DE2033089B2 - Elektrisches Schalterbauteil mit Schnappschaltwirkung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Schalterbaute:! mit Schnappschaltwirkung, mit einem zwischen ersten und zweiten Stellungen beweglichen Kontaktbrückenelement in Form einer Rolle oder Kugel, mit mindestens einer stationären Kontaktoberfläche und mit einem Betätigungsglied zur Bewegung des Kontaktbrückenelementes von der ersten in die zweite Stellung und umgekehrt, wobei an der Mantelfläehe der Rolle bzw. der Oberfläche der Kugel ein stationäres Federelement angreift, dessen Wirkungsrichtung im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Betätigungsgliedes verläuft.

Bei einem bekannten Schalterbauteil dieser Art (deutsche Auslegeschrift 12 40 576) ist das Kontaktbrükkeneiement in Form einer Kugel ausgebildet, die in eine Endwindung einer Schraubenfeder eingesetzt ist, während das andere Ende der Schraubenfeder in einem Betätigungsglied festgelegt ist, wobei die Kugel durch die Feder gegen zwei zylindrische stationäre Kontaktoberflächen gedrückt wird und diese miteinander verbindet. Das Betätigungsglied ist senkrecht zur Wirkungslinie der Feder parallel zu einer die beiden zylindrischen Kontaktoberflächen verbindenden Ebene verschiebbar, um die Kugel in eine Stellung zu bringen, in der sie nur mit einer der zylindrischen Kontaktoberflächen in Berührung steht. Durch die Anordnung der Kugel in der Endwindung der Schraubenfeder ist eine Drehung oder ein Abrollen dieser Kugel sehr stark behindert, insbesondere dann, wenn auf Grund einer Lichtbogenbildung Oberfläclienungleichförmigkeiten auf der Oberfläche der Kugel entstehen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, das Etetätigungsglied in einer Zwischenstellung zu halten, in der die Andruckkraft der Kugel gegen eine der Kontaktoberflächen verringert ist, so daß eine Lichtbogenbildung auftreten kann. Bei diesem bekannten Schalterbauteil ist die Kontaktauflagefläche mit der Abrißfläche beim Schalten identisch, so daß bei einer Lichtbogenbildung beim öffnen des Schalters die Kontaktauflagefläche beschädigt wird, wodurch der Durchgangswiderstand des Schalterbauteils erhöht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schalterbauteil der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem sowohl das öffnen als auch das Schließen ohne jede Verzögerung und durch eine abrupte Bewegung des Kontaktbrückenelementes erfolgt. Dabei soll sich keine stabile Stellung des Kontaktbrückenelementes

ergeben, in der der Kontaktdruck verringert ist Die Abrißfläche und die stationäre Auflagefläche soll schließlich an zwei verschiedenen Stellen liegen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Betätigungsglied einen Nocken mit zwei im Winkel zueinander stehenden Flächen aufweist, deren Schnittkante auf das Federelement gerichtet ist und senkrecht zur Bewegungsrichtung verläuft, daß die Kontaktoberflächen auf einer zur Bewegungsrichtung des Nockens senkrechten Ebene liegen und daß bei einer Bewegung der Schnittkante über oder unter die Mittelachse der Wirkungsrichtung des Federelementes hinaus das Kontaktbrückenelement auf die untere bzw. obere Nockenfläche und damit zwischen der ersten und zweiten Stellung umspringt

Das erfindungsgemäße Schalterbauteil ergibt ein sehr schnelles öffnen bzw. Schließen der Verbindung zwischen den stationären Kontaktoberflächen, wobei keine Zwischenstellung oder Mittelstellung möglich ist, in der der Kontaktdruck verringert ist Weiterhin rollt das Kontaktbrückenelement beim öffnen des Schalters unter der Wirkung des Nockens auf der stationären Kontaktoberfläche in eine Stellung, von der aus das Hochschnellen in die Öffnungsstellung erfolgt, so daß das Kontaktbrückenelement zum Zeitpunkt des Hochschnellens mit einem anderen Bereich der Kontaktoberfläche in Berührung steht, als in der Schließstellur g, so daß selbst bei Bildung eines Lichtbogens andere Bereiche des Kontaktbriickenelementes bzw. der Kontaktoberflächen angegriffen werden, als die Bereiehe, die in der Schließstellung miteinander in Berührung stehen.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Federelement durch eine Schraubenfeder gebildet ist, deren Längsachse sich im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Nockens erstreckt und deren eine, dem Kontaktbrückenelement zugewandte Endwindung zur Verringerung der Reibung im wesentlichen an zwei Punkten dieses Kontaktbriickenelementes anliegt, daß die Schraubenfeder in der ersten und zweiten Stelliung des Kontaktbriickenelementes durchgekrümmt ist, wobei in der ersten Stellung, in der das Kontaktbrückenelement an den Kontaktoberflächen anliegt, die den Kontaktoberflächen zugewandten Windungsbereiche der Schraubenfeder zusammengedrückt sind, so daß bei der Bewegung der Schnittkante unter die Wirkungslinie der Schraubenfeder diese hochschnellt und das Kontaktbrückenelement in die zweite Stellung schnellen läßt. Während der Bewegung des Betätigungsgliedes wird das Kontaktbrückenelement gegen die Kraft der Schraubenfeder bewegt, so daß schließlich der Zustand maximaler Zusammendrückung der Schraubenfeder erreicht wird, wobei das Kontaktbrückenelement eine Lage weitester seitlicher Verschiebung auf den Kontaktoberflächen einnimmt. Hierbei wird die Schraubenfeder durchgekrümmt und wenn das Kontaktbrückenelement dann entlang der anderen Fläche des Nockens des Betätigungsgliedes entlangschnellt, krümmt sich die Schraubenfeder mit einem anderen Krümmungssinn fao durch und verschiebt hierbei das Kontaktbrückenelement in die zweite stabile Lage, wobei das Hochschnellen des Kontaktbrückenelementes durch die Durchkrümmung noch weiter beschleunigt wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung b5 der Erfindung ist vorgesehen, daß die Endwindung der Schraubenfeder beim Umspringen des Kontaktbrückenelementes tangential zu dessen Oberfläche verschiebbar ist Durch die tangentiale Verschiebung ändert sich die Lage der Berührungsstellen zwischen dem Kontaktbrückenelement und der Schraubenfeder, so daß eine Drehung des Kontaktbrückenelememes hervorgerufen wird, die sicherstellt, daß nacheinander alle Oberflächenbereiche des Kontaktbriickenelementes gleichmäßig abgenutzt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung noch näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Einstellwiderstandes mit einer Ausführungsform des elektrischen Schalterbauteils;

Fig.2 eine auseinandergezogene Darstellung des Einstellwiderstandes nach Fig. 1, wobei Einzelheiten der Ausführungsform des elektrischen Schalterbauteils erkennbar sind und die Angriffspunkte und -richtungen von Kräften, die auf eine der dargestellten Kontaktrollen einwirken, dargestellt sind, wenn diese eine stabile Lage einnimmt;

Fig.3 eine Schnittansicht entlang der Linie III-III nach F i g. 1;

Fig.4 bis 11 Teilschnittansichten der Ausführungsform des elektrischen Schalterbauteils nach Fig. 1, wobei in schematischer Form die wechselseitigen Lageanordnungen einer Kontaktrolle, einer Feder und des Betätigungsgliedes beim Verschieben der Kontaktrolle zwischen einer ersten und einer zweiten stabilen Lage gezeigt sind;

Fig. 12 eine Teilschnittansicht einer weiteren Ausführungsform eines Teils des Schalterbauteils;

Fig. 13 eine auseinandergezogene Darstellung von Teilen der F i g. 12;

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform von zwei Kontaktrollen mit einem abgeänderten Betätigungsglied.

In Fig. 1 ist ein allgemein mit 21 bezeichneter Einstellwiderstand mit einer Ausführungsform des elektrischen Schalterbauteils gezeigt, wobei der eigentliche Enstellwiderstand mit der Bezugsziffer 22 bezeichnet ist während das Schalterbauteil allgemein mit der Bezugsziffer 23 bezeichnet ist. Diese beiden Bauteile sind aneinander mit Hilfe von Verriegelungslaschen 24 und 26 befestigt, die an einem Gehäuse 27 des Einstellwiderstandes vorgesehen sind. Diese Verriegelungslaschen greifen in Einkerbungen 28 bzw. 29 ein, die in einem Gehäuse 30 des Schalterbauteils ausgeformt sind. Der Einstellwiderstand 22 weist eine mit Außengewinde versehene Befestigungsbuchse 31 auf, die durch eine öffnung in einer Montageplatte hindurchgeführt werden kann. Eine an dem Einstellwiderstand vorgesehene Paßlasche 32 wirkt mit einer kleinen Vertiefung oder öffnung einer solchen Montageplatte zusammen und verhindert ein Verdrehen des Einstellwiderstandes wenn eine (nicht dargestellte) Befestigungsmutter auf die Buchse 31 aufgeschraubt ist. Der Einstellwiderstand weist weiterhin ein isolierendes Basisteil 33 mit einem daran befestigten Widerstandselement 34, einen Kollektor 36 und mehrere Anschlüsse 37 bis 39 auf, die mit dem Kollektor und mit den Enden des Widerstandselementes verbunden sind, wie dies am besten aus F i g. 2 zu erkennen ist. Ein Schleifer 41 wird bei Drehbewegungen eines Mitnehmers 42 zwangsschlüssig mitgedreht und steht hierbei in Schleifberührung mit dem Kollektor 36 sowie mit dem Widerstands-

element 34. Zur zwangsschlüssigen Drehung des Mitnehmers 42 ist eine Welle 43 mit einem abgeflachten Teil 44 versehen, die in eine entsprechende öffnung 46 des Mitnehmers eingreift. Bei der Montage des Einstellwiderstandes 22 werden Verbindungslaschen 47, 49,51 in Einkerbungen 52,53 und 54 in dem isolierenden Basisteil 33 eingesetzt und umgebogen, wobei sich das Ende 56 der Welle 43 durch eine im Bodenteil des Gehäuses 27 vorgesehene öffnung 57 hindurch erstreckt.

Das Schalterbauteil 23 weist das Gehäuse 30, zwei im wesentlichen gleiche Schraubenfedern 61 und 62, zwei im wesentlichen gleiche, die Kontaktbrückenelemente bildende zylindrische Kontaktrollen 63 und 64 und ein Betatigungsglied 66 mit zwei doppelflächigen Nocken 67 und 68 sowie zwei Greifbacken 69 und 71 auf, die auf das Ende 56 der Welle 43 aufgeschoben werden können. Zwei an dem Betatigungsglied 66 vorgesehene miteinander ausgerichtete Arme 72 und 73 sind in zwei Schlitzen 74 und 76 gleitend verschiebbar, die in dem Gehäuse 30 ausgeformt sind, wodurch der Zusammenbau des Betätigungsgliedes und des Gehäuses erleichtert wird. In dem Gehäuse 30 sind vier Anschlußteile 77, 78, 79 und 81 verankert. Die oberen Enden 77a, 78a, 79a 81a dieser Anschlüsse bilden mit Abstand voneinander angeordnete stationäre Kontaktoberflächen innerhalb des Gehäuses, die paarweise durch die Kontaktrollen 63 und 64 miteinander verbunden werden können, wenn das Schalterbauteil zum Schließen des Stromkreises betätigt wird. In den Endwandungen des Gehäuses ausgeformte Sitze 82 und 83 nehmen Endwindungen 61a bzw. 62a der Schraubenfedern auf, so daß diese in ihrer vorgesehenen Stellung in dem Gehäuse festgehalten werden. Obwohl zum Haltern der Kontaktroilen und der Schraubenfedern in dem Gehäuse nach erfolgter Montage auch die hintere Wandung 84 des Gehäuses 27 dienen kann, weist die in den Fi g. 2 und 3 dargestellte Ausführungsform eine gesonderte Deckplatte 86 auf. Eine in der Mitte angeordnete öffnung 97 in dieser Deckplatte ermöglicht das Hindurchführen des Endes 56 der Weile und der Greifbacken 69 und 71 des Betätigungsgliedes 66. Eine entsprechende Ausbildung des Schaltergehäuses 30 mit Schultern 88 und 89 sowie einer Umfangswandung 91 ermöglicht das Festlegen der Deckplatte 86 auf dem Gehäuse.

Die Kontaktrollen und die die stationären Kontaktoberflächen bildenden Anschlüsse sind aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise aus Kupfer mit einem dünnen Silberüberzug gefertigt, um eine Oxydbildung zu verhindern. Das Gehäuse 30 kann aus Phenolharzen oder anderen Isolierstoffen bestehen.

Wenn das Schalterbauteil mit dem Einstellwiderstand in der teilweise in F i g. 3 gezeigten Weise zusammengebaut ist so ist das Betatigungsglied 66 entlang einer Linie axialverschiebbar, die sich aus der Lage der Drehachse der Welle 43 ergibt, d. h. in den durch den Doppelpfeil A angedeuteten Richtungen. Befinden sich die Kontaktrollen in der dargestellten Schließstellung des Schalterbauteils oder in der ersten stabilen Lage, so nimmt auch das Betatigungsglied eine entsprechende erste stabile Lage ein, in der die Flächen 67a, 68a des Nockens 67 gegen die Kontaktrollen anliegen. In dieser Stellung sind die Schraubenfedern 61 und 62 zumindest etwas zusammengedrückt und leicht durchgekrümmt, d. h. ihre Form ist eine andere als die, die sich bei einem bloßen Zusammendrücken ergibt, da nämlich die einander jeweils benachbarten Windungsbereiche einer jeden Schraubenfeder an den den Kontaktoberflächen 79a bzw. 78a nächstgelegenen Stellen enger beieinander liegen als an den von diesem Kontaktoberflächen entfernten Stellen. Wenn sich die Kontaktrollen in der ersten stabilen Lage befinden, sind die Greifbacken 69, 71 des Betätigungsgliedes 66 in der Wandung 92 des Mitnehmers 42 aufgenommen, der sich gegenüber dem Betätigungsglied frei drehen kann. Der Abstand der Greifbacken 69 und 71 von der Wandung 92 ist jedoch gering genug, um zu verhindern, daß sich die

in Greifbacken 69 und 71 so weit auseinanderspreizen, daß eine Einschnürung 56a des Endes 56 der Welle 43 freigegeben wird, wenn auf die Welle eine in der Achsrichtung im Sinne eines Abziehens oder Herausziehens angreifende Kraft einwirkt, wie dies bei der

!5 Erläuterun*⁷ der in den Fi**. 12 und 13 dargestellten Ausführungsform noch ausführlicher erläutert wird.

Das Schaltverhalten des Schalterbauteils 23 ist am besten aus den Fig. 4 bis 11 erkennbar, in denen eine Übersicht über einen Betätigungsablauf des Schalterbauteils gezeigt ist. Hierbei wird davon ausgegangen, daß sich die Kontakrollen aus einer in F i g. 4 gezeigten ersten stabilen Lage in eine in F i g. 8 gezeigte zweite stabile Lage bewegen und dann bei erneuter Verschiebung des Betätigungsgliedes 66 wieder in die erste

:> stabile Lage zurückgeführt werden. Die Fig.4 bis 11 stellen lediglich schematische Darstellungen dar, wobei sich der gleiche Bewegungsablauf in gleicher Weise bei einpoligen oder doppelpoligen Schalterbauteilen und bei Schalterbauteilen mit Ein- und Ausschaltkontakten

jo oder mit Umschaltkontakten ergibt. Der Punkt P bezeichnet in den Fig.4 bis 11 allgemein einen vorgegebenen Lageveränderlichen Berührungspunkt an der Berührungsfläche zwischen der Schraubenfeder 62 und der Kontaktrolle 64 und es sei darauf hingewiesen, daß sich bei den Bewegungen der Kontaktrolle 64 zwischen den beiden stabilen Stellungen, die sie einnehmen kann, der Andruckwinkel zwischen der Schraubenfeder und der Kontaktrolle ändert, nämlich jener Winkel, der sich durch den Schnitt einer durch den Punkt P und den Mittelpunkt der Kontaktrolle 64 gelegten Geraden mit einer durch den Mittelpunkt der Kontaktrolle gelegten Waagerechten bildet. Der Punkt P verschiebt sich, wenn sich die Kontaktrolle zwischen ihren beiden stabilen Stellungen bewegt Weiterhin ist zu erkennen, daß die Endwindungen 616 und 62Z> der Schraubenfedern an jeweils zwei Berührungspunkten an der betreffenden Kontaktrolle anliegen. In Fig.2 sind diese Berührungspunkte auf der Kontaktrolle 64 durch die Bezugszeichen Pund /"bezeichnet

In der in Fig.4 gezeigten stabilen Stellung wird die Kontaktrolle 64 durch die Kraft der Schraubenfeder 62 in einen keilförmigen Bereich hineingedrückt der durch die Fläche 67a des Nockens, die stationäre Kontaktoberfläche 77a und die (hier nicht gezeigte) stationäre Kontaktoberfläche 78a bestimmt wird. In dieser Lage wird die Kontaktrolle 64 durch die Schraubenfeder 62 einerseits nach unten gegen die stationären Kontaktoberflächen und andererseits in seitlicher Richtung gegen die Fläche 67a gedruckt Die Mittelachse der Schraubenfeder 62 wie auch die in der Betrachtungsrichtung der F i g. 4 oberen und unteren Ränder dieser Schraubenfeder zeigen hierbei eine Krümmung, und zur Unterscheidung dieses Krümmungszustandes von der durch ein gleichmäßiges Zusammendrücken hervorge-

rufenen Form der Feder soll in diesem Zusammenhang im folgenden von einer »Durchkrümmung« der Schraubenfeder zusätzlich zur Federzusammendrükkung gesprochen werden. Beim Niederdrücken des

Betätigungsgliedes 56 in die in Fig. 5 gezeigte Stellung wird die Kontaktrolle 64 entlang der festen Kontaktfläche 77a nach außen in eine Stellung maximaler seitlicher Versetzung verschoben, wobei die Mittelachse der Kontaktrolle mit der Schnittkante der Flächen 67a, 67b horizontal ausgerichtet ist. In der in Fig. 5 gezeigten Phase hat die Schraubenfeder eine zweite durchgekrümmte Zustandsform angenommen und befindet sich in einem Zustand maximaler Zusammendrückung. Außerdem hat sich der Andruckwinkel vergrößert, daß sich die Endwindung 626 der Schraubenfeder in Richtung der Deckplatte 86 nach oben verschoben hat, was zur Folge hat, daß sich auch der Berührungspunkt P nach oben verschiebt. Bei den Bewegungen der Kontaktrolle zwischen den in den Fig.4 und 5 gezeigten Stellungen wird die Kontaktrolle normalerweise auf den stationären Kontaktoberflächen entweder abrollen oder entlanggleiten. In beiden Fällen bleibt zwischen den stationären Kontaktoberflächen und der Kontaktrolle wegen der nach unten gerichteten Federkraft der Schraubenfeder 62 ein guter Stromschluß gewahrt, so daß der Kontaktwiderstand ausreichend niedrig ist.

Beim weiteren Verschieben des Betätigungsgliedes 66 in die in F i g. 6 gezeigte Stellung kann sich die Feder 62 entspannen, wodurch die seitliche Versetzung der Kontaktrolle in bezug auf die Schnittkante der Flächen 67a, 676 des Nockens 67 etwas verringert wird. Bei diesem Entspannen geht die Schraubenfeder 62 in die dritte durchgekrümmte Zustandsform über und der Andruckwinkel vergrößert sich auf einen Maximalwert. Infolge dieser Änderung des Andruckwinkels, nämlich infolge der tangentialen Verschiebung der Endwindung 62£> der Schraubenfeder in bezug auf die Kontaktrolle 64 wird die Kontaktrolle immer noch in Anlage gegen die stationären Kontaktoberflächen festgehalten, obwohl sich die Schnittkante der Flächen des Nockens 67 jetzt in eine Stellung unterhalb einer durch die Mitte der Kontaktrolle gelegten Waagerechten bewegt hat. Ist die Kontaktrolle 64 in die in F i g. 6 dargestellte Lage einer geringeren seitlichen Versetzung geführt, so befindet sie sich in einer labilen neutralen Stellung, wobei jedoch bei der dargestellten Ausführungsform davon auszugehen ist, daß hierunter nicht die Stellung maximaler seitlicher Versetzung der Kontaktrolle 64 oder der geringsten Längenerstreckung der zusammengedrückten Schraubenfeder 62 zu verstehen ist. Wird das Betätigungsglied 66 aus der in F i g. 6 gezeigten Stellung über eine verschwindend kleine Strecke weiter verschoben, um die in F i g. 7 gezeigte Stellung einzunehmen, so schnellt die Kontaktrolle 64 entlang der Fläche 67b nach oben. Die Bewegung der Kontaktrolle 64 und der Schraubenfeder 62 erfolgt sehr schnell und abrupt und die Schraubenfeder schnappt aus dem in F i g. 6 gezeigten Durchkriimmungszustand in den in den Fig.7 und 8 gezeigten Durchkriimmungszustand um, wobei die Kontaktrolle 64 in F i g. 8 in ihre zweite stabile Stellung gelangt ist Beim Umschnappen der Schraubenfeder 62 aus dem dritten Durchkrümmungszustand (F i g. 6) in den vierten Durchkrümmungszustand (Fig.7) verschiebt sich die Endwindung 626 der Schraubenfeder tangential auf der Kontaktrolle und der Punkt P wandert an eine Stelle unterhalb der Mittelachse der Kontaktrolle, d. h. der Andruckwinkel wird negativ. Im gleichen Augenblick wird die Kontaktrolle durch die Schraubenfeder nach oben geschnellt und entfernt sich von den stationären Kontaktoberflächen, wobei sie gleichzeitig durch die Schraubenfeder auch eine Verschiebung in Querrichtung erfährt und daher entlang der Fläche 676 nach oben leitet bis die Schraubenfeder die Kontaktrolle schließlich in einen durch die Steuerfläche 67 b und durch einen Anschlag in Form der Deckenplatte 86 bestimmten keilförmigen Bereich hineindrückt.

Die vorstehend für die Fig. 4 bis 7 beschriebenen Einzelheiten gelten auch entsprechend für den Betätigungsablauf beim Zurückführen der Kontaktrolle 64 aus der in Fig. 8 gezeigten zweiten stabilen Stellung in die erste stabile Stellung unter Durchlaufen der in den F i g. 9 bis 11 gezeigten Phasen. Es ist jedoch festzustellen, daß sich der Berührungspunkt P in den F i g. 9 und 10 aufeinanderfolgend nach unten verlagert hat und daß der Andruckwinkel erneut wieder positiv wird wenn die Schraubenfeder 62 aus dem in Fig. 10 dargestellten labilen neutralen Durchkrümmungszustand in die in F i g. 11 gezeigte Zustandsform umspringt. Da die Schraubenfeder die Kontaktrolle jetzt in die erste stabile Stellung belastet, wird ein Prellen der Kontaktrolle beim Angreifen an den stationären Kontaktoberflächen durch die nach unten gerichtete Druckkraft der Feder weitgehend unterbunden und praktisch beseitigt.

Es ist zu erkennen, daß mit den stationären Kontaktoberflächen eine äußerst große bewegliche Kontaktoberfläche der Kontaktrollen in Berührung kommen kann, weil die während der BetriebsieDensdauer des Schalterbauteils tatsächlich verfügbare Kontaktfläche (je Breiteneinheit der stationären Kontaktoberflächen) angenähert gleich dem 3,14-fachen des Durchmessers der Kontaktrolle 64 ist. Obwohl in der vorstehenden Beschreibung die Tatsache, daß die Kontaktrolle 64 im Verlauf ihrer Bewegung aus der ersten in die zweite stabile Stellung normalerweise auf den stationären Kontaktoberflächen abrollt, nicht besonders hervorgehoben wurde, haben umfangreiche praktische Versuche gezeigt, daß dies tatsächlich der Fall ist. Diese Tatsache trägt dazu bei, die Lebensdauer der Kontakte zu erhöhen, da bei diesem Abrollen etwa vorhandene Schweiß- oder Brennstellen an den Berührungsflächen der Kontaktrollen und der stationären Kontaktoberflächen auseinandergestemmt oder geglättet werden und außerdem bei aufeinanderfolgenden Betätigungsvorgängen immer andere Oberflächenteile der Kontaktrolle 64 mit den stationären Kontaktoberflächen in Berührung gebracht werden. Unterliegen die Kontaktrolle und die stationären Kontaktoberflächen nach einer großen Vielzahl von Betätigungsvorgängen einem gewissen Verschleiß, so wird durch diese kleinen Unregelmäßigkeiten in den Kontaktflächen eine erhöhte Griffigkeit bewirkt, was das Abrollen der Kontaktrolle auf den stationären Kontaktoberflächen noch fördert Vergleicht man in den Fig.4 bis 11 die verschiedenen Stellungen, welche die Kontaktrolle auf den stationären Kontaktoberflächen einnimmt, so ist zu erkennen, daß das Schließen und Öffnen des Kontakts durch die Kontaktrolle jeweils an zwei unterschiedlichen Stellen der stationären Kontaktoberflächen erfolgt Auch dies trägt zu der erhöhten Lebensdauer des Schalterbauteils selbst bei hohen Belastungen oder sonstigen ungünstigen Betriebsbedingungen bei. Zur Erläuterung dieses Sachverhalts sei darauf hingewiesen, daß die Kontaktrolle 64 beim öffnen des Kontakts mit den stationären Kontaktoberflächen eine nach außen versetzte Stellung einnimmt und falls zwischen den stationären Kontaktoberflächen und der Kontaktrolle ein Funkenüberschlag auftritt, so äußert sich dies als

LochfraB oder in sonstigen Abnutzungserscheinungen in dem Bereich der stationären Kontaktoberflächen, in dem die Kontaktrolle unmittelbar vor dem Hochschnellen in die zweite stabile Stellung angreift. Wird die Kontaktrolle danach in die erste stabile Stellung zurückgeführt, so berührt sie die stationären Kontaktoberflächen zuerst in einem Bereich unterhalb der Fläche 67a und bewegt sich dann seitwärts in Richtung des Betätigungsgliedes in die in F i g. 4 gezeigte erste stabile Stellung.

Auch das Problem eines unzureichenden Anlagedrukkes zwischen den stationären Kontaktoberflächen und der Kontaktrolle auf Grund des Vorhandenseins von Fremdkörpern zwischen der einen stationären Kontaktoberfläche und der Kontaktrolle oder durch einen auf sonstige Umstände zurückzuführenden ungleichmäßigen Kontaktdruck wird durch die beschriebene Ausführungsform beseitigt. In F i g. 2 bezeichnen die Pfeile B und C annähernd die Richtung der durch die Schraubenfeder 62 in der ersten stabilen Stellung an die Kontaktrolle 64 angelegten Kräfte. In ähnlicher Weise bezeichnen die Pfeile D, fund Fdie von den stationären Kontaktoberflächen und von dem Betätigungsglied ausgehenden auf die Kontaktrolle einwirkenden Reaktionskräfte. Da die Reaktionskräfte D und E an den Endteilen der Kontaktrolle angreifen während die Rsaktionskraft Fan dem mittleren Teil der Kontaktrolle angreift, und eine dynamische Belastung oder Federbelastungskraft ßoder Czwischen dem mittleren Teil der Kontaktrolle und jedem ihrer beiden Endteile angelegt wird, ist die Kontaktrolle im Betrieb selbst symmetrierend. Falls also eine Aufrauhung der Kontaktfläche oder das Vorhandensein von Fremdkörpern eine anomale Art der Auflage der Kontaktrolle auf einer der stationären Kontaktoberflächen nach sich ziehen sollte, so daß die Kontaktrolle in Bezug auf die beiden damit zusammenwirkenden stationären Kontaktoberflächen eine schiefe Lage einnimmt, so wird trotzdem an beiden Enden der Kontaktrolle ein im wesentlichen gleichmäßiger Kontaktdruck hervorgerufen, da die Kontaktrolle unter der Wirkung der Fedcrbclastungskräfte auf dem Betätigungsglied frei verschwenkbar ist. Hierdurch wird ein ausgeglichener und hinreichender Kontaktdruck und ein entsprechend geringer Kontaktwiderstand unter allen Umständen aufrechterhalten.

Selbstverständlich ist es möglich, die bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 11 verwendeten Schraubenfedern durch andere Federelemente zu ersetzen, beispielsweise durch Blattfedern, Kastenfedern oder kugelförmige oder kreisrunde Federslemente. Weiterhin kann das Kontaktbrückenelement auch eine andere Form als die beschriebene Kontaktrolle 64 aufweisen, wobei es lediglich wesentlich ist, daß dieses Kontaktbrückenelement leicht auf der mindestens einen stationären Kontaktoberfläche abrollen kann.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 12 und 13 wirken ein abgeändertes Betätigungsglied 95, eine Welle 96 und ein Mitnehmer 97 in der Weise zusammen, daß der Zusammenbau des Schalterbauteils sowie des Einstellwiderstandes durch ein Einschieben in der Achsrichtung zum Herstellen einer Steckverbindung zwischen der Welle und dem Betätigungsglied vorgenommen werden kann. Beim Zusammenbauen der Welle 96 mit dem Betätigungsglied 95 wird ein konischer Einrasteinsatz 110 in Achsrichtung zwischen

ίο die Greifbacken 98 und 99 eingeführt, die zunächst federnd nachgeben und hierauf zusammenschnappen, wobei Lippen 103 und 104 des Betätigungsgliedes 95 an einer Schulter 106 des Einrastansatzes 101 angreifen. Der Montagevorgang wird vorgenommen, nachdem ein abgeflachter Teil 109 der Welle durch eine abgeflachte Öffnung 101 in dem Mitnehmer 97 hindurchgeführt worden ist. Wird das Betätigungsglied 95 durch ein Auswärtsziehen der Welle 96 in bezug auf das Schalterbauteil in die zweite stabile Stellung geführt, so bewegen sich die Greifbacken 98, 99 in eine in dem Mitnehmer 97 vorgesehene, durch eine Wandung 113 umgrenzte Vertiefung hinein. Wirkt auf die Welle 96 jetzt eine weitere zusätzliche nach außen gerichtete Zugkraft ein, so verhindert die Wandung 113 ein Freigeben des an der Welle vorgesehenen Einrastansatzes 101 durch die Backen 98 und 99. Diese Ausgestaltung, die ein Herausziehen der Welle außer Eingriff mit den Greifbacken verhindert, ist in der beschriebenen Weise auch bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform gegeben.

.-.ine weitere Abänderung des Betätigungsgliedes des Schalterbauteils ist in Fig. 14 gezeigt, in der die Kontaktrollen 63 und 64 zusammen mit einem fest mit einer Welle 117 verbundenen Betätigungsglied 116

J5 dargestellt sind. Wenn das Betätigungsglied 116 einstückig mit der Welle 117 ausgebildet ist, so kommt als Material für die Herstellung der Welle und des Betätigungsgliedes nur ein elektrisch nicht leitender Werkstoff in Betracht, wie beispielsweise ein Polyamidkunststoff, um ein Kurzschließen der die Kontaktbrükkenelemente bildenden Kontaktrollen 63 und 64 zu verhindern. Da das Betätigungsglied 116 nur zwei durchgehende unter einem Winkel zueinanderstehende Flächen 116a und 1166 aufweist, ist das Betätigungsglied und damit die Welle unbegrenzt drehbar und außerdem in Axialrichtung verschiebbar, so daß die Kontaktrollen zwischen der ersten und der zweiten stabilen Stellung hin- und herbewegt werden können. Das abgeflachte Teil 119 der Welle 117 ist an einen eine abgeflachte Öffnung aufweisenden Mitnehmer angepaßt, der im wesentlichen in der gleichen Weise ausgebildet sein kann wie der Mitnehmer 42 oder der Mitnehmer 97. Die Ausführungsform nach F i g. 14 eignet sich insbesondere für Schalterbauteile, bei denen eine möglichst geringe Anzahl von Bauteilen erwünscht ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Elektrisches Schalterbauteil mit Schnappschaltwirkung, mit einem zwischen ersten und zweiten Stellungen beweglichen Kontaktbrüchenelement in Form einer Rolle oder Kugel, mit mindestens einer stationären Kontaktoberfläche und mit einem Betätigungsglied zur Bewegung des Kontaktbrückenelementes von der ersten in die zweite Stellung und umgekehrt, wobei an der Mantelfläche iu der Rolle bzw. der Oberfläche der Kugel ein stationäres Federelement angreift, dessen Wirkungsrichtuiig im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Betätigungsgliedes verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß das Betäti- gungsglied (66; 95; 116) einen Nocken (67, 68) mit zwei im Winkel zueinander stehenden Flächen (c7a, 676,6Ka, 68b; 116a, 116b) aufweist, deren Schnittkante auf das Federelement (61, 62) gerichtet ist und senkrecht zur Bewegungsrichtung (A) verläuft, daß χι die Kontaktoberflächen (77a, 78a, 79a, 81 a) auf einer zur Bewegungsrichtung des Nockens (67, 68) senkrechten Ebene liegen und daß bei einer Bewegung der Schnittkante über oder unter die Mittelachse der Wirkungsrichtung des Federele- >ϊ mentes (61, 62) hinaus das Kontaktbrückenelement (63, 64) auf die untere (67a, 68a, 116a) bzw. obere Nockenfläche (676, 686, U6b) und damit zwischen der ersten und zweiten Stellung umspringt

2. Schalterbauteil nach Anspruch 1, dadurch so gekennzeichnet, daß das Federelement durch eine Schraubenfeder (61,62) gebildet ist, deren Längsachse sich im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Nockens (67, 68) erstreckt und deren eine, dem Kontaktbrückenelement (63, 64) zügewandte Endwindung (6t b, 62b) zur Verringerung der Reibung im wesentlichen an zwei Punkten dieses Kontaktbrückenelementes anliegt, daß die Schraubenfeder (61,62) in der ersten und zweiten Stellung des Kontaktbrückenelementes durchgekrümmt ist, wobei in der ersten Stellung, in der das Kontaktbrükkenelement an den Kontaktoberflächen (77a, 78a, 79a, 8IaJ anliegt, die den Kontaktoberflächen zugewandten Windungsbereiche der Schraubenfeder zusammengedrückt sind, so daß bei der Bewegung der Schnittkante unter die Wirkungslinie der Schraubenfeder diese hochschnellt und das Kontaktbrückenelement in die zweite Stellung schnellen läßt.

3. Schalterbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endwindung (61 b, 62b) der Schraubenfeder beim Umspringen des Kontaktbrükkenelementes (63, 64) tangential zu dessen Oberfläche verschiebbar ist.

4. Schalterbauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (66; 95) zwei Greifbacken (69,71; 98,99) aufweist, die in eine Ringnut eingreifen, die durch eine Einschnürung (56a) in der Nähe des Endes (56) einer Welle (53; 96) eines durch Drehung einstellba- ω re η Bauteils gebildet ist.

5. Schalterbauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (96) einen konischen Einrasteinsatz (101) mit einer Schulter (106) aufweist und daß die Greifbacken (98, 99) durch den μ Einrastansatz (101) federnd auseinanderspreizbar und in die Ringnut einrastbar sind, die an die Schulter anerenzt.

6. Schaltungsbauteil nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Welle (43; 96) benachbart zum Betätigungsglied (66; 95) ein Mitnehmer (42; 97) angeordnet ist, der eine dem Betätigungsglied zugewandte Vertiefung aufweist, in die sich die Greifbacken des Betätigungsgliedes beim Ausüben einer Zugkraft auf die Welle (43,96) hineinbewegen und deren Wandungen (92; 113) ein Auseinanderspreizen der Greifbacken beim Ausüben einer weiteren Zugkraft verhindern.

7. Schalterbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (116) einstückig mit der Welle (117) eines durch Drehung einstellbaren Bauteils ausgebildet ist und zwei durchgehende unter einem Winkel zueinander stehende Flächen (116a, \\6b) aufweist, die den Nocken bilden.