DE2530041C2 - Verfahren zum Herstellen eines Zungenschalters sowie nach diesem Verfahren hergestellter Zungenschalter - Google Patents

Description

dadurch gekennzeichnet,

— daß die Kontaktstreifen (3,4) vor dem Einschieben in das Schutzrohr (2) soweit gebogen werden, daß ihre Höhe zwischen den Enden einerseits üad der Biegestelle andererseits größer ist als die des Innenquerschnitts des Schutzrohres (2) und

— daß die Kontaktstreifen (3, 4) im Bereich ihrer Biegestelle in das Schutzrohr (2) eingeschmolzen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzrohr (2) verwendet wird, bei dem die Breite des Innenquerschnitts unter Belassung eines Bewegungsspielraumes der der Kontaktstreifen (3, <!> entspricht.

3 Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auilagedr-^ck der an der Schutzrohrinnenseite anliegenden Kontaktenden der Kontaktstreifen (3, 4) durch seitlio.ie Verschiebung des Einschmelzbereichs in Richtung zur Biegestelle der Kontaktstreifen entlastet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflagedruck der an der Schutzrohrinnenseite anliegenden Kontaktenden der Kontaktstreifen (3, 4) durch Erhitzen des Kontaktstreifens (3,4) zwischen dem Einschmelzbereich und der Auflagesteile der Kontaklenden entlastet wird.

5. Zungenschalter, der nach dem Verfahren nach Anspruch 1 hergestellt ist, mit einem Schutzrohr (2) und wenigstens zwei in das Schutzrohr (2) dicht eingeschmolzenen Kontaktstreifen (3,4), deren benachbarte Kontaktenden in einer quer zur Schutzrohrachse liegenden Projektion einander überdecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktenden der Kontaktstreifen (3,4) im Ruhezustand auf einander gegenüberliegenden Seiten an der Innenwand des Schutzrohres (2) anliegen.

6. Zungenschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschmelzbereich jedes Kontaktstreifens (3,4) in einer zur Auflagestelle seines Kontaktendes in Querrichtung des Schutzrohres versetzten Ebene liegt.

7. Zungenschalter nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Innenquerschnittes des Schutzrohres (2) unter Belassung eines Bewegungsspiels der des im Schutzrohr beweglichen Teils der Kontaktstreifen (3,4) entspricht.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Zungenschalters sowie auf einen nach diesem Verfahren hergestellten Zungenschalter, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 5 beschrieben sind. Ein solches Verfahren und ein solcher Zungenschalter sind aus der US-PS 37 94 944 bekannt.

Bei dem bekannten Verfahren werden Kontaktstreifen benutzt, die in einem zwischen ihren Enden liegenden Bereich verdickt sind. Der Querschnitt¹ des verdickten Bereiches ist dem unrunden Innenquersüinitt des

Schutzrohres angepaßt, so daß sich die Kontaktstreifen nach dem Einschieben in das Schutzrohr nicht mehr verdrehen können.

Abgesehen davon, daß sich die Kontaktstreifen nach dem Einschieben immer noch unbeabsichtigt in Axialrichtung des Schutzrohres verschieben können, ist die Herstellung der bekannten Kontaktstreifen wegen des verdickten Bereiches verhältnismäßig aufwendig und teuer.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Zungenschalter sowie einen derart hergestellten Zungenschalter anzugeben, daß bei Verwendung eines möglichst einfachen und billigen Kontaktstreifens eine sichere Positionierung des

Kontaktstreifens während der Herstellung, insbesondere zwischen dem Einschieben und Einschmelzen des Kontaktstreifens erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß, ausgehend von dem gattungsgemäßen Verfahren und dem gattungsgemäßen Zungenschalter, durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 5 gelöst.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen steht der Kontaktstreifen quer zu seiner Längserstreckung unter einer Vorspannung, so daß er sich nach dem Einschieben nicht mehr in Längsrichtung verschieben kann. Auch eine Verdrehung der Kontaktstreifen wäre, selbst bei rundem Innenquerschnitt des Schutzrohres, infolge des Auflagedruckes an der Biegestelle und an den beiden Enden des Kontaktstreifens praktisch ausgeschlossen.

Da beim Einschmelzen die Biegestelle des Kontaktstreifens in das während des Einschmelzvorganges weiche Material des Schutzrohres eindringt, wird der Auflagedruck der am Schutzrohr anliegenden Enden der Kontaktstreifen entlastet, wobei sich diese Entlastung durch geeignete Wahl der Erweichungstemperatur und der Form des Schmelzwerkzeuges in weiten Grenzen ändern läßt. Eine zusätzliche Entlastung des Auflagedruckes der Kontaktenden der Kontaktstreifen ist bei Anwendung der in den Patentansprüchen 3, 4 und 6 genannten Maßnahmen möglich.

Eine Verdrehung der Kontaktstreifen nach dem Einschieben wird bei Anwendung der Maßnahmen gemäß den Patentansprüchen 2 bzw. 7 mit Sicherheit vermieden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die vergrößerte Seitenansicht eines Kontaktstreifens vor dessen Einführung in ein Schutzrohr,

F i g. 2 den vergrößerten Längsschnitt eines Schutzrohres nach Einführen zweier Kontaktstreifen, die um 180° um die Längsachse gegeneinander verdreht sind,

F i g. 3 die vergrößerte Draufsicht auf einen Zungenschalter nach dem Einschmelzen der Kontaktstreifen in das Schutzrohr,
Fig.4den Längsschnitt4-4der Fig. 3,

F ig. 5 die Ansicht 5-5 der F ig. 4,

F i g. 6 den Querschnitt 6-6 der F i g. 4,

Fig.7 die Draufsicht auf einen Zungenschalter gemäß Fig.3 nach Entfernen der äußeren Enden des Schutzrohres zum Freilegen der Anschlußenden der Kontaktstreifen,

Fig.8 eine Seitenansicht des Zungenschalters der Fig.7.

F i g. 9 in einem Längsschnitt die Anordnung mehrerer Kontaktstreifen in einem Schutzrohr vor ihrem Einschmelzen zur Herstellung mehrerer Zungenschalter mit jeweils zwei Kontaktstreifen und

Fig. 10 im Längsschnitt die Anordnung mehrerer Kontaktstreifen in einem Schutzrohr vor ihrem Einschmelzen zur Herstellung eines Zungenschalters mit in Reihe hintereinander liegenden Kontakten.

Die F i g. 1 bis 8 veranschaulichen ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die Bezugsziffer 1 in den F i g. 7 und 8 einen fertigen Zungenschalter bezeichnet, der aus einem Schutzrohr 2 und zwei Kontaktstreifen 3 und 4 besteht. Abgesehen von einem verformten Einschmeizbereich hat das Schulzrohr 2 einen insgesamt rechteckigen Querschnitt, wie es besonders deutlich in Fig.5 zu erkennen ist Die Breite der Querschnittsform ist größer als ihre Höhe, um breite obere und untere Innenflächen 21 bzw. 22 und schmälere seitliche Innenflächen 23 bzw. 24 zu bilden. Die konkaven Winkel oder Kehlen 25 zwischen diesen Innenflächen sind etwas gerundet oder abgeschrägt. In der Praxis sind die seitlichen Innenflächen leicht nach außen gewölbt, wie es etwas übertrieben in den F i g. 5 und 6 dargestellt ist. Die Kontaktstreifen 3 und 4 sind einander gleich, sie sind jedoch zueinander um ihre Längsmittelachse um 180° verdreht. Jeder Kontaktstreifen hat im vorliegenden Ausführungsbeispiel rechteckigen Querschnitt, und alle seine Längskanten sind komplementär zu den Kehlen 25 des Schutzrohrs angerundet oder abgeschrägt. Jeder Kontaktstreifen 3, 4 hat ein Anschlußende 51, ein Kontaktende 52, sowie einen mittleren Abschnitt 53, in dem der Kontakistreifen 3,4 im Schutzrohr 2 dicht eingesiegelt oder eingeschmolzen wird. Bei den dargestellten Ausführungsformen ist am Anschlußende 51 eine Kante 55 und am Anschlußende 52 eine Kan'e 56 gebildet, die parallel zueinander verlaufen und nach dem Einschieben auf der Innenfläche 22 des Schutzrohres anliegen. Die Biegestelle 53 liegt auf der gegenüberliegenden Innenfläche 21 an. Wenn eintr dieser Auflagerbereiche gegenüber dem anderen leicht verkantet ist, dann wird dennoch eine Bezugsebene definiert, und zwar entweder durch drei Punktkontakte oder durch einen Punktkontakt und einen Linienkontakt an den Kanten 55 und 56. Die Biegestelle 54 liegt gänzlich außerhalb dieser Bezugsebene, bevor der Kontaktstreifen 3,4 in das Schutzrohr eingesetzt wird.

Das Schutzrohr 2 wird aus einem Rohr 20 gebildet, welches über seine den eigentlichen Kolben bildende Länge gleichmäßige Innenabmessungen hat. Es ist an einem Ende offen, kann dort nach außen erweitert sein, um das Einführen der Kontaktstreifen 3, 4 zu erleichtern.

Bei einer bevorzugten Herstellungsart des Zungenschalters 1 ist das Glasrohr 20 lang genug, um mehrere Kontaktstreifen 3, 4 aufzunehmen. In Fig 9 sind zwei einer größeren Anzahl solcher Kontaktstreifenpaare gezeigt. Die Streifen werden unter Spannung gegen den von ihren Auflagerb^preichen ausgeübten Druck in das Rohr hineingeschoben, und zwar bis in die gewünschte genaue Längsposition. V*:c in F i g. 5 erkennbar, sind die Abmessungen jedes Streifens und des Rohrs in dieser Position so, daß der Streifen an sechs Stellen in Berührung mit der Innenwand der Kehlen 25 ist, womit die Position des Kontaktstreifens in fünf von sechs möglichen Freiheitsgraden exakt festgelegt ist. Das Anstützen der Auflagerbereiche des Streifens gegen die Kehlen oder gegen die breiten Innenflächen 21 und 22 des Rohrs bewirkt, daß der Streifen gegen Bewegung im sechsten Freiheitsgrad, das heißt gegen Längsverschiebung, festgehalten wird. Es führt außerdem zur Bildung eines Spaltes exakt vorbestimmter Breite zwischen den sich überlappenden Kontaktenden. Die maximale Breite dieses Spalts ist gleich der Differenz zwischen d-er wirksamen Höhenabmessung des Rohrs (d. h. den Auflagepunkten des Auflagerbereichs der Kontaktzunge an der Innenwand des Rohrs) und der Summe der Dickenabmessungen der Streifen am Kontaktende.

Zur Bildung des Kontaktstreifens dieser Ausführungsform wird ein flacher Metallstreifen über die EIastizitätsgrenze seines Metalls hindurch gebogen. Nach Einführen in das z. B. aus Glas bestehende Rohr 20 wird es im Emschrne'zbercich erhitzt, und i.war bis und über den Erweichungspunkt des Glases hinaus. In diesem Zustand fällt die Wand des Glasrohrs dort, wo die Auflagefläche des Aufiagerbereichs des Kontaktstreifens nicht gegen sie drückt, in der in F i g. 4 gezeigten Weise ein und umschließt den Kontaktstreifen 3, 4 im mittleren Bereich 53. Gleichzeitig bewirkt die Federkraft des Kontaktstreifens, daß sich die Biegestelle 54 von der von den Kanten 55, 56 definierten Ebene fortbewegt, wodurch das Glas etwas nach außen verschoben wird. Die Erhitzung des Glases und somit auch des Kontaktstreifens wirkt außerdem im Sinne einer Entspannung des Kontaktstreifens, jedoch führt weder die Auswärtsbewegung des Kontaktstreifen noch die Lockerung der Spannung infolge der Erwärmung während des Einschmelzvorgangs dazu, daß der Druck der Kanten 55,56 gegen die Innenwand des Rohrs 20 vollständig gelöst wird. Durch das Einschmelzen des Rohrs 20 an beabstandeten Stellen sind nunmehr mehrere Kolben entstanden, die durch Schneiden oder Brechen des Rohrs an ien dazwischen liegenden Stellen getrennt werden können. Teile der überschüssigen Stücke zwischen aufeinanderfolgenden Schaltern können entfernt werden.

um Schalter des in den F i g. 7 und 8 gezeigten Typs zu bilden, bei denen an jedem Ende Anschaltenden 51 herausstehen.

Bei der Herstellung großer Schalter oder bei der Herstellung von Schaltern, bei denen eine größere Auswärtsverschiebung des Glasmaterials stattfindet, kann es vorkommen, daß die Enden der Kontaktstreifen während des Einschmelzvorgangs um einen merklichen Betrag auseinanderrücken. Dem kann jedoch bei der anfänglichen Positionierung der Streifen leicht Rechnung getragen werden.

Die F i g. 10 zeigt sine andere Ausführun^sform eines Zungenschalters, bei der drei Kontaktstreifen 30 so angeordnet sind, daß ein in gerader Linie ausgerichteter seriengeschalteter zweipoliger Zungenschalter innerhalb eines einzige.! Schutzrohrs 20 gebildet wird. Das Rohr 20, in welches die Kontaktstreifen eingesetzt werden, wird am Ort der Einschmelzbereiche der dr^i Kontaktstreifen zusammengeschmolzen und di.; Rohrstücke an den beiden Enden werden entfernt, um die Anschlußenden der beiden äußeren Kontaktstreifen freizulegen. Man erkennt, daß bei dieser Ausführungsform der cnittlere Kontaktstreifen 30 zwei Kontaktenden 32 und einen Einschmelzbereich 23 aufweist, der symmetrisch be-

züglich der beiden Enden 32 liegen sollte.

Im Gegensatz zu dem in der USA-Patentschrift 37 94 944 beschriebenen Verfahren, bei welchem der Einschmeizbereich der Kontaktstreifen durch Anliegen starrer Teile dieses Bereichs an unerweichten Zonen des Glaskolbens festgehalten wurde, ist beim erfindungsgemäßen Verfahren zumindest ein Teil des Einschmelzbereichs der Kontaktstreifen frei beweglich, um das erweichte Glas des Kolbens in Richtung von der Bezugsebene fort zu schieben, ίο

Das Maß der Verschiebung des Glases beim vorliegenden Verfahren kann durch die Spanne der erweichten Zone des Glases begrenzt werden. In der Praxis wird die Größe der Entlastung auf das gewünschte Maß durch Kontrolle der Intensität und der Dauer der Erwärmung des Glases gesteuert und nicht durch genaue Kontrolle der Länge der erweichten Zone. Es können jedoch die eine oder die andere oder auch beide Kontrollmöglichkeiten ausgenutzt werden.

rungsbeispiel werden die Endauflagerbereiche der Anschluß- und Kontaktenden durch jeweils eine Kante gebildet. Die Enden eines oder beider dieser Stücke können jedoch auch umgebogen werden, um einen gekrümmten oder ebenen Auflagerbereich zu schaffen, so daß sich entweder eine tangentiale oder eine breite flache Auflagerfläche ergibt.

Wenn an der Innenfläche 22 oder 21 oder an beiden diesen Innenflächen abstar.dhaltende Rippen oder Stege vorgesehen sind, dann legen sich die Auflagerstellen des Streifens auf diese Rippen oder Stege anstatt auf die konkaven oder ebenen Innenflächen selbst. Dies hat jedoch keinen Einfluß auf das Herstellungsverfahren oder die Eigenschaft der Zungenschalter. In diesem Fall wird die wirksame oder effektive Höhe des Rohrs von den Oberseiten der Rippen aus gemessen.

Statt des Auswärtsdrückens der Rohrwand während des Einschmelzvorgangs oder zusätzlich hierzu kann das Kontaktende des Kontaktstreifens auch anfänglich leicht gebogen und dann entspannt werden, damit die elastische Rückstellkraft des Kontaktendes dieses in seinen ursprünglichen ungebogenen Zustand zurück bringen kann. Dies kann geschehen, durch Erhitzung des Kontaktendes in einer Zone zwischen der Biegestelle 54 und seiner Kante 56 mittels einer sorgfältig kontrollierten Heizquelle, etwa mittels eines feingebündelten Laserstrahls oder einer Induktionsheizung.

Das den Kolben bildende Rohr kann auch aus einem anderen Material als Glas bestehen, vorausgesetzt es ist in seinen Dimensionen stabil und läßt sich innerhalb von Toleranzen formen, wie sie vorstehend als Beispiel angegeben sind. Da<r Abdichten kann auch auf andere Weise als durch Schmelzen des Rohrs geschehen, insbesondere wenn die Entlastung des Kontaktzungenstücks nach dem Abdichten erfolgt beispielsweise mittels eines Laserstrahls Die Kontaktstreifen müssen nicht einen gleichmäßigen rechteckigen Querschnitt haben, obwohl eine solche Formgebung viele Vorteile bringt. Beispielsweise können Gelenkkerben oder Ritzenlinien vorgesehen sein, oder es kann ein verdickter Abschnitt oder verdickte Abschnitte oder ein langflügeliger spatenförmiger Streifen verwendet werden, der ein schmäleres Anschlußende und einen normal breiten Einschmelzbereich und Kontaktende aufweist. Bei der letztgenannten Konstruktion legt sich der Auflagerbereich des Kontaktendes punktförmig oder mit einer relativ schmalen Fläche an die Innenwand des Kolbens. Auch bei allen diesen abgewandelten Ausführungsformen muß der Abdichtbereich außerhalb der Ebene der End auflagerbereiche liegen und vorzugsweise sind die Auf lagebereiche so dimensioniert, daß sie wie in dem spe ziell beschriebenen Ausführungsbeispiel s'tzen. so daC zumindest das Äquivalent einer Fünfpunkt-Halterung entsteht.

Das Rohr selbst kann auch andere unrunde Quer schnittsformen haben. Wenn zum Beispiel eine einzige bewegliche Zunge in einem Schalter mit einem fester Kontakt verwendet wird, und der Innenraum des Rohr; die Form eines gleichschenkligen Trapezoids hat, danr muß das Konüiktende gegen die schmälere der parallelen Seiten zu liegen kommen, und die Breite der Biegestelle des beweglichen Blatts sollte größer sein als die Breite der Endlagerbereiche. In einer solchen Trape zoid-Konstruktion gibt es zwei effektive Breitenabmessungen. Wenn ein Rohr mn sechseckigem oder achtekkigem Querschnitt verwendet wird, kann das Blati gleichmäßig breit sein, wobei die effektive Innenbreite AaC₁ Rohrs für uie Zv.'ecRs der Fe£t!s^<lrUH^iT *Ίαϊγ·κ h*»» Länge einer Seite ist. Wenn das Rohr wie im Falle dei USA-Patentschrift 37 94 944 einen Querschnitt in Form eines abgeflachten Ovals aufweist, dann entspricht die wirksame odtr effektive Breite der Länge der parallelen Seiten.

Wenn man statt des dargestellten zweipoligen Schalters einen vielpoligen Schalter in Serienschaltung schaffen will, dann kann man eine große Anzahl von Schalterelemenv.;n vorsehen. Man kann auch eine große Anzahl von Blättern in einem einzigen Rohr anordnen und einschmelzen, um eine Vielzahl getrennter Schalter zu schaffen. Das Zuleiiungsstück kann auch so lang ausgebildet sein, daß es über seinen Endauflagerbereich hinaus während und nach dem Einschmelzvorgang aus dem Rohr heraussteht, damit man nach dem Einschmelzen nicht ein Teil des Rohrs entfernen muß. In diesem Fall ist das lange Zuleitungsstück gebogen und besitzt zwischen seinen Enden eine Rippe, eine V-förmige Stelle oder eine Absenkung, um die Endauflagerstelle zu definieren. Alle diese Abwandlungen und Ausführungsformen sind jedoch nur als Beispiel aufgeführt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Zungenschalters,

— bei dem wenigstens zwei Kontaktstreifen (3,4) soweit in ein Schutzrohr (2) eingeschoben werden, daß ihre einander zugekehrten Kontaktenden in einer quer zur Schutzrohrachse liegenden Projektion einander überdecken, und

— bei dem die Kontaktstreifen an einer Stelle zwischen ihrer« Enden dicht in das Schutzrohr eingeschmolzen werden,