DE2513011C3 - Elektrischer Schnappschalter, insbesondere Kleinschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schnappschalter, insbesondere Kleinschalter, bei dem das Schnappsystem aus einem einzigen, eingespannten, dreidimensional verformten Federbiech besteht, das an cinesii Flächenabschnitt den Kontakt trägt und an einem anderen Flächenabschnitt einen Stellteil bildet, das zum Zweck des Umschnappens mit Hilfe eines Betätigungselements in Richtung auf die Einspannebene bewegbar ist.

Bei derartigen Schnappschaltern übernimmt das Federblech gleichzeitig die Funktion der Schnappfeder. Wenn nämlich das Stellteil genügend weit bewegt worden ist, schnappt das Federblech in eine der ursprünglichen Wölbung entgegengesetzte Wölbungslage um. Da nur ein Federblech benötigt wird, läßt sich der Schnappschalter sehr klein herstellen. Er eignet sich daher insbesondere für die Verwendung in Miniaturpressostaten, -thermostaten usw.

Bei einem bekannten Schnappschalter dieser Art (DT-OS 14 40 235) weist das Federblech 3 nebeneinander liegende Schenkel auf, die an einer Seite miteinander verbunden sind. Der mittlere Schenkel trägt den beweglichen Kontakt. An beiden äußeren Schenkeln greifen zwei das Federblech verformende Lager an. Das Betätigungselement muß gleichzeitig an zwei Stellbereichen, die außerhalb der beiden Lager an den äußeren Schenkeln vorgesehen sind, angreifen.

Bei einem anderen bekannten Schnappschalter (FR-PS 13 30 289) hat das Federblech Ringform. Der bewegliche Kontakt befindet sich an einem radial nach innen stehenden Kontaktarm. Der Stellteil ist auf der dem Kontaktarm gegenüberliegenden Seite des Ringes vorgesehen.

Die bekannten Schnappschalter haben den Nachteil, daß bei einer Verlagerung des Stellteils in Richtung auf die Einspannebene der Kontaktdruck nachläßt und unmittelbar vor dem Umschnappen praktisch auf Null absinkt. Dies hat zur Folge, daß der Kontakt, wenn das Federblech durch das Betätigungselement in die Nähe der Umschnappstellung gebracht worden ist, stark unter Erschütterungen leidet. Der Kontakt hat ferner eine hohe Prellneigung und wird häufig durch Abbrand geschädigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schnappschalter der eingangs beschriebenen Art anzugeben, der unter Beibehaltung seines einfachen Aufbaus immer einen ausreichenden Kontaktdruck hat und insbesondere trotz kleiner Abmessungen verhält-

nismäßig starke Ströme schalten kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Federblech zur Bildung einer Speicherfeder im Bereich des Stellteils einen mit ihm einstückigen Federarm aufweist, an dessen Ende das Betätigungselement angreift

Der als Speicherfeder dienende Federarm bringt keinen erhöhten Aufwand mit sich, da er einstückig mit dem Federblech ausgebildet ist. Bei dieser Konstruktion führt eine Bewegung des Betätigungselements nicht zu "° einer gleichen Bewegung des Stellteils; vielmehr bleibt das Stellteil unter gleichzeitigem Spannen des Federarms hinter der Bewegung des Betätigungselements zurück oder sogar völlig still stehen. Wenn jedoch die Kraft der Speicherfeder die Kraft des eingespannten Federblechs übersteigt, schnappt das System in die andere Schaltstellung um. Das Umscnnappen erfolgt auf jeden Fall, bevor das Federblech den Totpunkt erreicht hat Demzufolge ist auch der Kontaktdruck bis zum Umschnappen in einer ausreichenden Höhe gehalten. Sofort nach dem Umschnappen ergibt sich wiederum eine sichere Stellung des Schnappsystems, aus der es erst dann wieder zurückschnappen kann, wenn das Betätigungselement sich um eine Schaltdifferenz zurückbewegt hat. Wenn aber der Kontaktdruck nicht unter eine vorgegebene Minimalgröße, z.B. 10p, reduziert werden kann, ohne daß das Schnappsystem sofort umschnappt, ergibt sich trotz der Kleinheit ein erschütterungssicherer, prellfrei arbeitender und auch hohe Ströme sicher beherrschender Schnappschalter.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß das Federblech die Form eines ringförmigen Streifens mit benachbarten Enden aufweist, an einem Ende mittels eines Trägers fest gehalten ist, nahe dem anderen Ende an der Außenkante in einem Schneidenlager schwenkbar gelagert ist, wobei von dem dort befindlichen Stellteil der Federarm etwa radial nach innen abgeht, sowie zwischen den Enden den Kontakt aufweist. Ein solcher Schnappschalter erlaubt es, die Stromzuführung zum beweglichen Kontakt über das fest gehaltene Ende vorzunehmen. Außerdem lassen sich verhältnismäßig große Verformungen erzielen, da hierfür die gesamte Länge des ringförmigen Streifens zur Verfügung steht

Besonders günstig ist es, wenn auf der dem Betätigungselement gegenüberliegenden Seite des freien lindes des Federarms, eine Rückstellfeder angeordnet ist, an die sich der Federarm vor Erreichen der Einspannebene anlegt. Diese Rückstellfeder führt den Schnappschalter automatisch in die Ruhestellung zurück, wenn das Betätigungselement zurückbewegt wird.

Eine besonders einfache Baufcrm ergibt sich, wenn das Schneidenlager einstückig mit dem Träger ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich ein einfacher Aufbau, der durch die benachbarte Lage der beiden Enden des ringförmigen Streifens begünstigt ist. Außerdem sind die beiden Einspannstellen des Federblechs einander genau zugeordnet.

An dem Träger kann außerdem die Rückstellfeder befestigt sein. Bei einer Ausführungsform ist das Schneidenlager an einem in der Einspannebene verbiegbaren Lappen des als Blechformteil gestalteten Trägers ausgebildet. Durch Verbiegen des Lappens läßt sich die Ausgangs-Verformung des Federblechs und damit der Kontaktdruck einstellen.

Bei einer anderen Ausführungsform weist der Träger eine in Einspannebene verlaufende Auflagefläche auf und das Federblech ist mit seinem Ende auf ihr in der vorgegebenen Verformung festgeschweißt Hierbei kann die Ausgangs-Verformung des Federblechs auf einfache Weise dadurch erzielt werden, daß das Federblech während des Schweißvorgangs in der gewünschten Verformungslage gehalten wird.

Am Träger kann ein einstückig durch eine Isolierstoffscheibe greifender Fuß ausgebildet sein, an dessen dem Federblech abgewandter Seite eine Leitung anschließbar ist. Die Befestigung in der Isolierstoffscheibe reicht für das sichere Halten des Trägers aus. Die Isolierstoffscheibe kann ihrerseits bequem in einem Gerät angeordnet werden.

Ein sehr einfaches Bauteil ergibt sich, wenn ein das Widerlager aufweisender Lappen in Verlängerung des Fußes des als Blechformteil gestalteten Trägers verläuft und die Auflagefläche durch einen abgebogenen Lappen gebildet ist.

Mit Vorteil greift wenigstens ein zweiter Träger für einen festen Kontakt mit einem Fuß durch die Isolierstoffscheibe, auf dessen dem Federblech abgewandter Seite eine Leitung anschließbar ist.

Wenn der Fuß sägezahnartige Kanten hat, kann er allein durch Einpressen in der Isolierstoffscheibe gehalten sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die aus der Isolierstoffscheibe herausragenden Fußenden auf die Scheibe umgebogen und von einem Isolierstoffdeckel gegen die Scheibe gepreßt sind. Die einzelnen Träger sind dann zumindest nach Aufbringung des Isolierstoffdeckels sicher an Ort und Stelle gehalten. Die besonders kritische Zuordnung der beiden Lagerstellen für das Federblech ist durch die Anbringung an einem Träger sichergestellt.

