DE2230028A1 - Schnappvorrichtung - Google Patents

Description

Case: IJ.Wolf 3

Schnappvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Schnappvorrichtung mit einer zwischen zwei Widerlagern gewölbt eingespannten Feder.

Schnappvorrichtungen werden bei einer Vielzahl von Geräten benötigt. Zweck dieser Vorrichtungen ist es in den meisten Anwendungsfällen, einen Schaltvorgang auszulösen, der in einer möglichst kurzen Zeit vollzogen wird und dessen Schaltzeit möglichst unabhängig von der externen Auslösezeit ist.

Solchen Schnappvorrichtungen sind drei prinzipielle Merkmale gemeinsam:

Es wird ein Kraftspeicher benötigt, der die extern einwirkende Kraft aufnimmt und speichert.

Weiterhin ist eine Halteeinrichtung notwendig, die es dem Kraftspeicher ermöglicht , die einwirkende externe Kraft zu speichern.

Und schließlich soll die Halteeinrichtung von einem gewissen Wert der gespeicherten Kraft abhängig den Kraftspeicher freigeben, so daß sich dieser in kurzer Zeit entladen kann.

Als Kraftspeicher wird bei Schaltern in den meisten Fällen eine Feder benutzt. Unterschiede sind dagegen in den Haltevorrichtungen des Kraftspeichers zu finden.

Hö/b - 21.«1.1972 309844/0333

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So sind Schnappvorrichtungen bekannt, bei denen eine Rasthaltung die Feder bis zu einer gewissen Federkraft hält, ehe sie plötzlich die Feder freigibt.

Bekannt ist es ebenfalls, einen mit einer Feder verbundenen Stößel oder ähnlichem über eine Schräge zwangsweise zu führen. Der Schnappvorgang setzt ein, wenn der Stößel über eine Kante hinweggleitend plötzlich freigegeben wird.

Auch ist es bekannt, eine Feder gegen die Kraft eines Magneten zu spannen. Hier setzt der Schnappvorgang ein, wenn die Federkraft größer als die magnetische Haltekraft ist. Man erhält bei der Verwendung eines Elektromagneten sogar die Möglichkeit, durch Ausschalten des Magnetsystems zu verschiedenen Zeiten die in der Feder gespeicherte Kraft zu variieren.

Diese Schnappvorrichtungen benötigen in den meisten Fällen eine größere Zahl von Teilen, so daß sie relativ groß sind.

Bei der Verwendung von Kanten, über die ein Teil der Kraftspeichereinrichtung gleitet, oder der Verwendung von Magneten treten Verschleiß- und Ermüdungserschexnungen auf, die die Lebensdauer solcher Vorrichtungen verkürzt.

Die Aufgabe dieser Erfindung ist es daher, eine Schnappvorrichtung der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei der möglichst keine Verschleiß- und Ermüdungserscheinungen auftreten können. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Schnappvorrichtung aus möglichst wenigen und sehr einfach zu fertigenden Teilen zu bauen, wobei die Forderung nach möglichst kleinen Schnappvorrichtungen berücksichtigt werden soll.

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Die Aufgabe wird für eine Schnappvorrichtung mit einer zwischen zwei Widerlagern gewölbt eingespannten Feder dadurch gelöst, daß die Widerlager aufeinander zu bewegbar sind und daß die Bewegung der Feder durch starre Anschläge begrenzt ist.

In weiterer Ausbildung der Erfindung sind die starren Anschläge auf einer nahezu herzförmigen Kurve angeordnet, · wobei der Anschlag in der Spitze der herzförmigen Kurve ein festes Widerlager für die Feder bildet und das dieser Spitze gegenüberliegende Mittelteil der herzförmigen Kurve offen ist. Die Feder ist etwa auf knapp zwei Drittel ihrer Länge innerhalb dieser Anschläge angeordnet und liegt mit einem Ende in einer Kerbe an, die die Spitze der herzförmigen Kurve bildet. Das andere Federende ist in einem Widerlager angeordnet, das in gerader Linie auf das erste Widerlager zu bewegbar ist.

Als besonders vorteilhaft bietet sich eine Blattfeder an. Aber auch ein Federdraht oder gar eine Schraubenfeder können Verwendung finden. Für die Funktion der Schnappvorrichtung ist es wichtig, daß sich die Federn in nur einer Ebene bewegen können und daß in dieser Ebene die Anschläge der beschriebenen Art die Bewegung der Feder begrenzen.

Statt das Lager in der Spitze der herzförmigen Linie starr auszubilden, ist es möglich, dieses zusammen mit den An-5 schlagen bewegbar zu lagern und das andere Widerlager starr anzuordnen.

Die Schnappbewegung, die die Feder ausführen soll, beruht auf folgendem Vorgang: die Feder ist zwischen den beiden Widerlagern mit einer leichten Durchbiegung eingespannt Schiebt man das bewegliche Widerlager in Richtung des starr angeordneten Widerlagers, so wird die bisher leicht gebogene

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Feder stärker durchgebogen und zwar so lange, bis sie an den Anschlägen, die auf einer Seite der herzförmigen Kurve angeordnet sind, anliegt. Einer weiteren Verschiebung des Widerlagers kann die Feder nicht mehr in der bisherigen Richtung ausweichen. Durch die herzförmig angeordneten Anschläge soll die Feder eine S-förmige Gegenbiegung erhalten. Dieser zweite Bogen wächst nun so lange, bis die Feder in ihrem oberen dem beweglichen Lager zugewandten Teil plötzlich auf die andere Seite umspringt, während die ursprüngliche Wölbung der Feder in dem unteren , dem starren Widerlager zugewandten Teil zunächst erhalten bleibt. Ist dieses Widerlager mittig angeordnet, so verliert sich dieser untere Bogen beim Entspannen der Feder zugunsten des oberen.

Im entspannten Zustand weist die Feder eine Wölbung auf, die zur ursprünglichen spiegelsymmetrisch ist.

Ist dagegen das starre Widerlager außermittig angeordnet, kehrt die Feder bein Entspannen in ihre ursprüngliche Lage zurück. Durch diese Anordnung des Widerlagers läßt sich, ein monostabiler Kippvorgang erzeugen.

Der Schnappvorgang wird vor allem, durch die Ausbildung des neuen zweiten Bogens der Feder bestimmt, die durch die herzförmige Kurve entscheidend beeinflußt werden kann.

Dadurch, daß die herzförmige Kurve vorteilhafterweise symmetrisch ausgebildet ist, kann der Schnappvorgang in zwei Richtungen vollzogen werden.

Die Anordnung der Anschläge auf der herzförmigen Kurve kann so erfolgen, daß einzelne von einander getrennte Anschläge auf ihr angeordnet werden oder daß die herzförmige Kurve aus einem Stück entsprechend den Zeichnungen geformt wird.

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Mit dieser Feder ist gemäß der Erfindung -mittelbar oder unmittelbar eine Schaltvorrichtung verbunden. Versieht man sowohl die Feder als auch die beiden obersten Anschläge, die der Feder unmittelbar benachbart angeordnet sind, mit Kontakten, so erhält man einen einfachen Umschalter.

Es bietet sich weiterhin an, mit der Feder die Blendenschablone eines fotoelektrischen Schalters zu betätigen. Wird ein Federende, vorzugsweise das in der Spitze der herzförmigen Kurve befindliche, in einem drehbaren Bolzen gelagert, so kann der Bolzen zum Schalten benutzt werden.

Die leichte Montage der Schnappvorrichtung, die hohe Zuverlässigkeit und die einfache Funktionsweise sind bedeutsame Vorteile gegenüber dem bisher Bekanntem.

Am Beispiel der Figuren soll die Erfindung in ihren Grundzügen beschrieben werden.

Figur la zeigt im Längsschnitt eine Schnappvorrichtung; Figur Ib zeigt im Querschnitt eine Schnappvorrichtung;

Figur 2a zeigt die Feder der Schnappvorrichtung in Zusammenhang mit einer Blende;

Figur 2b zeigt die Feder im Zusammenhang mit Umschaltkontakten;

Figur 2c zeigt die Feder, deren Ende in einem drehbar gelagerten Bolzen eingespannt ist;

Figuren 3a bis 3f zeigen verschiedene Lagen der Feder während der Betätigung.

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Die Schnappvorrichtung ist gemäß der Figuren la und Ib aus dem Grundkörper 1, dem Tastknopf 7, dem Schieber 5 und der Feder 6 aufgebaut.

In dem Grundkörper 1 ist eine nahezu herzförmige flache Äusnehmung ausgeformt, deren rechte und linke Seitenwand 2 und 3 eine Tiefe besitzen, die etwa der Breite der Blattfeder 6 entspricht. In dieser Ausnehmung ist die Blattfeder 6 etwa mit knapp zwei Drittel ihrer Länge in der Spitze ,die ein Widerlager bildet, der herzförmigen Kurve anliegend angeordnet. Das andere Ende der Feder 6 liegt in einer Ausnehmung 8, dieein weiteres Widerlager bildet, des Tastknopfes 7.

Der Tastknopf 7 wird von einem Stützblech 5 gehalten, das in der Führung 10 des Grundkörpers geführt wird und das mit zwei Anschlägen 5a und 5b versehen ist, die mit den Ausbuchtungen 10 a und 10 b der Führung im Sinne einer Begrenzung des Tastenhubes zusammenwirken.

Der Grundkörper 1 mit seiner herzförmigen Ausnehmung wird durch die Platte 11 abgedeckt. Zwischen der Platte 11 und dem Grundkörper 1 befindet sich auf der dem Tastknopf zugewandten Seite ein parallel zu der herzförmigen Ausneh mung verlaufender Schlitz 9, der in seinem oberen Teil etwa rechtwinkelig zur Blattfeder hinweisend abgewinkelt ist.

In diesem Schlitz 9 ist wie Figur 2a zeigt, eine Blende 12 leicht verschiebbar angeordnet. Mittels dieser Blende 12 kann ein fotoelektrischer Schalter betätigt werden.

Die Schnappvorrichtung gemäß der Erfindung gestattet auch das Umschalten von Kontakten. So wird in Figur 2b eine Ausführung gezeigt, bei der die Blattfeder 6 einen Kontakt 13 trägt und bei der die beiden Abschlußstücke der herzförmigen Kurve mit den Kontakten 14a und IUb versehen worden sind.

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In dieser Ausführung muß darauf geachtet werden, daß der Kontakt 13 genügend groß gewählt wird, damit er bei dem Niederdrücken des Tastknopfes 7 mit einem Kontakt in Verbindung bleibt. Als vorteilhaft erweist es sich, daß zwisehen den Kontakten eine reibende Bewegung auftritt, die ein Festbrennen verhindert und die die Kontakte selbst reinigt. Wird das Widerlager 4 als Klemmhalterung ausgebildet, so erhält man einen guten Kontaktübergang von dem Kontakt 13 zu einem äußeren elektrischen Anschluß.

In Figur 2 ist ein weiteres Beispiel gegeben, den Schnappmechanismus in Verbindung mit einer Blende zu benutzen. Während ein Ende der Blattfeder 6 im Tastknopf 7 gelagert ist, ist das andere Ende der Blattfeder 6 fest mit einem drehbar gelagerten Bolzen 15 verbunden. Auf diesen Bolzen kann beispielsweise eine Blende 16 befestigt werden. Bei dieser Ausführung sollte die Feder in ihrer Ruhelage so weit durchgebogen sein, daß sie in der Umgebung der Spitze ·+ der herzförmigen Kurve an den Seitenwänden 2 und 3 anliegt. So kann ein Verdrehen des Bolzens 15 vor dem eigentlichen Umschnappen verhindert werden.

Anhand der Figuren 3a bis 3f soll der Bewegungsablauf der Feder,der zum Umschnappen führt, erklärt werden. Im Ruhezustand, der in Figur 3a gezeigt ist, ist die Feder 6 leicht .durchgebogen und liegt mit einem Teil an dem oberen Rand 5 2a der Anschlagwand 2 an. Wird der Tastknopf 7 in Richtung auf das Widerlager 4 bewegt, so schmiegt sich die Feder 6 nahezu vollständig an die Anschlagwand 2 an, wie in Figur 3b gezeigt wird. In ihrem oberen Teil zeigt die Feder 6 eine der bisherigen Wölbung entgegengesetzte Krümmung. Diese Krümmung nimmt zu während der weiteren Tastenbetätxgung, so daß die Feder eine S-förmige Wölbung, wie in Figur 3c

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gezeigt, erhält. Entspricht die obere Wölbung in etwa der unteren, springt die Feder plötzlich in eine andere Lage um. Den Federzustand kurz vor dem Umspringen zeigt die Figur 3d. In der Figur 3e ist der Zustand der Feder nach dem Umspringen festgehalten. Wird der Tastknopf 7 in diesem Zustand der Feder weiter in Richtung auf das Widerlager 4 geschoben, so preßt sich die Feder 6 zwischen die beiden Anschlagwände 2 und 3, ohne daß sie noch einmal umspringen kann. Wird der Tastschalter 7 freigegeben, so kann sich die Feder 6 entspannen und anschließend wieder ■ in ihrer Ruhelage verharren.

Ist das Widerlager 4 mittig angeordnet, so kehrt die Feder in eine Ruhelage zurück, in der sie eine Wölbung aufweist, die zur Ausgangslage spiegelsymmetrxsch ist. Dies zeigt die Figur 3f.

Ist dagegen das Widerlager 4 außermittig angeordnet, so weist die Feder in ihrer Ruhelage die gleiche Wölbung auf wie zu Beginn des Betätigungsvorganges.

Bei diesem Schnappvorgang ist es wesentlich, daß die beiden Anschläge 2a und 3a der Anschlagwände 2 und 3 so weit voneinander entfernt angeordnet sind, daß der obere Bogen der S-förmigen Federwölbung ohne Behinderung so lange anwachsen kann, bis die Feder umspringt.

Für das in der Figur 1 gezeigte Modell haben sich aus Versuchen folgende Maße als vorteilhaft erwiesen: Abstand der beiden Widerlager 4 und 8 etwa 30 mm; Abstand der beiden Anschläge IUa und b am Rand der öffnung der herzförmigen Kurve: 6 mm;

Größter Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Punkten der herzförmigen Kurve: 10 mm;

Abstand zwischen den beiden Anschlägen IU a und b am Rand der öffnung der herzförmigen Kurve zu der Spitze U: 18 mm.

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In weiterer vorteilhafter Ausbildung der Erfindung lassen sich mehrere Schnappvorrichtungen der oben beschriebenen Art zu einem Baustein integrieren. So können beispielsweise vier Schnappvorrichtungen mit vier Blenden zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt werden.

Anlagen

18 Patentansprüche

4 Blatt Zeichnungen 1 Verzeichnis der Bezugszeichen

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Claims (18)

1. Patentansprüche

   (1.)J Schnappvorrichtung mit einer zwischen zwei Widerlagern ge- ^"'^ wölbt eingespannten Feder, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager (4, 8) relativ zueinander bewegbar sind und daß die Wölbung der Feder (6) auf einem Teil ihrer Länge nach beiden Seiten durch zueinander symmetrische Anschläge (2, 3) begrenzt ist.
2. 2.) Schnappvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (2, 3) kurvenförmig ausgebildet sind.
3. 3.) Schnappvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (2, 3) auf einer in etwa herzförmigen Kurve angeordnet sind, daß die Spitze der herzförmigen Kurve ein Widerlager (4) für die Feder (6) bildet, daß der der Spitze gegenüberliegende Teil der herzförmigen Kurve offen ist, daß die Feder aus dem offenen Teil der herzförmigen Kurve herausragt und daß das herausrgende Ende mit einem anderen Widerlager (8) verbunden sind.
4. 4.) Schnappvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (6) mit mindestens der Hälfte ihrer Länge innerhalb der Anschläge (2, 3) angeordnet ist.
5. 5.) Schnappvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende der Feder (6) in einem unbeweglichen Widerlager (Ό und ein Ende in einem beweglichen mit einem Tastknopf (7) verbundenen Widerlager (8) angeordnet ist.

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6. 6.) Schnappvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltvorrichtung mit der Feder (6) unmittelbar oder mittelbar verbunden ist.
7. 7.) Schnappvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (6) eine Blende (12) bewegt.
8. 8,) Schnappvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (6) mit mindestens einem beweglichen Kontakt mittelbar oder unmittelbar verbunden ist.
9. 9.) Schnappvorrichtung nach Anspruch 1 bis 6.und Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Feder (6) und zwei gegenüberliegenden Anschlägen Kontakte (13, 14a, 14b) angeordnet sind.
10. 10.) Schnappvorrichtung nach einem oder mehreren der.Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,' daß das in der Spitze (4) befindliche Ende der Feder (6) mit einem drehbar gelagerten Bolzen (15) verbunden ist und daß mit diesem Bolzen Kontakte oder eine Blende (16) verbunden sind.
11. 11.) Schnappvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastknopf (7) zwischen zwei Anschlägen in Richtung auf das andere Widerlager (4) bewegbar ist.
12. 12.) Schnappvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Grundkörper (1) eine flache in etwa herzförmige symmetrische Vertiefung mit den Wänden (2, 3) vorgesehen ist, daß die herzförmige Vertiefung in einem Bereich, der der Spitze (4) gegenüberliegt, eine, öffnung hat, daß in der herzförmigen Vertiefung die Feder (6) angeordnet ist und daß der Grundkörper mindestens im Bereich der herzförmigen Vertiefung durch eine Platte (11) abgedeckt ist. V

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    - r-

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13. 13.) Schnappvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) mindestens einen Schlitz (10) hat, in dem ein mit dem Tastknopf (7) verbundenes Stützblech (5) verschiebbar angeordnet ist.
14. 14.) Schnappvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in einem abgewinkelten Schlitz (9) des Grundkörpers (1) eine im Randbereich abgewinkelte Blende (12) angeordnet ist, daß der abgewinkelte Teil der Blende (12) eine Aussparung (17) aufweist und daß in diese Aussparung (17) die Feder (6) eingreift.
15. 15.) Schnappvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschläge (2, 3) starr mit dem beweglichen Widerlager (8) verbunden sind.
16. 16.) Schnappvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1., 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das unbewegliche Widerlager (H) außermittig angeordnet ist.
17. 17.) Schnappvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das unbewegliche Widerlager (4) als Klemmhalterung der Feder (6) ausgebildet ist.
18. 18.) Schnappvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schnappvorrichtungen zu einer baulichen Einheit zusammengefaßt sind.

    HÖ/b - 2U.U.1972

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