Kipporgan an Regelschaltern. Es sind Gebilde aus federndem Blech be kannt, welche an einem starren Körper der art eingespannt sind, dass sie unter dem Ein fluss der Einspannkräfte dauernd deformiert sind und welche unter dem Einfluss einer Än derung der llfaterialspannungen zufolge äusserer Kräfte Bewegungen ausführen. Sind die Einspannkräfte fest, und wirkt zusätzlich eine Steuerkraft auf ein solches Gebilde, so ist es geeignet, Schnappbewegungen auszuführen, welche in gewissen Punkten grösser sind als die Bewegung des Angriffspunktes der steuernden Kraft.
Wird ein derartiges Gebilde in einem solchen Punkt mit einem Kontakt versehen, so ist es geeignet, in Funktion der steuernden Kraft Schaltfunktionen auszuführen. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet solcher Gebilde aus federndem Blech, welche eine Schnapp bewegung ausführen, sind Kippschalter in Regelgeräten, insbesondere in Thermostaten. Der Nachteil solcher Gebilde, sowohl für eine kontinuierliche, wie auch für eine Schnapp bewegung, besteht darin, dass die Auslenkung in so hohem Masse von der Einspannung ab hängig ist, dass besondere Massnahmen für eine hinreichend exakte Einstellung der Einspan nung erforderlich sind, was eine serienmässige Verwendung bei der Fabrikation von Geräten und Schaltern erschwert.
Es sind weiter für Schnappbewegungen elastische Gebilde aus federndem Blech bekannt, welche in ihrer Längsriehtung mindestens zwei parallele, an den Enden in der Querrichtung durch Stege verbundene Streifen aufweisen und bei denen mindestens einer dieser Streifen mechanisch derart verkürzt, z. B. gefaltet ist, dass sich mindestens ein anderer dieser Streifen infolge der durch die Faltung bewirkten Material spannungen bogenförmig durchbiegt, und un abhängig von der Einspannung des Gebildes an einem Quersteg der gegenüberliegende Quer steg Schnappbewegungen ausführt, wenn auf den ausgebogenen Streifen eine Steuerkraft. wirkt.
Da jedoch der erreichbare Kontakthub\ praktisch ungefähr in der gleichen Grösse ist wie der Hub des Angriffspunktes der Steuer kraft, also keine wesentliche Hubvergrösserung erreichbar ist, sind die genannten elastischen Gebilde zur Ausübung von Steuerfunktionen im allgemeinen ungeeignet, und sie finden hauptsächlich Anwendung bei manuell betätig ten Schaltern.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kipporgan an Regelschaltern aus federndem Blech mit ein Viereck bildenden Seiten und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Blech infolge einer bleibenden Deformation durch innere Druckspannungen derart verspannt ist, dass sich gegenüberliegende Seiten windschief verwinden, wobei das Kipporgan längs einer Seite fest eingespannt ist,
die Steuerkraft nahe der -Einspannseite auf eine anstossende Seite wirkt und die Kippbewegung mindestens in der der Einspannseite und der Steuerseite gegenüberliegenden Eckzone ausgenützt ist. Ausführungsbeispiele der Erfindung wer den an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel im Aufriss, Fig. 2 den zugehörigen Seitenriss, Fig. 3 den zugehörigen Grundriss, Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel im Aufriss, Fig. 5 den zugehörigen Seitenriss, Fig. 6 den zugehörigen Grundriss, Fig. 7 ein drittes Ausfühi-Ltngsbeispiel im Aufriss, Fig. 8 den zugehörigen Seitenriss,
Fig. 9 den zugehörigen Grundriss.
Im Ausführungsbeispiel gemäss den Fig. 1 bis 3 ist aus einem ebenen Blech aus feder harter Bronze ein. vierseitiger, schiefwinkliger Rahmen ausgeschnitten, dessen Seite 11 als Einspannseite dient. Die Seiten 12, 13, 14 sind aussen je durch eine Längskante versteift. Zwischen diesen versteiften Seiten liegen die biegsamen Eckzonen 15, 16, 17, 18. Die Seite 12 ist an der Stelle 19 derart gequetscht, dass sie eine bleibende Deformation, und zwar eine Verlängerung erfahren hat. Die dadurch im Material entstandenen Druckspannungen be wirken eine windschiefe Verwindung von je zwei einander gegenüberliegenden Seiten.
In folge der Versteifung der Seiten durch Längs kanten erfahren diese dabei keine Durchbie- gung, und die Verwindung des Rahmens er folgt ausschliesslich in den Eckzonen. Wirkt an der Stelle 20 eine Steuerkraft in der Pfeil richtung, so schnappt der Rahmen aus der, ge zeichneten in die gegengleiche Lage. Zur Ausnützung dieser Schnappbewegung ist in der Eckzone 17 ein Kontaktniet 21 angeordnet.
Als Kipporgan eines Schalters ist die Seite 11 an einem starren Gehäuse 22 fest eingespannt, und der Kontaktniet 21 liegt in der Ruhelage an einem festen Kontakt 23 und in der Ar beitslage an einem festen Kontakt 24. Der Ab stand zwischen den Kontakten 23, 24 und der Hub des Kontaktnietes 21 sind in bekannter Weise so gewählt, dass in der Ruhelage die Kontakte 21, 23 mit genügend starkem Kon taktdruck aufeinanderliegen, und dass in der Arbeitslage die Kontakte 21, 24 sieh berühren, so dass beim Verschwinden der Steuerkraft im Angriffspunkt 20 der Rahmen unter dem Ein fluss des Einspannmomentes selbsttätig in die Ruhelage zurückschnappt.
Die Schnappbewe gung ist von der Art der Einspannung der Seite 11 des Rahmens unabhängig. So kann diese beispielsweise in Isolierpressstoff ver- presst sein, oder sie kann an einem Metallteil angeschraubt, angenietet oder angelötet sein. Es ist dabei belanglos, ob die Einspannung auf der ganzen Länge oder nur einem Teil derselben oder nur in einzelnen Punkten er folgt. Der Angriffspunkt 20 der Steuerkraft ist nicht ortsgebunden; sein Ort kann der Grösse der Steuerkraft und des Steuerhubes entsprechend gewählt werden.
Je näher sieh der Punkt 20 bei der Eckzone 15 befindet, um so grössere Steuerkraft ist bei kleinerem Steuerhub erforderlich. Je näher sich der Punkt 20 bei der Eekzone 18 befindet, um so kleinere Steuerkraft ist bei grösserem Steuer hub erforderlich. Die Eekzone 18 bildet den Grenzort für den Punkt 20. Liegt der An griffspunkt nahe der Eckzone 15, so führt die Eckzone 18 ebenfalls eine Schnappbewegung aus, jedoch mit kleinerem Hub als die Eckzone 17 mit dem Kontaktniet 21, weil die Eckzone 17 an der längeren Diagonale liegt.
Sollen beide Eckzonen 17 und 18 zur Ausübung von Steuerfunktionen gleichen Hub aufweisen, so müssen die beiden Diagonalen gleich gross ge macht werden, das heisst der Rahmen erhält die Form eines Trapezes oder eines Rechteckes.
In den Fig. 4 bis 6 ist ein Ausführungs beispiel eines Kipporgans illustriert, welches durch einen rechteckförmigen Rahmen gebil det ist. Die freien Seiten sind durch Längs kanten gegen Biegung versteift.. Die bleibende Deformation zur Bildung von Druckspannun- gen ist dadurch erreicht, dass der Rahmen an der Stelle 25 aufgeschnitten ist und ein Loch aufweist zur Aufnahme des Kontaktnietes 26, wobei der Durchmesser des Loches etwas klei ner ist als der Durchmesser des Nietschaftes, so dass beim Einsetzen des Nietes eine Sprei zung der Schenkel erfolgt. Die Steuerkraft wirkt auf den Punkt 27, und die beiden freien Eckzonen kippen mit gleichem Hub, sym metrisch zur eingespannten Seite.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kipporgans ist in den Fig. 7 bis 9 illustriert, bei welchen die der Einspannseite gegenüber liegende Seite eines rechteckigen Rahmens her ausgeschnitten und die freien Enden der bei den Schenkel durch Einsetzen eines Steges 28, welcher länger ist als die herausgeschnittene Seite, gespreizt werden, wodurch die bleibende Deformation erreicht ist. Zu diesem Zweck weisen die Schenkel je eine Kerbe 29 und 30 auf, in welche die Kerben an den Stirnseiten des Steges 28 verschachtelt sind.
Die Steuer kraft wirkt im Punkt 31, und die beiden En den der Schenkel kippen mit symmetrischem Hub bezüglich der Einspannseite. Zur Nut zung der Kippbewegung trägt das eine Schen kelende einen Kontaktniet 32. Im Bedarfsfall kann auch das andere Ende einen Kontaktniet aufweisen.
Zur Erreichung der Kippbewegung ist es nicht notwendig, dass das Blech durch paar weise parallele Schnitte zu einem Rahmen aus geschnitten ist, sondern die Kippbewegung kann auch am vollen Blech erreicht werden, wenn das Blech infolge einer bleibenden De formation durch innere Druckspannungen ver spannt wird. Wird jedoch das Blech seiten parallel ausgeschnitten und die Seiten durch Längskanten gegen'Biegung versteift, so wird eine frappantere Schnappwirkung erzielt.
Tilting device on control switches. There are structures made of resilient sheet metal, which are clamped to a rigid body in such a way that they are permanently deformed under the influence of the clamping forces and which, under the influence of a change in the material tensions, execute movements due to external forces. If the clamping forces are firm and a control force is also acting on such a structure, then it is suitable to carry out snap movements which are greater in certain points than the movement of the point of application of the controlling force.
If such a structure is provided with a contact at such a point, it is suitable for performing switching functions as a function of the controlling force. A preferred area of application of such structures made of resilient sheet metal, which perform a snap movement, are toggle switches in control devices, especially in thermostats. The disadvantage of such structures, both for a continuous as well as for a snap movement, is that the deflection depends to such a large extent on the clamping that special measures are required for a sufficiently precise setting of the clamping, which is a serial use in the manufacture of devices and switches difficult.
There are also known elastic structures made of resilient sheet metal for snap movements, which have at least two parallel strips connected at the ends in the transverse direction by webs in their longitudinal direction and in which at least one of these strips is mechanically shortened in such a way. B. is folded that at least one other of these strips bends in an arc shape due to the material caused by the folding material, and un depending on the clamping of the structure on a transverse web of the opposite transverse web performs snap movements when a control force on the bent strip. works.
However, since the achievable contact stroke \ is practically the same size as the stroke of the point of application of the control force, i.e. no significant increase in stroke can be achieved, the elastic structures mentioned are generally unsuitable for exercising control functions, and they are mainly used when operated manually th switches.
The present invention relates to a tilting device on control switches made of resilient sheet metal with sides forming a square and is characterized in that the metal sheet is braced as a result of permanent deformation by internal compressive stresses in such a way that opposite sides twist at an angle, the tilting device being firmly clamped along one side is
the control force near the clamping side acts on an abutting side and the tilting movement is utilized at least in the corner zone opposite the clamping side and the control side. Embodiments of the invention who explained in more detail with reference to the drawing.
The drawing shows a first exemplary embodiment in elevation in FIG. 1, FIG. 2 the associated side elevation, FIG. 3 the associated outline, FIG. 4 a second exemplary embodiment in elevation, FIG. 5 the associated side elevation, FIG. 6 the associated outline, FIG. 7 shows a third embodiment in elevation, FIG. 8 shows the associated side elevation,
9 shows the associated floor plan.
In the exemplary embodiment according to FIGS. 1 to 3, a flat sheet made of hard bronze is a. four-sided, angled frame cut out, the side 11 of which serves as the clamping side. The sides 12, 13, 14 are each reinforced on the outside by a longitudinal edge. The flexible corner zones 15, 16, 17, 18 lie between these stiffened sides. The side 12 is pinched at the point 19 in such a way that it has undergone a permanent deformation, namely an extension. The resulting compressive stresses in the material produce a crooked twist on two opposite sides.
As the sides are stiffened by longitudinal edges, they do not bend and the frame is only twisted in the corner zones. Acts at the point 20, a control force in the direction of the arrow, the frame snaps out of the, ge recorded in the opposite position. To take advantage of this snap movement, a contact rivet 21 is arranged in the corner zone 17.
As a tilting element of a switch, the side 11 is firmly clamped to a rigid housing 22, and the contact rivet 21 is in the rest position on a fixed contact 23 and in the Ar beitslage on a fixed contact 24. The Ab was between the contacts 23, 24 and the stroke of the contact rivet 21 are selected in a known manner so that in the rest position the contacts 21, 23 rest on each other with sufficiently strong contact pressure, and that in the working position the contacts 21, 24 touch so that when the control force disappears at the point of application 20 the frame automatically snaps back into the rest position under the influence of the clamping torque.
The Schnappbewe supply is independent of the type of clamping of the side 11 of the frame. For example, it can be pressed into insulating compression material, or it can be screwed, riveted or soldered onto a metal part. It is irrelevant whether the restraint takes place over the entire length or only part of it or only in individual points. The point of application 20 of the control force is not fixed in place; its location can be selected according to the size of the control force and the control stroke.
The closer the point 20 is to the corner zone 15, the greater the control force is required with a smaller control stroke. The closer the point 20 is to the eek zone 18, the smaller the control force is required with a larger control stroke. The Eekzone 18 forms the border point for the point 20. If the point of attack is close to the corner zone 15, the corner zone 18 also performs a snap movement, but with a smaller stroke than the corner zone 17 with the contact rivet 21 because the corner zone 17 is longer Diagonal lies.
If both corner zones 17 and 18 are to have the same stroke in order to perform control functions, the two diagonals must be made the same size, that is, the frame is given the shape of a trapezoid or a rectangle.
4 to 6, an embodiment example of a tilting member is illustrated, which is gebil det by a rectangular frame. The free sides are stiffened against bending by longitudinal edges. The permanent deformation for the formation of compressive stresses is achieved in that the frame is cut open at point 25 and has a hole for receiving the contact rivet 26, the diameter of the hole being slightly Smaller than the diameter of the rivet shank, so that when the rivet is inserted, the legs will expand. The control force acts on point 27, and the two free corner zones tilt with the same stroke, symmetrically to the clamped side.
Another embodiment of a tilting member is illustrated in FIGS. 7 to 9, in which the side of a rectangular frame opposite the clamping side is cut out and the free ends of the legs are cut out by inserting a web 28 which is longer than the cut-out side. be spread, whereby the permanent deformation is achieved. For this purpose, the legs each have a notch 29 and 30, in which the notches on the end faces of the web 28 are nested.
The control force acts at point 31, and the two ends of the legs tilt with a symmetrical stroke with respect to the clamping side. In order to utilize the tilting movement, one leg end carries a contact rivet 32. If necessary, the other end can also have a contact rivet.
To achieve the tilting movement, it is not necessary for the sheet metal to be cut into a frame by a couple of parallel cuts, but the tilting movement can also be achieved on the full sheet metal when the sheet metal is tensioned as a result of permanent deformation by internal compressive stresses. However, if the sheet metal sides are cut out parallel and the sides are stiffened against bending by longitudinal edges, a more striking snap effect is achieved.