DE2020557C3 - Elektrischer Geräteschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von ein^m elektrischen

ίο Geräteschaltcr mit zwei festen Kontakten und einer mit zwei Kontaktflächen versehenen verschiebbaren Kontaktbrücke, die von einem Anschlag aus gegen die Wirkung einer Rückholfeder mittels des Schaftes eines Schiebers zur Überbrückung der festen Kontakle parallel zu diesen verschiebbar ist und dabei unter Federdruck-und Hebelwirkung um die dem Anschlag der Kontaktbrücke nähere Kontaktfläche der Kontaktbrücke herum eine Kippbewegung ausführt, hei der die dem Anschlag der Kontaktbrücke entferntere Kontaktfläche der Kontaktbrücke außer der Schiebebewegung eine den Kontaktschluß mit dem dem Anschlag der Kontaktbrücke entfernteren festen Kontakt bewirkende Schwingbewegung ausführt. Ein solcher elektrischer Gcräteschalter ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 540 160 bekannt.

Bei dem bekannten Geräteschalter vollführt zwar die verschiebbare Kontaktbrücke 27 außer ihrer Verschiebebewegung auch eine Kippbewegung um eines ihrer Enden. Der Kontaktöffnungsweg am anderen Ende ist aber in erster Linie durch die Größe der Schubbewegimg bestimmt und nur zum kleinsten Teil auch durch die Kippbewegung. Das liegt zunächst einmal an der geringen Höhe des die Kippbewegung bestimmenden Vorsprungs 29, vor allem aber daran, daß dieser Vorsprung mit dem Angriffspunkt seiner Hcbelwirkung etwa in der Mitte zwischen den beiden festen Kontakten 19 und 20. also vom Drehpunkt 19 der Kippbewegung verhältnismäßig weit entfernt liegt. Schließung und öffnung der Kontakte 20 und 27« gehen daher schleichend, nämlich praktisch nur mit der Geschwindigkeit der Verschiebebewegung vor sich.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem elektrischen Geräteschalter der eingangs umrissenen Art dafür zu sorgen, daß sowohl die Schließung wie auch die Öffnung der in Frage stehenden Kontakte mit der Charakteristik einer ausgesprochenen Sclinappbewegung erfolgt, um bei der Kontaktbiklung und der Kontakttrennung die Dauer von Übergangszuständcn zu verringern.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der Erfindung dadurch, daß die Kontaktbrücke mit einem in der Nähe ihres Anschlages angeordneten, einen Hebelarm für die Kippbewegung bildenden Vorsprung in eine die Kipphewegung der Kontaktbrücke bewirkende Ausnehmung des Schafte; des Schiebers eingreift, wobei tier Hebelarm der die Kippbewegung bewirkenden Hcbdkrafl im Verhältnis zur Entfernung der beiden Kontaktflächen der Kontaktbrücke so klein ist, daß der Anteil des Öffnungsweges zwischen den beiden dem Anschlag der Kontaktbrücke entfernteren Kontakten, der von der Kippbewegung der Kontaktbrücke bestimmt wird, wesentlich größer ist als der durch die Schiebebewegung bestimmte Anteil.

Dadurch steht die Erfindung in deutlichem Gegensatz zu der vorstehend erörterten Anordnung nach der deutschen Auslegeschrift I 540 160, bei der — wie dargetan der in Frage stehende Angriffspunkt

wnii Drehpunkt der Kipphewegung viel weiter einlernt ist. Diis luit seine Ursache unter anderem darin, daß hei der bekannten Anordnung die ganze Ki-nlaklhiücke 27 in einer Ausnehmung ties Schiebers 16 untergebracht ist, während hei der Erfindung der schall des Schiebers zur Herbeiführung sowohl einer Schiebe- wie auch einer Kipphewegung nur an einem zugleich einen lleheiami für clic Kippbeweguim bildenden Vorsprung der Kontaktbrücke angreifr und dadurch bewirkt, daß die Schließung und öffnung der vom Anschlag der Kontaktbrücke entfernteren A-beitskontakie im Wege einer Schnappbeweuung erfolgt.

Der durch die Erfindung erbrachte technische Fonschritt liegt bereits in der Lösung der gestellten Aufgabe. Denn die Erfindung gewährleistet"eine höhere Präzision der Schaltvorgänge und — wegen der Verringerung von Lichtbogenbildung und Kontaktiiächenerosion — zugleich eine größere Lebensdauer der Kontaktflächen.

Bei einer besonderen Ausgestaltungsfurm der Erfindung hat der Vorsprung der Kontaktbrücke in der Uisdehnung des Schiebers in dessen Be-wegungsriäi- ;img so viel Freiheil, daß bei der Einschaltbewegung des Schiebers die Kippbewegung der Kontaktbrücke unter der Wirkung einer Druckfeder schon vor der Schiebebewegung beginnt. Dadurch wird die Charakteristik einer Schnappbewegung noch begünstigt.

In dieser Richtung führt die Erfindung "noch weiier. wenn dafür gesorgt ist, daß der Angriffspunkt .!er die Kippbewegung bewirkenden Hcbelkraft im ί ante der Verschiebebewegung mehr und mehr an die den Drehpunkt der Kippbewegung bildende Konlaktflachc der Kontaktbrücke heranrückt.

Bei einer besonderen Ausgestaltungsform der Er- !inching weist die Kontaktbrücke an ihrem vom Anschlag abgelegenen Ende auf der ihrer Kontaktfläche abgekehrten Seite eine Anschlagsfläche auf. die in der durch die Rückholfeder bewirkten Ruhestellung des Schieberschaftes an einer inneren Anlagefläche des Schieberschaftes anliegt. Dadurch wird die von der Rückholfeder bewirkte Rückstcllbewegung der Anordnung begrenzt.

Schaltungstechnisch ist es schließlich in vielen FaI-Ien von Vorteil, wenn in Flucht mit den beiden festen Kontakten ein vom Anschlag der Kontaktbrücke noch weiter entfernter dritter fester Kontakt angeordnet ist. auf den die vom Anschlag entferntere Kontaktfläche der Kontaktbrücke vom zweiten festen Kontakt aus verschoben werden kann, so daß über die Kontaktbrücke eine Verbindung zwischen dem ersten festen Kontakt und dem dritten festen Kontakt entsteht. Dieser dritte feste Kontakt ist dann als eigentlicher Arbeitskontakt verwendbar.

Die Erfindung wird nunmehr an einem Ausfiihrungsbeispiel an Hand der Zeichnungen des Näheren erläutert. Die Figuren geben im ein/einen folgendes wieder:

F i g. I zeigt in einer teilweise aufgeschnittenen Seitenansicht einen erfindungsgemäß ausgebildeten elektrischen (ieräieschaltcr, der sich in der »Aus«- Stelhing befindet;

Fi g. 2 sleüi einen elektrischen Schallkreis dar. wie er bei einem Gcräteschaltcr nach F i g. I Verwendung finden kann:

F i g. 3 ist ähnlich wie F i g. I eine teilweise aufgeschnittene Seilena.. ;icht, wobei der Schalter in der »Rin«-Stelhmg dargestellt ist;

F" i g. 4 ist eine ähnliche AnMehl wie die dei I i g. } und zeigt den Schalter in einer -i'iberbr'ickungs Stellung.

/ur Erläuterung isi die Erfindung an Hand eines durch einen Schieber betätigten Schalters für die Geschwindigkeitssteuerung einer Antriebsvorrichtung, wie etwa hei einer elektrischen Handbohrmaschine, dargestellt. Der Schalter hat ein Gehäuse 10 mit einem oberen Teil, das eine Gleitbahn 11 bildet, in

ίο dem der Schaft 12 eines Schiebers !4 gleitet. An der Rückwand 15 des Gehäuses 10 liegt mit einem Ende eine als Druckfeder wirksame Schraubenfeder 16 an. Das andere'Ende dieser Feder liegt auf einer Fläche 18 am Schaft 12 auf. Diese Feder 16 drückt den Schieber 14 nach außen in seine Ruhestellung, also in Fig. 1 nach rechts.

Das Gehäuse 10 trägt eine dielektrische LUneriageplatte 20, auf der als erster fester Kontakt ein langgestreckter Kontaktstreifen 2'. aufliegt. Diese Unterlage

20. trägt ferner als zweiten un,; dritten festen Kontakt zwei Kontaktknöpfe 22 und 2"V die in Längsrichtung mit dem Kontaktstreifen 21 ausgerichtet sind.

Der Schaft 12 ist zur Aufnahme einer Kontaktbrücke 25 mit einer Ausnehmung versehen. Diese Kontaktbrücke weist zwei voneinander beabstandete Kontaktflächen 26 und 27 sowie einen nach oben vorstehenden Ansatz in der Form eines Vorsprungs 28 auf. der in eine Ausnehmung 30 im Schall 12 hineinragt. In einer Sackbohrung in diesem Schaft 12 liegt eine als Druckfeder wirkende Schraubenfeder 31 auf, deren anderes Ende an der Kontaktbrücke, anliegt, so daß diese nach unten in die in den Fig. 3 und 4 dargestellten Stellungen gedruckt wird.

Die Kontaktbrücke 25 hat eine Anschlagfläche 32, die so angeordnet ist, daß sie an einer festen Anschlagfläche 34 zum Anliegen kommt, die durch einen Abschnitt der Vorderwand des Gehäuses 10 gebildet wird. Ferner ist die Kontaktbrücke mit einer Anschlagflächc 34 a versehen, die so angeordnet ist.

daß sie an einer Fläche 35 zum Anliegen kommt, die in der Ausnehmung des Schaftes 12 des Schiebers 14 ausgebildet ist.

Die Feder 16 drückt den Schieber 14 nach rechts in die in Fig. I dargestellte Stellung. Eine Verschicbebewegung des Schiebers in dieser Richtung wird dadurch begrenzt, daß die Anschlagfläche 34 α der Kontaktbrücke 25 an der Fläche 35 der Schaftausnehmung zum Anliegen kommt, wobei der Vorsprung 28 in der Ausnehmung 30 liegt und die Anschlagflächen 32 und 34 aneinanderliegen. Zu diesem Zeitpunkt bilden die aneinanderliegenclen Flächen 32 und 34 den Gelenkpunkt zum Verschwenken der Kontaktbrücke 25.

Wenn sich der Schieber 14 in seii.er voll heraiisgeschobenen Stellung befindet, liegt die Kont.iktflächc 26 am Kontaktstreifen 21 an. Bei dieser Stellung ties Schiebers befindet sich aber die Kontaktfläche 27 in einem beträchtlichen Abstand von dem konlaklknopf 22. Diese Anordnung der Teile bestimmt die offene oder »Aus«-Stelhing des Schalters.

Wenn nun der Schieber 14 beiätigt. also eiimedrüekt wird, dann wird die Kontaktbacke 25 durch den Eingriff des Vorsprungs 28 in der Ausnehmung 30 um den vorstehend bezeichneten Gelenk punk! unter gleichzeitigem Vorschub nach links mi \erschwenkt, daß die Kontaktfläche 27 am Kontaktknopf 22 zum Anliegen kommt. Damit befindet sich der Schalter in der geschlossenen oder »Fm -Stci-

lung. Die Kontaktfläche 27 kommt dabei schnell und im Zuge einer ausgesprochenen Schnappbcwegung ;m dem Kontaktknopf 22 zum Anliegen. Hierbei ist darauf hinzuweisen, daß die Kontaktfläche 27 einen weit größeren Abstand vom Drehpunkt der Kippbeweg u ng hat als der Vorsprung 28. In F i g. 3 sind die verschiedenen Teile des Schalters in der »Ein«-Stel-Iting dargestellt. Die Feder 31 unterstützt dabei die kontaklbildung.

Dadurch, daß der Angriffspunkt der die Kippbewegung bewirkenden Hcbelkraft im Laufe der Verschiebebewegung mehr und mehr, an die den Drehpunkt der Kippbewegung bildende Kontaktflächc der Kontaktbrücke 25 heranrückt, wird die Kippbewegung gegenüber der Verschicbcbcwegung zunehmend beschleunigt, so daß die Charakteristik einer Schnappbewegung noch verstärkt wird.

Wenn der Schieber 14 noch weiter eingedrückt wird, gleitet die Kontaktbrücke 25 längs der festen Kontakte 21, 22 bis die Kontaktfläche 27 den Kontaktknopf 22 verlassen hat und am Kontaktknopf 23 anliegt. Diese Lage der Teile ist in Fig. 4 dargestellt. In dieser Stellung ist der Schieber 14 voll nach innen gedrückt, so daß der Schalter eine »Überbrükkungs«-Slcllung einnimmt, wie nachfolgend näher crliiulert wird.

Der erfindungsgemäße Schalter kann beispielsweise in Verbindung mit einem Schaltkreis für die Geschwindigkeitssteuerung verwendet werden, wie er beispielsweise in der USA.-Patcntschrift 3 209 228 beschrieben ist. Ein solcher Schaltkreis ist in Fig. 2 wiedergegeben. Eine Leitung 40 eines üblichen Wechselstromnetzcs ist an eine Klemme 41 angeschlossen. Der Kontakt 22 ist an die Kathode eines gesteuerten Silicium-GIeichrichtcrs odef an ein in anderer Weise steuerbares Halbleiterelement 42 angeschlossen. Die Anode des gesteuerten Gleichrichters 42 liegt an einer Klemme 43, die mit einer Klemme eines Reihenschlußmotors 44 verbunden ist. Die andere Klemme dieses Motors ist an die andere Leitung 45 des Wechselstromnetzcs angeschlossen. Zwischen dem Kontakt 22 und der Klemme 43 sind ein Kondensator 46, ein fester Widerstand 47 und ein variabler Widerstand 48 in Reihe geschaltet. Eine Diode. 50 liegt in einer Leitung zwischen dem Steucreingang des gesteuerten Gleichrichters 42 und einer Stelle 5) zwischen dem festen Widerstand 47 und dem Kondensator 46.

Das bewegliche Element 48« des variablen Widerstandes 48 wird durch den Schieber 14 mittels eines

ίο mechanischen Teils 53 zwangläufig verschoben. Dieses Clement 48 α kann ein Gleitkontakt ähnlich der Kontaktbrücke 25 sein, der (in Abhängigkeit von der Bewegung des Schiebers) längs eines nicht dargestellten Kohlcstrcifens gleitet, der auf der dielektrisehen Unterlage 20 parallel zu und in einem gewissen Abstand von dem langgestreckten Kontaktstreifen 21 angeordnet ist.

Wenn der Schieber 14 zu Beginn seiner Betätigung eingedrückt wird, legt sich die Kontaktflächc 27 der Kontaktbrücke 25 an den Kontaktknopf 22 (wobei die Kontaktfläche 26 dauernd am Kontaktstreifen 21 anliegt), um den Motor 44 über den Steuerkreis unter Strom zu setzen. Wie in der genannten USA.-Patentschrift näher erläutert ist, ändert die Betätigung des Schiebers den elektrischen Widerstand des variablen Widerstandes 48 zur Steuerung des Zündwinkels des gesteuerten Silicium-Gleichrichters 42, wodurch der zum Motor 44 zur Steuerung der Geschwindigkeit fließende Strom kontinuierlich in Abhängigkeit von der Schieberbewegung geändert wird. Wenn der Schieber 14 seine voll eingedrückte Stellung erreicht, legt sich die Kontaktfläche 27 der Kontaktbrücke 25 an den Kontaktknopf 23, wodurch der Schaltkreis für die Geschwindigkeitssteuerung überbrückt und der Motor von der Stromquelle direkt versorgt wird.

Die Erfindung ist nicht nur bei einer Schaltvorrichtung zur variablen Geschwindigkeitssteuerung, sondern auch ebenso bei einem Schalter anwendbar, der lediglich einen Schaltkreis öffnet und schließt, d. h. bei einem Ein-Aus-Schalter.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Geräteschalter mit zwei festen Kontakten und einer mit zwei Kontaktflächen versdienen verschiebbaren Kontaktbrücke, die von einem Anschlag aus gegen die Wirkung einer Rückholfeder mittels des Schaftes eines Schiebers zur Überbrückung der festen Kontakte parallel zu diesen verschiebbar ist und dabei unter Federdruck und Hebelwirkung um die dem Anschlag •der Kontaktbrücke nähere Koritaktfläche der Kontaktbrücke "herum eine Kippbewegung ausführt, bei der die dem Anschlag der Kontaktbrücke entferntere Kontakifläche der Kontaktbrücke außer der Schiebebewegung eine den Kontaktschluß mit dem dem Anschlag der Kontaktbrücke entfernteren festen Kontakt bewirkende Schwingbevvcgung ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbrücke (25) mit i'mem in der Nähe ihres Anschlages (34) angeordneten, einen Hebelarm für die Kippbeweguiig bildenden Vorsprung (28) in eine die Kippbewegung der Kontaktbrücke bewirkende Ausnehmung (30) des Schaftes (12) des Schiebers (14) eingreift, wobei der Hebelarm der die Kippbewegung bewirkenden Hebelkraft im Verhältnis zur Entfernung der beiden Kontaktflächen (26, 27) der Kontaktbrücke (25) so klein ist, daß der Anteil des Öffnungsweges zwischen den beiden dem Ans.lil'ig (34) Her Kontaktbrücke entfernteren Kontakten (22, 27), der von der Kippbewegting der Kontaktbrücke gestimmt wird, wesentlich größer ist als dei du rc' die Schiebebewegung bestimmte Anteil.

2. Elektrischer Geräteschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (28) in der Ausnehmung (30) in der Bewegungsrichtung so viel Freiheit hat, daß bei der Einschallbcwegung des Schiebers (14) die Kippbewegung der Kontaktbrücke (25) unter der Wirkung einer Druckfeder (31) schon vor der Schiebebewegung beginnt.

3. Elektrischer Geräteschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffspunkt der die Kippbewegung bewirkenden Hebelkraft im Laufe der Verschiebebewegung mehr und mehr an die den Drehpunkt der Kippbewegung bildende Kontaklflächc der Kontaktbrücke (25) heranrückt.

4. Elektrischer Geräteschaltcr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbrücke (25) an ihrem vom Anschlag (34) abgelegenen Ende auf der ihrer Kontaktfläche (27) abgekehrten Seite eine Anschlaiisfläche (34i/) aufweist, die in der durch die Rückholfeder (16) bewirkten Ruhestellung des Schaftes (12) an einer inneren Anlagcflächc des Schaftes anliegt.

5. Elektrischer Gcräteschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in Flucht mit den beiden festen Kontakten (21, 22) ein vom Anschlag (34) der Kontaktbrücke (25) noch weiter entfernter dritter fester Koniakt (23) angeordnet ist, auf den die vom Anschlag (34) entferntere Kontaktfläche (27) der Kontaktbrücke (25) vom /weiten festen Kontakt (22) aus verschoben werden kann, so daß ühcr die Kontaktbrücke eine Verbindung zwischen dem ersten festen Kontakt (21) und dem dritten festen Kontakt (23) entsteht.