DE2432821C3 - Elektrischer Schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit ndcstcns einem in einem Schaltergehäuse vcrschiebr geführten Stößel zur Betätigung einer im Schalte!- häuse befestigten elektrischen Schaltvorrichtung, 'ischen der und dem Stößel ein Schaltbolzen geordnet ist. welcher beim Niederdrücken des Stößels im wesentlichen erst nach der Betätigung der Schaltvorrichtung teleskopartig in eine LängsDohrung des Stößels einschiebbar ist und eine Schulter aufweist, über die der Schallbolzen durch eine zwischen diesem und der Schaltvorrichtung angeordnete Feder getragen wird, sowie mit einer zwischen Schaltvorrichtung und Stößel angeordneten Rückstellfeder für den Stößel und einer im wesentlichen in der Längsbohrung des Stößels liegenden, in der Ruhestellung des letzteren entspann-

ten und die Stößel-Schaltbewegung auf den Schaltbolzen übertragenden Übertragungsfeder zwischen Stößel und Schaltbolzen.

Selbstverständlich muß bei solchen Schaltern die Federkonstante der Übenragungsfeder wesentlich größer als diejenige der Rückstellkraft der Schaltvorrichtung oder Einsatzelemenl sein, damit die letztere nach einem vorgegebenen Weg des Stößels betätigt wird.

Bei einem bekannten Schalter dieser Art liegt die Schulter des Schaltbolzens, über die dieser getragen wird, in der Ruhestellung des Stößels ungefähr in der Mitte der Stößel-Längsbohrung, die an dieser Stelle so abgestuft ist. daß sie im unteren Bereich einen größeren Durchmesser als im oberen Bereich aufweist. Gegen diese Stufe der Slößellängsbohrung und die Schulter des Schallbolzens liegt ein den letzteren umgebender Federteller unter der Wirkung der Stößelrüeksiellfeder an. so daß dieser nicht nur die Aufgabe zufällt, den Stößel zurückzustellen, sondern auch den Schaltbolzen zu tragen. Da nun die zwischen dem oberen Ende der Stößellängsbohrung und dem unteren Ende eines oben im Schallbolzen vorgesehenen Sackloches angeordnete Übertragungsfeder in der Ruhestellung des Stößels entspannt sein soll, ist dieses bekannte Svstem überbestimmt, da die Lage des Schaltbolzens relativ zum Stößel eigentlich durch die Stößelrückstellfedei und die Stufe der Stößcllängsbohrung bestimmt wird, si daß mit außerordentlich geringen Toleranzen gearbeitet werden muß, wenn die Übenragungsfeder in det Ruhestellung des Stößels einigermaßen entspannt sein soll. In diesen hohen Anforderungen an die Fertigungsgenauigkcit ist ein erster Nachteil des bekannter Schalters zu sehen.

Da der Fachmann natürlich weiß, daß er zur Erzielung

eines definierten Schaltpunkt ¹S die Übertragungsfedet relativ kräftig ausbilden muß, damit sie trotz dei Rückstellkraft der zu betätigenden Schaltvorrichtung bis zum Schaltpunkt nicht bzw. nur unwcsentlicr verformt wird, ist die Übertragungsfeder des bekannter Schalters außerordentlich kräftig dimensioniert, so dai das Verhältnis der Federkonstanlcn von Überiragungsfeder und Stößelrückstellfeder ungefähr 10 beträgt. Die; und die Tatsache, daß infolge des weit in die Stößellängsbohrung hineinragenden Schaltbolzens füi

die Übertragungsfeder nur wenig Platz zur Verfügung steht, führen außerdem dazu, daß im Endbereich de: Stößelweges die Übertragungsfeder vollständig zusam mengepreßt wird, was häufige Brüche der Übertra gungsfeder zur Folge hat. Außerdem tritt am Stößel unc an den diesen betätigenden Maschinenteilen ein starke! Verschleiß auf.

Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, einet Schalter der eingangs erwähnten Art so >:u verbessern daß er sich einfacher und billiger herstellen läßt. ohn< daß auf die Vorteile verzichtet werden muß, die cine it der Ruhestellung des Schalters entspannte Übertra gungsfeder mit sich bringt. In diesem Zusammenhanj muß auf eine weitere Gattung bekannter Schalle

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verwiesen werden, bei denen die /wischen Stößel und Schallbolzen angeordnete Übertragungsfeder im Ruhezustand des Schalters vorgespannt ist und Stößel, Obertragungsfeder und Schaltbolzen eine vormontierte Einheit darstellen. Bei diesen bekannten Schaltern werden nämlich vorgespannte Übertragungsfeder und der mit einem Bund als Widerlager für die lct/terc ausgestattete Schaltbolzcn durcn einen Bördel oder einen eingeschweißten Ring am unteren Ende des Stößels in dessen Längsbohrung gehalten. Dies ist aber nachteilig, und zwar nicht nur wegen des zusätzlichen Arbeitsganges des Umbördelns des unteren Randes des Stößels oder des Anschweißens eines Ringes, sondern auch deshalb, weil dann kein kontinuierlicher Durchlauf bei der Schaltermontage erreicht werden kann. κ.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird nun gemäß der Erfindung vorgeschlagen, einen Schalter der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß die den Schaltbolzen über dessen Schulter tragende Keder eine von der Stößelrückstcllfeder getrennte Tragfeder ist, welche eine wesentlich geringere [ ederkonstante ;ils die Übertragungsfeder besitzt und den Schaltbol/en gegen die I bertragungsfeder anlegt. Λ11Ι diese Weise wird erreicht, daß der Stößelrückstellleder lediglich die Aufgabe zufällt, den Stößel zurückzustellen, so daß in der Ruhestellung des Schalters ausschließlich die Länge der Übertragungsfedcr die Lage des Schaltbol/ens relativ zum Stößel bestimmt, was ja für die Er/ielun« eines definierten Schallpunkles wesentlich ist. Damit die iJbertragungsfeder in der Ruhestellung des Stößels im wesentlichen entspannt ist und auch bis /um Schalten der Schaltvorrichtung im wesentlichen entspannt bleibt, besitzt die Tragfeder eine sehr geringe I ederkonstante. w as ja deshalb möglich ist, weil sie lediglich das Gewicht des Schaitbol/ens zu tragen hat, um /11 vermeiden, daß in der Ruhestellung des Schallers der Schaltbol/en /wischen Übertragungsfedcr und Schaltvorrichtung hin- und herfallen kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Schalter muß also nur die Übertragungsfedcr hinsichtlich ihrer Lange genau bearbeitet werden.

Da es bei dem erfindungsgemäßen Schalter nicht erforderlich ist, den Schaltbolzcn bis in den Bereich einer Stufe der Stößcllängsbohrung in den Stößel hineinragen /u lassen, weil die Stößclriicksiellfeder den Schaltbol/en nicht tragen muß. ermöglicht es das Grundprinzip der Erfindung auch, für die Übertragungsfedcr mehr Plat/ /u schaffen. Zu diesem Zweck wird der Schaltbolzcn so dimensioniert, daß sein Widerlager für die Übertragungsfedcr in der Ruhestellung des Schalters ungefähr im Bereich des der Schaltvorrichtung zugekehrten Stößelcndcs liegt. Für die Übertragungsfeder steht dann die ganze Länge der Stößellängsbohrung zur Verfügung. Auf diese Weise werden Brüche der Übertragungsfeder während des sogenannten Nachlaufs vermieden, d. h. in demjenigen Bereich des Stößelweges, der sich an die Betätigung der Schaltvorrichtung anschließt und längs dem der Schaltbolzen in den Stößel eingefahren wird.

Es wurde auch festgestellt, daß die Übertragungsfcder im Verhältnis zu der Slößelrückstellfcdcr längst nicht so steif wie bei der eingangs geschilderten Konstruktion ausgebildet werden muß. Bei einer bevorzugten Ausführungsform de. erfindungsgemäßen Schalters liegt das Verhältnis der Federkonstanten von Übertragungsfeder und Stößelrückstellfeder ungefähr /wischen 2 und 4, vorzugsweise zwischen 2.5 und 3,5 und insbesondere beträgt dieses Verhältnis 3. Auch durch diese schwächere Bemessung der IJbertragungsfeder kinn erreicht werden, daß diese am Ende des Stößelweges nicht vollständig zusammengedrückt wird und nicht brechen kann. Es ist hervorzuheben, daß die erfindungsgemäße Dimensionierung der Übertragungsfeder angesichts der geringen Rückslellkrälle der Sehaltvorrichlungen oder Einsatzelemente vollständig ausreicht, um /u gewährleisten, daß die Übertragungsfeder bis /um Schaltpunkl im wesentlichen unverformi bleibt. Die schwächere Dimer.sionierung der Übertragimgsfeder im Vergleich zu der eingangs geschilderten, bekannten Konstruktion bringt außerdem den Vorteil mit sich, daß am Stößel und an einem diesen betätigenden Nocken ein geringerer Verschleiß auftritt.

Wi<- bereits erwähnt, soll die Tragfeder lediglich ein Spiel des .Schaltbolzens in Längsrichtung \ermeiden. Deshalb, und um eine Verformung der Übertragungsleder bis zum Schaltpunkl der Schaltvorrichtung mit Sicherheit auszuschließen, beträgt bei der bevor/ugien Ausführungsform der Erfindung die l'ederkonsiünic dor Tragfeder ungefähr ^l/w ilcrjeroacn der I Ibcnrnniinash'-der.

