DE2547278A1

DE2547278A1 - Elektrischer schnappschalter

Info

Publication number: DE2547278A1
Application number: DE19752547278
Authority: DE
Inventors: Eduard Hermle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-10-22
Filing date: 1975-10-22
Publication date: 1977-04-28
Also published as: IT1070495B; FR2329171A7; BR7606790A; DE2547278C2

Description

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HÖQER - STELLRECHT - GRIESBBACh - HAFrCKER

PATENTANWÄLTE 'W STIITTQAWT

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8. Okt. 1975

Herrn

Eduard Hermle

7303 Heuhausen a.d.Fildern Kirchstr. 2o

Elektrischer Schnappschalter

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schnappschalter mit ortsfesten Kontakten und einer Gegenkontakte tragenden Schaltbrücke, die zwei entgegengesetzt ausgebogene, galvanisch voneinander getrennte, mit den Gegenkontakten elektrisch leitend verbundene Blattfedern aufweist, zwischen deren Enden diese zusammenhaltende Isolierkörper angeordnet sind, und mit einem ungefähr im Zentrum der Schaltbrücke

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angeordneten, auf die Blattfederenden im Sinne einer
Streckung der Blattfedern einwirkenden Schaltstössel.

Ein derartiger Schnappschalter ist aus der DT-AS 1,765,712
bekannt. Er weist den Vorteil auf, daß er als sog. Zweikreiswechsler eingesetzt werden kann und trotzdem einen
verhältnismäßig einfachen Aufbau besitzt. Bei diesem
bekannten Schnappschalter sind die Blattfedern senkrecht
zu einer Ebene angeordnet, auf der die Schaltstösselachse
senkrecht steht, so daß der Schaltstössel zwischen den
beiden Blattfedern angeordnet werden kann. Die Blattfederenden sind mit Fenstern versehen, in die an die Isolierkörper angeformte Nasen eingreifen, an denen die Blattfeder enden drehbar, und zwar um zur Schaltstösselachse parallele Achsen, gelagert sind. Um beim Niederdrücken des Schaltstössels die Blattfedern zu strecken und den Schnappvorgang zu bewirken, weisen die Isolierkörper und der Schaltstössel auf den einander zugekehrten Seiten Schneidenlagerungen für zwischen dem Schaltstössel und den Isolierkörpern verlaufen de Druckstege auf. Schließlich besitzen die Enden der
beiden identisch ausgebildeten Blattfedern rechtwinklig
abgebogene Lappen, an denen die Gegenkontakte in Form von
Kontaktnieten befestigt sind.

Da die beiden Isolierkörper bei der bekannten Konstruktion
um von ihren Schneidenlagerungen definierte, senkrecht zur
Schaltstösselachse verlaufende Achsen kippen können und die Blattfederenden an den Isolierkörpern um zur Schaltstösselachse parallele Achsen schwenkbar gelagert sind, ist nicht

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nur die Schaltbrücke des bekannten Schnappschalters verhältnismäßig labil, sondern vor allem bei nicht absolut gleichen Federkennwerten der beiden Blattfedern ergibt sich ein nicht genau definiertes, veränderliches Sprungverhalten der Schaltbrücke. Gerade bei einer Serienfertigung läßt sich aber nicht ausschließen, daß die beiden die Schaltbrücke aufbauenden Blattfedern unterschiedliche Eigenschaften und Abmessungen aufweisen. Durch die Schwenkbarkeit der Blattfederenden um die Nasen der Isolierkörper ergibt sich ferner ein verhältnismäßig geringer Kontaktdruck kurz vor dem Umschalten, was zusammen mit dem nicht genau definierten, instabilen Sprungverhalten zu äußerst unerwünschten Eigenschaften, insbesondere zur Erhöhung der Kontaktprellzeiten beim Umschalten, führt.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Schnappschalter der eingangs erwähnten Art so weiter zu entwickeln, daß er ein wohldefiniertes Sprungverhalten mit einem verhältnismäßig hohen Kontaktdruck bis zum Umschaltpunkt besitzt. Zu diesem Zweck wird der Schnappschalter erfindungsgemäß so ausgebildet, daß die Blattfedern zu beiden Seiten einer senkrecht zur Schaltstösselachse verlaufenden Ebene angeordnet und senkrecht zu dieser ausgebogen sind, daß ferner mindestens die dem Betätigungsende des Schaltstössels zugekehrte Blattfeder eine Ausnehmung für den Durchtritt des Schaltstössels aufweist und daß die Blattfederenden an den Isolierkörpern unbeweglich festgehalten sind. Da bei dem erfindungsgemäßen Schnappschalter die beiden Blattfedern nicht auf verschiedenen Seiten des Schaltstössels liegen, spielen Unterschiede in den Federkennwerten der beiden Blattfedern keine Rolle, da stets die Summe aller auf der einen Seite des Schaltstössels wirkenden Federkräfte gleich der Summe aller auf der anderen Seite wirkenden Federkräfte ist.

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Ferner sind bei dem erfindungsgemäßen Schnappschalter die wirksamen Federlängen eindeutig definiert, da die Blattfederenden an den Isolierkörpern unbeweglich festgehalten werden. Dieses Konstruktionsmerkmal führt zusammen mit dem symmetrischen Aufbau der Schaltbrücke bezüglich der senkrecht zur Schaltstösselachse verlaufenden Ebene zu einem wohldefinierten, stabilen Sprungverhalten und Umschaltpunkt des erfxndungsgemäßen Schnappschalters. Da die Blattfederenden an den Isolierkörpern unbeweglich festgehalten sind, läßt sich der erfindungsgemäße Schnappschalter ferner einfacher montieren, da die Schaltbrücke auch ohne eingesetzten und mit ihr verbundenen Schaltstössel eine ihren Zusammenhalt bewahrende Baueinheit darstellt, was bei der bekannten Konstruktion nicht der Fall ist: Da dort die Blattfederenden lediglich von an die Isolierkörper angeformten Nasen durchgriffen werden und um diese Nasen schwenkbar sind, kann die Schaltbrücke auseinanderfallen, wenn die Blattfedern nicht durch den Schaltstössel und die zwischen diesem und den Isolierkörpern verlaufenden Druckstege unter Spannung gehalten werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schnappschalters sind die beiden Blattfedern identisch ausgebildet und in der Draufsicht ungefähr rechteckig sowie mit einer ungefähr rechteckigen Ausnehmung versehen, so daß der Schaltstössel beide Blattfedern durchgreift und zu beiden Seiten der Schaltbrücke geführt werden kann.

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Um bei möglichst einfacher Ausbildung der Blattfedern die Blattfederenden einwandfrei fixieren und die einander benachbarten Blattfederenden galvanisch voneinander trennen zu können, empfiehlt es sich, die einander benachbarten Blattfederenden zur Bildung von in Blattfederlängsrichtung offenen Höckern entgegengesetzt auszubiegen, die Gegenkontakte auf diesen Höckern anzuordnen und die Isolierkörper mit in die Hocker eingreifenden sowie mit die einander benachbarten Blattfederenden voneinander trennenden Vorsprüngen zu versehen. Auf diese Weise lassen sich die Gegenkontakte gleichzeitig an den geeigneten Stellen anordnen, ohne die Gestalt der Blattfedern komplizierter zu machen. Da es sich bei den Isolierkörpern zweckmäßigerweise um Kunststoffspritzgußteile handelt, spielt deren Gestalt hinsichtlich der Fertigungskosten keine entscheidende Rolle.

Da die Blattfedern bei Betätigung des Schaltstössels auf Zug beansprucht werden, weisen die Isolierkörper Widerlager auf, die die einander zugekehrten Seiten der Hocker hintergreifen.

Um die wirksame Federlänge der Blattfedern eindeutig und

es

unveränderlich festzulegen, empfiehlt sich unter Berücksichtigung des Umstands, daß sich die Blattfedern in den Endstellungen der Schaltbrücke verstärkt auswölben, die Isolierkörper mit Kanten und insbesondere Schneiden zur Festlegung der wirksamen Federlänge zu versehen.

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Eine besonders einfache Montage der Schaltbrücke läßt sich dadurch erreichen, daß die Isolierkörper die Blattfederenden voneinander trennende Stege sowie die Blattfedern übergreifende Nasen aufweisen, weichletztere die die wirksame Federlänge bestimmenden Kanten und mit den Stegen jeweils einen Schlitz bilden, dessen Breite höchstens gleich oder geringfügig kleiner als die Blattfederdicke ist. Die Blattfederenden werden dann in diesen Schlitzen festgeklemmt, so daß die Schaltbrücke ein stabiles Gebilde darstellt und es keiner besonderen Vorrichtung bedarf, um den Schaltstössel in die Schaltbrücke einzusetzen und ihn mit dieser zu verbinden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform greifen die Isolierkörper passend in die Ausnehmungen und/oder in die Hocker der Blattfedern ein, so daß die letzteren auch in Querrichtung eine definierte Lage bezüglich der Isolierkörper einnehmen .

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der beiliegenden zeichnerischen Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch den Schnappschalter mit einer schematischen Seitenansicht der Schaltbrücke in der Ruhestellung des Schalters;

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Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Schaltbrücke und der mit ihr zusammenwirkenden Teile bei halb-gedrücktem Schaltstössel kurz vor Erreichen des Umschaltpunkts;

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, jedoch mit voll-gedrücktem Schaltstössel und nach dem Umschalten der Schaltbrücke;

eine
Fig. 4 perspektivische Darstellung der Blattfedern und der diese verbindenden Isolierkörper nach Art einer Explosionszeichnung;

Fig. 5 eine Seitenansicht eines der Isolierkörper;

Fig. 6 die Schaltbrücke, den Schaltstössel sowie die den letzteren mit der Schaltbrücke verbindenden Druckstege in perspektivischer Darstellung, jedoch vor der Montage des Schaltstössels in der Schaltbrücke, und

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung der Baueinheit, bestehend aus Schaltbrücke, Schaltstössel und Druckstegen.

Der in Figur 1 gezeigte Schnappschalter besitzt ein schalenartiges, als Kunststoff-Spritzgußteil ausgebildetes Schaltergehäuse 10, in welchem obere und untere Festkontaktstücke 12 und 14 gehalten sind. Diese Festkontaktstücke stehen in Verbindung mit Anschlüssen 16, die als Steck-, Lot- oder (wie dargestellt) als Schraubanschlüsse ausgebildet sein können. Der Montage des Schaltergehäuses an einer Maschine

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oder dgl. dienen Löcher 18 für Schrauben oder andere Befestigungsmittel.

Das Schaltergehäuse besitzt eine obere und eine untere Führung 20 bzw. 22 für einen als Ganzes mit 24 bezeichneten Schaltstössel, welcher oben einen Betätigungsteil 26, unten einen Führungszapfen 28 und dazwischen einen Block 30 mit Schneidenlagerungen 32 aufweist. Eine einerseits gegen das Gehäuse und andererseits gegen den Block 30 anliegende, den Führungszapfen 28 umfassende Schraubenfeder 34 dient der Rückstellung des Schaltstössels in seine obere Endstellung, in der er mit dem Block 30 gegen das Schaltergehäuse 10 anliegt.

Eine als Ganzes mit 36 bezeichnete Schaltbrücke besitzt zwei Blattfedern 38 und 40, deren Enden in später noch zu erläuternder Weise durch Isolierkörper 42 zusammengehalten werden und Gegenkontakte 44 tragen, die mit den oberen und unteren Festkontaktstücken 12 und 14 zusammenwirken. Die Isolierkörper sind ebenfalls mit Schneidenlagerungen 46 versehen, und der übertragung der Schaltstösselbewegungen auf die Schaltbrücke 36 dienen zwei Druckstege 48, deren Enden in den Schneidenlagerurigen 32 und 46 gelagert sind.

Ehe nun auf die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Schnapp schalters eingegangen wird, soll zunächst die aus Schaltstössel, Druckstegen und Schaltbrücke bestehende Baueinheit im Einzelnen beschrieben werden:

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Wie besonders deutlich die Fig. 4 und 5 erkennen lassen, besitzen die beiden identisch ausgebildeten Blattfedern 38 und 40 in der Draufsicht eine ungefähr rechteckige Gestalt mit einer ebenfalls ungefähr rechteckigen, ausgestanzten Ausnehmung 50. Die mit 52 bezeichneten Blattfederenden sind mehrfach derart rechtwinklig abgebogen, daß in Längsrichtung offene Hocker 54 entstehen, die oben die Gegenkontakte 44 tragen. Dank der Ausnehmung 50 werden die Blattfederenden durch zwei verhältnismäßig schmale Federbögen 56 miteinander verbunden.

Die Blattfederenden sind in den Isolierkörpern 42 festgelegt, wozu diese ebenfalls identisch ausgebildeten Teile Zwischenstege 58 sowie symmetrisch zu diesen Nasen 60 aufweisen, die mit den Zwischenstegen Schlitze 62 bilden (siehe auch Fig.5), deren Breite bzw.Höhe geringfügig kleiner als die Stärke der Blattfedern ist. Bildet man die Isolierkörper aus einem geringfügig elastischen Material aus, insbesondere als Kunststoff-Spritzgußteile, so lassen sich die Blattfederenden zwischen den Zwischenstegen 58 und den Nasen 60 in den Schlitzen 62 festklemmen. Durch die Zwischenstege 58 v/erden die beiden Blattfedern 38 und 40 ferner elektrisch gegeneinander isoliert. Wie die Fig.5 deutlich erkennen läßt, bilden die Nasen 60 eine Art von Schneiden 60', die die wirksame Länge der Federbögen 56 exakt festlegen.

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Die Isolierkörper besitzen schließlich nach außen weisende und passend in die Höcker 54 eingreifende Vorsprünge 64, so daß die Blattfederenden unbeweglich in den Isolierkörpern festgehalten werden. Da die Nasen 60 die Blattfederenden seitlich übergreifen und über die Hocker 54 nach den Seiten überstehen, wirken sie als Widerlager für die Blattfederenden, wenn die Schaltbrücke 36 beim Niederdrücken des Schaltstössels 24 gespreizt wird.

Zur Montage der Schaltbrücke werden lediglich die Isolierstücke in die Ausnehmungen 50 eingesetzt und in die Blattfederenden eingeschoben, wodurch sich ohne eine Vorrichtung ein stabiles Gebilde ergibt, in das der Schaltstössel eingesetzt werden kann. Nach dem Einsetzen der Druckstege 48 in die Schneidenlagerungen 32 und 46 kann die Baueinheit dann in das Schaltergehäuse 10 eingesetzt werden, wobei die Federbögen 56 der Blattfedern 38 und 40 schon in der oberen Endstellung des Schaltstössels 24 infolge einer entsprechenden Bemessung der Druckstege 48 unter Vorspannung stehen - Entsprechendes gilt für die untere Endstellung des Schaltstössels bzw. der Schaltbrücke.

Wiedie Figur 2 erkennen läßt, werden die Federbögen 56 der Blattfedern noch mehr gestreckt, wenn der Schaltstössel 24 niedergedrückt wird, weshalb die Schaltbrücke in ihre in Figur 3 gezeigte obere Endstellung umspringt, wenn der Schaltstössel noch geringfügig über die in Figur 2 dargestellte Position nach unten hinausbewegt wird. Dank der erfindungsgemäßen Ausbildung der Blattfedern sowie der

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besonderen Halterung der Blattfederenden in den Isolierkörpern 42 ergibt sich beiderseits der instabilen Mittellage der Schaltbrücke ein steiler, nicht-linearer Anstieg der in Richtung der Schaltstosselachse wirkenden Kräfte, so daß ein ausreichender Kontaktdruck praktisch bis zum Abheben der
Schaltbrücke von den Festkontaktstücken gewährleistet ist.

Hit dem erfindungsgemäßen Schnappschalter lassen sich auch
höhere Ströme als mit dem eingangs geschilderten, bekannten Schalter bewältigen, und zwar wegen der Auflösung jeder der Blattfedern in zwei Federbögen 56 _r so daß die Blattfedern
mehr Wärme an die Umgebung abgeben können.

Wie besonders deutlich die Fig.7 erkennen läßt, besitzt die aus den beweglichen Bauteilen bestehende Baugruppe außer den beiden waagerechten Schneideniagerüngen 32 und 46 keinerlei weitere Lagerpunkte, und da die Biegezonen der Blattfedern
ebenfalls wie waagerechte Lager wirken, besitzt die erfindungsgemäße Konstruktion ein außergewöhnlich stabiles Sprungverhalten mit einem eindeutig definierten Umsprungpunkt.

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Claims

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Patentansprüche :

1. J Elektrischer Schnappschalter mit ortsfesten Kontakten

und einer Gegenkontakte tragenden Schaltbrücke, die zwei entgegengesetzt ausgebogene, galvanisch voneinander getrennte, mit den Gegenkontakten elektrisch leitend verbundene Blattfedern aufweist, zwischen deren Enden diese zusammenhaltende Isolierkörper angeordnet sind, und mit einem ungefähr im Zentrum der Schaltbrücke angeordneten, auf die Blattfederenden im Sinne einer Streckung der Blattfedern einwirkenden Schaltstössel, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfedern (38,40) zu beiden Seiten einer senkrecht zur Schaltstösselachse verlaufenden Ebene angeordnet und senkrecht zu dieser ausgebogen sind, daß mindestens die dem Betätigungsende (26) des Schaltstössels (24) zugekehrte Blattfeder (38) eine Ausnehmung (50) für den Durchtritt des Schaltstössels aufweist, und daß die Blattfederenden (52) an den Isolierkörpern (42) unbeweglich festgehalten sind.

2. Schnappschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Blattfedern (38,40) in der Draufsicht ungefähr rechteckig und mit einer ungefähr rechteckigen Ausnehmung (50) versehen sind.

3. Schnappschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander benachbarten Blattfederenden (52) zur Bildung von in Blattfederlängsrichtung offenen Höckern (54) entgegengesetzt ausgebogen sind, daß diese Hocker die Gegenkontakte (44) tragen, und daß die Isolierkörper (42) in die Hocker eingreifende sowie die einander benachbarten Blattfederenden (52) voneinander trennende Vorsprünge (64 bzw.58) besitzen.

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4. Schnappschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfederenden zur Bildung von im Querschnitt umgekehrt U-förmigen Höckern mehrfach rechtwinklig abgeknickt sind.

5. Schnappschalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (42) die einander zugekehrten Seiten der Hocker (5 4) hintergreifende Widerlager (50) bilden.

6. Schnappschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (42) Kanten und insbesondere Schneiden (60¹) zur Festlegung der wirksamen Federlänge aufweisen.

7. Schnappschalter nach den Ansprüchen 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (42) die Blattfederenden (52) voneinander trennende Stege (58) sowie die Blattfedern übergreifende Nasen (60) auf v/eisen, we Ichletztere die die v/irksame Feder länge bestimmenden Kanten (60¹) und mit den Stegen (58) jeweils einen Schlitz (62) bilden, dessen Breite höchstens gleich oder geringfügig kleiner als die Blattfederdicke ist.

8. Schnappschalter nach den Ansprüchen 5 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nasen (60) die Widerlager bilden.

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9. Schnappschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (42) und der Schaltstössel (24) auf den einander zugekehrten Seiten mit Schneidenlagerungen (46,32) für zwischen dem Schaltstössel und den Isolierkörpern verlaufende Druckstege (48) aufweisen.

10. Schnappschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltbrücke (36) symmetrisch zu der zur Schaltstösselachse senkrechten Ebene sowie zu hierzu und zueinander senkrechten Ebenen durch die Schaltstösselachse aufgebaut ist.

11. Schnappschalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche 2-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (42) passend in die Ausnehmungen (50) der Blattfedern (38,40) eingreifen.

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