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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit einem
drehbar gelagerten Betätigungsglied und wenigstens zwei etwa konzentrisch zu dessen
Drehachse angeordneten Festkontakten sowie einem mit dem Betätigungsglied verbundenen,
mindestens einen bewegbaren Kontakt tragenden Kontaktarm, wobei der Kontaktarm mit
Einschnappvertiefungen zusammenarbeitet und bei geschlossenen Kontakten das Abtastorgan
in eine der Einschnappvertiefungen eingreift. Ein Schalter dieser Art ist an sich
bereits bekanntgeworden. Sein Kontaktarm stützt sich mittels einer Laufrolle an
einem in Laufrichtung derselben gesehen, in der Art einer Berg-und Talbahn ausgebildeten
Stützfläche ab. Infolge davon trifft der bewegbare Kontakt bei mittleren und langsamen
Schaltbewegungen sanft auf den Festkontakten auf. Dasselbe gilt auch für die Trennung
der Kontakte. Dies führt bekanntlich zur Funkenbildung und zum Abbrand der Kontakte
und damit zur Reduzierung der Lebensdauer dieses Schalters. Eine weitere Versagensquelle
dieses Schalters liegt in der elastichen elektrischen Verbindung des bewegbaren
Kontaktes mit dem Kontaktarm über eine Litze od. dgl.
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Zum bekannten Stande der Technik gehört auch ein einfacher Drehschalter,
dessen Kontaktarm sich an einer ebenen Gleitbahn abstützt, auf welcher konzentrisch
erhabene Festkontakte liegen. Auch er führt außer der Rotationsbewegung beim Überqueren
der Festkontakte eine auf- und abgehende Bewegung durch, jedoch ist bei diesem Schalter
ebenfalls nur eine schleichende Kontaktgabe mit all ihren Nachteilen möglich.
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Es ist zwar bei stößelbetätigten Schaltern bekannt, den Kontaktarm
so anzubringen und zu bewegen, daß der bewegbare Kontakt schnappend schaltet, jedoch
gibt es eine ganze Reihe von Schaltaufgaben, die eine Drehbewegung des Schalterbetätigungsorgans
erfordern.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt nur. darin, einen Schalter
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welchem unabhängig von der Drehgeschwindigkeit
des Betätigungsorgans ein schnappendes Umschalten möglich ist. Erfindungsgemäß wird
diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Kontaktarm mit zwei Armen durch eine Zugfeder
an zwei in Drehrichtung hintereinanderliegenden Kipplagern des Betätigungsorgans
angedrückt und an einem in Drehrichtung hinter ihm liegenden Anschlag anlegbar ist,
die Wirkungslinie der Feder, welche mit der Schwenkebene des Kontaktarmes einen
kleineren Winkel als 90° einschließt, zwischen den Kipplagern verläuft und eine
Abstützfläche für den Kontaktarm die Vertiefungen aufweist. Die Feder übernimmt
dabei gleichzeitig zwei Funktionen. Einerseits drückt sie den bewegbaren Kontakt
gegen den Festkontakt bzw. die Festkontakte, und andererseits dient sie als Schnappfeder.
Als weiteres übernimmt sie die Anpressung der beiden Arme des Kontaktarmes an die
Kipplager des Betägigungsorgans, und überdies kann sie noch zur Leitung des elektrischen
Stromes herangezogen werden. Eine besondere Befestigungsvorrichtung für den Kontaktarm
ist daher überflüssig, und außerdem läßt sich die Montage des Schalters auf diese
Weise vereinfachen und damit beschleunigen.
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Beim Betätigen des Schalters kippt der Kontaktarm je nach seiner Drehrichtung
um einen seiner beiden, in den Kipplagern steckenden Arme. Da die am drehbaren Betätigungsorgan
angeordneten Kipplager gleichzeitig eine Drehbewegung ausführen, die beiden Kontakte
zunächst jedoch noch aneinanderliegen, wird der bewegbare Kontakt bis zum Erreichen
des Schnappunktes auf dem Festkontakt in radialer Richtung nach außen geschoben.
Hierbei handelt es sich um eine Art Kniehebelwirkung, wobei die Feder mit zunehmendem
Auseinanderklappen der Kniehebelarme gespannt wird. Mittels dieser radialen Verschiebebewegung
erreicht man eine Selbstreinigung der Kontakte, was einen besonders wichtigen Vorteil
der vorliegenden Erfindung darstellt. Es kommt noch hinzu, daß der Schalter aus
relativ wenigen Einzelteilen aufgebaut ist, die nicht nur billig zu fertigen, sondern
auch einfach zu montieren sind. Der Schalter kann also preiswert gefertigt werden,
was gerade bei Massenartikeln eine große Rolle spielt.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Einschnappvertiefungen etwa konzentrisch zu den Festkontakten
angeordnet sind und mit einer Rastnase od. dgl. des Kontaktarmes zusammenwirken.
Sowohl die Einschnappvertiefungen als auch die Festkontakte sind in vorteilhafter
und an sich bekannter Weise auf einer gemeinsamen Platte, insbesondere Isolierplatte,
angeordnet.
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Gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal sind die Einschnappvertiefungen
durch die Festkontakte gebildet oder in diese eingearbeitet. Bei Verwendung zweier
Einschnappvorrichtungen erhält man dadurch eine verdoppelte Sicherheit. Fällt eine
dieser Einschnappvorrichtungen aus, arbeitet der Schalter trotzdem noch einwandfrei.
Eine solche Beeinträchtigung kann beispielsweise dann auftreten, wenn der Festkontakt,
welcher Teil der einen Schnappvorrichtung ist, abgenützt, abgebrannt oder sonst
in seiner Gestalt verändert wurde. Die Einschnappvertiefung der Festkontakte ist
in zweckmäßiger Weise prismatisch und der mit ihnen zusammenwirkende Teil des Kontaktarmes
im Querschnitt trapezförmig ausgebildet, so daß Auflaufschrägen entstehen. Letztere
stellen eine Art Hindernis dar, welches vom bewegbaren Teil zunächst überwunden
werden muß. Erst wenn der bewegbare Kontakt ganz aus dieser prismatischen oder winkelförmigen
Vertiefung ausgetreten ist, kann er sich beschleunigen und damit schnappend in Drehrichtung
weiterbewegen. Hierbei wird dann die bei der radialen Auswärtsverschiebung des bewegbaren
Kontaktes zusätzlich erzielte Federspannung in Arbeit umgesetzt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der mit den Einschnappvertiefungen
zusammenwirkende Teil des Kontaktarmes prismatisch oder kegelförmig ausgebildet,
wodurch der Kontaktarm in analoger Weise zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform
erst dann seine Schnappbewegung durchführen kann, wenn das prismatische oder kegelförmige
Teil quer zur Drehrichtung völlig aus der Einschnappvertiefung ausgetreten ist.
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Die Zugfeder ist gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung an der
Drehachse des Betätigungsorgans abgestützt, so daß ihre Wirkungslinie stets um etwa
diese Drehachse verschwenkt wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt F i g. 1 eine Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schalter,
Fi
c. 2 einen Schnitt gemäß der Linie II-II der Fia. 1.
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Durch die Isolierplatte 1 sind kreisbogenförmig angeordnete flache
Festkontakte 2 hindurchgesteckt. Ihre unten überstehenden Enden 3 sind in nicht
näher gezeigter Weise zum Anlöten der Anschlußdrähte ausgebildet. Eine an der Platte
1 befestigte Drehachse 4 trägt ein Betätigungsorgan 5, das zum sicheren Greifen
eine dreiecksförmige Nase 6 aufweist.
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Auf einer tiefer liegenden Fläche 7 des Betätigungsorganes 5 liegt
das hintere Ende 8 des Kontaktarmes 9 auf. Es ist gabelförmig ausgebildet. Seine
beiden Arme 10, 11 greifen in bogenförmige Kipplager 12, 13 des Betätigungsorganes
5 ein und stützen sich dort ab. Das vordere Ende 14 des Kontaktarmes ist
als bewegbarer Kontakt 15 mit etwa prismatischem Querschnitt ausgebildet. Die beiden
U-Schenkel sind in nichtnäher dargestellterWeise ungefähr um 45° geneigt. Die Festkontakte
besitzen eine an gepaßte Form;- d. h. sie weisen jeweils eine ebenfalls annähernd
prismatische Einschnappvertiefung16 auf. Das vordere Kontaktende 14 besitzt außerdem
noch eine hohlkegelähnliche Nase 17, die in langlochförmige Rastvertiefungen 18
eingreift (F i g. 2). Während des Umschnappens gleitet die Nase 17 auf der Platte
1, und der Kontaktarie 9 ist angehoben, so daß er nicht zwischen -zwei benachbarte
Festkontakte 2 einfallen kann. Erst wenn die Nase 17 in die zugeordnete Rastvertiefung
18 einläuft, kann der Kontaktarm 9 in den zugeordneten Festkontakt 2 einfallen.
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Eine Zugfeder 19, deren eines Ende 20 an einem nach außen gebogenen
Lappen 21 des Kontaktarmes 9 und dessen anderes Ende 22 an der Drehaclise 4 angelenkt
ist, von wo aus auch in nicht näher gezeigter Weise die Stromabnahme erfolgt, zieht,
wie gesagt, die Arme 10, 11 des Kontaktarmes 9 gegen die Kipplager 12, 13. Die Wirkungslinie
23 der Zugfeder 20 bildet mit der Schwenkebene 24 des Kontaktarmes einen Winkel
25, der kleiner ist als 90°. Demzufolge wird der Kontaktarm 9 einerseits
in Pfeilrichtung 26 nach hinten und andererseits in Pfeilrichtung 27 nach unten
gepreßt.
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Beim Drehen des Betätigungselementes 5 nähert sich je nach Drehrichtung
eine der beiden Flächen 28 oder 29 den seitlichen Kanten 30, 31 des Kontaktarmes.
Außerdem werden die Kipplager 12, 13 um den Mittelpunkt 32 der Drehachse 4 verschwenkt.
Auf Grund dieser Bewegungen wird der bewegliche Kontakt 15 unter Anspannung der
Feder 19 in Richtung des Pfeiles 33 radial nach außen geschoben, und gleichzeitig
nähert sich beispielsweise die Fläche 28 des Betätigungsorganes der seitlichen Kante
30 des Kontaktarmes. Wenn beide aneinander anliecen und das Moment im Sinne des
Pfeiles 34 weiter wirkt, dann springt der bewegliche Kontakt über die seitliche
Erhöhung 35 des Festkontaktes hinweg in die Vertiefung des nächstliegenden Festkontaktes
hinein.
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Gleichzeitig führt der Kontaktarm eine aus der Zeichenebene herausgehende
Auf- und anschließende Abbewegung durch. Außerdem nimmt- er wieder eine zum Betätigungsorgan
symmetrische Lage ein. Der Kontakt 15 kann auch statt eines prismatischen Querschnittes
eine Trapezform aufweisen, so daß er bei Bewegung innerhalb der prismatischen Einschnappvertiefung
16 der Festkontakte 2 hochklettert. Bei Annäherung an den Schnappunkt wird dabei
die Rastwirkung immer kleiner.
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Ein in -F i g. 1 nach unten weisender Nocken 37 dient im Zusammenwirken
mit den beiden Anschlagflächen 38, 39 der Grundplatte 1 als Drehbegrenzung: