimetall oder ein Element aus einer Formgedächtnislegierung, so daß eine
elektronische Ansteuerung der beiden Kontaktstücke nicht ohne weiteres möglich ist.
[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, ein bistabiles polarisiertes Relais zu schaffen, der
einen Schnappkörper aufweist, der mit Kontaktstücken versehen ist und der auf einfache
Weise hergestellt und angetrieben werden kann.
[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruches 1.
[0008] Erfindungsgemäß also weist die Permanentmagnetanordnung einen Permanentmagneten auf.
Am Schnappkörper aus Isoliermaterial sind ein erster und ein zweiter Anker angebracht,
von denen der erste Anker zwei in entgegengesetzte Richtung vorspringende Arme aufweist.
Weiterhin ist ein ortsfestes, zwei parallel und senkrecht zu den Armen verlaufende
Jochschenkel aufweisendes Joch vorgesehen, daß so dem Schnappkörper zugeordnet ist,
daß ein erster Arm einen Jochschenkel berührt, wogegen der andere Anker gleichzeitig
den anderen Jochschenkel berührt und umgekehrt. Damit der Magnetfluß im Joch umgekehrt
werden kann, so daß der Schnappkörper in zwei stabile Stellungen umgesteuert wird,
ist wenigstens eine Spule vorgesehen.
[0009] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
[0010] Der Schnappkörper ist auf einem ortsfesten Träger schwenkbar an diesem vorzugsweise
exzentrisch gelagert; er kann in bevorzugter Weise eine Lagerstelle in Form einer
Schneide aufweisen, die gegen den Träger zum Anliegen kommt.
[0011] Dabei kann der Träger eine Führungsausparung aufweisen, in die der Schnappkörper
mit seiner Schneide federnd hineingedrückt wird.
[0012] An der entgegengesetzten Seite der Auflagestellung kann der Schnappkörper einen Vorsprung
aufweisen, der den Permanentmagneten aufnimmt.
[0013] Zur Bildung des Magnetsystems ist der erste Anker mit den Armen mit einer Platte
versehen, die parallel zu dem Permanentmagneten und senkrecht zu dessen Nord-Süd-Achse
verläuft, wobei die Nord-Süd-Achse parallel zur Drehachse des Schnappkörpers verläuft.
[0014] Der zweite Anker kann ebenfalls plattenförmig ausgebildet und an dem Vorsprung festgehalten
sein; beide Anker nehmen den Permanentmagneten zwischen sich.
[0015] Die Jochschenkel des in bevorzugter Weise eines U-formbildendes Joches verlaufen
parallel zur Nord-Süd-Achse des Permanentmagneten. Dabei kann um jede Jochschenkel
eine Spule gebildet sein.
[0016] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann ein schwenkbarer Sperrhebel
vorgesehen sein, der in einer ersten stabilen Lage den Schnappkörper in einer Stellung
festhält und in eine zweite Stellung bringbar ist, in der der Schnappkörper freigegeben
ist, so daß er in seine zweite Stellung umschnappen kann.
[0017] Weiterhin ist ein Betätigungsdruckknopf vorgesehen, der bei Betätigung den Sperrhebel
aus der ersten in die zweite Stellung verdreht.
[0018] Dabei kann der Betätigungsknopf auch in eine Stellung verbringbar sein, in der er
den Sperrhebel freigibt.
[0019] Am Betätigungsdruckknopf kann ein Arm angeformt sein, der auf den Sperrhebel drückt,
wenn der Betätigungsdruckknopf gedrückt wird und der vom Sperrhebel durch Verdrehen
des Betätigungsdruckknopfes wegverschwenkbar und verrastbar ist.
[0020] Hierzu kann am Betätigungsknopf ein Vorsprung angeformt sein, der bei Betätigung
des Betätigungsdruckknopfes den Schnappkörper aus einer ersten Stellung in eine zweite
Stellung verschwenkt.
