DE1515595C3 - Electric snap switch - Google Patents
Electric snap switchInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Sprungschaker, mit einer um einen Einspannpunkt schwenkbaren, zwischen zwei Schaltstellungen hin- und herbewegbaren Schaltzunge, einer gegen die Schakzunge vorgespannten Sprungfeder, die in einer Mittelstellung der Schaltzunge zwischen den beiden Schaltstellungen auf die Schaltzunge eine Kraft nur in deren Längsrichtung ausübt, einer im wesentlichen senkrecht auf die Schaltzunge wirkenden Einstellfeder und einem eine Gegenkraft zur Einstellfeder liefernden Betätigungsglied, das auf einen zwischen den Enden der Schakzunge liegenden Angriffspunkt wirkt, wobei die Einstellfeder und die Sprungfeder derart aufeinander abgestimmt sind, daß deren resultierende Federkonstante in bezug auf den Angriffspunkt des Betätigungsglieds negativ wird, bevor die Schaltzunge ihre Mittelstellung durchläuft.The invention relates to an electric jump shaker, with one around a clamping point pivotable switching tongue that can be moved back and forth between two switching positions, one against the switching tongue pre-tensioned spring, which is in a middle position of the switch tongue between the two switch positions exerts a force on the switch tongue only in its longitudinal direction, one essentially perpendicular adjusting spring acting on the switching tongue and an actuating member providing a counterforce to the adjusting spring, which acts on a point of attack lying between the ends of the jack tongue, the Adjustment spring and the spring are matched to one another in such a way that their resulting spring constant with respect to the point of application of the actuator is negative before the switch tongue is in its middle position passes through.
Aus der FR-PS 13 70 229 ist ein elektrischer Sprungschaker bekannt, bei dem das Betätigungsglied aus einer Nocke besteht, die über eine Druckfeder auf die Schakzunge des Schalters wirkt. Die der Nocke zugeordnete Druckfeder ist in der Verlängerung der Achse der Einstellfeder auf der der Einstellfeder gegenüberliegenden Seite der Schaltzunge angeordnet. Eine wesentliche Aufgabe derartiger Schalter besteht darin, daß sie ein sehr schnelles Umschalten von der einen Schakstellung in die andere gestatten. Bei diesem bekannten Schnappschalter wird die Geschwindigkeit der Umschaltvorgangs wesentlich beeinträchtigt durch die Trägheitskräfte der mit der Schaltzunge zu bewegenden Federn, insbesondere der Einstellfeder.From FR-PS 13 70 229 an electric jump shaker is known in which the actuator consists of a cam that acts on the switch tongue via a compression spring. The one assigned to the cam The compression spring is in the extension of the axis of the adjustment spring on the one opposite the adjustment spring Side of the tongue arranged. One of the main tasks of such switches is to that they allow you to switch from one position to the other very quickly. With this well-known The speed of the switching process is significantly affected by the snap switch Inertial forces of the springs to be moved with the switch tongue, in particular the setting spring.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schnappschalter der angegebenen Art im Hinblick aui sein Schaltverhalten und seinen mechanischen Aufbau zu verbessern.The invention is based on the object of providing a snap-action switch of the specified type with regard to aui to improve its switching behavior and its mechanical structure.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Einstellfeder zwischen dem Einspannpunkt und dem Angriffspunkt des Betätigungsglieds angeordnet ist.This object is achieved according to the invention in that the adjusting spring between the clamping point and the point of application of the actuator is arranged.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das Schaltverhalten bekannter Schnappschalter dadurch wesentlich verbessert werden kann, daß der Angriffspunkt der Einstellfeder vom Angriffspunkt des Betätigungsglieds getrennt und näher an den Einspannpunkt der Schaltzunge gerückt wird. Dadurch wird erreicht, daß dem Betätigungsglied ein ausreichender Schakweg zur Verfügung gestellt wird, wodurch die Schaltempfindlichkeit erhalten bleibt, die von der Einstellfeder je doch hervorgerufenen Trägheitskräfte beim Umschalt Vorgang wesentlich verringert werden.The invention is based on the knowledge that the Switching behavior of known snap-action switches can be significantly improved in that the point of attack the adjustment spring separated from the point of application of the actuator and closer to the clamping point the switch tongue is moved. This ensures that the actuating member has a sufficient Schakweg is made available, whereby the switching sensitivity is retained, depending on the setting spring However, the inertia forces caused during the switching process are significantly reduced.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sicr aus den Unteransprüchen.Further advantageous developments emerge from the subclaims.
An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigtThe invention will be described in greater detail below using an exemplary embodiment shown in the drawing explained. It shows
F i g. 1 eine Schnittzeichnung durch einen erfindungsgemäßen Sprungschaker in seiner Umschakstel lung (Schnitt entlang der Linie 1-1 in F i g. 2),F i g. 1 is a sectional drawing through a jump shaker according to the invention in its wrapping around development (section along the line 1-1 in Fig. 2),
F i g. 2 eine Schnittdarstellung längs der Linie 2-2 ir Fig. 1,F i g. 2 shows a sectional view along the line 2-2 in FIG. 1,
F i g. 3 eine Schnittdarstellung längs der Linie 3-3 in F i g. 2, wobei der Sprungschaker in seiner Schaltstel lung dargestellt ist,F i g. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG F i g. 2, where the jump chaker is shown in its switching position,
F i g. 4 eine Schnittdarstellung durch den erfindungs gemäßen Sprungschaker, wobei ein Sprungschaker ir der Schalt- und der andere Sprungschaker in der Um schaltstellung dargestellt ist,F i g. 4 is a sectional view through the invention appropriate jump chaker, with one jump chaker in the switching and the other jump chaker in the order switching position is shown,
F i g. 5 eine graphische Darstellung der Schaltkraf der Membran des erfindungsgemäßen Sprungschaker unter Darstellung der Schalt- als auch der Umschau kurven undF i g. 5 shows a graphic representation of the switching force of the membrane of the jump shaker according to the invention under display of the switching as well as the look around curves and
F i g. 6 eine graphische Darstellung des Kontakt drucks für die Schalt- und Umschaltbewegung.F i g. 6 a graphical representation of the contact pressure for the switching and switching movement.
