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Elektrischer Schnappschalter Es sind elektrische Schnappschalter mit
einer langgestreckten Blattfeder als Schnappglied bekannt, welches zwischen zwei
Anschlägen z. B. Festkontakten umschnappbar ist. Bei Schnappschaltern dieser Art
ist die Blattfeder ganz oder teilweise zwischen einer gehäusefesten Auflage und
einem Eingriff eines schwenkbaren Betätigungsgliedes eingespannt. Bei manchen Ausführungen
ist eine Zunge aus der Blattfeder herausgearbeitet, die als Schnappfeder dient,
während andere Teile als elektrische Brücke dienen. Bei anderen Ausführungen ist
die Blattfeder in der ganzen Breite oder mindestens an einzelnen Stellen Federglied
und elektrische Brücke zugleich. Im letzteren Fall sind die Schaltstellungen beispielsweise
dadurch charakterisiert, daß sich die Blattfeder zwischen den Einspannstellen
je nach Lage des Betätigungsgliedes nach der einen oder anderen Seite wölbt.
Bei Betätigung wird die Wölbung an dem gehäusefesten Anschlag od. dgl. so weit eingedrückt,
daß sich die Blattfeder sprunghaft auf die andere Seite wölbt. Eine Teillänge der
Blattfeder dient dabei als schaltbare elektrische Brücke, die einen der Anschläge
mit dem Lager der Blattfeder verbindet.
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Schnappschalter dieser Art ermöglichen eine flache Gesamtbauweise,
doch ist die beim Einbau belegte Fläche dementspechend groß. Zumeist ist es aber
wichtiger, die Einbaufläche klein zu halten, ohne die Bautiefe entsprechend vergrößern
zu müssen.
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Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Schnappschalter besteht darin,
daß die Blattfeder sowohl elektrisch als auch mechanisch beansprucht wird. Angestrebt
wird jedoch, Stromwärme vom Federglied möglichst fern zu halten, um die Lebensdauer
nicht herabzumindern.
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Bei einer anderen bekannten Anordnung wird zur Vermeidung dieses Nachteils
ein begrenzt kippbarer Kontaktarm von einem begrenzt beweglichen Nocken-Betätigungsglied
über ein Blattfederglied beeinflußt, das zwischen dem Schaltnocken und dem Kontaktarm
angeordnet ist und durch den auf ihm gleitenden Nocken stets unter Spannung gehalten
wird. Das Blattfederglied erzeugt hierbei den Kontaktdruck, der in den beiden Endstellungen
des Nocken-Betätigungsgliedes einen wesentlich höheren Wert annimmt als in dazwischenliegenden
Stellungen, weil in diesen Endstellungen der größte Abstand zum Kipplager des Kontaktarmes
erreicht ist und mithin der Höchstwert des wirksamen Hebelannes vorliegt. Bei Verringerung
dieses Abstandes geht der Kontaktdruck immer mehr zurück und er ist bei überschreitung
der Mittelstellung in einem größeren oder kleineren Bereich undefiniert. Dies bedeutet
einen erheblichen Nachteil, der allen bekannten Schaltsystemen mit einem gleitenden
Nocken-Betätigungsglied, einem kippbaren Kontaktarm und einem dazwischen eingespannten
Federglied anhaftet.
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Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schnappschalter mit einem
begrenzt kippbaren Kontaktarm, einem begrenzt beweglichen Nocken-Betätigungsglied
und einem Blattfederglied, das ebenfalls zwischen dem Schaltnocken und dem Kontaktarm
angeordnet ist und durch den auf ihm gleitenden Nocken stets unter Spannung gehalten
wird.
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Die Erfindung vermeidet die obengenannten Nachteile dadurch, daß der
einseitig kippbar gelagerte Kontaktarm an seinem freien kontaktgebenden Ende mit
einem etwa dachförmigen Blattfederglied fest verbunden ist, dessen abgewinkeltes
freies Ende zur Sicherstellung des erforderlichen Federweges einen Abstand vom Kipplager
aufweist und dessen abwechselnd unter Nockendruck stehende Flanken den Federdruck
für die beiden Schaltstellungen des Kontaktarmes bestimmen.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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F i g. la gibt den prinzipiellen Aufbau eines Ausführungsbeispiels
in der einen Endstellung wieder; F i g. 1 b zeigt die Ausführung nach F i
g. 1 a in einer Zwischenstellung, und F i g. 1 c veranschaulicht den
Schalter kurz vor der zweiten Endstellung des Betätigungsgliedes; F i
g. 2 bis 5 zeigen schließlich Möglichkeiten der konstruktiven Ausbildung
eines Einzelteiles, nämlich des Schnappgliedes.
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In F i g. 1 a bedeutet 1 das Gehäuse eines Schnappschalters,
dessen vordere Wandung teilweise ausgebrochen ist, um einen Einblick in den Innenraum
zu ermöglichen. Ein Schnappglied besteht aus einem
Kontaktarm 2,
der in einem Kipplager auf einer Klemme 3 gelagert ist, und aus einem dachförmig
ausgebildeten Blattfederglied 4, das mit dem freien Ende des Kontaktarmes 2 verbunden
ist. Ein Nocken 5, der einem schwenkbaren Nocken-Betätigungsglied
6 zugehört, liegt auf dem Blattfederglied 4 auf und hält das Schnappglied
in der gezeichneten Stellung, in welcher die Klemme 3 mit einer weiteren
Klemme 7 elektrisch verbunden ist.
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Das Schnappglied nach F i g. la hat im mechanisch spannungsfreien
Zustand beispielsweise die Form gemäß Fig. 2. Nach dieser Figur ist das Schnappghed
mit dem Kontaktarm 2 und dem Blattfederglied 4 einstückig und durch Biegeverformung
eines Federbandabschnittes hergestellt. Die Seiten des Gebildes sind durchweg geradlinig
und das Blattfederglied 4 geht in einer Umfalzung 10 in den Kontaktarm 2
über. Die Klemme 3 ist in einer Weise als Kipplager für den Kontaktarm 2
ausgebildet, daß sie einen rechteckigen Ausschnitt aufweist, in welchem das zu lagernde
Ende des Kontaktarmes hineingreift. Der untere Rand 9 des Ausschnittes ist
ausgebogen, so daß seine Kante eine Schneide bildet, die vorzugsweise mit einer
Kerbe des Kontaktarmes zusammenwirkt. Eine Verschiebung des Kontaktarmes in Längsrichtung
muß selbstverständlich verhindert sein.
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Die Wirkungsweise eines Schnappschalters nach F i g. 1 a wird
unter Zuhilfenahme der F i g. 1 b
und 1 c näher erläutert. In F i
g. 1 a steht der Mechanismus in einer stabilen Endstellung, Der Nocken
5
übt auf die wirksame Flanke des Blattfedergliedes 4 einen Druck aus, der
dieses Glied gegenüber dem spannungsfreien Zustand nach F i g. 2 nach unten
biegt. Bewegt sich nun der Nocken 5 im Laufe der Betätigung, so gleitet er
auf der Oberfläche des Blattfedergliedes 4, welches dabei abwärts gedrückt wird.
Die Betätigungskraft wirkt gegen die Federkraft. Die Stellung des Kontaktarmes-2
verändert sich hierbei zunächst nicht. Erreicht der Nocken5 seine Mittellage gemäß
Fig. lb, so ist das Blattfederglied am stärksten zusammengedrückt und es kann sich
erst teilweise, entspannen, nachdem gemäß Fig. lc der Nocken diese Mittellage geringfügig
überschritten hat und die Knickstelle des Blattfedergliedes hinweggetreten ist.
Das Schnappglied spreizt sich selbsttätig mit der Folge, daß es um sein Lager
3
kippt und auf einen Anschlag 8 trifft, weil die nunmehr mit dem Nocken
5 zusammenwirkende Flanke ein derart gerichtetes Drehmoment hervorruft. In
diesem Zustand wirkt sich die Spreizkraft noch so aus, daß auch das Betätigungsglied
6 auf die zweite stabile Endstellung zustrebt.
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Beim Zurückschalten in die Ausgangsstellung laufen die Vorgänge entsprechend
ab. Der Spreizwinkel wird bis zum Schaltpunkt verkleinert und nach überschreiten
dieses Punktes vergrößert er sich selbsttätig, wobei der Kippvorgang des Schnappgliedes
sprunghaft abläuft. Bei der Formgebung dieses Gliedes und bei der Festlegung der
Innenabmessungen des Schalters ist dabei beachtlich, daß die Richtung der zwischen
Nocken 5 und Blattfederglied 4 entstehenden Kraft bei Überschreitung der
Knickstelle von der einen Seite des auf der Klemme 3
gebildeten Kipplagers
auf die andere Seite schlagartig umspringt. In der Ausgangsstellung des Schalters
gemäß F i g. 1 a ist diese Wirkungslinie so gerichtet, daß ein den Kontaktdruck
auf der Klemme 7
erzeugendes Drehmoment vorliegt. Wird der Schalter dann betätigt,
so wächst der Kontaktdruck bis zum Schaltpunkt, weil sich die wirksame Flanke des
Blattfedergliedes 4 dabei steiler stellt. Darin liegt ein wesentlicher Vorteil einer
Anordnung nach der Erfindung, denn bei üblichen Schnappsystemen geht der Kontaktdruck
bei Annäherung an den Schaltpunkt zurück.
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Beim Zurückschalten dagegen wandert bei geradliniger Ausbildung des
Schnappgliedes nach den F i g. 1 und 2 - solange der Aufbau zunehmend
zusammengedrückt wird - die Wirkungslinie der durch Nocken und Blattfederglied
hervorgerufenen Kraft unter Umständen auf das Kipplager zu, anstatt sich, wie beira
Vorwärtsschalten, zu entfernen. Dieser Umstand ist jedoch ohne Bedeutung, so lange
sichergestellt ist, daß die Wirkungslinie das Kipplager nicht überschreitet.
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Durch andere Formgebung des Schnappgliedes nach F i g. 3 kann
diesem Umstand jedoch Rechnung getragen werden, Es ist auch hier ein einstückiges
Bauelement. Das Blattfederglied zeigt aber im Gegensatz zu F i g. 2 gebogene
Linienfühung und es geht in einer Kröpfung 11 in den Kontaktarm 2 über-,
so daß durch Verzicht auf Falzstellen die Bruchgefahr verringert ist. Zur Lagerung
greift die in einer V-Form auslaufende Klemme 3 unter das zu lagernde Ende
des Kontaktarmes 2, welcher zu diesem Zweck abgewinkelt ist. Die Flanken sind in
ihrer Linienführung so gewölbt, daß beim Zurückschalten die Wirkungslinie der zwischen
Nocken 5 und Blattfederglied 4 entstehenden Kraft zumindest nicht mehr in
dem Maße auf das Kipplager zuwandert wie bei der geradlinigen Ausbildung des Blattfedergliedes
nach den F i g. 1 und 2.
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Bei dem Blattfederglied nach F i g. 4, das Merkmale der F i
g. 2 und 3 vereinigt, ist das Blattfederglied 4 mit dem Kontaktarm
2 über eine Kröpfung 1.2 verbunden, die sich an eine Umfalzung 13 anschließt.
Es handelt sich hier um ein einstückiges Bauelement.
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Nach F 1 g. 5 sind Kontaktarm 2 und Blattfederglied 4 Einzelbestandteile
des Schnappgliedes. Beide Teile sind zusammengenietet, wozu insbesondere ein Kontaktniet
14 Verwendung findet. Kontaktniete sind hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften
des Schalters gegebenenfalls vorteilhaft. Zur Sicherung gegen Verdrehung der zusammengenieteten
Teile 2 und 4 ist eine Nase 15 vorgesehen, die in eine Öff-
nung des
Kontaktarmes eingreift.