DE2202050C3 - Mikroschalter - Google Patents

Description

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen Mikroschalter mit Kontakthebel, der unter der Wirkung einer Schaltfeder aus einer Stellung durch eine Totpunktlage in eine zweite Stellung umzuspringen bestimmt ist. Bei derartigen Schaltern handelt es sich darum, beispielsweise in einem elektrischen Schaltkreis mittels einem mechanischen Schaltelement, zwei Schaltzustände zu erzeugen.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse Mikroschalter zu verwenden, deren Stößel direkt auf die die Kontakte tragende Federlamelle wirken. Der wesentlichste Nachteil solcher Schalter besteht darin, daß in jedem Schaltzustand je nach Eindringgeschwindigkeit des Stößels die Bedingung »Kontaktdruck gleich

ίο Null« für unbestimmte Zeit auftreten kann. Daß mit derartigen Schaltern keine sauberen und eindeutigen Schaltpunkte erhältlich sind, ist selbstverständlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mikroschalter zu schaffen, bei dem der Ablauf des Schalt-

'5 Vorganges unabhängig von der Eindringgeschwindigkeit des Stößels ist, und der insbesondere für extrem langsames Betätigen des Stößels geeignet ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Mikroschalter gekennzeichnet ist durch einen Abzug an einem Hebel und einen zweiten Hebel, der normalerweise durch den ersten Hebel an einer Bewegung gehindert ist und einen Mitnehmer trägt, der zur Zusammenarbeit mit einem, mit dem Kontakthebel in Wirkungsverbindung stehenden Veibindungshebel be-

stimmt ist, durch den zweiten Hebel betätigbare Teile zum Antrieb eines Hemmungsrades, einen mit dem Hemmungsrad zusammenarbeitenden Anker mit einem freien Ende, das normalerweise vom mit ihm im Eingriff stehenden Abzug an einer Bewegung gehindert ist,

das Ganze so, daß bei einer durch die Betätigung des Organs ausgelösten Bewegung des den Abzug aufweisenden Hebels der zweite Hebel freigegeben wird und der Abzug das Ankerende augenblicklich freigibt, um eine Betätigung des Ankerrades durch Bewegen des

zweiten Hebels vermittels der Schaltfeder zu ermöglichen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Gesamtansicht des Mikroschalters mit seinen hauptsächlichen Elementen,

F i g. 2 einen Schnitt durch die die Schaltzeit bestimmende Einheit 1 des ersten Beispiels des Mikroschalters, wobei die gezeigte Ausführungsform den Schalt-Vorgang beim Eindringen des Stößels 4 ausführt,

F i g. 3 einen Schnitt durch die entsprechende Einheit 2 der zweiten Ausführungsform, bei welcher der Schaltvorgang sich beim Ausfahren des Stößels 4 vollzieht, und

F i g. 4 einen Schnitt durch das eigentliche Schaltglied 3.

Um die Vorteile, welche die vorliegende Erfindung gegenüber herkömmlichen Mikroschaltern aufweist, klar hervortreten zu lassen, soll nun ein gesamter Schaltvorgang in allen Phasen erklärt werden. Als Ausgangslage ist diejenige in F i g. 2 zu betrachten, d. h. der von außen betätigbare Stößel 4 ist ganz ausgefahren. Wird nun dieser Stößel 4 von einer auf ihn wirkenden Kraft langsam eingedrückt, so wird der in Sa gelagerte Hebel 5 im Uhrzeigersinn der F i g. 2 gedreht, und somit löst sich die auf Hebel 5 montierte Feder 7 vom daran anliegenden, auf dem zweiten Hebel 8 befestigten Anschlag 9. Gleichzeitig wird die in der Öffnung 10 am Hebel 5 und durch den Stift 11 am Gehäuse t einge-

⁶S hängte Feder 12 !ausgezogen. Ebenfalls durch die gleiche Verschwenkung des Hebels 5 wird der daran befestigte, einen Abzug bildende Federstift 13 in Richtung gegen die Spitze 15 des freien Endes des Ankers 14

bewegt. Die von der Schaltfeder 16 (Fi g. 4) über den Verbindungshebel 17 in Pfeilrichtung auf den Mitnehmer 18 (F i g. 1, 2 und 4) ausgeübte Kraft erzeugt auf den zweiten Hebel 8 mit der Drehachse 6 ein Drehmoment im Gegenuhrzeigersinn e'er F i g. 2. Da dieses Drehmoment nun, nach dem Abheben der Feder 7 vom Anschlag 9 über das Zahnsegment 19 des zweiten Hebels 8 auf das Ritzel 20 des Freilaufrades 21, und über letztere ϊ auf das unverdrehbar mit dem Ankerrad 23 verbundene Ritzel 22 und somit über die Stifte 24 und 25 auf den Anker 14 wirken kann, ist der gesamte Getriebezug durch die Schaltfeder 16 belastet. Da aber der Anker 14 durch den Abzug 13 am Schwingen um seine Achse 26 noch gehindert wird, kann die aus dem genannten Getriebezug bestehende Hemmung nicht is ablaufen. Wird nun aber der Stößel 4 durch die auf ihn wirkende Kraft weiter eingedrückt, so erreicht der Abzug 13 in einer durch die Lage des Stößels 4 definierten Stellung die Spitze 15 des Ankers 14, was die plötzliche Freigabe des Ankers 14 bewirkt. In diesem Augenblick beginnt sich nun der zweite Hebel 8 unier der über den Verbindungshebel 17 (Fig.4) und den Anschlag 18 (Fig. 1,2 und 4) wirkenden Kraft der Schaltfeder 16 im Gegenuhrzeigersinn der F i g. 2 zu drehen, was über das Zahnsegment 19 und den restlichen Getriebezug, sowie die Stifte 24 und 25, den Anker 14 in Schwingung versetzt. Dazu ist zu bemerken, daß die Schwingungsgeschwindigkeit des Ankers 14, eine konstante Kraftwirkung der Schaltfeder 16 (Fig.4) vorausgesetzt, durch dessen Massenträgheit bestimmt wird. Diese Massenträgheit kann durch entsprechende, auf die Achse 26 aufgesteckte Ringe 27 so gewählt werden, daß die Zeitspanne, vom Augenblick der Freigabe des Ankers 14 durch den Abzug 13, bis zum durch die Lage des Verbindungshebels 17 (Fig.4) bestimmten Umspringen dt,s Schalthebels 28 (Fig.4) in die zweite Schaltstellung, genau einem vorgewählten Wert entspricht.

Aus dem oben beschriebenen Ablauf ist ersichtlich, daß die Eindringgeschwindigkeit des Stößels 4 auf den Ablauf des Schaltvorganges überhaupt keinen Einfluß hat, vorausgesetzt daß der Stößel 4 zwischen der Ankerfreigabe und dem Umspringen des Schalthebels 28 eingedrückt bleibt. Die bei bekannten Mikroschaltern bei extrem langsamem Eindringen des Stößels lange Phase des unbestimmten Kontaktdruckes fällt weg, was die Anwendung des beschriebenen Mikroschalters bei langsamer Eindringgeschwindigkeit des Stößels 4 besonders vorteilhaft macht.

Nebst dem erwähnten, nur durch die Freigabe des Ankers 14 durch den Abzug 13 und nicht durch die Eindringgeschwindigkeit des Stößels 4 genau definierten Schaltpunkt, ist es, durch die erwähnten zusätzlichen Ringe 27, möglich, den beschriebenen Mikroschalter als präzisen Verzögerungsschaltei zu verwenden.

Dauert das Verbleiben in der ganz eingedrückten Lage des Stößels 4 nun nicht mindestens die für das vollständige Ablaufen der Hemmung benötigte Zeitspanne, so blockiert der Abzug 13 den Anker 14, bevor der Schalthebel 28 (F i g. 4) zum Umspringen in die zweite Schaltstellung kommt, so daß der elektrische Schaltzustand am Ausgang 32 (F i g. 1) des Mikroschalters unverändert bleibt.

Bleibt der Stößel 4 nun aber so lange in der eingedrückten Lage, daß der ganze Schaltvorgang abläuft und der Mikroschalter zum Umschalten kommt, so verbleibt er so lange in dieser zweiten Schaltstellung, bis die von außen auf den Stößel 4 wirkende Kraft letzteren freigibt, so daß dieser durch die in der Feder 12 gespeicherten Kraft wieder in seine Ausgangslage gemäß F i g. 2 zurückgebracht wird. Dieselbe, in der Feder 12 gespeicherte Kraft, welche über den Hebel 5 auf den Stößel 4 wirkt, bewirkt auch, daß die Feder 7 über den Anschlag 9 einerseits den zweiten Hebel 8, andererseits durch letzteren über den Mitnehmer 18 den Verbindungshebel 17 (Fig.4) und somit den Schalthebel 28 (F i g. 4) in die Ausgangslage zurückbringt. Da es sich beim Freilaufrad 21 um eine sogenannte Freilaufkupplung handelt, welche es dem Ritzel 20 erlaubt, im Gegenuhrzeigersinn der F i g. 2 frei, d. h. ohne Mitdrehen des Rades 21, zu drehen, wird einerseits der Getriebezug nicht mitgeüreht, was ein ungehemmtes Zurückstellen aller erwähnten Teile ermöglicht, und andererseits der inverse Schaltvorgang, wie bei herkömmlichen Mikroschahern, direkt durch die Bewegung des Stößels 4 gesteuert.

F i g. 3 zeigt eine in der Funktion entsprechende Ausführung, welche aber den beschriebenen Schaltvorgang erst bei der Ausfahrbewegung des Stößels 4 ausführt. Dies, weil der Hebel 5 nicht direkt durch den Stößel 4, sondern über einen auf der Achse 30 gelagerten Zwischenhebel 29 und einen am Hebel 5 angebrachten Anschlag 31, also die Wirkung der Bewegung des Stößels 4 umkehrende Zusatzteile 29, 31, betätigt wird.

Der Ablauf des Schaltvorganges erfolgt in F i g. 3 im wesentlichen gleich wie bei der Ausführungsform gemäß F i g. 2. Es ist einzig zu beachten, daß die Feder 12 in der in F i g. 3 gezeigten Ausführungsform, um das durch die erwähnten Zusatzteile 29, 31 umgekehrte Drehmoment des Hebels 5 auszugleichen, auf letzteren eine Kraft in Gegenrichtung der in der Ausführung gemäß F i g. 2 auftretenden Kraft ausübt.

Die Ausführungsform gemäß F i g. 3 weist gegenüber bekannten Mikroschaltern die gleichen Möglichkeiten und Vorteile auf, wie die Ausführungsform gemäß F i g. 2.

Andere erfindungsgemäße Ausführungsformen ermöglichen es, pneumatische oder hydraulische Schaltzustände zu verändern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Mikroschalter mit einem Kontakthebel, der unter der Wirkung einer Schaltfeder aus einer Stellung durch eine Totpunktlage in eine zweite Stellung umzuspringen bestimmt ist, mit einem federbelasteten, durch ein von außen betätigbares Organ (4) steuerbaren Hebel, gekennzeichnet durch einen Abzug (13) an diesem Hebel (5) und einen zweiten Hebel (8), der normalerweise durch den Hebel (5) an einer Bewegung gehindert ist und einen Mitnehmer (18) trägt, der zur Zusammenarbeit mit einem, mit dem Kontakthebel (28) in Wirkungsverbindung stehenden Verbindungshebel (17) bestimmt ist, durch den zweiten Hebel (8) betätigbare Teile (19, 20, 21, 22) zum Antrieb eines Hemmungsrades (23), einen mit dem Hemmungsrad (23) zusammenarbeitenden Anker (14) mit einem freien Ende (15), das normalerweise vom mit ihm im Eingriff stehenden Abzug (13) an einer Bewegung gehindert ist, das Ganze so, daß bei einer durch die Betätigung des Organs (4) ausgelösten Bewegung des den Abzug (13) aufweisenden Hebels (5) der zweite Hebel (8) freigegeben wird und der Abzug (13) das Ankerende (15) augenblicklich freigibt, um eine Betätigung des Ankerrades (23) durch Bewegen des zweiten Hebels (8) vermittels der Schaltfeder (16) zu ermöglichen.

2. Mikroschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der federbelastete Hebel (5) direkt durch das Organ (4) betätigbar ist (F i g. 2).

3. Mikroschalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zwischenhebel (29), über welchen der federbelastete Hebel (5) durch das Organ (4) betätigbar ist (F i g. 3).

4. Mikroschalter nach einem der Ansprüche 1 bis

3, gekennzeichnet durch eine auf dem federbelasteten Hebel (5) montierte Feder (7), die sich vor Betätigung des Organs (4) mit ihrem einen Ende an einem Anschlag (9) des zweiten Hebels (8) abstützt, sich bei Begin,! der Betätigung des Organs (4) aber vom Anschlag (9) entfernt.

5. Mikroschalter nach einem der Ansprüche 1 bis

4, gekennzeichnet durch ein Freilaufgetriebe mit einem Zahnsegment (19) auf dem zweiten Hebel (8), einem Freilaufrad (21), einem ersten koaxial mit dem Freilaufrad (21) fest verbundenen Ritzel (20), das mit dem Zahnsegment (19) im Eingriff steht, und einem zweiten koaxial mit dem Ankerrad (23) fest verbundenen Ritzel (22).

6. Mikroschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Zwischenhebel (29) auf einem Anschlag (31) des federbelasteten Hebels (5) abstützt.

7. Mikroschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch auf die Achse (26) des Ankers (14) zur Veränderung von dessen Massenträgheit aufsteckbare Ringe (27).