DE1155181B - Electrical snap-action switch with a leaf spring that is flat before installation - Google Patents

Description

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

R 24478 Vrad/21cR 24478 Vrad / 21c

ANMELDETAG: 28. NOVEMBER 1958REGISTRATION DATE: NOVEMBER 28, 1958

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUStEGESCHRIFT: 3. OKTOBER 1963 NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF
EDITORIAL: OCTOBER 3, 1963

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schnappschalter, dessen Schnappfeder vor dem Einbau aus einer flachen Blattfeder besteht, die beim Einspannen zwischen einem Betätigungsarm und einem Kontaktarm in eine gebogene Form gebracht wird.The invention relates to an electrical snap switch, the snap spring before installation consists of a flat leaf spring which, when clamped between an actuating arm and a contact arm is brought into a curved shape.

Es sind bereits elektrische Schnappschalter bekannt, die eine Schnappfeder von rechteckigem Umriß in gebogenem Zustand enthalten. Im entspannten Zustand ist die Schnappfeder ein normalerweise ebener, dünner, rechteckiger federnder Metallstreifen, der beim Einbau in den Schalter in die Bogenform gebracht oder im voraus geformt wird. Es hat sich jedoch in der Praxis herausgestellt, daß eine normalerweise flache, rechteckige Feder gewöhnlich nicht so gut wie eine andersartige, im voraus geformte Bogenfeder ist. Wenn eine solche Schnappfeder aus dem normalerweise flachen, rechteckigen Streifenmaterial beim Einspannen gebogen wird, wird durch die Endbelastung der Feder eine schärfere Krümmung am Mittelpunkt des Federbogens als an seinen Seiten hervorgerufen. Diese schärfere Krümmung am Mittelpunkt der Bogenfeder stellt eine lokalisierte Spannungskonzentration dar, die im allgemeinen die Lebensdauer der Feder und des Schalters verkürzt. Außerdem werden die Betriebseigenschaften des Schalters, z. B. der Kontaktdruck und die zur Betätigung benötigte Kraft, bei längerem Betrieb bezüglich ihrer Konstanz beeinträchtigt.There are already known electrical snap switches that have a snap spring of rectangular outline included in bent condition. In the relaxed state, the snap spring is normally a flat, thin, rectangular, resilient metal strip, which is arched when installed in the switch brought or molded in advance. However, it has been found in practice that one normally flat, rectangular nib usually not as good as some other kind of pre-shaped one Bow spring is. If such a snap spring made of the normally flat, rectangular strip material is bent when clamped, the end loading of the spring creates a sharper curvature at the center of the feather arch than on its sides. That sharper curvature at the midpoint of the bow spring represents a localized stress concentration, which is generally the Shortened service life of the spring and the switch. In addition, the operational characteristics of the Switch, e.g. B. the contact pressure and the force required for actuation, with respect to prolonged operation their constancy impaired.

Bei einem rahmenförmigen Schnappschalterarm ist es schon bekannt, eine kontaktseitig mit dem rahmenförmigen Blattfederteil einstückig verbundene Blattfederzunge zur Vergleichmäßigung der Biegebeanspruchung je Längeneinheit nach der Mitte zu verbreitern, so daß ihre Längskanten etwa bikonvex geformt sind.In the case of a frame-shaped snap switch arm, it is already known to have a contact side with the frame-shaped Leaf spring part integrally connected leaf spring tongue to even out the bending stress to widen each unit of length towards the middle, so that their longitudinal edges are roughly biconvex are.

Der Nachteil dieses bekannten Schnappschalters besteht darin, daß das Ende der vorgespannten Schnappfederzunge an der Verbindungsstelle mit dem Blattfeder-Kontaktarm ständig auf Knickung beansprucht ist und daß die Zunge aus dem gleichen Material sein muß, aus dem der gut leitende Blattfeder-Kontaktarm besteht, also nicht nur auf ihre Federeigenschaft hin ausgebildet werden kann.The disadvantage of this known snap switch is that the end of the biased Snap spring tongue at the connection point with the leaf spring contact arm constantly stressed on kinking and that the tongue must be made of the same material from which the highly conductive leaf spring contact arm exists, so can not only be trained on their spring properties.

Ferner wird bei einem bekannten Schnappschalter eine gebogene Schnappfeder angewendet, die im Längsschnitt die Form einer Ellipsenhälfte aufweist und in der Draufsicht rhombusartig erscheint, wobei sich die größte Breite etwa in der Mitte der Feder befindet. Die beiden Enden der Schnappfeder ragen durch je ein Loch in eiiem biegsamen Streifen hindurch und sind zur Halterung in dem betreffenden Elektrischer Schnappschalter
mit einer vor dem Einbau flachen BlattfederFurthermore, in a known snap switch, a curved snap spring is used which has the shape of an elliptical half in longitudinal section and appears rhombus-like in plan view, the greatest width being located approximately in the middle of the spring. The two ends of the snap spring each protrude through a hole in a flexible strip and are used for holding it in the relevant electrical snap switch
with a leaf spring that is flat before installation

Anmelder:Applicant:

Robertshaw-Fulton Controls Company,
Richmond, Va. (V. St. A.)Robertshaw-Fulton Controls Company,
Richmond, Va. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt,
Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13Representative: Dr.-Ing. W. Reichel, patent attorney,
Frankfurt / M. 1, Parkstrasse 13th

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 29. November 1957 CNr 699 719)Claimed priority:
V. St. v. America from November 29th 1957 CNr 699 719)

William Emerson Rhodes, Columbus, OhioWilliam Emerson Rhodes, Columbus, Ohio

(V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden(V. St. Α.),
has been named as the inventor

Loch rechtwinklig umgebogen. Die Schnappfeder ist also durch Vorverformung mehrfach gebogen, wodurch eine Komplizierung der Fertigung eintritt.Hole bent at right angles. The snap spring is thus bent several times due to pre-deformation, whereby a complication of the production occurs.

Bei der Massenherstellung solcher im voraus geformter Bogenfedern ist es schwierig, geringe Schwankungen der Sehnenlänge zwischen den Montageenden der Feder zu vermeiden. Schwankungen der Sehnenlänge werden außerdem durch eine Wärmebehandlung der im voraus geformten Federn herbeigeführt, wie hiernach hervorgehoben wird. Wenn alle anderen Bedingungen gleich sind, verursachen diese Schwankungen der Sehnenlänge von Schalter zu Schalter eine geringe Änderung bestimmter Eigenschaften,In the mass production of such pre-formed bow springs, it is difficult to have small fluctuations the length of the chord between the mounting ends of the spring. Fluctuations in tendon length are also brought about by heat treatment of the pre-formed feathers, as will be emphasized below. When all other conditions are equal, these cause fluctuations the chord length from switch to switch shows a slight change in certain properties,

z. B. der Betätigungskraft, des Schaltpunktes (also des Umschnappunktes), der Freigabekraft und des Kontaktdruckes. Außerdem sind die vorausgehende Formung der Bogenfeder, die Herstellungskontrolle und die Prüfung im Vergleich zu den Gesamtherstellungskosten der Schalter relativ kostspielig. Für Präzisionsschalter mit geringen Toleranzen wird z. B. jede im voraus geformte Bogenfeder mit einem Federprüfgerät untersucht und ihre Kraft gemessen; hierdurch wird die Schalterherstellung erheblich verteuert. z. B. the actuation force, the switching point (i.e. the snap point), the release force and the Contact pressure. In addition, the previous shaping of the bow spring, the manufacturing control and relatively expensive to test compared to the total cost of manufacturing the switches. For precision switches with small tolerances z. B. each pre-formed bow spring with a spring tester examined and measured their strength; this makes switch manufacture considerably more expensive.

Bei der Massenherstellung kommt häufig eine geringe Änderung des Abstandes zwischen den dieIn mass production, there is often a slight change in the distance between the die

309 690/246309 690/246

Feder haltenden Schultern des betätigenden Blattes und des betätigten Kontaktblattes infolge der Toleranz dieser Blätter und der Schalteranschläge von Schalter zu Schalter vor, wodurch die Betätigungsstellungen beeinflußt werden. Bei Schaltern mit einer kritisch engen Toleranz können diese Schwankungen bedeutende Änderungen der Betriebseigenschaften herbeifuhren, wenn eine im voraus geformte Feder benutzt wird, weil ihre Wirkung den Sehnenlängenänderungen der gebogenen Betätigungsfedern ähnlich ist.Spring holding shoulders of the actuating sheet and the operated contact sheet due to the tolerance this leaves and the switch stops from switch to switch, whereby the actuation positions are influenced. For switches with a Critically tight tolerance, these variations can cause significant changes in operating characteristics induce when a pre-formed spring is used because its effect changes the length of the chord is similar to the curved actuating springs.

Ein Ziel der Erfindung ist die Benutzung einer im ungespannten Zustand ebenen Blattfeder als Schnappfeder in einem elektrischen Schnappschalter, deren Gestalt und beidendige Lagerung so gewählt ist, daß die Biegebeanspruchungen je Längeneinheit vergleichmäßigt werden. Die Bauart der Schnappfeder soll so gewählt sein, daß Schwankungen der Betätigungseigenschaften im Laufe des Gebrauches unter normalen Bedingungen möglichst ausgeschaltet werden, damit der Schnappschalter als Präzisionsschalter arbeiten kann. Auch Herstellungstoleranzen bei der Massenherstellung sollen sich möglichst wenig auf die Arbeitsweise des Schalters auswirken. Ferner soll die Schnappfeder mit größerer Sicherheit gegen Uberbeanspruchung die gewünschte Schnappkraft an der kritischen Umschnappstelle und höhere Kontaktdrücke aufbringen können, ohne die Betätigungskraft erhöhen zu müssen. Der Schalter soll hierdurch auch besser gegen mechanische Schwingungen gesichert sein.One aim of the invention is to use a leaf spring, which is flat in the unstressed state, as a snap spring in an electrical snap switch, the shape and storage at both ends is chosen so that the bending stresses per unit of length are evened out. The design of the snap spring should be chosen so that fluctuations in the actuation properties in the course of use under normal conditions should be switched off so that the snap-action switch acts as a precision switch can work. Manufacturing tolerances in mass production should also have as little impact as possible on the Affect the operation of the switch. Furthermore, the snap spring should be more secure against overstressing the desired snap force at the critical snap point and higher contact pressures can apply without having to increase the operating force. The switch is supposed to do this too better secured against mechanical vibrations.

Bei einem elektrischen Schnappschalter, dessen Schnappfeder vor dem Einbau aus einer flachen Blattfeder besteht, die beim Einspannen zwischen einem Betätigungsarm und einem Kontaktarm in eine gebogene Form gebracht ist, besitzt gemäß der Erfindung die Schnappfeder eine an sich bekannte, nach der Mitte zu durch Verbreiterung vergrößerte Querschnittsfläche, welche die Biegebeanspruchungen je Längeneinheit vergleichmäßigt. Die Schnappfeder kann dabei eine an sich bekannte, im wesentlichen bikonvexe Form erhalten. Die Schnappfeder kann aber auch eine rechteckige Form mit einer zentralen bikonkaven Aussparung besitzen.In the case of an electrical snap-action switch, the snap spring should be made from a flat before installation There is leaf spring that when clamped between an actuating arm and a contact arm in a Is brought curved shape, according to the invention, the snap spring has a known per se, according to the center to enlarged cross-sectional area by widening, which the bending stresses depending Unit of length equalized. The snap spring can be essentially one which is known per se obtained biconvex shape. The snap spring can also have a rectangular shape with a central one have biconcave recess.

Zum besseren Verständnis des Erfindungsgedankens seien die Figuren näher erläutert.For a better understanding of the concept of the invention, the figures are explained in more detail.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch den elektrischen Schnappschalter gemäß der Erfindung;Fig. 1 shows a cross section through the electrical snap switch according to the invention;

Fig. 2 ist eine Ansicht des Blattfeder-Kontaktarmes; Figure 2 is a view of the leaf spring contact arm;

Fig. 3 zeigt die im entspannten Zustand flache Gestalt der Schnappfeder;3 shows the flat shape of the snap spring in the relaxed state;

Fig. 4 zeigt schematisch die Formänderungen der Schnappfeder berm Einbau und bei der Schalterbetätigung; 4 shows schematically the changes in shape of the snap spring over installation and when the switch is actuated;

Fig. 5 zeigt einen Längsschnitt durch die eingebaute Schnappfeder;5 shows a longitudinal section through the built-in snap spring;

Fig. 6 ist eine andere Ausführungsform des die Schnappfeder einspannenden Kontaktarmes;Fig. 6 is another embodiment of the snap spring clamping contact arm;

Fig. 7 ist eine andere Ausführungsform der im ungespannten Zustand flachen Gestalt einer Schnappfeder gemäß der Erfindung;7 is another embodiment of the flat shape of a snap spring in the unstressed state according to the invention;

Fig. 8 zeigt ausführlich das eine Ende der Schnappfeder nach Fig. 3.FIG. 8 shows in detail one end of the snap spring according to FIG. 3.

In der Fig. 1 ist ein geschlossener Schnappschalter 20 zu sehen, der einen Unterteil 22 aus einem dielektrischen Material enthält. An dem einen Ende ist eine Bohrung 24 vorgesehen, in der eine Metallhülse 26 mit Innengewinde 28 sitzt. Eine Schraube 30 ist in das obere Ende der Bohrung 28 hineingeschraubt und hält an einer Oberseite 32 des Schalterunterteils 22 ein längliches Blatt 34 fest, das innerhalb einer rechtwinkligen Öffnung in einem betätigten Blatt 36 liegt. Die beiden Blätter 34 und 36 weisen je eine Zunge oder einen Vorsprung 38 bzw. 40, die aufeinander zu vorspringen, und je zwei Schultern 42 bzw. 44 auf, die in einem bestimmten Abstand voneinander entgegengesetzt angeordnet sind. Sie können z. B. aus einem biegsamen Metallblech gestanzt sein, in dem sich ein Loch 46 befindet, oder das betätigende und das betätigte Blatt 34 bzw. 36 können einzeln und mit einer entsprechenden Montageöffnung ähnlich der Öffnung 46 ausgebildet sein. Beim Stanzen wird auch eine Öffnung 48 am freien Ende des betätigten Blattes 36 hergestellt, an der ein beweglicher Kontakt 50 befestigt werden kann.In Fig. 1, a closed snap switch 20 can be seen, which has a lower part 22 made of a dielectric Contains material. A bore 24 is provided at one end, in which a metal sleeve 26 with internal thread 28 sits. A screw 30 is screwed into the upper end of the bore 28 and holds on a top 32 of the switch base 22 an elongated sheet 34 which is within a right-angled opening in an actuated blade 36 is located. The two sheets 34 and 36 each have one Tongue or protrusion 38 or 40, which protrude towards one another, and two shoulders 42 each and 44, which are arranged opposite one another at a certain distance. You can z. B. punched from a flexible sheet of metal in which there is a hole 46, or the actuating and the actuated blades 34 and 36, respectively, can be individually and with a corresponding mounting opening be designed similar to the opening 46. When punching, an opening 48 at the free end of the actuated blade 36 produced to which a movable contact 50 can be attached.

In dem zusammengebauten Schalter 20 ist eine Schnappfeder 52 antriebsmäßig dem betätigenden und betätigten Blatt 34 und 36 derart zugeordnet, daß sie während des Schaltvorgangs auf die Schultern 42 und 44 drückt. Sie ist aus einem dünnen, flachen federnden Metallstück hergestellt, das auf die ge-In the assembled switch 20, a snap spring 52 is driving the actuating one and actuated blades 34 and 36 are assigned to rest on the shoulders during the switching operation 42 and 44 presses. It is made from a thin, flat, resilient piece of metal that is

a5 wünschte Länge zugeschnitten ist und einen Hauptabschnitt 54 von einer speziellen Gestalt gemäß der Erfindung aufweist. An ihren Enden hat die Feder 52 zwei der Anbringung dienende Ösen 56, in denen sich eine Öffnung 58 befindet, die locker die Zunge 38 bzw. 40 aufnimmt, wenn die Feder in eine etwa halbkreisförmige Gestalt zusammengedrückt und im Schalter 20 eingebaut ist, wobei die Ösen 56 gegen die Schultern 42 bzw. 44 drücken.a5 is cut to the desired length and has a main section 54 of a particular shape according to the invention. The spring has 52 at its ends two attachment eyelets 56 having an opening 58 therein that loosens the tongue 38 or 40 receives when the spring is compressed into an approximately semicircular shape and in the Switch 20 is installed, with the eyelets 56 pressing against the shoulders 42 and 44, respectively.

Kontakte 60 und 62 sind gegenüber dem bewegliehen Doppelkontakt 50 an den entgegengesetzten Seiten des betätigten Blattes 36 angeordnet. Der Kontakt 60 befindet sich auf einem elektrisch leitenden Arm 64, der am Unterteil 22 des Schalters mit einer Hülse 66 festgemacht ist, mit der er in elektrischem Kontakt steht; an ihrem unteren Ende trägt die Hülse 66 eine Anschlußschraube 68. Der Kontakt 62 ist in derselben Weise an einem elektrisch leitenden Arm 70 angebracht. Eine Anschlußschraube 74 befindet sich in ähnlicher Weise am unteren Ende der Hülse 26, die mit dem betätigenden Blatt 34 elektrisch in Verbindung steht. Falls man nur einen Stromkreis herstellen und unterbrechen möchte, kann der Kontakt 60 weggelassen und der Arm 64 als Anschlag benutzt werden.Contacts 60 and 62 are opposite to the movable double contact 50 on the opposite Pages of the actuated sheet 36 arranged. The contact 60 is on an electrically conductive one Arm 64 which is fixed to the lower part 22 of the switch with a sleeve 66 with which it is in electrical Contact is; at its lower end the sleeve 66 carries a connecting screw 68. The contact 62 is in attached to an electrically conductive arm 70 in the same manner. A terminal screw 74 is located similarly at the lower end of the sleeve 26 which is electrically connected to the actuating blade 34 Connection. If you just want to create and break one circuit, the contact can 60 can be omitted and the arm 64 can be used as a stop.

Der Schalter 20 trägt einen Deckel 76, dessen Seitenflächen 78 von Schultern 80 aufgenommen werden, die rund um den Umfang des Schalterunterteils 22 herum laufen. Der Deckel 76 enthält eine Bohrung 82, in der im Gleitsitz ein hin- und herbeweglicher Betätigungsknopf 84 sitzt, dessen unteres Ende mit dem betätigenden Blatt 34 im Eingriff steht.The switch 20 carries a cover 76, the side surfaces 78 of which are received by shoulders 80, which run around the circumference of the switch base 22. The cover 76 contains a bore 82, in which a reciprocating actuating button 84 sits in a sliding seat, the lower end of which is engaged with the actuating blade 34.

Wenn der Knopf 84 hinabgedrückt wird, wie in Fig. 1 durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist, bewegt sich der Betätigungshebel 34 nach unten und bewirkt, daß die Feder 52 unter einer Rollwirkung bewegt wird, bis der betätigende Hebel 34 einen Punkt erreicht, an dem die Öffnungen 58 in der Feder 52 im wesentlichen gegenüber dem freien Ende des betätigten Teils 36 ausgerichtet sind und die Enden 35 der Feder im wesentlichen im rechten Winkel zu dem betätigten Teil 36 stehen. An diesem Punkt befinden sich der betätigende Teil 34 und die Feder 52 in einer »kritischen Lage« am Umschnapp-When the button 84 is depressed, as shown in Fig. 1 by a dot-dash line the operating lever 34 moves downward causing the spring 52 to roll is moved until the actuating lever 34 reaches a point at which the openings 58 in the Spring 52 are aligned substantially with respect to the free end of the actuated part 36 and the Ends 35 of the spring are essentially at right angles to the actuated part 36. At this Point are the actuating part 34 and the spring 52 in a "critical position" on the snap-over

punkt; bei einer weiteren Abwärtsbewegung des betätigenden Teils 34 erteilt das Federende 56, das mit dem betätigten Teil 36 im Eingriff steht, diesem eine Kraft- oder Druckwirkung, so daß dieser Teil nach Fig. 1 nach oben schnappt; auf diese Weise werden die Koniakte 50 und 62 im wesentlichen gleichzeitig geöffnet und die Kontakte 50 und 60 geschlossen. Die Breite der Schlitze 58 ist etwas größer als die Dicke der Zungen 38 und 40, so daß keine gegenseitige Störung entsteht. Der zuvor beschriebene Schaltvorgang kann durch einen Eingriff der Zungen 38 und 40 mit den Seiten der mit ihnen zusammenwirkenden Öffnungen 58 an den Enden der Feder 52 und/oder durch einen Eingriff der Seiten der Federösen 56 mit den Schultern 42 und 44 am betätigenden bzw. betätigten Teil erfolgen. In der »kritischen Stellung« am Umschnappunkt ist der Abstand zwischen den die Feder tragenden Schultern 42 und 44 geringer als der Abstand zwischen diesen Schultern in den Kontaktstellungen, so daß die Feder während des Schaltvorgangs zusammengepreßt wird.Point; given a further downward movement of the actuating part 34, the spring end 56, which with the actuated part 36 is in engagement, this a force or pressure effect, so that this part after Fig. 1 snaps up; in this way, coniases 50 and 62 become essentially simultaneous opened and contacts 50 and 60 closed. The width of the slots 58 is slightly larger than the thickness of the tongues 38 and 40, so that there is no mutual interference. The switching process described above can by engaging the tongues 38 and 40 with the sides of the cooperating with them Openings 58 at the ends of the spring 52 and / or by engagement of the sides of the spring eyelets 56 take place with the shoulders 42 and 44 on the actuating or actuated part. In the »critical The position at the snap point is the distance between the shoulders 42 and 44 carrying the spring less than the distance between these shoulders in the contact positions, so that the spring during the switching process is compressed.

Die obere Fläche 32 des Schalterunterteils 22 ist abgeschrägt, so daß die zuvor genannte Versetzung des betätigenden Blattes 34 möglich ist. Das betätigende Blatt 34 steht unter einer Spannkraft, so daß bei einer Freigabe des betätigenden Druckknopfes 84 das Blatt 34 in seine durch ausgezogene Linien dargestellte, normale Stellung zurückkehrt, wobei ein Rollen der Betätigungsfeder 52 auf den Schultern 42 und 44 in entgegengesetzter Richtung bewirkt wird und der betätigte Teil 36 in seine normale Stellung zurückschnappt; hierdurch werden die Kontakte 50 und 62 geschlossen und die Kontakte 50 und 60 geöffnet. The upper surface 32 of the switch base 22 is beveled so that the aforementioned offset of the actuating sheet 34 is possible. The actuating blade 34 is under a tension so that when the actuating push button 84 is released, the sheet 34 returns to its position represented by solid lines, normal position returns, with a rolling of the actuating spring 52 on the shoulders 42 and 44 is operated in the opposite direction and the actuated part 36 is in its normal position snaps back; this closes the contacts 50 and 62 and opens the contacts 50 and 60.

Durch die Erfindung wird die Schnappfeder, die in Einzelheiten anschließend beschrieben ist, für einen Schnappschalter mit besseren Präzisions-Umschnappeigenschaften geschaffen, der genauer gesteuert werden kann, als es bisher möglich ist.The invention, the snap spring, which is described in detail below, for a Snap-action switches created with better precision snap-action properties that can be controlled more precisely can than has been possible up to now.

Die normalerweise flache Schnappfeder 52 hat eine solche Gestalt, daß ihre Biegebeanspruchung nach dem Einspannen im wesentlichen an allen Punkten der Federlänge gleich ist. Die Feder ist so ausgebildet, daß eine günstigste mathematische Beziehung zwischen der Breite an einem beliebigen Punkt der Länge der Feder 52 in Abhängigkeit von a) der Federlänge, b) der Federdicke und c) der maximalen Breite am in Längsrichtung verlaufenden Mittelstreifen der Feder eingehalten wird. Man kann mathematisch die günstigste Grundrißgestalt dieser normalerweise flachen Feder für ein gegebenes Material und für eine gegebene Größe ableiten.The normally flat snap spring 52 has such a shape that their bending stress after the clamping is essentially the same at all points along the length of the spring. The spring is designed so that a most favorable mathematical relation between the latitude at any point of the longitude of the spring 52 as a function of a) the spring length, b) the spring thickness and c) the maximum width am longitudinal median strip of the spring is observed. Mathematically, you can do the most favorable plan shape of this normally flat spring for a given material and for one derive given size.

Die grundlegenden Grenzbedingungen für eine gebogene Feder des hier erörterten Schnappschalters sind:The basic boundary conditions for a bent spring of the snap switch discussed here are:

a) maximale Breite 12,5 mm;a) maximum width 12.5 mm;

b) minimale Breite 2,3 mm;b) minimum width 2.3 mm;

c) maximale Dicke 0,2 mm;c) maximum thickness 0.2 mm;

d) minimale Dicke 0,038 mm;d) minimum thickness 0.038 mm;

e) maximale Zerreißfestigkeit 21 000 kg/cm²;e) maximum tensile strength 21,000 kg / cm ² ;

f) minimale Zerreißfestigkeit 10 000 kg/cm²;f) minimum tensile strength 10,000 kg / cm ² ;

g) der Radius der Rollfeder in den verschiedenen Schaltern ändert sich gewöhnlich von etwa 2,5 bis 6,25 mm, kann aber für große Schalter größer sein;g) the radius of the scroll spring in the various switches usually changes from about 2.5 up to 6.25 mm, but can be larger for large switches;

h) die gewöhnlich verwendeten Federwerkstoffe sind Berylliumkupfer, rostfreier Stahl oder stark kohlenstoffhaltiger Federstahl.h) the spring materials commonly used are beryllium copper, stainless steel or strong carbonaceous spring steel.

Die nachfolgenden Bezeichnungen dienen der Erläuterung der Formeln, für die kein Schutz begehrt wird:The following designations serve to explain the formulas for which no protection is sought will:

S Biegespannung,
t Dicke der Feder, S bending stress,
t thickness of the spring,

b Breite der Feder, b width of the spring,

b _a Breite der Feder an der Stelle Θ=~, b _a width of the spring at the point Θ = ~,

E Elastizitätsmodul. E modulus of elasticity.

b _ „sin©. b _ "sin ©.

Die Gleichung (1) gibt die erforderliche Umfangsbreite an, wobei die maximale Breite gegeben sein soll.Equation (1) gives the required circumferential width, given the maximum width target.

Die maximale Federdicke kann zur Vermeidung übermäßiger Biegebeanspruchungen, damit also die Elastizitätsgrenze nicht überschritten wird, aus der Gleichung errechnet werden:The maximum spring thickness can be used to avoid excessive bending stresses, so the Elastic limit is not exceeded, can be calculated from the equation:

t =t =

2SR2SR

worin 5 die Beanspruchung des Werkstoffes an der Fließgrenze ist. Wenn eine Dicke zur Anwendung kommt, die die nach der Gleichung (2) angegebene übersteigt, tritt eine bleibende Deformation der Feder ein. In Fig. 4 ist eine normalerweise flache Feder 52 c gemäß der Erfindung zu sehen. Der Begriff »gesamter Weg« bedeutet die Formänderung der Montageenden von der flachen Lage der Feder 52 c bis auf die kleinstmögliche Sehne in der »kritischen Lage« beim Umschnappunkt während der Schalterbetätigung. Die gegenseitige Formänderung der Federenden in der Kontaktstellung (z. B. Fig. 1) bis auf die kleinstmögliche Sehne in der »kritischen Lage« beim Umschnappunkt wird als »Betätigungsweg« bezeichnet. Es sei bemerkt, daß das Verhältnis von »Betätigungsweg« zu »Gesamtweg« im Falle der normalerweise flachen, konstant beanspruchten Feder 52 gemaß der Erfindung ganz gering ist.where 5 is the stress on the material at the yield point. When applying a thickness comes, which exceeds that given according to equation (2), a permanent deformation of the spring occurs. In Fig. 4, a normally flat spring 52 c can be seen according to the invention. The term »whole Weg «means the change in shape of the mounting ends from the flat position of the spring 52 c up to the smallest possible tendon in the »critical position« at the point of snap during switch actuation. The mutual change in shape of the spring ends in the contact position (z. B. Fig. 1) except for the The smallest possible tendon in the »critical position« at the snap point is called the »actuation path«. It should be noted that the ratio of "actuation travel" to "total travel" in the case of the normally flat, constantly stressed spring 52 according to the invention is very low.

Da das Verhältnis zwischen der Sehnenlänge zwischen den Montageenden der nicht eingebauten Feder und dem Abstand zwischen den Federgegenlagern am betätigten Teil bei den bisherigen im voraus geformten Bogenfedern vergrößert ist, sind sowohl der Kontaktdruck als auch die Schnappwirkung verstärkt, die auf das betätigte Blatt ausgeübt werden. Daher sucht man bislang dieses Verhältnis zu vergrößern, um dem Kontaktdruck die Schnappwirkung und den Widerstand gegen Vibrationen bei den bisherigen Schaltern von einer gegebenen Größe zu steigern. Falls man jedoch dieses durchführt, wird die Beanspruchung am Federumschnappunkt während der Schalterbetätigung vergrößert, wodurch sich häufig eine Biegung der Federn ergibt, die sich nachteilig auf die Betätigungseigenschaften des Schalters auswirkt. Andererseits suchen daher die Schalterbauer manchmal eine dickere Feder zu verwenden, bei der das Sehnenverhältnis geringer ist. In der Praxis hat man jedoch gefunden, daß die Verwendung einer dickeren Feder Schwierigkeiten in sich birgt, da ihre Kraft nicht der genauen Kontrolle unterworfen ist, die für Präzisionsschalter mit engen Toleranzen notwendig ist, ausgenommen wenn die Feder zwischen sehr engen Grenzen arbeitet. Ein weiterer Vorteil, der normalerweise flachen Betätigungsfeder 52 gemäß der Erfindung, deren Beanspruchung gesteuert ist, ist darin zu sehen, daß sie stärker gebogen werden kann,Because the ratio between the chord length between the mounting ends of the non-built-in spring and the distance between the spring abutments on the actuated part in the previous ones formed in advance When bow springs are enlarged, both the contact pressure and the snap action are increased be exercised on the actuated sheet. Therefore one tries so far to increase this ratio to the Contact pressure, the snap action and the resistance to vibrations in the previous switches of a given size increase. However, if this is done, the stress becomes enlarged at the spring snap point during switch actuation, which often results in a bend the springs results, which has a detrimental effect on the operating properties of the switch. On the other hand, switch manufacturers sometimes try to use a thicker spring with the Chord ratio is lower. In practice, however, it has been found that the use of a thicker Feather poses difficulties in that its power is not subject to the precise control that is required for Precision switch with tight tolerances is necessary, except when the spring is between very working within tight limits. Another advantage of the normally flat actuating spring 52 of FIG Invention, the stress of which is controlled, is to be seen in the fact that it can be bent more strongly,

womit eine geringere Betätigungskraft und ein höherer Kontaktdruck verbunden sind, ohne daß die Feder überbeansprucht wird; hierdurch werden nachteilige Einflüsse auf die Betätigungseigenschaften vermieden.which means a lower actuation force and a higher one Contact pressures are connected without overstressing the spring; this will be disadvantageous Influences on the actuation properties avoided.

Im Vergleich zu den im voraus geformten oder gebogenen Federn werden mit einem Material von gleicher Dicke für die konstant beanspruchten Federn gemäß der Erfindung stärkere Kräfte erzielt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die gesamte Feder stark beansprucht wird, während die zuvor geformte oder gebogene Feder nur in einigen örtlichen Teilbereichen stark beansprucht wird, so daß der übrige Teil der Feder nicht voll ausgenutzt wird. Vom energetischen Gesichtspunkt gesehen wird mehr Energie in der konstant beanspruchten Feder bei der gleichen Betätigungskraft gespeichert, weil sie um einen größeren Weg zusammengedrückt wird. Dementsprechend steht mehr Energie zum Antrieb der Schalterteile zur Verfügung, da die Kraft nicht so schnell mit der Ausdehnung wie bei der im voraus geformten oder gebogenen Feder abfällt.Compared to the pre-formed or bent springs are made with a material of the same thickness for the constantly stressed springs according to the invention achieved stronger forces. This is due to the fact that the entire spring is heavily used while the previously formed or bent spring is heavily used only in some local areas, so that the remaining part of the Spring is not fully utilized. From the energetic point of view, there is more energy in the constant stressed spring stored at the same actuating force because it is a larger one Is squeezed away. Accordingly, more energy is available to drive the switch parts, since the force does not expand as quickly as that of the preformed or bent one Spring falls off.

Wie man herausgefunden hat, kann der Umriß (also die Breite an bestimmten Punkten längs der Feder für ein vorgegebenes Material, eine bestimmte Federlänge und -dicke) der Bogenfeder 52 gemäß der Erfindung mit der gesteuerten Beanspruchung von den günstigsten Abmessungen, die durch die zuvor erörterten Formern festgelegt sind, etwas abweichen, ohne daß die wesentlichen Merkmale und Vorteile geändert werden. Das Ausmaß, um das die Breite an allen Punkten längs der Federlänge gegenüber der optimalen Breite abweichen kann, die nach den zuvor genannten Formeln und speziell nach Gleichung (1) ausgerechnet ist, kann durch laufende Versuche ermittelt werden.As has been found, the outline (i.e. the width at certain points along the Spring for a given material, a certain spring length and thickness) of the bow spring 52 according to FIG Invention with the controlled stress of the most favorable dimensions obtained by the previously The forms discussed are set to differ somewhat, without the essential features and advantages be changed. The amount by which the width at all points along the length of the feather is relative to the optimal width may differ according to the formulas mentioned above and specifically according to the equation (1) is calculated can be determined by running tests.

In der Praxis werden die speziellen Umrisse der Federn 52 mit Matrizen von entsprechendem Umriß ausgestanzt. Um einfache Matrizen verwenden zu können, wird die Federform, die nach der Gleichung (1) gegeben ist, möglichst genau durch eine Kurve wiedergegeben, die aus einer Reihe kreisförmiger Bögen aufgebaut ist und im wesentlichen mit der Umrißkontur der Feder nach Gleichung (1) zusammenfällt. Die Stanzmatrizen können auf einen Radius auf eine Weise zugeschnitten sein, die dem Fachmann geläufig ist.In practice, the particular outlines of the springs 52 will be matched with dies with matrices punched out. In order to be able to use simple matrices, the spring shape, according to the equation (1) is given, reproduced as precisely as possible by a curve consisting of a series of circular arcs is constructed and essentially coincides with the outline of the spring according to equation (1). The punch dies can be cut to a radius in a manner familiar to those skilled in the art is.

Durch die zur Montage der Feder im Schalter vorgesehenen Ösen 56 ist eine Abweichung gegenüber der optimalen Federform nach den zuvor genannten Formeln bedingt. Bis zu einem bestimmten Maß können die Endwirkungen infolge dieser Ösen unbeachtet bleiben. Die Größe der Ösenabmessungen χ und y nach Fig. 8 ist jedoch speziell bei Federn von geringer Größe von Bedeutung. Zum Beispiel hat eine Öse von 2,5 mm an einer Feder von einer maximalen Breite von 2,5 mm eine viel größere Wirkung auf die Schaltereigenschaften und verursacht eine viel größere Abweichung gegenüber dem theoretischen Optimum als eine Öse von 2,5 mm an einer Feder von 1 cm maximaler Breite. Die maximale Größe der Öse kann durch Versuche ermittelt werden. Bei den meisten Schaltern kann die Größe der Öse ein Minimum darstellen, um den mechanischen Erfordernissen Genüge zu leisten, die auf den Abmessungen der Schlitze 58 (Fig. 3) basiert sind, die eine Zunge aufnehmen. The eyelets 56 provided for mounting the spring in the switch cause a deviation from the optimal spring shape according to the aforementioned formulas. To a certain extent, the end effects of these eyelets can go unnoticed. However, the size of the eyelet dimensions χ and y according to FIG. 8 is particularly important for springs of small size. For example, a 2.5 mm loop on a spring with a maximum width of 2.5 mm has a much greater effect on the switch properties and causes a much greater deviation from the theoretical optimum than a 2.5 mm loop on a spring 1 cm maximum width. The maximum size of the eyelet can be determined through tests. For most switches, the size of the eyelet can be kept to a minimum in order to meet mechanical requirements based on the dimensions of the slots 58 (FIG. 3) that receive a tongue.

In den Fig. 6 und 7 ist eine andere Ausführungsform der Erfindung zu sehen, die insbesondere zeigt, daß die gewünschte Änderung der Federbreite und damit des Federquerschnitts über die Federlänge hin auch durch andere Formgebung erzielt werden kann. In Fig. 7 ist eine Feder von rechteckigem Umriß 52 α zu sehen, deren Mittelteil entfernt ist, so daß eine Öffnung mit gekrümmten Seiten von einer Gestalt zurückgeblieben ist, die die durch Formel (1) gegebene Form aufweist, wenn man von den Federmontageenden 56 α absieht. Wie aus Fig. 7 hervorgeht, besteht für alle Werte R Θ von den Federenden auf den Mittelpunkt zu fortschreitend) ein Abstand b/2 von den Seiten der Feder zum Mittelpunkt nach Formel (1), so daß Seitenlinien 90 des ausgeschnittenen Mittelteiles festgelegt sind. Die Endabschnitte 56 a für die Anbringung können in ähnlicher Weise mit Montageösen 56 wie bei der Ausführungsform nach Fig. 3 versehen sein oder Ein-In FIGS. 6 and 7, another embodiment of the invention can be seen, which shows in particular that the desired change in the spring width and thus the spring cross-section over the spring length can also be achieved by a different shape. In Fig. 7, a spring of rectangular outline 52 α can be seen, the central portion of which is removed so that an opening with curved sides is left of a shape which has the shape given by formula (1) when one of the spring mounting ends 56 α refrains. As can be seen from FIG. 7, there is a distance b / 2 from the sides of the spring to the center according to formula (1) for all values R Θ from the spring ends towards the center point, so that side lines 90 of the cut-out central part are defined. The end sections 56 a for attachment can be provided in a similar manner with mounting eyelets 56 as in the embodiment according to FIG.

buchtungen58α aufweisen. Der Abstand/ von der Mittellinie der Einbuchtungen 58 a bis zur Kante der zentralen Ausnehmung der Feder 52 a wird durch laufende Versuche auf Grund der Prinzipien ermittelt, die zuvor besprochen sind.have indentations58α. The distance / from the Center line of the indentations 58 a to the edge of the central recess of the spring 52 a is through ongoing trials based on the principles discussed previously.

Wie aus den Fig. 6 und 7 hervorgeht, kann die Schnappfeder gemäß der Erfindung auch ohne Zunge und Schlitz eingespannt werden. Die Feder 52 a in den Fig. 6 und 7 ist z. B. an ihren Montageenden 56α mit je zwei Einbuchtungen 58 α versehen, die von den Seiten der Feder aus zur Aufnahme der Vorsprünge 38 a und 40 a am betätigenden und betätigten Blatt 34 a und 36 a nach innen ragen.As can be seen from FIGS. 6 and 7, the snap spring according to the invention can also be clamped without a tongue and slot. The spring 52 a in FIGS. 6 and 7 is, for. B. at their mounting ends 56α with two indentations 58 α , which protrude from the sides of the spring to receive the projections 38 a and 40 a on the actuating and actuated sheet 34 a and 36 a inward.

Durch die neue, speziell geformte Schnappfeder gemäß der Erfindung entstehen beträchtliche Einspa-The new, specially shaped snap spring according to the invention results in considerable savings

rangen hinsichtlich der Herstellungskosten der Feder, die etwa 10% der Gesamtkosten des gesamten Schalters, insbesondere bei billigeren Schaltern betragen.wrestled in the manufacturing cost of the spring, which is about 10% of the total cost of the whole Switch, especially in cheaper switches.

Beim Einbau in den Schalter werden die Federn 52 oder 52 a vorzugsweise durch spezielle Werkzeuge in die Bogenform gebracht.When installing in the switch, the springs 52 or 52 a are preferably by special tools in brought the arch shape.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Elektrischer Schnappschalter, dessen Schnappfeder vor dem Einbau aus einer flachen Blattfeder besteht, die beim Einspannen zwischen einem Betätigungsarm und einem Kontaktarm in eine gebogene Form gebracht wird, dadurch ge kennzeichnet, daß die Schnappfeder eine an sich bekannte nach der Mitte zu durch Verbreiterung vergrößerte Querschnittsfläche besitzt, welche die Biegebeanspruchungen je Längeneinheit vergleichmäßigt. 1. Electrical snap switch, the snap spring consists of a flat leaf spring before installation, which is brought into a curved shape when clamped between an actuating arm and a contact arm, characterized in that the snap spring enlarged a known per se towards the center by widening Has a cross-sectional area which even out the bending stresses per unit length. 2. Schnappschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappfeder eine an2. Snap switch according to claim 1, characterized in that the snap spring is on sich bekannte, im wesentlichen bikonvexe Form erhält.known, essentially biconvex shape is retained. 3. Schnappschalter nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappfeder eine recht-3. Snap switch according spoke 1, characterized in that the snap spring has a right eckige Form mit einer zentralen bikonkaven Aussparung besitzt.angular shape with a central biconcave recess. In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 228 523, 2 458 518,
2 558 219;Considered publications:
U.S. Patents Nos. 2,228,523, 2,458,518,
2,558,219; britische Patentschrift Nr. 585 972.British Patent No. 585 972. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 309 690/246 9.63© 309 690/246 9.63