DE1907418A1 - Elektrischer Umschalter - Google Patents

Description

Elektrischer Umschalter

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Umschalter,

er
bei dem ein mittler/Kontakt wahlweise mit einem von zwei äußeren Kontakten in Berührung gebracht und der durch ein Schnappsystem betätigt wird, das einen'Hauptarm und eine Schnappfeder aufweist«,

Bei den bekannten Umschaltern dieser Art sind die beiden äußeren Kontakte fest angeordnet, während der mittlere Kontakt mit einem beweglichen Teil des Schnappsystems, z_pB. mit dem Hauptarm, verbunden ist oder von ihm geführt wird. Diese Schalter leiden unter einer erheblichen Prellung beim Schließen der Kontakte, unter einem variablen Kontaktdruck, der sich mit der Justierung des Schnappsystems, z_o B* bei Einstellung der Differenz oder sogar zusammen mit der Betätigungskraft .ändert, häufig unter einer langsamen Trennbewegung der Kontakte, insbesondere bei kleinen Schnappsystemen, und unter einer geringen Anpaßbarkeit an besondere Betriebsverhältnisse, z, B« wenn verlangt wird, daß während des Umschaltens keine Stromunterbrechung stattfinden darf.

Unter den Schnappsystemen gibt es als besonders einfache Form ein zweiteiliges System, das lediglich aus einem Hauptarm und einer Omega-Feder besteht, die über ein Gelenk miteinander verbunden sind, während die beiden freien Enden in gehäusefesten Gelenken ruhen. Hierbei wird die Tatsache aus-

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nutzt, daß die Omega-Feder nicht nur eine Kraft in Richtung des Hauptarmes, sondern auch eine Kraft senkrecht dazu auszuüben -vermag. Wenn die letztgenannte Kraft durch die übrigen, am Hauptarm angreifenden Kräfte, insbesondere die veränderliche Betätigungskraft, überwunden wird, scimappt das System um,
wobei durch einen Anschlag dafür gesorgt ist, daß die Totpunktlage der Omega-Feder nicht überschritten wird» Mit dem Hauptarm eines solchen Schnapp systems läßt sich nur ein einfacher Ein-Aus-Schalter betätigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Umschalter der eingangs beschriebenen Art anzugeben, de#konstruktiv und funktionsmäßig wesentlich, besser ist als die bekannten Umschalter und insbesondere die geschilderten Nachteile zu yermeiden gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
mittlere Kontakt fest angeordnet und die beiden äußeren Kontakte in ihrer Ruhestellung federnd dagegen gedrückt sind
und daß mit einem Totgang zwischen die Träger der beiden
äußeren Kontakte ein Abhebelement greift, das mit dem Hauptarm derart verbunden ist, daß in der ersten Stellung des
Schnapp systems der eine und in der äsweiten Stellung des
Schnapp systems der andere äußere Kontakt vom mittleren Kontakt abgehoben ist.

Bei dieser Konstruktion sind das elektrische Umschaltsystem und das Schnapp system konstruktiv voneinander getrennt. Irgendwelche Änderungen beim Schnappsysteni, z_m B_- durch Justierung der Differenz, haben keinen Einfluß auf das Umschaltsystem. Der Kontaktdruck ist daher für öede der beiden Umschaltstellungen konstant« Infolge der Verwendung zweier beweglicher
äußerer Kontakte kann sich die Mass© der beim Umschalten bewegten Teile des Schnapp systems sofort psi der Kontaktierung vom Kontaktträger lösen; die dam noela "Hjla&sssae Masse von
Kontakt und Kontaktträger kann selar prellfrei ausgestaltet werden» Die Federkraft des jeweils atogetaolbesaeia Kontakts gibt

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dem Abhebelement beim Umschnappen eine zusätzliche Beschleunigung, so daß es nach Durchlaufen des Totganges mit erheblicher Kraft am Träger des anderen Kontakts auftrifft und diesen mit erheblicher Geschwindigkeit vom festen mittleren Kontakt abreißt. Durch eine Variation des Totganges hat man es in der Hand, den zweiten Kontalrfc wahlweise vor oder nach Schließen des anderen Kontaktpaares abzuheben.

Ein besonders einfach aufgebauter Umschalter ergibt sich, wenn bei Verwendung eines an sich bekannten zweiteiligen, aus Hauptarm und Omega-Feder bestehenden Schnappsystems die Begrenzungsanschläge des Schnappsystems so angeordnet sind, daß die Omega-Feder ihre Kraftrichtung beim Umschnappen umkehrt. Dadurch daß es der Omega-Feder gestattet wird, durch ihre Totpunktlage hindurchzuschnappen, lassen sich symmetrische Verhältnisse erzielen, so daß beide äußeren Kontakte des Umschalters in entgegengesetzter Richtung, aber sonst in gleicher Weise beeinflußt werden. Bei einer solchen Konstruktion ist lediglich darauf zu achten, daß auch die Summe der am Hauptarm wirkenden Betätigungskräfte ihre Kraftrichtung umzukehren vermag. Dies ist aber ohne weiteres möglich, sei es daß ein Bimetall als Kraftgeber verwendet wird, daß einer Druckdose eine Sollwertfeder entgegen wirkt u. dgl.

Völlig symmetrische Verhältnisse erzielt man, wenn die Begrenzungsanschläge symmetrisch zur Totpunktlage des Schnappsystems liegen. Um dies genau zu erreichen, können die Begrenzungsanschläge auch verstellbar sein.

Zweckmäßigerweise greift das Abhebelement in unmittelbarer Nähe der äußeren Kontakte an deren Träger an. Damit ist sichergestellt, daß die Abhebkräfte ungeschwächt auf die Kontakte wirken können.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Kontaktträger für die äußeren Kontakte einseitig eingespannte Federarme, die über einen großen Teil ihrer Länge so versteift sind,

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daß sie im wesentlichen nur in der Nähe der Einspannstelle federn. Hierdurch ergibt sich eine außerordentlich große Prellarmute

Des weiteren können die Kontaktträger zur einseitigen Einspannung zwischen drei Schneidenlager geschoben sein, von denen zwei auf der einen Seite und zwischen ihnen eines auf der anderen Seite angreift. Dies führt zu einer sehr einfachen Montage, da die Kontaktträger nach Einschieben in die Schneidenlager völlig sicher gehalten sind.

Wenn wenigstens ein Schneidenlager quer zum Kontaktträger verstellbar ist, läßt sich die Federspannung dieses Kontaktträgers leicht auf einen beliebigen Wert einstellen. Hierbei genügt es häufig, wenn das einstellbare Schneidenlager durch die Stirnseite einer einstellbaren Schraube ersetzt ist« Insbesondere kann die Schraube das dem Kontakt zugewandte Lager bilden.

Bei einer bevorzugten Konstruktion sind die drei Kontaktträger für den festen mittleren Kontakt und die beiden beweglichen äußeren Kontakte in einem einteiligen Kunststoffgehäuse mit vier etwa parallen Wänden, an denen die Schneidenlager aus- ψ gebildet sind, gehalten. Dieses Kunststoffgehäuse kann mit den Kontaktträgern vorgefertigt und unabhängig vom Schnappsystem in die Schaltereinheit eingebaut werden. Die Ausbildung der Schneidenlager an vier zueinander parallelen Wänden führt zu einer sehr platzsparenden Konstruktion.

Hierbei kann das dem Kontakt abgewandte Ende der Kontaktträger rechtwinklig umgebogen sein und an einem Anschlag anliegen. Auf diese Weise ist die richtige Axiallage der Kontakte sichergestellt. Das abgebogene Ende kann sogar am Anschlag angeschweißt sein, so daß dieser als Anschlußelement dienen • kann.

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Gemäß einer Abwandlung des erfindungsgemäßen Umschalters ist dafür gesorgt, daß der mittlere Kontaktträger zwei gegeneinander versetzte feste Kontakte trägt und die beiden äußeren Kontakte in ihrer Ruhestellung in gleicher Höhe federnd gegen die festenKontakte anliegen und durch das Abhebelement gleichlaufend abhebbar sind. Dieser Doppelschalter hat genau den gleichen einfachen Aufbau wie der beschriebane Umschalter.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert» Es zeigen:

Fig, 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Umschalter längs der Linie A-A der Fig. 2,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Umschalter gemäß der Linie B-B der Fig. 1, jedoch mit abgenommenen oberen Teilen, einschließlich der Omega-Feder,

Fig« 3 einen Längsschnitt durch das Gehäuse des Umschaltsystems,

Fig. 4 eine vergrößerte räumliche Darstellung eines Kontaktträgers für einen äußeren Kontakt und

Fig. 5 eine Abwandlung des Schaltsystems der Fig„ 3.

In einem Kasten 1 sind nebeneinander ein Schnappsystem 2 und ein elektrisches Umschaltsystem 3 vorgesehen.

Der Kasten besteht aus einem Boden 4 und drei Seitenwänden 5, 6, 7. Er ist oben durch eine Deckplatte 8 und einen Deckel 9 abgeschlossen. Im Boden befindet sich eine Einführung 10 für ein Druckmittel, z. B, den Dampf eines thermostatischen Fühlers, und eine Einführung 11 für die elektrischen Zuleitungen.

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Das Schnapp system besitzt einen Hauptana 12 und eine Omega-Feder 13, die am Gelenkpunkt 14 aneinander abgestützt sind. Der Hauptarm ist mittels einer Ausbuchtung 15 gelenkig an einem Schneidenlager 16 abgestützt, das an der Deckplatte 9 ausgebildet ist. Die Omega-Feder 13 stützt sich an einem festen Lager 17 ab, das an einem Schieber 18 angebracht ist, der mit Hilfe eines Stellknopfes 19 in Richtung auf den Hauptarm 12 und von ihm weg verschoben werden kann. Die Deckplatte 8 trägt ferner zwei Stellschrauben 20 und 21, die als Begrenzungsanschläge für den Hauptarm 12 dienen.

Auf den Hauptarm wirkt über einen Stössel 22 die Kraft einer Balgdose 23, deren Innenraum 24 unter dem Druck des Druckmittels steht. Der äußere Topf der Balgdose ist am Boden befestigt. Mit Abstand davon wirkt eine Sollwertfeder 25 unter Zwischenlage einer Platte 26 auf den Hauptarm 12. Die Sollwertfeder stützt sich auf einem Ring 27 ab, der auf einer Gewindestange 28 axial verstellbar ist, wenn diese gedreht wird, wozu auf ihren oberen Kopf z_# B. ein Stellknopf aufgesetzt werden kann.

Ferner ist am Hauptarm 12 mittels einer Schraube 29 ein Abhebelement 30 befestigt, das die Verbindung zum elektrischen Umschaltsystem 3 herstellt.

Dieses Umschaltsystem besitzt ein Gehäuse 31 mit vier parallelen Wänden 32, 33, 34 und 35* zwischen denen drei Kontaktträger 36, 37 und 38 durch seitliches Einschieben eingespannt sind» Der mittlere Kontaktträger 37 trägt einen festen Doppelkontakt 39, die beiden äußeren Kontaktträger 36 und 58 tragen je einen beweglichen äußeren Kontakt 40 und 41. Die Einspannung jedes Kontaktträgers geschieht durch drei an den Wänden ausgebildeten Lagerstellen, von denen im Falle des Kontaktträgers 36 an der Wand 33 ein Schneidenlager 42 und, zu beiden Seiten davon, an der Wand 32 ein Schneidenlager 43 und ein Lager 44 in Gestalt einer Stellschraube 45 vorgesehen ist. Die äußeren Kontaktträger 36 und 38 besitzen

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ferner unmittelbar neben den Eontakten 40 und 41 Ausprägungen 46 und 47, an denen das Abhebelement 30 mit Totgang angreifen kann. Am gegenüberliegenden Ende sind im Gehäuse Anschlußlaschen 48, 49 und 50 vorgesehen, die einerseits zum Anbringen •von Anschlußschrauben 51 dienen und andererseits eine Anlagefläche für einen rechtwinklig abgebogenen Teil 52 der Kontaktträger 36, 37 und 38 bilden, wobei an dieser Anlagefläche auch noch eine Schweißung vorgenommen sein kann»

Pig, 4 zeigt den Kontaktträger 36 in vergrößertem Maßstab. Der Träger besteht aus einem Federblech, das im Bereich des Kontaktes 40 und über den größten Teil seiner am Lagerpunkt 44 beginnenden freien Länge durch hochgewinkelte Seitenränder 53 versteift ist. Demnach verbleibt nur ein Abschnitt a, auf dem der Kontaktträger 36 federn kann.

In der veranschaulichten Stellung ist der Hauptarm 12 durch die Omega-Feder 13 im Uhrzeigersinn belastet. Dieser Belastung wirkt die kleinere Kraft des abgehobenen äußeren Kontaktträgers 36 entgegen. Die resultierende Kraft hält das System in der veranschaulichten Stellung, Das System bleibt so lange in dieser Stellung, bis die übrigen am Hauptarm angreifenden Kräfte eine entgegengesetzte Kraft gleicher Größe erreichen; Dies ist der Fall, wenn der Druck in der Balgdose 23 so weit abgesunken ist, daß der Kraftüberschuß der Sollwertfeder 25 die resultierende Kraft überschreitet. Dann schnappt die Omega-Feder durch den Totpunkt in die von der Stellschraube 21 festgelegte andere Endlage, Während dieser Umschnappbewegung bewegt sich das Abhebelement 30 in Richtung auf den anderen äußeren Kontaktträger 38, Sobald der Kontakt 40 auf den Kontakt 39 trifft, IcM; sich das Abhebelement 30 vom Kontaktträger 36, so daß für den eigentlichen Prellvorgang nur dessen Masse und Steifigkeit verantwortlich ist. Kurz darauf trifft das Abhebelement 30 auf den anderen Kontaktträger 38 und hebt dessen Kontakt 41 mit großer Geschwindigkeit vom festen Kontakt 39 ab, Ein

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Rückschalten ist erst dann möglich, wenn der Druck in der Balgdose 23 einen solchen Wert erreicht hat, daß er die Kraft der Sollwertfeder um einen solchen Wert überschießt, daß die in dieser Endlage vorhandene resultierende Kraft der Omega-Feder 13 und des Kontaktträgers 38 überwunden wird.

Durch eine Verstellung der Gewindestange 28 kann die Kraft der Sollwertfeder verstellt und damit der Arbeitspunkt des Umschalters festgelegt werden. Durch eine Verstellung des Schiebers 18 kann die Feder-Charakteristik der Omega-Feder 13 verändert werden, wodurch sich die Differenz einstellen läßt, d. h. derjenige Druckunterschied in der Balgdose 23, der notwendig ist, um von der einen zur anderen Schnappfunktion zu kommen. Mit Hilfe der Schrauben 20 und 21 kann der Weg des Hauptarms 12 festgelegt werden» Mit Hilfe der Schrauben 45 an den beiden äußeren Kontaktträgern 36 und 38 schließlich läßt sich jeder einzelne bewegliche Kontakt so einjustieren, daß die geringste Prellneigung auftritt.

Bei der Abwandlung nach Fig. 5 wird das gleiche Gehäuse 31 verwendet; lediglich das durch die Schraube 45 gebildete Lager 44 ist durch ein festes Schneidenlager 54 ersetzt. Die Ausbildung des äußeren Kontaktträgers 36 ist unverändert. Der mittlere Kontaktträger 37 trägt am äußeren Ende eine U-förmige Abbiegung 55, an deren beiden parallelen Schenkeln je ein zur gleichen Seite gewandter fester Kontakt 56 und 57 angebracht ist. Der äußere Kontaktträger 38 besitzt am vorderen Ende einen Kontakt 58 und eine Ausprägung 59, die gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 3 entgegengesetzt gerichtet sind. An den Ausprägungen 46 und 59 greift ein Abhebelement 60 mit zwei Armen an, so daß die beiden Kontakte 40 und 58 gleichzeitig von den festen Kontakten 56 und 57 getrennt werden, wenn das Schnappsystem in die andere Stellung umschnappt. Auch bei diesem System brauchen die Kontaktträger 36, 37 und 38 lediglich von der Seite her in das Gehäuse 31

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eingeschoben zu werden. Sie haben dann durch die Schneidenlager eine sichere, feste Lage₀

/ Die dargestellten Ausführungsbeispiele können in vielfältiger Weise, je nach den Anforderungen, abgewandelt werden, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann statt der Balgdose 23 eine Bimetallfeder als Kraftgeber vorgesehen sein. Wenn das Kontaktpaar 40, 39 erst schließen darf, nachdem das Kontaktpaar 39, 41 bereits geöffnet hat, braucht lediglich dem Abhebelement 30 eine größere Dicke gegeben zu werden, d_e h. der Totgang muß etwas kleiner gehalten,werden_β Die Begrenzungsschrauben 20 und 21 können auch so eingestellt werden, daß die Schnappbewegung nur auf der einen Seite der Totpunktsebene von Hauptarm 12 und Omegafeder 13 erfolgte

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Claims (1)

1. _ -ίο - 1907413

   Patentansprüche

   J Elektrischer Umschalter, bei dem ein mittlerer Kontakt wahlweise mit einem von zwei äußeren Eontakten in Berührung gebracht und der durch ein Schnappsystem betätigt wird, das einen Hauptarm und eine Schnappfeder aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Eontakt (39) fest angeordnet und die beiden äußeren Eontakte (40, 41) in ihrer Ruhestellung federnd dagegen gedrückt sind und daß 4p.it einem Totgang>zwischen die Träger (36, 38) der beiden äußeren Kontakte ein Abhebelement]f(3O) greift, das mit dem Hauptarm (12) derart verbunden ist, daß in der ersten Stellung des Schnapp systems (2) der eine und in der zweiten Stellung des Schnappsystems der andere äußere Kontakt vom mittleren Kontakt abgehoben ist.

   2ο Umschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines an sich bekannten zweiteiligen, aus Hauptarm (12) und Omega-Feder (13) bestehenden Schnappsystems (2) die Begrenzungsanschläge (20, 21) des Schnappsystems so angeordnet sind, daß die Omega-Feder ihre Kraftrichtung beim Umschnappen umkehrt.

   3. Umschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsanschläge (20, 21) symmetrisch zur Totpunktlage des Schnappsystems (2) liegen.

   4. Umschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsanschläge (20, 21) verstellbar sind.

   5. Umschalter nach einem der Ansprüche 1 Ms 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Abhebelement (30) in unmittelbarer Nähe der äußeren Kontakte (40, 41) an deren Träger (36,38) angreift.

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   6. Umschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eontaktträger (36, 38) für die äußeren Kontakte (40, 41) einseitig eingespannte Federarme sind, die über einen großen Teil ihrer Länge so versteift sind,, daß sie im wesentlichen nur in der Nähe der Einspannstelle federn.

   7« Umschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Eontaktträger (36, 37, 38) zur einseitigen Einspannung zwischen drei Schneidenlager (42, 43, 54) geschoben sind, von denen zwei auf der einen Seite und zwischen ihnen eines auf der anderen Seite angreift.

   8. Umschalter nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Schneidenlager quer zum Eontaktträger verstellbar ist.

   9. Umschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das einstellbare Schneidenlager durch? die Stirnseite (44) einer einstellbaren Schraube (45) ^rsetztjist.

   10. Umschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Schraube (45) das dem Kontakt (40) zugewandt©' Lager bildet.

   11. Umschalter nach einem der Ansprüche 6 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Kontaktträger (36, 37, 38) in einem einteiligen Kunststoffgehäuse (31) mit vier etwa parallelen Wänden (32, - 35),, an denen die Schneidenlager (42, 43, 44, 5,4) ausgebildet) sind, gehalten sind.

   12, Umschalter nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekenn zeichnet, daß das dem Kontakt (40) abgewandte Ende der Kontaktträger (36) rechtwinklig (52) umgebogen sind und an einem Anschlag (48) anliegen.

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   13· Umschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das abgebogene Ende (52) am Anschlag (48) angeschweißt ist und dieser als Anschlußelement dient«,

   14. Abwandlung des Umschalters nach einem der Ansprüche 6 12, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Kontaktträger (37) zwei gegeneinander versetzte feste Kontakte (56j 57) trägt und die beiden äußeren Kontakte (40, 58) in ihrer Ruhestellung in gleicher Richtung federnd gegen die festen Kontakte anliegen und durch das Abhebelement (60) gleichlaufend abhebbar sind_e

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