DE2061974A1

DE2061974A1 - Elektrischer Kippschalter

Info

Publication number: DE2061974A1
Application number: DE19702061974
Authority: DE
Inventors: John J Southington Conn Dennison (VStA)
Original assignee: Arrow Hart Inc
Current assignee: Arrow Hart Inc
Priority date: 1969-12-29
Filing date: 1970-12-16
Publication date: 1971-07-01
Also published as: FR2074369A5; GB1282380A; US3591747A; CA927887A; NL7018266A

Description

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Arrow-Hart, Inc.
Hartford, Oonn., V.St.A.

Elektrischer Kippschalter

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter und insbesondere einen durch einen Hebel betätigten Schalter, bei dem die Berührung und Trennung der Kontakte durch Kippen eines Betätigungsgliedes oder Schwenkhebels herbeigeführt werden, wenn der Hebel gehandhabt wird.

Bei den bisherigen Kippschaltern wurden häufig Stanzteile für die beweglichen Kontakte verwendet, die Starr waren und Neigung zu Anfressungen und Verbrennungen zeigten sowie nach längerem Gebrauch rauh und uneben wurden. Da eine angemessene Kontaktwirkung zwischen den festen und beweglichen Kontaktflächen fehlte, wurden Lebensdauer und leistung des Schalters ungünstig beeinflußt. Schwierigkeiten ergaben sich auch am Mittelpunkt oder mittleren Anschlußpunkt des beweglichen Kontakt, wo Schmutz und Grate die leitfähigkeit der Verbindung beeinflussen konnten, selbst wenn die festen und die beweglichen Kontakte sauber und glatt blieben.

Is ist das Ziel der Erfindung, einen hebelbetätigten Kippflchaltermechanismus zu schaffen, bei dem der beweg-

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liehe Kontakt eine feste und dauernde Auflage hat, welche nicht durch Schmutz, Grate und Fremdkörper beeinträchtigt wird und auch die Fähigkeit des beweglichen Kontakts hat, auf die feste Kontaktfläche zu drücken und über sie zu fahren sowie die Kontakte sauber, glatt und hell zu halten,,

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich im Zuge der Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung»

W Erfindungsgemäß ist eine beweglicher Hebel für eine Betätigung von Hand gelagert, um das Kippen eines Betätigungsglieds oder Schwenkhebels in einem Gehäuse zu bewirken, um einen Eingriff des einen oder anderen Kontaktpaars zu bewirken, wenn das Betätigungsglied in die eine oder andere Stellung aus. einer neutralen Zwischenlage geschwenkt wird. Das Betätigungsglied wirkt auf bewegliche, biegsame Federkontakte, die noimrJ-erweise von selbst in die Offen-Stellung gehen. Das Ende jedes beweglichen Kontakts hat eine S-Form und sein äußerster Teil faßt auf einen festen Kontakt, wenn zwischen ihnen ein Eingriff erfolgt,

^ wobei das äußerste Ende gegabelt ist und jede Gabel seitlich über ihre ganze Länge in eine Wannenform für eine Selbsteinstellung und den günstigsten Kontaktdruck über die Länge der Gabel gekrümmt ist.

In der Zeichnung ist

Fig. 1 ein Längsschnitt durch einen Schalter gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Aufsicht auf das Schaltergehäuse der Fig. 1, wobei Deckel, Betägigungsglied und Schwenkhebel entfernt sind,

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Fig» 3 eine Aufsicht auf einen beweglichen Schalterkontakt, wie es in Fig. 1 verwendet wird,

Fig. 4 eine Seitenansicht des in Fig. 1 verwendeten, beweglichen Schalterkontakts und

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Kontaktbetätigungsgliedes oder Schwenkhebels.

In den Abbildungen sind die beweglichen und stromführenden Teile der Vorrichtung in einem hohlen, geformten Isoliergehäuse 10 von allgemein rechteckiger Form mit einem offenen Oberteil an- und untergebracht, der von einer flachen, rechteckigen Platte 12 aus gestanztem oder geformtem Isoliermaterial bedeckt wird. In dem ^ehäuseboden sitzen nahe gegenüberliegenden Enden feste Schalterkontakte 14 und16. Vorteilhaft haben die festen Kontakte runde, scheibenförmige Köpfe, von denen runde Schaftteile 14s und 16s durch runde Öffnungen im Gehäuseboden nach unten ragen. Es können jedoch auEh andere Schäfte von solcher Form und Gestalt verwendet werden, daß Leitungsdrähte an sie als Anschlußstellen angeschlossen werden können·

Die festen Kontakte werden je von Armen 21 und 23 eines beweglichen Schlatkontaktglieds 20 erfaßt, das aus hochleitendem, dünnem Blech im wesentlichen in Form eines flachen Vs azsgestanzt ist. Der bewegliche Kontakt ist an seiner Mitte an einer Plattform 10· am Gehäuseboden durch einen leitenden Niet und Endklemme 22 befestigt, der durch die Plattform und den Boden des Gehäuses 10 mitten zwischen den festen Kontakten 21 und 23 geht und einen Schaft 22s hat. Die Plattform 10' liegt vorzugs-

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weise höher als die festen Kontaktflächen in einer Höhe, die etwa der Ebene der ausgerichteten Flächen der festen Kontakte gleich ist.

Das Ende jedes beweglichen Kontaktarms 21 und 23 ist nach hinten an einer Stelle etwa zwischen den Enden auf den Gehäuseboden zu in eine ^bene gebogen, die schräg zur Fläche sdines festen Kontakts liegt, und dann an einer Stelle etwa an der halben Länge nach außen und oben zu den Gehäusewandungen hin gekrümmt, so daß eine gerade Fläche 21c und 23c an jedem Kontaktarm der Kontaktzunge über jedem (festen Kontakt 21 und 23 gebildet wird. Auf die erwähnte Weise erhält jeder Kontakt-arm am Ende eine S-Form.

Der Schalter kann als einpoliger oder mehrpoliger Doppelschalter ausgebildet sein. In der Zeichnung ist ein zweipoliger Schalter gezeigt, bei dem das Gehäuse in der Länge durch eine niedrige, mittlere Scheidewand 1Od in Abteile unterteilt ist, welche sich vom einen Gehäzse-ende zum andern erstrecken, so daß die Kontakte eines Pols von denen des andern trenen.

Der bewegliche Kontakt 20 hat seine Arme 21 und 23 nach oben von dem festen Kontakt fort aufwärts gerichtet und ist damit in die Offen-Steilung gedrängt. Um die Arme nach Wahl in Eingriff mit ihren entsprechenden, festen Kontakten zu drücken, sitzt ein Betätigungsgliede 30, das aus Isoliermaterial zu der in Fig. 5 wiedergegebenen Gestalt geformt ist,drehbeweglich in dem Gehäuse. In dem Längsschnitt der Fig. 1 erscheint es als ein abgeflachtes, vierseitiges Parallelogramm mit abgestumpften Enden

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und einer oberen, abgeflachten Mittelfläche 34'. Um das Betätigungsglied schwenkbar in dem Gehäuse anzubringen, -sind an jeder Seite des Gliedes drehzapfenartige Ansätze 32 geformt, die von der abgeflachten Oberseite 34 zu den Seitenwänden des Gehäuses hin verlaufen. Um die Drehzapfen beweglich zu lagern, sind Ausnehmungen 1Or in den Seitenwänden des Gehäuses mit spitzen Lagerbuckeln 10b am Grund gebildet, um mit entsprechenden Kerben 32n an der Unterseite jedes Absatzes 32 in Eingriff zu kommen_e Die divergierenden Flächen 31 und 33 an den Seiten des Betätigungsgliedes gegenüber dem Boden des Gehäuses können die Arme 21 und 23 des beweglichen Kontakts erfassen und nach unten in Eingriff mit den festen Kontakten 14 und 16 biegen, wenn das Betätigungsglied um seine Lagerpunkte 10b auf die eine oder andere Seite aus der neutralen oder Mittellage geschwenkt wird.

Wird das Betätigungsglied 30 geschwenkt, kann die eine oder andere der Außenflächen 35 und 37, die flach sind, mit der Unterseite des Deckels in Eingriff kommen, um die Schwenkbewegung des Betätigungsglieds, wie beispielsweise in Fig. 1 gezeigt ist, zu begrenzen. Das verhindert eine übermäßige Beanspruchung des biegsamen Kontaktarme des beweglichen Kontakts.

Um das Betätigungsglied 30 in der einen oder anderen Richtungaus der neutralen oder Mittellage, in welche» es in Fig. 1 in voll ausgezogenen Linien gezeigt ist, schwingen zu lassen, sitzt ein Betätigungshebel 50 drehbeweglich in einem zylindrischen, hohlen Hals 42, der fest

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an einer metallischen Halteplatte 44 angebracht ist» Die Halteplatte hat parallele Seitenteile 46, die rechtwinklig zur Ebene der Platte 44 gebogen sind, so daß an den Seitenwänden des Gehäuses 10 anliegen. Um die Platte 44 an dem Gehäuse zu befestigen und gleichzeitig den Deckel 12 an dem Gehäuse zu halten, sind die äußeren Enden 48 der paralellen Seitenarme 46 nach innen unter Vorsprünge gebogen, welche von in die Bodenecken der Gehäuseseitenwandungen eingekerbte Ausnehmungen gebildet werden» Der

w Hals 42 ist nahe seiner Öffnung nach innen eingezogen, um einen Innenkragen zu bilden, durch den sich der Griffteil des Betätigungshebels 50 erstreckt. Der Betätigungshebel hat in seiner Mittei einen großen, kugelförmigen Teil 51» welcher eine Lagerfläche biihdet, die an das Innere des Kragens gedruckt wird. Der Hebel erstreckt sich nach innen über den Kugelteil hinaus und hat eine Mittelbohrung zur Aufnahme eines hohlen Zylinderteils oder Kolbens 53, der an seinem inneren Ende verschlossen und zugespitzt ist, um gegen das Betätigungsglied 30 von einer schraubenförmigen Druckfeder 55 gepreßt zu werden,

^ die in dem Kolben 53 sitzt und mit einem Ende auf das obere -^nde der Bohrung und des Griffes und mit dem andern Ende auf den Boden des Kolbens drückt»

Um das -^nde des Kolbens 53 aufzunehmen, hat das Betätigungsglied 30 auf seiner oberen,glatten Fläche 34 eine Vertiefung, deren Boden drei kurze, parallele Rinnen oder Kerben 57, 58 und 59 aufweist, von denen sich die Hinne 58 in der Mitte der Vertiefung des Betätigungsglieds befindet, so daß sie beim Zusammenfallen der Griffachse mit

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der Achse des Halses 42 nach unten verlauft (wie Fig» 1 zeigt), der Druck des Kolbens reohtinklig auf das Betätigungsglied 30 wirkt und es in seiner Mittellage (waagerdcht, wie in Fig. 1 in voll ausgezogenen linien gezeigt ist) hält, wobei es vorzugsweise von beiden beweglichen Kontaktarmen 21 und 23 gelöst ist, so daß beide Arme außer Eingriff mit den festen Kontakten sind,,

Das Kippen des Betätigungshebels nach links in Fig. 1 läßt den Kolben 53 sich nach rechts in die Ausnehmung des Betätigungsglieds 30 bewegen, bis die Kolbenspitze in die Rinne 59 eindringt, in welcher die Teile verbleiben und ruhen.

Wenn es gewünscht wird, einen Schalter für einen Augenblickskontakt in einer oder beiden Richtungen zu machen, können die binnen 57 und 59 (einer oder beide) weggelassen werden. Geschieht das, ist es notwendig, den Hebel in der Schwenkstellung zu halten, um den Eingriff von festen und bewegliehen Kontakten aufrechtzuerhalten. Sobald der Handdruck von d em Hebel genommen wird, läßt der Druck der Kontaktarme 21 oder 23 _f je nachdem, zusammen mit der Neigung der Seiten der Vertiefung, die auf das Kolbenende wirkt, den Betätigungshebel in die Zwischenstellung, wie sie Fig. 1 zeigt, zurückkehren<>

Bei der Bewegung des Betätigungshebels 50 aus der Mittelin eine von beiden Endlagen kdippt das Ende des Betätigungsglieds nach unten, so daß seine Unterseite den beweglichen Kontakt 21 oder 23 erfaßt und abwärts gegen den festen Kontakt 14 ode*r 16 biegt. Zwecks Erläuterung sind

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in Fig. 1 gestrichelt zwei Stellungen des bewehlichen Kontaktarms 23 wiedergegeben, die das Fortschreiten aus der Stellung des geöffneten Kreises zu der des geschlossenen Kreises zeigen. Ein anfänglicher Eingriff von beweglichen und festen Kontakten ist in der ersten, gestrichelten Stellung gezeigt. Danach wird das nach hinten gebogene Ende 23c des beweglichen Kontakts mit zuE&mendem Druck auf die Fläche des festen Kontakts 16 gepreßt und fährt gleichzeitig über ihn, wenn der bewegliche Kontakt sich in die zweite gestrichelte Stellung bewegt. Bei der

" Bewegung aus der ersten in die zweite Stellung ändert sich die Winkelrelation des beweglichen Kontakts gegenüber dem festen Kontakt, bis die ganze Länge des Endes 23c des beweglichen Kontakts den festen Kontakt erfaßt« Diese Bewegung verursacht ein Wischen des beweglichen Kontakts über den festen Kontakt und hält die Oberflächen sauber und hell, und der Druck sichert den bestmöglichen Kontakteingriff und den kleinsten elektrischen Widerstand. Ein Überfahren in der umgekehrten Hichtung erfolgt, wenn der Griff in die Mittelstellung zurückgeführt wird. Der Kontakt 23c erhält einen guten Druck an

^ der Berührungsstelle aufrecht, bis der bewegliche Kontakt sich von dem festen Kontakt 16 löst.

Es ist wünschenswert, daß die sich berührenden Enden der beweglichen Kontakte um die erste Biegung in dem beweglichen Arm drehen, wenn die Berührungsstellen 21c und 23c mit ihren festen Kontakten in Eingriff kommen· Um das zu erleichtern, werden die beweglichen Kontakte vorzugsweise in der Mitte an der ersten Rückwärtsbiegung durch Aus-

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.stanzen von Metall ausgeschnitten, um eine längliche Öffnung beim ersten Ausstanzen der Eontakte zu. schaffen* Oder aber es kann die Biegung durch Entfernen von Metall an den Seitenkanten der Eontaktzunge an der Biegung geschwächt werden, doch ist ein Portnehmen von Metall in der Mitte vorzuziehen, da es eine bessere Stabilität be-· dingt.

Um einen vergrößerten Druck zwischen den festen und bewegliehen Eontakten im Bereich des Eingriffs zu erleichtern, und ebenso um ein Einkerben der festen Eontakte im Falle eines seitlichen Eippens der Eontakte zu verhüten, sind die ^nden 21c und 23c gegabelt und ist jede Gabel über die ganze länge seitlich gekrümmt, wie -^ig. 4 zeigt, so daß dem festen Eontakt von jeder (Säbel eine runde Fläche präsentiert wird.

Außer bei dem abgebildeten Schalter mit drei Stellungen (wobei die rechte und linke ^tellung entweder Augenblickeoder Ruhestellungen sind) ist die Erfindung auch bei Schaltern mit zwei Stellungen wertvoll, wobei die Eerben oder Hinnen 57 und 59 beibehalten, die Rinne 58 aber ausgefüllt und vollständig planiert oder etwas aufgeworden werden, so daß bei einer Bewegung des Hebels aus der rechten in die linke Stellung oder umgekehrt er nur in der einen. oder anderen Stellung zur Ruhe kommt.

Wihreni ein Schwenkhebel als bevorzugtes Betätigungsglied trlMutert ist» kann auch ein gleitender Hebel oder ein sonstwie Arbeitendes Glied verwendet werden·

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PUr den Fachmann ergeben sich viele Abänderungen im Rahmen der Erfindung. Deshalb ist sie nicht auf die genaue Form und Anordnung der gezeichneten und beschriebenen Teile beschränkt.

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Claims

Ansprüche ϊ

Elektrischer Schalter, insbesondere Kippschalter, gekennzeichnet durch ein isolierendes Gehäuse (10), ein bewegliches, in dem Gehäuse gelagertes Betätigungsglied (30), feste, in dem Gehäuse sitzende Kontakte(1-4» 16),in dem Gehäuse gelagerte bewegliche Kontakte (21, 23), die bei einer Bewegung des B_e-feätigungsgliedes in und außer Eingriff mit den festen Kontakten kommen können, einen drehbeweglichen Betätigungsteil (50), der unabhängig von den beweglichen Kontakten ist, in dem Gehäuse sitztund durch eine Bewegung des Betätigungsglieds (30) gekippt werden kann, um die festen Kontakte in und außer Eingriff mit den beweglichen Kontakten zu bringen, und Mittel (22)* um die beweglichen Kontakte unter Spannung von den festen Kontakten fern zu halten.

2» Kippschalter nach ^Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Kontakteinrichtung aus einer biegsamen Blattfeder (20) und elektrisch leitenden Teilen (22) besteht, die den Federkontakt nahe seiner Mitte fest an dem Gehäase (10) halten, wobei die Teile der Blattfeder an den gegenüberliegenden Enden der Haltevorrichtung getrennte, bewegliche Kontaktarme (21, 23) bilden.

.3· Kippschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Arme (21, 23) des Federkontakts

(20) umgebogen sind und die umgebogenen Teile die festen Kontakte (14, 16) erfassen und auf diese mit zunehmendem

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Druck pressen und über sie von der anfänglichen bis zur vollen Druckberührung gleiten»

4» Kippschalter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ^nden (21c, 23c) der umgebogenen Teile gegabelt sind und die Gabelungen jedes beweglichen Kontakts (21, 23) für sich den zugehörigen festen Kontakt (H, 16) erfaßt.

5. Kippschalter nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelungen seitlich zu einer Wannenform gekrümmt sind, wobei die konvexe Seite auf die festen Kontakte (14, 16) faßt.

6. Kippschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Blattfederkontaktarme (21, 23) gegabelt sind und die Gabelungen jedes Arms getrennt ihre festen Kontakte (14, 16) erfassen, auf sie drücken und über sie von der anfänglichen bis zur vollen Druckberührung gleiten.

7. Kippschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gabelungen seitlich zu einer Wannenform gekrümmt sind, wobei doe konvexe Seite die festen Kontakte (14» 16) erfaßt.

8· Kippschalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (30) an das °"ehäuse (10) stößt, um seine Bewegung nach einer vorherbestimmten Kippweite zu begrenzen, um eine Überbeanspruchung der Blattfederkontakte (21, 23) zu verhüten.

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9. Kippschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (30) an das Gehäuse (10) stößt, um seine Bewegung nach einer vorherbestimmten Kippweite zu begrenzen, um eine Überbeanspruchung der Blattfederkontakte (21, 23) zu verhüten.

10. Kippschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Kontakteinrichtung aus einer biegsamen Blattfeder (20) besteht, die nahe ihrer Mitte befestigt ist und zwei sich gegenüber erstreckende, biegsame Arme (21, 23) bildet, deren ^nden (21 c, 23c) in S-Porm gebogen sind und deren äußere Enden auf die festen Kontakte (14» 16) fassen und drücken sowie auf ihnen von einer anfänglichen bis zu einer vollen Druckberührung gleiten.

11· Kippschalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Enden (21c, 23c) der Kontaktarme gegabelt sind und die Gabelungen jedes Arms getrennt auf die festen Kontakte (14, 16) fassen und drücken sowie auf ihnen von einer anfänglichen bis zu einer vollen Druckberührung gleiten.

12. Kippschalter nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbemeaaung jedes Kontaktarms (21, 23) an der ersten Biegung der S-Eörm verringert ist, um eine Biegung des Restes der S-Form um diese zu erleichtern·

13· Klppeehaiter nach. Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Öuerteemeasung j dee Kontaktarms (21, 23.) an der •raten Biegung der S-Fara verringert ±a%, um eine Biegung des Hest es der S-Form um dleee zu erleichtern.

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14. Kippachalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querbemessung jedes Kontaktarms (21, 23) im Bereich der umgebogenen -^nden (21c, 23c) verringert ist, um eine Biegung des übrigen Teils der Umbiegungen um diese zu erleichtern,,

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