[0021] Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist,
sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen
der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.
[0022] Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht auf einen Schnappkörper,
- Fig. 2
- eine Schnittansicht gemäß Schnittlinie II-II,
- Fig. 3
- eine Aufsicht auf einen Schnappkörper,
- Fig. 4
- eine perspektivische Darstellung eines Schnappkörpers mit einem Rückstellknopf, ohne
Joch,
- Fig. 5
- eine perspektivische Ansicht von unten auf den Schnappkörper mit Joch,
- Fig. 6
- eine schematische Ansicht von der Rückseite, und
- Fig. 7
- eine weitere perspektivische Ansicht der Anordnung gemäß den Fig. 5 und Fig. 6.
[0023] Ganz schematisch ist der Schnappkörper 10 etwa rechteckförmig. Er besitzt zwei in
einer Ebene liegende Ausnehmungen 11, 12, in denen sich je eine Kontaktbrücke 13,
14 befindet, die mittels einer Feder 15 und 16 gegen den Boden der Ausnehmung 11,
12 gedrückt sind. Mittig zwischen den beiden Ausnehmungen 11 und 12 und bezogen auf
die Verbindungslinie der Kontaktbrücken 13 und 14 oberhalb der Öffnungen 11 und 12
ist eine weitere Öffnung 17 vorgesehen, durch die ein ortsfester Träger 18 hindurchragt,
wobei eine Feder 19 vorgesehen ist, die den Schnappkörper so beaufschlagt, daß eine
Schneidkante 20 auf der den Öffnungen 11 und 12 zugewandten Wandungsseite der weiteren
Öffnung 17 gegen den Träger 18 zum Anliegen kommt; um diese Schneide 20 dreht sich
der Schnappkörper 10.
[0024] Unterhalb des Schnappkörpers, an dessen unterer Kante, ist ein erster Anker 21 angebracht,
der zwei Ankerflügel 22 und 23 aufweist, die unter einem Winkel zueinander eingestellt
sind, der zu den Öffnungen 11 und 12 und 17 offen ist und einen stumpfen Winkel bildet,
der sich 180° annähert. Von dem Anker 21 durch eine isolierende Zwischenwand 24 getrennt
ist ein zweiter Anker 25 vorgesehen; der Anker 21 mit den Armen 22 und 23 ist mittels
Nasen 26 gehalten, die an dem Vorsprung 24 angeformt ist und den Anker 21 umgreifen.
Innerhalb des isolierenden Vorsprunges 24 befindet sich ein Permanentmagnet 27.
[0025] Bezogen auf die Anordnung und Darstellung der Fig. 1 sitzt unterhalb des Schnappkörpers
10 ein U-förmiges Joch 28 mit zwei Schenkeln 29 und 30, die parallel zueinander verlaufen
und die mittels eines Steges 31 miteinander verbunden sind. Um die Schenkel 29 und
30 herumgewickelt in dem Raum zwischen dem Schnappkörper 10 und dem Steg 31 (siehe
Figur 3) sind Spulen 32 und 33 angeordnet, die zur Umsteuerung des Schnappkörpers
10 dienen. In einer ersten Stellung liegt beispielsweise der Ankerarm 23 an dem Joch
30, wogegen der zweite Anker 25 am Joch 29 anliegt; in einer umgesteuerten Stellung,
die in den Fig. 1 bis 3 nicht dargestellt ist, liegt der Ankerarm 22 am Joch 29 und
der weitere Anker 25 am Joch 30, so daß über die Arme 22, 23 und die entsprechende
Stellung des Ankers 25 je ein Magnetkreis geschlossen wird.
[0026] Die Fig. 1 ist in einer solchen Stellung gezeichnet, daß die beiden Ankerarme 22
und 23 eine Mittelstellung einnehmen, in der sie weder mit dem Jochschenkel 29 noch
mit dem Jochschenkel 30 verbunden sind bzw. an diesen anlegen.
[0027] Diese etwa mittige Stellung wird mitbewirkt durch die Wirkungskraft der Feder 19,
die eine geringfügige Rückstellwirkung besitzt.
[0028] Der Schnappkörper 10 ist, wie oben erwähnt, aus Kunststoff, und die beiden Kontaktträger
13 und 14 können je nach Ansteuerung der Spulen 32 und 33 mit einem ersten oder einem
zweiten Festkontaktstück in Kontakt gebracht werden. Wenn beispielsweise der Schnappkörper
10 in Pfeilrichtung P
1, also entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt wird, erhält man eine Kontaktierung
des Kontaktträgers 13 mit einem zugehörigen benachbarten Doppelkontaktstück; wenn
der Schnappkörper 10 umgesteuert wird, also in Uhrzeigerrichtung entgegen P
1 verschwenkt wird, dann erhält man eine Kontaktierung des Kontaktträgers 14 mit einer
zugehörigen Festkontaktanordnung.
[0029] Die Fig. 4 zeigt nun eine konstruktive, gewichts- und fertigungsmäßig optimierte
Ausgestaltung des Schnappkörpers 10, der hier mit der Bezugsziffer 40 bezeichnet wird.
Man erkennt die beiden Öffnungen 41 und 42, die den Öffnungen 11 und 12 entsprechen,
sowie die Öffnung 47, an deren in der Zeichnung unten befindlichen Wandungsseite die
Schneide 50 angeordnet bzw. angeformt ist. Die Öffnung 47 wird nach unten hin schmaler;
diese Verjüngung bzw. in entgegengesetzte Richtung Verbreiterung hat ihren Grund in
der vertikalen Länge oder Höhe des Trägers 18, der in der Fig. 4 nicht dargestellt
ist, damit der Schnappkörper 40 ungehindert hin- und herschnappen kann.
[0030] Der Schnappkörper 40 besitzt mittig einen T-Steg 43, an dem ein Quersteg 44 angeformt
ist, auf dessen oberen Seite, auf derjenigen Seite, auf der der Steg 43 anschließt,
Vorsprünge 45 und 46 angeformt sind, die die Öffnungen 41 und 42 für den Doppelkontaktträger
aufnehmen.
[0031] Der Schnappkörper 40 besitzt an der nicht dargestellten Unterseite einen Vorsprung
54, der dem Vorsprung 24 entspricht und die jeweiligen Anker 21 und 25 und den Permanentmagneten
27 trägt.
[0032] Der Schnappkörper 40 wirkt mit einem orstfesten Wandbauteil 60 zusammen, an dem eine
Klinke 61 angelenkt ist, deren Drehachse 62 parallel zur Schwenkachse des Schnappkörpers
40 ausgerichtet sind. An dem ortsfesten Wandteil befindet sich ein senkrecht zur Schwenkachse
62 verlaufender Rückstellknopf 63, an dem ein Arm 64 angeformt ist, der beim Niederdrücken
gegen den Schwenkarm oder die Klinke 61 zum Anliegen kommt und die Klinke 61 nach
unten, also entgegen dem Uhrzeigersinn um die Schwenkachse 62 verschwenkt. An dem
Ende des Steges 43 des Schnappkörpers 40 ist eine Anschlagwand 65 angeformt, die mit
einem Rücksprung 66 am Schwenkhebel 61 oder an der Klinke 61 zusammenwirkt, dergestalt,
daß in der gezeichneten Lage ein Verschwenken des Schnappkörpers 40 im Uhrzeigersinn
nicht möglich ist; dies entspricht einer Stellung manuelle Rückstellung, weil eine
automatische Rückstellung von der Klinke 61 verhindert ist.
[0033] Wenn der Rückstellknopf 63 nach unten gedrückt ist, der Schwenkhebel 61 demgemäß
um die Schwenkachse 62 verschwenkt ist, dann kann sich der Schwenkkörper 40 oder Schnappkörper
40 auch in Richtung des Uhrzeigers bei Ansteuerung des Elektromagnetsystems verschwenken,
weil der Schwenkhebel 61 nicht im Bewegungsweg der Anschlagswand 65 sitzt. Dies ist
die Stellung automatische Rückstellung. Die Festsetzung des Rückstellknopfes 63 in
der entsprechenden Lage, in der der Schwenkhebel 61 nach unten gedrückt ist und somit
den Schnappkörper 40 freigibt, kann dadurch bewirkt werden, daß der Betätigungsknopf
63 in Pfeilrichtung P
2 um seine Achse verschwenkt wird, so daß der Schwenkhebel 64 in eine nicht näher dargestellte
Aufnahmeöffnung am ortsfesten Teil 60 einschwenkt und darin festgehalten wird, so
daß der Betätigungsknopf 63 in eingedrückter Stellung fixiert ist, siehe hierzu auch
Fig. 7 und zugehörige Beschreibung.
[0034] Aus Fig. 5 ist das Joch 28 ersichtlich. Es besitzt die beiden Schenkel 30 und 29
sowie den Quersteg 31, der senkrecht zu der Ebene hochgebogen ist, die durch die beiden
Schenkel 29 und 30 aufgespannt sind. In der Zeichnung Fig. 5 ist auch der Anker 25
ersichtlich, der von dem Vorsprung 70, der dem Vorsprung 24 entspricht, mit den Armen
71 und 72, die den Armen 26 entsprechen, umfaßt ist. Der Anker 21 ist verdeckt; lediglich
der Flügel 22 ist sichtbar, der in einer Vertiefung 72 auf der Unterseite des Schnappkörpers
40 angebracht bzw. angeordnet ist.
[0035] Am Schnappkörper gemäß Fig. 5 befinden sich halbkugelige Vertiefungen 73 und 74,
die als Aufnahmeöffnungen für Ausgleichsgewichte dienen.
[0036] Die Fig. 6 zeigt den Schnappkörper der Fig. 5 von der Rückseite her. Man erkennt
das Joch 28 mit den Jochschenkeln 30 und 31. Es ist lediglich gezeigt, daß der Jochschenkel
31 von einem Spulenkörper 75 umgeben ist, der zur Aufnahme der Spule 32 dient. Weiterhin
sichtbar sind der Betätigungsknopf 63, der Klinkenhebel 61 und die ortsfeste Wandung
60.
[0037] Auf der dem Betätigungsknopf 63 entgegengesetzten Seite des Steges 43 befindet sich
ein weiterer Betätigungsknopf 80, der einen senkrecht dazu verlaufenden Arm 81 auweist,
an dem ein parallel zur Längserstreckung des Betätigungsknopfes 80 in Eindrückrichtung
verlaufender Vorsprung 82 vorgesehen ist; beim Niederdrücken dieses Betätigungsknopfes
wird das Überlastrelais manuell betätigt, so daß die Kontaktierung unterbrochen wird,
ohne den Schnappkörper zu betätigen (Stop-Funktion). Durch die Öffnung 47 ragt der
Träger 18 heraus, siehe Fig. 1.
[0038] Zum Verdrehen des Betätigungsknopfes 63 ist eine Kreuzschlitzvertiefung 83 vorgesehen,
die zur Aufnahme eines Kreuzschlitzschraubendrehers dient. Der Verriegelungsarm 64
kann nach Hineindrücken in eine in der Wandung 60 befindliche Vertiefung 84 eingeschwenkt
werden, so daß der Arm 64 in der verschwenkten Stellung innerhalb der Vertiefung 84
festgehalten wird. In dieser Lage drückt das Ende des Armes 64 gegen einen Vorsprung
85 am Klinkenhebel 61 und in der verschwenkten Stellung wird der Klinkenhebel 61 in
seiner unteren Lage, also in der Lage festgehalten, in der der Klinkenhebel entgegen
dem Uhrzeigersinn verschwenkt ist. Dadurch kann der Vorsprung 65 und damit der Schnappkörper
40 sich frei bewegen, so daß der Schnappkörper in Uhrzeigersinn verschwenkbar ist
und entgegen dem Uhrzeigersinn.
1. Bistabiler, drehbar gelagerter Schnappkörper, mit zwei beweglichen Kontaktstücken,
die mit zwei festen Kontaktstücken wechselweise in Kontakt bringbar sind, mit einer
Permanentmagnetanordnung und einer elektromagnetischen Antriebsanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Permanentmagnetanordnung einen Permanentmagneten aufweist, daß am Schnappkörper
aus Isoliermaterial ein erster Anker und ein zweiter Anker angebracht sind, daR der
erste Anker zwei in entgegengesetzte Richtung vorspringende Arme aufweist, daß ein
orstsfestes, zwei parallele und senkrecht zu den Armen verlaufende Jochschenkel aufweisendes
Joch vorgesehen ist, das so dem Körper zugeordnet ist, daß ein erster Arm einen Jochschenkel
berührt, wogegen der andere Anker gleichzeitig den anderen Jochschenkel berührt, und
umgekehrt, und daß wenigstens eine Spule vorgesehen ist, die den Magnetfluß im Joch
umkehrt und so den Schnappkörper in zwei stabile Stellungen umsteuert.
2. Schnappkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnappkörper auf einem
ortsfesten Träger schwenkbar an diesem vorzugsweise exzentrisch gelagert ist.
3. Schnappkörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er an der Lagerstelle eine
Schneide aufweist, die gegen den Träger zum Anliegen kommt.
4. Schnappkörper nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine Führungsaussparung
aufweist, in die der Schnappkörper mit seiner Schneide federnd hineingedrückt ist.
5. Schnappkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schnappkörper an der der Auflagerungsstelle entgegengesetzten Seite einen Vorsprung
aufweist, der den Permanentmagneten aufnimmt.
6. Schnappkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
erste Anker mit den Armen mit einer Platte versehen ist, die parallel zu dem Permanentmagneten
und senkrecht zu dessen Nord-Süd-Achse verläuft, wobei die Nord-Süd-Achse parallel
zur Drehachse des Schnappkörpers verläuft.
7. Schnappkörper nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Anker ebenfalls
plattenförmig und an dem Vorsprung festgehalten ist, und daß der zweite und der erste
Anker den Permanentmagneten zwischen sich nehmen.
8. Schnappkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Jochschenkel parallel zur Nord-Süd-Achse verlaufen.
9. Schnappkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das
Joch eine U-Form bildet.
10. Schnappkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß um
jeden Jochschenkel eine Spule gewickelt ist.
11. Schnappkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein
schwenkbarer Sperrhebel vorgesehen ist, der in einer ersten stabilen Lage den Schnappkörper
in einer Stellung festhält und in eine zweite Stellung bringbar ist, in der der Schnappkörper
freigegeben ist, so daß er in seine zweite Stellung umschnappen kann.
12. Schnappkörper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betätigungsdruckknopf
vorgesehen ist, der bei Betätigung den Sperrhebel aus der ersten in die zweite Stellung
verdreht.
13. Schnappkörper nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsknopf in
eine Stellung verbringbar ist, in der er den Sperrhebel freigibt.
14. Schnappkörper nach einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Betätigungsdruckknopf
ein Arm angeformt ist, der auf den Sperrhebel drückt, wenn der Betätigungsdruckknopf
gedrückt wird und der vom Sperrhebel durch Verdrehen des Betätigungsdruckknopfes weg
verschwenkbar und verrastbar ist.
15. Schnappkörper nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am
Betätigungsknopf ein Vorsprung angeformt ist, der bei Betätigung des Betätigungsdruckknopfes
den Schnappkörper aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung verschwenkt.