DE2101197A1 - Elektrischer Schnappschalter - Google Patents

Description

Elektrischer Schnappschalter

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schnappschalter mit einem Schnapp system, das in Abhängigkeit vom Weg eines Betätigungselements umschaltbar ist«

Derartige wegabhängig betätigte Schalter sind in der Form von Mikroschaltern weitgehend im Gebrauch* Sie weisen ein dreiteiliges Schnappsystem auf, nämlich einen Betätigungshebel, einen Kontakthebel und eine Schnappfeder. Auf den Betätigungshebel wirkt ein Stößel, der bei seiner Verschiebung den Betätigungshebel über eine Totpunktlage hinweg bewegt, worauf der Kontakt— hebel aus einer ersten Stellung in eine zweite Stellung springt. Der Betätigungshebel folgt der Rückbewegung des Stößels· Es wird wiederum eine Totpunktlage erreicht, bei der der Kontakbhebel in die erste Stellung zurückspringt.

Schwierigkeiten bereitet es hierbei, die Differenz einzustellen, also denjenigen Weg, den der Stößel zwischen den beiden Schaltvorgängen zurücklegen muß. Denn diese Differenz ist von dem Weg abhängig, den der Kontakthebel zurücklegen muß. Je größer aber dieser Weg, um so größer ist die Auftreffgeschwindigkeit und damit die Prellneigung des Schalters. Das Arbeitsverhalten ändert sich daher bei einer Verstellung der Differenz. Außerdem kann eine vorgegebene Hindest-Differenz nicht unterschritten werden, weil für das IMschnappen des Systems ein vorgegebener Mindestweg vorhanden sein muß.

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Es sind ferner Schnappschalter bekannt, die ein nur zweiteiliges Schnapp system aufweisen, nämlich außer der Schnappfeder nur einen Hebel. Wird dieser Hebel iron einer Betätigungskraft belastet, sei es, daß er in einem Verdampferthermostat von einem mit Sattdampf gefüllten Arbeitselement betätigt wird oder bei einem Raumthermostaten selbst als Bimetall, ausgebildet ist, dann erfolgt das Umschnappen, sobald die Betätigungskraft die in der Ruhestellung wirksame Kraft der Schnappfeder überwindet. In diesem Zusammenhang ist auch schon ein solcher kraftpro— portionaler Schnappschalter mit Bimetallhebel bekannt geworden, bei dem der bewegliche Kontakt vom Schnappsystem unabhängig, federnd gegen den festen Kontakt gedruckt und durch das Schnappsystem vom festen Kontakt abhebbar ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen wegabhängigen Schnappschalter der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem die angegebenen Schwierigkeiten bei der Differenzeinstellung vermieden werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Schnapp system aus nur einem Hebel und einer Schnappfeder besteht, der bewegliche Kontakt vom Schnappsystem unabhängig, federnd gegen den festen Kontakt gedrückt und durch das Schnapp system vom festen Kontakt abhebbar ist und zwischen das Betätigungselement und das Schnappsystem eine Urawandlungs— feder geschaltet ist.

Bei diesem Schalter führt eine Verstellung der Differenz, sei es am Einbauort oder bereits in der Fabrik, zu keinen wesentlichen Änderungen der übrigen Eigenschaften des Schal-* ters. Dies beruht nicht nur auf der Trennung des Kontaktsystems vom Schnappsystem, sondern auch darauf, daß der Schnappweg bei allen Dif ferenzeinstei "MiTIg⁶Bn wesentlichen gleich bleibt, weil die Differenz durch eine Verstellung der Schnappfeder und damit deren Kennlinie vorgenommen werden kann. Die zwischen das Beta—

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tigungselement lind das Schnapp system geschaltete Feder "bewirkt eine Umwandlung der eine reine Wegsteuerung bewirkenden Eingangsgröße in eine dem hier betrachteten Schnappsystem angepaßte Kraft-Eingangsgröße. Darüber hinaus lassen sich wegen der Kraft justierung wesentlich kleinere Differenzen einstellen als es bei den bekannten Mikroschaltern möglich war, Hinzu kommt, daß sich eine einfachere Montage ergibt, da nur ein einziger beweglicher Gelenkpunkt vorhanden ist. Es ist auch nicht notwendig, das Schnappsystem durch einen Totpunkt schnappen zu lassen. Vielmehr können die beiden Schnappstellungen&uf einer Seite der Verbindungslinie zwischen den beiden festen Gelenkpunkten des Schnapp systems angeordnet sein.

Eine besonders einfache Konstruktion ergibt sich, wenn die Umwandlungsfeder durch einen zwischen Angriffspunkt des Betätigungselements und Schnappfedergelenk liegenden Hebelabschnitt gebildet ist. Dies ergibt einen sehr platzsparenden Aufbau. Wenn der gesamte Hebel federnd ausgebildet ist, benötigt man für die Umwandlung überhaupt kein zusätzliches Element.

Sehr günstig ist es, wenn ein Isolierträger den als Feder ausgebildeten Hebel, eine am bügeiförmigen Ende das feste Lager der Schnappfeder aufweisende feste Strebe und wenigstens eine Feder mit Kontakt trägt, die sämtlich annähernd parallel verlaufen, daß die Strebe den festen Kontakt trägt und daß am Hebel in der Nähe des Schnappfeder-Gelenks ein Kontaktabhebeelement angeordnet ist. Dies ergibt einen Schnappschalter, der unter Beibehaltung aller angegebenen Vorteile sehr klein und platzsparend ausgebildet werden kann.

Des weiteren ist es günstig, wenn beidseitig am festen Kontakt je ein beweglicher, vom Kontaktabhebeelement betätigter Kontakt angeordnet ist. Der Schnappschalter kann dann als Umschalter dienen.

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Ferner können am Kontakt-Abhebeelement den Weg des Schnappsystems begrenzende Anschläge vorgesehen sein, die mit der festen Strebe zusammenwirken. Wenn hierdurch der Umschnappweg festgelegt ist, ergeben sich auch bei Verstellung der Differenz keine wesentlichen Unterschiede im übrigen Verhalten des Schnappschalters.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in der Zeichnung schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Kontakt-Abhebeelements und

Fig. 3 die Schemazeichnung eines zweiten Ausführungsbeispiels.

Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Ausführungsform, bei der ein napfförmiges Kunststoffgehäuse 1 einseitig durch einen Isolierträger 2 abgeschlossen ist. Durch ein Loch im Gehäuse 1 greift ein Betätigungselement 3.

Im Isolierträger sind von oben nach unten befestigt: ein als Blattfeder ausgebildeter Hebel 4, eine Kontaktfeder 5 mit beweglichem Kontakt 6, eine starre Strebe 7 mit festem Doppelkontakt 8 und eine bewegliche Kontaktfeder 9 mit beweglichem Kontakt 10, Die Strebe 7 hat ein bügeiförmiges Ende 11. Zwischen diesem Ende und dem Hebel 4 ist eine Schnappfeder 12 in der Form einer Omega-Feder gehalten. Der Hebel 4 trägt ein Kontaktbetätigungselement 13 aus Isoliermaterial. Es besitzt zwei Anschlagflächen 14 und 15, die mit den freien Enden der Kontaktfedern 5 und 9 zusammenwirken, sowie einen Durchbruch 16 mit zwei Anschlägen 17 und 18. Durch diesen Durchbruch greift die Strebe 7.

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Der federnde■Hebel 4 hat eine Vorspannung, die in der veranschaulichten oberen Endlage eine Kraft F ausübt. Infolgedessen wird das Kontakt-Abhebeelement nach oben gezogen, bis der Anschlag 18 an der Strebe 7 anliegt. Der obere Kontakt 6 ist vom festen Kontakt 8 abgehoben. Der untere Kontakt 10 liegt mit der Kraft K seiner Feder 9 gegen den festen Kontakt 8 an. Es sei hinzugefügt, daß außer der Kraft F noch von der Schnappfeder 12 eine nach oben gerichtete Kraftkomponente ausgeht.

Wird nun das Betätigungselement 9 durch ein für die Mikroschalter- A Betätigung übliches starres Steuerglied nach unten gedruckt, so biegt sich der federnde Hebel 4 im Bereich des Betätigungselements 3 nach unten durch. Das mit der Schnappfeder verbundene Ende bleibt aber an Ort und Stelle, bis dort die Kraft F ihre Richtung umkehrt und schließlich die Kraftkomponente der Schnappfeder 12 übersteigt. In diesem Augenblick schnappt das System in die untere Endlage, in der das Kontakt-Abhebeelement 13 mit dem obren Anschlag 17 gegen die Strebe 7 anliegt. Beim Umschnappen ist der Kontakt 10 vom festen Kontakt 8 abgehoben worden. Gleichzeitig wurde der bewegliche Kontakt 6 freigegeben und legte sich unter der Kraft K seiner Feder 5 gegen den festen Kontakt 8 an. Wird nun das Betätigungselement 3 wieder in seine Ausgangsstellung zurückgeführt, so wird die volle Vorspannung F des federnden Hebels 4 wirksam I und das Schnappsystem schnappt in die dargestellte Ruhelage zurück.

Die Einstellung der Differenz dieses Schnappsystems kann dadurch erfolgenj daß das bügeiförmige Ende 11 derart verbogen wird, daß die Schnappfeder 12 mehr oder weniger stark gespannt ist. Hierdurch ändert, sich zwar· die sum Umschnappen erforderliche Kraft und damit der- Weg, den das Batätigungselement 13 zurücklegen muß; beim eigentlichen Umsciinappen bleibt aber die Funktion des Schnappschalter3 unverändert₃ Dies gilt insbesondere bezüglich des geringen Prsliverhaltens_? das für alle Schalte?,"¹ einer Serie,

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auch wenn sie sehr unterschiedliche Differenz-Einstellungen haben, durch eine entsprechende Bemessung der Massen äußerst gering gehalten werden kann. Auch lassen sich sehr geringe Differenzen einstellen, so daß schon so kleine Verlagerungen des Betätigungselements 3 zum Umschnappen ausreichen, wie sie bei den bekannten wegabhängigen Schnappschaltern nicht erreicht werden konnten.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 ist in einem Gehäuse 19 ein starrer Hebel 20 und eine als Omega-Feder ausgebildete Schnappfeder 21 gelenkig zwischen zwei Lagern 22 und 23 gehalten. Das Lager 23 wird durch eine Stellschraube gebildet. Dieses zweiteilige Schnappsystem kann zwischen den gehäusefesten Anschlägen 24 und 25 umschnappen. Als Betätigungselement dient ein hohler Knopf 26, der über eine Umwandlungsfeder 27 auf den starren Hebel 20 wirkt. Eine Rückholfeder 28 stützt sich auf einen Zapfen 29 des Gehäuses und führt den Hebel 20 in die veranschaulichte Ruhestellung zurück. Ein Kontaktbetätigungselement

30 ist am starren Hebel 20 befestigt und wirkt mit einem Anschlag

31 auf eine einen beweglichen Kontakt 32 tragende Kontaktfeder In der veranschaulichten Ruhelage wirkt der Kontakt 32 mit einem festen Kontakt 34 zusammen, dessen Träger 35 genauso wie die Kontaktfeder 33 zum Zwecke des Anschlusses aus dem Gehäuse 19 nach außen geführt ist.

Auch bei dieser Konstruktion bleibt das Schnappsystem in Ruhe, bis das Betätigungselement 26 einen solchen Weg zurückgelegt hat j da3 die von der Umwandlungsfeder 27 auf den Hebel 20 ausgeübte Kraft die Kraftkomponente der Schnappfeder 21 überwindet. Das Umschnappen erfolgt dann bis zum festen Anschlag 25, wobei der bewegliche Kontakt 32 vom festen Kontakt 34 abgehoben wird« GeLt- das Betätigungselement 26 in die gezeigte Ausgangsstellung ■ zurück rird das Schnappsystem durch die Rückholfeder 28 in die AuEgäng£lag3 zurückgeführt. Mit Hilfe der Stellschraube 23 läßt siolT. '-Ιό- Differenz sehr genau einstellen, öhre :\\ß im übrigen sj: 7e-riic.l"i*eri de,3 Schalters etwas geändert wird,

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Selbstverständlich gibt es auch noch andere Möglichkeiten, Funktionsgrößen des Schalters zu variieren, beispielsweise durch eine Veränderung der Anschläge 24 und 25_} durch eine Einstellmöglichkeit für die Umwandlungsfeder, durch eine
Einstellmöglichkeit für die Rückstellfeder 28 usw.

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Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE

1.!Elektrischer Schnappschalter mit einem Schnappsystem, das in V^ Abhängigkeit vom Weg eines Betätigungselements umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnappsystem aus nur einem Hebel (4, 20) und einer Schnappfeder (12, 21) besteht, der bewegliche Kontakt (6, 10; 32) vom Schnappsystem unab-■ hängig ist, federnd gegen den festen Kontakt (8, 34) gedrückt "■and durch das Schnappsystem vom festen Kontakt abhebbar ist, und zwischen das Betätigungselement (3, 26) und das Schnappsystem eine Umwandlungsfeder (4, 20) geschaltet ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungsfeder durch einen zwischen den Angriffspunkt des Betätigungselements (3) und das Schnappfedergelenk liegenden Abschnitt des Hebels (4) gebildet ist.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Isolierträger (2) den als Feder ausgebildeten Hebel (4), einen am bügeiförmigen Ende (11) das feste Lager der Schnappfeder (12) aufweisende, feste Strebe (7) und wenigstens eine Feder (5, 9) mit Kontakt (6, 10) trägt, die sämtlich annähernd parallel verlaufen, daß die Strebe den festen Kontakt (8) trägt und daß am Hebel in der Nähe des Schnappfedergelenks ein Kontakt-Abhebeelement (13) angeordnet ist.

4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beidseitig am festen Kontakt (8) je ein beweglicher, vom Kontaktabhebeelement (13) betätigter Kontakt (6, 10) angeordnet ist.

5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Kontaktabhebeelement (13) den Weg des Schnappsystems begrenzende Anschläge (17, 18) vorgesehen sind, die mit der festen Strebe (7) zusammenwirken.

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