Des weiteren kann die Isolierstoffscheibe in eine Hülse eingesetzt sein und die Pressung des Isolierstoffdeckels mittels eines Zugentlastungsdeckels erfolgen, der eine mittige Tülle für den Durchtritt eines elektrischen Kabels aufweist und am äußeren Umfang durch einen Bördelrand der Hülse niedergehalten ist. Der Zugentlastungsdeckel überträgt die Preßkraft vom Bördelrand auf den Isolierstoffdeckel und vermag gleichzeitig mit der Tülle, die gegebenenfalls zusammengequetscht werden kann, das Kabel sicher zu halten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

F i g. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Schnappschalter,

Fig.2 eine Draufsicht auf das Federblech und die Träger der F i g. 1,

F i g. 3 einen Querschnitt längs der Linie A-A in F i g. 2 durch das Federblech,

Fig.4 einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig.2, wobei der die feste Einspannstelle bildende Teil des Trägers fortgelassen worden ist,

Fig.5 einen Schnitt durch eine gegenüber Fig. 1 abgewandelte Ausführungsform,

F i g. 6 eine Stirnansicht eines abgewandelten Trägers für das Federblech und

F i g. 7 eine Seitenansicht des Trägers der F i g. 6.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 4 sind in einer Isolierstoffscheibe 11 mit einer rückseitigen Vertiefung ein erster Träger 12, ein zweiter Träger 13 für einen ersten festen Kontakt 14 und ein weiterer Träger 15 für einen zweiten festen Kontakt 16 gehalten. Sämtliche Träger sind mit einem Fuß 12a, 13a bzw. 15a durch die Isolierstoffscheibe 11 gesteckt und tragen am freien Fußende eine Klemmvorrichtung 17 zum

Anschließen einer Leitung. Ferner ist im Isoliergehäuse 11 ein Anschlag 18 vorgesehen. Ein starr bewegbares Betätigungselement 19 wird von einem nicht veranschaulichten Stellglied verlagert. Der bewegliche Kontakt 20 wird von einem Federblech 21 getragen, das die Form eines ringförmigen Streifens hat. Zwischen seinen Enden 23 und 24 befindet sich eine Unterbrechung 22. Das eine Ende 23 ist fest am ersten Träger 12 eingespannt, z. B. aufgeschweißt. Nahe dem anderen Ende ist es an der Außenkante 24 in einem Schneidenlager 25 schwenkbar gelagert. Das Schneidenlager ist an einem um die Linie 26 biegbaren Lappen 27 ausgebildet, der Teil eines Fortsatzes 28 des ersten Trägers 12 ist. Von diesem freien Ende 24 ragt ein Federarm 29 etwa radial nach innen. An diesem Federarm kann das Betätigungselement 19 angreifen. Ferner ist am Fortsatz 28 des Trägers 12 eine blattförmige Rückstellfeder 30 angebracht, die unterhalb des Federarms 29 oberhalb der Einspannebene endet.

Bei dieser Konstruktion wirkt der Federarm 29 als Speicherfeder. Ein bestimmter Weg 5 des Betätigungselements 19 wird unter gleichzeitigem Aufbau einer Federkraft auf das Federblech 21 derart übertragen, daß im Stellteil 31 der zur Einspannebene gemessene Wölbungswinkel abnimmt. Noch vor Erreichen der Einspannebene erfolgt das Umschnappen, weil die Querkraft des gewölbten Federblechs durch die im Federarm 29 gespeicherte Kraft überwunden wird. Bei einem solchen Schnappschalter nimmt zwar der Kontaktdruck ab, wenn sich der Wölbungswinkel verkleinert. Da aber das Umschnappen erfolgt, bevor die Einspannebene erreicht ist, wird der Kontaktdruck nicht zu Null, sondern behält einen endlichen, definierten Wert. Beim Umschnappen in die untere Endlage nimmt der Federarm 29 die Rückstellfeder 30 mit. Beim Rückgehen des Bctätigungselements 19 reicht deren Kraft aus, um das Federblech 21 wieder in die veranschaulichte Ruhelage zurückschnappen zu lassen.

