DE2516070B2

DE2516070B2 - Elektrischer schalter

Info

Publication number: DE2516070B2
Application number: DE19752516070
Authority: DE
Inventors: William Edward Clanfield Hampshire Ward (Grossbritannien)
Original assignee: Illinois Tool Works Ine, Chicago, 111. (V-StA.)
Priority date: 1974-04-19
Filing date: 1975-04-12
Publication date: 1977-12-15
Also published as: DE2516070A1; US4002866A; CA1027618A; GB1490995A; AU8030375A; DE2516070C3; FR2268341B1; FR2268341A1; AR204355A1; NL7504658A; ZA752400B; JPS50143662A; BR7502335A; IT1037429B

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter, äbesondere zum Anzünden von Gasgeräten, mit eim Gehäuse, einem ersten Kontaktelement aus elaschem biegsamen Material, das als ein mittleres :nster umgrenzender Rahmen ausgebildet ist, der in ner Ebene liegt und aus einer Basis, zwei gegenüber- :genden Seiten und einer Spitze besteht, wobei die asis am Gehäuse befestigt und der übrige TeU des ahmens beweglich ist, einem Anschlag am Gehäuse ir die Spitze des Rahmens, einem zweiten Kontaktement, das am Gehäuse zur Spitze des Rahmens beichbart befestigt ist, und einem Betätigungselement für das erste Kontaktelement rr.it einer mittleren Bohrung zur Aufnahme einer den Schalter betätigenden Welle, deren Achse quer zur Ebene des Rahmens verläutt und in bezug auf das Fenster ausgerichtet ist, wobei das Betätigungselement relativ zum Gehäuse in Richtung der Bohrungsachse hin- und herbewegbar und mit Anschlägen versehen ist, die mit den Seiten des Rahmens zusammenwirken, und das erste Kontaktelement eine Zunge aufweist, die aus einem der Spitze des Rahmens benachbarten Bereich in das Fenster vorsteht und sich mit ihrem freien Ende so gegen ein Auflager stützt, daß die Zunge unter Vorspannung steht. Ein derartiger Schalter ist aus der US-PS 3194911 bekannt. Der Schalter wird durch axiales

ι '> Verschieben der Weile betätigt, durch die eine bewegliche Scheibe gegen die Seiten einer Metallfeder (erstes Kontaktelement) gepreßt wird, worauf sie die Metallfeder verbiegt und damit eine Trennung der Kontakte bewirkt. Bei diesem bekannten Schalter ist

-" die Metallfeder mit ihrer Basis an einer Schaltergrundplatte befestigt, während in dem beweglichen Teil der Metallfeder von der Spitze des Rahmens eine Zunge in das Fenster vorsteht und sich mit ihrem freien Ende so gegen ein Auflager stützt, daß die

-'"> Zunge unter Vorspannung steht. Das Auflager wird hierbei durch ein Winkelstück gebildet, das an die Schaltergrundplatte angenietet ist. Wird die Welle zurückbewegt, so gibt die bewegliche Scheibe die Metallfeder wieder frei, so daß diese in eine Lage zurück-

ii) schnellen kann, bei der beide Kontakte wieder miteinander in Berührung stehen.

Dieser bekannte Schalter weist eine im großen und ganzen zufriedenstellende Funktionsweise auf. Er besitzt jedoch einige Nachteile, auf die nachstehend hingewiesen wird. So ist der Schalter beispielsweise aus einer Vielzahl von Teilen zusammengesetzt, die in recht mühseliger Weise zusammenmontiert werden müssen. Für die Fertigung der Schaltergrundplatte sind beispielsweise die folgenden Montagevorgänge

M) erforderlich:

a) Montage des Anschlages;

b) Montage der Metallfeder (erstes Kontaktelement);

c) Montage des als Anschlag dienenden Winkel-4) Stückes;

d) Einsetzen der beweglichen Scheibe; und

e) Montage des zweiten Kontaktelementes.
Hinzu kommt, daß der auf diese Weise vormontierte Schalter dann noch in einem geeigneten Ge-

