DE2047757C3 - Elektrischer Schnappschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schnappschalter, mit einem zwischen zwei Anschlägen umschnappbaren, einen bewegbaren, mit wenigstens einem Festkontakt zusammenwirkenden Kontakt aufweisenden Kontaktarm und einem schwenkbaren, federbeeinflußten, den Kontaktarm abstützenden, mit einem Betätigungselement kuppelbaren Zwischenglied. Ein Schalter dieser Art ist an sich bereits bekannt (DE-AS 12 34 828). Durch die Verwendung einer dem Schnappsystem angehörenden Sprungwerksfeder und einer zusätzlichen Rückstellfeder für das an sich bistabile Schnappsystem wird die Betätigungskraft für manche Anwendungsfälle zu hoch. Beim Schalten muß nämlich die Kraft beider Federn überwunden werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der trotz Verwendung üblicher Federn mit einer minimalen Betätigungskraft umzuschalten ist

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Schalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorgeschlagen, welcher erfindungsfiemäß entsprechend dem kennzeichnenden Teil des ersten Anspruchs ausgebildet ist. Wenn man eine Sprungwerksfeder bestimmter Kraft voraussetzt, so muß selbstverständlich die Kraft der zweiten Feder kleiner sein als diejenige der Sprungwerksfeder. So läßt sich in der angestrebten Weise der aufzuwendende Betätigungsdruck reduzieren und trotzdem noch die Druckkraft des bewegbaren Kontaktes auf dem Festkontakt in ausreichendem Maße aufrechterhalten. Demnach können in sehr vorteilhafter Weise mit kleinen Betätigungskräften Kontakte mit großen Kontaktdruckkräften geschaltet werden.

Da die beiden Federn in entgegengesetztem Drehsinne am Schnappsystem angreifen, heben sich die beiden aus ihren Kräften wirkenden Momente teilweise auf, so daß lediglich ein Differenzmoment wirksam wird, welches den Schalter in seiner Ausgangslage hält. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beträgt diese Differenz der beiden von den Federn erzeugten, gegenläufigen Drehmomente einen endlichen Minimalwert, dem die Schalter-Betätigungskraft beim Umschalten entgegenwirkt. Obwohl also die Federn relativ stark sein können, kann man durch geeignete Wahl ihrer Anbringung und damit des durch ihre Federkraft erzeugten Momentes eine Art Momentenwaage schaffen, bei welcher das »Pendel« gerade noch nach der gewünschten Seite hin ausschlägt (Jm dieses Moment beim Schalten Überwinden zu können, ist daher allenfalls eine minimale Kraft erforderlich, deren notwendige Stärke durch geeignete Wahl des wirksamen Hebelarms noch variiert werden kann.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist eine erste Feder als Zugfeder und die andere als Druckfeder ausgebildet Damit sie die notwendigen gegenläufigen Momente erzeugen können, müssen die Federn selbstverständlich in der entsprechenden Weise am Schnappsystem angreifen. Dasselbe gilt für die beiden anderen Ausbildungen der Erfindung, wonach die beiden Federn entweder als Druckfedern oder als Zugfedern ausgebildet werden können.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist bei einem Schnappsystem mit einer Zug- und einer

Druckfeder das eine Ende der ersten Feder am Kontaktarm und das andere an einem ortsfesten Punkt angelenkt Eine andere Möglichkeit der Ausgestaltung besteht darin, daß das eine Ende der ersten Feder am Kontaktarm und das andere am Zwischenglied angreift Im letzteren Falle ist es bedeutungslos, ob Zug- und/oder Druckfedern Verwendung finden.

Das eine Ende der zweiten Feder greift vorzugsweise an einem ortsfesten Punkt und sein anderes am Zwischenglied an. Außerdem ist es sehr zweckmäßig, daß der Kontaktarm oder die Verbindungslinie von bewegbarem Kontakt und Kontaktarmlager und die Wirkungslinie der dort angelenkten ersten Feder einen spitzen Winkel miteinander bilden. Bei der Betätigung wird in üblicher Weise die Wirkungslinie dieser Feder über die Längsachse bzw. das Schwenklager dieses Kontaktarmes verschwenkt, worauf das Schnappsystem umspringt Selbstverständlich ist der vom Betätigungsglied zurückzulegende Weg um so kleiner, je spitzer der Winkel gewählt wird.

GemäO einem weiteren Merkmai der Erfindung ist wenigstens eiae der Federn, insbesondere die η eite, als elastischer Körper ausgebildet Es kommen hier alle elastischen Gummi oder gummiartigen Werkstoffe, Schaumstoffe, Kunststoffe und dgl. infrage. Der Vorzug dieses Merkmals liegt darin, daß die Kunststoffe keinerlei Montageschwierigkeiten bieten, da sie sich in einfacher Weise ankleben lassen.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besitzt zur Einstellung der Ansprechempfindlichkeit zumindest ein Federende mehrere, wahlweise Anlenkpunkt e. Hierdurch kann sowohl seine Winkellage zu den übrigen Teilen als auch seine Federspannung verändert werden. Selbstverständlich ist eine Erhöhung der Federspannung ohne Veränderung der Winkellage, also eine reine Streckung der Feder ebenfalls denkbar. Zum Schluß sei noch ein anderes Erfindungsmerkmal genannt wonach die beiden als Zugfedern ausgebildeten Federn aus einem Stück bestehen, wobei die beiden Teilfedern üt :r eine entsprechende Befestigungsöse verbunden sind und je nach ihrer Anlenkung einen mehr oder weniger großen Winkel miteinander einschließen.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt Es zeigt

Fig. 1—6 sechs verschiedene Ausführungsbeispiele des Schnapp«ystems schematisch dargestellt,

F i g. 7 die Ausbildung der zweiten Feder als elastischer Körper.

Fig.8 die Ausbildung der elastischen Feder als Blattfeder.

Die für das Umschalten notwendige Betätigungskraft ist in allen Fallen, also bei ailen Ausführungsbeispieien mit P bezeichnet Selbstverständlich sind seitliche Verschiebungen der Kraftkomponente bzw. des die Kraft unmittelbar aufnehmenden Gliedes ohne weiteres möglich. Außerdem ist noch festzuhalten, daß die dargestellten Federn die Erfindung selbstverständlich nicht auf diese Federnart beschränken sollen, daß vielmehr alle gebräuchlichen Zug- und Druckfedern mit entsprechender Anpassung Verwendung finden können.

Der Kontaktarm ist jeweils mit 1 und das Zwischenglied mit 2 bezeichnet An seinem vorderen Ende trägt der Kontaktarm 1 einen Doppelkontakt 3, der mit den beiden im Abstand voneinander angeordneten Festkontakten A₁ 5 wechselweise zusammenwirkt Sein hinteres Ende ist schwenkbar am Zwischenglied gelagert, wobei üblicherweise ein Schneidenlager Verwendung findet Die Wirkungslinie der ersten Feder 7 schließt mit der durch den Anlenkpunkt 8 dieser Feder am Kontaktarm 1 und das Kontaktarmlager 9 gebildeten Geraden einen spitzen Winkel 10 ein. Beim Umschalten wird diese Gerade über die Wirkungslinie der Feder 7 verschwenkt, wobei der Schnappmechanismus nach Durchlaufen der labilen Stellung schlagartig in die andere Extremlage umspringt Dabei springt der bewegbare Kontakt 3 zum anderen Festkontakt S.
Die erste Feder ist beim Ausführungsbeispiel gemäß

ίο Fig. 1 als Zugfeder und die zweite 12 als Druckfeder ausgebildet Wie bereits erläutert, ist das eine Ende 13 der ersten Feder 7 bis 8 schwenkbar mit dem Kontaktarm 1 verbunden, während das andere Ende 14 an einem ortsfesten Punkt 15 eingehängt ist Die

is Druckfeder 12 stützt sich mit ihrem einen Ende 16 an einer ortsfesten Ausnehmung 17 ab, während ihr anderes Ende 18 gegen das Zwischenglied 2 drückt. Letzteres besitzt in etwa die Form eines 1. Sein einer Schenkel 19 dient als Angriffsstelle für die Betätigungs kraft P, jedoch könnte hierzu genau - gut der andere Schenkel 20 dienen. Letzterer ist an einer Wand 2i des nicht näher gezeigten Schalters schwenkbar gelagert. Am T-Mittelsteg befindet sich das Schneidenlager 9 für den Kontaktarm 1.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 erzeugt die Zugfeder 7 ein größeres Moment als die Druckfeder IZ weswegen dieses Schnappsystem die dargestellte Ruhelage einnimmt In F i g. 2 überwiegt das von der Druckfeder 12 erzeugte Drehmoment, woraus die dargestellte Ausgangslage des Schnappsystems resultierte. Ansonsten sind beide Ausführungsvarianten gleich und entsprechen den beiden Umschaltlagen.

In F i g. 3 wird ein Z-förmiges Zwischenglied verwendet Im Gegensatz zu den beiden vorigen Ausführungsformen ist dort die zweite, ebenfalls als Druckfeder ausgebildete Feder 12 von unten her angesetzt, weswegen sie dort auch ein gegenläufiges, im Sinne des Pfeils 36 wirkendes Moment auf den Zwisch:nheb:l 12 aufgibt Um auch hier, ebenso wie bei den beiden obigen Ausführungsbeispieien zwei gegenläufige Momente durc^:. die beiden Federn zu erzeugen, ist die erste Feder 7 in der aus der Figur ersichtlichen Weise angelenkt worden. Das durch sie erzeugte Moment wirkt also im Gegensatz zu den beiden vorangegangenen Ausführungsformen im Sinne des Pfeiles 22. Sowohl die Zugfeder 7 als auch die Druckfeder 12 sind beim Ausführungsbeispiel der F i g. 3 einerends ortsfest abgestützt. Ihre anderen Enden sind wie vorbeschrieben angeordnet

Beim Ausführungsbeispiel der F i g. 4 finden zwei Zugfedern 7, 12a Verwendung. Sie sind einstückig gefertigt und über eine öse 23 miteinander verbunden. Letzter? <st in einen Zapfen 24 des Zwischenglieds 2 eingehängt Der Zapfen 24 befindet sich am freien Ende des einen in der F^: g. 4 links vom Schneidenlager 5 angeordneten Hebelarms 26 des als doppelarmigen Hebel ausgebildeten Zwischengliedes 2. Der andere Hebelarm 27 ist abgewinkelt und stützt in einem an seinen freien Ende gelegenen Schneidenlager 28 den

«ο Kontaktarm 1 schwenkbar ab. Außerdem ist noch ein oberer Anschlag 29 für das Zwischenglied dargestellt Als weitere Besonderheit dieser Ausführungsform sind noch die drei wahlweisen Einhängepunkte für die zweite Feder 12a zu nennen. Selbstverständlich soll weder die

<·' gezeigte Darstellung noch die Anzahl der Einhagepunkte einschränkend wirken, vielmehr soll mit dieser Figur lediglich angedeutet werden, daß das freie Ende der Feder 12a wahlweise an verschiedenen Punkten

eingehängt werden kann. Der Kontaktarm 1 ist im Gegensatz zu den vorangegangenen Ausführungsformen abgewinkelt Es bleibt noch zu erwähnen, daß die Betätigungskraft ρ selbstverständlich auch an dem einen Hebelarm 26 angreifen kann, daß dabei jedoch die Wirkungslinie umzukehren ist, d. h. die Kraft müßte dann von unten nach oben wirken.

Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.5 finden wieder eine Zugfeder 7 sowie eine Druckfeder 12 Verwendung. Der Kontaktarm 1 besitzt wiederum eine gerade Gestalt, während das Zwischenglied 2 etwa T-förmig ausgebildet ist. Im Unterschied zu den Ausführungsformen der F i g. 1 bis 3 ist dort jedoch das andere Ende 14 der ersten Feder 7 nicht an einem ortsfesten Punkt, sondern etwa am freien Ende des T-Mittelsteges angelenkt. Im übrigen ist die Wirkungsweise ähnlich, d h. wir haben wiederum zwei in entgegengesetztem Sinne wirkende Drehmomente 33 der Feder 12 und 34 der Feder 7. Die Wirkungsweise der Feder 7 wird auch bei dieser Ausführungsform über die durch den Federanlenkpunkt 8 und das Schneidenlager 9 gebildete Gerade verschwenkt.

Die Verwendung zweier Druckfedern Ta und 12 zeigt das Ausführungsbeispiel der F i g. 6. Dabei ist die Feder Ta als Blattfeder und die Feder 12, wie bei den übrigen Ausführungsbeispielen, als Spiraldruckfeder ausgebildet. Das Zwischenglied 2 hat wiederum die Gestalt eines T. Die Feder 7a stützt sich ebenso wie beim Ausführungsbeispiel der Fig.5 einerseits am Kontaktarm 1 und andererseits am Mittelsteg des T-förmigen Zwischenglieds 2 ab. Die Feder 7a kann einstückig mit dem Kontaktarm 1 gefertigt werden.