Zum Einstellen dieses Schnappschalters gibt es drei Möglichkeiten. Der Arbeitsbereich kann durch Verbiegen des Federarms 29 eingestellt werden. Die Schaltdifferenz kann durch Verbiegen eines der beiden Kontaktträger 13 oder 15 eingestellt werden. Der Kontaktdruck kann durch Verbiegen des Lappens 27, also des Schneidenlagers 25, eingestellt werden.

Das Betätigungselement 19 kann von den verschiedensten Stellvorrichtungen betätigt werden, z. B. von einem flüssigkeitsgefüllten thermostatischen System, von einem dampfgefüllten System, dem eine Sollwertfeder entgegenwirkt, von einem mechanischen Lagefühler u. dgl.

Bei der Ausführungsform der Fig.5, bei der der Schnappschalter gegenüber F i g. 1 eine umgekehrte Lage hat. werden für entsprechende Teile um erhöhte Bezugszeichen gegenüber den Fig. 1 bis 4 verwendet. Eine Hülse 132 aus Metall nimmt im oberen Teil den Schnappschalter und im unteren, nicht dargestellten Teil eine das Betätigungselement 119

S steuernde Stellvorrichtung auf. Das Betätigungselement wirkt unter Zwischenschaltung einer Membran 133 auf den Federarm 129. Die Membran ist Teil einer Hülsen-Innenauskleidung 134, die es in Verbindung mit einem Isolierstoffdeckel 135 erlaubt, den Schnappschalter dicht einzukapseln. Die Isolierstoffscheibe 111 wird zwischen einer Stufe der Innenauskleidung 134 und dem Isolierstoffdeckel 135 sicher gehalten. Die freien Enden 112b und 113fc der Träger 112 und 113 (gleiches gilt für den Träger 115) sind nach dem Durchstecken durch die

Isolierstoffscheibe Ul umgebogen. Sie werden durch den Isolierstoffdeckel 135 gegen die Isolierstoffscheibe 111 gepreßt. Vertiefungen 136 in der Isolierstoffscheibe 111 und Ausschnitte 137 in den Trägern 112, 113 erlauben es, elektrische Leiter bei 117 anzulöten. Die Leiter werden mittels eines Kabels 138 zugeführt das durch einen Halsteil 139 des Isolierstoffdeckels 135 greift. Über dem Isolierstoffdeckel 135 liegt ein Zugentlastungsdeckel 140, der innen eine Tülle 141 aufweist und an seinem äußeren Umfang durch einen Bördelrand 142 der Hülse 132 übergriffen wird.

Bei der Montage wird so vorgegangen, daß zunächst der Schnappschalter fertiggestellt wird. Da seine wesentlichen Bestandteile auch nach dem Einbau in die Isolierstoffscheibe 111 frei zugänglich sind, kann er auch genau justiert werden. Dann wird die Isolierstoffscheibe 111 in die Hülse 132 eingebracht und durch den Isolierstoffdeckel 135 und den Zugentlastungsdeckel 140 abgedeckt. Nun wird auf den Zugentlastungsdeckel

140 der gewünschte Preßdruck aufgebracht und der Bördelrand 142 erzeugt. Schließlich wird noch die Tülle

141 zusammengequetscht, also etwa in ein Oval verformt, um sicherzustellen, daß das Kabel 138 nicht mehr herausgezogen werden kann. Als Isolierstoff für die verschiedenen Teile kommt beispielsweise ein Polyamid in Frage.

