DE1640613B2

DE1640613B2 - Elektrischer schnappschalter

Info

Publication number: DE1640613B2
Application number: DE19661640613
Authority: DE
Inventors: Shigeo Tokio Mamiya
Original assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Current assignee: Saginomiya Seisakusho Inc
Priority date: 1966-03-22
Filing date: 1966-03-22
Publication date: 1973-03-01
Also published as: DE1640613A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schnappschalter, insbesondere auf einen mit prellbzw. flatterfreien Schaltkontakten.

Die bisher bekannten und gebräuchlichen Schnappschalter (auch Sprungschalter genannt) haben den Nachteil, daß dem Umschaltkontakt im Augenblick des Schaltens ein Impuls erteilt wird, der diesen Kontakt auf den Gegenkontakt schleudert. Da die Kraft des Impulses auf dem Schaltweg schnell abnimmt, prallt der Umschaltkontakt auf den Gegenkontakt federnd mit abnehmender Amplitude auf, bis er zur Ruhe kommt. Damit ist erstens kein eindeutiger Schaltzeitpu-.ikt festlegbar, und zweitens bilden sich öffnungs- und Schließungsfunken, die zu Störungen in Fernmeldeanlagen führen können und außerdem durch erhöhten Abbrand die Kontakte belasten und ihre Lebensdauer verkürzen.

Ziel vorliegender Erfindung ist nun, einen Schnappschalter zu schaffen, der diese Nachteile vermeidet und eine flatter- oder prellfreic Kontaktgabe dadurch ermöglicht, daß der Druck auf den bewegliehen Kontakt im Augenblick des Umschaltens am geringsten ist und auf dem Weg zu den festen Kontakten zunimmt.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei dem erfmdungsgemäßen Schnappschalter dadurch, daß zumindest ein schnell umkehrbares Kontaktglied in Form einer verhältnismäßig langgestreckten Kontaktträgerplatte aus elastischem Werkstoff vorhanden ist, die an einem Ende fest eingespannt ist und deren anderes Ende, das einen etwa rechtwinklig zur Ebene der Kontaktträgerplatte gebogenen Flansch besitzt, frei ist, wobei der Flansch eine schlitzartige, rechteckige erste öffnung aufweist, deren Kanten vorzugsweise parallel zur Hauptebene der Kontaktträgerplatte verlaufen, aus einem bewegbaren Kontakt etwa am freien Ende der Kontaktträgerplatte, wobei diese Platte quer zu ihr eine zweite öffnung zwischen ihren Enden mit einer Schneide gegenüber ihrem festen Ende besitzt und einer schnell umspringenden Schnappfeder, deren festes Ende in einem Widerlager beim festen Ende der Kontaktträgerplatte ein-

greift und deren freies Ende mit der vorerwähnten Schneide der zweiten Öffnung verbunden ist, wodurch die Schnappfeder zwischen dem Widerlager und der Schneide zusammengepreßt wird und fähig ist, das freie Ende der Kontaktträgerpjatte in die entsprechende gegenüberliegende Lage schnappen zu lassen, wenn die Kontaktträgerplatte in der entsprechenden Richtung eine vorbestimmte Bewegung getan hat, sowie aus einem Paar gegenüberliegender und mit dem dazwischen beweglichen Kontakt in einer Linie liegender fester Kontakte; bestehend ferner aus einem Betäligungsglied in Form einer verhältnismäßig langgestreckten weiteren Platte aus federndem Werkstoff, die an einem Ende in der Nähe der Einspannung der Kontaktträgerplatte fest eingespannt ist, während ihr anderes Ende frei ist, wobei ein durch die schlitzartige öffnung ragender Teil der weiteren Platte selber eine dritte öffnung aufweist, welche im wesentlichen rechteckig ist und gegenüberliegende Schneiden aufweist, die vorzugsweise parallel zum Flansch verlaufen; diese dritte Öffnung hat eine Zunge, die von der einen Kante abgeht und eine zweite Zunge, die von der gegenüberliegenden Kante in Richtung auf die erste Zunge abgeht, wobei aber zwischen beiden ein Abstand bleibt, und die eine Zunge das wirksame Gliedteil darstellt, das durch die schlitzartige erste Öffnung ragt, und die gegenüberliegenden Enden beider Zungen außerhalb des Flansches liegen; bestehend ferner aus einer omegaförmigen Blattfeder, deren beide Schenkelenden auf die Enden der entsprechenden Zungen wirken, so daß sie von den gegenüberliegenden Enden der Zungen zusammengedrückt wird, und aus einem Betätigungsknopf, der auf eine Bctätigungsplatte nahe deren freiem Ende außerhalb der dritten Öffnung einwirkt; der Abstand zwischen den parallelen Kanten der schlitzartigcn ersten Öffnung ist wesentlich geringer als der Bewegungsbereich der ersten Zunge, die durch diese schlitzartige Öffnung ragt, und die omegaförmige Blattfeder kann um die gegenüberliegenden Schneiden der erwähnten Zungen wippen entsprechend der Bewegung der zweiten Zunge in beiden Richtungen, um eine Sprungverlagerung der ersten Zunge zur Bewirkung einer entsprechenden Bewegung der schlitzartigcn ersten Öffnung zu veranlassen, um die Kontaktträgerplatte in die entsprechende Richtung springen zu lassen, wodurch der bewegliche Kontakt vom einen der beiden festen Kontakte gelöst wird und auf den anderen der beiden festen Kontakte schnappt.

Zweckmäßige Weiterbildungen des Gegenstandes des Anspruchs 1 sind in den Unteransprüchen 2 und 3 enthalten.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es stellen dar

Fig. 1 bis 8 schematische Seitenansichten des elektrischen Schalters mit dem neuen Schnappschaltbetätigungssystem, wobei die einzelnen Teile die aufeinanderfolgenden Betätigungsslcllungen einnehmen.

F i g. 9 eine schematische Seitenansicht in der in F i g. 1 gezeigten Stellung mit den auf die einzelnen Teile wirkenden Druckkräften.

Fig. 10 eine schematische Seitenansicht in der in Fig. 5 gezeigten Stellung mit den auf die einzelnen Teile wirkenden Druckkräften,

Fig. 11 eine graphische Darstellung des auf den beweglichen Schalterkontakt ausgeübten Drucks,

während der bewegliche Kontakt umgeschaltet wird, Fig. 12 und 13 perspektivische Ansichten von

zwei unterschiedlichen Ausführungsformen der beweglichen Kontaktträgerplatte des Schalters,

F i g. 14 eine perspektivische Ansicht einer konkreten Ausführungsform der Betätigungsplatte des Schalters mit einer omegaförmigen Blattfeder und
Fig. 15 und 16 schematische Seitenansichten wei-

terer Ausführungsformen des Schnappschaltbetätigungssystems eines Schalters gemäß vorliegender Erfindung.

In den einzelnen Figuren bezeichnet 1 eine bewegliche Betätigungsplatte, die an ihrem einen Ende ein-

gespannt ist. Ihr freies Ende läuft in eine Zunge 3 a aus, die mit der Zunge 3 b einer weiteren Platte 3 über eine in der Öffnung G₃ bei ρ und q eingefügte U- bzw. omegaförmige Biattfeder 2 wirkungsverbunden ist. Platte 3 ist an ihrem Ende 3' schwenkbar gelagert. Mittels des Knopfes 4 kann auf die Betätignngsplatte 1 ein Druck ausgeübt werden. Mit 5 ist eine am Widerlager 5' abgestützte reversible Kontaktträgerplatte bezeichnet, die mit einer bei 6' abgestützten und durch ein; Öffnung G₂ in der Kontakt-

trägerplatte 5 ragenden Schnappfeder 6 versehen ist und au tier der Umschaltkontakt 7 angeordnet ist. Seitlich benachbart zu Kontakt 7 sind die ortsfesten Kontakte 8 und 9 angeordnet, welche mit dem Kontakt 7 sowie untereinander ausgerichtet sind. In dem abgewinkelten Flansch 10 der Kontaktträgerplatte 5 befindet sich eine schlitzartige Öffnung G₁, durch die die zweite Platte 3 hindurchgeführt ist. Die Platten 1, 3 und 5 können als Finger ausgebildet sein.

Auf dieser Konstruktion beruht ein elektrischer Schnappschalter, dessen Wirkungsweise an Hand der Fig. 1 bis 11 nunmehr erläutert wird. Der Knopf 4 wird aus der in F i g. 1 gezeigten Stellung in Pfeiirichtung betätigt, durch welche die Betätigungsplatte 1 nacheinander über die Stellungen gemäß den F i g. 2, 3 und 4 in die aus F i g. 5 ersichtliche Stellung gedrückt wird. Zu dieser Zeit kommt der bewegliche Kontakt 7 der reversiblen Kontaktträgerplatte 5 mit dem dem festen Koniakt 8 gegenüberliegenden festen Kontakt 9 in Berührung. Wenn umgekehrt der Druck auf den Knopf bei der Stellung gemäß Fig. 5 aufhört zu wirken, dann kehrt der bewegliche Kontakt 7 zurück und erreicht dabei die aus Fig. 1 ersichtliche Stellung nach Durchschreiten der aus den F i g. 6, 7 und 8 ersichtlichen Stellungen.

Wenn die Betätigungsplatte 1 sich in der Stellung nach Fig. 1 befindet, dann wird die zweite Platte 3 mit Hilfe der omegaförmigen Blattfeder 2 in Kontakt mit der Kontaktträgerplatte 5 gedrängt, und zwar mit einer Kraft Fa. und durch die Spannung der Schnappfeder 6 der Kontaktträgerplatte 5 mit einer Kraft ja, was aus F i g. 9 zu ersehen ist. Der Kontaktdruck, mit welchem der bewegliche Kontakt 7 auf den festen Kontakt 8 gedrückt wird, beträgt somit

/' (ja) - /" (Fa),

worin /' und /" Konstante sind.

Wenn bei dieser Stellung auf den Knopf 4 ein Druck ausgeübt wird, dann wird die omegaförmige Blattfeder 2 allmählich verformt, und die zweite Platte 3 wird innerhalb des Schlitzes G₁ in einer Richtung bewegt, die in F i g. 2 und 3 rechts vom Schlitz G₁ durch Pfeile angedeutet ist. Während die

zweite Platte 3 durch die Stellungen nach F i g. 2 und 3 schnell rückläufig bewegt wird, greift sie in der Stellung gemäß F i g. 4 an der Randkante des Schlitzes G₁ an und dreht die reversible Kontaktträgerplatte 5 schnell. Dadurch wird der bewegliche Kontakt 7 von der Berührung mit dem festen Kontakt 8 gelöst und mit Hilfe des Schnappschaltbetätigungssystems rückläufig in die aus F i g. 5 ersichtliche Stellung bewegt. In diesem Augenblick schaltet die Schnappfeder 6 schnell um, und der bewegliche Kontakt 7 wird mit einem vorbestimmten Kontaktdruck kontaktgebend gegen den festen Kontakt 9 bewegt. Wenn sich der Schalter in der Stellung nach Fig. 5 befindet, ergibt sich der auf den festen Kontakt 9 ausgeübte Kontaktdruck aus Fig. 10. Wenn der von der Betätigungsplatte 1 mittels der Blattfeder 2 auf die zweite Platte 3 ausgeübte Druck Fb und der von der Schnappfeder 6 auf die zweite Platte 3 ausgeübte Druck fb beträgt, dann wirkt auf den festen Kontakt 9 ein Kontaktdruck

worin /'" und F"" Konstante sind. Im Augenblick des Aufprallens des Kontaktes 7 auf einen der festen Gegenkontakte 8 oder 9 wirken auf den beweglichen Kontakt 7 zwei Kräfte, die zu beiden Seiten dieses Kontaktes 7 von den beiden Federn 2 und 6 auf die Kontaktträgerplatte 5 ausgeübt werden.

Wenn nun ausgehend von Fig. 5 der auf den Knopf 4 ausgeübte Druck aufhört bzw. freigegeben wird, bewegt die zweite Platte 3, welche die eine Randkante des Schlitzes G₁ berührt, die Betätigungsplatte 1 in eine Richtung gemäß dem aus F i g. 6 ersichtlichen Pfeil als Folge der Verformung der Blattfeder 2 und erreicht nach Durchgang durch die Stellung gemäß Fig. 6 die Betätigungssteliung nach F i g. 7. In diesem Augenblick wird die durch die Blattfeder 2 ausgeübte Druckkraft auf den Betrag Null vermindert, so daß nur noch die Schnappfeder 6 der reversiblen Kontaktträgerplatte 5 einen Druck auf die zweite Platte 3 ausübt. Wenn die Schaltvorrichtung die Stellung nach F i g. 8 erreicht hat, dann drückt die zweite Platte 3, welche zu dieser Zeit mit der gegenüberliegenden Randkantc des Schlitzes G₁ zusammenwirkt, die Kontaktträgerplatte 5 in die entgegengesetzte Richtung, bis die aus Fig. 1 ersichtliche Betätigungsstellung wieder erreicht ist.

Auf diese Weise ist erkennbar, daß die reversible Betätigung des beweglichen Kontakts durch das Drücken und Freigeben des Knopfes 4 das sogenannte reversible Schnappschaltsystem ergibt und daß, wie aus Fig. 11 ersichtlich ist, der auf den ortsfesten Kontakt ausgeübte Kontaktdruck niemals auf Null vermindert wird, ohne Rücksicht darauf, welche Stellung der Knopf 4 während seiner Betätigung einnimmt, da der auf den beweglichen Kontakt wirkende Kontaktdruck beträchtlich oberhalb /' Qa) oder /'" Qb) bleibt. Der auf die Kontaktträgerplatte 5 ausgeübte Druck nimmt vielmehr stetig zu, je mehr sich der Umschaltkontakt beim Umschaltvorgang dem festen Gegenkontakt nähert.

Zweckmäßig besitzt das Widerlager 6' der schnell umspringenden Schnappfeder 6 eine zweite Schneide G₂, die vorzugsweise parallel zu der ersten Schneide liegt und dicht am festen Ende der Kontaktträger platte 5 angeordnet ist (Fig. 12). Das Widerlager 6' kann aber auch ein fester Block sein, der in der öffnung G₂ angeordnet ist (Fig. 13).

Die Erfindung schließt auch Ausführungsformen ein, wie sie beispielsweise in den Fig. 15 und 16 dargestellt sind, da sie aus den Konstruktionselementon gemäß Fig. 12, 13, 14 bestehen, d. h., die Schnappschaltbetätigungssysteme mit omegaförmigen Blattfedern können auch übereinander oder hintereinander angeordnet sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schnappschalter, bestehend aus zumindest einem schnell umkehrbaren Kontaktglied in Form einer verhältnismäßig langgestreckten Kontaktträgerplatte (S) aus elastischem Werkstoff, die an einem Ende bei (5') fest eingespannt ist und deren anderes Ende, das einen etwa rechtwinklig zur Ebene der Kontaktträgerplatte (5) gebogenen Flansch (10) besitzt, frei ist, wobei der Flansch eine schlitzartige rechteckige öffnung (G₁) aufweist, deren Kanten Vorzugsweise parallel zur Hauptebene der Kontaktträgerplatte (5) verlaufen, aus einem bewegbaren Kontakt (7) etwa am freien Ende de_t Kontaktträgerplatte (5), wobei diese Platte quer zu ihr eine zweite öffnung (G₂) zwischen ihren Enden mit einer Schneide gegenüber ihrem festen Ende besitzt und einer schnell umspringenden Feder (6), deren festes Ende in einem Widerlager (6') beim festen Ende der Kontaktträgerplatte (5) eingreift und deren freies Ende mit der vorerwähnten Schneide der öffnung (G,) verbunden ist, wodurch die Feder (6) zwischen dem Widerlager und der Schneide zusammengepreßt wird und fähig ist, das freie Ende der Kontaktträgerplatte (5) in die entsprechende gegenüberliegende Lage schnappen zu lassen, wenn diese Kontaktträgerplatte in der entsprechenden Richtung eine vorbestimmte Bewegung getan hat, sowie aus einem Paar gegenüberliegender und mit dem dazwischen beweglichen Kontakt (7) in einer Linie liegender fester Kontakte (8,9); bestehend ferner aus einem BetätigLingsglied in Form einer verhältnismäßig langgestreckten Platte (3) aus federndem Werkstoff, die an einem Ende (3') in der Nähe der Einspannung (5') fest eingespannt ist, während ihr anderes Ende frei ist, wobei ein durch die öffnung (G₁) ragender Teil der Platte (3) selber eine dritte öffnung (G₃) aufweist, welche im wesentlichen rechteckig ist und gegenüberliegende Schneiden (p, q) aufweist, die vorzugsweise parallel zum Flansch (10) verlaufen; diese dritte öffnung hat eine Zunge, die von der einen Kante abgeht und eine zweite Zunge, die von der gegenuberliegenden Kante in Richtung auf die erste Zunge abgeht, wobei aber zwischen beiden ein Abstand bleibt, und die erste Zunge das wirksame Gliedteil darstellt, das durch die erste Öffnung (G₁) ragt, und die gegenüberliegenden Enden beider Zungen außerhalb des Flansches (10) liegen; bestehend ferner aus einer omegaförmigen Blattfeder (2), deren beide Schenkelenden auf die Enden der entsprechenden Zungen wirken, so daß sie von den gegenüberliegenden Enden der Zungen zusammengedrückt wird, und aus einem Betätigungsknopf (4), der auf eine Betäügungsplatte (1) nahe deren freiem Ende außerhalb der dritten öffnung (G.,) einwirkt; der Abstand zwischen den parallelen Kanten der ersten öffnung (Gj) ist wesentlich geringer als der Bewegungsbereich der ersten Zunge, die durch die erste öffnung ragt, und die omegaförmige Blattfeder (2) kann um die gegenüberliegenden Schneiden (p, q) der erwähnten Zungen wippen entsprechend der Bewegung der zweiten Zunge in beiden Riehtungen, um eine Sprungverlagerung der ersten Zunge zur Bewirkung einer entsprechenden Bewegung der ersten öffnung (G₁) ^ _venmlasseilj ^ _die KontaktträgerplaUe (5) in die entsprechende Richtung springen zu lassen, wodurch der bewegliche Kontakt (7) vom einen der beiden festen Kontakte (8, 9) gelöst wird und auf den anderen der beiden festen Kontakte (8, 9) schnappt.

2. Elektrischer Schnappschalter nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (6') der schnell umspringenden Feder (6) eine zweite Schneide der zweiten öffnung (G₂) besitzt, die vorzugsweise parallel zu der ersterwähnten Schneide liegt und dicht am festen Ende (5') der Kontaktträgerplatte (5) angeordnet ist.

3. Elektrischer Schnappschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (6') aus einem festen Widerlager besteht, das sich durch die zweite öffnung (G₂) der Kontaktträgerplatte (5) erstreckt und unmittelbar am festen Ende der Kontaktträgerplatte (5) liegt.