)» häuse untergebracht werden muß. Man erkennt, daß die Herstellung des Schalters infolge der Vielzahl der zu montierenden Teile ausgesprochen aufwendig und kostspielig ist. Des weiteren bringt die Befestigung des Anschlages, des Winkelstückes und des zweiten Kon-

V) taktelementes an der Schaltergrundplatte die Gefahr mit sich, daß sich die Teile bei längerem Gebrauch lösen können und somit keine sichere Funktionsweise des Schalters gegeben ist. Dies trifft insbesondere fin das als Auflager für die Zunge der Metallfeder die-

b<> nende Winkelstück zu, durch dessen Lösen von de ι Grundplatte die Metallfeder nicht mehr in der vorstehend beschriebenen Weise funktionieren kann.

Ausgehend von der US-PS 3 194911 liegt der Er findung die Aufgabe zugrunde, einen elektrischer

b"> Schalter mit vereinfachtem Aufbau und erhöhter Le bensdauer zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei einem eingangs beschrie benen Schalter dadurch gelöst, daß das erste Kontakt

S(I

t »ine zweite Zunge aufweist, die ebenfalls aus ^;lt'^neJir Stutze des Rahmens benachbarten Bereich ^le? Fenster vorsteht, wobei beide Zunge.! von der ⁿ „c auseinanderlaufen, und daß einstückig mit ^Gehäuse ein Ansatz ausgebildet ist, der sich ¹VHaS Fenster erstreckt, das Betätigungselement htund eine Führung dafür vorsieht, mit Schlitze λ ^umShln ist die die Anschläge des Betätigungselement aufnehmen, und neben dem Auflager für die 5Zunge ein zweites Auflager fur die zweite Zunge '

^VOrrfh?rraschenderw.;ise wurde festgestellt, daß bei ,·· erem Gebrauch des aus der US-PS 3194911 betten Schalters an der Zunge der Metallfeder relanße Ermüdungserscheinungen auftraten. Dieser Ä trat bei Zungen größerer Länge in verringertem nifane auf. Um nunmehr ohne Vergrößerung der ^Abmessungen des Schalters die Zungenlange ^Auli?^na _zu können, sind erfindungsgemaß statt einer ■i Zungen vorgesehen, die von der Spitze ns auseinanderlaufend in das Fenster vor-ιηα somit seitlich von der den Schalter betätien Welle gelagert sein können. Darüber hinaus • , ,i« Schaltergehäuse erfindungsgemäß so ausgebil- £_t daß es einen Ansatz aufweist, der sich durch das Fenster erstreckt, das Betätigungselement umgibt und ein" Führung dafür vorsieht, mit Schlitzen versehen ,Hip Anschläge des Betätigungselementes aufneh- ^n und neben dem Auflager für die erste Zunge weites Auflager für die zweite Zunge vorsieht. W uSnVmmtlei der Erfindung das Schaltergehäuse selbst die Aufgabe der Lagerung der Zungen des ersten Kontaktelementes sowie der Ausbildung eSes Anschlages für dessen Spitze und zugleich der Führung des Betätigungselementes, ohne daß hierfür u Lsonderte Bauteile montiert werden müßten. Damit fird der Aufbau des Schalters wesentlich vereinfacht, was geringere Herstellungskosten sowie eine sicherere Sktioiiweise mit sich bringt. Durch die erfindungs-Lmäßen" Maßnahmen wird insgesamt die nutzbare « lebensdauer des Schalters erhöht.

Zweckmäßigerweise besteht das erste Kontaktelement aus Metallblech gleichförmiger Dicke und tragt eten Kontaktknopf an der Spitze des Rahmens wobei dieses erste Kontaktelement um eine die Achse -. der Bohrung des Betätigungselementes enthaltende und durch den Kontaktknopf hindurchlaufende Ebene bilateral symmetrisch ist. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist jedes Auflager durch eine Stufenfläche gebildet, die sich parallel zur Ebene des Rahmens erstreckt und durch eine Schulterfläche, die senkrecht zur Ebene des Rahmens veräuft Die beiden Zungen sind vorteilhafterweise jewe Is der Länge nach gebogen und beide in bezug auf d?e Rahmenebene in demselben Sinne konkav, wöbe, durch^Lagerung der Zungen an den AuHagern des Ansatzes deren Krümmung vergrößert wird.

Das Gehäuse besteht zweckmäßigerweise aus einem Hauptteil und einer Abdeckung wöbe, der ESuptteU aus einem einstückigen Gußte.l aus Kunststoff besteht der ein starkes Füllmaterial enthalt Die Abdeckung des Gehäuses ist an dem Hauptteil be e-S so daß dadurch das erste und zweite Kontaktelemeni in dem Gehäuse fest gelagert sind und die Bewegungen des Betätigungselementes begrenzt werden, giefes hat zweckmäßigerweise die Form einer sich um eine mittlere Bohrung zur Aufnahme einer den Schalter betätigenden Welle erstreckenden Hülse mit dm metral gegenüberliegenden Stiften, wekhe die Anschläge bilden, die mit den Seiten des Rahmens des ersten Kontaktelementes zusammenwirken.

Für einen Ein-Aus-Schalter kann der fur die Spitze des Rahmens des ersten Kontaktelementes vorgesehene Anschlag durch einen Teil des Gehäuses, beispielsweise der Abdeckung, gebildet sein. Fur einen Zweiwegeschalter kann der Anschlag jedoch auch von einem dritten Kontaktelement vorgesehen werden

Das feste zweite Kontaktelement ,st vorzugsweise in Form einer Stange ausgebildet, jährend sich die Basis des ersten Kontaktelementes in fester leitender Verbindungmit einer weiteren Metallstange befindet Beide Stangen weisen einen von der Außenseite des Gehäuses zugänglichen Endabschn.tt auf. Diese Endabschnitte liegen in Ebenen lotrecht zu der Rahmen ebene, während sich der übrige Teil jeder Stange parallel zu der Rahmenebene erstreckt.

Bei den vorstehend beschriebenen Ausfuhrungs-. formen wird das Betätigungselement als Folge einer Axialbewegung der Spindel, die sich durch das Betätigungselement hindurcherstreckt und einen Sprengring Trägt, axial bewegt. In einer wahlweise möglichen Anordnung ist die Gashahnspindelbewegung lediglich -, eine Drehbewegung, und der Schalter «t so abgewandelt, daß er durch diese Drehbewegung betätig wer-

den kann. , ~ uy,,_CP.c

Hierbei weist der Schalter innerhalb des Gehäuses einen Nockenkörper in axialer Fluchtlage mit dem BeTtigungseleme'nt auf, wobei der Nockenkörper und das Betätigungselement gegeneinander anstoßende Stirnseiten besitzen, die so ausgebildet sind daß eine Drehbewegung des Nockenkörpers relativ^ zu dem Gehäuse eine Axialbewegung des Betatigungsele mentes relativ zum Gehäuse hervorruft.

In den Zeichnungen ist eine Ausfuhrungstorm des elektrischen Schalters gemäß der Erfindung darge ^SteFig^Ei Sf auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Gashahnes und eines erfindungsge-

Schalter nach der Linie IH-III der Fig. .

Fig. 4 eine Seitenansicht des Schalters bei Blickrichtung in Richtung des Pfeiles IV in Fig. 2,

Fig. 5 und 6 Schnitte nach den Linien V-V und VI-VI in Fig. 2, und

Fig. 7 und 8 Teilschnitte nach den Linien VII-VII

und VIII-VIII in Fig. 2.

Der in den Zeichnungen gezeigte Schalter besteht aus einem aus Kunststoff gegossenen Gehäuse mit zwei Teilen, nämlich einem Hauptteil 1 und einer Abi deckung 2. Wenn der Schalter zusammengebaut ist, erfaßt ein Rand 3 auf der Abdeckung einen Flansch auf dem Hauptteil.

