DE2545554A1

DE2545554A1 - Elektrischer schiebeschalter

Info

Publication number: DE2545554A1
Application number: DE19752545554
Authority: DE
Inventors: Ronald H Arthur
Original assignee: AMF Inc
Current assignee: AMF Inc
Priority date: 1974-10-17
Filing date: 1975-10-10
Publication date: 1976-04-29
Also published as: US3922510A; GB1485224A

Description

Patentanwälte Dipl. -Ii^g. F.¥e;ckmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K.Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

SAHA

8 MÜNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

AMF INCORPORATED, 777 Westehester Avenue, White Plains,

New York, 10604, V.St.A.

Elektrischer Schiebeschalter

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit mehreren stationären Kontakten, die auf einer Bahn angeordnet sind, und mit einem Schleifkontakt, der entlang der Bahn mittels eines Kontaktträgers verschiebbar ist, um wahlweise bestimmte stationäre Kontakte zu berühren, wobei der Kontaktträger auf der Bahn zwischen GrenzschaltStellungen mit Hilfe einer Wippe verschiebbar ist, die zwischen stationär zum bewegbaren Kontaktträger angeordneten seitlichen Stützen schwenkbar gehaltert ist. Es können beispielsweise drei stationäre Kontakte vorgesehen sein, die von einer Fläche einer ebenen Isolierplatte wegragen. Der Schleifkontakt ist in einem Kontaktträger befestigt, der in einem Gehäuse verschieblich ist. Der Kontaktträger kann sich parallel zu der die stationären Kontakte enthaltenden Bahn frei bewegen, so daß der Schleifkontakt bei seiner Fortbewegung auf der Bahn wahlweise mit unterschiedlichen Paaren stationärer Kontakte eine Verbindung herstellt bzw. unterbricht, um auf diese Weise eine Umschaltung vorzunehmen. Eine Wippe dient als Betätigungselement für den verschieblichen Kontaktträger.

Der vorstehend beschriebene Typ eines Schiebeschalters ist äußerst populär und in großem umfang in Gebrauch, weil er verhältnismäßig bequem und kostensparend herzustellen ist. Ein

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Mangel hat sich jedoch im Gebrauch einiger preisgünstiger Schiebeschalter herausgestellt, nämlich daß diese gewöhnlich keinen zwangsläufigen Schnapp- und Haltemechanismus haben, der den Schleifkontakt in zwangsschlüssigem Kontakt mit den stationären Kontakten hält. Wenn der Schleifkontakt sich ungewollt von einem stationären Kontakt entfernen will und dabei dicht davor ist, den Kontakt zu unterbrechen, während er zugleich sich einem anderen stationären Kontakt nähert und dicht davor ist, mit diesem einen Kontakt herzustellen, können die Kontakte durch Funkenüberschlag schwer beschädigt werden.

In der US-PS 3 737 601 ist in Fig.1 ein einrastbarer Schiebeschalter mit Wippe beschrieben, der den Schleifkontaktträger in jeder der beiden Schaltstellungen zwangsläufig festhält. In diesem Schalter ist eine Übertotpunktfeder zwischen der Unterseite einer schwenkbaren Wippe und dem Oberteil des verschieblichen Kontaktträgers angeordnet. Die Feder ist ein flacher, blattartiger Körper, der unter Kompression gehalten wird, um den Kontaktträger Übertotpunkt einrasten zu lessen, während er von der schwenkenden Wippe auf der Bahn entlanggeschoben wird. Der einrastbare Schalter gemäß dieser PS arbeitet in vielen Fällen befriedigend, jedoch hat sich seine Nutzlebensdauer nicht als lang genug erwiesen. Bs hat sich herausgestellt, daß aufgrund der von der Blattfeder auf den Kontaktträger ausgeübten, nach abwärts gerichteten Kraft der Kontaktdruck zwischen dem Schleifkontakt und den stationären Kontakten wesentlich verstärkt wird, wodurch die Abnutzung der Kontakte zunimmt und die Nutzlebensdauer des Schalters verkürzt wird. Außerdem wird durch die abwärts gerichtete Kraft die Unterseite des Kontaktträgers in Reibungskontakt gegen die Oberseite der Isolierplatte gedrückt, die die stationären Kontakte trägt. Hierdurch kommt es zu einem Abrieb zwischen dem Kontaktträger und der Isolierplatte und es entsteht verunreinigender Staub und gröberer Abrieb, die die Kontakte beeinträchtigen. Zudem kann die Reibung zwischen dem Kontaktträger und der Isolierplatte ein festes Einrasten verhindern·

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Die Erfindung "bezweckt, diese Mängel zu beseitigen. Gemäß der Erfindung ist ein elektrischer Schalter der eingangs erwähnten Art mit einer Übertotpunktfeder versehen, die mit der schwenkbaren Wippe und mit den Stützen, in denen die Wippe gehaltert ist, in funktioneller Verbindung ist. Die genaue Konstruktion ist in dem kennzeichnenden Teil des ersten Anspruchs dargelegt. Auf diese Weise kann die Wippe und damit auch der Kontaktträger und der Schleifkontakt einrasten, aber die Feder ist andererseits nicht mit dem Kontaktträger in Berührung und übt daher auf denselben nicht die übermäßige abwärts gerichtete Kraft aus, die, wie sich herausgestellt hat, zu dem starken Verschleiß der Kontakte beiträgt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen«

Fig.1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen einrastbaren Wippenschalters}

Pig.2 und 3 eine seitliche bzw. transversale Schnittansicht des in Fig.1 dargestellten Schalters;

Fig.4 eine perspektivische Ansicht der in dem erfindungsgemässen Schalter verwendeten Druckfeder.

Der in Fig.1 gezeigte Schalter 10 weist drei stationäre Kontakte 12, 13 und 14 auf, die über die Oberfläche einer ebenen Isolierplatte 17 vorstehen. Die stationären Kontakte stehen in leitender Verbindung mit zugehörigen Kontaktstiften 12', 13* und 14'. Ein Schleifkontakt 18 ist aus einem dünnen Kupferstreifen gebildet und in Gestalt einer Feder geformt. Der Schleifkontakt 18 ist in einer Einsenkung 20 in einem Kontaktträger 22 aus Kunststoff aufgenommen. Der Kontaktträger ist horizontal hin- und herbewegbar, wobei der Schleifkontakt 18 wahlweise den stationären Kontakt 13 mit einem der beiden anderen stationären Kontakte 12 oder 14 verbindet. Der Kontaktträger 22 ist mit einem Betätigungselement 24 versehen,

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das nach oben ragt.

Ein Schaltergehäuse 27 ist als längliche, dreiseitige Schale ausgebildet, die in ihrer Deckfläche eine Öffnung 28 hat, durch die das Betätigungselement 24 vorsteht. Die Länge der öffnung 28 bestimmt die Grenzen der Verschiebung des Kontaktträgers 22. Das Schaltergehäuse 27 weist entlang seinen beiden Unterkanten mehrere Nasen 29 auf, die eine rippenverbindung mit der ebenen Isolierplatte 17 an deren Unterseite herstellen, um den Schalter als Einheit zusammenzuhalten.

An der Oberseite des Sohaltergehäuses 27 ist ein Wippenhalter 30 befestigt. Der Halter 30 hat einen Unterteil 31 mit einer öffnung 33, durch die das Betätigungselement 24 des Schleifkontaktes gesteckt ist. Die öffnung 33 kann auch dazu beitragen, den BewegungsSpielraum des Kontaktträgers 22 zu begrenzen, muß dies aber nicht tun. Der Wippenhalter 30 kann an dem Schaltergehäuse 27 bleibend befestigt sein, etwa durch Punktschweissen oder mittels umgebogener Lappen, oder er kann· ein angeformter Bestandteil des Schaltergehäuses 27 sein.

Der Wippenhalter 30 ist auch noch mit vertikalen seitlichen Stützen 36 versehen, die an ihren oberen Enden einen Schwenkzapfen 37 tragen. Auf dem Schwenkzapfen 37 ist eine Wippe 40 schwenkbar gehaltert« Der untere Teil der Wippe 40 bildet eine Einsenkung 42, die zwei Betätigungsfinger 44 und 45 zu beiden Seiten des unteren Teils formt. Die Pinger 44 und 45 sind derart konstruiert und angeordnet, daß sie gleitend an der linken bzw. rechten vertikalen Seitenfläche 48 und 49 des Betätigungselementes 24 anliegen. Wenn die Wippe um den Schwenkzapfen 37 schwenkt, erteilen die Pinger 44 und 43 dem Betätigungselement 24 eine horizontale Bewegung, die den Kontaktträger 22 und den Schleifkontakt 18 über die stationären Kontakte 12, 13 und 14 gleiten läßt, wodurch selektiv zwischen diesen eine Verbindung hergestellt bzw. unterbrochen wird.

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Die zwangsweise Rastung bei der Bewegung der Wippe 40 wird durch eine Drahtfeder 55 erzeugt, die im großen und ganzen die form eines umgekehrten U hat. Die seitlichen Schenkel 56 der feder 55 sind zueinander parallel und quer zu ihrer Länge gebogen, wie am besten aus fig.4 ersichtlich. Ein horizontaler Steg 58 verbindet die seitlichen Schenkel 56. Die Unterenden der Schenkel 56 haben kurze horizontale Ansätze 57» die von den zugehörigen Schenkeln in entgegengesetzter Richtung nach außen ragen.