Weitere Merkmale. Einzelheiten und Vorteile dei Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen iiiid'odcr aus tier nachfolgenden Beschreibung und der /cichncnseliL-n Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform lies erlindungsgemäßen Schalters; es /eigt

l'ig. 1 einen Schnitt durch den Schalter, und /war in einer die Slößelachse enthaltenden Ebene: dieser Schnitt kann natürlich einen Einfachschalter durch einen sogenannten Reihen-Gren/tastcr mit mehreren Stößeln und Schaltxorrichtungcn darstellen.

E i g. 2a - 2e l'ederkennlinien für die verschiedenen im Schalter gemäß l'ig. 1 verwendeten ledern sowie deren Summe.

Im ein/einen zeigt die Γ i g. 2a die Federkennlinie der Tragfeder für den Schaltbolzcn, die E i g. 2b die Federkennlinie für die .Stößelrückstellfeder, die F i g. 2c diejenige der Überiragungsfeder, die l'ig. 2d den Verlauf der Rückstellkraft der Schaltvorrichtung, auch Einsat/element genannt, und die l'ig. 2e den Verlaul der am Stößel wirksamen Gesamtkraft.

In dem in F i g. 1 als Ganzes mit IO bezeichneten Schaltergehäuse ist eine der Führung eines Stößels 12 dienende Buchse 14 befestigt. Das Schaltergehäuse besitzt einen Innenraum 16, welcher oben durch eine Anlagefläche 18 begrenzt wird. In einer Ausnehmung der letzteren sind eine Membran 20 sowie eine Trägerplatte 22 mittels Schrauben 24 so befestigt, daß die I interscilc der Trägerplatte 22 mit der Anlagcfläclie 18 fluchtet. Die aus einem gummielastischcn Material bestehende Membran 20 deckt eine Öffnung 26 in der Trägerplatte 22 ab und dient dazu, den Innenraum 16 des Schaltergehäuscs flüssigkeits- und staubdicht gegen dessen Bohrung 28 abzugrenzen, welche die Buchse 14 und den Stößel 12 aufnimmt. Auf der Membran lieg! noch eine Auffahrplattc 30, die ebenfalls eine Öffnung 32 besitzt.

Ein dem Stößel 12 zugeordnetes Einsatzclement 34 wird mittels zweier in Gewindebohrungen 36 des Schaltergehäuses eingeschraubter Schrauben 38 und 40 gehalten, und um das Einsat/.element in Richtung der Stößelbcwegiing justieren zu können, durchgreift die Schraube 40 eine in einem Schlitz des Schaltcrgchäuses gehaltene Feder 42. gegen deren Wirkung die Schraube 40 angezogen wird. Dabei kippt das Einsatzelement um die rechte obere Kante 44 seines Gehäuses. Nachzutragen bleibt noch, daß die Membran 30 im Bereich der

öffnung 26 eine Verdickung 46 besitzt, die auf dem Schaltglied 48 des Einsatzelements 34 aufliegt.

Der Stößel 12 hat eine abgestufte Längsbohrung 50, in der eine Stößelrückslellfeder 52 sowie eine Überlragungsfeder 54 gehalten werden. Die Rückstellfeder 52 stützt sich auf der Auffahrplatte 30 ab und hält einen Flansch 56 am unteren Ende des Stößels 12 gegen die Schulter der abgestuften Bohrung 28. Ebenfalls auf der Auffahrplatte sitzt eine Tragfeder 58 für einen Schaltbolzen 60 auf, die den letzteren über den Bund 62 trägt. Zur Lagesicherung der Rückstellfeder 52 und der Tragfeder 58 ist in der Auffahrplatle 30 eine Ringnut 64 vorgesehen. Die Tragfeder 58 hält den Schallbolz.cn 60 mit seinem Bund 62 gegen das untere Ende der Übertragungsfeder 54, die hinsichtlich ihrer Länge maßlich genau bearbeitet worden ist. und /war bestimmt sich die Länge der Übertragungsledcr aus folgendem: Schalter der beschriebenen Art sind so genormt, daß das Einsat/.clcmcnt 34 geschaltet ist, wenn der Stößel 12 um 2 mm nach unten geschoben wurde. Hieraus, aus der Länge des Schaltbolzcns 60 und der Dicke des Bereiches der Membran 20 über dem Schaliglicd 48. resultiert die Länge der Übertragungsfeder54.

