DE1275188B - Hitzdraht-Schnappschalter - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

HOIh

Deutsche Kl.: 21c-40/05

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

P 12 75 188.1-34 (T 21076)

7. November 1961

14. August 1968

Die Erfindung bezieht sich auf einen Hitzdraht-Schnappschalter mit einer einseitig befestigten rahmenförmigen, am freien Ende einen beweglichen Kontakt tragenden Federplatte, die aus zwei äußeren Zugstreifen und einem druckbeanspruchten, durch Verformung und die Hitzdrahtspannung schlangenförmig gebogenen Mittelstreifen besteht, wobei der Mittelbereich des Mittelstreifens durch den Hitzdraht, der nahe dem Befestigungsende über einen L-Anker angreift, gegenüber dessen Endbereichen dauernd entgegengesetzt, jedoch mit temperaturabhängiger Amplitude ausgewölbt ist und an seinem mit dem L-Anker verbundenen Ende die größte Breite besitzt.

Es ist bereits ein Schnappschalter dieser Art bekannt, bei dem der Mittelstreifen gerade Längskanten besitzt und trapezförmig geformt ist, d. h. von seinem den L-Anker tragenden Ende zum freien die Kontakte tragenden Ende hin stetig in der Breite abnimmt. Dadurch, daß die Durchbiegung des Mittelstreifens sich unter dem Einfluß des Hitzdrahtes nicht umkehrt, sondern die Schnappwirkung vielmehr nur durch Änderung der Amplitude der schlangenförmigen Durchbiegung des Mittelstreifens erreicht wird, ist zwar eine Schnappwirkung durch dafür geringere Längenänderung des Hitzdrahtes möglich, jedoch sind hierfür noch relativ große Kräfte erforderlich. Auch besteht die Gefahr, daß der Mittelstreifen durch lokale Biegebeanspruchung an seinem schmälsten freien Ende beschädigt wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Hitzdraht-Schnappschalter der eingangs erwähnten Art so weiterzubilden und zu verbessern, daß auch mit relativ geringen Hitzdrahtkräften eine einwandfreie Schnappwirkung und große Kontaktdrücke erzielbar sind.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Hitzdraht-Schnappschalter der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der mittlere Bereich des Mittelstreifens in an sich bekannter Weise mit allmählichem Übergang von den beiden Enden her eine verringerte Breite besitzt und das dem freien Ende der Federplatte zugeordnete Mittelstreifenende durch Längsprägungen in eine erhabene etwa ebene Aufbiegung des Plattenendes übergeht.

Bei anders gearteten Schnappschaltern, bei denen die die Kontakte tragende Feder nur ein einseitig eingespannter Blattfederstreifen oder ein mit einem weiteren seitlichen Befestigungsstreifen verbundener Blattfederstreifen ist und bei denen sich die Durchbiegung dieses Blattfederstreifens während des Schnappens ändert, und bei denen bezüglich der Angriffsrichtung der Betätigungskräfte und der Ausbildung des kontakttragenden Endes des Blattfederstreifens Hitzdraht-Schnappschalter

Anmelder:

Tung-Sol Industries, Inc.,

Newark, N. J. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls
und Dr. E. v. Pechmann, Patentanwälte,
8000 München 90, Schweigerstr. 2

Als Erfinder benannt:

Joseph Schmidinger, New York, N. Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 6. Februar 1961 (87 270)

andere Verhältnisse vorliegen, ist es an sich bereits bekannt, dem mittleren Bereich des Blattfederstreifens von den beiden Enden her mit allmählichem Übergang eine verringerte Breite zu geben. Durch die Anwendung dieser an sich bekannten Maßnahme bei einem Hitzdraht-Schnappschalter der eingangs erwähnten Art wird der Vorteil erreicht, daß mit sehr geringen Kräften des Hitzdrahtes die Durchbiegung des Mittelstreifens in ihrer Amplitude geändert werden können und dabei trotzdem eine gute Kontaktgabe mit unerwartet großen Anpreßdrücken erzielt wird. Gleichzeitig ist das die Kontakte tragende freie Ende des Mittelstreifens durch lokale Biegebeanspruchungen weniger gefährdet als bei den bekannten Schnappschaltern.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

F i g. 1 zeigt im Grundriß eine erfindungsgemäß ausgebildete Federplatte;

Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines Schnappschalters mit erfindungsgemäß ausgebildeter Federplatte.

Die Federplatte 2 besteht aus einem rechteckigen Blechstück mit zwei Schlitzen 4, die sich über den größten Teil der Länge der Federplatte erstrecken. Die Schlitze 4 grenzen einen Mittelstreifen 6 ab, dessen Breite von einem Minimum in der Nähe der Mitte bis zu einem Maximum an den Enden der Schlitze variiert. Jeder seitliche Zugstreifen 8 der

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Federplatte 2 ist mit einer Sicke 10 versehen, wodurch die Länge dieser Zugstreifen im Vergleich zur Länge des Mittelstreifens 6 herabgesetzt wird. Das freie Ende 12 der Federplatte 2 ist mit einer zentralen Aufbiegung 14 versehen, die in das benachbarte Ende des Mittelstreifens 6 übergeht. Diese erhabene Aufbiegung 14 liefert die Vorspannung am freien Ende der Federplatte und sichert diese gegen eine Umkehrung der Krümmung des Mittelstreifens wäh-

Einen in dieser Weise eingestellten Schalter kann man bei einer Schaltung der in F i g. 2 schematisch gezeigten Art verwenden. Der gegenüber dem Rahmen 18 isolierte feste Kontakt 32 kann über eine Relaiswick-5 lung 34 mit einer kurzzeitig einzuschaltenden Lampe 36 verbunden werden. Über den Relaiskontakt 38 kann eine Anzeigelampe 40 angeschaltet werden. Wenn der Hitzdraht 28 kalt ist, fließt ein Strom über den Rahmen 18 und den Finger 26 zum Hitzdraht 28,

rend des Betriebes des Schalters. Die erhabene Auf- io den Widerstand 30, die Relaiswicklung 34 und die biegung 14 bewirkt in Verbindung mit den Sicken 10, Lampe 36. Da die Stärke dieses Stroms durch den daß sich das benachbarte Ende des Mittelstreifens 6 Belastungswiderstand 30 herabgesetzt wird, genügt gemäß Fig. 2 gegenüber dem Hauptteil der Feder- der Strom nicht, um das Relais zu betätigen und die platte nach oben krümmt. Das Metall der Federplatte Lampe 36 einzuschalten. Jedoch bewirkt der Strom nahe dem anderen Ende des Mittelstreifens 6 wird nach 15 eine Erhitzung des Hitzdrahtes 28, so daß sich dieser oben von der Ebene der Federplatte weggedrückt, um ausdehnt. Durch diesen Ausdehnungsvorgang wird auf dieses Ende der Federplatte eine Vorspannung auf- die Spannung des Hitzdrahtes so weit herabgesetzt, zubringen, die ebenfalls gewährleistet, daß der Mit- daß die Federplatte 2 mit einer Schnappbewegung in telstreifen nahe diesem Ende gemäß F i g. 2 gegen- die Stellung übergehen kann, bei der die Kontakte über der Ebene der Federplatte nach außen gebogen 20 geschlossen sind. Bei dieser Stellung sind der Hitzwird. Gemäß F i g. 1 ist die Breite des Mittelstreifens draht 28 und der Widerstand 30 gegenüber dem vorzugsweise im Bereich des Vorspannungsabschnitts Stromkreis des Relais 34 und der Lampe 36 kurz-16 etwas größer. Dieses Ende der Federplatte ist geschlossen. Daher leuchtet die Lampe 36 auf, und durch Schweißen oder auf andere Weise mit einem über den Relaiskontakt 38 wird der Stromkreis der Rahmenteil 18 des Schalters verbunden und am 25 Anzeigelampe 40 geschlossen. Da der Hitzdraht 28 freien anderen Ende der Federplatte ist ein Kontakt abgeschaltet ist, kühlt er sich ab, so daß er sich wie-20 angebracht. Ferner ist ein L-förmiger Anker 22 aus der zusammenziehen kann. Wenn die Spannung des Rundmaterial vorgesehen, dessen einer Schenkel mit Hitzdrahtes wieder ihren Ausgangswert erreicht, beder konkaven Seite des Mittelstreifens 6 nahe dem wegt sich die Federplatte mit einer Schnappbewegung ortsfesten Ende der Federplatte verschweißt ist, wäh- 30 in die Stellung, bei der die Kontakte getrennt sind, rend der andere Schenkel dieses Ankers zu einer Öse und die Lampen 36 und 40 werden ausgeschaltet,
gebogen ist, die als Unterstützung für eine Isolier- Durch die Ausbildung des Mittelstreifens können

perle 24 dient. Das Rahmenteil 18 trägt einen nach die Ein- und Ausschaltzeiten stufenlos eingestellt außen gebogenen Finger 26, dessen freies Ende der werden, denn die vorgespannten Teile des Streifens Isolierperle 24 gegenüber liegt. Ein dehnbarer Hitz- 35 behalten stets ihre konvexe Form bei, während der draht 28 ist an dem Finger 26 befestigt und in der mittlere Teil stets seine konkave Form behält, so daß Isolierperle 24 verankert. Jenseits der Isolierperle ist während des Betriebs des Schalters nur die Amplider Hitzdraht 28 als Belastungswiderstand 30 aus- luden der betreffenden Krümmungen geändert wergebildet und mit einem festen Kontakt 32 verbunden, den. Da sich keine der drei Krümmungen umkehrt, an dem der an dem Blech angebrachte Kontakt 20 4° kann diese einfache Änderung der Krümmungsampliangreifen kann, wenn das Blech eine seiner beiden tuden durch eine sehr geringe Ausdehnung des Hitz-Stellungen einnimmt. Dem Kontakt 32 liegt ein nicht drahtes bewirkt werden, so daß man mit einem sehr dargestellter Gegenkontakt in bekannter Weise gegen- kurzen Hitzdraht arbeiten kann, wenn man mit einer über. bestimmten Leistungsaufnahme rechnet, und der Hitz-