In den Pig.2 und 3 ist die feder 55 eingesetzt gezeigt, wobei man sieht, daß der Steg 58 in einer Nut 61 an der Unterseite der Wippe 40 aufgenommen ist und die horizontalen Ansätze 57 an den Unterenden der Schenkel 56 in entsprechende Schlitze 63 in den seitlichen Stützen 36 des Handgriffhalters 30 greifen. Die Drahtfeder 55 ist derart konstruiert und angeordnet, daß sie ständig in einer annähernd vertikalen Richtung zwischen der Wippe 40 und den seitlichen Stützen 36 komprimiert ist, siehe die fig.2 und 3. -

Die Nut 61 an der Wippe 40 ist derart angeordnet, daß, wenn sich die Wippe 40 in einer Zwisohensteilung zwischen ihren beiden Endlagen befindet, beispielsweise in der Mitte, die Nut 61 den Schlitzen 63 am nächsten zu liegen kommt. In dieser Stellung steht die feder 55 unter maximaler Kompression und speichert ein Maximum an Energie. Wenn sich die Wippe 40 von dieser Mittelstellung nach irgendeiner Seite bewegt, gibt die feder 55 wenigstens einen Teil ihrer gespeicherten Energie ab, um eine Schnappwirkung zu erzeugen und die Wippe 40 in eine Endstellung zu überführen und darin festzuhalten. Mit Hilfe der Betätigungsfinger 44 und 45 der Wippe 40, die auf das Betätigungselement 24 des Schleifkontaktes einwirken, wird der Kontaktträger 22 ebenfalls unter Einrasten in seine entsprechende Grenzstellung überführt. An den beiden Grenzstellungen des Kontaktträgers 22 befindet sich der horizontale Steg 58 der feder 55 auf der einen bzw. anderen Seite einer

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— C —

Vertikalebene, die den Schwenkzapfen 37 und die Schlitze 63 in den seitlichen Stützen 36 enthält. Während des Umlegens der Wippe 4-0 von der einen in die andere Grenzstellung nimmt die Kompressionskraft an der Feder 55 zu, bis der Steg 58 die Mittelstellung erreicht hat. Wenn dann die Wippe weiter geschwenkt wird, nimmt die Kompressionskraft bis zu einem Minimum an der anderen Grenzstellung der Wippe 40 und des Kontaktträgers 22 ab. Dadurch kommt eine Übertotpunktrastung zustande, die den Kontaktträger 22 in seinen Grenzstellungen festhält, um so einen sicheren und festen Kontakt zwischen dem Schleifkontakt 18 und dem gewählten stationären Kontaktpaar 13»12 bzw. 13»H herzustellen.

Wie ersichtlich, wirkt die in der Feder 55 gespeicherte Kompressionskraft nicht auf den Kontaktträger 22 ein, weil die Feder zwischen der Wippe 40 und den seitlichen Stützen 36 unter Druck gehalten ist. Demzufolge ist kein zusätzlicher Kontaktdruck zwischen dem Schleifkontakt und den stationären Kontakten vorhanden.

Aus obiger Beschreibung wird deutlich, daß eine zwangsweise Übertotpunktrastung für eine Wippe vorgesehen ist, die einen Schiebeschalter schaltet und daß die Mittel für die gewünschte Rastung aus einer wohlfeilen U-förmigen Drahtfeder bestehen, deren Schenkel gebogen sind. Die Feder ist einfach herzustellen ■und zu installieren. Die von der Feder 55 vorgesehene Korapressionskraft kann geändert werden, indem man die Feder gegen eine mit anderen Abmessungen und/oder anderem Material austauscht oder indem man die Stellen in den seitlichen Stützen 36 verändert, wo die kurzen horizontalen Ansätze 57 eingreifen und um die die Feder 55 schwenkt. Anstelle der Schlitze 63 in den seitlichen Stützen 36 können nämlich eine Reihe runder Löcher vorgesehen sein, so daß die lage der kurzen horizontalen Ansätze 57 der Feder 55 veränderbar ist.

Die Feder 55 ist in Fig.4 in einem besondere zweckmäßigen Aus-

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führungsbeispiel gezeigt. Andere Ausführungen einer Druckfeder können jedoch auch zwischen der Wippe 40 und einer oder
beiden Stützen 36 verwendet werden. Beispielsweise kann eine Feder verwendet werden, die im wesentlichen aus einer Hälfte der Feder 55 besteht. In diesem Fall gäbe es nur einen horizontalen Ansatz 57, der in einen Schlitz 63 einer seitlichen
Stütze 36 eingreifen würde, und nur etwa die halbe Länge des Steges 58 würde in der Nut 61 in der Unterseite der Wippe 40 aufgenommen sein.

Im Rahmen der Erfindung sind gegenüber dem beschriebenen und gezeigten Beispiel Abänderungen möglich.

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Claims

Ansprüche

·} Elektrischer Schalter mit mehreren stationären Kontakten, die entlang einer Bahn angeordnet sind, und mit einem Schleifkontakt, der entlang der Bahn mittels eines Kontaktträgers verschiebbar ist, um wahlweise bestimmte stationäre Kontakte zu berühren, wobei der Kontaktträger auf der Bahn zwischen Grenzsohaltstellungen mit Hilfe einer Wippe verschiebbar ist, die zwischen stationär zum bewegbaren Kontaktträger angeordneten seitlichen Stützen um eine Schwenkachse schwenkbar gehaltert ist, gekennzeichnet durch eine Federung, die eine zwangsläufige Rastung für die Schwenkbewegung der Wippe (40) und für die Verschiebung des Kontaktträgers (22) zwischen deren Grenzschaltstellungen vorsieht, ohne daß zusätzlicher Druck auf die stationären Kontakte (12, 13, 14) und den Schleifkontakt (18) ausgeübt wird, und die aus einer Druckfeder (55) besteht, welche zwischen der Wippe (40) und wenigstens einer der seitlichen Stützen (36) angebracht ist, wobei die Verbindungsstelle (61) der Druckfeder (55) mit der Wippe (40) auf der einen bzw. anderen Seite einer Ebene zu liegen kommt, die durch die Schwenkachse (37) der Wippe (40) und die Befestigungsstelle der Druckfeder (55) an einer seitlichen Stütze (36) geht, wenn der Kontaktträger (22) durch eine Schwenkung der Wippe in seine Grenzschaltstellungen überführt wird, so daß eine Übertotpunktrastung für die Schwenkung der Wippe und das Verschieben des Kontaktträgers vorgesehen ist*
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Endbereich der Wippe (40), der zwischen den Stützen (36) liegt, eine Einsenkung (42) vorgesehen ist, die beabstandete Betätigungsfinger (44, 45) bildet, welche mit dem Kontaktträger (22) in Berührung sind, daß in der Bineenkung (42) der Wippe zwischen den Betätigungsfingern (44, 45) eine Aufnahme (61) für die Feder (55) angeordnet ist und eine weitere Aufnahme (63) für die Feder in wenigstens einer der

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Stützen (36) und daß die Druckfeder (55) unter Kompression zwischen der Aufnahme (61) der Wippe und der Aufnahme (63) der seitlichen Stütze bzw. Stützen eingespannt ist, wobei die Aufnahme in der Wippe und die Aufnahme in der Stütze derart konstruiert und angeordnet sind, daß sie sich am nächsten sind, wenn sich der Kontaktträger (22) zwischen seinen Grenzschaltstellungen befindet, wodurch die Feder in dieser Zwischenstellung unter maximaler Kompression steht und in den Grenzschaltstellungen unter geringerer Kompression, so daß sie der Wippe und dem Kontaktträger eine Übertotpunktrastung zu teil werden läßt.
3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (55) eine Drahtfeder ist, die eine annähernde U-Form mit zwei parallelen seitlichen Schenkeln (56) und einem die Schenkel verbindenden Steg (58) hat, wobei die Schenkel (56) zwischen ihren Enden gebogen sind und an dem offenen Ende des U kurze Ansätze (57) aufweisen, die in Querrichtung von den seitlichen Schenkeln wegjagen, und daß der Steg (58) der Druckfeder (55) in der einen Aufnahme (61) und die kurzen Ansätze (57) an den seitlichen Schenkeln in der anderen Aufnahme (63) aufgenommen sind.
4· Schalter nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß, wenn sich der Kontaktträger (22) in der Mittelstellung zwischen seinen beiden Grenzschaltsteilungen befindet, die Aufnahmen (61, 63) einander am nächsten und in einer Ebene miteinander gefluchtet sind, die durch die Schwenkachse (37) der Wippe (40) geht.
5. Schalter nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme für die kurzen Ansätze (57) der Druckfeder (55) aus Schlitzen (63) oder einer lochreihe in den seitlichen Stützen (36) besteht.
6. Schalter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß der Kontaktträger (22) mit einem vorstehenden Betätigungselement (24) versehen ist, und daß die Betätigungsfinger (44, 45) der Wippe an gegenüberliegenden Seiten (48, 49) des Betätigungselementes angreifen·

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