EP2556522A1 - Elektrischer schnappschalter - Google Patents

Elektrischer schnappschalter

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EP2556522A1
EP2556522A1 EP12702186A EP12702186A EP2556522A1 EP 2556522 A1 EP2556522 A1 EP 2556522A1 EP 12702186 A EP12702186 A EP 12702186A EP 12702186 A EP12702186 A EP 12702186A EP 2556522 A1 EP2556522 A1 EP 2556522A1
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contact
switch
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contact bridge
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Definitions

  • the contact bridge comprises two substantially mutually parallel contact carrier, which are spaced and connected via at least two electrically insulating spacers, wherein the spacers are arranged on both sides of the switch plunger and the slide ramps through the contact carrier protruding ends of the spacers are formed.
  • the manufacturing effort for the slide ramps is further reduced.
  • each contact of the contact pairs is spaced by a separate sliding ramp of the contact bridge.
  • the electric snap-action switch 1 illustrated in FIGS. 1 and 2 comprises a switch plunger 2, which is arranged centrally in a housing 3 and in two regions of the housing Housing 3 is mounted axially displaceable.
  • An upper and lower stop area 4 and 5 on the switch plunger 2 set the displacement of the switch plunger 2 fixed.
  • the switching plunger 2 is due to the spring force of a spring element 6 in an upper position, in which the upper abutment portion 4 rests on the housing 3, held.

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  • Push-Button Switches (AREA)
  • Slide Switches (AREA)
  • Mechanisms For Operating Contacts (AREA)
  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schnappschalter mit einer über ein Schaltstößel und eine bistabile Feder betätigbaren Kontaktbrücke, die in einer ersten Schaltstellung mit zumindest einem ersten Kontaktpaar und in einer zweiten Schaltstellung mit zumindest einem zweiten Kontaktpaar verbindbar ist, wobei die Federanordnung beidseitig des Schaltstössels zumindest einen Federarm aufweist, worüber ferner bei Bruch einer der Federarme die Kontaktbrücke quer zur Bewegungsrichtung des Schaltstössels bis hin zu einer Verschiebeendlage verschiebbar ist, wobei im Verschiebeweg der Kontaktbrücke eine Gleitrampe vorgesehen ist, die bei Bruch eines Federarmes mindestens einen Kontakt der Kontaktbrücke in der Verschiebeendlage von dem zugehörigen Kontakt des jeweiligen Kontaktpaares beabstandet.

Description

Elektrischer Schnappschalter
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schnappschalter mit einer über einen Schaltstößel und eine bistabile Federanordnung betätigbaren Kontaktbrücke, die in einer ersten Schaltstellung mit zumindest einem ersten Kontaktpaar und in einer zweiten Schaltstellung mit zumindest einem zweiten Kontaktpaar verbindbar ist, wobei die Federanordnung beidseitig des Schaltstößels jeweils mindestens einen Federarm aufweist, worüber ferner bei Bruch einer der Federarme die Kontaktbrücke quer zur Bewegungsrichtung des Schaltstößels bis hin zu einer Verschiebeendlage verschiebbar ist.
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche elektrische Schnappschalter bekannt, in denen voneinander getrennte Kontaktpaare jeweils in einer von zwei Schaltstellungen über eine Kontaktbrücke miteinander verbindbar sind. Die Lage der Kontaktbrücke wird dabei über eine Betätigungseinheit beeinflusst, die zumeist einen quer zu der Kontaktbrücke angeordneten und beweglichen Schaltstößel sowie eine durch diesen Schaltstößel bedienbare Federanordnung umfasst. Die Federanordnung ist weiterhin mit der Kontaktbrücke direkt verbunden. Verschiedene Federanordnungen sind hier bereits umgesetzt, wobei sich insbesondere eine bistabile Federanordnung mit zwei Federarmen als besonders geeignet herausgestellt hat. Denn durch eine passende Gestaltung und Anordnung der Federarme dieser bistabilen Federanordnungen ist ein kurzzeitiges Umschalten, bei Überschreiten eines bestimmten Umschaltpunktes, von einer ersten in eine zweite Schaltstellung realisierbar, wobei in der ersten Schaltstellung ein erstes Kontaktpaar und in der zweiten Schaltstellung ein zweites Kontaktpaar über die Kontaktbrücke miteinander verbunden ist.
Da es bei derartigen Schnappschaltern aufgrund thermischer Überbelastung der Kontaktbereiche zu einem unerwünschten Verschweißen der Kontaktbrücke mit den Kontakten der Kontaktpaare kommen kann, sind in einigen Anwendungsfällen weiterhin Hebelelemente für eine Zwangsöffnung vorgesehen. Diese Hebelelemente sind meist über den Schaltstößel schwenkbar sowie mit einem Ende an der Kontaktbrücke anlegbar und führen bei ausreichender Krafteinleitung am Schaltstößel zu einem Abdrücken der Kontaktbrücke von den Kontakten und somit zu einem zwanghaften Öffnen der Schaltstellung. Um eine der Schaltstellungen als Ruhestellung auszuführen, kann ein zusätzliches Federelement in dem Schnappschalter derart integriert sein, dass die Lage der Kontaktbrücke in dieser Ruhestellung durch die Kraftwirkung dieses Federelementes stabilisiert wird. Die oben aufgeführten, elektrischen Schnappschalter haben jedoch den Nachteil, dass bei Bruch eines Federarmes miteinander verbundene Kontaktpaare nicht sicher voneinander beabstandet werden können, um somit die jeweiligen Schaltstellungen zu vermeiden. Es sind daher elektrische Schnappschalter aus der Praxis bekannt, bei denen eine bestimmte Endlage der Kontaktbrücke bei einem Federbruch herbeigeführt werden soll, in der weder die Kontaktpaare der ersten noch der zweiten Schaltstellung miteinander verbunden sind.
So offenbart die DE 296 14 028 U1 einen elektrischen Schnappschalter, bei dem eine Kontaktbrücke bei Bruch eines Federarmes derart in eine, die erste und/oder zweite Schaltstellung vermeidende Endlage gebracht wird, dass die Kontaktbrücke quer zur Bewegungsrichtung des Schaltstößels verschoben und bei einem anschließenden Auftreffen auf einer Anschlagkante aufgrund des auf die Kontaktbrücke einwirkenden Moments verdreht wird. In dieser Endlage sind weder die erste noch die zweite Schaltstellung geschaltet. Dadurch ist es möglich, den Stromfluss bei Bruch eines Federarmes in der ersten und/oder zweiten Schaltstellung zu vermeiden und eine hohe Öffnungssicherheit zu erreichen.
Ein Nachteil des in der DE 296 14 028 U1 aufgezeigten Weges ist jedoch, dass das bei Bruch eines Federarmes an der Kontaktbrücke anliegende Moment relativ gering ist. Bei zusätzlich von außen auf den Schnappschalter einwirkenden, den Schnappschalter beschleunigenden Kräften reicht das Moment für eine dauerhafte Öffnung der Schaltstellungen nicht aus. Besonders bei auftretenden dynamischen Bewegungen kann es daher zu einem unerwünschten Verschieben und/oder Verdrehen der Kontaktbrücke kommen und somit eine der Schaltstellungen ungewollt herbeigeführt werden.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrischen Schnappschalter derart zu gestalten, dass eine erste und/oder eine zweite Schaltstellung vermeidende Zwangsöffnung auch bei dynamischen Bewegungen des Schnappschalters gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im Verschiebeweg der Kontaktbrücke eine Gleitrampe vorgesehen ist, die bei Bruch eines Federarmes mindestens einen Kontakt der Kontaktbrücke in der Verschiebeendlage von dem zugehörigen Kontakt des jeweiligen Kontaktpaares beabstandet. Auf diese Weise ist es möglich, dass unmittelbar nach Bruch eines Federarmes und dem daraus resultierenden Verschieben der Kontaktbrücke sowohl die erste als auch die zweite Schaltstellung des Schnappschalters vermieden wird. Bei dem Abgleiten auf der im Verschiebeweg der Kontaktbrücke angeordneten Gleitrampe wird die Kontaktbrücke von dem Kontaktpaar der ersten und/oder zweiten Schaltstellung beabstandet. Zudem wirkt der unbeschädigte Federarm derart auf die Kontaktbrücke ein, dass eine Zwangsöffnung des Schnappschalters auch bei von außen auf den Schnappschalter einwirkenden , insbesondere dynamischen Kräften gewährleistet ist.
Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend erläutert.
Von Vorteil ist es weiterhin, dass die Gleitrampen an der Kontaktbrücke beidseitig des Schaltstößels angeordnet sind. Durch die Anordnung der Gleitrampen an der Kontaktbrücke ist eine einfache Gestaltung der Gleitrampen umsetzbar. Zudem wird durch eine beidseitige Verteilung der Gleitrampen zum Schaltstößel gewährleistet, dass die Kontaktbrücke unabhängig von der quer zum Schaltstößel gerichteten Verschieberichtung der Kontaktbrücke von den jeweiligen Kontaktpaaren beabstandet ist.
