DE1001741B

DE1001741B - Druckknopfschalter

Info

Publication number: DE1001741B
Application number: DEH14132A
Authority: DE
Inventors: Goesta Ludvig Hellstroem
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-10-17
Filing date: 1952-10-14
Publication date: 1957-01-31

Description

DEUTSCHES

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckknopfschalter mit einem Druckknopf und einem am Druckknopf schwenkbar gelagerten Druckbügel mit zwei in der Schwenkungsebene liegenden Schenkeln, die bei wiederholtem Niederdrücken des Druckknopfes wechselweise im Sockel gelagerte Schaltorgane, die aus einer mit zwei Armen versehenen Brücke und einem mit dieser zusammenwirkenden Kontaktarm bestehen, in zwei verschiedene Endlagen umschalten, wobei der Schalter zwecks Rückstellung des Druckknopfes und Erzeugung einer den Kontaktarm aus einer labilen Zwischenlage in die jeweiligen Endlagen betätigenden Kraft mit nur einer zwischen dem Druckbügel und den Schaltorganen eingespannten Feder verseben ist.

In einem schon bekannten derartigen Druckknopfschalter ist der Abstand der den Eingriff des Druckbügels in die Brücke bewirkenden Teile kleiner als der Abstand zwischen den entsprechenden Eingriffsteilen der Brücke. Während der Bewegung der Brücke in die Einschaltlage wird sie nmr von der Feder bewirkt, und am Ende der Einschaltbewegung wird eine fortgesetzte Bewegung der Brücke durch den Anschlag ihres entgegengesetzten Endes gegen den Druckbügeil verbindert.

Die Erfindung wird in erster Linie dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der den Eingriff des Druckbügels in die Brücke bewirkenden Teile größer ist als der Abstand zwischen den entsprechenden Eingriffsteilen der Brücke, so daß am Ende der von dem einen Schenkel betätigten Schwenkbewegung der Brücke in die eine Stellung, z. B. die Einschaltstellung, der andere Schenkel durch Anliegen gegen die Brücke auf letztere eine Kraft ausübt, die in derselben Schwenkrichtung der Brücke wie die von der Feder auf die Brücke ausgeübte Kraft wirkt. Dies wird ein gutes Anliegen zwischen dem Kontaktarm und den Kontaktfedern gewährleisten und dem Abbrennen der Kontaktorgane entgegenwirken.

Der Druckbügel, die Brücke und der Kontaktarm sind zweckmäßig derart ausgebildet und eingerichtet, daß der Druckbügel während der Umschaltbewegung den durch die Feder bei ihrer Ausbiegung nach einer Seite in der Schwenkungsebenie verursachten Seitendruck in ein die Brücke beeinflussendes Drehmoment überführt, welches den von der Brücke betätigten Kontaktarm zwischen im Sockel angeordneten, festen Kontakten führt, wobei einer der Schenkel des Druckbügels in der Endlage die Feder bei ihrer Ausbiegung unterstützt, während der andere Schenkel eine den Kontaktarm gegen die Endlage führende Kraft ausübt. Die zwecks Zusammenwirken mit dem Druckbügel und der Feder vorgesehene Brücke besitzt in gewissem Ausmaß Freilauf in bezug auf den Kontakt-Druckknopfschalter

Anmelder:
Gösta Ludvig Hellström, Stockholm

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Jourdan, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Kronberger Str. 46

Beanspruchte Priorität:
Schweden vom 17. Oktober 1951

Gösta Ludvig Hellström, Stockholm,
ist als Erfinder genannt worden

arm, so daß der letztere dadurch während der ersten Phase der Schwenkbewegung der Brücke in Ruhelage verbleibt. Die Brücke ist vorzugsweise am Kontaktarm so gelagert, daß deren Schwenkachse näher der Angriffsstelle der Druckfeder liegt als die Schwenkachse des Kontaktarmes, wodurch letzterer während der ersten Phase der Schwenkbewegung der Brücke durch die Richtungswirkung des Federdruckes auf die zwischen den genannten Schwenkachsen liegenden Teile des Kontaktarmes in der Endlage festgehalten wird. Die Brücke und der Kontaktarm sind mit vorzugsweise V- oder U-förmigen Ausnehmungen versehen, welche so ineinandergreifen, daß die Brücke unter dem Druck der Feder nur in diesen Ausnehmungen sowohl in der Ruhelage als auch unter den Schwenkbewegungen abgestützt und geführt wird.

Die Teile des Schalters sind mit Vorteil so ausgebildet, daß nur die Feder dieselben sowohl in der Ruhelage als auch bei der Schaltbewegung in der richtigen Lage zueinander hält.

Der Druckbügel ist zweckmäßig so ausgestaltet und aus Isolierstoff hergestellt, daß er eine isolierende Scheidewand zwischen den festen Kontakten bildet, so daß der Abstand zwischen diesen verhältnismäßig gering gehalten werden kann, ohne die Unterbrechungswirkung des Schalters zu beeinträchtigen.

In den Zeichnungen wird schematisch eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei

Fig. 1 bis 3 senkrechte Schnitte durch einen Schalter parallel mit der Ebene der Schwenkbewegung darstellen, während

Fig. 4 einen zu diesen winkelrechten Schnitt zeigt;

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Fig. 5 und 6 sollen das Prinzip zweier bedeutungsvoller Wirkungsweisen beim ernndungsgemäßen Schalter veranschaulichen.

Der Freilauf der Brücke im Kontaktarm ist hierbei nicht berücksichtigt.

Der Druckknopf, der leicht verschiebbar das Gehäuse oder die Deckplatte durchdringt, ist mit 1 bezeichnet.

Er ist an der Unterseite mit einem Sattel versehen,
in dem der U-förmige Druckbügel 2 mit einer vor- io des Kontaktarmes. Dadurch erzielt man, daß der stehenden Schneide gelagert und in der Ebene der Druck P₂ der Feder gegen die Brücke den Kontakt-Schenkel 2° und 2^b um einen geringfügigen Winkel
schwenkbar ist. Eine Feder 3 verursacht den Druck,
der erforderlich ist, um den Druckknopf in seine
äußerste Lage und die übrigen Teile gegen ihre be- 15
züglichen Lagerstellen zu drücken. Das obere Federende ruht dabei in einer Vertiefung im oberen Teil
des Druckbügels zwischen dessen nach unten gerichteten Schenkeln. Das untere Federende ist auf einer
auf dem Kontaktarm 4 reitenden Brücke 5 eiinge- 20 zwangläufig in der Richtung der Pfeile geschwenkt, spannt, welche Teile zusammen die Schaltorgane während der Druck P₂ der Feder auf die Brücke ein bilden. Der Kontaktarm 4 ist in V-förmigen Ausneh- gegen dieselbe zunehmendes und im Sinne des Uhrmungen in zwei einander gegenüberliegenden An- zeigers gerichtetes Schwenkmoment ausübt, gleichsätzen in der Mitte des Sockels 6 des Schalters zeitig wie die Feder nach rechts ausgebogen wird, schwenkbar gelagert. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, be- 25 Diese Ausbiegung wirkt mit einem Seitendruck P₅ sitzt der Kontaktarm U-Form, und dessen nach oben auf den rechten Schenkel des Druckbügels. In der gerichtete Schenkel wirken zusammen mit je einem Lage, in der dieser Seitendruck größer wird als die im Sockel befestigten Gegenkontakt 7. Die Brücke 5, zurückhaltende Wirkung, welche der Eingriff des welche mit zwei vorstehenden Armen 5^C und 5^d ver- Schenkels des Druckbügels 2 auf den rechten Arm der sehen ist, ist mit leichter Passung in einen Schlitz 4^f 30 Brücke ausübt, wird der Druckbügel vom Eingriff im mittleren .Teil des Kontaktarmes eingesetzt und freigegeben und schwenkt nach rechts, was zur Folge

wenn sie einen so großen Winkel, wie der Anschlag 5^a mit der Längsachse des Kontaktarmes einnimmt, geschwenkt worden ist. Die U-förmige Ausnehmung 4^f im Mittelteil des Kontaktarmes, deren Tiefe die Lager 5 der Schwenkachse der Brücke bestimmt, ist so bemessen in bezug auf die Unterkante des Mittelteiles, die die Schwenkachse 4" des Kontaktarmes bildet, daß die Schwenkachse 5^e der Brücke näher der AngriffssteHe 3^a der Druckfeder liegt als der Schwenkachse 4^e

arm in der Endlage bei der Schwenkung der Brücke in jene Lage, wo der Anschlag 5" den Kontaktarm zwangläufig mit sich führt, zurückhält.

Fig. 2 zeigt die Stellung der Einzelteile während der Betätigungsbewegung, wenn die Feder ausgerichtet ist und ihre Druckwirkung auf die Schaltorgane die labile Neutrallage erreicht hat. Beim weiteren Niederdrücken des Knopfes werden die Teile

mit einer nach unten gerichteten V-förmigen Ausnehmung 5^f versehen, mittels welcher die Brücke am Kontaktarm gelagert ist und welche erlaubt, daß die Brücke in bezug auf den Kontaktarm um einen ge- 35 ringen Winkel in der Ebene der Schwenkbewegung des Kontaktarmes schwenken kann.

Fig. 1 zeigt den Schalter in der Ausschaltstellung. Der Axialdruck der Feder wirkt nach oben, P₁, gegen

bat, daß auch der Druck P₁ der Feder nach aufwärts ein Schwenkmoment ergibt, das mit dieser Schwenkbewegung zusammenwirkt.

Der Druckbügel und die Brücke sind so ausgebildet und in einem solchen Abstand voneinander gelagert, daß die beiden Druckkräfte der Feder durch den linken Schenkel des Druckbügels auf die Brücke durch Anschlag und durch den Druck P₆ auf deren

den Druckbügel 2 und nach unten, P₂, gegen die 40 linken Arm S^d übertragen werden, so daß dieser ein Brücke 5 und den Kontaktarm 4 links von den Lager- Schwenkmoment erhält, das mit der Schwenkung in stellen 2^e, 5^e und 4^e der bezüglichen Teile. Der Richtung des Uhrzeigers zusammenwirkt, die wiederum Druck P₁ nach oben wird vom rechten Schenkel 2" den Axialdruck P₂ der Feder nach unten bewirkt des Druckbügels auf den rechten Arm 5^C der Brücke P₃ (Fig. 3). Demgemäß bewirken die in drei verschie- und von dieser als ein Kraftpaar auf den Kontaktarm 45 denen Richtungen wirkenden Kräfte der Feder die übertragen. Das untere Ende der Feder stützt sieh Umschaltung des Kontaktarmes, so daß eine verhältauf der Brücke nur in einem Punkt 3° ab, was be- nismäßig weiche Feder die erforderliche Kraft liefert, wirkt, daß die Feder nach links ausgebogen wird. Der welche eine leichte und geräuschlose Bedienung bei linke Schenkel 2^& des Druckbügels stützt sich an der der Umstellung von verhältnismäßig kurzen Hebel-Feder bei deren Ausbiegung ab, so daß sie nicht 50 armen erlaubt, um den Kontaktarm zwischen die am weiter auszubiegen vermag, und überträgt auch da- Sockel befestigten Kontakte 7 zu schieben, durch den Seitendruck P₄, der durch die Ausbiegung Die Lage, welche von den Teilen eingenommen

entsteht, so daß dieser Seitendruck den Druck P₁ wird, nachdem die labile Mittellage nach Fig. 2 übernach oben ergänzt, wodurch der Kontaktarm in seine schritten worden ist, in der der Druckbügel aufhört, linke Endlage gedruckt wird P₇, gleichzeitig wie 55 die Schaltorgane zwangläufig zu steuern, wobei die der DruckP_x nach oben und der Seitendruck P₄ den Zwangläufigkeit durch die Federkräfte vervollständigt rechten Schenkel im Eingriff mit dem rechten Arm wird·, wird teils durch die bremsenden Kräfte beder Brücke hält. Bei der Bedienung des Schalters stimmt, wie den Kontaktdruck und andere Reibungswird der Knopf niedergedrückt, wodurch der Druck- kräfte, welche auf den Kontaktarm wirken, und teils bügel gegen den rechten Arm 5^C der Brücke geführt 60 durch die Geschwindigkeit, mit welcher der Knopf wird, wobei die Brücke im Sinne des Uhrzeigers ge- niedergedrückt wird. Toleranzfehler verschiedener schwenkt wird und der Druckbügel gleichzeitig nach Art, welche bei anderen Bauarten die Betriebssicherrechts pendelt. Dadurch wird die Feder nach der heit gefährden würden, sind hier von geringer Be-Mittellinie parallel verschoben, gleichzeitig wie sie deutung, da die Zwangläufigkeit so lange besteht, bis sich streckt, was teils durch den bei der Schwenk- 65 das zunehmende Schwenkmoment, das durch den bewegung als Stütze wirkenden, linken Schenkel des Druck der Feder nach abwärts gegen den Kontakt-Druckbügels 2 und teils dadurch bewirkt wird, daß arm entsteht, diesem eine größere Winkelgeschwindie Brücke bei der Schwenkung die Feder am unteren digkeit verleiht als der, welchen die Bewegung des Ende im Punkt 3^b an ihrer letzten Windung anhebt. Druckknopfes bedingt. Dieses zunehmende Schwenk-Die Brücke nimmt den Kontaktarm erst dann mit, 70 moment, welches auf den Kontaktarm mit nur einem

verhältnismäßig kurzen Hebelarm wirkt, erhält hierauf einen bedeutenden Zuschuß durch den vom Druckbügel ausgeübten Anschlag und Druck, so daß die Umschaltung in die Endlage sichergestellt wird.

Bei der Rückstellbewegung des Druckknopfes besteht noch immer der Druck des Druckbügels auf den linken Arm der Brücke, so daß der Kontaktarm in Kontaktlage verbleibt und schließlich die weitere Schwenkbewegung des Druckbügels verursacht, die erforderlich ist, damit dessen linker Schenkel in Eingriff mit dem entsprechenden Arm der Brücke kommt, wonach die Teile das Spiegelbild der Fig. 1 einnehmen und ein neuerliches Niederdrücken des Knopfes eine Umschaltung in die entgegengesetzte Richtung bewirkt.

Der Druckbügel 2 ist aus Isolierwerkstoff ausgeführt und so eingerichtet, daß er während der Umschaltung eine Scheidewand zwischen den festen Kontakten 7 bildet. Zwei dünne Wände zwischen diesen Schenkeln umschließen die Feder. Die Breite kann so groß gewählt werden, daß zwischen den Kontakten eine im Unterbrechungsaugenblick wünschenswerte Abschirmung erzielt wird, wodurch es ermöglicht wird, daß der die Breitenabmessung des Schalters bestimmende Abstand zwischen den Kontakten 7 sehr gering ausfällt, ohne daß die Gefahr für einen Überschlag zwischen den Kontakten entsteht. Die Eingriffsteile 2^C und 2^d des Druckbügels 2 für die Brücke 5 bestehen aus Vertiefungen in den Enden der Schenkel^⁰ und 2^b.

Dank des verhältnismäßig hohen Kontaktdruckes kann der Schalter gemäß der Erfindung auch mit sogenannten Blockkontakt ausgeführt werden.

In Fig. 5 ist veranschaulicht, wie der Axialdruck der Feder nach aufwärts dazu beiträgt, das Schaltorgan 45 in die Endlage gemäß A zu drücken und dasselbe während der Schaltbewegung gemäß B zu schwenken.

Die Fig. 6 zeigt im Prinzip, wie die letzte, untere Windung der Feder sich gegen das Schaltorgan nur in einem Punkt abstützt, so daß dieselbe gebogen wird, und wie diese Ausbiegung in der Ruhelage gemäß A und bei Umschaltung gemäß B mit der Axialkraft der Feder gemäß Fig. 5 zusammenwirkt.

Der Druckbügel stellt unabhängig von der Feder die Schaltorgane zwangläufig in die und über die labile Mittellage um. Die Schwenkwirkung der Feder auf den Druckbügel, hauptsächlich der Seitendruck, welcher durch die Ausbiegung der Feder und durch den Druck nach oben hervorgerufen wird, wird während der Umschaltbewegung den Schaltorganen zugeführt und übt im Zusammenwirken mit dem Axialdruck der Feder nach unten ein schwenkendes Moment auf die Schaltorgane aus, das die Umschaltung beschleunigt. Dieses Schwenkmoment in der Schwenkungsriehtung der Umschaltung behalt auch beim Rückgang des Druckknopfes seine Wirkung, so daß der Druckbügel teils die weitere Druckbewegung ausführt, die dazu notwendig ist, damit der betreffende Schenkel wieder in Eingriff mit den Schaltorganen kommt, und teils auch einen hohen Kontaktdruck auch in der Ruhelage bewirkt, wenn der Druckknopf in die Ausgangslage zurückgeführt ist. Infolge des Freilaufs der Schaltorgane führt ihr Kontaktarm eine ausgeprägte Momentbewegung aus, unabhängig von der Geschwindigkeit, mit welcher der Knopf betätigt wird, indem die Feder zusammengedrückt und ihre Druckrichtung in die und über die Mittellage umgestellt wird, ehe der Kontaktarm die Verbindung zwischen den festen Kontakten unterbricht.

Der Druckknopfschalter gemäß der Erfindung zeichnet sich durch große Einfachheit aus, da die Anzahl der Bestandteile klein und deren Form sehr einfach ist, sowie dadurch, daß der Zusammenbau auf eine Mindestarbeit beschränkt ist, nachdem insbesondere Welle, Nieten und andere Kleinteile nicht vorhanden sind. Die aus Isolierwerkstoff hergestellten Teile haben sämtliche eine solche Formgebung, daß sie ohne sogenannte Unterschneidungen mit einfachen

ίο Werkzeugen gepreßt werden können. Die verhältnismäßig kräftige Bemessung der Teile verleiht dem Schalter Zuverlässigkeit und große Widerstandsfähigkeit gegen Verschleiß und läßt großen Spielraum für Toleranzabweichungen zu. Trotz der kräftigen Bemessung der Teile kann der Schalter mit kleineren Abmessungen ausgeführt werden als ähnliche Bauarten mit der gleichen Unterbrechungswirkung.

Claims

Patentansprüche:

1. Druckknopfschalter mit einem Druckknopf und einem am Druckknopf schwenkbar gelagerten Druckbügel mit zwei in der Schwenkungsebene liegenden Schenkeln, die bei wiederholtem Niederdrücken des Druckknopfes wechselweise im Sockel gelagerte Schaltorgane, die aus einer mit zwei Armen versehenen Brücke und einem mit dieser zusammenwirkenden Kontaktarm bestehen, in zwei verschiedene Endlagen umschaltet, wobei der Schalter zwecks Rückstellung des Druckknopfes und Erzeugung einer den Kontaktarm aus einer labilen Zwischenlage in die jeweiligen Endlagen betätigenden Kraft mit einer zwischen dem Druckbügel und den Schaltorganen eingespannten Feder versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der den Eingriff des Druckbügels (2) in die Brücke (5) bewirkenden Teile (2^C, 2^d) größer ist als der Abstand zwischen den entsprechenden Eingriff steilen (5^C,, 5^d) der Brücke, so daß am Ende der von dem einen Schenkel (2^a) betätigten Schwenkbewegung (Fig. 2) der Brücke in die eine Stellung, z. B. die Einschaltstellung, der andere Schenkel (2⁶) durch Anliegen gegen die Brücke auf letztere eine Kraft (P₆) ausübt (Fig. 3), die auf die Brücke in derselben Schwenkrichtung wie die von der Feder (3) auf sie ausgeübte Kraft (P₂) wirkt.

2. Druckknopfschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbügel (2), die Brücke (5) und der Kontaktarm (4) derart ausgebildet und eingerichtet sind, daß der Druckbügel während der Umschaltbewegung den durch die Feder (3) bei ihrer Ausbiegung nach einer Seite in der Schwenkungsebene verursachten Seitendruck (P₅) in ein die Brücke (5) beeinflussendes Drehmoment überführt (Fig. 3), welches den von der Brücke betätigten Kontaktarm (4) zwischen im Sockel (6) angeordneten, festen Kontakten (7) führt, wobei, einer der Schenkel (2^a) des Druckbügels in der Endlage die Feder bei ihrer Ausbiegung unterstützt, während der andere Schenkel (2⁶) seine den Kontaktarm gegen die Endlage führende Kraft (P_e) ausübt.

3. Druckknopfschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwecks Zusammenwirken mit dem Druckbügel (2) und der Feder (3) vorgesehene Brücke (5) in gewissem Ausmaß Freilauf in bezug auf den Kontaktarm

(4) besitzt, so daß der letzere dadurch während

der ersten Phase der Schwenkbewegung der Brücke in der Ruhelage verbleibt.

4. Druckknopfschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (5) am Kontaktarm (4) so gelagert ist, daß deren Schwenkachse (5^e) näher der Angriffsstelle (3°) der Druckfeder (3) liegt als die Schwenkachse (4^e) des Kontaktarmes, wodurch letzterer währ rend der ersten Phase der Schwenkbewegung der Brücke durch die Richtungswirkung des Federdruckes (P₂) auf die zwischen den genannten Schwenkachsen liegenden Teile des Kontaktarmes in der Endlage festgehalten wird (Fig. 2).

5. Druckknopfschalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Brücke (5) und der Kontaktarm (4) mit vorzugsweise Y- oder U-förmigen Ausnehmungen (5^f_, 4J) versehen sind, welche so ineinandergreifen, daß die Brücke unter dem Druck (P₂) der Feder (3) nur in diesen Ausnehmungen sowohl in der Ruhelage (Fig. 1) als

auch unter den Schwenkbewegungen (Fig. 2 und 3) abgestützt und geführt wird.

6. Druckknopfschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Teile so ausgebildet sind, daß nur die Feder (3) dieselben sowohl in Ruhelage als audn. bei der Schaltbewegung in der richtigen Lage zueinander hält.

7. Druckknopfschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckbügel (2) so ausgestaltet und aus Isolierwerkstoff hergestellt ist, daß er eine isolierende Scheidewand zwischen den festen Kontakten (7) bildet, so daß der Abstand zwischen diesen verhältnismäßig gering gehalten werden kann, ohne die Unterbrechungswirkung des Schalters zu beeinträchtigen.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 270 830, 810 406.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen