DE1127433B - Elektrischer Kippschalter - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

INTERNAT. KL. H 02 C

115145 Vmd/21c

ANMELDETAG: 24. JULI 1958

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHBIFT: 12. APRIL 1962

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kippschalter, dessen bewegliche Kontakte formschlüssig gegen eine Bewegung blockiert sind, bis der Schalthebel seine Mittelstellung überschritten hat. Dabei ist vorgesehen, daß der Schalthebel nach Überschreiten seiner Mittelstellung die beweglichen Kontakte für eine weitere Bewegung freigibt.

Es ist schon ein Kippschalter mit einem um seine Mitte schwenkbar gelagerten und die beweglichen Kontakte tragenden Schaltglied bekanntgeworden, das in zwei Schaltstellungen umschaltbar ist, ferner mit einer das Schaltglied jeweils lösbar verriegelnden und erst nach Überschreiten seiner Totpunktlage wieder freigebenden Sperrvorrichtung und einem mit einem elastischen Druckorgan auf dem Schaltglied gleitenden Schalthebel, der bei seiner Bewegung das Schaltglied aus der einen Schaltstellung in die andere zu schwenken sucht. Bei diesem bekannten Schalter wird die Schwenkung des Schaltgliedes durch eine zwei gegeneinander abgefederte, schwenkbare Sperrstäbe aufweisende Sperrvorrichtung verhindert, wobei jeweils ein Sperrstab bei Bewegung des Schalthebels von diesem durch Anschläge erfaßt und bis zur Auslösung gegen Federdruck verschwenkt wird. Bei diesem bekannten Kippschalter wirken die Sperrstäbe mit ihrer Gegenfeder ständig auf den Schalthebel zurück. Die bekannte Konstruktion erfordert eine verhältnismäßig große Betätigungskraft und hat außerdem ein an seiner oberen Steuerfläche verhältnismäßig kompliziert gestaltetes, abnutzungsempfindliches Schaltglied, wodurch auch die Herstellung erschwert wird.

Weiterhin ist ein mit einer Sperrvorrichtung arbeitender Kippschalter bekannt, dessen Schalthebel erst am Ende der Umschaltbewegung eine eine Schleuderfeder auslösende Sperre betätigt; dieser bekannte Schalter ist jedoch ebenfalls aus verhältnismäßig komplizierten, empfindliche Steuerflächen aufweisenden Teilen aufgebaut, so daß sowohl seine Fertigung als auch die Montage schwierig sind.

Die Erfindung geht von einem Kippschalter der anfangs beschriebenen Art aus und wird darin gesehen, daß die Sperrvorrichtung aus zwei beiderseits des Schalthebels angeordneten, mit dem plattenförmigen Schaltglied starr verbundenen Sperrplatte mit je einer kreisbogenförmigen, dachartigen, an den Enden Vorsprünge aufweisenden Oberkante besteht, ferner aus zwei zur Sperrung abwechselnd hinter diese Vorsprünge greifenden, quer zu den Sperrplatten beweglichen und durch das untere Ende des Schalthebels kurz vor dessen jeweiliger Endlage verschiebbaren Sperrleisten, die in Schlitzen in einander Elektrischer Kippschalter

Anmelder:

Illinois Tool Works,
Chicago, IU. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.phil. A. Mentzel, Patentanwalt,
Refrath bei Köln, Frankenforst 137

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 24. Mi 1957 (Nr. 673 798)

John Otto Roeser, Park Ridge, 111. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

gegenüberstehenden, ortsfesten Seitenwänden verschiebbar geführt sind und durch Federmittel aufeinander zu gedrängt werden, so daß die eine Sperrleiste nach dem Herausschieben durch das Schalthebelende das Umschwenken der Sperrplatten freigibt und danach auf der bogenförmigen Oberkante der Sperrplatten aufliegt, während die andere Sperrleiste unter Wirkung der Federmittel hinter den Vorsprung der umgeschwenkten Sperrplatte tritt, um die Sperrung für die nächste Umschaltung vorzubereiten.

Die neuartige Anordnung hat den Vorteil, daß die relativ einfachen Sperrmittel erst am Ende der Betätigung gespannt und ausgelöst werden, wenn der Betätigungshebel keine zusätzliche Beschleunigung mehr benötigt. Die einfachen, ebenen Sperrplatten sowie die anderen plattenförmigen Teile sind leicht ausstanzbar. Die Sperrfedern und die beweglichen Teile sind weiterhin leicht montier^ bzw. auswechselbar.

Vorzugsweise können dabei die ortsfesten Seitenwände die Schenkel eines U-förmigen Joches bilden,

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dessen horizontaler Mittelsteg starr über einen Kontaktfuß mit der Grundplatte des Schalters verbunden ist.

Das Schaltglied besteht zweckmäßig aus Isolierstoff und betätigt in an sich bekannter Weise mehrere gemeinsam bewegte Kontaktstreifen, die jedoch jeweils in ihrer Mitte leitend und gelenkig gelagert sind sowie über Druckfedern mit dem Schaltghed verbunden sind und deren Kontakte mit entsprechenden festen Gegenkontakten zusammenarbeiten.

Ein erfindungsgemäß aufgebauter Kippschalter ist nicht nur einfach und .billig in der Herstellung, sondern auch besonders robust und störungsfrei im Betrieb und besitzt eine hohe Lebensdauer.

Die Erfindung wird nachstehend in einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Kippschalters,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt längs der Linie 2-2 in Fig.l,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 einen Horizontalschnitt längs der Linie 4-4 in Fig. 2,

Fig. 5 einen vergrößerten Vertikalschnitt längs, der Linie 5-5 in Fig. 3,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 5 und

Fig. 7 eine auseinandergezogene perspektivische Teilansicht einiger Teile des Schalters.

Der in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Schalter 10 umfaßt eine metallische Grundplatte 12 und ein mit dieser dicht verbundenes Blechgehäuse 14. Die Grundplatte trägt mehrere Kontaktfüße, die in Gruppen 16, 18 und 20 angeordnet sind Die Kontaktfüße der Gruppen 16, 18 und 20 sind sämtlich an ihren unteren Enden mit Gewindebohrungen zur Aufnahme von Kontakteinsätzen 22 versehen. Die Kontaktfüße sind gegenüber der Grundplatte 12 durch eingeschmolzene Glashülsen 24 isoliert, die in Öffnungen 26 dieser Grundplatte eingebracht sind. An ihren oberen Enden tragen die Kontaktfüße der Gruppe 16 feste Kontakte 28 und die der Gruppe 20 feste Kontakte 30. Diese Kontakte bestehen vorzugsweise aus Silber oder einem anderen geeigneten Kontaktwerkstoff und können in die oberen Enden der Kontaktfüße eingesetzt sein.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Reihen von Kontaktfußen vorgesehen, deren jede einen gemeinsamen Mittelkontakt und je einen Kontakt für die erste und die zweite Schaltstellung umfaßt. Es können selbstverständlich auch weniger oder mehr Kontakte vorgesehen sein.

Der mittlere Kontaktfuß der Gruppe 18 trägt ein großes Joch 32 (s. auch Fig. 5 bis 7). Dieses Joch besteht aus einem horizontalen Steg 34, der das abgesetzte Ende 36 des Kontaktfußes abnimmt und bei 38 vernietet ist, um das Joch fest an seinem Platz zu halten. Das Joch besitzt ferner zwei aufwärts ragende Seitenwände 40, die von gegenüberliegenden Kanten des Steges 34 vorstehen. Diese Seitenwände 40 sind an ihren oberen Enden jeweils mit zwei entsprechenden Vorsprüngen 42 und 44 versehen, in denen diagonal verlaufende Schlitze 46 und 48 angeordnet sind. In diesen Schlitzen sind' Sperrleisten 50 und 52 geführt, die durch zwischen ihnen ausgespannte und in Ausnehmungen 56 und 58 eingreifende Schraubenzugfedern 54 gegeneinander gezogen werden, Quer durch das Joch 32 erstreckt sich zwischen den Seitenwänden 40 längs deren Mittelünie und parallel zum Steg 34 ein Lagerzapfen 57. Auf diesem Zapfen sind zwei Sperrplatten 59 schwenkbar gelagert, die an den Innenseiten der Seitenwände 40 anliegen. Jede Sperrplatte 59 besitzt eine etwa kreisförmige Oberkante 60, von deren beiden Enden Zähne 62 und 64 vorstehen, die mit den Sperrleisten 50 bzw. 52 zusammenarbeiten. Jede Sperrplatte 59 ίο besitzt ferner eine gebogene Unterkante 66 sowie eine über dieser angeordnete Bohrung 68 zur Aufnahme des Lagerzapfens 57. Außerdem ist in jeder Sperrplatte 59 ein horizontaler Schlitz 70 vorgesehen, der etwa auf der Mittelünie und in halber Höhe der Sperrplatte liegt.

Der Kippschalter umfaßt ferner eine Isolierplatte 73, die zwei parallel verlaufende Schlitze 74 zur Aufnahme der Sperrplatten 59 und der Seitenwände 40 besitzt. Längs der quer verlauf enden Mittellinie durch die Isolierplatte 72 sind zwei Nasen 76 angeordnet, ^: die in die Schlitze 74 hineinragen und in die Schlitze 70 der Sperrplatten 59 eingreifen sollen, um diese fest mit der Isolierplatte zu verbinden. Beim Zusammenbau werden zunächst die Sperrplatten 59 in die Schlitze 74 und auf die Nasen 76 gebracht und anschließend die Isolierplatte 72 über die Seitenwände 40 des Joches 32 geschoben. Diese Seitenwände halten dann die Sperrplatten 59 unlösbar auf den Nasen 76. Die Schlitze 74 sind so lang ausgeführt, daß sie die Vorsprünge 42 und 44 der Seitenwände 40 aufnehmen können und außerdem eine Bewegung gegenüber diesen Seitenwänden gestatten, wie nachstehend näher erläutert wird. Die Isolierplatte 72 besitzt an ihrer Unterseite mehrere napfförmige Ausnehmungen 78, die den Kontaktfüßen der Gruppe 16 und 20 gegenüberstehen.

Das obere Ende der beiden äußeren Kontaktfüße der Gruppe 18 (oder allgemein gesprochen aller Kontaktfüße dieser Gruppe mit Ausnahme des mittleren) trägt.ein verhältnismäßig schmales Joch 80, das mit ihm in derselben Weise verbunden ist, wie es vorstehend für das Joch 32 beschrieben wurde, und das einen Lagerzapfen 82 trägt. Die Lagerzapfen 82 fluchten mit dem Zapfen 57, sind aber gegenüber diesem in axialer Richtung abgesetzt.

Auf den Lagerbolzen 57 und 82 der Joche 32 und 80 sind Schaltarme gelagert, und zwar je einer für jeden der Kontaktfüße der Gruppe 18. Jeder dieser Schaltarme 84 besteht aus einem länglichen Blechstreifen, der in der Mitte bei 86 nach oben ausgewölbt bzw. U-förmig ausgebildet ist und mit dieser Ausbuchtung auf dem entsprechenden Lagerbolzen aufliegt. An ihren Enden tragen die Schaltarme die Kontakte 88 und 90. Oberseitig sind diese Kontakte in Bolzen 92 und 94 verlängert, die zur Führung von in den Ausnehmungen 78 angeordneten Schraubendruckfedern 96 dienen. Durch diese Schraubendruckfedern werden die Schaltarme 84 elastisch gegen die jeweiligen Kontakte 57 und 82 gedrückt. Die Kontakte 88 hegen den festen Kontakten 28, die Kontakte 90 den festen Kontakten 30 gegenüber. Die jeweils in Berührung miteinander gebrachten Kontakte werden durch die entsprechenden Federn 96 elastisch aneinandergedrückt. Wie man aus Fig. 5 erkennt, werden

6g die Federn der sich berührenden Kontaktpaare stärker zusammengedrückt als die der offenen Kontakte.

Das Gehäuse 14 trägt oberseitig einen zylindrischen, rohrförmigen Stutzen 97 mit einem Außengewinde

98. Dieses Außengewinde trägt eine Mutter 100, mit der der Schalter in der entsprechenden Öffnung einer Frontplatte od. dgl. befestigt werden kann. Innerhalb des Stutzens ist ein quer verlaufender Lagerstift 102 vorgesehen, auf dem ein Handhebel 104, gewöhnlich als Kipphebel bezeichnet, schwenkbar gelagert ist. Dieser Handhebel besitzt an seinem unteren, in das Gehäuse 14 hineinragenden Ende eine Ausnehmung 106, von der eine Schraubendruckfeder 108 aufgenommen wird. Diese Feder drückt eine auf dem unteren Ende des Schalthebels angeordnete Kappe 110 aus Kunststoff od. dgl. nach unten. Diese Kunststoffkappe besitzt eine kegelförmige Stirnseite 112 mit einem Vorsprung 114, der sich auf die Oberseite der Isolierplatte 72 legt.

Der Rohrstutzen 97 ist dicht mit dem Gehäuse 14 verbunden und mit einem Gummistopfen 116 verschlossen, der zwischen ihm und dem Kipphebel 104 liegt und eine sichere Abdichtung auch an dieser Stelle bewirkt. Außerdem ist an dem Gehäuse ein geeigneter Rohranschluß (nicht dargestellt) vorgesehen, um das Innere des Schalters in bekannter Weise zu evakuieren und dadurch die Lebensdauer der Schaltkontakte zu erhöhen..

Wenn der Kipphebel 104 im Uhrzeigersinne umgelegt ist, d. h. wenn sich sein oberer Handgriff rechts befindet (Fig. 2 und 5), hält die Kunststoffkappe 110 die Isolierplatte 72 nach links abwärts gekippt. Diese Platte hält wiederum die Schaltarme 84 über die Federn 96 nach links abwärts gekippt. Entsprechend werden die beweglichen Kontakte 88 elastisch gegen die entsprechenden festen Kontakte 28 gedrückt und die Stromkreise zwischen den Kontaktfüßen 16 und 18 über die Kontakte, die Schaltarme, die Lagerbolzen 57 und 82 und die Joche 32 und 80 geschlossen. Die Sperrleiste 52 legt sich hinter die Zähne 64 der Sperrplatten 59, und die Isolierplatte 72 ist infolgedessen in ihrer vorstehend beschriebenen Lage blockiert.

Wenn man den Schalter jetzt umschalten will, d. h. die beweglichen Kontakte 88 von den festen Kontakten 28 entfernen und die beweglichen Kontakte 90 auf die festen Kontakte 30 aufsetzen will, muß der Kipphebel 104 entgegen dem Uhrzeigersinne, d. h. mit seinem Handgriff, nach links geschwenkt werden. Dadurch wird die Kunststoffkappe 110 veranlaßt, auf der Isolierplatte 72 aufwärts zu gleiten, wobei die Druckfeder 108 gespannt wird. Sobald der Kipphebel eine durch die Lagerbolzen 102 und 57 festgelegte Totlage überschritten hat, versucht die gespannte FederlOS die Isolierplatte 72 im Uhrzeigersinne zu kippen. Diese Isolierplatte kann sich jedoch nicht bewegen, da sie mit den Sperrplatten 59 verbunden ist, die ihrerseits durch die Sperrleiste 52 blockiert sind. Bei weiterer Bewegung des Kipphebels berührt die Kunststoffkappe 110 schließlich die Sperrleiste 52 und bewegt sie in ihren Führungsschh'tzen 48 nach außen, so daß sie die Zähne 64 der Sperrplatten 59 freigibt. Diese Sperrplatten sind nunmehr frei und können unter der Wirkung der Druckfeder 108 mit der Isolierplatte 72 zusammen im Uhrzeigersinne schwenken. Dadurch werden die Kontakte 88 und 28 geöffnet und die Kontakte 90 und 30 geschlossen. Dieses Schließen und Öffnen erfolgt ruckartig. Inzwischen schnappt die Sperrleiste 50, die bisher auf den gekrümmten Oberkanten 60 der Sperrplatten 59 ruhte, hinter die Zähne 62. Die Sperrplatten 59 können sich nun nicht mehr in ihre vorige Grenzlage zurückbewegen, bevor nicht die Sperrleiste 50 wieder durch die Kunststoffkappe 110 des Kipphebels ausgelöst wurde.

Man sieht also, daß der vorstehend beschriebene Schalter nicht »gezogen« werden kann. Man mag den Kipphebel 104 beliebig oft vor- oder zurückschwenken: Die Isolierplatte und die von dieser gesteuerten beweglichen Kontakte können sich nicht bewegen, bevor der Kipphebel nicht so weit umgelegt wird, daß die entsprechende Sperrleiste freigegeben wird. Erst dann können die Isolierplatte und die Kontakte aus ihrer einen Schaltstellung in die andere schnappen, wobei die andere Sperrleiste in ihre Sperrstenung einrastet. Diese formschlüssige Sperrung verhindert das Auftreten von Fehlschaltungen und gewährleistet jeweils eine plötzliche, ruckartige Schaltung. Dadurch wird die Lebensdauer der Kontakte erheblich verlängert, und es werden Schaltstörungen durch Lichtbogenbildung zwischen den Kontakten verhindert.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kippschalter mit einem ortsfest um seine Mitte schwenkbar gelagerten, die beweglichen Kontakte tragenden Schaltglied, das in zwei Schaltstellungen umschaltbar ist, ferner mit einer das Schaltglied jeweils lösbar verriegelnden und erst nach Überschreiten einer Totpunktlage wieder freigebenden Sperrvorrichtung und einem mit einem elastischen Druckorgan auf dem Schaltglied gleitenden Schalthebel, der bei seiner Bewegung das Schaltglied aus der einen in die andere Schaltstellung zu schwenken sucht, dadurch ge kennzeichnet, daß die Sperrvorrichtung aus zwei beiderseits des Schalthebels (104) angeordneten, mit dem plattenförmigen Schaltglied (72) starr verbundenen Sperrplatten (59) mit je einer kreisbogenförmigen, dachartigen, an den Enden Vorsprünge (62, 64) aufweisenden Oberkante (60) besteht, ferner aus zwei zur Sperrung abwechselnd hinter diese Vorsprünge greifenden, quer zu den Sperrplatten beweglichen und durch das untere Ende des Schalthebels kurz vor dessen jeweiliger Endlage verschiebbaren Sperrleisten (50, 52), die in Schlitzen (46, 48) in einander gegenüberstehenden, ortsfesten Seitenwänden (40) verschiebbar geführt sind und durch Federmittel (54) aufeinander zu gedrängt werden, so daß die eine Sperrleiste (50) nach dem Herausschieben durch das Schalthebelende (110) das Umschwenken der Sperrplatten (59) freigibt und danach auf der bogenförmigen Oberkante (60) der Sperrplatten (59) aufliegt, während die andere Sperrleiste (52) unter Wirkung der Federmittel (54) hinter den Vorsprung (64) der umgeschwenkten Sperrplatte (59) tritt, um die Sperrung für die nächste Umschaltung vorzubereiten.

2. Kippschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ortsfesten Seitenwände (40) die Schenkel eines U-förmigen Joches (32) bilden, dessen horizontaler Mittelsteg (34) starr über einen Kontaktfuß (18) mit der Grundplatte (12) des Schalters verbunden ist.

3. Kippschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als die Sperrleisten gegeneinanderdrängende Federmittel zwei Schraubenzugfedern (54) Verwendung finden.

4. Kippschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltglied (72) aus-Isolierstoff besteht und in an sich bekannter Weise mehrere gemeinsam bewegte Kontaktstreifen (84) betätigt, die jedoch mittig leitend und gelenkig gelagert sind sowie über Druckfedern mit dem Schaltglied verbunden sind und deren Kon-

takte (88, 90) mit entsprechenden festen Gegenkontakten (28, 30) zusammenarbeiten.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 670415, 2 761026, 798127.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen