DE1665376A1 - Snap switch - Google Patents
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
- H01H13/02—Details
- H01H13/26—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members
- H01H13/28—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members using compression or extension of coil springs
Description
5680-67; Dr.Sd/Bru5680-67; Dr.Sd/Bru
U.S.Serial No. 567 495U.S. Serial No. 567 495
Filed: July 25/1966Filed: July 25/1966
Malcolm Kiugsley Parkhurst, New York, N.Y. (V.St.A.)Malcolm Kiugsley Parkhurst, New York, N.Y. (V.St.A.)
S chnapps ehalt erHe gets a snap
Die Erfindung bezieht sieh auf einen elektrischen Schalter mit Schnappwirkung.The invention relates to an electrical switch with snap action.
Ein Zweck der Erfindung besteht darin, einen Schnappschalter anzugeben, der hinsichtlich der Zuverlässigkeit der Kontaktgabe hinsichtlich der Wirkungsweise im Störungsfalle, hinsichtlich der mechanischen Widerstandsfähigkeit, des einfachen Aufbaus und der geringen Grosse, sowie hinsichtlieh einer einfachen Fabrikation den bekannten Schaltern überlegen ist.One purpose of the invention is to provide a snap switch specify the reliability of the contact with regard to the mode of operation in the event of a malfunction the mechanical resistance, the simple structure and the small size, as well as a simple one Manufacturing is superior to the known switches.
Ausserdem soll durch die Erfindung ermöglicht werden, eine Schnappwirkung in einem genormten Subminiatur-Schalter, d.h. in einem packetförmig aufgebauten Schalter mit den Abmessungen 12,7 mm . 5,05 mm . 9,9 mm (0,5 . 0,2 . 0,39 Zoll) mit den oben erwähnten Eigenschaften zu erreichen.In addition, the invention is intended to enable a Snap action in a standardized subminiature switch, i.e. in a packet-shaped switch with the dimensions 12.7 mm. 5.05 mm. 9.9 mm (0.5, 0.2, 0.39 inches) with the above to achieve the properties mentioned.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, einen Schnappschalter nach dem Konstruktionsprinzip, welches in der amerikanischen Patentschrift 2 699 512 vom 1}.12.1956 (ausgegeben am II.8.I959) beschrieben ist, auszuführen.Another purpose of the invention is to provide a snap-action switch based on the principle of construction disclosed in US Pat. No. 2,699,512 of 1}. December 12, 1956 (issued on August II, 1959).
Gemäss der Erfindung wird die Benutzung eines Kniehebels und einer Kippfederanordnung zur Herstellung eines Kontaktes zwischen dem Ende des Kniehebels und einem Gegenkontakt vorgeschlagen, wobei diese beiden Kontakthaiften eine Schielfbewegung gegeneinander ausführen sollen und soll ferner eine Kraft auf den Kniehebel in der Betätigungsrichtung ausgeübt v/erden. Der Kniehebel ist praktisch starr und ist senkrecht zur Richtung der Kippfeder angebracht. Der V/iderstand dieser letzteren Richtung wird dazu verwendet, um eine Schielfbewegung zwischen den beiden Kontakthälften zu erzeugen, um eine Verschweißung der Kontakthälften zu vermeiden.According to the invention, the use of a toggle lever and a toggle spring arrangement for establishing contact between the end of the toggle lever and a mating contact is proposed, whereby these two contact halves make a squint movement should perform against each other and should also v / earth a force exerted on the toggle lever in the actuation direction. Of the Toggle lever is practically rigid and is perpendicular to the direction attached to the toggle spring. The resistance of this latter direction is used to squint between the to generate both contact halves in order to avoid welding of the contact halves.
Gemäss der Erfindung v;ird ferner ein Kniehebel oder ein anderer eine Schnappbewegung ausführender Körper aus einem steifen Edelmetallstreifen gestanzt oder anderweitig geformt, d.h. beispielsweise geprägt, wobei der Metallstreifen in der Richtung des Kniehebel-Drehpunktes liegt, und der Kontakt von dem Kniehebel getragen wird.According to the invention, a toggle lever or a another snap-action body stamped or otherwise formed from a rigid strip of precious metal, i. e. for example embossed, with the metal strip lying in the direction of the toggle pivot point, and the contact from the toggle will be carried.
Ausserdem wird gemäss der Erfindung ein Kniehebel auf einem drehbaren Träger angebracht. Die Anschläge, welche die Drehbewegung des Trägers begrenzen, dienen gleichzeitig als Neben-In addition, according to the invention, a toggle lever is attached to a rotatable support. The stops that make the rotary motion of the carrier, serve at the same time as secondary
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schluS für den Kniehebel, so daß der■■ Haupt ström den Kniehebel nur während der Betätigungszeiten durchmesst«close for the knee lever, so that the ■■ main flows the knee lever only measured during the operating times "
Ausserdem wird gemäss der Erfindung eine feststehende Kontaktanordnung vorgesehen, Vielehe aufeinander schleifende Kontakte und Anschläge, für"--die Bewegung des Schnappgliedes enthält. Diese Bauteile sind besonders raumsparend und eignen sich für die Benutzung in Subminiatur-Schaltern und in anderen Schaltern, bei w denen es von Vorteil ist, sehr kleine Toleranzgrenzen zu vermeiden. .In addition, a fixed contact arrangement is provided according to the invention, multiple contacts sliding one on top of the other and stops, for "- contains the movement of the snap link. These Components are particularly space-saving and are suitable for use in subminiature switches and in other switches, at w for whom it is advantageous to avoid very small tolerance limits. .
Ferner v.ird gemäss der Erfindung ein feststehender Kontakt bei einem unter Schleifbevregung schliessenden Schalter vorgesehen, bei vreleHem'die Teile so angeordnet sind, daS die kritische Kontakt Hache durch eine Formpressung hergestellt werden kann und bei welchem grosse Genauigkeit zwischen dieser Oberfläche und dem beweglichen Kontakt durch einfache und nicht kritische Schritte beim Zusammenbau gewährleistet werden kann. tuFurthermore, according to the invention, there is a fixed contact Provided for a switch that closes when the loop is excited, In the case of vreleHem, the parts are arranged in such a way that the critical ones Contact Hache can be produced by compression molding and with what great accuracy between this surface and the moving contact can be ensured by simple and non-critical steps during assembly. do
Schllesslich wird gemäss der Erfindung die Kombination, aller obengenannten Merkmale in einem. Subminiatur-Schalter vorgeschlagen.Finally, according to the invention, the combination becomes all above mentioned features in one. Subminiature switch proposed.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ei1 findung beschrieben.In the following a preferred embodiment of the egg 1 invention will be described.
Figur 1 stellt einen senkrechten Schnitt längs der Ebene, 1-1 der Figur 3 dar, ^:Figure 1 shows a vertical section along the plane 1-1 of Figure 3, ^:
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SAD ORDINALSAD ORDINAL
tSß5376tSß5376
Figur 2 stellt einen senkrechten Schnitt längs der Schnittebene 2-2 in Figur 1 dar.FIG. 2 shows a vertical section along the section plane 2-2 in FIG.
Figur 3 zeigt einen Horizontalschnitt längs der Schnittebene 3-]5 in Figur 1.Figure 3 shows a horizontal section along the cutting plane 3-] 5 in Figure 1.
Figur "4 und 5 sind perspektivische Darstellungen des Kipphebels in Figur 1.Figures 4 and 5 are perspective views of the rocker arm in Figure 1.
Figur 6 stellt in vergrößertem Maßstab einen Einzelteil der Kipphebelanordnung dar.FIG. 6 shows an individual part on an enlarged scale the rocker arm assembly.
Figur 7 zeigt einen Querschnitt durch das Ausgangsmaterial, aus welchem der Kipphebelfreil hergestellt wird.FIG. 7 shows a cross section through the starting material from which the rocker arm release is made.
Figur 8 und 9 stellen eine Aufsicht und eine Seitenansicht des Kipphebelteils während seines Formungsvorgangs dar.Figures 8 and 9 show a plan view and a side view of the rocker arm part during its molding process.
Figur 10 ist eine Seitenansicht des nahezu vollendeten Kipphebelteiles. Figure 10 is a side view of the nearly completed rocker arm portion.
Figur 11a, Figur 11b, Figur lic und Figur lld sind Darstellungen des Schalters in verschiedenen Betriebszuständen. Figure 11a, Figure 11b, Figure lic and Figure lld are representations of the switch in different operating states.
Figur 12 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Form und die gegenseitige Lage des feststehenden Kontaktes zu dem Kipphebelteil veranschaulicht.Figure 12 is a perspective view showing the shape and illustrates the mutual position of the fixed contact to the rocker arm part.
Das Gehäuse 10 (Figur l) der hier zu beschreibenden Ausführungsform entspricht den oben angegebenen Abmessungen des genormten The housing 10 (Figure 1) of the embodiment to be described here corresponds to the dimensions of the standardized above
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SubminiatursGhalters und weist drei Klemmen, nämlich die gemeinsame Klemme 12, die normalerweise offene Klemme 14 und die normalerweise geschlossene Klemme 16 auf (Figur 1 und 12).SubminiatursGhalterers and has three terminals, namely the common terminal 12, the normally open terminal 14 and the normally closed terminal 16 (Figures 1 and 12).
Die gemeinsame Klemme 12 ist mit einem U-förmigen Bügel verbundeil·, welcher einen'Gelenkstift 20 trägt, um den ein Trägerkörper 22 drehbar ist (siehe auch Figur 4). Auf dem horizontalen Teil des Trägerkörpers 22 befindet sich eiai steifes Kniegelenk 26Λ der an seinem oberen Ende eine Kontaktfläche besitzt.The common clamp 12 is connected to a U-shaped bracket which carries a hinge pin 20 around which a carrier body 22 can be rotated (see also FIG. 4). On the horizontal part of the support body 22 there is a stiff knee joint 26 Λ which has a contact surface at its upper end.
Gemäss Figur .4 bis 6 hat der Kipphebel 26 eine albgerundete Auflagefläche 30 mit der Achse A , die auf der leitfähigen Platte 22a des Trägers 22 aufliegt. Ferner hat der Kipphebel 26 noch zwei jeweils an seinen beiden senkrechten Kanten befindliche und sich nach unten erstreckende Ansätze 32 (Figur 6) , welche in entsprechende öffnungen in der Platte 22a eingreifen. Das obere Ende des Kipphebels befindet sich zwischen zwei festen Kontakten 34 und 36 (Figur 4) und der Kipphebel wird durch eine Kippfeder 38 an die Platte 22a angedrückt. Die Kippfeder 38 ist mit ihrem oberen Ende in einer öffnung 40 des Kipphebels befestigt und mit ihrem unteren Ende an einem Stift 42, der unterhalb der Platte 22a senkrecht zu der Achse A verläuft.According to Figure .4 to 6, the rocker arm 26 has a rounded one Support surface 30 with axis A resting on the conductive plate 22a of the carrier 22 rests. Furthermore, the rocker arm 26 still has two downwardly extending lugs 32 (FIG. 6), each located on its two vertical edges, which engage in corresponding openings in the plate 22a. The top of the rocker arm sits between two fixed ones Contacts 34 and 36 (Figure 4) and the rocker arm is through a Toggle spring 38 pressed against the plate 22a. The toggle spring 38 is with its upper end in an opening 40 of the rocker arm attached and with its lower end to a pin 42, the extends perpendicular to the axis A below the plate 22a.
Der Träger 22 besitzt einen sich nach oben erstreckenden Ansatz 44, an welchen mit dem Hebelarm M1 ein BetätigungsknopfThe carrier 22 has an upwardly extending shoulder 44 on which an actuating button with the lever arm M 1
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angreift und der mit dem erheblich längeren Hebelarm Mp die Anschläge 48 und 50 (Figur 12) berührt.attacks and the one with the considerably longer lever arm Mp die Stops 48 and 50 (Figure 12) touched.
Gemäss Figur 1 und lla ist der Bet'itigungsknopf 46 so angeordnet, daß der Träger 22 sich um eine Achse 18 drehen kann, und somit der Ansatz 44 und die Kontaktfläche 28 des Kipphebels sich in der Richtung des Pfeiles Z (Figur lla - c) bewegen können.According to FIGS. 1 and 11a, the actuation button 46 is arranged in such a way that that the carrier 22 can rotate about an axis 18, and thus the extension 44 and the contact surface 28 of the rocker arm can move in the direction of arrow Z (Figure 11a - c).
Der feststehende Kontakt 34 verläuft mit seiner Berührungsfläche unter einem Winkel Y (Figur lla) zu der Richtung Z, so da3 bei Bewegung des Trägers 22 und des auf ihm aufsitzenden Kipphebels 26 in der Richtung Z der feste Kontakt 34 den Kipphebel 26 in der Richtung des Pfeiles D (Figur lla) ablenkt, bis die Kipplage erreicht ist, d.h. bis die Öffnung 4-0 , in der die Kippfeder befestigt ist (Figur 4 und 5)> eine Ebene erreicht, welche durch die Achse A und durch den Befestigungspunkt 42 für das untere Federende hindurchgeht. Sodann springt der Kipphebel auf den festen Kontakt 36 um.The fixed contact 34 runs with its contact surface at an angle Y (Figure 11a) to the direction Z, so that when the carrier 22 and the rocker arm seated on it move 26 in the direction Z, the fixed contact 34 deflects the rocker arm 26 in the direction of the arrow D (Figure 11a) until the tilted position is reached, i.e. until opening 4-0, in which the toggle spring is attached (Figures 4 and 5)> reaches a plane which passes through the axis A and through the attachment point 42 for the lower Spring end goes through. Then the rocker arm pops up the fixed contact 36 around.
Der Ansehlag 50 (Figur lla) ist so angeordnet, daß der Kipphebel zunächst den festen Kontakt 34 erreicht, und erst dann der Ansatz 44 den Anschlag 50 berührt (Fig.lld ).The Ansehlag 50 (Figure 11a) is arranged so that the rocker arm first reached the fixed contact 34, and only then the approach 44 touches the stop 50 (Fig.lld).
Gemäss Figur 12 besitzt der feste Kontakt 36 *urid der Anschlag 50 zwei Kanten, die aus einer leitenden Metallplatte , beispielsweise aus einer Kupferplatte, herausgeschnitten sind.Diese PlatteAccording to FIG. 12, the fixed contact 36 has and the stop 50 two edges made from a conductive metal plate, for example from a copper plate. This plate
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-Τι st bei 6θ abgebogen und ist bei 64 wiederum abgebogen, so daß mit einem Plattenteil 66 die Klemme 14 verbunden werden kann. Aus Figur 12 ist zu erkennen, daS eine Abweichung von dem Abbiegungswinkel bei 60 einen geringen Einfluss auf die Winkellage der Kante 36 zu der Bewegung des Kipphebels in der Richtung D in Figur 11a besitzt. Auch der feste Kontakt 34 ist aus einem leitenden Blech herausgeschnitten, während der Anschlag 48 durch einen Ansatz eines Befestigungsplattenteils 62a gebildet wird.-Τι st bent at 6θ and is bent again at 64 so that the terminal 14 can be connected to a plate part 66. It can be seen from FIG. 12 that a deviation from the bending angle at 60 has a slight influence on the angular position of the edge 36 in relation to the movement of the rocker arm in the direction D in FIG. 11a. The fixed contact 34 is also cut out of a conductive sheet metal, while the stop 48 is formed by a projection of a fastening plate part 62a.
Da die Anschläge 48 und 50 mit den festen Kontakten 34 und jeweils fest zusammenhängen, wird für den Kipphebel 26 ein Nebenschluss gebildet, wenn unter dem Einfluss des Betätigungsknopfes 46 oder der Rückstellfeder 70 (Figur 1) eine genügende Übersteuerung stattfindet. Dementsprechend braucht der Strom nur während des Umschnappens des Kipphebels durch das Kipphebellager bei A hindurchzuf Hessen.Since the stops 48 and 50 with the fixed contacts 34 and each firmly connected, a shunt is for the rocker arm 26 formed when under the influence of the actuating button 46 or the return spring 70 (Figure 1) a sufficient override takes place. Accordingly, the current only needs to pass through the rocker arm bearing at A while the rocker arm is snapping over Hesse.
Der Unterschied zwischen den Hebelarmen M, und M^ bewirkt eine Verstärkung der B^tätigungsbewegung, so da3 man mit der leicht erreichbaren Fabrikationsgenauigkeit die Anschläge in eine solche Lage bringen kann, da3 sie erst nach dem Abhuf der Umschnappbewegung erreicht werden.The difference between the lever arms M, and M ^ causes a strengthening of the activity movement, so that one with the easily achievable manufacturing accuracy the stops in one can bring such a position that it only after the snap motion has been released can be achieved.
Gemäss Figur 4 und 5 ist die Kontaktfläche 26 am ^Kipphebel selbst angebracht. .According to FIGS. 4 and 5, the contact surface 26 is on the rocker arm self attached. .
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Bei der beschriebenen Ausführungsform ist es lediglich erforderlich, mit einem Blech aus hartem Silber (nämlich mit der* Legierung OPx J>6 der Firma Texas Instruments oder mit der Legierung 15065 der Firma Englehart Industries H.A.Wilson Division.) zu beginnen oder ein Blech aus einem steifen Metall , beispielsweise aus rostfreiem Stahl, zur Verfügung zu haben, auf welchem die Streifen eines Edelmetalls befestigt sind* In Figur J ist ein derartiger Metallstreifen dargestellt. Ciemäss Figur 8 und wird aus einem derartigen Blechstreifen durch Pressen der gewünschte Kipphebel mit halbzylindrischen Kontaktflächen S an beiden Enden hergestellt und durch Anbringung einer Sicke bei B weiter verformt. Sodann vfird der Blechstreifen um die Achse A (Figur 10) gefaltet, so daß bei 50 die Auflage auf dem Träger und bei 28 die runden Kontaktflächen gebildet werden "(Fig.4).In the embodiment described, it is only necessary to start with a sheet made of hard silver (namely with the * alloy OPx J> 6 from Texas Instruments or with alloy 15065 from Englehart Industries HAWilson Division.) Or a sheet made of a rigid one Metal, for example made of stainless steel, on which the strips of a noble metal are attached * In Figure J , such a metal strip is shown. According to FIG. 8, the desired rocker arm with semi-cylindrical contact surfaces S at both ends is produced from such a sheet metal strip by pressing and further deformed by making a bead at B. The sheet metal strip is then folded around the axis A (FIG. 10) so that at 50 the support is formed on the carrier and at 28 the round contact surfaces are formed "(FIG. 4).
Der Kipphebel 26' in Figur 5 stellt ein Beispiel für eine andere Ausführung dar, bei welcher der ganze Kipphebel durch Prägung aus einer harten Edelmetalllegierung hergestellt wird. Der obere Teil 28' ist massiv ausgeführt, also nicht hohl , wie in Figur 4, und besteht zusammen mit den Armen des Kipphebels aus einem einzigen Metallstück.The rocker arm 26 'in FIG. 5 represents an example of another embodiment in which the entire rocker arm is produced from a hard noble metal alloy by stamping. The upper part 28 'is made solid, that is, not hollow, as in FIG. 4, and , together with the arms of the rocker arm, consists of a single piece of metal.
Sine ebenfalls anwendbare Konstruktion des Kipphebels wäre ein Metallstreifen der zwischen den beiden Schenkeln 26a in Fig.-4 verläuft, im übrigen mit dem Kipphebel aus einem Stück besteht,The construction of the rocker arm could also be used a metal strip between the two legs 26a in Fig.-4 runs, otherwise consists of one piece with the rocker arm,
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und wellblechartig geformt ist» so daß er die Kipphebelfeder bildet.and is shaped like a corrugated sheet »so that it is the rocker arm spring forms.
In Figur 1 kann die Rückstellfeder 70, die dort punktiert dargestellt ist, entfernt werden, so daß der Schalter zu einem Zug-Druck-Schal "ter wird, wie er für Schalter so geringer Grosse noch nicht existiert.. Dann hält die Feder den Kipphebel jeweils in derjenigen Lage, in welche er durch den Betätigungsknopf gebracht wird.In Figure 1, the return spring 70, which is shown dotted there, can be removed so that the switch becomes a push-pull switch, as it does not yet exist for switches of such small size. Then the spring holds the rocker arm each in the position in which it is brought by the operating button.
Durch die Kombination des steifen Kipphebels mit der Schleifbewegung mit den Kontakten kann man zu einem Subminiatur-Sehalter kommen, der im überraschenden Masse frei von kritischen Einstellungen ist. Demgemäss wird eine Abnutzung in der Achse A keine schädliche Wirkung hervorrufen, da die Feder 38 stark genug gemacht werden kann, um den Kipphebel an seiner Unterkante 30 fest genug auf die Platte 22a (Figur 4) aufzudrücken und jede Abnutzung ohne Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit auszugleichen. ....-.-By combining the stiff rocker arm with the sliding movement with the contacts, you can get a subminiature holder that is surprisingly free of critical settings. Accordingly, wear in the axis A will not cause any detrimental effect, since the spring 38 can be made strong enough to press the rocker arm at its lower edge 30 firmly enough onto the plate 22a (FIG. 4) and to compensate for any wear without impairing the functionality. ....-.-
, Ausserdem braucht der Kontakt 28 am oberen Ende des Kipphebels 26 nicht mit grosser Genauigkeit an diesem Kipphebel befestigt zu werden.Also needs the contact 28 at the top of the rocker arm 26 is not attached to this rocker arm with great accuracy to become.
Die Löcher in der Platte 22a des Trägers 22 gewährleisten eine genaue Lage des Kipphebels auf diesem Träger 22 und die Seitenplatten 62,62a und 62b des U-förmigen Teiles 18 und die festen Kontakte 34 und 36 ermöglichen es, den Träger 22 und denEnsure the holes in the plate 22a of the support 22 an exact location of the rocker arm on this carrier 22 and the Side plates 62,62a and 62b of the U-shaped part 18 and the fixed contacts 34 and 36 allow the carrier 22 and the
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-ίο- ■ =- .-ίο- ■ = -.
Kipphebel in die richtige Lage zu den feststehenden Kontakten 34 und 36 zu bringen.Rocker arm in the correct position to the fixed contacts 34 and 36 bring.
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