DE1465993A1 - Elektrischer Schalter - Google Patents

Description

Elektrischer Schalter

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter, bei dem durch Betätigen, meist Niederdrücken, eines Hebel« an einem bestimmten Ort des Betätigungsweges eine sprung hafte Umschaltung erfolgt, und hat zum Zweck, diesen Ort (man spricht in diesem Zusammenhang auch vom Schaltzeitpunkt) regulierbar zu machen.

Schalter mit sprunghafter Umschaltung sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Zahlreiche davon weisen jedoch den Nachteil auf, dass das oben erwähnte Schnappschaltersystem keiner Veränderung mehr zugänglich ist, d.h. das sprunghafte Umschalten erfolgt stets an ein und demselben Ort auf dem

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Betätigungsweg des Hebels, alleemein des Schaltorganes. Da nun jedes einzelne Stüek derselben Bauart gewisse Toleranzen aufweist, mithin vom andern Stück etwas abweicht, folgt daraus, dass eine reihenweise Verwendung solcher Schalter, beispielsweise In Schaltwerken oder Steuergeräten, bei denen für jeden Schalter eine genau feststellbare Auslösestellung des Schaltorganes, eben des Schaltzeltpunktes, verlangt wird, nur mit sehr aufwendigen Ausgleichsmitteln zur Kompensation dieser Toleranzen möglich ist. Diese Probleme werden beim Ersatz einzelner Schalter durch andere, die genau denselben Schaltzeitpunkt haben müssen wie die ersetzten Schalter, noch verstärkt.

Es ist schon versucht worden, in den Betätigungshebel Reguliermittel einzubauen. Nachteilig ist dabei, dass diese an einem beweglichen Organ angebracht sind, was mit der Zeit zu einem Abwandern des Schaltzeitpunktes führt.

Dann ist schon vorgeschlagen worden, Reguliereinrichtungen in den Schalter selber einzubauen, um hier eine gewisse Justierung des Schaltzeitpunktes vornehmen zu können. So sind Schalter bekanntgeworden, bei denen die Zugfeder mit ihrem einen Ende im einen Fall direkt, im andern mittelbar an einer Regulierschraube angehängt ist.

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Durch Verdrehen der Schraube kann die Wirkungsgerade der Feder In Ihrer Lage verändert werden. Die Schraube war jedoch Im Gehäuse vergossen und von aussen nicht zugänglich. Sie diente also nur der einmaligen Einstellung am Herstellort. Am Verwendungsort war dies nicht mehr möglich; Bomit blieben wegen der Toleranzen beim Einbau der Schalter In die Schaltwerke die Nachtelle voll erhalten.

Später kamen Schalter auf den Markt, bei denen die Reguliereinrichtungen von ausseri zugänglich waren. Damit schien das Problem bereits weitgehend gelöst.

Es scheint nunmehr relativ naheliegend, irgend einen der zahlreich vorhandenen, nichtregulierbareη Schalter mit einer Reguliereinrichtung zu versehen. Untersucht man jedoch die verschiedenen Bauarten, so ergibt sich, dass sich nicht jede ohne weitreichende konstruktive Aenderungen dazu eignen;.bei gewissen andern Bauarten muss zu aufwendigen und den Schalter daher verteuernden baulichen Massnahmen gegriffen werden. Es hängt dabei im wesentlichen davon ab, ob die das sprunghafte Umschalten bewerkstelligende Zugfeder ausser dieser noch andere Funktionen auszuüben hat.

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So 1st/mit vergossener Regulierschaube ausgerüsteter Schalter

so aufgebaut, dass die Zugfeder lediglich das sprunghafte

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Umschalten auszuführen hat, Indem sie mit dem einen Ende In üblicher Welse am Kontaktarm angreift, der seinerseits an einem Betätigungshebel drehbar befestigt 1st; das andere Ende ist an der Regulierschraube angelenkt. Durch Bewegung dieses Endes quer zur Federachse wird eine Veränderung des Schaltseitpunktes erreicht. Selbst wenn die Regulierschraube von aussen zugänglich wäre, treten hler konstruktiv keine Probleme auf.

Dass jedoch Komplikationen auftreten können, wenn die Auffassung herrscht, jeder beliebige nichtregulierbare Schalter lasse sich auf einfachste Art regulierbar machen, soll an zwei Beispielen dargestellt werden. Es zeigt sieh dabei, dass .neben nur konstruktiven auch geometrische Gründe (darunter soll die Lage der einseinen Organe verstanden sein) den angestrebten Endsweck verunmöglichen können.

So 1st ein nichtregulierbarer Schalter bekanntgeworden, bei dem die Zugfeder nebst dem sprunghaften Umlegen des Kontaktarmes auch noeh die Aufgaben hat, diesen In seiner Anlenkstelle, einer mit dem Betätigungshebel verbundenen Schneide, festzuhalten, ihn in bei unbetätigtem Hebel In Anlage an stets denselben Kontakt zu bringen und ausserdem bei der Betätigung ihn vorerst eine ausgeprägte Längsbewegung auf dem Kontakt, die sog. Wischbewegung, ausführen zu lassen. Zu diesem Zweck muss der Winkel zwischen der Wirkungsgeraden der

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Zugfeder und dem Kontaktarm auch In der Ruhelage des Schalters klein sein. Da das Umschalten Jeweils dann stattfindet, wenn dieser Winkel gleich Null wird, folgt daraus, dass für eine Regulierung, nämlich die Veränderung des Zugfederanlenkpunktes, so gut wie gar kein Spielraum in der einen Richtung bleibt, Damit eignet sich dieser Schalter alßo nicht für eine beliebige Regulierung.

Bei einem anderen nichtregulierbaren Schalter sind zwar etwas günstigere Verhältnisse in dieser Hinsicht anzutreffen, der Schalter 1st aber als Doppelschalter mit zwei symmetrisch

zueinander arbeitenden Kontaktarmen und zwei Zugfedern ausgebildet, bei denen das Umschalten möglichst gleichzeitig stattfinden soll. Dazu müsste demzufolge eine gemeinsame Schaltpunktverstellung vorhanden sein, was konstruktiv zu aufwendigen Lösungen führen würde. Die Ausbildung als Doppelschalter führt dazu, dass dieser Schalter in jeder Stellung stabil ist.

Der erflndungsgemässe Schalter soll, wie eingangs angedeutet, in erster Linie für reihenweise Verwendung in Schaltwerken und Steuergeräten vorgesehen sein und eich für Betätigung mittels Nockenscheiben eignen. Er soll also nach Durchgang des öder der Nocken wieder in seine Ausgangelage zurückspringen. Damit ergibt sich die Bauart mit zwei an eine»

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Schalterchassis angeordneten Kontaktelementen, einem zwischen den Kontaktelementen hin- und herschwenkbaren Kontaktarm, einer am Kontaktarm an einer ersten Anlenkstelie mit ihrem einen Ende angreifenden Zugfeder, unter deren Einwirkung der Kontaktarm Sehaltbewegungen sprunghaft ausführt, und einem zur Einleitung der Schaltbewegung dienenden Schalthebel, der an einer zweiten Anlenkstelie am Schalterchassis schwenkbar gelagert ist und am Hebelarm mit einer dritten Anlenkstelie versehen ist, an der der Kontaktarm angelenkt ist,sowie mit einer vierten Anlenkstelie am Schalterchassis, an der das andere Ende der Zugfeder angelenkt ist und die derart angeordnet ist, dass sich die dritte Anlenkstelie mit der sprunghaften Schaltbewegung jeweils von einer auf die andere Seite der Zugfederachse bewegt und dass das vom Kontaktarmteil zwischen der ersten und dritten Anlenkstelie und dem Schalthebelteil zwischen der dritten und zweiten Anlenkstelie gebildeten Kniehebelsystem von der Zugfeder in beiden Schaltstellungen des Schalters in die gleiche Einknickrichtung gezogen und dadurch der Kontaktarm im unbetätigten Zustand des Schalters in eine bestimmte Schaltstellung gebracht wird.

Einen solchen Schalter für die Verwendung in Schaltwerken oder Steuergeräten zu verwenden, welche diese in Reihen nebeneinander angeordneten Schalter durch Nockenseheiben,

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Walzen oder dergleichen betätigen, erscheint dann besonders verlockend, wenn zum Ausgleich der Herstellungs- und Hontage· toleranzen nicht nur der SchaltZeitpunkt, sondern gleichzeitig noch die Einstellung In bezug auf den Schalter, also der Abstand des von der Nockenscheibe oder Walze betätigten Endes vom Schaltergehäuse ntitreguliert werden kann, und diese Regulierung auf möglichst einfache Art erfolgt. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass zur Justierbarkeit des Schaltzeitpunktes des Schalters der Ort auf dem Betätigungsweg des Schalthebels, beimessen Durchlauf die sprunghafte Schaltbewegung erfolgt, dadurch veränderbar 1st, dass die Lage der vierten Anlenksteile verstellbar ist, und dass für diese Verstellung eine Stellschraube vorgesehen ist, die gleichzeitig mit der Verstellung der Lage der vierten Anlenkstelle einen Anschlag für die Begrenzung der durch das Einknicken des genannten Kniehebelsystems verursachten Schalthebelbewegung verstellt, und dass dieser Anschlag an der Stellschraube angebracht ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Flg. 1 einen unbetätigten Schalter im Längsschnitt,

Fig. 2 den Schalter nach Flg. 1, in betätigtem Zustand in Ansicht und

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Flg. 3 den Schalter In Draufsicht.

Der Schalter weist drei elektrische Klemmen 1, 2 und 3 auf, wobei diese Bezugsziffern auch gleichzeitig die Reihenfolge der elektrischen Anschlüsse des Schalters bezeichnen. Die'Klemmen 1, 2 und 3 sind als Muttern ausgebildet und befinden sich auf der Unterseite einer das Schalterchassis 4 darstellenden Schaltergrundplatte aus Isoliermaterial. Die Klemme 1 bildet zusammen mit einer Metallplatte 5, die sich auf der Oberseite der Grundplatte 4 befindet, ein Stück. Die Klemme 2 bildet zusammen mit einem unteren Kontaktelement 6, und die Klemme 3 zusammen mit einem Bügel 7, der ein oberes Kontaktelement 8 trägt, ebenfalls je ein Stück, die an die Schaltergrundplatte 4 angenietet sind. Die Platte 5 ist an ihrem einen Ende aufgebogen und weist dort eine prismatische Einkerbung 9 auf, die als stationäre Anlenkstelle für einen schwenkbaren Betätigungshebel 10 dient. Dieser selbst besteht aus einem Metallstreifen, der dieselbe Breite wie der Bügel 7 aufweist. Das freie Ende ist für die Betätigung durch eine Nockenscheibe 11 oder einen Schieber od.dgl. ausgebildet. Hierzu ist das freie Ende des Betätigungshebels 10 durch einen besonderen aufsteckbaren Teil 12 aus einem gleitfähigen Material ausgebildet. Dieses Material kann bei Verwendung einer metallenen Nockenscheibe bzw. eines Schiebers aus einem Isolierstoff bestehen. An Stelle des Teiles 12 kann

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aber auch eine Rolle vorgesehen werden. Der Betätigungshebel 10 weist einen Längsschlitz 13 auf. Der Längsschlitz 13 geht In einen kreisförmigen Durchbruch 14 über. Der Betätigungshebel 10 weist eine prismatische Einkerbung 15 auf, die als Anlenksteile für das gegabelte Ende 17 eines Kontaktarmes 16 dient, Der Kontaktarm 16 trägt einen Kontakt 18.

In der Schaltergrundplatte 4 1st neben der elektrischen Klemme eine ale Regulierschraube dienende Schraube 19 angeordnet, die einen Zapfen 20 besitzt, der In Schwenkrichtung des Betätigungshebels 10 durch dessen Schlitz ragt. An den Zapfen 20 schllesst sich nach oben ein Bund 21 an, der Im Durchmesser grosser als die Breite des Schlitzes 13 ist, so dass er einen Anschlag für den zwischen der Schaltergrundplatte M und dem Bund 21 um die Einkerbung 9 schwenkbaren Betätigungshebel 10 ergibt. Gleichzeitig dient das obere freie Ende der Schraube 19 als stationäre Anlenkstelle für eine Zugfeder 22, deren anderes Ende in der Anlenkstelle 28 am Kontaktarm 16 befestigt ist. Die Feder 22 drückt den Kontaktarm 16 in die Einkerbung 15 und den Kontaktarm 16 zusammen mit dem Betätigungshebel 10 in die Einkerbung 9. Der Durchbruch IM ist im Durchmesser etwas grosser als der Bund 21. Der Schalter liegt mit seinen Klemmen 1, 2, 3 auf einer Unterlege

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auf, deren Oberfläche eine nicht dargestellte gedruckte Schaltung aufweist, an deren stromleitenden Kontakten die Klemmen 1, 2 und 3 anliegen. Der Schalter ist mittels Schrauben 24, von denen nur eine dargestellt ist, an der Unterlage 23 befestigt.

Die Wirkungsweise des Schalters ist folgendermassen: Beim unbetätigten Schalter nach Flg. 1 liegt der Betätigungshebel 10 am Teil 29 der Nockenscheibe 11 an. DabeiAiegt die Anlenkstelle 15 oberhalb der durch die Anlenkstellen und 21 gebildeten Totpunktgerade der Zugfeder 22. Der Kontakt IS liegt somit am Kontaktelement 6 an. Beim betätigten Schalter nach Flg. 2 befindet sich die Anlenkstelle 15 unterhalb der Totpunktgeraden 28-21 der Feder 22, und der Kontakt 18 liegt am Kontaktelement 8 an.

Durch Verdrehen der Schraube 19 mittels eines Schraubenziehers wird die Anlenkstelle 21 der Feder 22 an der Schraube 19 zu den anderen Anlenkstellen 28, 15 und 9 verändert. Es wird somit die Charakteristik des Schalters verändert. Liegt der Betätigungshebel 10 eines Schalters durch den Teil 29 der Nockenscheibe 11 infolge der Montagetoleranzen etwas tiefer (Fig. 1) als ein anderer Schalter desselben Schaltblockes, so kann durch Verstellen der Regulierschraube 19 eines Schalters oder beider Schalter erreicht werden, dass beide Schalter, von solchen Nockenscheiben 11 betätigt,

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Im gleichen Zeltpunkt umschalten, d.h. dass das Kippen der Kontakte 18 in die andere Stellung gleichzeitig erfolgt.

Es ist aber auch möglich, dass ein Schalter mit einer bestimmten Verzögerung erst nach einem anderen Schalter umschalten soll. Diese Verzögerung kann ebenfalls durch entsprechende Einstellung an der Regulierschraube 19 genau bestimmt werden.

Durch das Verändern des Schaltzeitpunktes des Schalters wird die Zeit, die zwischen dem Beginn der Bewegung des Betätigungshebels 10 und dem Kippen des Kontaktes 18 in die andere Stellung liegt, verändert.

Es können auch die anderen Anlenksteilen 28, 15 und 9 verstellbar ausgebildet werden. Am einfachsten lässt sich aber eine Verstellung an den stationären Anlenkstellen, also an der Einkerbung 9 oder an der Schraube 19, ausführen.

Der Betätigungshebel 10 kann mehrere Arme, so z.B. den strichpunktiert gezeichneten Arm 25 aufweisen (Fig. 1), der von einer Nockenscheibe 26 zu betätigen ist. Diese zwei Nockenscheiben 11 und 26 wirken dann in Hintereinanderschaltung auf den Schalter ein.

An Stelle von Nockenscheiben 11 können irgend welche bekannten

Betätigungsorgane vorgesehen werden. 909819/0427

Die Sehraube 19 kann an beiden Enden Angriffs»te}len zu ihrer Verschraubung In der Sehaltergrundplatte 4 besitzen. Hierzu kann der Bund 21 In strichpunktiert gezeichneter Weise einen Schraubenkopf 27 aufweisen.

Wird je eine Befestigungsbohrung an einen Ende der Schaltergrundplatte 4 beibehalten, so können alle Schalter auf eine gemeinsame Frofilsehiene od.dgl. befestigt werden. Die gemeinsame Unterlage 23 kann dann weggelassen werden, und die Unterseiten der Schalter bilden ein Klemmbrett. An die Klemmen 1,2 und 3 werden dann die elektrischen Verdrahtungen direkt angeschlossen.

Es kann weiterhin ein einzelner defekter Schalter ersetzt werden, ohne dass die übrigen Schalter dadurch.irgendwie beeinflusst werden, was die Unterhaltsarbeiten am Schalt- oder Steuerbleek ebenfalls auf ein Minimum reduziert. Beim Ein- oder Ausbau eines Sehalters liegt der Betätigungshebel 10 am Bund 21 an, so dass der Sehwenkweg des Hebels 10 begrenzt ist.

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Claims (1)

1. Patentanspruch

   Elektrischer Sehalter mit zwei an einem Sehalterohasvl· angeordneten Kontaktelementen, einem !Wischen den Kontaktelement en hin- und bereehwenkbaren Kontaktarm, einer am Kontaktarm an einer ersten Anlenkstelle mit ihrem einen Ende angreifenden Zugfeder, unter deren Einwirkung der Kontaktarm Sehaltbewegungen sprunghaft ausführt, und einem zur Einleitung der Schaltbewegungdlenen#den Schalthebel, der an einer »weiten Anlenkatelle am Schalterchassis schwenkbar gelagert 1st und am Hebelarm mit einer dritten Anlenkstelle versehen ist, an der der Xontaktarm engelenkt ist, sowie mit einer vierten Anlenkstelle am Schalterchassi·, an der das andere BnAe der Zugfeder angelenkt ist/ und die derart angeordnet 1st, dass sich die dritte Anlenkstelle mit der sprunghaften-Sehaltbewegung Jeweils von einer auf die andere Seite der Zugfederachse bewegt und dass das vom

   Kontaktarmteil zwischen der ersten und dritten Anlenkstelle

   ι und dem Sohalthebelteil zwischen der dritten und zweiten Anlenkstelle gebildeten Kniehebelsystem von der Zugfeder In beiden Schaltstellungen des Sehalters in die gleiche Einknickrichtung gezogen und dadurch der Kontaktarm im unbetätlgten Zustand des Schalters in eine bestimmte Schaltstellung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Justierbarkeit des Schaltzeitpunktes des Schalters der Ort

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   auf dem Betätigungsweg des Schalthebels, bei dessen Durchlauf die sprunghafte Schaltbewegung erfolgt, dadurch veränderbar ist, dass die Lage der vierten Anlenkstelle verstellbar 1st, und dass für diese Verstellung eine Stellsehraube vorgesehen ist, die gleichzeitig mit der Ver- «teilung der Lage der vierten Anlenkstelle einen Anschlag für die Begrenzung der durch das Einknicken des genannten Kniehebelsystems verursachten Schalthebelbewegung verstellt, und dass dieser Anschlag an der Stellschraube angebracht 1st.

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