Das Schaltergehäuse nimmt einen Schnappschalter

a;:f, welcher ein erstes federndes Kontaktelement

ο aus Metallblech von gleichmäßiger Dicke enthält, das

einen ein Mittelfenster 6 begrenzenden Rahmen

aufweist. Der Rahmen ist im ungespannten Zustanc

' *-:^^Vi „nc\ hesteht aus ei-

und einer Spitze Si. uic üaiis= ^. ._,-.._..

schweißung bei 34, 35 an eine Metallstange 38 ange schweißt und zwischen den gegenüberliegenden Sei ten der Gehäuseteile 1 und 2 eingespannt, wie ii

Fig. 8 gezeigt. Die Spitze 37 des ersten Kontaktelementes 7 ist frei beweglich und trägt einen beweglichen Kontakt 9, der mit einem festen zweiten Kontaktelement 10 zusammenwirkt.

Das erste Element 7 ist des weiteren mit angeformten Zungen 11 und 12 versehen, die sich aus dem Bereich der Spitze 37 in das Fenster 6 hineinerstrecken und von der Spitze aus auseinanderlaufen. Die Zungen laufen in freie Enden aus, welche sich gegen Auflager stützen, die in einem mit dem Gehäuseteil 1 einstückig ausgebildeten Ansatz 13 vorgesehen sind. Jedes Auflager ist durch eine Stufenfläche 30 und eine Schulterfläche 31 begrenzt. Die Stufenfiächen 30 liegen in einer gemeinsamen Ebene parallel zur Basis 8 des ersten Kontaktelementes 7. Die Schulterflächen 31 erstrecken sich lotrecht zu dieser Ebene und jeweils lotrecht zu den entsprechenden Zungen 11, 12. Die Zungen sind im ungespannten Zustand gebogen und beide in demselben Sinne konkav ausgebildet; die Lage der Schulterflächen 31 ist der Art, daß die Zungen im zusammengebauten Zustand in Längsrichtung unter Druck stehen und daher stärker konkav sind. Für die Betätigung des Schalters ist ein aus Kunststoff gegossenes, hohles zylindrisches Betätigungselement 14 vorgesehen, das sich durch den Ansatz 13 hindurcherstreckt und durch Anschläge 15 und 16 an einer Drehbewegung gehindert wird, welche in den in dem Ansatz 13 gebildeten Schlitzen 17, 18 liegen und gegen die Seiten 32, 33 des ersten Kontaktelementes 7 stoßen.

Zur Betätigung des Schalters wird das Betätigungselement 14 axial entgegen der normalen Beaufschlagungswirkung des ersten Kontaktelementes 7 auf das Betätigungselement 14 verschoben. Diese Verschiebung verursacht ein Durchbiegen der Seiten 32, 33 des ersten Kontaktelementes 7 und damit eine Verschiebung des Biegepunktes von einer Seite der die Auflager auf dem Ansatz 13 und den beweglichen Kontakt 9 verbindenden Linie zur anderen Seite der Linie, so daß der bewegliche Kontakt 9 mit dem festen zweiten Kontaktelement 10 eine Schnappverbindung bildet.

Wenn das Betätigungselement 14 freigegeben wird, führt die Beaufschlagungswirkung des ersten Kontaktelementcs 7 das Bestätigungselement 14 und das erste Kontaktelement 7 in ihre Ausgangsstellungen zurück. Wenn dies eintritt, bewegt sich der bewegliche Kontakt 9 in einer Schnappbewegung von dem festen zweiten Kontaktelement 10 fort und bewegt sich so lange, bis die gegenüberliegende Seite des beweglichen Kontakts 9 einen Anschlag 39 (Fig. 3, 5 und 7) auf dem Abdeckungsteil 2 des Gehäuses erfaßt.

Der Schalter ist für eine Montage mittels Schrauben 40 (siehe Fig. 1), welche sich durch Löcher 21 und 22 des Gehäuses hindurcherstrecken, auf dem Gashahn 41 eines Gaskochers vorgesehen, wobei sich die übliche Spindel 42 des Gashahns durch eine Mittelbohrung 23 in dem Betätigungselement 14 hindurcherstreckt. Im Betrieb des Kochers wird ein auf der Spindel befestigter Stellknopf 43 gedrückt und zur Abgabe von Gas an den betreffenden Brenner gedreht. Beim Herunterdrücken des Knopfes 43 erfaßt ein Sprengring 45, der in einer Nut 46 der Spindel gelagert ist, eine Stirnseite 50 des Betätigungsclementes 14. Die Stirnseite steht von dem Schaltergehäuse vor. Der letzte kleine Teil der Axialbewcgung des Stcuerknopfes43 und der Spindel verursacht eine Betätigung des Schalters. Dadurch wird ein elektrischer

Gaszündkreis geschlossen, welcher zwischen den Elektroden in der Nachbarschaft des Brenners Funken zum Zünden des Gases erzeugt. Derartige Zündkreise sind bekannt und bilden keinen Teil der Erfindung. Wenn der Druck auf dem Knopf 43 nachläßt, kehrt der Schalter unter der Wirkung des federnden ersten Kontaktelementes 7 in seine Normallage zurück, um den Gaszündkreis zu unterbrechen. Diese Rückbewegung tiitt ungeachtet der Winkelstellung des Knopfes 43 ein. Der Gashahn enthält einen L-förmigen Schlitz, der mit einem Stift 44 auf der Spindel 42 zusammenwirkt. Der Rand 49 des Schlitzes ist etwas breiter als der Stift, so daß die Spindel, welche durch eine Feder (nicht gezeigt) innerhalb des Hahnes 41 nach außen gedrückt wird, sich axial genügend bewegen kann, um den Schalter zu öffnen und zu schließen.

Das zweite Kontaktelement 10 und die Stange 38 weisen blattförmige Endabschnitte 24 und 25 auf, die durch die miteinander verriegelten Gehäuseteile 1 und 2 in Stellung gehalten werden und so angeordnet sind, daß sie von den Anschlüssen von elektrischen Leitungen (nicht gezeigt) erfaßt werden können, die im Preßsitz in die Hohlräume 26 und 27 eingebracht werden. Das Kontaktelement 10 und die Stange 38 sind jeweils aus Metallblech hergestellt, und der mittlere Abschnitt derselben liegt parallel zu der allgemeinen Ebene des Rahmens des ersten Kontaktelementes 7, während die Endabschnitte 24, 25 und ebenso die Ansätze 47,48 in Ebenen lotrecht zu dieser Ebene liegen.

Um eine lange Lebensdauer, insbesondere an den Auflagern zu erreichen, werden die Gehäuseteile vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gegossen, das einen starken Füller enthält, z. B. aus mit Glas verstärktem Polyamid.

In dem bis dahin beschriebenen Beispiel wird das Betätigungselement 14 als Folge einer Axialbewegung der Spindel 42, die sich durch das Betätigungselement hindurcherstreckt und den Sprengring 45 trägt, axial bewegt. In einer wahlweise möglichen Anordnung ist die Gashahnspindelbewegung lediglich eine Drehbewegung, und der Schalter ist so abgewandelt, daß ei durch diese Drehbewegung betätigt werden kann.

Bei der Abwandlung handelt es sich um eine Ver kürzung der axialen Länge des Betätigungseiemenie« 14, so daß die Stirnseite 50 innerhalb des Gehäuse; liegt, eine Veränderung der Form der Stirnseite 5( sowie Hinzufügung eines Nockenkörpers zu derr Schalter, der axial mit dem Betätigungselement aus gerichtet ist, während der Sprengring 45 auf der Spin del in Fortfall kommt. Der Nockenkörper hat ein< D-förmige Bohrung, in welche die Spindel 42 hinein paßt, so daß der Nockenkttrper durch die Spindel ge dreht wird. Der Nockenkörper ist in der kreisförmige] öffnung der Abdeckung 2 des Gehäuses gleitend ge lagert und drückt mit einem Flansch gegen die Innen Seite der Abdeckung. Der Nockenkörper stößt mit ei ncr Stirnseite gegen die Stirnseite des Betätigungsele mcntcs. Diese Stirnseiten sind so ausgebildet, daß ein Drehbewegung des Nockenkörpers relativ zu der Gehäuse eine Axialbewegung des Betätigungselt mcntcs relativ zu dem Gehäuse hervorruft. Zum Bespiel kann die Stirnseite des Betätigungsclemenk flach sein, jedoch in einer Ebene in einem Winkel vo weniger als 90° zu der Achse (z. B. 80°) liegen, wiil vend die Stirnseite des Nockenkörpers einen Vo: sprung aufweist, der allein das Betätigungselement c

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faßt. Wahlweise kann jede anstoßende Stirnseite ein Teil einer axial gerichteten spiralförmigen Fläche sein.

Es kann erforderlich sein, die Tiefe des Gehäuses zur Aufnahme des Nockenkörpers zu vergrößern.

Eine weitere wahlweise Möglichkeit besteht darin.

den Nockenkörper außerhalb ties Gehäuses vorzusehen und durch einen Gewindestift, einen Stift oder anderweitig an der Spindel zu befestigen, während das Betätigungselement mit einer Stirnseite durch die Öffnung der Abdeckung hindurchreicht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schalter, insbesondere zum Anzünden von Gasgeräten, mit einem Gehäuse, einem ersten Kontaktelement aus elastischem biegsamen Material, das als ein mittleres Fenster umgrenzender Rahmen ausgebildet ist, der in einer Ebene liegt und aus einer Basis, zwei gegenüberliegenden Seiten und einer Spitze besteht, wobei die Basis am Gehäuse befestigt und der übrige Teil des Rahmeas beweglich ist, einem Anschlag am Gehäuse für die Spitze des Rahmens, einem zweiten Kontaktelement, das am Gehäuse zur Spitze des Rahmens benachbart befestigt ist, und einem Betätigungselement für das erste Kontaktelement mit einer mittleren Bohrung zur Aufnahme einer den Schalter betätigenden Welle, deren Achse quer zur Ebene des Rahmens verläuft und in bezug auf das Fenster ausgerichtet ist, wobei das Betätigungselement relativ zum Gehäuse in Richtung der Bohrungsachse hin- und herbewegbar und mit Anschlägen versehen ist, die mit den Seiten des Rahmens zusammenwirken, und das erste Kontaktelement eine Zunge aufweist, die aus einem der Spitze des Rahmens benachbarten Bereich in das Fenster vorsteht und sich mit ihrem freien Ende so gegen ein Auflager stützt, daß die Zunge unter Vorspannung steht, dadurch, gekennzeichnet, daß das erste Kontaktelement (7) eine zweite Zunge (12) aufweist, die ebenfalls aus dem der Spitze (37) des Rahmens (5) benachbarten Bereich in das Fenster vorsteht, wobei beide Zungen (11,12) von der Spitze aus auseinanderlaufen, und daß einstückig mit dem Gehäuse (1) ein Ansatz (13) ausgebildet ist, der sich durch das Fenster (6) erstreckt, das Betätigungselement (14) umgibt und eine Führung dafür vorsieht, mit Schlitzen (17,18) versehen ist, die die Anschläge (15, 16) des Betätiguiigselementes aufnehmen, und neben dem Auflager (30, 31) für die erste Zunge (11) ein zweites Auflager für die zweite Zunge (12) vorsieht.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Auflager durch eine Stufenfläche (30) gebildet ist, die sich parallel zur Ebene des Rahmens (5) erstreckt und durch eine Schulterfläche (31), die senkrecht zur Ebene des Rahmens verläuft.