DE1615992C - Schnappschalter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schnappschalter, dessen zwischen zwei ortsfesten Lagerstellen gehaltenes Schnappsystem einen zumindest in seiner Längsrichtung federnden Arm und zwei, einen Kniehebel bildende steife Arme aufweist, wobei einer der Arme den beweglichen Kontakt des Schalters trägt, die Betätigungskraft am Kniehebel angreift und die beweglichen Gelenke zwischen den Armen in den Ruhestellungen zu beiden Seiten einer die ortsfesten Lagerstellen verbindenden Geraden liegen.

Bei einem bekannten Schnappschalter dieser Art wird der bewegliche Kontakt vom mittleren steifen Arm gebildet bzw. getragen. Der äußere steife Arm ist mit einem Handgriff versehen, mit dessen Hilfe das System aus einer stabilen Einschaltstellung in eine stabile Ausschaltstellung gebracht werden kann. Störend ist es hierbei, daß der Kontaktdruck vor dem Umschnappen auf Null absinkt.

Es sind zahlreiche Schnappschalter-Konstruktionen mit zwei steifen und einem federnden Arm bekannt, bei denen die Betätigungskraft an einem der steifen Arme angreift und diesen derart verlagert, daß das Schnappsystem eine Totpunktstellung durchläuft. Beim Überschreiten der Totpunktstellung erfolgt das Umschnappen, allerdings nachdem zuvor der Kontaktdruck auf Null abgesunken ist. Hierbei gibt es. Konstruktionen, bei denen der Kontakt statt an einem steifen Arm am federnden Arm angebracht ist, bei denen die Arme aus Gründen der Platzersparnis einander überlappen usw.

Es ist zwar versucht worden, den Kontaktdruck bis kurz vor die Totpunktstellung auf einem ausreichenden Wert zu halten, indem dem federnden Arm eine Vorspannung gegeben wird. Diese Maßnahme verhinderte aber nicht, daß der Kontaktdruck in der Totpunktstellung auf Null abgesunken ist. Außerdem wird durch die einseitige Vorspannung verhindert, daß der bewegliche Kontakt in beiden Schaltstellungen gleichartig mit einem festen Kontakt zusammenwirkt. '

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schnappschalter anzugeben, bei dem bis zum Augenblick des Umschaltens ein vorgegebener Mindestkontaktdruck nicht unterschritten wird, wobei das Prinzip auch für Schalter mit zwei stabilen Schalt-Stellungen geeignet sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der bewegliche Kontakt am federnden Arm nahe dem beweglichen Gelenk angeordnet ist und daß an einem steifen Arm nahe dem Kniehebelgelenk in annähernd senkrechter Richtung ein Betätigungsglied angreift, das für beide Betätigungskraftrichtungen je eine Angriffsfläche aufweist, die einen solchen Abstand voneinander haben, daß der Kniehebel bei Überschreiten seines Totpunktes bis in eine Stellung umschnappt, in der die Totpunktlage der beiden beweglichen Gelenke mit Bezug auf die ortsfeste Lagerstelle des federnden Armes überschritten ist.

Bei dieser Konstruktion wirkt sich die Verlagerung des von der Betätigungskraft angegriffenen steifen Arms nicht auf den Kontakt aus. Erst wenn der Kniehebel seine Totpunktlage erreicht hat und dann momentan umschnappt, wird schlagartig diejenige Stellung durchlaufen, bei der auch das aus federndem Arm und anschließendem steifen Arm bestehende System die Totpunktstellung überschreitet, worauf der Kontakt in die andere Endstellung umschnappt.

Jodes .Schnappsystem, das mit Totpunkt-Umschaltung arbeitet, hat zwangläufig die Eigenschaft, daß im letzten Abschnitt der Bewegung vor dem Totpunkt der Kontaktdruck absinkt, weil die Totpunktfeder keine Querkraftkomponente mehr erzeugt. Erfindungsgemäß erfolgt das Umschalten mit Hilfe zweier aufeinanderfolgender Schnappbewegungen. Die erste-Schnappbewegung sorgt dafür, daß der kritische Bereich nahe des Totpunkts des den Kontakt tragenden Systems äußerst rasch und zwangsweise durchlaufen wird. Es gibt daher keinen Betriebspunkt, in welchem ein verminderter Kontaktdruck herrscht. Daher eignet sich der Schnappschalter vor allem für Anwendungszwecke, bei denen eine langsame Betätigung erfolgt, z.B. in Abhängigkeit von einer sich langsam ändernden Kenngröße, wie¹ der Temperatur.

Darüber hinaus hat der Schnappschalter den Vorteil, daß der Kontakt eine Axialbewegung durchführt, ehe das Umschnappen erfolgt. Ist der Kontakt verschweißt, so ergibt sich eine Axialkraft, die der ■ Betätigungskraft proportional ist, aber wegen der Kniehebelübersetzung ein Mehrfaches dieser Betätigungskraft beträgt. Infolgedessen werden auch stärkere Verschweißungen aufgetrennt. Des weiteren ist es ein Vorteil, daß der Kontakt über den federnden Arm auch elektrisch angeschlossen werden kann.

Sehr vorteilhaft ist es, wenn das Betätigungsglied nahe dem Kniegelenk an dem in der ortsfesten Lagerstelle gehaltenen steifen Arm angreift. Hier ist eine eindeutige Steuerung des Schnappschalters mög- , lieh, ohne .die freie Beweglichkeit des mittleren steifen Armes zu behindern.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann der bewegliche Kontakt in jeder der beiden stabilen Schaltstellungen mit einem festen Kontakt zusammenwirken. Das Schnappsystem gemäß der Erfindung hat einen völlig symmetrischen Aufbau. Daher gelten die für ein Kontaktpaar geschilderten Vorteile (Kontaktdruck bis zum Umschalten) in gleicher Weise auch für ein in der anderen Schaustellung zusammenwirkendes Kontaktpaar.

Sehr zweckmäßig ist es, wenn das Betätigungsglied ein vorgespannter Federbügel ist, an dem eine Stellkraft einseitig angreift. Dies führt, zu einem Schalter, der zwar selbst rückstellend und daher einseitig vorbelastet ist, andererseits aber mit einem symmetrischen Schnappsystem arbeitet.

Fernerhin können Anschläge beidseitig des in der ortsfesten Lagerstelle gehaltenen steifen Arms vorgesehen sein, von denen zumindest der eine einstellbar ist. Diese Anschläge definieren die Endstellung des Schnappschalters und damit die Schaltdifferenz. Wenn zumindest einer der Anschläge einstellbar ist, kann man die erwähnten Größen auch' einjustieren.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitteines Schnappschalters gemäß der Erfindung und

Fig. 2 eine Schemadarstellung des Schnappsystems.

Bei der Ausführungsform nach F i g. I ist eine Grundplatte 1 mit drei Anschlußfahnen 2, 3 und 4 versehen. Die Fahne 2 trägt einen festen Kontakt 5, der mittels einer Schraube 6 justierbar ist. Die Fahne 3 trägt einen festen Kontakt 7. Die Fahne 4 ist elektrisch mit einem beweglichen Kontakt 8 verbunden.

Das Schnappsystem besteht aus einem ersten steifen Arm 9, einem zweiten steilen Ann 10 und einem

federnden Arm 11. Diese Arme sind in zwei beweglichen Lagerstellen 12 und 13 sowie in zwei festen Lagerstellen 14 und 15 gelenkig gehalten. Die beweglichen Lagerstellen 12 und. 13 werden durch Schneidenlager im Arm 10 gebildet, in welche schneidenartige Kanten der beiden Arme 9 und 11 eingreifen. Das feste Lager 14 wird dadurch gebildet, daß der. Arm 11 mittels eines Klemmbügels 16 und einer Verbindungsschraube 17 auf einen Ansatz 18 der Grundplatte 1 geklemmt wird. Die Schraube 17 ist von_t einer leitenden Hülse 19 umgeben, die sowohl der' elektrischen Verbindung der Fahne 4 mit dem Kontakt 8 am federnden Arm 11 als auch der Möglichkeit eines festen Anziehens der Schraube 17 trotz weichem Materials der Grundplatte 1 dient. Die feste LagerstellelS νήτά. dadurch gebildet, daß ein Klemmstück 20 mittels Schraube 21 ein Ende des Armes 9 gegen einen Ansatz 22 der Grundplatte 1 preßt. Der Klemmbügel 20 enthält ferner eine Justierschraube 23, deren Stirnfläche einen ersten Anschlag 24 bildet. Auf der gegenüberliegenden Seite ist ein zweiter Anschlag 25 für den steifen Arm 9 vorgesehen.

Am Klemmbügel 16 ist mittels einer Schraube 26 ein Federbügel 27 befestigt, der eine Vorspannung in der von der Grundplatte 1 wegführenden Richtung besitzt. Er trägt einen Stößel 28, der durch einen Gehäusedeckel 29 nach außen ragt. Ferner ist er mit zwei im Abstand vorgesehenen Anschlagflächen 30 und 31 versehen, mit denen er am steifen Arm 9 anzugreifen vermag.

Die veranschaulichte Stellung zeigt den Schalter in seiner aktiven Stellung, bei der eine so große Kraft P auf den Stößel 28 wirkt, daß das Schnappsystem umgeschaltet hat. Wenn die Kraft P abnimmt, geht das System infolge der Vorspannung des Federbügels 27 in seine andere Schaltstellung zurück.

Diese Ruhestellung ist in F i g. 2 schematisch veranschaulicht. Wirkt wiederum eine Kraft P auf den Federbügel 27, so wird diese auf den steifen Arm 9 im Bereich der beweglichen Lagerstelle 13 übertragen. Da die Arme 9 und 10 steif sind, ist eine Bewegung des Schnappsystems nur möglich, wenn sich die Lagerstelle 12 und damit der bewegliche Kontakt 8 axial nach links bewegt. Falls der Kontakt 8 mit dem Kontakt 5 verschweißt sein sollte, also diese Axialbewegung nicht möglich ist, wirken die beiden Arme 9 und 10 im Sinne einer Kniehebelverstärkung dergestalt, daß auf den beweglichen Kontakte eine Querkraft F wirkt, die ein Mehrfaches, z. B. das Acht- bis Zehnfache der Betätigungskraft P beträgt. Diese Kraft reicht aus, um auch stärkere Verschweißungen aufzutrennen. Darüber hinaus hat die Axialbewegung des Kontakts 8 den Vorteil, daß die Kontaktfläche sich bei jedem Schaltvorgang selbsttätig reinigt.

Wenn die bewegliche Lagerstelle 13 so weit nach unten gedrückt ist, daß sie den Punkt 13 α — der auf der geradlinigen Verbindung zwischen den Lagerstellen 12 und 15 liegt — überschreitet, hat der aus den steifen Hebeln 9 und 10 bestehende Kniehebel unter dem Einfluß der axialen Federkraft des Arms 11 die Neigung, nach unten durchzuschnappen. Diese Schnappbewegung ist konstruktiv möglich, weil unterhalt) der Anschlagfläche 30 ein freier Spielraum vorgesehen ist. Wenn die Lagerstelle 13 bei dieser Schnappbewegung den Punkt 13 b — der auf der geradlinigen Verbindung zwischen den Lagerstellen 14 und 12 liegt — überschreitet, dann schnappt der aus den Armen 10 und 11 bestehende Teil des Systems um, d. h. der Schalter geht momentan in seine andere Schaltstellung. Diese Arbeitsweise setzt voraus, daß die Anschlagfläche 31 mindestens einen solchen Abstand von der Anschlagfläche 30 hat, daß die Schnappbewegung des Kniehebels bis zum Punkt 136 möglich ist. Damit ergibt sich ein relativ kleiner Betätigungsweg für den Federbügel 27, weil ein Teil des

ίο für das Umschnappen des Kontakts 8 notwendigen Weges durch die Schnappbewegung des Kniehebels aufgebracht wird.

Eine Abwandlung von dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist beispielsweise dadurch möglieh, daß sich der bewegliche Kontakt auch am steifen Arm 10 nahe der Lagerstelle 12 befinden kann. Die Betätigungskraft kann am steifen Arm 10 in der Nähe der Lagerstelle 13 angreifen. Der Federarm 11 kann als Zugfeder ausgebildet sein und sich inner-

ao halb der Länge der Kniehebelarme 9 und 10 erstrecken.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Schnappschalter, dessen zwischen zwei ortsfesten Lagerstellen gehaltenes Schnappsystem einen zumindest in seiner Längsrichtung federnden Arm und zwei, einen Kniehebel bildende steife Arme aufweist, wobei einer der Arme den beweglichen Kontakt des Schalters trägt, die Betätigungskraft am Kniehebel angreift und die beweglichen Gelenke zwischen den Armen in den Ruhestellungen zu beiden Seiten einer die ortsfesten Lagerstellen verbindenden Geraden liegen, dadurchgekennzeichnet, daßderbeweg-

liehe Kontakt (8) am federnden Arm (11) nahe dem beweglichen Gelenk (12) angeordnet ist und daß an einem steifen Arm (9) nahe dem Kniehebelgelenk (13) in annähernd senkrechter Richtung ein Betätigungsglied (27) angreift, das für

beide Betätigungskraftrichtungen je eine Angriffsfläche (30, 31) aufweist, die einen solchen Abstand voneinander haben, daß der Kniehebel (9, 10) bei Überschreiten seines Totpunktes bis in eine Stellung umschnappt, in der die Totpunkt-

lag^e der beiden beweglichen Gelenke (12,13) mit Bezug auf die ortsfeste Lagerstelle (14) des federnden Arms überschritten ist.

2. Schnappschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (27)

nahe dem Kniegelenk (13) an dem in der ortsfesten Lagerstelle (15) gehaltenen steifen Arm (9) angreift.

3. Schnappschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche

Kontakt (8) in jeder der beiden stabilen Schaltstellungen mit einem festen Kontakt (5,7) zusammenwirkt.

4. Schnappschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (27) ein vorgespannter Federbügel ist, an dem eine Stellkraft (P) einseitig angreift.

5. Schnappschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Anschläge (24,25) beidseitig des in der ortsfesten Lager-

stelle (15) gehaltenen steifen Armes (9) vorgesehen sind, von denen zumindest der eine (24) einstellbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen