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Elektrischer Schnappschalter Die Erfindung betrifft einen Schnappschalter
mit einem Blattfederarm, der einseitig fest eingespannt ist, in Ruhestellung mit
seinem freien, kontakttragenden Ende unter Druck auf einem Festkontaktstück aufliegt
und durch ein Druckglied umschnappbar ist.
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Es sind Schnappschalter dieser Art bekannt, welche eine Vorrichtung
besitzen, die den Kontaktdruck bis zum Sprungpunkt, d. h. bis zum Trennen
des Ruhekontakts gleich halten oder sogar noch vergrößern, selbst wenn das Druckglied
sehr langsam, also schleichend betätigt wird. Der gleichbleibende Kontaktdruck gewährleistet
vorteilhafterweise die elektrische Kontaktgabe bis zum Augenblick der Kontakttrennung,
da ja eine Verminderung des Kontaktdruckes eine Erhöhung des elektrischen übergangswiderstandes
und somit eine unsichere Kontaktgabe bedingt. Ein weiterer Vorteil derartiger bekannter
Schnappschalter ist, daß kurz vor dem Trennen der Ruhekontakte eine Relativbewegung
der aufeinanderliegenden Kontaktstücke eintritt, was eine Selbstreinigung der Kontaktstellen
zur Folge hat. Dadurch wird die Funktionssicherheit weiterhin erhöht.
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Eine Ausführungsart so eines bekannten Schnappschalters besitzt,durch
einen Permanentmagneten bewirkte Schnappumschaltung, derart, daß zwischen der Einspannstelle
der Blattfeder und dem Kontaktstück ein Magnetanker auf der Blattfeder befestigt
ist, und der Magnetanker tangential an einem zylinderförmigen Permanentmagnet anliegt.
Wird das Druckglied, welches zwischen der Einspannstelle und dem Magnetanker auf
den Blattfederarm drückt, betätigt, biegt sich die Blattfeder so lange durch, bis
die Auflagekraft an den Kontakten die Magnethaltekraft übersteigt und die Blattfeder
mit den Kontakten augenblicklich abschnappt, Ein weiterer bekannter Schnappschalter
hat an Stelle eines Permanentmagneten eine mechanische Rasterkonstruktion, welche
die Blattfeder so stützt, daß die Ruhekontakte aufeinander gedrückt werden. Bei
Betätigung des Druckgliedes wird zuerst die Blattfeder gespannt, diese erhöht den
Kontaktdruck sowie den Auflagedruck auf dem Schwenkhebel der Rasterkonstruktion,
und dann wird die Unter,-,tützung der Blattfeder durch Schwenken des Hebels der
Rasterkonstruktion plötzlich freigegeben. Dadurch trennen sich die Ruhekontakte
augenblicklich. Bei einer dritten Ausführungsform wird eine relativ kompliziert
gestaltete, an zwei Stellen mit Vorspannung eingespannte Blattfeder verwendet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schnappschalter mit
Kontaktdruckerhöhung und Kontaktreibung vor dem Umschnappen so weiterzubilden, daß
ein möglichst einfacher Aufbau des Schalters mit nur einer Einspannstelle für den
Blattfederarm und ohne Rastmittel für einen mittleren Bereich des Blattfederarmes
erreichbar ist und gleichzeitig bei übersteuerung keine mechanische Mehrbelastung
des Blattfederarmes auftritt.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge-
löst, daß zur Trennung
des Ruhekontaktpaares eine im spitzen Winkel zur Blattfederebene liegende, auf dessen
kontaktnahen Abschnitt weisende Keilfläche des Druckgliedes auf eine entsprechend
gegenüberliegende Fläche einer quer zum Blattfederarm angeordneten, fest mit ihm
verbundenen Nase etwa parallel zur Blattfederebene auf die Einspannstelle zu drückt,
daß die beiden Flächen zunächst einen nach dem Blattfederarm hin offenen, kleinen
Winkel und danach infolge der Durchbiegung des Blattfederarmes und der Nase unter
gleichzeitiger Roll- und Reibbewegung der Kontaktstücke aufeinander einen nach der
entgegengesetzten Seite hin offenen Winkel bilden, welcher infolge entsprechender
Verlagerung der Kraftwirkungslinie ein plötzliches Abgleiten der beiden Flächen
aufeinander und ein Trennen des Ruhekontaktpaares herbeiführt, Weitere Vorteile
ergeben sich aus den Maßnahmen nach den Unteransprüchen, die in der nachfolgenden
Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung an Hand eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert sind. Im einzelnen zeigt F i g. 1 einen schematischen Aufriß
des Schnappschalters in Ausgangsruhestellung, F i g. 2 einen schematischen
Aufriß des Schnappschalters zu Beginn der Schaltbewegung, F i g. 3 einen
schematischen Aufriß des Schnappschalters kurz vor dem Trennen der Kontakte, F i
g. 4 einen schematischen Aufriß des Schnappschalters in Ruhestellung am Gegenkontakt.
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Der Blattfederarm 1 ist an der Stelle la fest eingespannt.
In F i g. 1 und 2 liegt der mit der Blattfeder
fest verbundene
Doppelkontakt 2 auf dem Festkontaktstück 3 mit der vorgegebenen 'Kontaktkraft
auf. Gegenüberliegend in einem bestimmten Abstand ist das Umschaltkontaktstück 4
räumlich fest angeordnet. Mit der Blattfeder 1 fest verbunden ist eine federnde
Nase 5. Das Druckglied 6 ist unterhalb der Nase 5 so angeordnet,
daß dieses eine hin- und hergehende Bewegung in Richtung des Pfeiles ausführen kann.
Diese Bewegung kann geradlinig oder um einen Drehpunkt erfolgen. An dem Druckglied
6 ist eine Feder 7 angeordnet, welche in der Bewegungsrichtung wirksam
ist. Verschiebt man nun das Druckglied 6 in Richtung der Feder
7, so findet zuerst eine Berührung zwischen der Fläche 5
a der Nase und der Keilfläche 6 a statt, so wie es in F i g. 2
dargestellt ist. Die Flächen 5 a. und 6 a sind so bemessen,
daß die praktische Wirkungslinie 8 der Betätigungskraft -durch die
Einspannstelle la geht und somit auf diese zu drückt. Das entstehende Drehmoment
an der Blattfeder wird an den Ruhekontakten aufgefangen und wirkt sich als erhöhter
Kontaktdruck aus. Wird das Druckglied 6 weitergeführt, so biegen sich die
Blattfeder 1 und die Nase 5 unter der Belastung elastisch durch. Dies
zeigt die F i g. 3,. Damit ver-,ändert die Fläche 5 a
ihre Stellung zu der Fläche 6 a,
der gemeinsame Berührungspunkt der
beiden Flächen wandert im letzten Teil der Bewegung des Druckgliedes 6 springend
nach oben und liegt am Punkt 5 b.
Damit hat sich auch die Richtung
der Wirkungslinie 8 sprunghaft geändert, die Fläche 5 a
muß nun über Punkt 5 b abgleiten und trennt die Ruhekontakte plötzlich. Die
Blattfeder 1 wird so weit nach oben geführt, daß die Nase 5 über die
Fläche 6 a des Druckgliedes wegspringt und sich mit ihrer Fläche
5 c auf der Fläche 6 c des Druckgliedes abstätzt. In diesem
Augenblick liegen die Kontaktstücke 2 und 4 kraftschlüssig aufeinander.
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Wird bei der Kontaktstellung 2-4 das Druckglied 6 wieder zurückgeführt,
so bewirkt die zwischen den Flächen 5 c und 6 c vorhandene
Reibung ein elastisches Durchbiegen der Nase 5 in Bewegungsrichtung des Druckgliedes.
Bei weiterem Zurückführen kommt die Fläche 5 c und
6 c außer Berührung, die Nase stellt sich gerade in Ruhestellung und überbrückt
dabei eine Wegstrecke, welche mindestens der Projektion der Keilfläche
6 a auf die Blattfederebene entspricht. Somit fällt die Blattfeder
in Ruhekontaktstellung 2-3, die Bewegung ist auch im Rücklauf springend.
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Die F i g. 3 zeigt den Schnappschalter kurz vor dem Trennen
der Ruhekontakte 2-3. Die Kontaktstücke selbst sind so ausgebildet, daß ihre
Kontaktflächen eine Kurve ergeben. Durch die Biegung des Blattfederarmes bei Betätigung
des Druckgliedes 6
wandert der Kontaktberührungspunkt 9 in F i
g. 2 unter gleichzeitiger Roll- und Reibbewegung bis zum Kontaktberührungspunkt
9 a in F i g. 3, wobei sich der Kontaktdruck erhöht.
Die Kontakttrennung geschieht am Kontaktberührungspunkt 9 a, der bei
induktiver Belastung entstehende Lichtbogen kann nur an dieser Stelle den Übergangswiderstand
der Kontakte vergrößern, dies wirkt sich aber durch die erhöhte Kontaktkraft nicht
aus. Der Ruhekontaktpunkt 9 bleibt immer sauber, weil er gegenüber dem Abreißkontaktpunkt
9 a räumlich an einer anderen Stelle liegt.
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Die gleiche Wirkungsweise geschieht bei dem Zusammenwirken der Kontaktstücke
2 und 4. Auch hier biegt sich das Blattfederende durch, welches eine Wanderung der
Kontaktberührungspunkte von Punkt 10 nach Punkt 10 a bewirkt. Hier
wird die Kontaktdruckerhöhung durch die Reibung der Flächen 5 c
und
6 c aufeinander erreicht.
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Die in dem Ausführungsbeispiel dargestellte bauliche Ausführung kann
im Rahmen des Erfindungsprinzips abgewandelt werden.