DE2245206B2 - Elektrischer Schalter mit Doppelkipper - Google Patents

Description

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch 55 gelöst, daß zumindest drei Einfachkipper relativ zu-

Die vorliegende Erfindung betrifft einen elek- einander so angeordnet sind, daß jedes funktionell trischen Schalter mit Doppelkipper, mit mindestens Element der Einfachkipper gleichzeitig Bestandteil einem ortsfesten Drehgelenk, zwei Festkontakten mindestens zweier Einfachkipper ist, daß mindestens und einem beweglichen Kontakt sowie einem beweg- zwei Elemente der Einfachkipper als Druckfedern liehen Betätigungselement. 60 ausgebildet sind und in der gleichen Richtung wirken

Bei derartigen Schaltern mit Doppelkippcr geht es und die Positionierung des beweglichen KontaktevS im Prinzip darum, zwei Einfachkipper in einem EIe- sichern, daß mindestens zwei der Elemente der Einmcnt zusammenzufassen, um zwei stabile Schalt- fachkipper als annähernd starre Verbindungsteile Stellungen zu erhalten. ausgebildet und gelenkig und kraftschlüssig mitein-

Schalter. die diesem Erfordernis entsprechen, sind 65 ander verbunden sind und nur auf Zug beansprucht bekannt. Es sollen hier nur einige wenige dieser werden, so daß die Summe der DifFerenzwege aller Ausführungen beschrieben werden. So ist beispiels- Einfachkipper kleiner ist als der DifTcrenzweg eines weise ein Schrumnschalter bekannt, der aus einer einzelnen, daß der Nachlaufweg funktionell" unbe-

schränkt ist und daß die Summe der auf den beweglichen Kontakt wirkenden Federkräfte während der Schaitvorgänge ihr Vorzeichen wechselt, bevor das Betätigungselement den Schnittpunkt der Verlängerung des zwischen einem beweglichen Gelenk und einem ortsfesten Drehgelenk befindlichen Spannelementes und der Betätigungslinie erreicht, so daß an den Festkontakten der Zustand »Kontaktdruck gleich NuIU- nicht als Dauerzustand möglich ist.

Um einen solchen Doppelkipper unter den bestmöglichen Bedingungen arbeiten zu lassen, werden, einer weiteren Ausbildung der Erfindung gemäß, die starren Verbindungsteile in einer Lamelle zusammengefaßt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein funktionssicherer, relativ einfach herstellbarer Doppelichalter mit kleinem DifTerenzweg und funktionell unbeschränktem Nachlauf realisiert werden kann. Im weiteren bietet der erfindungsgemäße Doppelkipper gegenüber den bekannten den für die Schaltungstechnik wesentlichen Vorteil, daß der Kontaktdruck des beweglichen Kontaktes auf den jeweils festen Anschlag vor dem Schaltvorgang eher zu- als abnimmt, so daß der Zustand Kontaktdruck gleich Null nicht als Dauerzustand möglich ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Erfindungsgegenstandes,

F i g. 2 ein Kontaktdruckdiagramm des erfindungsgemäßen Doppelkippers,

F i g. 3 eine Seitenansicht einer möglichen Ausführungsvariante und

F i g. 4 eine Aufsicht auf den Doppelkipper der Fig. 3.

Aus "ig. 1 ist der schematische Aufbau des erfindungsgemäßen Schalters ersichtlich, wobei zugunsten der besseren Verständlichkeit das Schaltergehäuse, die elektrischen Anschlüsse, die Elemente für die Rückstellung und anderes weggelassen wurde. Man erkennt das ortsfeste Drehgelenk 1, die beiden Festkontakte 2 und 3, den beweglichen Kontakt 4, zwei Hilfsanschläge S und 6, die beiden Gelenke 7 und 8, welche die beiden starren und auf Zug beanspruchten Verbindungsteile 9 und 10 kraftschlüssig, aber gelenkig mit den Spaimelementen 11 und 12, mit ihren Druckfedern 13 und 14, verbinden. Im weiteren erkennt man die Betätigungslinie 15, welcher das Betätigungselement 16 bei Betätigung entlanggeführt wird. Die Symmetrieachse 17 des Doppelkippers ist ebenfalls dargestellt, wie auch die Zwischenwinkel λ und β sowie der Kontaktdruck P_k, der durch den Pfeil 18 veranschaulicht wird.

Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Schalters läßt sich an Hand dieser schematischen Darstellung (Fig. 1) leicht erklären. Befindet sich das Betätigungselement 16 in der gezeichneten Stellung, so drücken das Gelenk 7 und der bewegliche Kontakt 4 der Wirkung der beiden Druckfedern 13 und 14 wegen gegen die Anschläge 5 und 2. Das Verbindungsteil 10 ist dabei auf Zug beansprucht, genau wie das Verbindmvgsteil 9. Wird nun das Betätigungselement 16 in Richtung gegen die Symmetrieachse 17 hin bewegt, ninviH die Anpreßkraft des Gelenkes 7 wegen des kleiner werdenden Zwischenwinkels -* laufend ab, wogegen die Zugspannung im Verbindungsteil 9 aus demselben Grunde zunimmt, Während dieser Bewegung des Betätigungselementes 16 ändert sich der Zwischenwinkel β nur unwesentlich, da das Gelenk 7 sich nur ganz gering in Richtung der

Betäligungslinie 15 hin verschiebt. Das im Gegunuhrzeigersinn auf den beweglichen Kontakt 4 wirkende Drehmoment bleibt praktisch konstant, da die durch die Druckfeder 14 auf das Gelenk 8 wirkende Kraft eher zu- als abnimmt. Sum it bleibt der Kontaktdruck P₁. in Richtung des Pfeiles 18 ebenfalls praktisch unverändert. Spätestens wenn das Betätigungselement 16 sich etwas unterhalb des Schnittpunktes 19 zwischen der Betätigungslinie 15 mit der Verlängerung 20 des Spannelementes 11 befindet, springt der

durch das Spannelement 11 und das Verbindungsteil 9 gebildete Einfachkipper in seine zweite stabile Lage über, so daß das Gelenk 7 auf den Hilfsanschlag 6 zu liegen kommt. Dieser Schaltvorgang verläuft in der Praxis allerdings anders, da die durch

ao das Verbindungsteil 10 aui das Gelenk 7 ausgeübte Kraftkomponente mitberücl·:.· ichtigt werden muß. So ist es bei richtiger Dimensionierung sowohl der beiden Druckfedern 13 und 14 wie auch bei richtig gewähltem Abstand zwischen dem ortsfesten Drehgelenk 1 und der Betätigungslinie 15 durchaus möglich, den aus den Teilen 9 und 11 bestehenden Eir.fachkipper bereits zum Umspringen zu bringen, bevor das Betätigungselement 16 den Punkt 19 erreicht. Dies ist, wie bereits erwähnt wurde, ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen Schalters. Es ist selbstverständlich, daß der durch das Verbindungsteil 10 und das Spannelement 12 gebildete Hinfachkipper in dem Augenblick umschnappt, in dem das Gelenk 7 die durch das Spannelement 12 gebildete Achse schneidet. Gleichzeitig wird auch der bewegliche Kontakt 4 schlagartig vom Festkontakt 2 zum Festkontakt 3 überspringen. Der Zustand des »Kontaktdruck gleich Null« kann somit nie als Dauerzustand auftreten, da diese Bedingung nur erfüllt würde, wenn das Gelenk 7 längere Zeit in der Stellung bleiben würde, in der sich das Verbindungsteil 10 parallel zum Spannelement 14 befindet, was aber unmöglich ist, da diese Stellung des Gelenkes 7 unstabil ist und während des Umschnappens des Einfachkippers 9/11 durchlaufen wird. Wesentlich ist dabei, daß der Kontaktdruck P_k schlagartig sein Vorzeichen ändert und in der dem Pfeil 18 entgegengesetzten Richtung auf den beweglichen Kontakt 4 einwirkt.

F i g. 2 veranschaulicht den Verlauf des Kontaktdruckes P_k. Dabei ist auf der Ordinate 21 der Kontaktdruck P_k und auf der Abszisse 22 der Weg des Setätigungselementes 16 auf der Betätigungslinie 15 aufgetragen. Entsprechend diesem Diagramm bleibt der Kontaktdruck P_k während der Bewegung des Beiätigungselementes 16 vorerst konstant, um dann allmählich etwas anzusteigen, bis der Punkt 23 erreicht wird, an welchem das Gelenk 7 (Fig. I) die Achse des Spannelementes 12 (Fig. 1) schneidet, um schlagartig sein Vorzeichen zu wechseln, was dazu

führt, daß die Abszisse 22 in 24 geschnitten wird. Nachdem der bewegliche Kontakt 4 auf den Festkontakt 3 (F i g. 1) aufgeschlagen hat, was dem Punkt 25 des Diagramines entspricht, bleibt der Kontaktdruck P_k unabhängig vom Nachlauf des Betätigungselementes 16 wiederum konstant.

Der Rückschaltvorgang erfolgt auf analoge Weise, indem der Kontaktdruck P_k bis zum Punkt 26 des Diagrammes wiederum praktisch konstant verläuft,

um über 27 nach 28 zurückzuspringen. Der Differenzweg des Doppelkippers als Ganzes, der durch die Distanz zwischen den Punkten 24 und 27 definiert ist, wird dabei maximal gleich groß, bei richtiger Dimcnsionicrung aller Elemente jedoch kleiner als beispielsweise der DifTercnzweg des durch 9 und 11 gebildeten Einfachkippers.

Ein praktisches Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schalters ist in den F i g. 3 und 4 dargestellt, wobei mit der F i g. 1 korrespondierende Teile gleiche Referenznummern tragen. Die beiden starren Verbindungsteile 9 und 10 (F i g. 1) sind dabei in einer Lamelle 29 zusammengefaßt worden, ohne aber die einzelnen Elemente verloren zu haben. So sind insbesondere das Gelenk 7, das Verbindungsteil 9 sowie das Verbindungsteil 10 unverändert vorhanden. Dabei ist zu bemerken, daß das Verbindungsteil 9 verlängert und sein freies Ende 9« im Schaltergehäuse 30 verankert wurde. Das Betätigungselement 16 ist als Stößel ausgebildet, dessen Längsachse der Betätigungslinie IS entspricht. Das ortsfeste Drehgelenk 1, an welchem die beiden Druckfedern 13 und 14 gelagert sind, befindet sich an der Schneide eines im Schaltergehäuse 30 verankerten Trägers 31. Die beiden Gelenke 7 und 8 werden durch speziell ausgebildete Teile der Lamelle 29 gebildet und dienen den Druckfedern 13 und 14 als Lagerpunkte. Unverändert vorhanden sind ebenfalls die beiden Festkontakte 2 und 3 sowie der bewegliche Kontakt 4. Die Symmetrieachse 17 entspricht genauso derjenigen der F i g. 1 wie die Hilfsanschlägc 5 und 6. Die Form der Lamelle 29 sowie die Anordnung der Druckfedern 13 und 14 ist leichter aus Fig. 4 ersichtlich. Dabei erkennt man die beiden Aussparungen 32 und 33. welche in der Lamelle 29 angebracht sind und die Positionierung der Druckfedern 13 und 14 erlauben

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

ι 2 fest eingespannten und mit einet daran angeschlos- Paieniansprüche: senen Arbeitsfeder versehenen Schaltwippe besteht, die mit Hilfe eines Stößels und einer Rückholfeder

1. Elektrischer Schaller mit Doppelkipper, mit angetrieben ist. Dabei setzt sich das aus dem Übermindestens einem ortsfesten Drehgeleuk (i), zwei 5 seizungsarm und der Arbeitsfeder bestehende System Festkontakten (2, 3) und einem beweglichen Kon- vor Erreichen des Nullpunktes dtr Kontaktkraft in takt (4) sowie einem beweglichen Betätigungs- Bewegung (schweizerische Patentschrift 50 362). Ein element (16), dadurch gekennzeichnet, anderer bekannter Kleinschalter besteht aus einem daß zumindest drei Einfachkipper (9/11, 10/12 durch zu kurze Einspannung bogenförmig gewölbten und 10/11) relativ zueinander so angeordnet sind, io Bandfedersireifen, der nahe dem einen Einspannende daß jedes funktionell Element (9,10,11,12) der von einem Stellglied beaufschlagt wird und am Einfachkipper (9/11, 10/12 und 10/11) gleich- anderen Einspannende wenigsten^ eine längsgerichzeitig Bestandteil mindestens zweier Einfach- tete Zunge besitzt, deren freies Ende jeweils auf eine kipper ist, daß mindestens zwei Elemente (11, 12) tier beiden gegenüberliegender. Arbeitsstellen drückt der Einfachkipper (9/11, 10/12 und 10/11) als 15 (deutsches Gebrauchsmuster 1 781 459). Eine weitere Druckfedern (13, 14) ausgebildet sind und in der Ausführungsform eines Schnappschaltwerkes, bei dem gleichen Richtung wirken und die Positionierung zwei ortsfeste Kontakte durch die Schnappbev/egung des beweglichen Kontaktes (4) sichern, daß min- einer Kontaktbrücke miteinander verbunden oder destens zwei (*"-r Elemente (9, 10, 11, 12) der voneinander getrennt werden und die Schnappbewe-Einfachkipper (9/11, 10/12 und 10/11) als an- 20 gung der Brücke durch eine zwischen ihr und der nähernd starre Verbindungsteile (9, 10) ausge- zwangläufig gesteuerten Zunge einer rahmenförmigen bildet und gelenkig und kraftschlüssig mitein- Blattfeder herbeigeführt wird, wobei letztere mit ander verbunden sind und nur auf Zug bean- ihrem freien Ende an der die Kontakte tragenden spracht werden, so daß die Summe der Differenz- Brücke zwischen den beiden Kontakten angreift und wege aller Einfachkipper (9/11, 10/12 und 10/11) 25 mit ihrem anderen Ende sich am freien Ende der kleiner ist als der Differenzweg eines einzelnen, Zunge der rahmenförmigen Feder 'ibstützt, ist so daß der Nachlaufweg funktionell unbeschränkt aufgebaut, daß die Einhängepunkte der C- und ist und daß die Summe der auf den beweglichen .Q-förmigen Feder so nahe beieinanderliegen, daß Kontakt wirkenden Federkräfte während der die Verbindungslinie zwischen denselben mit der Schaltvorgänge ihr Vorzeichen wechselt, bevor das 3° rahmenförmigen Blattfeder einen Winkel von wenig-Betätigungselement (16) den Schnittpunkt (19) der stens 20° bildet (deutsches Gebrauchsmuster Verlängerung des zwischen einem beweglichen 1 774 178). Wiederum eine andere Ausführungs-Gelenk (7) und einem ortsfeste.' Drehgelenk (1) Variante eines Kleinschalters mit Schnappmechanisbefindlichen Spannelementes (11) und der Be- mus ist so aufgebaut, daß außer einer die beweglichen tätigungslinie (15) erreicht, so daß an den Fest- 35 Kontakte tragenden Kontaktbrücke ein Schalthebel kontakten (2, 3) der Zustand »Kontaktdruck vorgesehen ist, der erst nach Erreichen seiner Totlage gleich Null« nicht als Dauerzustand möglich ist. eine Ausschaltkraft auf die Kontaktbrücke ausübt

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn- (schweizerische Patentschrift 38c 417).

zeichnet, daß die starren Verbindungsteile in Alle diese bekannten Schnappschalter weisen aber

einer Lamelle (29) zusammengefaßt sind. 40 den Nachteil auf, daß sie aufwendig und teilweise

3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn- so konstruiert sind, daß einzelne Elemente überzeichnet, daß die Gelenke (7, 8) durch spezielle beansprucht werden, oder aber die Differenzwege Formgebung der Lamelle (29) gebildet sind. zwischen den Schaltpunkten verhältnismäßig groß

4. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ausfallen. Als Hauptnachteil muß jedoch angesehen zeichnet, daß er eine zentrale Druckfeder (14) 45 werden, daß in Verbindung mit obigen Nachteilen und, aus Symmetriegründen, zwei äußere Druck- noch eine Schaltphase auftreten kann, bei welcher federn (13, 13') aufweist. der Kontaktdruck gleich Null ist und es unter Um-

5. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekenn- ständen bleiben kann, was aber den Bestrebungen zeichnet, daß ein Lamellenende (9a) im Schalter- nach langer Lebensdauer und sauberen Schaltvorgängehäuse (30) verankert ist. 50 gen diametral entgegenläuft.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, einen Schalter mit Doppelkipper zu realisieren, der keinen

der obenerwähnten Nachteile aufweist.