DE19854171C1 - Elektrischer Schnappschalter - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schnappschalter, insbesondere einen Mikroschnappschalter, mit einem Sockel (8), in dem ortsfeste Kontakte (6) vorgesehen sind sowie Anschlußkontaktfahnen (9), welche mit den ortsfesten Kontakten (6) in Verbindung stehen und aus dem Sockel (8) herausgeführt sind. Eine über ein Betätigungselement (2) ansteuerbare Schaltfeder (5) wirkt auf einen Kontaktgeber (7) ein, welcher mit einem Ende in einem Lager im Sockel (8) gelagert ist, um dessen freies Ende aus einer Ruhelage ohne Kontaktschluß mit den ortsfesten Kontakten in Kontaktschluß mit je einem ortsfesten Kontakt (6) bringen zu können. Dabei ist die Schaltfeder mit einem ersten Ende am sockelinnenseitigen Ende des Betätigungselements (2) befestigt und mit ihrem gegenüberliegenden zweiten Ende am Kontaktgeber (7), welcher mit einem dazu gegenüberliegenden Ende in einem Lager im Sockel (8) gelagert ist. DOLLAR A Das Betätigungselement (2) ist einstückig integriert ausgeführt und auf einem im Sockel (8) vorgesehenen Lagerzapfen (10) drehbar gelagert. Alleinig die Schaltfeder (5) bewirkt beim Drehen des Betätigungselements (2) um den Lagerzapfen (10) ein Umschnappen des freien Endes des Kontaktgebers (7) in Richtung eines der ortsfesten Kontakte (6), und alleinig die Schaltfeder (5) ohne weitere Rückstellhilfen bewirkt bei Nichtbetätigen oder abermaligem Loslassen des Betätigungselements (2) eine Rückstellung des freien Endes des Kontaktgebers (7) in die stabile Ausgangsruhelage, bei der ...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Schnappschalter, insbe­ sondere einen Mikroschnappschalter, nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiger elektrischer Schnappschalter ist zum Beispiel aus der EP 0 399 419 B1 bekannt.

Bei diesem bekannten elektrischen Schnappschalter wirkt entweder ein durch einen drehbaren Kipphebel in einer Richtung quer zur Spannrichtung der Schaltfeder linear bewegtes Betätigungselement oder ein durch einen Benutzer unmittelbar quer zur Spannrichtung der Schaltfeder linear bewegtes Betäti­ gungselement von der Seite her auf die Schaltfeder ein, wobei die unter dieser Einwirkung des Betätigungselements verformte Schaltfeder das freie Ende des Kontaktgebers aus einer Ruhelage ohne Kontaktschluß mit den ortsfesten Kontakten in eine Arbeitslage mit Kontaktschluß mit je einem ortsfesten Kon­ takt umschnappen läßt.

Da bei diesem bekannten Schnappschalter das Betätigungselement für eine Auslenkung der Schaltfeder quer zu deren primären Wirkrichtung (Zugrich­ tung) sorgt, wird die in Form einer Zugfeder ausgeführte Schaltfeder atypisch, d. h. nicht in Zugrichtung belastet. Bei häufigem Lastwechsel im Dauerbetrieb kann dies zu einer vorzeitigen alterungsbedingten Ermüdung der Schaltfeder und einer damit einhergehenden Veränderung der Betätigungscharakteristik führen.

Weiterhin wirken sich bei dem bekannten Schnappschalter konstruktionsbe­ dingte Summentoleranzen von Schaltfeder und das Betätigungselement nega­ tiv auf die Lage des Schaltpunkts sowie allgemein die Schaltcharakteristik aus.

Weiterhin reichen bei diesem bekannten elektrischen Schnappschalter die quer zur primären Wirkrichtung der durch das Betätigungselement ausgelenkten Schaltfeder wirkenden Rückstellkräfte teilweise nicht aus, das freie Endes des Kontaktgebers bei Loslassen des Betätigungselements wieder in seine Ruhela­ ge ohne Kontaktschluß zwischen den ortsfesten Kontakten zurückschnappen zu lassen.

Um für eine Rückstellung der quer zu ihrer eigentlichen Wirkrichtung ausge­ lenkten Schaltfeder zu sorgen, wird deshalb bei diesem Stand der Technik zu­ mindest in einer Ausführungsform eine zusätzliche Rückstellfeder vorgesehen, welche das quer auf die Schaltfeder einwirkende Betätigungselement wieder in seine Ausgangslage zurückstellt und letztlich erst durch diese Maßnahme ein Zurückschnappen des freien Endes des Kontaktgebers in die kontaktlose Ruhe­ lage ermöglicht.

Der in der EP 0 399 419 B1 offenbarte Aufbau eines Schnappschalters erfordert zudem relativ viele Einzelbauteile und damit einhergehend relativ komplizier­ te mehrstufige Montageverfahren.

Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der voranstehend beschriebenen Problematik bei dem bekannten elektrischen Schnappschalter ersonnen, und soll die damit verbundenen Nachteile überwinden. Insbesondere liegt eine Auf­ gabe der Erfindung darin, bei einem bekannten Schalter der vorgenannten Art einen vereinfachten Aufbau zu ermöglichen, wobei ohne zusätzliche Rückstell­ elemente eine sichere und zuverlässige Arbeitsweise des Schaltwerks gewähr­ leistet wird, und eine relativ einfache und robuste Montage eines Schaltwerks mit möglichst wenigen Einzelkomponenten möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch einen elektrischen Schnappschalter gemäß dem un­ abhängigen Anspruch 1 gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhaf­ te Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Es sei angemerkt, daß aus der DE 41 37 106 A1 ein elektrischer Schnappschal­ ter bekannt ist, wobei bei Drehen eines Betätigungselements alleinig eine Schaltfeder ein Umschnappen eines freien Endes eines Kontaktgebers in Rich­ tung eines ortsfesten Kontaktes bewirkt und bei Loslassen des Betätigungsele­ ments alleinig die Schaltfeder eine Rückstellung des freien Endes des Kontakt­ gebers sowie des Betätigungselements in eine Ausgangsruhelage bewirkt. Da­ bei ist die Schaltfeder jedoch nicht mit ihrem vom freien Ende des Kontaktge­ bers abgewandten Ende am sockelinnenseitigen Ende des im Sockel drehbar gelagerten Betätigungselements befestigt, sondern vielmehr an einem sockel­ außenseitigen Ende des im Sockel drehbar gelagerten Betätigungselements.

Bevorzugterweise ist bei einem erfindungsgemäßen Schnappschalter das Betä­ tigungselement einstückig ausgeführt und auf einem im Sockel des elektri­ schen Schnappschalters vorgesehenen Lagerzapfen drehbar gelagert.

Die Schaltfeder ist bevorzugterweise in Form einer Spiralfeder ausgeführt, de­ ren erstes Ende am sockelinnenseitigen Ende des Betätigungselements befe­ stigt ist.

Ein erstes Ende des Kontaktgebers ist im Sockel des elektrischen Schnapp­ schalters drehbar gelagert. Das zweite Ende der Schaltfeder greift in das zwei­ te, freie Ende des Kontaktgebers. Bevorzugterweise ist der Kontaktgeber auf Lagerschneiden gelagert. Weiterhin besteht der Kontaktgeber bevorzugterwei­ se aus einem blattfederförmigen Element mit zwei sich längs einer zentralen Ausnehmung erstreckenden Schenkeln, wobei die Schaltfeder zumindest teil­ weise zwischen den Schenkeln in der Ausnehmung untergebracht ist.

Erfindungsgemäß sind das Betätigungselement, die Schaltfeder und das freie Ende des Kontaktgebers so angeordnet, daß bei Drehen des Betätigungsele­ ments um den Lagerzapfen alleinig die Schaltfeder ein Umschnappen des freien Endes des Kontaktgebers in Richtung eines der ortsfesten Kontakte be­ wirkt und bei Nichtbetätigen oder abermaligem Loslassen des Betätigungsele­ ments wiederum alleinig durch die Wirkung der Schaltfeder eine Rückstellung des freien Endes des Kontaktgebers erzielt wird.

Dies wird dadurch erreicht, daß beim erfindungsgemäßen Schnappschalter das drehbare Betätigungselement, die Schaltfeder und das freie Ende des Kontakt­ gebers im wesentlichen so angeordnet sind, daß die Wirkungslinie der zwischen dem Betätigungselement einerseits und dem freien Ende des Kontaktgebers andererseits gespannten Schaltfeder im wesentlichen mit einer Mittellinie der im wesentlichen axialsymmetrischen Baugruppe dieser drei Elemente zusam­ menfällt.

Die Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Zeichnung.

Es zeigen:

Fig. 1a bis 1c ein komplett vormontiertes Schaltwerk eines erfindungsgemäßen elektrischen Schnappschalters in Hauptansicht, Seitenansicht sowie Ansicht von oben;

Fig. 2 einen Teilschnitt durch den in Fig. 1a gezeigten Schnappschalter mit übergestülptem Gehäuse;

Fig. 3 eine Schnittdarstellung des in Fig. 2 gezeigten Schnappschalters längs der Linie B-B;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung des in Fig. 2 gezeigten Schnappschalters längs der Linie C-C; und

Fig. 5 eine Schnittdarstellung des Schalters längs der Linie D-D.

Fig. 1a bis 1c zeigen Hauptansicht, Seitenansicht sowie Ansicht von oben auf ein vormontiertes Schaltwerk eines erfindungsgemäßen elektrischen Schnapp­ schalters 1.

In einem bevorzugterweise aus elektrischem Isolationsmaterial gefertigten Sockel 8 sind elektrisch leitende Anschlußfahnen 9 integriert, welche mit im Sockel angebrachten ortsfesten Kontakten 6 in elektrisch leitender Verbindung stehen. In besonders bevorzugter Weise besteht der Sockel 8 aus einem spritz­ gegossenen Kunststoff, in den die Anschlußfahnen 9 und ortsfesten Kontakte 6 beim Spritzgießen in der Spritzgußform eingebettet worden sind. Dadurch bil­ den der Sockel 8 sowie die Anschlußfahnen 9 und die ortsfesten Kontakte 6 ei­ ne einstückige Baugruppe, welch bevorzugterweise einen symmetrischen Auf­ bau längs der Mittellinie m zeigt.

An dem den Anschlußfahnen 9 entgegengesetzten Ende der Sockelbaugruppe ist im Sockel ein Lagerzapfen 10 (vgl. auch Fig. 3) auf der Mittellinie m vorge­ sehen. Weiterhin sind in der Sockelbaugruppe Ausnehmungen in Form von La­ gerkerben 3, 3' zur Bereitstellung eines Lagers für einen Kontaktgeber 7 vorge­ sehen.

Der Lagerzapfen 10 dient der Lagerung eines drehbaren Betätigungselements 2, welches in Form eines Kipphebels ausgeführt ist, der um den durch die La­ gerzapfen 10 gebildeten Drehpunkt M in Fig. 1 im oder entgegen dem Uhrzei­ gersinn geschwenkt werden kann.

An dem in Fig. 1 sockelinnenseitig gelegenen Ende des Betätigungselements 2 ist eine Ausnehmung 12 vorgesehen, welche als Einhängepunkt für ein erstes Ende einer in Form einer Spiralfeder ausgeführten Schaltfeder 5 dient.

Das andere Ende der Schaltfeder ist in einer in Fig. 3 zu sehenden und als wei­ teren Einhängepunkt dienenden Ausnehmung 13 an den dem Lager abgewand­ ten freien Ende des Kontaktgebers 7 eingehängt.

Bei der in Fig. 1a und Fig. 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsform eines elektrischen Schnappschalters ist der Kontaktgeber 7 in Form eines blattfeder­ förmigen Elements ausgeführt mit zwei sich längs einer zentralen Ausneh­ mung 4 erstreckender Schenkel 17, 18, wobei die Schaltfeder 5 zumindest teil­ weise zwischen diesen Schenkeln in der Ausnehmung 4 untergebracht ist.

Weiterhin ist der Kontaktgeber 7 an seinem in die Lagerkerben 3, 3' im Sockel 8 einzuführenden Ende mit Lagerschneiden S1, S2 versehen, wie sich insbeson­ dere aus Fig. 3 ergibt.

Die in Fig. 1 gezeigte Ausführung der einzelnen Bauteile eines elektrischen Schnappschalters ermöglicht eine besonders einfache Montage, bei der nur eine sehr geringe Anzahl von Einzelbauteilen zu montieren ist. So kann das eine Ende der Schaltfeder 5 in die dafür im Betätigungselement 2 vorgesehene Aus­ nehmung 12 eingeführt werden, und das andere Ende der Schaltfeder in die im Kontaktgeber 7 vorgesehene Öffnung 13 eingeführt werden. Die derart vor­ montierte Teilbaugruppe aus Betätigungselement 2 samt darin eingehängter Schaltfeder 5 und hiermit verbundenem Kontaktgeber 7 wird sodann dadurch in den die eingespritzten Anschlußfahnen 9 und Festkontakte 6 enthaltenden Sockel 8 eingesetzt, daß das Betätigungselement 2 auf den Lagerzapfen 10 im Gehäuse 8 aufgesetzt wird und das mit den Lagerschneiden S1, S2 versehene Ende des Kontaktgebers 7 unter vorübergehender leichter Verformung der Schaltfeder 5 in den dafür im Sockel 8 vorgesehenen Lagerkerben 3, 3' einge­ setzt wird.

Bei einem derartig aufgebauten elektrischen Schnappschalter liegt ein im we­ sentlichen symmetrischer Aufbau längs der Mittellinie m vor, wie sich insbe­ sondere aus Fig. 1a, 2, 4 und 5 ergibt.

Dieser symmetrische Aufbau bewirkt eine Selbstzentrierung des Schaltwerks in der Ruhelage, da die Wirkungslinie der Schaltfeder 5 mit der Mittellinie m zusammenfällt. Dadurch hat die Schaltfeder 5 das Bestreben, das Schaltwerk bei Nichtbetätigen des Betätigungselements 2 in der in Fig. 1 gezeigten Stel­ lung zu halten, bzw. bei Loslassen des um den Lagerzapfen 10 geschwenkten Betätigungselements 2 dieses in diese Stellung zu bringen. In dieser Stellung wird das freie Ende des Kontaktgebers in einer stabilen Ruhelage mittig zwi­ schen den beiden ortsfesten Kontakten 6 gehalten.

Wird das in Form eines Kipphebels ausgeführte Betätigungselement 2 aus der stabilen Ruhelage heraus um den Lagerzapfen 10 gedreht, so kommt es zu ei­ ner Dehnung der Schaltfeder 5, da deren in die Ausnehmung 12 am unteren Ende des das Betätigungselements 2 eingehängtes Ende mit dem Betätigungs­ element 2 mitwandert. Durch Schwenken des Betätigungselements 2 wird so­ mit die Schaltfeder 5 gespannt.

Dadurch kommt es zu einem Verschieben der Wirkungslinie der gespannten Schaltfeder 5 zwischen dem in der Ausnehmung 13 am Ende des Kontaktge­ bers 7 eingehängten Ende und dem in die Ausnehmung 12 im Betätigungsele­ ment 2 eingehängten Ende.

Diese Verschiebung der Wirkungslinie bewirkt ein schlagartiges Umschnappen des freien Endes des Kontaktgebers in eine neue Gleichgewichtslage, so daß nunmehr das freie Endes des Kontaktgebers mit einem der beiden ortsfesten Kontakte 6 in Kontakt tritt.

Wird anschließend das Betätigungselement wieder losgelassen, so hat die ge­ spannte Schaltfeder 5 das Bestreben, sich wieder zu verkürzen und in ihre ur­ sprüngliche Ausgangslage zurückzukehren. Dies führt dazu, daß einerseits das untere Ende des Betätigungselements 2 wieder in die in Fig. 1 gezeigte Aus­ gangslage zurückgeschwenkt wird, und andererseits das freie Ende des Kon­ taktgebers 7 vom ortsfesten Kontakt 6 gelöst wird, und ebenfalls wieder in die in Fig. 1 gezeigte Ausgangslage zurückschnappt.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau eines elektrischen Schnappschalters wird somit allein durch die Schaltfeder 5 ein Schließen des Kontakts zwischen dem freien Ende des Kontaktgebers 7 und den ortsfesten Kontakten 6 und ein Lösen des Kontaktes zwischen denselben bei Loslassen des Betätigungselements er­ zielt, wobei im Gegensatz zum aufgezeigten Stand der Technik die Schaltfeder 5 nicht in atypischer Weise belastet wird, d. h. nicht in einer Weise, bei der we­ sentliche Kräfte quer zur Spannrichtung der Schaltfeder auftreten.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau eines elektrischen Schnappschalters läßt sich eine stark vereinfachte Montage durchführen, bei der im wesentlichen nur vier Teile, nämlich das Betätigungselement 2, die darin einzuhängende Schaltfeder 5, und der am anderen Ende der Schaltfeder hängende Kontaktge­ ber 7 in einen mit einstückig darin integrierten Anschlußfahnen 9 und Kontak­ ten 6 versehenen Sockel 8 eingefügt werden, und sich dennoch ein sich in einer stabilen Ruhelage ohne Kontaktschluß selbstzentrierendes Schaltwerk mit zwei Kontaktschlußmöglichkeiten ergibt.

Diese in Fig. 1 gezeigte Baugruppe aus im wesentlichen vier Elementen kann noch zusätzlich, wie in Fig. 2 gezeigt, durch Überstülpen eines Gehäuses 19 so­ wie eines nicht gezeigten Faltenbalgs über den von den Anschlußfahnen 9 ab­ gewandten Teil des Sockels 8 komplementiert werden, wobei diese Bauteile da­ für sorgen, daß Feuchtigkeit und Verunreinigungen daran gehindert werden, in das Innere des Sockels und des dort untergebrachten Schaltwerks einzudrin­ gen.

Claims (9)

1. Elektrischer Schnappschalter, insbesondere Mikroschnappschalter, mit einem Sockel, in dem ortsfeste Kontakte sowie mit diesen in Verbindung ste­ hende Anschlußkontaktfahnen vorgesehen sind, welche aus dem Sockel her­ ausgeführt sind, wobei eine über ein Betätigungselement auslenkbare Schaltfe­ der auf einen mit einem ersten Ende in einem Lager im Sockel gelagerten Kon­ taktgeber einwirkt, um dessen zweites freies Ende aus einer Ruhelage ohne Kontaktschluß mit den ortsfesten Kontakten in Kontaktschluß mit je einem ortsfesten Kontakt bringen zu können, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltfeder (5) mit ihrem vom freien Ende des Kontaktgebers abgewandten Ende am sockelinnenseitigen Ende des im Sockel drehbar gela­ gerten Betätigungselements (2) befestigt ist, und
daß bei Drehen des Betätigungselements (2) alleinig die Schaltfeder (5) ein Umschnappen des freien Endes des Kontaktgebers (7) in Richtung eines der ortsfesten Kontakte (6) bewirkt und bei Loslassen des Betätigungselements (2) alleinig die Schaltfeder (5) eine Rückstellung des freien Endes des Kontakt­ gebers (7) sowie des Betätigungselements (2) in die Ausgangsruhelage bewirkt.

2. Elektrischer Schnappschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (2) einstückig ausgeführt ist.

3. Elektrischer Schnappschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (2) auf einem im Sockel (8) vorgesehe­ nen Lagerzapfen (10) drehbar gelagert ist.

4. Elektrischer Schnappschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktgeber (7) auf Lagerschneiden (S1, S2) gelagert ist.

5. Elektrischer Schnappschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfeder (5) eine Spiralfeder ist.

6. Elektrischer Schnappschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktgeber (7) ein blattfederförmiges Element ist.

7. Elektrischer Schnappschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das blattfederförmige Element mit zwei sich längs einer zentralen Ausnehmung (4) erstreckenden Schenkeln (17, 18) versehen ist, wobei die Schaltfeder (5) zumindest teilweise zwischen den Schenkeln (17, 18) in der Ausnehmung (4) untergebracht ist.

8. Elektrischer Schnappschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (8) aus einem spritzgegossenen Kunststoff besteht.

9. Elektrischer Schnappschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkontaktfahnen (9) und die ortsfesten Kontakte (6) im Kunststoff eingebettet sind.