DE3545670A1 - SWITCH WITH SWITCHING - Google Patents

SWITCH WITH SWITCHING

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DE3545670A1
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Edwin Carnetzki
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Continental Teves AG and Co oHG
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Alfred Teves GmbH
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    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/26—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members
    • H01H13/28—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members using compression or extension of coil springs

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  • Push-Button Switches (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalter mit schlagartiger Umschaltung gemäß des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.The present invention relates to a switch abrupt switchover according to the preamble of Claim 1.

Ein Sprungschalter ist z. B. aus der älteren Patentanmeldung P 35 32 055.9 der Anmelderin bekannt. Bei diesem Schalter erfolgt der sprungartige Umschaltvorgang durch relative Bewegung eines Betätigungsorgans gegenüber einem Schaltarm, mit dem das Betätigungsorgan mittels eines Schnappschaltmechanismus verbunden ist. Während das Betätigungsorgan durch eine Betätigungsstange sowie ein darauf aufgeschraubtes Schiebeelement gebildet ist, besteht der Schnappschaltmechanismus aus einer Zugfeder, deren ein Ende am Schaltarm und deren anderes Ende am Schiebeelement befestigt sind.A snap switch is e.g. B. from the earlier patent application P 35 32 055.9 known to the applicant. With this Switch switches through the jump relative movement of an actuator towards one Switch arm with which the actuator by means of a Snap switch mechanism is connected. While the actuator by an operating rod and one on it screwed sliding element is formed, there is Snap-action mechanism from a tension spring, the one End on the switching arm and the other end on the sliding element are attached.

Weniger vorteilhaft anzusehen ist bei diesem bekannten Schalter dessen ziemlich komplizierter Aufbau und die daraus resultierende verhältnismäßig hohe Anzahl der Einzelteile.It is less advantageous to look at this known one Switch its rather complicated construction and that resulting relatively high number of Individual parts.

Ein weiterer Nachteil derartiger Schalter besteht darin, daß deren Schaltverhalten nicht nur von dem vom Betätigungsorgan zurückgelegten Weg, sondern auch gewissermaßen von der zwischen einer an der Kontaktfläche des Schaltarmes angebrachten Leiterplatte und den zu verbindenden Kontakten vorhandenen Reibung abhängig ist. Dadurch wird die Einstellung der richtigen Schaltpunkte und somit auch die des Differenzweges des Schalters erschwert. Another disadvantage of such switches is that that their switching behavior is not only that of the actuator distance traveled, but also to a certain extent of which between one on the contact surface of the switching arm attached circuit board and the to be connected Contact existing friction is dependent. This will the setting of the correct switching points and thus also that of the differential path of the switch difficult.  

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schalter der eingangs genannten Gattung anzugeben, bei dem die oben angeführten Nachteile vermieden werden. Dabei soll der Schalter baulich einfach und in Serienherstellung leicht herstellbar sein, einfach justiert oder verstellt werden können und aus kostengünstig herstellbaren Bauteilen bestehen. Außerdem soll die Anzahl der erforderlichen Einzelteile reduziert werden.It is therefore an object of the present invention to Specify switches of the type mentioned, at which the disadvantages mentioned above are avoided. Here the switch should be structurally simple and in series production be easy to manufacture, simply adjust or adjust can be and from inexpensive to manufacture components consist. In addition, the number of required Items are reduced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.This object is achieved by the claim 1 characteristic features solved.

Der erfindungsgemäße Schalter erreicht bei einer einfachen und zuverlässigen Konstruktion ein mit Hysterese behaftetes Schaltverhalten. Das bedeutet, daß in einer ersten relativen Lage des Betätigungsgliedes gegenüber dem Schwenkarm, die dem vom Betätigungsglied zurückgelegten Weg entspricht, der Schalter umschaltet, während er bei einer nachfolgenden Bewegung des Betätigungsgliedes in der Gegenrichtung nicht etwa beim Durchlaufen dieser ersten Lage bereits wieder zurückschaltet, sondern vielmehr erst beim Durchlaufen einer zweiten Lage zurückgeschaltet wird.The switch according to the invention is achieved with a simple and reliable construction with hysteresis Switching behavior. That means that in one first relative position of the actuator relative to the Swivel arm that is covered by the actuator Corresponds way, the switch toggles while at a subsequent movement of the actuator in the Not in the opposite direction when going through this first Location already switches back again, but rather only is switched back when passing through a second layer.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gegenstandes ist die Anordnung des Betätigungsgliedes und der Zugfeder derart getroffen, daß die Rückstellbewegung des Schwenkarmes beim Aussetzen der Betätigungskraft durch eine aus der elastischen Deformation der Zugfeder bei der Betätigung durch das Betätigungsglied resultierende Kraftkomponente bewirkt wird. Diese Maßnahme ermöglicht eine erhebliche Reduzierung der Anzahl der Einzelteile, da sowohl die bei dem bekannten Schalter erforderliche Rückstellfeder entfällt, als auch das Betätigungsglied wesentlich einfacher gestaltet werden kann.In an advantageous development of the invention The object is the arrangement of the actuator and the tension spring hit such that the return movement of the swivel arm when the actuating force is suspended by one from the elastic deformation the tension spring when actuated by the actuator resulting force component is effected. This measure  enables a significant reduction in the number of Individual parts, since both those in the known switch required return spring is omitted, as well Actuator can be made much easier can.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, daß die Kontaktplatte von einer Blattfeder getragen wird, deren elastische Vorspannung eine gleichbleibende Kontaktkraft aufbringt. Der Schwenkarm ist dabei an seinem der Kontaktanordnung zugewandten Ende mit einer ebenen Fläche sowie einer daran anschließenden gewölbten Fläche versehen, die in der Betriebsstellung des Schalters in linienförmiger Berührung mit der Blattfeder steht. Durch diese besondere Gestaltung wird erreicht, daß ein Umschaltvorgang weitgehend reibungslos erfolgt.Another preferred embodiment provides that the Contact plate is supported by a leaf spring, the elastic preload a constant contact force applies. The swivel arm is on its the contact arrangement facing end with a flat surface as well an adjoining curved surface, the in the operating position of the switch in a line Is in contact with the leaf spring. Through this special Design is achieved that a switching process largely done smoothly.

Ein besonders vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß das der Kontaktanordnung abgewandte Ende des Schwenkarmes mit einer an einem gehäusefesten Träger vorgesehenen Ausnehmung ein Schneidenlager bildet. Durch diese Maßnahme wird insbesondere die Montage des erfindungsgemäßen Schalters vereinfacht.A particularly advantageous embodiment provides that the end of the swivel arm facing away from the contact arrangement with a recess provided on a carrier fixed to the housing forms a cutting edge bearing. By this measure is particularly the assembly of the invention Switch simplified.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht schließlich darin, daß ein von außen verstellbarer Anschlag für den Schwenkarm vorgesehen ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders einfache Möglichkeit der Einstellung und Justierung des gewünschten Differenzweges. Finally, another feature of the invention exists in that an externally adjustable stop for the Swivel arm is provided. This results in a particularly easy possibility of setting and Adjustment of the desired differential path.  

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutern.Further features and advantages of the invention result from the following description in connection with the accompanying drawings the invention using an exemplary embodiment explain in more detail.

Im einzelnen zeigt:In detail shows:

Fig. 1 einen Schnitt des Schalters nach der Erfindung, in der der Schalter sich in seiner Schaltstellung "EIN" befindet; Figure 1 is a section of the switch according to the invention, in which the switch is in its switch position "ON".

Fig. 2 den Schalter in seiner Schaltstellung "AUS", Fig. 2 shows the switch in its switch position "OFF"

Fig. 3 die Draufsicht der Anordnung des Kontaktpaares mit der Kontaktplatte; Fig. 3 is a plan view of the arrangement of the contact pair with the contact plate;

Fig. 4 eine graphische Darstellung des mit Hysterese behafteten Schaltverhaltens des Schalters. Fig. 4 is a graphical representation of the switching behavior of the switch, which is subject to hysteresis.

Der in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigte Schalter besteht aus einem Gehäuse 1, in dem eine Kontaktanordnung 2, 10, ein Schwenkarm 3 sowie ein Schnappschaltmechanismus angeordnet sind, der im dargestellten Beispiel durch eine Zugfeder 4 gebildet ist. Die Zugfeder 4 ist mit ihrem einen Ende auf einer geeigneten Verbindung 18 zum Schwenkarm 3 angehängt, die sich in der Nähe seines der Kontaktanordnung 2, 10 zugewandten Endes befindet. The switch shown in FIGS. 1, 2 and 3 consists of a housing 1 , in which a contact arrangement 2, 10 , a swivel arm 3 and a snap-action mechanism are arranged, which is formed by a tension spring 4 in the example shown. The tension spring 4 is attached at one end to a suitable connection 18 to the swivel arm 3 , which is located in the vicinity of its end facing the contact arrangement 2, 10 .

Mit der Zugfeder 4 wirkt ein in einer Führung 30 der in der Darstellung rechten Gehäusewand gleitend geführtes Betätigungsglied 5 zusammen, das mit einer von außen wirkenden Kraft, beaufschlagbar ist.With the tension spring 4, an actuator 5 , which is guided in a slide 30 of the housing wall on the right in the illustration, interacts and can be acted upon by an external force.

Der Schwenkarm 3, dessen ein Ende mit einer an einem gehäusefesten Träger 7 vorgesehenen Ausnehmung 8 ein Schneidenlager 17 bildet, trägt an seinem anderen Ende eine ebene Fläche 14, an die eine gewölbte Fläche 12 anschließt. Zur Begrenzung der Schwenkbewegung des Schwenkarmes 3 dient einerseits ein fester Anschlag 15, der z. B. einstückig mit einer Gehäusewand ausgebildet sein kann und andererseits ein verstellbarer Anschlag 16, der durch eine in eine Gewindebohrung in der gegenüberliegenden Gehäusewand eingeschraubte Einstellschraube gebildet ist. Bei Betätigung des Schalters bewegt sich das Betätigungsglied 5 entlang der Führung 30 im Gehäuse 1, wobei auf seiner Achse zwei für die Funktion des Schalters wichtige Schaltpunkt X 1, X 2, liegen, deren Bedeutung weiter unten näher erläutert wird. Die Kontaktanordnung 2, 10 besteht dabei aus einem durch zwei Anschlußfahnen 20, 21 gebildeten Kontaktpaar 2 sowie aus einer Koantaktplatte 10, die ihrerseits von einer vorgespannten Bügelfeder 11 getragen wird.The swivel arm 3 , one end of which forms a cutting edge bearing 17 with a recess 8 provided on a support 7 fixed to the housing, has a flat surface 14 at its other end, to which a curved surface 12 adjoins. To limit the pivoting movement of the swivel arm 3 , on the one hand, a fixed stop 15 is used , the z. B. can be formed in one piece with a housing wall and on the other hand an adjustable stop 16 which is formed by an adjusting screw screwed into a threaded bore in the opposite housing wall. When the switch is actuated, the actuating element 5 moves along the guide 30 in the housing 1 , two switching points X 1 , X 2 , which are important for the function of the switch, lying on its axis, the meaning of which is explained in more detail below. The contact arrangement 2, 10 consists of a pair of contacts 2 formed by two connecting lugs 20, 21 and a contact plate 10 , which in turn is supported by a prestressed bow spring 11 .

Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Schalters wird nachfolgend im Zusammenhang mit der Fig. 4 erläutert, die sein mit Hysterese behaftetes Schaltverhalten anhand der diagrammatischen Darstellung der Abhängigkeit der Kontaktkraft F K von dem vom Betätigungsglied 5 zurückgelegten Weg S B zeigt. The operation of the switch according to the invention is explained below in connection with FIG. 4, which shows its switching behavior, which is subject to hysteresis, on the basis of the diagrammatic representation of the dependence of the contact force F K on the path S B traveled by the actuator 5 .

Es wird dabei von der Ruhelage des Systems ausgegangen, die in Fig. 1 dargestellt ist. Der Schwenkarm 3 befindet sich in seiner ersten Endlage, die der Stellung "EIN" des Schalter entspricht.It is assumed that the system is at rest, which is shown in FIG. 1. The swivel arm 3 is in its first end position, which corresponds to the "ON" position of the switch.

Die Kontaktplatte 10 stellt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den Anschlußfahnen 20, 21 her und der Schwenkarm 3 wird am festen Anschlag 15 durch Wirkung einer Haltekraft gehalten, deren Größe der der in dieser Richtung wirkenden Komponente der Federkraft der vorgespannten Zugfeder 4 entspricht. Wird am Betätigungsglied 5 dessen Vorschubbewegung nach links entlang der Führung 30 eingeleitet, so verringert sich der zwischen der Mittelachse der Zugfeder 4 und der Mittelachse des Schwenkarmes 3 eingeschlossene Winkel, bis in dem Augenblick, in dem die Mittelachse der Zugfeder 4 mit der des Schwenkarmes 3 zusammenfällt (erster Schaltpunkt X 1), während der Schwenkarm 3 schlagartig seine Stellung ändert und zur Anlage am verstellbaren Anschlag 16 kommt.The contact plate 10 establishes an electrically conductive connection between the connecting lugs 20, 21 and the swivel arm 3 is held on the fixed stop 15 by the action of a holding force, the size of which corresponds to the component of the spring force of the prestressed tension spring 4 acting in this direction. If the feed movement to the left along the guide 30 is initiated on the actuating member 5, the angle enclosed between the central axis of the tension spring 4 and the center axis of the swivel arm 3 is reduced until the moment when the center axis of the tension spring 4 coincides with that of the swivel arm 3 coincides (first switching point X 1 ), while the swivel arm 3 suddenly changes its position and comes to rest on the adjustable stop 16 .

Durch Zusammenwirken der ebenen Fläche 14 und der gewölbten Fläche 12 des Schwenkarmes 3 mit der die Kontaktplatte 10 tragenden Bügelfeder 11 erfolgt deren Abheben nach oben, wodurch die elektrisch leitende Verbindung der Anschlußfahnen 20, 21 unterbrochen wird. Da bei diesem Umschaltvorgang keine Reibung zwischen dem Schwenkarm 3 und der mit ihm zusammenwirkenden Bügelfeder 11 auftritt, liegt der erste Schaltpunkt X 1 im Schnittpunkt der Mittelachse des Schwenkarmes 3 mit der Längsachse des Betätigungsgliedes 5. By cooperation of the flat surface 14 and the curved surface 12 of the swivel arm 3 with the bow spring 11 carrying the contact plate 10 , their lifting takes place upwards, whereby the electrically conductive connection of the connecting lugs 20, 21 is interrupted. Since there is no friction between the swivel arm 3 and the bow spring 11 interacting with it during this switching process, the first switching point X 1 lies at the intersection of the central axis of the swivel arm 3 with the longitudinal axis of the actuating element 5 .

Durch die plötzlich aufgetretende Trennung der Kontaktplatte 10 vom Kontaktpaar 2 ändert sich auch die Kontaktkraft F K auf ihren minimalen Wert F Kmin = 0 (Abschnitt 1 -2 -3 - X 1 in Fig. 4). Der Schwenkarm 3 stützt sich nun am verstellbaren Anschlag 16 ab, dessen Lage die zweite Endlage (Stellung "AUS") des Schalters bestimmt, die in Fig. 2 dargestellt ist.As a result of the sudden separation of the contact plate 10 from the contact pair 2 , the contact force F K also changes to its minimum value F Kmin = 0 (section 1 -2 -3 - X 1 in FIG. 4). The swivel arm 3 is now supported on the adjustable stop 16 , the position of which determines the second end position (position "OFF") of the switch, which is shown in FIG. 2.

Beim Aussetzen der auf das Betätigungsglied 5 von außen wirkenden Betätigungskraft erfolgt das Umschalten analog durch die Wirkung einer Kraftkomponente, die sich aus der elastischen Deformation der Zugfeder 4 bei der Betätigung durch das Betätigungsglied 5 ergibt. Der Schwenkarm 3 erreicht seine ursprüngliche erste Endlage wieder in dem Zeitpunkt, in dem die Mittelachse der Zugfeder 4 die Längsachse des Betätigungsglieds 5 im zweiten Schaltpunkt X 2 schneidet. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist, fällt in diesem Falle der zweite Schaltpunkt X 2 mit dem Schnittpunkt B der Mittelachse des Schwenkarmes 3 mit der Längsachse des Betätigungsgliedes 5 nicht zusammen, sondern ist um einen kleinen Betrag nach rechts versetzt. Diese versetzte Lage des zweiten Schaltpunkte X 2 ist durch die zwischen der gewölbten Fläche 12 und der Bügelfeder 11 vorhandene Reibung bedingt.When the actuating force acting on the actuating element 5 from outside is switched over, the switching takes place analogously through the action of a force component which results from the elastic deformation of the tension spring 4 when actuated by the actuating element 5 . The swivel arm 3 reaches its original first end position again at the point in time at which the central axis of the tension spring 4 intersects the longitudinal axis of the actuating element 5 in the second switching point X 2 . As can be seen from FIG. 2, in this case the second switching point X 2 does not coincide with the intersection B of the central axis of the swivel arm 3 with the longitudinal axis of the actuating member 5 , but is offset to the right by a small amount. This offset position of the second switching point X 2 is due to the friction existing between the curved surface 12 and the bow spring 11 .

Die Verwendung des verstellbaren Anschlags 16 ermöglicht Änderungen der Schalthysterese des Schalters, die dem Differenzweg, d. h. dem Abstand der Schaltpunkte X 1, X 2 entspricht. Mit forschreitendem Hineindrehen der Einstellschraube ins Innere des Gehäuses 1 ändert sich die Lage des zweiten Schaltpunktes X 2, der sich dem ersten Schaltpunkt X 1 nähert und dadurch den Differenzweg verringert.The use of the adjustable stop 16 enables changes in the switching hysteresis of the switch, which corresponds to the difference path, ie the distance between the switching points X 1 , X 2 . As the adjusting screw is progressively screwed into the interior of the housing 1 , the position of the second switching point X 2 changes , which approaches the first switching point X 1 and thereby reduces the differential travel.

Claims (6)

1. Schalter mit schlagartiger Umschaltung, mit einem Kontaktpaar und einer zwischen den Kontakten des Kontaktpaares eine stromführende Verbindung herstellenden Kontaktplatte, die mittels eines Schwenkarmes außer Eingriff mit den Kontakten bringbar ist, wobei der Schwenkarm über einen Schnappschaltmechanismus mit einem im Gehäuse geführten Betätigungsglied in Verbindung steht, das aufgrund der Änderung seiner geometrischen Lage gegenüber dem Schwenkarm die schlagartige Umschaltung des Schalters bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnappschaltmechanismus durch eine Zugfeder (4) gebildet ist, die zwischen dem Schwenkarm (3) und einem gehäusefesten Teil (19) befestigt ist.1. Switch with abrupt switchover, with a contact pair and a current-carrying connection between the contacts of the contact pair, which produces a current-carrying connection, which can be disengaged from the contacts by means of a swivel arm, the swivel arm being connected via a snap-action mechanism to an actuator guided in the housing which, due to the change in its geometric position relative to the swivel arm, causes the switch to be switched suddenly, characterized in that the snap-action mechanism is formed by a tension spring ( 4 ) which is fastened between the swivel arm ( 3 ) and a part ( 19 ) fixed to the housing. 2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung des Betätigungsgliedes (5) und der Zugfeder (4) derart getroffen ist, daß die Rückstellbewegung des Schwenkarmes (3) beim Aussetzen der Betätigungskraft durch eine aus der elatischen Deformation der Zugfeder (4) bei der Betätigung durch das Betätigungsglied (5) resultierende Kraftkomponente bewirkt wird.2. Switch according to claim 1, characterized in that the arrangement of the actuating member ( 5 ) and the tension spring ( 4 ) is made such that the return movement of the swivel arm ( 3 ) upon exposure to the actuating force by one of the elastic deformation of the tension spring ( 4th ) resulting in the actuation by the actuator ( 5 ) resulting force component. 3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktplatte (10) von einer Bügelfeder (11) getragen wird, deren elastische Vorspannung eine gleichbleibende Kontaktkraft (F K ) aufbringt. 3. Switch according to claim 1, characterized in that the contact plate ( 10 ) is carried by a bow spring ( 11 ), the elastic bias of which applies a constant contact force ( F K ). 4. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkarm (3) an seinem der Kontaktanordnung (2, 10) zugewandten Ende mit einer ebenen Fläche (14) sowie einer daran anschließenden gewölbten Fläche (12) versehen ist, die in der Betriebsstellung des Schalters in linienförmiger Berührung mit der Bügelfeder (11) steht.4. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the swivel arm ( 3 ) is provided at its end facing the contact arrangement ( 2, 10 ) with a flat surface ( 14 ) and an adjoining curved surface ( 12 ) which in the operating position of the switch is in linear contact with the bow spring ( 11 ). 5. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das der Kontaktanordnung (2, 10) abgewandte Ende des Schwenkarmes (3) mit einer an einem gehäusefesten Träger (7) vorgesehenen Ausnehmung (8) ein Schneidenlager (17) bildet.5. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that the contact arrangement ( 2, 10 ) facing away from the end of the swivel arm ( 3 ) with a recess ( 8 ) provided on a housing-fixed support ( 7 ) forms a cutting edge bearing ( 17 ). 6. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein von außen verstellbarer Anschlag (16) vorgesehen ist, der zur Einstellung des Differenzweges dient.6. Switch according to one of the preceding claims, characterized in that an externally adjustable stop ( 16 ) is provided which serves to set the differential path.
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