DE2504146A1 - Elektrischer schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft elektrische Schalter Und insbesondere einen Schnapp- oder Tastschalter mit einem Messerkontakt-Mechanismus mit einem Zug- und einem Druckelement.

Es sind eine ganze Reihe von Tastschaltern im Handel erhältlich« Solche Schalter weisen im allgemeinen eine Messerkontaktfeder auf, die von einem Druckknopf aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung bewegt wird. Ein Teil der Messerkontaktfeder wirkt als Zugelement und bewirkt ein Überschnappen der Feder über eine Mittelstellung, während ein Druckelement die Messer-

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kontaktfeder in ihre ursprüngliche Stellung zurückschnappen lässt, wenn die Betätigungskraft nachlässt.

Bei einigen Schaltern dieser Art wird eine aus zwei oder drei Teilen bestehende Messerkontaktfeder verwendet. Die bei der Verwendung einer aus mehreren Teilen bestehende Messerkontaktfeder auftretenden Probleme sind beispielsweise Herstellungstoleranzen der einzelnen Teile sowie Kosten bei der Herstellung und beim Zusammenbau der Einzelteile. Ferner weisen eine Reihe dieser Messerkontaktfedern eine kleine C-förmige Druckfeder auf, deren genaue Herstellung Probleme aufwirft und die schwer einzubauen ist. Es ist auch die Verwendung einer Einheitsmesserkontaktfeder bekannt, die jedoch eine kurze Lebensdauer hat und Toleranzprobleme auf wirft. *

Viele Messerkontaktfedern erleiden Materialermüdungsbrüche, und zwar direkt unterhalb des vom Druckknopf betätigen Bereichs. Dies ist eine übliche Bruchstelle, da die maximale bei Zug entstehende Biegebeanspruchung in der Messerkontaktfeder direkt unterhalb des Belastungspunktes erfolgt, d.h. dem vom Druckknopf betätigten Punkt, wobei Ermüdungsbrüche bei Zugbelastung auftreten. Ein Ermüdungsbruch beginnt als Riß an einer unter Zug stehenden Fläche, wobei eine fortgesetzte Belastung der Messerkontaktfeder schließlich zum Bruch führt, wenn der Riß fortschreitet. Ferner bewirken die durch die Druckfeder ausgeübten Zugkräfte in der Messerkontaktfeder einen anfänglichen Zug, so daß die vom Druckknopf ausgeübten Zugkräfte die Beanspruchung der Messerkontaktfeder erhöhen, was zum Ermüdungsbruch führt.

Ein weiterer Grund für die geringe mechanische Lebensdauer bei kleinen Schaltern liegt in der Herstellung von Teilen mit Toleranzen, die zu einer sehr starken Kompression des Federelementes und damit zu einem großen Zug führt. Ist beispielsweise die optimale Kompression des Federelementes ungefähr

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0,254 mm (0,01 inch), so kann die Toleranz des Aufbaues der Messerkontaktfeder, der C-förmigen Kompressionsfeder und des jochartigen.Trägers ungefähr 0,5 mm (0,02 inch) sein. Dies kann zu unregelmässigen Kräften, nicht funktionierenden Schaltern, oder der Notwendigkeit führen, die Schalter einzeln einzustellen.

Die Probleme bei Schaltern nach- dem Stande der Technik sind besonders gravierend, wenn die Messerkontaktfeder bei einem sehr geringen Hub arbeiten soll, beispielsweise in der Größenordnung von 0,025 mm (0,001 inch). Für militärische Anforderungen ist ein maximales Bewegungsdifferential von 0,038 mm (0,0015 inch) oder 0,127 mm (0,005 inch) in Abhängigkeit vom jeweiligen Schalter erforderlich, ferner ein Vorschubmaximum von 0,05 mm (0,02 inch), eine minimale Hubüberschreitung von 0,1 mm (0,004 inch) und eine Differentialkraft von 28p - 56p (1 bis 2 Unzen). Die Anforderungen an das maximale Bewegungsdifferential und die Differenzkraft sind für eine Reihe von Schalter-Herstellern schwer zu erfüllen, und es ist so, daß zwar Schalter mit der erforderlichen minimalen Hubüberschreitung erhältlich sind, jedoch eine wesentlich größere Hubüberschreitung sehr wünschenswert ist.

Bei den meisten Schaltern, die den militärischen Anforderungen entsprechen, treten jedoch eines oder mehrere der nachfolgenden Probleme auf:

1) Der Schalter weist zu viele Einzelteile auf, von denen einige kompliziert und teuer in der Herstellung sind.

2) Die Anzahl der Teile und deren geringe Größe verursacht Montageschwierigkeiten.

3) Der Schalter hat, bedingt durch Ermüdungsbruch, eine relativ kurze Lebensdauer.

4) Der Schalter weist einen zu geringen Gesamthub auf,

5) Das Differential des Schalters ist zu hoch.

Erfindungsgemäß wird ein elektrischer Schalter mit einer minimalen

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Anzahl von Teilen unter Verwendung einer Einheits-Messerkontaktfeder vorgeschlagen. Die Messerkontaktfeder weist ein Zugelement mit einem herabgezogenen Mittelteil und einem Druckelement auf, welches die Messerkontaktfeder in einer ersten Stellung vorspannt und eine Vorspannung auf das herabgezogene Teil des Zugelementes ausübt. Der Druckknopf kommt mit dem herabgezogenen Teil in Eingriff und bewegt die Messerkontaktfeder in eine zweite Stellung, in der sich die Vorspannung im herabgezogenen Teil von dem Druck subtrahiert, der vom Druckknopf ausgeübt wird, so daß der verbleibende Zug innerhalb der Messerkontaktfeder relativ gering bleibt und die Wahrscheinlichkeit eines Ermüdungsbruches somit reduziert wird. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Messerkontaktfeder ein Paar von voneinander getrennten Schenkeln und eine Mittelzunge auf. Jeder der Schenkel weist ein S-förmiges Mittelteil auf, wodurch die Messerkontaktfeder sehr biegsam wird und jegliche Herstellungstoleranzen der anderen Teile leicht ausgeglichen werden, wenn die Messerkontaktfeder eingebaut ist. Der mittlere Zungenteil der Messerkontaktfeder wirkt als Druckelement und übt eine Vorspannung auf die nach unten verlaufenden oder herabgezogenen Teile der S-förmigen Schenkel aus.

Die längere Strecke der Schenkel um die doppelte Biegung herum schafft mehr Material auf der Länge der Messerkontaktfeder, so daß die Biegebeanspruchung in stärkerem Maße verteilt wird, während die S-Form der Schenkel dazu beiträgt, die Spannungslinie der Messerkontaktfeder in der Ebene der Feder zu halten,und den erforderlichen Raum um die anderen Elemente innerhalb des Schalters zu schaffen. Die größere Biegsamkeit der Messerkontaktfeder gestattet ferner eine relativ große Hubüberschreitung. Der Schalter kann erforderlichenfalls sehr empfindlich gemacht werden und es sind Bewegungsdifferentiale bis zu 0,0127 mm (0,0005 inch) erreichbar. Der Schalter weist nur fünf Teile innerhalb des Schaltergehäuses auf, von denen lediglich zwei beweglich sind, nämlich die Messerkontaktfeder und der Druckknopf. Die anderen drei Teile sind ortsfeste Kontakte. Dementsprechend werden Herstellungstoleranzen

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und Kosten für Teile und Montage verringert.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schalters soll im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert werden.
Die Zeichnungen zeigen in

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Schalter;

Fig. 2 einen der Fig. 1 ähnlichen Teilschnitt durch die Messerkontaktfeder, zur Darstellung des Schalters in der Betätigungsstellung;

Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische Darstellung der Messerkontaktfeder; .

Fig. 4 eine Seitenansicht- der Messerkontaktfeder ohne den Kontakt;

Fig. 5 eine Endansicht der Messerkontaktfeder längs der Linie 5-5 der Fig. 4;

Fig. 6 eine Draufsicht der Messerkontaktfeder nach Fig. 4;
Fig. 7 eine Draufsicht des gemeinsamen Kontaktes;

Fig. 8 eine Seitenansicht des gemeinsamen Kontaktes längs der Linie 8-8 der Fig. 7;

Fig. 9 eine Seitenansicht des Druckknopfes;

Fig. 10 eine Draufsicht des Druckknopfes;

Fig. 11 eine Seitenansicht der Messerkontaktfeder zur Darstellung

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der von der Druckfeder zunge auf die Messerkontakt feder ausgeübten Vorspannung;

Fig. 11A einen vergrößerten Teilschnitt des herabgezogenen Teiles der Messerkontaktfeder zur Darstellung der Kräfte nach Fig. 11;

Fig. 12 eine der Fig. 11 entsprechende Ansicht zur Darstellung der in der Messerkontaktfeder herrschenden Grenze,wenn der Druckknopf auf die Messerkontaktfeder drückt; und in

Fig. 12A eine der Fig. 12 ähnliche Ansicht zur Darstellung der Kräfte nach Fig. 12.

Der in Fig. 1 dargestellte elektrische Schalter 15 weist ein Gehäuse 16 mit drei Verbindungskontakten 17, 18 und 19 auf. Der dargestellte Schalter entspricht militärischen Anforderungen und kann in verschiedenen Ausführungsformen und Größen hergestellt werden. Das Schaltergehäuse 16 weist eine Basis 20 mit einem Paar von Öffnungen 21 und 22 sowie einen an der Basis befestigten Deckel 23 auf. Die drei Anschlußkontakte 17, 18 und 19 erstrecken sich durch die Basis 20 in den Raum zwischen der Basis 20 und dem Deckel 23, wobei jeder Kontakt ein radial vergrößertes, geriffeltes Teil 24 in reibungsmässigem Eingriff mit einer Öffnung in der Basis aufweist.

Ein im allgemeinen U-förmiger Bügel oder gemeinsamer Kontakt 26 ist am Anschlußkoniakt 17 befestigt und weist ein Basisteil 27 und ein Paar von hochstehenden Schenkeln 28 und 29 auf, die mit einer V-förmigen Nut 30 bzw. 31 versehen sind. Mit dem Anschlußkontakt 18 ist ein etwa Z-förmiger, normalerweise offener Kontakt 33 verbunden, der ein gerades Befestigungsteil 34 und ein gerades Kontaktteil 35 aufweist. Am Anschlußkontakt 19 ist ein im allge-

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meinen U-förraiger, normalerweise geschlossener Kontakt 36 angeschlossen, der ein gerades Verbindungsteil 37, ein hochstehendes Zwischenteil 38 und ein gerades Kontaktteil 39 aufweist, welches oberhalb des Kontaktteiles 35 mit den normalerweise geöffnetem Kontakt 33 verläuft. Alle drei Kontakte 26, 33.und 36 bestehen aus geeignetem, elektrisch leitfähigen Material, wie z.B. silberüberzogenem Messing, wobei alle drei Kontakte an der Oberseite der Basis 20 durch Umnieten des oberen Endes 40 der entsprechenden Anschlußkontakte 17, 18 und 19 befestigt sind.

Eine längliche, elektrisch leitfähige Messerkontaktfeder 42 aus biegsamen, elastischem Federmaterial ist innerhalb des Schaltervolumens von dem gemeinsamen Kontakt 26 bewegbar gehaltert. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, weist die Messerkontaktfeder 42 ein Paar von flachen Endteilen 43 und 44, ein Paar von voneinander getrennten Schenkeln 45 und 46 sowie ein Zungen- oder Mittelteil 47 auf, welches sich vom Endteil 44 zwischen die beiden Schenkel erstreckt. Die Endteile der beiden Schenkel sind eben und bilden eine Vergrößerung der flachen Endteile 42 und 43, während die Zwischenteile der beiden Schenkel im allgemeinen eine S-Form durch ein herabgezogenes Teil 48, welches von der Ebene des Endteiles 43 nach unten gekrümmt ist, und durch ein nach oben gewölbtes Teil 49 aufweist, welches von der Ebene' des Endteiles 44 nach unten gekirümmt ist. Das gebogene Teil 49 weist im allgemeinen eine glatte oder gewölbte Krümmung auf, während das herabgezogene Teil 48 ein im wesentlichen flaches Mittelteil 50 besitzt, das im wesentlichen parallel zu den Endteilen 43 und 44 verläuft.

Die Messerkontaktfeder 42 ist mit einem Paar von kreisförmigen Entspannungsöffnungen 52 an den Stellen versehen, an denen die seitlichen Kanten der Zunge 47 mit dem Endteil 44 und den Schenkeln 45 und 46 zusammenlaufen, wobei beide seitlichen Kanten der Zunge 47 sich im allgemeinen tangential zu der jeweiligen Öffnung

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erstrecken. Die Öffnungen 52 verhindern eine Druckkonzentration in den Bereichen, in denen die Zunge 47 und die Schenkel 45 und 46 sich sonst treffen wurden. In der dargestellten'Ausführungsform weisen die Öffnungen 52 einen Durchmesser von 0,635 mm (0,025 inch) auf, der wesentlich größer als entsprechende Öffnungen bei vergleichbarem Schalter sind, die üblicherweise nur einen Öffnungsdurchmesser von 0,127 mm (0,005 inch) besitzen. Das Endteil'44 weist jedoch trotz der relativ großen Öffnungen 52 genügende Festigkeit durch ein Paar von seitlichen Flanschen 53 auf, die sich von den seitlichen Rändern des Endteiles 44 nach unten erstrecken. Die Flansche 53 verstärken ebenfalls das Endteil 44 im Bereich um die im allgemeinen rechtwinkelige Öffnung 54 (vgl. Fig. 6), in welcher ein elektrisch leitfähiger Kontakt 55 befestigt ist. Das in Form der Flansche 53 vorhandene Material dient ferner zur Wärmeableitung vom Kontakt.

Die Messerkontaktfeder 42 wird von einem Druckknopf 56 betätigt, der verschiebbar in einem zylindrischen Bund 57 im Deckel 23 des Schaltergehäuses 16 gehaltert ist. Nach Fig. 1, 9 und 10 weist der Druckknopf 56 einen im allgemeinen zylindrischen Finger 58 mit einem runden Kopf 59 und einem länglichen.Betätigungsteil auf, der sich vom zylindrischen Finger 58 nach·unten erstreckt und Schultern 61 und 62 trägt. Der zylindrische Finger 58 ist in einem entsprechend geformten zylindrischen Teil des Bundes 57 des Deckels 23 verschiebbar, wobei eine Aufwärtsbewegung des Druckknopfes 56 über die in Fig. 1 gezeigte Stellung hinaus durch den Eingriff der Schultern 61 und 62 mit der Oberseite des Deckels 23 verhindert wird. Der untere Teil des zylindrischen Bundes 57 ist geschlitzt, um sich dem seitlich nach außen verlaufenden Betätigungsteil 60 des Druckknopfes 56 anzupassen, wobei" der Eingriff der Schlitzwände mit dem. Betätigungsteil 60 eine Drehung des Druckknopfes 56 gegenüber den anderen Teilen des Schalters verhindert.

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Durch den Bund 57 ist der Druckknopf 56 oberhalb des herabgezogenen Teiles 48 der Schenkel der Messerkontaktfeder angeordnet, wobei das Betätigungsteil 60 ein Paar von im Abstand angeordneten, V-fönnigen Teilen 63 und 64 auf v/eist, die mit den herabgezogenen Teilen der Schenkel 45 und 46 in Eingriff kommen.. Ein Zentrierteil 65 erstreckt sich zwischen den Teilen 63 und 64 nach unten in den Schlitz zwischen den beiden voneinander getrennten Schenkeln. 45 und 46 der Messerkontaktfeder 42, um den Druckknopf 56 gegenüber der Messerkontaktfeder 42 zu zentrieren.

Die Montage des Schalters erfolgt durch Einpassen der Anschlußkontakte 18 und 19 in die Basis 20 des Schalter gehäuses 16, Einpassen der Kontakte 26, 33 und 36 über die oberen Enden der entsprechenden Anschlußkontakte und durch Umnieten der oberen Enden 40 der Anschlußkontakte 17, 18 und 19 zur Befestigung der Kontakte. Zur Erleichterung der Verbindung des gemeinsamen Kontaktes 26 mit dem Anschlußkontakt 17 kann dessen hochstehender Schenkel 28 parallel zur Achse des Anschlußkontaktes 17 verlaufen, bis das obere Ende 40 des Anschlußkontaktes 17 umgenietet ist (vgl. Fig. 7). Der Schenkel 28 kann dann in Richtung des anderen Schenkels 29 umgebogen werden, d.h. in die Stellung nach Fig. 1 und 2.

Die Messerkontaktfeder 42 wird dann auf dem gemeinsamen Kontakt 26 durch Einpassen der Zunge 47 in die Nut 31 des Schenkels 29 und der inneren Kante 67 des Endteiles in die Nut 30 des anderen Schenkels des gemeinsamen Kontaktes 26 befestigt,wobei die Nuten 30 und 31 als Anschläge zum Spannen der Mess erkontaktf eder 42 dienen.

Anschließend kann der Deckel 23 mit dem Druckknopf 56 über der ■ .

Basis 20 angeordnet und an dieser befestigt werden. .

Die nicht betätigte Stellung des Schalters ist in Fig. 1 darge-' stellt. Die als Druckelement wirkende Zunge 47 des Tast- oder Schnappschalters 15 drückt den von der Messerkontaktfeder aufge-

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nommenen Kontakt 55 nach oben in festen elektrischen Eingriff mit dem Kontaktteil 39 des normalerweise geschlossenen Kontaktes 36. Der Druckknopf 56 steht mit dem mittleren Teil der beiden herabgezogenen Teile 48 der Messerkontaktfeder 42 in Eingriff und befindet sich unter der ¥irkung der Messerkontaktfeder in einer Stellung (vgl. Fig. 1), in der seine Schultern 61 und 62 mit der Oberseite des Deckels 23 in Eingriff stehen. Die Messerkontaktfeder 42 ist vorteilhafterweise gegenüber dem gemeinsamen Kontakt 26 so angeordnet, daß die Zunge 47 im wesentlichen gestreckt ist, wenn der Schalter sich in der Stellung nach Fig. 1 befindet, jedoch kann die Zunge 47 leicht nach unten gebogen sein, damit sichergestellt ist, daß die Zunge bei Betätigung des Schalters sich in die richtige Richtung biegt.

Die Länge der Messerkontaktfeder 42 und die Länge der Zunge 47 ist gegenüber dem Abstand der beiden Nuten 30 und 31 in den beiden Schenkeln 28 und 29 des gemeinsamen Kontaktes 26 so bemessen, daß die Zunge 47 einen Zug auf die Schenkel 45 und 46 der Messerkontaktfeder 42 ausübt, der die gebogenen Teile 48 und 49 der Schenkel 45 und 46 zu strecken oder einzuebnen sucht. Nach Fig. 11 und 11A wird von der Zunge 47 eine Zugspannung T1 auf die gestreckten Teile der Schenkel ausgeübt, was eine Zugspannung T2 auf die Fasern in der oberen Hälfte des gebogenen Teiles 48 und eine Druckspannung C1 auf die Fasern in der unteren Hälfte des herabgezogenen Teiles zur Folge hat. Ähnliche Zug- und Druckspannungen werden im oberen Teil 49 ausgeübt, die aber nicht näher erörtert zu werden brauchen.

Der Schalter 15 wird durch Herabdrücken des Druckknopfes 56 betätigt. Der Druckknopf 56 wirktauf den mittleren Teil des herabgezogenen Teiles 48 der beiden Schenkel 45 und 46 und bewegt die beiden Feder schenkel nach unten. Während der Bewegung der Messerkontaktfeder 42 aus der Stellung nach Fig. 1 stehen die Federschenkel unter Zug und dehnen sich etwas, während eine Druckspannung auf die Zunge 47 ausgeübt wird. Erreicht die Messerkontaktfeder

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eine, über die Mitte hinausgehende Stellung, so lassen die elastischen Schenkel den Kontakt 55 in Eingriff mit dem Kontaktteil 35 des normalerweise offenen Kontaktes 33 schnappen (vgl. Fig. 2). In dieser Stellung ist das Druckelement der Zunge 47 gebogen und sorgt für eine Rückstellkraft, um die Messerkontaktfeder 42 in die Stellung nach Fig. 1 zurückzudrücken, sobald die auf den Druckknopf 56 wirkende Kraft nachlässt.

In Fig. 12 und 12A ist die beim Herabdrücken des Druckknopfes 56 auf die Messerkontaktfeder 42 ausgeübte Belastungsspannung durch den Pfeil L angedeutet; diese Belastung bewirkt eine Druck- " spannung C2 auf die Fasern im oberen Teil des herabgezogenen Teiles 48 der beiden Schenkeln und eine Zugspannung T3 auf die Fasern im unteren Bereich des herabgezogenen Teiles 48. Bei den üblichen Messerkontaktfedern verursacht die durch den Druckknopf hervorgerufene Zugspannung T3 nach einer gewissen Anzahl von Betätigungsvorgängen des Druckknopfes einen Ermüdungsbruch. Bei der vorgeschlagenen Messerkontaktfeder ist diese jedoch in dem Bereich vorgespannt, auf den der Druckknopf 56 einwirkt (vgl. Fig. 11), so daß die tatsächliche Belastung innerhalb der Messerkontaktfeder 42 unterhalb des Druckknopfes 56 während der Betätigung wesentlich geringer ist. Die durch Vorspannung erzeugte Zugspannung T2 subtrahiert sich von der während der Betätigung erzeugten Druckspannung C2, während die durch Vorspannung erzeugte Druckspannung C1 sich von der während der Betätigung erzeugten Zugspannung T3 subtrahiert. Obwohl auch andere Schalter Messerkontaktfedern mit gebogenen Teilen aufweisen, ist bislang kein Schalter bekannt, bei dem der Druckknopf in"der Weise mit dem gebogenen. Teil der Messerkontaktfeder in Eingriff kommt, daß die während der Betätigung entstehenden und oft zu Ermüdungsbrüchen führenden Zugspannungen verringert werden.

Obwohl die dargestellte Messerkontaktfeder 42 ein Paar von gebogenen Teilen aufweist, wobei das eine Teil 48 unterhalb der Ebene der geraden Endteile und das andere Teil 49 sich oberhalb der Ebene

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der geraden Endteile der Messerkontaktfeder 42 erstrecken, lassen sich ebenfalls gute Resultate mit einer Messerkontaktfeder mit einem einzigen gebogenen Teil in jedem Schenkel entsprechend dem herabgezogenen Teil 48 erzielen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß das nach oben gewölbte Teil 49 insofern vorteilhaft ist, als die Spannungslinie in der Messerkontaktfeder 'im allgemeinen in der Ebene der geraden Teile der Messerkontaktfeder verläuft und erwünschter Raum in der Nähe der anderen Teile innerhalb des Gehäuses 16 geschaffen wird, wie z.B. in der Nähe des Schenkels 29 des gemeinsamen Kontaktes 26. Der Abstand zwischen den Schenkeln ist jedoch ausreichend, um den Schenkel 29 auch ohne das angehobene Teil 49 in den Schenkeln anzuordnen.

Die doppelte Biegung in den Schenkeln der Messerkontaktfeder 42 steigert ferner die Hubüberschreitung des Schalters, d.h. den Abstand, um den der Druckknopf 56 verschiebbar ist, wenn der Kontakt 55 in Eingriff mit dem normalerweise geöffneten Kontakt 35 gebracht ist. Die durch die Biegungen der Schenkel erzeugte Elastizität ermöglicht es, den Druckknopf 56 weiter herab zudrücken, als es bei geraden Schenkeln der Messerkontaktfeder der Fall wäre. Ferner ist durch die durch die Biegungen der Schenkel erhöhte Gesamtlänge der Messerkontaktfeder mehr Material vorhanden-, so daß die Biegebelastung in. stärkerem Maße verteilt werden kann.

Die Möglichkeit der wesentlichen Hubüberschreitung ist besonders wichtig, wenn die Messerkontaktfeder in einer Anordnung verwendet wird, in der der Abstand der Teile oder deren Toleranzen unterschiedlich sind. Die Elastizität der Messerkontaktfeder sorgt für eine größere Zuverlässigkeit und eine höhere Betriebssicherheit und vermeidet weitere Einstellungen, wenn eine Vielzahl von Installationen erfolgt. Die Messerkontaktfeder kann erforderlichenfalls auch sehr empfindlich ausgebildet sein, so daß Bewegungsdifferentiale bis zu 0,0127 mm (0,0005 inch) erreichbar sind.

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Bei einer speziellen Ausführungsform des Schalters bestand die Messerkontaktfeder 42 aus einer Berylliumkupferlegierung mit einer Dicke von 0,0762 mm (0,003 inch). Die Gesamtlänge der Messerkontaktfeder betrug 11,5 mm (0,453 inch) und die Breite der Feder zwischen den äußeren Kanten der voneinander getrennten Schenkel 2,667 mm (0,105 inch), während die Breite der beiden Schenkel jeweils 0,635 mm (0,025 inch) und der Abstand zwischen den Schenkeln 1,397 mm (0,055 inch) ausmachte. Der flache mittlere Teil 50 der beiden herabgezogenen Teile 48 hatte eine Länge von 0,762 mm (0,03 inch), während das linke Ende des . flachen Teiles 2,032 mm (0,08 inch) vom inneren Rand 67 des Endteiles 43 entfernt war. Das rechte Ende des.flachen Teiles 50 hatte einen Abstand von 1,42 mm (0,056 inch) von der Mitte des angehobenen Teiles 49. Die gebogenen Teile 48 und 49 wiesen den gleichen senkrechten Abstand nach oben bzw. nach unten von den Endteilen 43 und 44 auf, wobei dieser vertikale Abstand zwischen dem Boden des herabgezogenen Teiles und der Spitze des angehobenen Teiles 1,9 mm (0,075 inch) betrug. Die Druckentlastungsöffnungen 52 hatten einen Durchmesser von 0,635 mm (0,025 inch), was ungefähr der achtfachen Dicke des Endteiles 44 entspricht,"während die Verstärkungsflansche 53 eine Länge von 3,3 mm (0,130 inch) und eine Breite von 0,62 mm (0,03 inch) aufwiesen. Der Durchmesser der öffnungen 52 lässt sich der Dicke der Messerkontaktfeder entsprechend verändern. Der Durchmesser solcher Öffnungen war bisher im allgemeinen auf einen Wert beschränkt, der ungefähr die drei- oder vierfache Dicke der Messerkontaktfeder ausmachte, jedoch ermöglichen die Verstärkungsflansche der hier verwendeten Messerkontaktfeder eine erhebliche Vergrößerung des Durchmessers der Öffnungen gegenüber der Dicke der Messerkontaktfeder. Diese Flansche 53 werden besonders dann nützlich, wenn der Durchmesser der öffnungen 52 auf mehr als das fünffache der Dicke der Messerkontaktfeder erhöht wird, wobei das Verhältnis von Durchmesser zu Dicke den Abmessungen der Endteile 44 und der Flansche 53 entsprechend auf wesentlich mehr-als das achtfache er-

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höht werden kann.

Obwohl bei der bevorzugten Ausführungsform die Zugelemente ein Paar von voneinander getrennten äußeren Schenkeln und die Druckelemente eine mittlere Zunge aufweisen, lässt sich die Messerkontaktfeder auch so ausbilden, daß die Zugelemente, zwischen einem Paar von Druckelementen angeordnet sind. In diesem Falle weist das Zugelement immer noch ein unter Vorspannung stehendes Teil unterhalb des Druckknopfes auf, in dem die tatsächliche Beanspruchung während der Betätigung sehr gering ist.

Patentansprüche: - 15 -

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Claims (23)

1. Patentansprüche

   'durch ein Gehäuse, durch eine längsliche Messerkontaktfeder mit einem Paar von Enden, mit einem herabgezogenen Teil zwischen den Enden und mit einem im Gehäuse angeordneten Kontaktteil, welches zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung bewegbar ist, durch Einrichtungen zum Vorspannen des Kontaktteiles der Messerkontaktfeder in der ersten Stellung, die eine Zugspannung auf die Messerkontaktfeder zur Streckung des herabgezogenen Teiles ausüben, und durch eine im Gehäuse beweglich, angeordnete Betätigungsvorrichtung, die von dem herabgezogenen Teil der Messerkontaktfeder aufgenommen und mit dieser in Eingriff bringbar ist und die aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung in Richtung des herabgezogenen Teiles der Messerkontaktfeder bewegbar ist, wobei die Bewegung der Betätigungsvorrichtung aus der ersten Stellung in die zweite Stellung eine Bewegung des Kontaktteiles der Messerkontaktfeder aus deren erster Stellung in die zweite Stellung erzwingt.
2. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch g e k 'e η η ζ e ich' net, daß ein Zungenteil die Vorspann-Vorrichtung bildet, welche einstückig mit der Messerkontaktfeder.hergestellt ist. '
3. 3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e i c h net, daß die Messerkontaktfeder ein Paar von Endteilen und ein Paar von im Abstand angeordneten Schenkeln zwischen den Endteilen aufweist, wobei beide Schenkel mit dem herabgezogenen Teil versehen sind. ·
4. 4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η ζ e i c h net, daß die einstückig mit der Messerkontaktfeder herge-

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   stellte Zunge die Vorspann-Vorrichtung bildet, welche sich von einem der Endteile zwischen die beiden Schenkel erstreckt.
5. 5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge in der ersten Stellung des Kontaktteiles im wesentlichen eben ist, und daß die Bewegung des Kontaktteiles in die zweite Stellung die Zunge biegt.
6. 6. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-r net, daß sich das herabgezogene Teil unterhalb der Verbindungslinie der beiden Enden der Messerkontaktfeder erstreckt und daß die Messerkontaktfeder ein gewölbtes Teil zwischen ihren Enden aufweist, welches sich oberhalb der Verbindungslinie zwischen den beiden Enden der Messerkontaktfeder erstreckt.
7. 7. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerkontaktfeder ein Paar, von Endteilen und ein Paar von voneinander getrennten Schenkeln mit jeweils einem herabgezogenen Teil zwischen den Endteilen aufweist, daß eine einstückig mit der Messerkontaktfeder hergestellte Zunge die Vorspann-Vorrichtung bildet, die sich von einem der Endteile zwischen die Schenkel erstreckt und ein Paar von seitlichen Kanten besitzt, daß die Messerkontaktfeder an den Verbindungsstellen zwischen den beiden seitlichen Kanten der Zunge und dem einen Endteil je eine Öffnung auf τ weist, und daß das eine Endteil mit einem Paar von seitlichen Flanschen versehen ist, die sich im allgemeinen rechtwinklig, zu der Ebene des einen Endteiles erstrecken.
8. 8. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerkontaktfeder ein Paar von im wesentlichen ebenen Endteilen und ein Paar von voneinander getrenn- . ten Schenkeln zwischen den beiden Endteilen aufweist, wobei das eine Endteil den Kontaktteil bildet, und daß die beiden-Schenkel im allgemeinen eine S-Form haben, die von einem

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   ersten, von einem der Endteile nach unten gebogenen Teil und von einem zweiten, von dem anderen Endteil nach oben gebogenen Teil gebildet werden, wobei jeweils das erste gebogene Teil der beiden Schenkel den herabgezogenen Teil der Messerkontaktfeder bildet.
9. 9. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die einstückig mit der Messerkontaktfeder, hergestellte Zunge die Vorspann-Vorrichtung bildet, die sich von dem einem Endteil zwischen die beiden Schenkel erstreckt.
10. 10. Elektrischer Tastschalter, gekennzeichnet durch ein Gehäuse mit einem gemeinsamen Kontakt, mit einem normalerweise geschlossenen Kontakt und mit einem normalerweise offenen Kontakt, durch eine im Gehäuse angeordnete und mit dem gemeinsamen Kontakt in Eingriff stehende, bewegliche Messerkontaktfeder, die ein Paar von im wesentlichen ebenen Endteilen, ein Paar von voneinander getrennten, zwischen den Endteilen angeordneten Schenkeln mit jeweils einem unterhalb der Ebenen der Endteile verlaufenden, herabgezogenen Teil und eine Zunge aufweist, die sich von einem der Endteile zwischen die Schenkel erstreckt, durch erste und zweite Anschlagteile im Gehäuse, die mit der Zunge bzw. einem der Endteile in Eingriff stehen und die die herabgezogenen Teile unter Zugspannung setzen, während das andere Endteil in Eingriff mit dem normalerweise geschlossenen Kontakt vorgespannt ist, und durch eine im Gehäuse oberhalb der herabgezogenen Teile der Schenkel der Messerkontaktfeder angeordnete, bewegliche Be- · tätigungsvorrichtung, die in Richtung der herabgezogenen Teile zwischen den beiden Endteilen bewegbar und mit den herabgezogenen Teilen in Eingriff bringbar ist und dadurch das andere Endteil mit dem normalerweise geschlossenen Kon- " takt außer Eingriff und mit dem normalerweise offenen Kontakt in Eingriff bringt.

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11. 11. Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Kontakt mindestens eines der Anschlagteile aufweist.
12. 12.. Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Kontakt im allgemeinen U-förmig ist und ein Paar von Schenkeln aufweist, von denen der eine Schenkel des gemeinsamen Kontaktes den ersten Anschlag und der andere Schenkel des gemeinsamen Kontaktes den zweiten Anschlag bildet.
13. 13. Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß beide Schenkel der Messerkontaktfeder je ein an das herabgezogene Teil anschließendes nach oben gewölbtes Teil aufweisen, welche sich oberhalb der Ebenen der Endteile im wesentlichen im gleichen Abstand wie die herabgezogenen Teile unterhalb der Ebenen der Endteile erstrecken.
14. 14. Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung ein Paar von voneinander getrennten Betätigungsteilen und ein zwischen den Betätigungsteilen nach unten verlaufendes Zentrierteil aufweist, wobei jedes Betätigungsteil mit einem herabgezogenen Teil der beiden Schenkel der Messerkontaktfeder in Eingriff 'steht und das Zentrierteil sich zwischen den Schenkeln nach unten erstreckt.
15. 15. Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß beide herabgezogenen Teile ein im wesentlichen gerades Mittelteil aufweisen, das sich im allgemeinen parallel zu den Endteilen erstreckt.
16. 16. Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge im wesentlichen gestreckt ist, wenn das zweite Endteil mit dem.normalerweise geschlossenen Kontakt in Eingriff steht.

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17. 17. Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunge ein Paar von Seitenkanten und die Messerkontaktfeder je eine Öffnung an den Yerbindungsstellen zwischen den beiden Seitenkanten der Zunge und dem einen Endteil aufweist, und daß das eine Endteil mit einem Paar von Seile nf!ansehen versehen ist, die im allgemeinen senkrecht zur Ebene des einen Endteiles verlaufen.
18. 18. Schalter nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß jede Öffnung an den Verbindungsstellen zwischen . ' den beiden Seitenkanten der Zunge und dem Endteil einen Durchmesser von mindestens der 5-fachen Dicke der Messerkontaktfeder aufweist.
19. 19. Elektrisch leitende Messerkontaktfeder für einen elektrischen Schalter mit einer Messerkontaktfeder-Betätigungsvorrichtung, gekennzeichnet ,durch ein Paar von Endteilen, durch ein zwischen den Endteilen verlaufendes Zug- ^: element und durch ein von einem der Endteile ausgehendes Druckelement, wobei das Zugelement aus einem elastischen, biegsamen Material besteht und ein unterhalb der Endteile der Messerkon-r taktfeder herabgezogenes Teil aufweist, und weiter dadurch gekennzeichnet , daß die Messerkontaktfeder im Schalter so angeordnet ist, daß das herabgezogene Teil durch das Druckelement vorgespannt und unterhalb der Betätigungsvorrichtung angeordnet ist, so daß bei Betätigung des herabgezogenen Teiles durch die Betätigungsvorrichtung zur Bewegung der Messerkontaktfeder die tatsächliche Spannung innerhalb des herabgezogenen Teiles reduziert wird.
20. 20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Messerkontaktfeder je.eine Öffnung in dem einen Endteil an den Verbindungsstellen zwischen dem Zugelement und dem Druckelement aufweist, dessen Durchmesser

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    mindestens fünfmal so groß wie die Dicke des Endteiles ist.
21. 21. Vorrichtung nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch einen Verstärkungsflansch, der sich von dem einen Endteil im allgemeinen rechtwinklig zu diesem erstreckt.
22. 22. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß das Zugelement aus voneinander getrennten, zwischen den Endteilen verlaufenden Schenkeln mit je einem herabgezogenen Teil^:besteht, daß eine einstückig mit der Messerkontaktfeder hergestellte Zunge das Druckelement bildet, das sich von dem einen Endteil zwischen die Schenkel erstreckt, daß die Zunge ein Paar von Seitenkanten und die Messerkontaktfeder je eine Öffnung in dem einen Endteil an den Verbindungsstellen zwischen den beiden Seitenkanten der Zunge und den beiden Schenkeln aufweist, und daß das eine Endteil mit einem Paar von seitlichen-Flanschen versehen ist, die sich im allgemeinen rechtwinklig zu der Ebene des einen Endteiles erstrecken.
23. 23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen einen Durchmesser aufweisen, der mindestens das 5-fache der Dicke des Endteiles ausmacht.

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