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Kippschalter.
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Die Erfindung betrifft einen Klppschalter, insbesondere einen Mikroschalter,
mit einer aus Kontaktfederblech bestehenden rahmenartigen, einseitig fest eingespannten
Schaltzunge, einem sich innerhalb des Schaltzungenahmens erstreckenden Mittelsteg
und einer zwischen den freien den von mittelsteg und Schaltzungenrahmen eiugespannten,
im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Schaltzungenrahmens wirkenden Kippfader.
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Kippschalter der vorgenannten Art sind nur in seitraubender Arbeit
und oft nur unvollkommen justierbar bezüglich des erzielbaren Kontaktdruckes, ihrer
Schaltzeiten und Schaltwege und auch bezüglich ihres Schwingungsverhaltens. Diese
Schwiergkeit basiert auf
der fertigungsmäßig nicht exakt festzulegenden
Einspannung. Beim Vernieten der Schalterteile, d.h. bei der Verbindung der Schaltsunge
mit dem Schaltersookel ergeben sich sehr unterschiedliche Einspannkräfte, die einerseits
von- der verwendeten Maschine, von dem beteiligten Fertigungspersonal und andererseits
auch von klimatischen Bedingungen, insbesondere den Temperaturen im Fertigungsraum
abhängen. Im übrigen ergeben sich auch im Betriebe recht erhebliche Änderungen der
Einspannkräfte, teile durch ein verschleißbeding und teils durch thermische Beanspruchungen
durch den Stromfluß.
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Vor allem, wenn es sich um Kippschalter handelt, die sehr schnell
schalten sollen oder in einem Selbstunterbrecherrelais arbeiten müssen, beispielsweise
Blinkgeber gemäß DPB 1 112 579, ist es für die Fertigung besonders erwünscht, alle
Kippschalter mit gleichen Betriebseigenschaften zu versehen, ohne daß es hierfür
einer zeitraubenden Justierung bedarf. Diese Aufgabe konnte bisher noch nicht gelöst
werden.
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Die vorliegende Erfindung basiert nun auf der Erkenntnis, daß die
bisher bekannten Kippschalter einerseit mit ihrem Schaltzungenrahmen und andererseits
mit dem
rächwärtigen Ende des Mittelsteges eingespannt waren.
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Der Schaltzungenrahmen, welcher über die Kippfeder mit dem Mittelsteg
verbunden ist, bildet praktisch ein mechanisches Schwingungssystem, zu dem wegen
der getrennten vorerwähnten Befestigung auch die Einspannung gehört. Alle Unterschiede
in der Einspannung müssen sich somit zwangsläufig auf die mechanischen Schwingungseigenschaften
der Schaltzunge auswirken.
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Um die vorerwähnten Nachteile auszuschalten, wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, bei dem Kippschalter der eineitend genannten Art den Mittelsteg zu
einem festen Bestandteil des Schaltsungenrahmens zu machen und an diesem Mittelsteg
an dem von der Kippfeder abgelegenen Ende ein oder mehrere Arms auszubilden, welche
außerhalb der festen Einspannung Rahmen und Mittelsteg verbinden Durch der, vorstehenden
Vorschlag liegt jetzt die Einspannung außerhalb des mechanischen Schwingungssystems.
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Durch die erstellung der Schaltzunge mit Rahmen und Mittelsteg ergibt
sich in Verbindung mit einer bestimmten Kippfeder jetzt eine eindeutig festgelegte
Schaltcharakteristik, die nicht mehr beeinträchtigt worden knn durch unterschiedlich
ausgeführte Einspannungen.
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Gemäß einejm weiteren Merkmal der Erfindung ist zwischen den flexiblen
Läugsseiten des Schaltzungenrahmens und dem Mittelsteg je ein Verbindungsarm vorgesehen.
Diese Arme haben vorzugsweise die gleiche Querschnittsfläche wie die flexiblen Längsseiten
des Schaltzungenrahmens.
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Erfahrungsgemäß wird eine gute und ausreichende Flexibilität erreicht,
wenn man die breite der flexiblen Schaltzungenarme und Rahmenteile etwa zehnmal
so breit macht wie die Zungendicke Weitere einzelheiten und erkmale der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und der beigefügten
Zeichnung, in der eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht
ist.
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In der Zeichung zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf die Schaltzunge
für eine Mikroschalter nadch dem bisberigen Stand der Technik, Fig. 2 einen Querschnitt
zu Fig. 1 gemäß der Schnittlinie II-II und Fig. 3 eine Draufsicht auf eine erfindungegemäß
ausgebildete Schaltzunge.
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:Die in den Zeichnungen dargestellten Schaltsungen sind vorsugsweise,
jedoch nicht ausschließlich, für Selbstunterbrecherrelais gemäß DPB 1 112 579 vorgeschen,
Die Darstellung entspricht etwa dem Maßstab 5:1.
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Die bisher übliche Schaltzunge für einen Kippschalter gemäß Sig. 1
und 2 besteht aus einem dünnen Kontaktfederblech, das für die vorerwähnte Verwendung
eine Stärke von etwa 0,t5 mm haben kann und von einer Kupfer-Beryllium-Legierung
gebildet ist. Die aus einem solchen Blech einteilig ausgestanzte Schaltzunge beste
aus einem Schaltzungenrahmen 1 und einem sich mittig innerhalb des Rahmens 1 erstreckenden
Mittelsteg 2. Der Rahmen t ist am hinteren Ende 11 bis in den Bereich der gestrichelten
Linie E fest eingespannt. Dieser Einspannung dienen auch die Vernietungsbohrungen
12. Die Befestigung und Einspannung kann wie in Fig. 2 angedeutet an einem Kunststoffsockel
13 erfolgen. Der hintere, der Einspannung dienende Teil 11 des Rahmens 1 steht über
zwei flexible Längsseiten 14 mit dem vorderen Ende 15 des Rahmens 1 In Verbindung.
An diesem Vorderende 15 befindet sich auoh ein Kontakt 16, der Je nach Verwendungszweck
ein- oder zweiseitig ausgebildet sein kann.
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Vom hinteren Teil 11 des Rahmens 1 erstreckt sich der Mittelsteg 2
bis uahe an den vorderen Teil 15 des Rahmens. Der Zwischenraum zwischen den Bauteilen
2 und 15 ist mit einer U-förmigen Kippfeder 3 überbrückt, für die am Teil 15 und
am Teil 2 Lageransätze 17 bzw.
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17' vorgesehen sind. Zur Betätigung des Mikroschalters dient eine
Bohrung 18 im Mittelsteg 2, an der, wie Fig. 2 zeigt, eine Betätigungsstange 4 angreifen
kann, welche beidseitig der Bohrung 18 Mitnehmerausätze trägt.
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Der in Eig. 1 und 2 dargestellte Schalter beaufschlagt mit seinem
Kontakt 16 entweder einen oberen Gegenkontakt 51 oder einen unteren Gegenkontakt
52. Kommt es an der einen Seite nicht auf eine Xontaktgabe an,-bildet einer der
beiden Kontakte lediglich ein Widerlager. Die Kippfeder 3 hält den Schalter jeweils
in einer stabilen Schaltstellung. Bewegt man die Schaltstange 4 der ring. 2 naoh
oben, so führt der Mittelsteg 2 das rechte Ende der Feder gegenüber dem linken Federenae
nach oben, bis die Feder ihre instabile Mittellage überschreitet und den vorderen
Teil 15 des Schaltsungenrahmens nach unten bewegt, so daß der Kontakt 16 den Gegenkontakt
52 beaufsohlagt. Es ist offensichtlich, daß der Schalter seine stabilen Lagen auch
dann beibehält, wenn an der Betätigungsbohrung 18 keinerlei Kräfte angreifen.
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Zwischen sockel 13 und Kippfeder 3 können am Mittelsteg 2 gegebenenfalls
auch noch zusätzliche Kontakte angeordnet werden, die in der einen oder der anderen
Schaltstellung zur Betätigung kommen. Im Felle der Fig. 2 ist eine Kontaktfeder
53 am Sockel 13 vorgesehen, deren Kontakt 54 von einem Gegenkontakt 55 des Mittelsteges
beaufschlagt werden kann.
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Kippschalter mit einer Schaltzunge gemäß Fig. 1 und 2 zeigen die einleitend
beschriebenen Nachteile bezüglich der Schwankungen der Schaltcharakteristik und
der Schwierigkeiten bezüglich der Justierung.
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Sig. 3 zeigt eie erfindungsgemäße Schaltzunge, die praktisch den erfindungsgemäßen
Ersatz für die Schalt-3unge gemäß Fig. 1 und 2 darstellt. So kann sinngemäß die
Beschreibung für Fig. 1 und 2 auch für Fig. 3 angewendet werden.
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Abweichend von der vorbeschriebenen Ausführungsform ist der Mittelsteg
102 Jetzt nicht mehr am Schalter-Sockel eingespannt. Vielmehr ist der Mittelsteg
102 Jenseits der die Einspannuag begrenzenden Linie E über zwei Verbindungsarme
106 mit den flexiblen Längsseiten 114 des Schaltzungenrahmens 101 verbunden. Der
Schaltzungenrahmen 101 selbst ist an seinem hinteren Ende 111
insbesondere
über die Vernietungsbohrungen 112 mit dem Schaltersockel verbunden. Die vorderen
Enden der flexiblen Längsseiten 114 des Schaltzungenrahmens konvergieren und tagen
am Vorderende wie bieher einen ein oder zweiseitig wirkenden Kontakt 116.
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Da nunmehr der schaltzugenrahmen 10i und der Mittelsteg 102 unmittelbar
über die Arme 106 in Verblndung stehen, hat die Einspannung am Ende 111 keinen unmittelbaren
Einfluß mehr auf die Scaltcharakteristik der Schaltzunge.
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Die zwischen den Ausätzen 117 und 117' anzuordnende Kippfeder, die
in Fig. 3 nicht dargestellt ist, kann ähnlich ausgebildet sein, wie die gemäß Fig.
1 und 2, obwohl auch Schraubendruckfedern o.ä. zur Anwendung kommen kölnnen.
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Die Verbindungsarme 106 können etwa den gleichen Querschnitt haben
wie die Längsseiten 114 des Schaltzungenrahmens. Die Breite der Arme 106 und 114
betragen etwa das Zehnfache der Dicke des Schaltzungenbleches.
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Bei eine Blechstärke von 0,15 mm kann daher die Breite etwa 1,5 mm
betragen. Wesentlich für die Erfindung ist, daß die Arme 106 außerhalb der Einspannung
am Schaltzungenrahmen
101 angreifen. Besonders günstig ist es,
wenn die Arme 106, wie in Fig. 3 gezeigt, in Richtung auf das freie Ene der Schaltzunge
gegeneinander konvergieren. Würden sich die Arme 106 exakt in Querrichtung erstrecken,
würden sie bei Ber Schalterbetätigung im wesentlichen ausschließlich auf torr ion
beansprucht werden. Bei einer Ausrichtung ia Längsrichtung ergäbe sich hingegen
in den Armen 106 eine reine Biegebeanspruchung, wchingegen bei der bevorzugten Ausführungsform
sowohl biege- als auxh Torsionsspannungen vorhanden sind* Schließlich ist noch zu
erwähnen, dab der rückwärtige Raum zwischen den Armen 106 und dem eingespannten
hinteren Teil 106 besonders günstig ausgenutzt werden kann, um dort einen Leitungsanschluß
113 vorzusehen. Durch die thermischen Beanspruchuugen beim Anlöten einer Leitung
am. Anschluß 113 wird ebenfalls die Schalteroharakteristik nicht verändert.
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Soll, wie auch in Fig. 2 angedeutet, am Mittelsteg 102 ein Zusatzkontakt
vorgesehen werden, ergibt eich die Möglichkeit, den Mittelsteg zu verhreitern, um
dann auf dieser Verbreiterungsfläche großflächige oder mehrere kleinere Kontakte
155 anzuordnen.
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Auch im Falle der Fig. 3 ist eine Bohrung 118 für eine Betätigungsstange
unmittelbar neben der anzubringenden Kippfeder vorgesehen.