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Schaltgerät, vorzugsweise handbetätigter Nockenschalter Die Erfindung
bezieht sich auf ein Schaltgerät, dessen Schaltstößel durch ein Organ betätigt wird,
welches eine gleitende Relativbewegung gegenüber dem Stößel ausführt, vorzugsweise
auf einen handbetätigten Nockenschalter. Bei derartigen Nockenschaltern wird bekanntlich
der bewegliche Schaltkontakt von Nocken, die auf einem Nockenrad, einer Nockenstange
od. dgl. angeordnet sind, gesteuert.
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Bei Nockenschaltern ist es üblich, an der beweglichen Kontaktbrücke
nur eine Feder angreifen zu lassen, welche sowohl als Kontaktdruckfeder als auch
als Abdruckfeder über den Gesamthub des beweglichen Kontaktes dient. Um einen sicheren
elektrischen Kontakt zu gewährleisten, muß diese Feder verhältnismäßig stark, dem
zu führenden Strom entsprechend, bemessen sein. Da die Bewegung der Schaltbrücke
bzw. des beweglichen Kontaktes aber gegen die Kraft dieser Feder erfolgt, ist auch
entsprechend der Druck zwischen dem Schaltstößel und den Nocken verhältnismäßig
groß. Je größer aber die Druckkraft ist, mit welcher der Schaltstößel auf den Nocken
gepreßt wird, um so größer ist auch der Verschleiß an den Berührungsflächen zwischen
Stößel und Nocken.
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Es sind im übrigen zwar schon Schaltgeräte bekanntgeworden, bei welchen
zu beiden Seiten einer beweglichen Kontaktbrücke Federn vorgesehen sind, wobei ein
Feder wenigstens dann stärker als die andere Feder ausgelegt sein soll, wenn sie
sich in zusammengedrücktem Zustand befindet. Bei dieser bekannten Konstruktion soll
diese betreffende Feder aber gerade dann stärker als die andere sein, wenn nicht
ein Schließkontakt, sondern vielmehr ein Öffnungskontakt vorliegt. Wenn dieser Öffnungskontakt
mittels eines Armes und eines Schaltstößels betätigt werden und eine Hubbewegung
erfolgen soll, muß diese Hubbewegung vollständig gegen die Kraft der starken Feder
vorgenommen werden, was gerade durch die Erfindung, wie nachfolgend noch im einzelnen
erläutert ist, vermieden werden soll. Es kommt hinzu, daß es sich bei dem soeben
erläuterten bekannten Schaltgerät überhaupt nicht um ein Gerät handelt, bei welchem
eine gleitende Relativbewegung eines Betätigungsorgans gegenüber dem Stößel erfolgt,
sondern das Betätigungsorgan wird in gleicher Richtung wie der Schaltstößel verschoben.
Eine Verschleißerscheinung, die durch die Erfindung behoben werden soll, kann hier
also überhaupt nicht auftreten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schaltgerät der anfangs
erläuterten Gattung zu schaffen, bei welchem der Verschleiß praktisch vermieden
wird und dennoch der übliche und für die Schaltung erforderliche Kontaktdruck ausgeübt
wird.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an den beweglichen
Kontaktteilen in an sich bekannter Weise mindestens zwei Federn mit unterschiedlicher
Federkraft angreifen und daß die Federn derart angeordnet sind, daß die Feder mit
kleiner Federkraft als Abdruckfeder für die Hubbewegung und die Feder mit großer
Federkraft als Kontaktfeder für die Erzeugung des Kontaktdruckes dienen.
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Das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Lösung besteht also mit anderen
Worten darin, mindestens zwei Federn an den beweglichen Kontakten derart angreifen
zu lassen, daß die Hubbewegung von einer Feder mit kleiner Federkraft aufgenommen
wird und demgemäß die Berührung zwischen dem Schaltstößel und dem relativ bewegten
Betätigungsorgan nur unter kleiner Federkraft steht, während der eigentliche Kontaktdruck
von einer Kontaktfeder mit üblicher großer Federkraft erzeugt wird. Auf diese Weise
ergibt sich der Vorteil, daß die verhältnismäßig harte Kontaktdruckfeder nur während
der wirklichen Kontaktgabe zur Wirkung kommt. Weil praktisch die gesamte Hubbewegung
des beweglichen Kontaktes nur gegen die geringe Kraft der Abdruckfeder gesteuert
zu werden braucht, ist auch nur eine kleine Steuerkraft erforderlich. Als weiterer
Vorteil ist anzuführen, daß der Schaltweg des mit Nocken versehenen Organs verhältnismäßig
klein sein kann, da der Anfangshub nur gegen die Kraft einer schwachen Gegenfeder
erfolgt. Die Nockenkurven können also wesentlich steiler sein als bei üblicher Anordnung,
wobei
dann der eigentliche Kontaktdruck sehr hoch ist.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Gegenüberstellung
zu einem bekannten Schalter im Schema dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen bekannten
Nockenschalter in eingeschalteter Stellung, Fig. 2 den Schalter gemäß Fig. 1 mit
geöffneten Schaltkontakten, Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Nockenschalter in Öffnungsstellung,
Fig. 4 den Nockenschalter gemäß Fig. 3 in der Stellung, in welcher sich der Schaltkontakt
gerade schließt, und Fig. 5 den Schalter gemäß Fig. 3 und 4 bei voller Betätigung.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung ist in den Fig. 1 und 2 zunächst
ein Nockenschalter in bisher üblicher Ausführung dargestellt, wobei also durch Wirkung
des betreffenden Schaltnockens die Schaltkontakte geöffnet werden. Die Schaltbrücke
1 steht hierbei ständig unter dem kräftigen Druck der einzigen Feder 2, die als
Kontaktdruckfeder wirkt. Wenn sich also der Schaltstößel 3 bei Bewegung der Nockenstange
4 bzw. eines Nockenrades in Richtung des Pfeiles 5 durch Wirkung des Nockens 6 aufwärts
bewegt, so erfolgt dies gegen den Druck der Feder 2, wie Fig. 2 deutlich zeigt.