Um sicherzustellen, daß der Schaltbolzen 60 nach seiner Montage nicht nach oben aus der Öffnung 32 in der Auffahrplatte 30 heraustreten kann, besitzt er ein kegelstumpfförmiges unteres Ende 60.7 mit einer zurückspringenden Schulter 60b. und am Rand der Öffnung Ϊ2 der AulTahrplatte 30 ist ein diese Schulter hintergreifender Ringbcrcich 32;) vorgesehen, Fertigt man die Aulfahrplalte 30 aus einem elastisch nachgiebigen Material, beispielsweise Kunststoff, so kann der .Schaltbolzen 60 dank der kegeligen Fläche seines unteren Endes beider Montageden Ringbercich32,7der Auffahrplatte aufweiten, später jedoch nicht mehr aus der Öffnung 32 nach oben heraustreten.

Wie die Fig. 2a — 2e erkennen lassen, ist die FederkonsUinte der Übertragungsfeder 54 wesentlich größer als die Summe der Federkonstanten von Tragfeder 58 und Schaliglicd 48, so daß beim Herunterdrücken des Stößels 12 die Überiragungsfcder 54 im wesentlichen unverforml bleibt, bis das Einsatzelcmcnt 34 geschaltet hat. Dann, oder kurz danach, kann der Schaltbolzen 60 nicht mehr weiter nach unten bewegt werden, z. B. weil er mit einer Schulter auf der Auffahrplatte 30 aufsitzt, worauf beim weiteren Herunterdrücken des Stößels 12 die Überiragungsfcder 54 zusammengedrückt wird. Wie die F i g. 1 erkennen läßt, dient die Rückstellfeder 52 ausschließlich der Rückstellung des Stößels 12, und die Tragfeder 58 muß nur so kräftig sein, daß ein Spiel des Schaltbolzcns 60 in der Ruhestellung des Stößels 12 vermieden wird, d. h.. die Tragfeder 58 muß lediglich das Gewicht des Schaltbolzcns tragen können und diesen gegen die

Übertragungsfeder 54 anlegen.

Charakteristisch für den erfindungsgemäßen Schalter ist der ausgeprägte Knick 70 im Verlauf der Siößel-ßetätigungskraft (siehe Fig. 2c); dieser Knick kennzeichnet diejenige Stelle im Verschiebeweg des Stößels, an der die Verformung der Übertragungsfeder 54 beginnt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   1 Elektrischer Schalter mit mindestens einem in einem Schaltergehäuse verschiebbar geführten Stöße' zur Betätigung einer im Schaltergehäuse befestigten elektrischen Schallvorrichtung, zwischen der und dem Stößel ein Schaltbolzen angeordnet ist, welcher beim Niederdrücken des Stößels im wesentlichen erst nach der Betätigung der Schaltvorrichtung teleskopartig in eine Längsbohrung des Stößels einschiebbar ist und eine Schulter aufweist, über die der Schaltbolzen durch eine zwischen diesem und der Schaltvorrichtung angeordnete Feder getragen wird, sowie mit einer zwischen Schaltvorrichtung und Stößel angeordneten Rückstellfeder für den Stößel und einer in wesentlichen in der Längsbohning des Stößels liegenden, in der Ruhestellung des letzteren entspannten und die Stößel-Schaltbewegung auf den Schalibol/.cn über-Iragenden Überiragungsfedcr zwischen Stößel und Schaltbolzen, d a il u ich g e k e η η ζ e ι c h η e t. daß die den Schaltbolzen (60) über dessen Schulter (62) tragende leder eine von der Stößel-Rückstellfeder (52) getrennte Tragfeder (58) ist. welche eine wesentlich geringere Federkonstante als die Übertragungsfeder (54) besitzt und den Schallbolzen (60) gegen die let/tere anlegt.
2. 2 Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerlager (62) des .Schaltbolzens (60) für die Überiragungsfeder (54) in der Ruhestellung des Schalters ungefähr im Bereich des der Schaltvorrichtung (34) zugekehrten Stößelendes (56) liegt.
3. 3. Schalter nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Federkonstanten von Übenragungsfeder (54) und Stößel-Rückstellleder (52) ungefähr /wischen 2 und 4. vorzugsweise zwischen 2.5 und 3,5, liegt, und insbesondere 3 beträgt.
4. 4. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federkonstante der Tragfeder (58) ungefähr ¹ZiO derjenigen der Übertragungsfeder (54) beträgt.
5. 5. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltbolzen (60) einen Bund (62) aufweist, an dem sich sowohl die Trag- als auch die Übertragungsfeder (58 bzw. 54) abstützt.
6. 6. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltbolzen (60) an seinem der Schaltvorrichtung (34) zugekehrten Ende (60,j) eine Konusfläche und über dieser eine zurückspringende Schulter (606) besitzt, mit denen der Schaltbolzen im Schalter eine Öffnung (32) mit die Schulter hintergreifendem Öffnungsrand (32<i) durchgreift.