In einer weiteren Ausgestaltungsform ist es von Vorteil, dass die Kontaktbrücke zwei im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Kontaktträger umfasst, die über zumindest zwei elektrisch isolierende Distanzstücke beabstandet und verbunden sind, wobei die Distanzstücke auf beiden Seiten des Schaltstößels angeordnet sind und die Gleitrampen durch über die Kontaktträger hinausragende Enden der Distanzstücke gebildet sind. Bei einer derartigen Gestaltung der Gleitrampen wird der Herstellaufwand für die Gleitrampen weiter verringert. Außerdem ist jeder Kontakt der Kontaktpaare durch eine separate Gleitrampe von der Kontaktbrücke beabstandbar.
Positiv ist es, wenn die Gleitrampen aus elektrisch isolierendem Material bestehen, da somit ein unerwünschter Stromübergang zwischen den Kontaktpaaren der verschiedenen Schaltstellungen vermieden wird.
Sind die Gleitrampen im Wesentlichen keilförmig ausgestaltet, wird der Abstand zwischen der Kontaktbrücke und dem jeweiligen Kontaktpaar bei einem Verschieben der Kontaktbrücke quer zur Bewegungsrichtung des Schaltstößels mit zunehmenden Verschiebeweg konstant verändert. Dadurch sind ruckartige Bewegungen der Kontaktbrücke während des Verschiebens vermeidbar und eine gleichmäßige Führung der Kontaktbrücke in die Verschiebeendlage gewährleistet.
Vorteilhafterweise sind die Kontakte der Kontaktpaare mit einer der jeweiligen Gleitrampe zugewandten Auflaufschräge ausführbar. Demnach wird die Gefahr eines Verkeilens der Kontaktbrücke oder des dieser Kontaktbrücke zugeordneten Gleitrampe mit dem jeweiligen Kontakt des Kontaktpaares minimiert.
Wenn die Auflaufschrägen weiterhin gekrümmt verlaufen, kann die Auflauf schräge auf einfache Weise in Folge einer Biegebearbeitung des jeweiligen Kontaktes umgesetzt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist es denkbar, dass die Kontakte der Kontaktpaare mit je zwei im Wesentlichen v-förmig aufeinander zulaufenden Kontaktflanken ausgeführt sind, wobei an die Kontaktflanken jeweils eine horizontale Auflagefläche anschließt, an welcher die entsprechende Gleitrampe in einer Verschiebeendlage flächig aufliegt. Durch diese flächige Auflage kann ein Verkippen der Kontaktbrücke unter dynamischem Einsatz des Schnappschalters vermieden werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles mithilfe von Figuren in einer Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schnappschalter in einer als Ruhestellung ausgeführten ersten Schaltstellung,
Fig. 2 den Schnappschalter aus Fig. 1 unmittelbar nach Bruch eines der Federarme und
Fig. 3 eine Detailansicht eines in der Ebene III-III von Fig. 2 geführten Schnittes.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen nur dem Verständnis der Er¬ findung. Die gleichen Elemente werden mit denselben Bezugszeichen versehen.
Der in den Figuren 1 und 2 dargestellte elektrische Schnappschalter 1 umfasst einen Schaltstößel 2, der mittig in einem Gehäuse 3 angeordnet ist und in zwei Bereichen des Gehäuses 3 axial verschiebbar gelagert ist. Ein oberer und unterer Anschlagbereich 4 und 5 am Schaltstößel 2 legen dabei den Verschiebeweg des Schaltstößels 2 fest. In der in Fig. 1 dargestellten Ruhestellung ist der Schaltstößel 2 aufgrund der Federkraft eines Federelementes 6 in eine obere Stellung, in der der obere Anschlagbereich 4 am Gehäuse 3 anliegt, gehalten.
Etwa in der Mitte des Schaltstößels 2 sind zwei sich gegenüberliegende Kerben am Schaltstößel 2 angebracht, wobei jede dieser Kerben zur Aufnahme eines der Enden zweier beidseitig des Schaltstößels 2 angeordneten Schnappfedern 7 dient. Die beiden Schnappfedern 7 sind als zwei im Wesentlichen omegaförmige Federarme ausgeführt und im Wesentlichen symmetrisch zur Bewegungsrichtung des Schaltstößels 2 angeordnet.
Die anderen Enden der Schnappfedern 7 stützen sich wiederum jeweils in einer Kerbe eines Distanzstückes 8 ab. Die beiden, ebenfalls beidseitig des Schaltstößels 2 angeordneten Distanzstücke 8 bilden zusammen mit zwei Kontaktträgern 9 eine Kontaktbrücke 10. Neben dem Verbinden der Kontaktbrücke 10 mit den Schnappfedern 7, dienen die Distanzstücke 8 zur Aufnahme der beiden, im Wesentlichen parallel zueinander verlaufenden Kontaktträger 9. Die jeweiligen über die Kontaktträger 9 hinausragenden Enden der Distanzstücke 8 sind jeweils als Gleitrampen 11 ausgebildet, wobei die Gleitrampen 11 eine im Wesentlichen keilförmig verlaufende Flanke und einen im Wesentlichen horizontal verlaufenden Auflagebereich umfasst.
In der in Fig. 1 dargestellten Ruhestellung des Schnappschalters 1 ist die Kontaktbrücke 10 über einen Kontaktträger 9 mit einem ersten Kontaktpaar 12 verbunden. Der andere Kontaktträger 9 ist zugleich von einem zweiten Kontaktpaar 13 beabstandet. Im Kontaktbereich zwischen den Kontaktträgern und den jeweiligen Kontaktpaaren 12 und 13 sind zudem an die Kontaktträger 9 einzelne Kontaktelemente 14 angeordnet. Die Kontakte des ersten Kontaktpaares 12 sind darüber hinaus teilweise gebogen, wodurch in diesen Bereichen eine gekrümmte Auflaufschräge dargestellt ist. Wie weiterhin aus Fig. 3 ersichtlich ist, umfasst der jeweilige Kontakt der Kontaktpaare 12 und 13 zwei im Wesentlichen v- förmig aufeinander zulaufende Kontaktflanken 15, die in einen separaten, horizontalen Auflagebereich 16 übergehen. Im Weiteren sind am Gehäuse 3, den Stirnflächen der Kontaktträger 9 gegenüberliegende Verschiebebegrenzungen 17 vorgesehen, die den quer zur Bewegungsrichtung des Schaltstößels 2 verlaufenden Verschiebeweg der Kontaktbrücke 10 begrenzen.
Funktionsgemäß ist die die Schnappfedern 7 umfassende Federanordnung so ausgerichtet, dass bei einem Verschieben des Schaltstößels 2 quer zur Kontaktbrücke 10 ein Umschnappen der Kontaktbrücke 10 bei Überschreiten eines Umschnapppunktes erfolgt. Für ein Schalten der zweiten Schaltstellung wird der Schaltstößel 2 durch eine Betätigungskraft entgegen der Federkraft des Federelementes 6 bewegt, während sich gleichzeitig die Lage der Schnappfedern 7 verändert. Bei Erreichen des durch die Konstruktion der Schnappfedern 7 vorgegebenen Umschnapppunktes, schnappt die Kontaktbrücke 10 in eine zweite Schaltstellung um, wobei in dieser zweiten Schaltstellung ein zweites Kontaktpaar 13 über einen Kontaktträger 9 verbunden ist und wobei der andere Kontaktträger 9 von dem ersten Kontaktpaar 12 beabstandet ist. Wird die von außen auf den Schaltstößel 2 aufgebrachte Betätigungskraft im Anschluss unterbrochen, wird der Schaltstößel 2 aufgrund der Kraftwirkung der Schnappfedern 7 erneut nach oben verschoben, wodurch schließlich die Kontaktbrücke 10 zurück in die erste Schaltstellung umschnappt.
Fig. 2 verdeutlicht weiterhin das Verhalten des erfindungsgemäßen, elektrischen Schnappschalters 1 unmittelbar nach Bruch einer der Schnappfedern 7. Die Kontaktbrücke 10 wird hierbei nach Bruch einer Schnappfeder 7 quer zur Bewegungsrichtung des Schaltstößels 2 verschoben bis die Gleitrampen 1 1 gemäß der Fig. 2 zumindest an einem Kontakt eines Kontaktpaares 12 oder 13 in einer Verschiebeendlage zur Anlage kommt. Während die gebrochene Schnappfeder 7 unmittelbar nach Bruch keinerlei Kraft mehr auf die Kontaktbrücke 10 ausüben kann, entspannt sich die unbeschädigte Schnappfeder 7 und verschiebt somit aufgrund des sich ändernden Kräftegleichgewichts die Kontaktbrücke 10 quer zur Bewegungsrichtung des Schaltstößels 2. Während des Verschiebens der Kontaktbrücke kommt es bei Auftreffen der Gleitrampe 1 1 auf einem Kontakt eines Kontaktpaares 12 oder 13 zu einem Abgleiten der im Wesentlichen keilförmig angeordneten Flanke der Gleitrampe 1 1 und somit zu einem Anheben der Kontaktbrücke 10 von dem jeweiligen Kontakt des Kontaktpaares 12 oder 13. Durch das Auftreffen an der gebogenen Auflaufschräge des Kontaktes des Kontaktpaares 12 oder 13 ist die Gefahr eines Verkan- tens zwischen der Gleitrampe und dem Kontakt weiter minimiert. In der Verschiebeendlage liegt schließlich die Gleitrampe 1 1 mit einem im Wesentlichen horizontal verlaufenden Auflagebereich flächig an der horizontalen Auflagefläche 16 des Kontaktes eines Kontaktpaares 12 oder 13 an. Der Verschiebeweg wird hierbei im Wesentlichen durch die Federeigenschaften der jeweilig unbeschädigten Schnappfeder 7 beeinflusst. Für eine weitere Begrenzung des Verschiebeweges der Kontaktbrücke 10 ist weiterhin eine Verschiebebegrenzung 17 an dem Gehäuse 3 vorgesehen, an der die Stirnflächen der Kontaktträger 9 bei einem weiteren Verschieben der Kontaktbrücke 10 zur Anlage kommen. In einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, die Stirnflächen der Kontaktträger 9 derart zu gestalten, dass dies in der bereits in der Verschiebeendlage an der jeweiligen Verschiebebegrenzung 17 anliegen.
Die Detailansicht der Fig. 3 veranschaulicht die flächige Auflage der Gleitrampe 1 1 an dem Kontakt des ersten Kontaktpaares 12. Der Kontakt weist hierbei zwei, im Wesentlichen v-förmig aufeinander zulaufende Kontaktflanken 15 sowie zwei an diese Kontaktflanken 15 angrenzende, horizontalen Auflageflächen 16 auf, die in der dargestellten Verschiebeendlage flächig an dem horizontalen Auflagebereich der Gleitrampe 11 anliegen.

Claims

Ansprüche
1. Elektrischer Schnappschalter (1) mit einer über einen Schaltstößel (2) und eine bistabile Federanordnung betätigbaren Kontaktbrücke (10), die in einer ersten Schaltstellung mit zumindest einem ersten Kontaktpaar (12) und in einer zweiten Schaltstellung mit zumindest einem zweiten Kontaktpaar (13) verbindbar ist, wobei die Federanordnung beidseitig des Schaltstößels (2) jeweils mindestens einen Federarm aufweist, worüber ferner bei Bruch einer der Federarme die Kontaktbrücke (10) quer zur Bewegungsrichtung des Schaltstößels (2) bis hin zu einer Verschiebeendlage verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Verschiebeweg der Kontaktbrücke (10) eine Gleitrampe (11) vorgesehen ist, die bei Bruch eines Federarmes mindestens einen Kontakt der Kontaktbrücke (10) in der Verschiebeendlage von dem zugehörigen Kontakt des jeweiligen Kontaktpaares (12, 13) beabstandet.
2. Elektrischer Schnappschalter (1) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitrampen (11) an der Kontaktbrücke (10) beidseitig des Schaltstößels (2) angeordnet sind.
3. Elektrischer Schnappschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbrücke (10) zwei im Wesentlichen parallel zueinander verlaufende Kontaktträger (9) umfasst, die über zumindest zwei elektrisch isolierende Distanzstücke (8) beabstandet und verbunden sind, wobei die Distanzstücke (8) auf beiden Seiten des Schaltstößels (2) angeordnet sind und die Gleitrampen (1 1 ) durch über die Kontaktträger (9) hinausragende Enden der Distanzstücke (8) gebildet sind.
4. Elektrischer Schnappschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitrampen (11) aus elektrisch isolierendem Material bestehen.
5. Elektrischer Schnappschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleitrampen (11) im Wesentlichen keilförmig ausgestaltet sind.
6. Elektrischer Schnappschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte der Kontaktpaare (12 und 13) mit einer der jeweiligen Gleitrampe (11) zugewandten Auflaufschräge ausführbar sind.
7. Elektrischer Schnappschalter (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflaufschrägen gekrümmt verlaufen.
8. Elektrischer Schnappschalter (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontakte der Kontaktpaare (12 und 13) mit je zwei im Wesentlichen v-förmig aufeinander zulaufenden Kontaktflanken (15) ausgeführt sind, wobei an die Kontaktflanken (15) jeweils eine horizontale Auflagefläche anschließt, an welcher die entsprechende Gleitrampe ( 1) in einer Verschiebeendlage flächig aufliegt.
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