Anstelle einer Feder kann, wie Fi g. 7 zeigt, auch eil elastischer Körper 35 verwendet werden. Bei entspre chender Befestigung ist er sowohl auf Zug als auch au Druck belastbar. Außerdem ist es, wie F i g. 8 zeigt durchaus denkbar, anstelle der Spiraldruckfeder 12 eint

Blattfeder 126 zu verwenden. Letztere kann selbstver

ständlich einstückig mit dem Zwischenglied 2 hergestell werden.

Alle dargestellten und beschriebenen Merkmale sine

ίο erfindungswesentlich. Soweit Einzelheiten der Ausfiih rungsformen der Fig. 2 bis 6 nicht beschrieben sind gelten die zum Ausfuhrungsbeispiel der Fi g. 1 gemach ten Erläuterungen sinngemäß.

Eine weitere, in der Zeichnung nicht dargestellte

is Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekenn zeichnet, daß die zweite Feder durch zwei mit ihrer gleichnamigen Polen gegeneinanderweisende Magnete insbesondere Dauermagnete gebildet ist, wobei der eine Magnet am Schaltergehäuse und der andere gegenüber· liegend am Zwischenglied befestigt sind. Man kann sich diese Ausfiihrungsform sehr leicht vorstellen, wenn man sich den elastischen Körper 35 in F i g. 7 der Zeichnung etwa parallel zum Zwischenglied 2 durchgeschnitten denkt. Da die gleichnamigen Pole einander gegenüber stehen, drückt der gehäusefeste Magnet den am Zwischenhebel 2 befestigten, stets nach unten. Dieser Abwärtsbewegung wirkt die Kraft der ersten in F i g. 7 nicht dargestellten Feder entgegen. Somit ist auch dieses Schnappsystem in der Art einer Momentenwaage ausgebildet Anstelle von Stabmagneten könnten selbstverständlich auch andere Former., wie beispielsweise Hufeisenmagnete verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schnappschalter mit einem zwischen zwei Anschlägen unschnappbaren, einem bewegbaren, mit wengistens einem Festkontakt zusammenwirkenden Kontakt aufweisenden Kontaktarm und einem schwenkbaren, federbeeinflußten, den Kontaktarm abstützenden, mit einem Betätigungselement kuppelbaren Zwischenglied, dadurch gekennzeichnet, daß an dem aus Zwischenglied (2) und Kontaktarm (1) bestehenden Schnappsystem zwei in entgegengesetztem Drehsinne wirksame Federn (7, 7a, 12, 12a, 126, 35) angreifen.

2. Schnappschalter nach Anspruch 1, dadurch ·5 gekennzeichnet, daß die Differenz der beiden von den Federn (7,12, a, b, 35) erzeugten, gegenläufigen Drehmomente (21, 22; 33, 34) einen endlichen Minimalwert beträgt und die Schalter-Betätigungskraft (P) de»r Differenzmoment entgegenwirkt

3. Schnappschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Feder (7) als Zugfeder und die andere, zweite als Druckfeder (12, a, b) ausgebildet ist.

4. Schnappschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Federn (7a, 12) als Druckfedern ausgebildet sind.

5. Schnappschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Federn (7, YIa) als Zugfedern ausgebildet sind.

6. Schnappschalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende (13) der ersK-n Fedt. (7) am Kontaktarm (1) und das andere (14) jn einem ortsfesten Punkt (15) angelenkt ist ^3ä

7. Schnappschalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende (13) der ersten Feder (7) am Kontaktarm (1) und das andere (14) am Zwischenglied (2) angreift.

8. Schnappschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende (16) der zweiten Feder (12,35) an einem ortsfesten Punkt (17) und das andere (18) am Zwischenglied (2) angreift.

9. Schnappschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktarm (1) oder die Verbindungslinie von bewegbarem Kontakt (3) und Kontaktarmlager (9) und die Wirkungslinie der dort angelenkten, ^⁰ ersten Feder (7) einen spitzen Winkel (10) miteinander bilden.

10. Schnappschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Federn (7,12, a, b, 35), insbesondere die zweite (12, a, b), als elastischer Körper (35) ausgebildet ist.

11. Schnappschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellung der Ansprechempfindlichkeit zumindest ein Federende mehrere, wahlweise Anlenkpunkte (30 bis 32) besitzt.

12. Schnappschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Feder (12, a, 6) durch zwei, mit ihren gleichnamigen Polen gegeneinander weisende Magnete, insbesondere Dauermagnete gebildet ist, wobei der eine Magnet am Schaltergehäuse und der andere gegenüberliegend am Zwischenglied (2) befestigt sind.