In den F i g. 6 und 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Federblech-Träger dargestellt, der gegenüber der Ausführungsform nach den F i g. t bis 4 um 200 erhöhte Bezugsze'rchen trägt Der Fuß 212a besitzt sägezahnförmige Kanten 243, die einen sicheren Halt in einer Isolierstoffscheibe durch einfaches Einpressen ermöglichen. In Verlängerung aeii Blechfußes ist ein Lappen 244 vorgesehen, der das Widerlager 225 trägt. Ein abgebogener Lappen 245 bildet an seiner Oberseite eine Auflagefläche 246 für das lediglich angedeutete Ende 223 des Federblechs. Dieses Ende 223 wird auf der Auflagefläche 246 festgeschweißt, während das Federblech bereits in das Widerlager 225 eingesetzt ist und in der gewünschten Spannlage festgehalten wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schnappschalter, insbesondere Kleinschalter, bei dem das Schnappsystem aus einem einzigen, eingespannten, dreidimensional verforni- s ten Federblech besteht, das an einem Flächenabschnitt den Kontakt trägt und an einem anderen Flächenabschnitt einen Stellteil bildet, das zum Zweck des Umschnappens mit Hufe eines Betätigungselements in Richtung auf die Einspannebene >o bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Federblech (21) zur Bildung einer Speicherfeder im Bereich des Stellteils (31) einen mit ihm einstückigen Federarm (29) aufweist, an dessen Ende das Betätigungselement (19) angreift.

2. Schnappschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federblech (21) die Form eines ringförmigen Streifens mit benachbarten Enden aufweist, an einem Ende (23) mittels eines Trägers (12) fest gehalten ist, nahe dem anderen Ende (24) an der Außenkante in einem Schneidenlager (25) schwenkbar gelagert ist, wobei von dem dort befindlichen Stellteil (31) der Federarm (29) etwa radial nach innen abgeht, sowie zwischen den Enden den Kontakt (20) aufweist.

3. Schnappschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dem Betätigungselement (19) gegenüberliegenden Seite des freien Endes des Federarms (29) eine Rückstellfeder (30) angeordnet ist, an die sich der Federarm vor Erreichen der Einspannebene anlegt.

4. Schnappschalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidenlager (25, 225) einstückig mit dem Träger (12, 212) ausgebildet ist.

5. Schnappschalter nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Träger (12) außerdem die Rückstellfeder (30) befestigt ist.

6. Schnappschalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidenlager (25) an einem in der Einspannebene verbiegbaren Lappen (27) des als Blechformteil gestalteten Trägers (12) ausgebildet ist.

7. Schnappschalter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (212) eine in Einspannrichtung verlaufende Auflagefläche (246) aufweist und das Federblech mit seinem Ende (223) auf ihr in der vorgegebenen Verformung geschweißt ist.

8. Schnappschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß am Träger (12, 112, 212) einstückig ein durch eine Isolierstoffscheibe (11, 111) greifender Fuß (12a, 112a, 212a) ausgebildet ist, an dessen dem Federblech abgewandter Seite eine Leitung anschließbar ist.

9. Schnappschalter nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerlager (225) aufweisender Lappen (244) in Verlängerung des Fußes (212a) des als Blechformteil gestalteten Trägers (212) verläuft und die Auflagefläche (246) durch einen abgebogenen Lappen (245) gebildet ist.

10. Schnappschalter nach Ansprüche oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein zweiter Träger (13,15) für einen festen Kontakt (14,16) mit einem Fuß (13a, 15a) durch die Isolierstoffscheibe (11) greift, auf dessen dem Federblech abgewandter Seite eine Leitung anschließbar ist.

11. Schnappschalter nach einem der Ansprüche 8

bis 10. dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß (212a) sägezahnartige Kanten (243) hat

12. Schnappschalter nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Isolierstoffscheibe (111) herausragenden Fußenden (1126 1136) auf die Scheibe umgebogen und von einem Isolierstoffdeckel (135) gegen die Scheibe gepreßt sind.

13. Schnappschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstoffscheibe (111) in eine Hülse (132) eingesetzt ist und die Pressung des Isolierstoffdeckels (135) mittels eines Zugentlastungsdeckels (140) erfolgt, der eine mittige Tülle (141) für den Durchtritt eines elektrischen Kabels (138) aufweist und am äußeren Umfang durch einen Bördelrand (142) der Hülse niedergehalten ist.