Zum Einstellen des Schalters wird der Finger 26 45 draht kann relativ dünn sein, denn er wird niemals ausgebogen, um die Spannung des Hitzdrahtes zu den starken Stoßwirkungen ausgesetzt, die für sich in erhöhen. Durch das Spannen des Hitzdrahtes wird entgegengesetzten Richtungen ausbeulende Federeine Längszugkraft auf den Mittelstreif en auf gebracht, streifen kennzeichnend sind. Dies wird durch die die bewirkt, daß der mittlere Bereich des Streifens Ergebnisse von Versuchen mit Hitzdrähten belegt, eine konkave Form annimmt, während die Endab- 50 deren Länge etwa 25 mm betrug, und die einen schnitte des Mittelstreifens ihre konvexe Form bei- Durchmesser von etwa 0,05 mm aufwiesen; ferner behalten. In dieser Stellung beginnt das Aufbauen wurden erfolgreiche Versuche mit einem in der beeines Drucks zwischen den Kontakten 20 und 32. schriebenen Weise hergestellten Blinkerschalter durchWenn die Spannung des Hitzdrahtes durch das Um- geführt, der eine Lampe mit einer Leistungsaufnahme biegen des Fingers 26 weiter erhöht wird, wird eine 55 von 150 mA 75mal in der Minute einschaltete, wobei Kraft aufgebracht, die ausreicht, um den mittleren die Lampe mit einem Hitzdraht in Reihe geschaltet Teil des Mittelstreifens 6 aus der Plattenebene herauszubiegen und die Form nach F i g. 2 anzunehmen,
die der Gestalt eines relativ niedrigen M ähnelt. Bei
einer bestimmten Spannung des Hitzdrahtes wird der 60
mittlere Teil des Streifens gezwungen, eine unstabile
Gleichgewichtsstellung zu durchlaufen; in diesem
Augenblick wird ein Teil der in dem Streifen durch
die Längszugkraft des Hitzdrahtes gespeicherten Kraft

freigegeben, so daß das freie Ende der Platte ver- 65 sondern in hohem Maße auch zum einwandfreien anlaßt wird, eine schnappende Bewegung auszufüh- Arbeiten des Schalters beiträgt, denn die waagerechte ren und den Kontakt 20 von dem Kontakt 32 abzu- Bewegung des Hitzdrahtes wird durch den kurzen heben. Nunmehr ist der Schalter fertig eingestellt. Anker 22 in eine dazu rechtwinklige Bewegung des

war, dessen Länge nur etwa 27 mm betrug; dieser Schalter arbeitete mit einem Spannungsabfall von nur 0,1 V an den Klemmen.

Es sei bemerkt, daß die Tatsache, daß die beiden längsten Teile, nämlich der Hitzdraht 28 und die Federplatte 2, in einem geringen Abstand und parallel zueinander angeordnet sind, nicht nur eine außerordentlich gedrängte Anordnung ermöglicht,

maßgebenden mittleren Teils des Mittelstreifens 6 umgewandelt. Da der Anker 22 erheblich kürzer ist als der Abstand zwischen seiner Verbindungsstelle mit dem Streifen und dem konkaven Mittelteil des Mittelstreifens 6, ergibt sich eine die Bewegung vergrößernde Hebelübersetzung, so daß schon eine geringe Bewegung des Ankers zu einer relativ großen Bewegung des Mittelteils des Mittelstreifens 6 führt. Die erwähnte Änderung der Amplituden der drei Krümmungen wird hierbei zum Umwandeln einer waagerechten Bewegung in eine dazu rechtwinklige Bewegung in einem erheblichen Ausmaß geglättet, und dies ist einer der Gründe dafür, daß der Schalter bei einer wesentlich geringeren Zugbelastung einwandfrei arbeitet, als es z. B. möglich wäre, wenn der Mittelstreifen rechtwinklig zu seiner Ebene durch Zug- oder Druckkräfte bewegt würde.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hitzdraht-Schnappschalter mit einer einseitig ao befestigten rahmenförmigen, am freien Ende einen beweglichen Kontakt tragenden Federplatte, die aus zwei äußeren Zugstreifen und einem druckbeanspruchten, durch Verformung und die Hitzdrahtspannung schlangenförmig gebogenen Mittelstreifen besteht, wobei der Mittelbereich des Mittelstreifens durch den Hitzdraht, der nahe dem Befestigungsende über einen L-Anker angreift, gegenüber dessen Endbereichen dauernd entgegengesetzt, jedoch mit temperaturabhängiger Amplitude ausgewölbt ist und an seinem mit dem L-Anker verbundenen Ende die größte Breite besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Bereich des Mittelstreifens (6) in an sich bekannter Weise mit allmählichem Übergang von den beiden Enden her eine verringerte Breite besitzt und das dem freien Ende (12) der Federplatte (2) zugeordnete Mittelstreifenende durch Längsprägungen in eine erhabene etwa ebene Aufbiegung (14) des Plattenendes übergeht.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   USA.-Patentschriften Nr. 2 299 767, 2 321 049,
   761 931, 2 788 414, 2 822 444, 2 906 835.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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