Da die Druckfeder 2 zur Erzeugung des notwendigen Kontaktdruckes sehr stark sein
muß, also eine große Federkraft besitzt, ist auch die Druckkraft zwischen dem unteren
Ende des Schaltstößels 3 und der Auflagefläche auf der Nockenstange bzw. dem Nockenrad
sehr groß, und zwar auf dem gesamten Weg.
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Bei dem erfindungsgemäßen Nockenschalter gemäß den Fig. 3 bis 5 greifen
an einer beweglichen Schaltbrücke 7 zwei Federn an, nämlich eine Kontaktdruckfeder
8 und eine Abdruckfeder 9. Die Kontaktdruckfeder ist zwischen der Schaltbrücke 7
mit den beweglichen Kontakten 10 einerseits und dem Schaltstößel 11 andererseits
vorgesehen, während die Abdruckfeder 9 zwischen der Schaltbrücke 7 und einem Gegenlager
12 od. dgl. angeordnet ist. Wenn nun der Schaltstößel mit Hilfe einer Nockenstange
13 mit einem oder mehreren Nocken 14 betätigt werden soll und zu diesem Zweck in
Richtung des Pfeiles 15 verschoben wird, wird der Schaltstößel 11 mitsamt
der Kontaktdruckfeder 8 und der Schaltbrücke 7 nach oben hin bewegt, und zwar um
die Hubstrecke 16. Da die Abdruckfeder 9 eine kleine Federkraft, die Kontaktdruckfeder
8 aber eine große Federkraft aufweist, wird während dieser Hubbewegung nur die Abdruckfeder
9 zusammengedrückt (vgl. Fig. 4). Die Kontaktdruckfeder bleibt infolge der großen
Federkraft gegenüber der Abdruckfeder 9 währenddessen in der Höhe 17 praktisch unverändert
(vgl. Fig. 3 und 4). Es kommt also während des gesamten Weges der Bewegung nur die
Druckkraft der mehr oder weniger zusammengedrückten Abdruckfeder 9 an den Berührungsstellen
zwischen dem unteren Ende des Schaltstößels 11 und dem Nocken 14 auf der Nockenstange
bzw. dem Nockenrad 13 zur Auswirkung. Die Kraft der Abdruckfeder ist aber so gering
bemessen, daß ein Verschleiß zwischen den sich berührenden und gegeneinandergleitenden
Teilen praktisch nicht eintreten kann.
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Die Schaltbrücke 7 wird in üblicher Weise entsprechend der Nockenform
bewegt, so daß sich die beweglichen Kontakte 10 auf die Festkontakte 18 auflegen.
Im Augenblick der Berührung der Kontakte tritt die Kontaktdruckfeder 8 in Wirkung,
d. h., sie erzeugt, wie aus Fig. 5 deutlich wird, den vollen Kontaktdruck, der dem
zu führenden Strom entsprechend ausgelegt sein muß. Da der Reibwinkel zwischen dem
Schaltstößel 11 und dem Nocken 14 auf dem kurzen Wegstück, auf dem die Kontaktdruckfeder
8 zur Auswirkung kommt, sehr günstig ist, tritt auch hier trotz des größeren Federdruckes
praktisch kaum Verschleiß auf, da die Reibung in diesem Bereich gering ist.
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Die Erfindung beschränkt sich keineswegs auf das in der Zeichnung
dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern umfaßt auch konstruktiv abgeänderte Schaltgeräte,
bei welchen der Grundgedanke der Erfindung verwirklicht ist, während der Hubbewegung
des beweglichen Kontaktes nur eine Feder geringer Federkraft, bei anliegenden Kontakten
dagegen zusätzlich eine Kontaktdruckfeder mit großer Federkraft zur Wirkung kommen
zu lassen.