Der in den Zeichnungen dargestellte Sprungschalter ist in einem Gehäuse 12 angeordnet, das durch eine Metallkappe 14 geschlossen ist. Die Metallkappe 14 ist um einen am Rand des Gehäuses vorgesehenen Flansch 16 umgebördelt. Zwischen das Gehäuse 12 und die Metallkappe 14 ist eine Membran 18 eingeklemmt. Die Membran 18 unterteilt den Innenraum des Gehäuses 12 in eine Druckkammer 20 und in eine Schaltkammer 22. Mit der Druckkammer 20 steht ein Auslaßstutzen 23 in Verbindung, der an eine nicht dargestellte Druckmittelquelle anschließbar ist. Die Änderungen des durch die Druckmittelquelle hervorgerufenen Drucks dienen zum Schalten des Sprungschalters: In dem in der Zeichnung dargestellten Gehäuse *2 sind zwei Sprungschalter 24 und 26 angeordnet, die identisch ausgebildet sind. Es wird im folgenden jedoch nur ein Sprungschalter beschrieben. Übereinstimmende Teile der beiden Sprungschalter 24 und 26 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, wobei an den Bezugszeichen des einen Schalters 26 jeweils ein Strich vorgesehen ist. Der Sprungschalter 24 ist in seiner Funktion mit einem Kniegelenk vergleichbar. Ohne Druckbeaufschlagung stellt der Sprungschalter 24 eine elektrische Verbindung mit einem Kontakt 28 her, während mit Druckbeaufschlagung eine elektrische Verbindung mit einem Kontakt 30 erreicht wird. Der Kontakt 28 ist auf einer Endplatte 32 angeordnet, welche mit dem Gehäuse 12 verbunden ist. Der Kontakt 30 hingegen wird von einer Endplatte 34 getragen, weiche mit dem Gehäuse 12 mittels eines Stifts 36 verstellbar verbunden ist. Durch die Möglichkeit der Verstellung läßt sich der Abstand zwischen den beiden Kontakten 28 und 30 verändern. Der Sprungschalter 24 weist eine bewegliche Schaltzunge 38 auf, die aus zwei an einem Ende durch einen Steg 52 miteinander verbundenen Schienen 40 und 42 gebildet ist. Zwischen den beiden Schienen 40 und 42 ist ein Hebel 44 vorgesehen. Der Hebel 44 und die Schienen 40, 42 sind zusammen mit einer Klemme 48 über einen Niet 50 an einem Zapfen 45 des Gehäuses 12 befestigt. Am Steg 52, der die beiden Schienen 40, 42 verbindet, ist ein Kontakt 54 angeordnet, der wahlweise mit einem der gehäuseseitigen Kontakte 28 bzw. 30 in elektrische Verbindung bringbar ist. Zwischen dem Steg 52 und dem Hebel 44 ist eine als Druckfeder wirkende, faßförmig ausgebildete Sprungfeder 56 angeordnet. Es lassen sich jedoch auch andere Arten von Druckfedern verwenden.The snap switch shown in the drawings is arranged in a housing 12, which is through a Metal cap 14 is closed. The metal cap 14 is provided around one on the edge of the housing Flange 16 beaded. A membrane 18 is clamped between the housing 12 and the metal cap 14. The membrane 18 divides the interior of the housing 12 into a pressure chamber 20 and a switching chamber 22. An outlet connection 23 is connected to the pressure chamber 20 and is connected to a not shown Pressure medium source can be connected. The changes caused by the pressure medium source Pressure are used to switch the snap switch: In the housing shown in the drawing * 2 are two snap switches 24 and 26 arranged, which are identical. However, it will only be used below described a snap switch. Corresponding parts of the two snap switches 24 and 26 are identical Provided reference numerals, a line being provided at the reference numerals of the one switch 26 is. The function of the snap switch 24 is comparable to that of a knee joint. Without pressurization the snap switch 24 establishes an electrical connection with a contact 28, while with Pressurization an electrical connection with a contact 30 is achieved. Contact 28 is open an end plate 32 which is connected to the housing 12. The contact 30, however, is from an end plate 34 is carried, which is adjustably connected to the housing 12 by means of a pin 36. The possibility of adjustment allows the distance between the two contacts 28 and 30 change. The snap switch 24 has a movable switch tongue 38 consisting of two at one end is formed by a web 52 interconnected rails 40 and 42. Between the two rails 40 and 42 a lever 44 is provided. The lever 44 and the rails 40, 42 are together with a Clamp 48 is fastened to a pin 45 of the housing 12 via a rivet 50. At footbridge 52, which is where the two of them Rails 40, 42 connects, a contact 54 is arranged, which optionally with one of the housing-side contacts 28 and 30 can be brought into electrical connection. Between the web 52 and the lever 44 is a Compression spring acting, barrel-shaped spring 56 is arranged. However, others can also Use types of compression springs.
Mit dem Hebel 44 ist an einem Angriffspunkt A ein Zapfen 58 verbunden. Der Zapfen 58 weist eine radiale, sich am Hebel 44 abstützende Schulter 64 auf, auf die der Hebel 44 über einen Flansch 62 des Zapfens 58 gepreßt ist. Auf der Membran 18 liegt eine Platte 70, an die ein Stift 68 angeformt ist. Dieser Stift 68 greift in eine Kerbe 72 eines Brückenglieds 60 ein. Auf dem Brückenglied ist ein Stift 66 angeordnet, der in dem Zapfen 58 gelagert ist. Über die Platte 70, den Stift 68, das Brückenglied 60, den Stift 66 und den Zapfen 58 wird eine mechanische Verbindung zwischen der Membran 18 und dem Hebel 44 hergestellt. A pin 58 is connected to the lever 44 at a point of application A. The pin 58 has a radial shoulder 64 which is supported on the lever 44 and onto which the lever 44 is pressed via a flange 62 of the pin 58. A plate 70, onto which a pin 68 is molded, lies on the membrane 18. This pin 68 engages in a notch 72 of a bridge member 60. A pin 66, which is mounted in the pin 58, is arranged on the bridge member. A mechanical connection between the membrane 18 and the lever 44 is established via the plate 70, the pin 68, the bridge member 60, the pin 66 and the pin 58.
Auf der der Membran 18 gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 12 sind zwei Einstellfedern 74 und 76 vorgesehen. Die Einstellfeder 74 stützt sich an ihrem einen Ende an einer Verstellschraube 78 und an ihrem anderen Ende an einem Hebel 79 ab. Die Verstellschraube 78 ist in eine Gewindebohrung 80 des Gehäuses 12 eingeschraubt. Der schwenkbar gelagerte Hebel 79 ist an den bereits beschriebenen Zapfen 58 angelenkt und im Einspannpunkt A zwischen den Flansch 62 und einen weiteren Flansch 82 des Zapfens 58 eingespannt. Der Hebel 79 dient dazu, die Kraft der Einstellfeder 74 unmittelbar aufzunehmen und verhindert somit, daß der Hebel 44 verformt wird. Die Kraft der Einstellfeder 74 wirkt sich somit über den Hebel 79, den Zapfen 58 und das Brückenglied 60 auf die Membran 18 aus. ' ■ '' On the side of the housing 12 opposite the diaphragm 18, two adjusting springs 74 and 76 are provided. The adjusting spring 74 is supported at one end on an adjusting screw 78 and at its other end on a lever 79. The adjusting screw 78 is screwed into a threaded bore 80 in the housing 12. The pivotably mounted lever 79 is articulated to the pin 58 already described and is clamped at the clamping point A between the flange 62 and a further flange 82 of the pin 58. The lever 79 serves to directly absorb the force of the adjusting spring 74 and thus prevents the lever 44 from being deformed. The force of the adjusting spring 74 thus acts on the membrane 18 via the lever 79, the pin 58 and the bridge member 60 . '■''
Die weitere Einstellfeder 76 liegt zwischen einem mit einem Kopf ausgestatteten Zapfen 90, welcher sich unter der Einwirkung der Einstellfeder 76 gegen eine Platte 92 abstützt. Die Platte 92 dient als Anschlag für den Zapfen 90. Der Zapfen 90 weist einen nach unten geführten Stift auf, an den der Zapfen 58 anschlagen kann.The further adjustment spring 76 lies between one with a head equipped pin 90, which under the action of the adjustment spring 76 against a Plate 92 is supported. The plate 92 serves as a stop for the pin 90. The pin 90 has one downwards guided pin on which the pin 58 can strike.
Im folgenden wird auf die Funktionsweise des Sprungschalters 38 näher eingegangen. In der in F ig. 1 dargestellten Schaltstellung des Sprungschalters 38 sind die beiden Kontakte 28 und 54 elektrisch miteinander verbunden. Die Sprungfeder 56 übt auf den Hebel 44 eine Kraft aus, deren eine Komponente tangential und deren andere Komponente senkrecht zum Hebel 44 verläuft. Die senkrecht auf den Hebel 44 wirkende Kraftkomponente der Sprungfeder 56 addiert sich in den in F i g. 1 dargestellten Schaltzustand im Angriffs-The following describes how the Snap switch 38 discussed in more detail. In the in Fig. 1 shown switching position of the snap switch 38 the two contacts 28 and 54 are electrically connected to one another. The spring 56 acts on the lever 44 a force, one component of which is tangential and the other component perpendicular to the lever 44 runs. The one acting perpendicular to the lever 44 The force component of the spring 56 is added to the in FIG. 1 switching state shown in attack
25—punkt A zu der von der Einstellfeder 74 hervorgerufenen Kraftkomponente. Bei ansteigendem Druck in der Druckkammer 20 wird die Membran 18 und über das Brückenglied 60 der Zapfen 58 nach oben bewegt, wodurch sowohl die Sprungfeder 56 als auch die Einstellfeder 74 zusammengedrückt werden. Die durch die Membran 18 im Angriffspunkt A aufgebrachte Kraft steht im Gleichgewicht mit den Kraftkomponenten der Federn 74 und 56. Da die von der Sprungfeder 56 hervorgerufene, sich auf die Membran 18 auswirkende Kraft mit zunehmendem Druckanstieg in der Druckkammer 20 ständig abnimmt, wird bei steigendem Druck eine instabile Mittellage des Hebels 44 erreicht. Diese instabile Mittellage wird dann erreicht, wenn die kombinierten Federkräfte der Federn 74 und 56 im Angriffspunkt A der Membrankraft keine entsprechend große Gegenkraft mehr entgegensetzen können. Bei Erreichen dieses instabilen Zustands schnappt bei zunehmendem Membrandruck die Schaltzunge 38 nach unten um, wodurch der Kontakt 54 zur Anlage an den Kontakt 30 kommt. Dieser nach dem Umschalten erreichte Schaltzustand ist in F i g. 3 dargestellt. Der oben ^angegebene instabile Zustand ist etwa dann erreicht, wenn die Sprungfeder 56 nahezu maximal zusammengepreßt ist. Der besondere Vorteil eines derartigen Sprungschalters besteht darin, daß während des instabilen Zustands, also unmittelbar vor dem Umschnappen, zwischen dem Kontakt 54 und dem Kontakt 28 noch eine ausreichend große Kontaktkraft besteht, die einen relativ hohen Stromfluß über diese Kontakte 28,25 — point A to the force component caused by the adjusting spring 74. When the pressure in the pressure chamber 20 rises, the membrane 18 and, via the bridge member 60, the pin 58 are moved upward, whereby both the spring 56 and the adjusting spring 74 are compressed. The force applied by the diaphragm 18 at the point of application A is in equilibrium with the force components of the springs 74 and 56 Pressure reached an unstable central position of the lever 44. This unstable central position is reached when the combined spring forces of springs 74 and 56 at point A of the diaphragm force can no longer oppose a correspondingly large counterforce. When this unstable state is reached, the switching tongue 38 snaps downwards when the membrane pressure increases, as a result of which the contact 54 comes to rest against the contact 30. This switching state achieved after switching is shown in FIG. 3 shown. The unstable state indicated above is reached approximately when the spring 56 is compressed almost to its maximum. The particular advantage of such a snap switch is that during the unstable state, i.e. immediately before it snaps, there is still a sufficiently large contact force between the contact 54 and the contact 28, which results in a relatively high current flow via these contacts 28,
S5 54 zuläßt, ohne die Kontakte wesentlich zu erwärmen. Diese Kontaktkraft wird hervorgerufen durch die senkrecht auf die Schaltzunge 38 wirkende Komponente der Sprungfeder 56. Da das Umschnappen der Schaltzunge 38 relativ rasch vor sich geht, entsteht auch bei größeren über die Kontakte geführten Strömen kaum Funkenbildung. Das schnelle Umschalten der Schaltzunge 38 wird dadurch bedingt, daß bei Erreichen des instabilen Zustands die sich auf den Angriffspunkt A auswirkende Kraftkomponente der Sprungfeder 56 schneller abnimmt als die sich hinzuaddierende Kraftkomponente der Einstellfeder 74 zunimmt. Beim Umschnappen der Schaltzunge 38 wirkt die sich erneut aufbauende, senkrecht auf den Hebel 44 wirkendeS5 54 allows without significantly heating the contacts. This contact force is caused by the component of the spring 56 acting perpendicularly on the switch tongue 38. Since the switch tongue 38 snaps over relatively quickly, there is hardly any spark formation even with larger currents passed through the contacts. The rapid switching of the switching tongue 38 is due to the fact that when the unstable state is reached, the force component of the spring 56 acting on the point of application A decreases faster than the force component of the adjusting spring 74 that is added to it increases. When the switching tongue 38 is snapped over, the one that builds up again and acts vertically on the lever 44 acts
Kraftkomponente der Sprungfeder 56 dann entgegen der Kraftkomponente der Einstellfeder 74, wodurch ein sehr schnelles Durchlaufen der instabilen Lage erreicht wird.Force component of the spring 56 then counter to the force component of the adjusting spring 74, whereby a very fast passage through the unstable position is achieved.
Der bereits beschriebene Vorgang spielt sich in umgekehrter Bewegungsrichtung ab, wenn der Sprungschalter 38 von der in F i g. 3 dargestellten Schaltstellung in die in F i g. 1 dargestellte Schaltstellung übergeht. Wird die von der Membran 18 auf den Angriffspunkt A ausgeübte Kraft vermindert, dann bewegt die Einstellfeder 74 den Hebel 44 nach unten. Die Sprungfeder 56 wirkt zwar dieser Bewegung entgegen, kann sie jedoch nicht verhindern. Bei stetig abnehmendem Druck wird die Sprungfeder 56 zunehmend zusammengedrückt, wodurch ihre senkrecht auf den Hebel 44 wirkende Kraftkomponente abnimmt. Es wird schließlich eine instabile Mittellage des Hebels 44 erreicht, bis schließlich die Schaltzunge 38 in die in F i g. 1 dargestellte Schaltstellung umschnappt. Auch bei diesem Schaltvorgang bestand bei Erreichen der instabilen Lage noch ein ausreichender Kontaktdruck zwischen den Kontakten 28 und 54.The process already described takes place in the opposite direction of movement when the snap switch 38 from the position shown in FIG. 3 into the switching position shown in FIG. 1 shown switching position passes. If the force exerted by the diaphragm 18 on the point of application A is reduced, the adjusting spring 74 moves the lever 44 downwards. The spring 56 counteracts this movement, but cannot prevent it. With steadily decreasing pressure, the spring 56 is increasingly compressed, as a result of which its force component acting perpendicularly on the lever 44 decreases. An unstable central position of the lever 44 is finally reached until the switching tongue 38 finally moves into the position shown in FIG. 1 switching position shown snaps. In this switching process, too, there was still sufficient contact pressure between contacts 28 and 54 when the unstable position was reached.
In den F i g. 5 und 6 sind die wirksam werdenden. Kräfte als Funktion der Bewegung dargestellt. Der zwischen B und C liegende Teil der in F i g. 5 dargestellten Kurve zei^t eine Kraftzunahme bis zum Erreichen eines Maximums im Punkt C, der den instabilen Punkt darstellt. Die in Punkt Cerreichte Kraft stellt die maximale Gegenkraft dar. Wenn die Bewegung fortgesetzt wird, d. h. wenn das Schalten erfolgt, nimmt die Federkraft bis zum Punkt D hin ab. Der Teil B, D der Kurve zeigt einen Verlauf, wie er bei einem Sprungschalter mit einer einzigen Einstellfeder charakteristisch ist. Beim Umschalten nimmt die Federkraft ab, bis der Schaltpunkt erreicht ist. In dieser Schaltstellung geht die Sprungfeder über die oberhalb der Mittellage liegende Stellung hinaus und trägt mit ihrer Kraft dazu bei, die Schaltbewegung auszulösen und sie zu unterstützen. Bei einem Vergleich der Kurven in F i g. 5 und 6 ist festzustellen, daß der Schaltvorgang in einem Punkt einsetzt, in dem ein noch relativ hoher Kontaktdruck besteht Mit anderen Worten, der Kontaktdruck steigt bis zu einem höchsten Punkt und fällt dann wieder ab, wobei aber die Abnahme nach dem Einsetzen des Schaltvorgangs insofern nicht kontinuierlich erfolgt, als der Schaltvorgang dynamisch erfolgt, wobei diese Bewegung praktisch schlagartig einsetzt. ^In the F i g. 5 and 6 are the ones going into effect. Forces shown as a function of movement. The part between B and C of the FIG. 5 shows an increase in force until a maximum is reached at point C, which represents the unstable point. The force reached at point C represents the maximum counterforce. When the movement is continued, ie when switching takes place, the spring force decreases up to point D. Part B, D of the curve shows a course that is characteristic of a snap switch with a single setting spring. When switching over, the spring force decreases until the switching point is reached. In this switching position the spring goes beyond the position above the central position and contributes with its force to triggering and supporting the switching movement. When comparing the curves in FIG. 5 and 6 it can be seen that the switching process starts at a point where there is still a relatively high contact pressure. In other words, the contact pressure rises to a highest point and then falls again, although the decrease after the start of the switching process to this extent does not take place continuously, as the switching process takes place dynamically, this movement starting practically suddenly. ^
In der obigen Beschreibung wurde noch nicht näher darauf eingegangen, daß die Einstellfeder 74 nicht unmittelbar im Angriffspunkt A angreift. Würde die Einstellfeder 74 unmittelbar am Angriffspunkt A abgestützt, würde die maximal verfügbare Schaltkraft während des Aufrechterhaltens einer dynamischen Schaltbewegung begrenzt. Die Einstellfeder 74 ist deshalb so angeordnet, daß sie am Hebel 44 zwischen seinem Einspannpunkt 46 und dem Angriffspunkt A angreift. Wenn die Einstellfeder 74 beispielsweise genau zwischen dem Angriffspunkt A und dem Einspannpunkt 46 des Hebels 44 angeordnet ist, wird die Bewegung der Feder gegen eine Anordnung unmittelbar am Angriffspunkt A halbiert, so daß bei gleichen Kraftverhältnissen deren Federkonstante vervierfacht werden muß. Eine Erhöhung der Federkonstante auf das Vierfache vervielfacht die Knickkraft um das Vierfache, was zur Folge hat, daß die effektive Knickkraft (maximal ver- <>5 fügbarer Schaltdruck) im Angriffspunkt verdoppelt wird, so daß bei der Bewegung der Einstellfeder 74 in die Mittellage zwischen der Einspannstelle und dem Angriffspunkt, die maximal verfügbare Schaltkraft verdoppelt wird, ohne daß dabei jedoch die wirksame Federkraft, welche der Schaltkraft entgegenwirkt, geändert wird bzw. der Vorteil des dynamischen Schaltens verlorengeht. Bei entsprechender Dimensionierung der Einstellfeder 74 kann diese an einer beliebigen Stelle zwischen dem Angriffspunkt A und der Einspannstelle 46 vorgesehen sein. Ein weiterer wesentlicher Vorteil dieser Anordnung der Einstellfeder 74 zwischen dem Angriffspunkt A und dem Einspannpunkt 46 gegenüber einer Anordnung unmittelbar am Angriffspunkt A liegt darin, daß beim Schaltvorgang geringere, durch die Bewegung der Einstellfeder 74 hervorgerufene Massenträgheitskräfte auftreten. Außerdem sind bei einer derartigen Konstruktion geringere Anforderungen an die Fertigungstoleranzen zu stellen.In the above description, it has not yet been discussed in more detail that the adjusting spring 74 does not act directly in the point of application A. If the adjusting spring 74 were to be supported directly at the point of application A , the maximum available shifting force would be limited while a dynamic shifting movement is being maintained. The adjusting spring 74 is therefore arranged in such a way that it engages the lever 44 between its clamping point 46 and the point of application A. If the adjusting spring 74 is arranged, for example, exactly between the point of application A and the clamping point 46 of the lever 44, the movement of the spring against an arrangement directly at the point of application A is halved, so that the spring constant must be quadrupled with the same force ratios. An increase in the spring constant to four times the buckling force multiplies by four, with the result that the effective buckling force (maximum available <> 5 switching pressure) is doubled at the point of application, so that when the adjusting spring 74 moves into the middle position between the clamping point and the point of application, the maximum available shifting force is doubled without, however, changing the effective spring force that counteracts the shifting force or losing the advantage of dynamic shifting. Given the appropriate dimensioning of the adjusting spring 74, it can be provided at any point between the point of application A and the clamping point 46. Another essential advantage of this arrangement of the adjusting spring 74 between the point of application A and the clamping point 46 compared to an arrangement directly at the point of application A is that lower inertia forces caused by the movement of the adjusting spring 74 occur during the switching process. In addition, with such a construction, lower demands are placed on the manufacturing tolerances.
Wenn die Einstellfeder 74 in der Mitte zwischen dem Angriffspunkt A und der Einspannstelle 46 der Schaltzunge 38 angeordnet ist, kann ein zufriedenstellender maximaler Schaltdruck erreicht werden. Nachdem die Verstellung der Einstellfeder 74 den maximalen Schaltdruck sowie den Umschaltdruck bestimmt, liegt der Differenzdruck zwischen dem Schaltdruck und dem Umschaltdruck fest, wenn die Einstellfeder 74 eingestellt wird. In manchen Fällen ist es erwünscht, einen vorbestimmten Umschaltdruck zu haben, welcher innerhalb dieses mehr oder weniger feststehenden Differenzdrucks liegt. Um die Möglichkeit einer getrennten Veränderung des Schaltdrucks und des Umschaltdrucks zu schaffen, ist die weitere Einstellfeder 76 vorgesehen. Dadurch, daß die Bewegung der Einstellfeder 76 durch einen Anschlag begrenzt ist, wirkt sich beim Umschaltvorgang lediglich die Einstellfeder 74 aus. In der in F i g. 3 dargestellten Schaltstellung sind beide Einstellfedern 74 und 76 wirksam. Beide Federn 74 und 76 müssen so dimensioniert sein, daß deren resultierende Kräfte in den oben angegebenen Bereich fallen, oder mit anderen Worten ausgedrückt, die summierten Kräfte der Federn 74 und 76 müssen ausreichend hoch sein um eine Rückkehr der Schaltzunge 38 aus der in F i g. 3 dargestellten Schaltstellung in die in F i g. 1 dargestellte Schaltstellung zu erlauben, wenn der auf die Membran 18 wirkende Druck verkleinert wird.If the adjusting spring 74 is arranged in the middle between the point of application A and the clamping point 46 of the switching tongue 38, a satisfactory maximum switching pressure can be achieved. After the adjustment of the adjusting spring 74 determines the maximum switching pressure and the switching pressure, the differential pressure between the switching pressure and the switching pressure is fixed when the adjusting spring 74 is adjusted. In some cases it is desirable to have a predetermined switching pressure which is within this more or less fixed differential pressure. In order to create the possibility of a separate change in the switching pressure and the switching pressure, the further adjusting spring 76 is provided. Because the movement of the setting spring 76 is limited by a stop, only the setting spring 74 has an effect during the switching process. In the in F i g. 3, both adjusting springs 74 and 76 are effective. Both springs 74 and 76 must be dimensioned so that their resulting forces fall within the range given above, or in other words, the summed forces of springs 74 and 76 must be sufficiently high to allow the switching tongue 38 to return from the position shown in FIG G. 3 into the switching position shown in FIG. 1 to allow switching position shown when the pressure acting on the membrane 18 is reduced.
Die Federkonstanten der Federn 74 und 76 müssen andererseits ausreichend gering sein, um zu gewährleisten, daß die negative Federkonstante der Sprungfeder die gemeinsame Federkonstante der Federn 74 und 76 übersteigt, bevor sich der Schalter über die Mittellage hinausbewegt.On the other hand, the spring constants of springs 74 and 76 must be sufficiently low to ensure that the negative spring constant of the coil spring is the common spring constant of springs 74 and 76 exceeds before the switch moves beyond the center position.
Bei dem in der Zeichnung dargestellten Sprungschalter sind die beiden Einstellfedern 74, 76 getrennt einstellbar, um den gewünschten Schaltdruck und Umschaltdruck zu erhalten. Es steht ein praktisch maximaler Schaltdruck zur Verfügung, während der Umschaltdruck vom Schaltdruck unabhängig ist, so daß die Differenz zwischen Schalt- und Umschaltdruck relativ hoch gewählt werden kann.In the snap switch shown in the drawing, the two setting springs 74, 76 can be set separately, to obtain the desired switching pressure and switching pressure. It stands at a practically maximum Switching pressure available, while the switching pressure is independent of the switching pressure, so that the difference between switching and switching pressure can be selected relatively high.
Wie aus den Figuren ersichtlich ist, bewegen sich beim Druckanstieg in der Druckkammer 20 die Membran 18, der Zapfen 58 und der Hebel 44 nach oben. Diese Aufwärtsbewegung setzt sich kontinuierlich bei ansteigendem Druck fort. F i g. 5 zeigt den Verlauf der der Membran 18 entgegenwirkenden Kraft. F i g. fc zeigt den Verlauf des Schaltdrucks, welcher der Membran entgegenwirkt. Beide F i g. 5 und 6 zeigen sowoh! den Schalt- als auch den Umschaltbetrieb. Wegen des toten Gangs zwischen den Zapfen 58 und 90 wirken während der Anfangsbewegung lediglich die Feder 74As can be seen from the figures, when the pressure rises in the pressure chamber 20, the membrane move 18, the pin 58 and the lever 44 upwards. This upward movement continues increasing pressure. F i g. 5 shows the course of the force counteracting diaphragm 18. F i g. fc shows the curve of the switching pressure, which counteracts the membrane. Both F i g. 5 and 6 show anyway! the switching as well as the switching mode. Act because of the dead pass between the pins 58 and 90 only the spring 74 during the initial movement
und die vertikale Kraftkomponente der Sprungfeder 56 der Schaltkraft entgegen. Ohne die Einstellfeder 76 und bei einer Dimensionierung der Einstellfeder 74 wie oben angegeben, würde der instabile Zustand im Punkt C erreicht werden. Wie aus einem Vergleich der F i g. 5 und 6 hervorgeht, besteht in diesem instabilen Zustand ein ausreichender Schaltdruck, welcher einen angemessenen Schaltdruck für das Schalten von großen elektrischen Leitungen sicherstellt. Bei Verwendung der zusätzlichen Einstellfeder 76 tritt diese bereits etwa im Punkt C in Funktion und verhindert ein Schalten bis zu einem gewünschten entsprechend hohen Druck. Die Wirkung der Einstellfeder 76 besteht, wie aus der Schaltkurve in F i g. 5 ersichtlich ist, darin, den Punkt P auf den Punkt £ anzuheben. Wenn der Punkt C erreicht ist, kann der Zapfen 58 noch von dem Zapfen 90 entfernt sein, so daß die Schaltbewegung des Hebels 44 mit dem Kontaktdruckabfall beginnt, bis der Zapfen 90 erreicht ist. An diesem Punkt wirkt der Schaltkraft zusätzlich die Kraft der Einstellfede.r 76 entgegen und verläuft senkrecht bevor sie zum Punkt E zurückkehrt. In F i g. 4 ist der Sprungschalter 24 in einer Lage kurz vor dem Schalten dargestellt. Wenn der Punkt E der Schaltkurve erreicht ist, nimmt die Schaltkraft zu, ohne daß die Membran 18 bewegt wird^-25 was durch die senkrecht verlaufende Linie der Schaltkurve dargestellt ist. Es wird ein relativ konstanter Kontaktdruck aufrechterhalten, bis die erforderliche Schaltkraft in dem Punkt F der Schaltkurve erreicht ist, worauf das dynamische Schalten bei einem hinreichenden Schaltdruck /(F i g. 6) einsetzt, woraus hervorgeht, daß relativ große elektrische Ströme schaltbar sind. Die Schaltkraft nimmt beim Schaltvorgang ab, weil die vertikale Kraftkomponente der Sprungfeder bis zur instabilen Lage der Schaltzunge 38 abnimmt. Nach dem Schaltvorgang wirkt diese Komponente der Kraft in derselben Richtung wie die Schaltkraft der Membran 18.and the vertical force component of the spring 56 counteracts the shifting force. Without the setting spring 76 and with a dimensioning of the setting spring 74 as indicated above, the unstable state at point C would be reached. As can be seen from a comparison of FIGS. 5 and 6, there is sufficient switching pressure in this unstable state, which ensures an adequate switching pressure for switching large electrical lines. If the additional setting spring 76 is used, it already comes into operation at approximately point C and prevents switching up to a desired correspondingly high pressure. The effect of the adjusting spring 76 consists, as can be seen from the switching curve in FIG. 5 it can be seen, in it, to raise the point P to the point £. When the point C is reached, the pin 58 can still be removed from the pin 90, so that the switching movement of the lever 44 begins with the contact pressure drop until the pin 90 is reached. At this point, the switching force is also counteracted by the force of the adjusting spring 76 and runs vertically before it returns to point E. In Fig. 4, the snap switch 24 is shown in a position shortly before switching. When the point E of the switching curve is reached, the switching force increases without the diaphragm 18 being moved ^ -25, which is shown by the vertical line of the switching curve. A relatively constant contact pressure is maintained until the required switching force is reached at point F of the switching curve, whereupon dynamic switching begins at a sufficient switching pressure / (Fig. 6), from which it can be seen that relatively large electrical currents can be switched. The shifting force decreases during the shifting process because the vertical force component of the coil spring decreases until the shift tongue 38 is in an unstable position. After the switching process, this component of the force acts in the same direction as the switching force of the diaphragm 18.
Nach dem Schalten nimmt der Sprungschalter 24 die Schaltstellung ein, die in F i g. 3 an Hand des Sprungschalters 26 gezeigt ist. Im folgenden wird der Umschaltvorgang in Verbindung mit dem Sprungschalter 26 erläutert. Wenn der Druck in der Druckkammer 20 fällt, nimmt die Schaltkraft der Membran 18 ab, wobei die Federn 74' und 76' den Zapfen 58' und den Hebel 44' nach unten drücken. Nachdem die Schaltkraft kleiner wird, dehnen sich die Federn 74' und 76' aus und die^ vertikale Kraftkomponente der Sprungfeder 56' wirkt den Einstellfedern 74' und 76' entgegen, nimmt aber bei weiterer Bewegung ab. Bei abnehmender Schaltkraft bewegen sich die Membran 18 und der Hebel 44' nach unten, wobei die vertikale Kraftkomponente der Sprungfeder 56' relativ schnell, also progressiv, abnimmt. Diese Abnahme der Schaltkraft setzt sich bis zum Punkt G der Umschaltkurve (F i g. 5) fort. Am Punkt G legt sich der Zapfen 90' an den Anschlag 92' an und wird dadurch außer Funktion gesetzt. Wenn dadurch die Einstellfeder 76' außer Kraft gesetzt wird, nimmt die Schaltkraft merklich ab, wobei so gut wie keine Bewegung der Membran 18 stattfindet, bis der Umschaltpunkt H auf der Umschaltkurve erreicht ist. Das Umschalten erfolgt in dem Punkt, in welchem die Abnahme der Vertikalkraftkomponente der Sprungfeder 56' die Federkraft der Einstellfeder 74' übersteigt, so daß bei einem bestimmten Zuwachs der Bewegung die resultierende Kraft der Vertikalkomponente der Sprungfeder 56' und der Einstellfeder 74' größer ist als es dem Zuwachs der Bewegung in diesem Punkte entsprechen würde, wobei der Sprungschalter aus dem Gleichgewicht gebracht wird. Der Umschaltvorgang setzt in dem Schaltpunkt Hein und erfolgt dynamisch. Nach dem Umschalten nimmt die Schaltkraft zu, nachdem dann sämtliche Federkräfte in der gleichen Richtung wirken. Der Punkt /der Umschaltkurve zeigt, daß das Umschalten von einem Punkt ausgeht, in welchem ein wesentlicher Kontaktdruck vorliegt. Die senkrecht verlaufenden Abschnitte der Schalt- und Umschaltkurve in Fig.5 sind zum besseren Verständnis versetzt angeordnet, obwohl sie tatsächlich zusammenfallen.After switching, the snap switch 24 assumes the switching position shown in FIG. 3 is shown by means of the snap switch 26. The switching process in connection with the snap switch 26 is explained below. When the pressure in the pressure chamber 20 drops, the switching force of the diaphragm 18 decreases, with the springs 74 'and 76' pressing the pin 58 'and the lever 44' downwards. After the switching force becomes smaller, the springs 74 'and 76' expand and the vertical force component of the spring 56 'counteracts the adjusting springs 74' and 76 ', but decreases with further movement. When the switching force decreases, the membrane 18 and the lever 44 'move downward, the vertical force component of the spring 56' decreasing relatively quickly, that is to say progressively. This decrease in the switching force continues up to point G of the switching curve (FIG. 5). At point G , the pin 90 'rests against the stop 92' and is thereby disabled. If the adjusting spring 76 'is thereby deactivated, the switching force decreases noticeably, with virtually no movement of the diaphragm 18 taking place until the switching point H on the switching curve is reached. Switching takes place at the point at which the decrease in the vertical force component of the spring 56 'exceeds the spring force of the adjusting spring 74', so that with a certain increase in movement the resulting force of the vertical component of the spring 56 'and the adjusting spring 74' is greater than it would correspond to the increase in movement at that point, throwing the snap switch off balance. The switching process starts at the switching point Hein and takes place dynamically. After switching over, the switching force increases, after which all spring forces then act in the same direction. The point / switchover curve shows that the switchover starts from a point at which there is substantial contact pressure. The vertical sections of the switching and switching curve in FIG. 5 are arranged offset for better understanding, although they actually coincide.
Bei der Doppelfeder-Anordnung legen die Einstellfedern 74 und 74 die Umschaltdrücke fest, während der Schaltdruck durch die Kombination der Federn 74, 74' und 76,76' festgelegt wird.In the double-spring arrangement, the adjustment springs 74 and 74 set the switching pressures during the Switching pressure is determined by the combination of springs 74, 74 'and 76,76'.
Durch geeignete Wahl der Sprungfedern 56, 56' und der Einstellfedern (Einstellfedern 74,74' alleine oder 74, 74' und 76,76' zusammen), kann ein sowohl in mechanischer als auch in elektrischer Hinsicht verbessertes Schalten durchgeführt werden. Das Schalten erfolgt mit einem hinreichenden Schaltdruck, so daß relativ große Ströme geschaltet werden können. Ein derartiger Schalter hat eine relativ hohe Lebensdauer und ist unempfindlich gegen mechanische Stöße. Darüber hinaus kann durch geeignete Wahl der Federkraft bzw. der Federkräfte bei einer maximal zulässigen Belastung der Sprungfeder 56, d. h. bei einem maximal zulässigen und noch garantiertem dynamischen Schalten, ein minimaler Schalt- und Umschalt-Differenzdruck erreicht werden.By suitable selection of the coil springs 56, 56 'and the adjustment springs (adjustment springs 74, 74' alone or 74, 74 'and 76,76' together), can be improved both mechanically and electrically Switching can be carried out. Switching takes place with sufficient switching pressure so that relative large currents can be switched. Such a switch has a relatively long service life and is insensitive to mechanical impacts. In addition, a suitable choice of spring force or the spring forces at a maximum permissible load on the spring 56, d. H. at a maximum permissible and still guaranteed dynamic switching, a minimum switching and switching differential pressure is achieved will.
Es ist ferner erwünscht, daß nicht nur das Niveau des Schalt- und Umschaltdrucks des Sprungschalters veränderbar ist; es sollen auch im Fall eines zweistufigen oder mehrstufigen Sprungschalters, minimale und maximale Differenzdrücke des Schaltdrucks und des Umschaltdrucks der beiden Sprungschalter erreicht werden. Bislang haben Doppelschalter, weiche mit einem zweifachen Druckniveau arbeiten, insofern nicht befriedigt, als die Veränderung des Schalt- oder Umschalt-Niveaus des einen Schalters das Schalt- oder Umschalt-Niveau des anderen Schalters beeinflußt haben, wodurch die Kontrolle über die Differenzdrücke des Schalt- und Umschaltdrucks zwischen den Schaltern verlorenging. Bei dem vorliegenden zweiteiligen Sprungschalter ist eine unabhängige Einstellung der beiden Sprungschalter vorgesehen. Zu diesem Zweck sind den Hebeln 79 und 79' Anschläge zugeordnet, welche den Hub der Hebel in beiden Richtungen begrenzen. Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform wird der Anschlag in der einen Richtung von Flächen 94 und % des Gehäuses 12 gebildet und in der anderen Richtung von Platten 32, 32'. Vorzugsweise sind die Schalt- und Umschaltdrücke des Sprungschalters 24 größer als die des Sprungschalters 26. Die Anordnung der Anschläge beeinflußt die Verstellung der einen Schaltzunge, nicht die der anderen Schaltzunge, und zwar solange nicht, als das Verhältnis zwischen den entsprechenden Schalt- und Umschaltdrücken aufrechterhalten wird und die Differenzdrücke dieser beiden Drücke nicht unter einem vorbestimmten Minimalwert, z. B. 7,5 mm WS bis 17,5 mm WS absinken, sofern man von einer typischen druckmittelbetätigten Einrichtung ausgeht.It is also desirable that not only the level of the switching and switching pressure of the snap switch can be changed is; there should also be minimum and maximum in the case of a two-stage or multi-stage snap switch Differential pressures of the switching pressure and the switching pressure of the two snap switches can be achieved. So far, double switches, which work with twice the pressure level, have not been as the change in the switching or switching level of one switch, the switching or switching level of the other switch, thereby controlling the differential pressures of the Switching and switching pressure between the switches was lost. In the present two-part Snap switch provides an independent setting for the two snap switches. To this end The levers 79 and 79 'are assigned stops which limit the stroke of the lever in both directions. In the embodiment shown in the drawing, the stop is in one direction formed by faces 94 and of housing 12 and in the other direction by plates 32,32 '. Preferably the switching and switching pressures of the snap switch 24 are greater than that of the snap switch 26. The The arrangement of the stops affects the adjustment of one switch tongue, not that of the other switch tongue, and not as long as the relationship between the corresponding switching and switching pressures is maintained and the differential pressures of these two pressures are not below a predetermined minimum value, e.g. B. 7.5 mm WS to 17.5 mm WS, if one assumes a typical pressure medium-operated device.
In den Fällen, in welchen lediglich Einstellfedern 74 und 74' verwendet werden, wird der Umschaltdruck durch Bewegung des Kontakts 30 relativ zu dem Kontakt 28 verändert. Um diese Bewegung zu verwirklichen, werden die Platten 34 und 34' aus elastischemIn the cases where only adjusting springs 74 and 74 'are used, the switching pressure becomes changed by moving the contact 30 relative to the contact 28. To make this movement a reality the panels 34 and 34 'are made of elastic
509 539/142509 539/142
Material gefertigt. Sie stehen an ihrem einen Ende mit dem Gehäuse 12 über Nieten 36 und 36' in Verbindung, während gegen deren anderes freies Ende sich die Stellschrauben 98 und 98' anlegen. Diese Stellschrauben 98 und 98' legen sich an die Platten 34 und 34' an, um den Kontaktabstand zu vergrößern bzw. zu verkleinern und die Platten so zu lösen, daß sie auf Grund ihrer Elastizität eine Bewegung ausführen können. InMaterial made. They are at one end with the housing 12 via rivets 36 and 36 'in connection, while the adjusting screws 98 and 98 'are applied against the other free end thereof. These adjusting screws 98 and 98 'abut plates 34 and 34' to increase and decrease the contact spacing, respectively and to release the plates so that they can move due to their elasticity. In
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den Fällen, in welchen eine doppelte Einstellfeder verwendet wird, kann ein fester Kontaktabstand durch Handhabung der Schrauben 98 und 98' festgelegt werden. Die Einstellfedern 74, 74' und 76, 76' können durch Handhabung der Gewindebolzen 78, 78' und 88, 88' verstellt werden, so daß das Druckniveau für die Umschaltung bzw. für die Schaltung verändert werden kann.in cases where a double adjustment spring is used, a fixed contact spacing can be achieved Handling of screws 98 and 98 'can be set. The adjustment springs 74, 74 'and 76, 76' can through Handling of the threaded bolts 78, 78 'and 88, 88' are adjusted so that the pressure level for the switch or can be changed for the circuit.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (7)
Applications Claiming Priority (4)
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---|---|---|---|
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US47420165 | 1965-06-29 | ||
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Publications (3)
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DE1515595B2 DE1515595B2 (en) | 1975-09-25 |
DE1515595C3 true DE1515595C3 (en) | 1976-04-22 |
Family
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