DE2551147B2 - Schaltglied für einen Schnappschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltglied für einen Schnappschalter mit einem durch Verformen vorgespannten, am freien Ende an einem Träger befestigten Blattfederbügel, dessen Kontaktstück an einem am freien Ende vorgesehenen Rückenteil angebracht ist und in dessen mittleren Bereich zwei parallele Arme und eine zwischen ihnen liegende Zunge ausgestanzt sind.

Es sind verschiedene Typen der Schaltglieder von Schnappschaltern bekannt, besonders zur Verwendung in thermostatischen Schaltern. Auf das Schaltglied wirkt ein bewegliches Betätigungsglied, das z. B. mit einem temperaturabhängigen Element wie ein flüssigkeitsgefüllter Faltenbalg, eine Membran oder ein Bimetallelement vereinigt ist, wobei das Schaltglied vorgespannt ist, so daß es sich schlagartig von einer Stellung in die andere deformiert, wenn das Betäiigungsglied eine vorbestimmte Bewegung ausführt, wodurch eine rasche Bewegung eines Schaltkontaktes bewirkt wird, der an einer dem Betätigungsglied abgewendeten Stelle des Schaltgliedes angreift. Das Schaltglied kann durch ein getrenntes Federelement vorgespannt werden, das auf

ίο das SchaJtglied einwirkt, was aus der DE-OS 21 22 829 bekannt ist.

Es ist aus der DE-AS 12 49 376 bekannt, einen Schnappschalter mit einem Bandfederbügel aus federndem Metallblech mit zwei Armen auszubilden, die durch ein mit ihnen einteiliges Brückenteil miteinander verbunden sind, wobei das Schaltglied vorgespannt ist und eine Schnappbewegung zwischen zwei verschiedenen Stellungen ausführt. Ein derartiges Schaltglied besteht im allgemeinen aus Bimetall, das in Abhängigkeit von Temperaturänderungen eine Schnappbewegung des Schaltgliedes bei einer vorbestimmten Temperatur bewirkt. Es ist im allgemeinen schwierig, die Charakteristik eines derartigen Schaltgliedes zu regulieren, da der Punkt, an dem die Schnappbewegung des Schaltgliedes einsetzt, durch die Ausgestaltung und durch die Vorspannung des Schaltgliedes bestimmt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Schaltglied eines Schnappschalters so auszubilden, daß es in verschiedener Weise eingebaut werden kann und zur Erzielung einer Schnappwirkung bei verschiedenen Charakteristiken je nach der gewünschten Anwendung des Schnappschalters vorgespannt werden kann.

-15 Gemäß der Erfindung ist bei einem Schaltglied der eingangs beschriebenen Art an dem Endteil des Blattfederbügils zwischen beiden Armen außer der mit ihm einteiligen Zunge eine entgegengesetzt gerichtete, die Befestigungsstelle tragende Zunge vorgesehen, wobei wenigstens eine der beiden Zungen sich bei einer Bewegung ihres Endes elastisch verformt und die Schnappbewegung des Blattfederbügels zwischen zwei Schaltstellungen bewirkt.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Schaltgliedes ist besonders für thermostatische Schalter geeignet, da die innere und äußere Zunge des Schaltgliedes sich in einem spannungsfreien Bereich befinden. Infolgedessen kann die Ausgestaltung und Formgebung der Zungen so gewählt werden, daß ein besonderer Einbau des Schaltgliedes ohne wesentliche Beeinträchtigung der Charakteristik der Schnappwirkung ermöglicht wird.

Das die beiden Arme des Schaltgliedes zusammenziehende Brückenteil kann mit den übrigen Teilen des Schaltgliedes in einem Stück durch Pressen oder Stanzen des gesamten Schaltgliedes aus Metallblech hergestellt werden, wobei die Vorspannung entweder in dem gleichen oder einem folgenden Preß- oder Stanzvorgang durch Formen wenigstens eines Knickes oder Falzes in dem Brückenteil durchgeführt wird, um dadurch die Enden der elastischen Arme zusammenzuziehen.

Es ist aus Herstelhingsgründen vorteilhaft, ein getrenntes Brückenteil mit den Enden der beiden zusammengezogenen Arme zu verschweißen oder in anderer Weise zu verbinden, um dadurch die Vorspannung des Schaltgliedes zu bewirken.

Der aus Metallblech bestehende, das Schaltglied bildende Bügel kann aus jedem geeigneten Federmetall,

ζ. B. aus Beryllium-Kupfer, bestehen. Für manche Anwendungen von temperaturabhängigen thermostatischen Schaltern kann der Bügel aus Bimetall bestehen.

Bei Verwendung des Schaltgliedes kann ein Schaltkontakt an einem Teil des Schaltgliedes .ingebracht werden, das die Schnappbewegung bev/'rkt, wenn das Schaltglied von einer in die andere Stellung wechselt. Der Kontakt kann beispielsweise von dem Brückenteil getragen sein oder das Brückenteil selbst bilden, wobei eine der beiden Zungen bei Verwendung des Schaltgliedes verankert wird, während die andere Zunge durch ein Betätigungsglied bewegt wird, z. B. in Abhängigkeit von der Bewegung eines Faltenbalges oder einer Membran.

Bei Schaltern, bei denen die beiden Arme des Schaltgliedes bei dessen Schnappbewegung von einer Stellung in die andere symmetrisch verbogen werden, kann der Schaltkontakt einen Teil des Brückenteils bilden, auf diesem oder auf der durch die beiden Zungen gelegten Längssymmetrieachse der Schaltgliedes angeordnet sein.

In anderen praktischen Anwendungen kann eine asymmetrische Formgestaltung des Schaltgliedes vorteilhaft sein, dessen Schaltkoniakt an einem Arm oder einem Ende des Brückenteils außerhalb seiner Längssymmetrieachse angebracht ist.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann das Schaltglied für den Schnappschalter aus einem flachen Streifen elastischen Materials bestehen, der an einem Ende verankert ist und mit zwei Armen aus einem Stück besteht, wobei ein Teil des Streifens zwischen seinen Enden vorstehen kann, und die beiden Arme sich über ein Ende des Streifens erstrecken. Die Enden der beiden Arme können durch ein Brückenteil miteinander verbunden sein, das die Arme unter Vorspannung setzt, damit sie wenigstens zwei verschiedene Stellungen in bezug auf den Streifen einnehmen, an dessen Brückenteil ein elektrischer Kontakt angebracht ist.

Die Erfindung soll im einzelnen anhand der in der Zeichnung in vereinfachter Darstellung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 die Draufsicht eines metallischen Stanzstükkes, das ein Schaltglied entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung bildet;

Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht eines aus dem Stanzstück der F i g. 1 bestehenden Schaltgliedes;

F i g. 3A und 3B die Endansicht in Richtung des Pfeiles 111 der Fig.2 von zwei Endstellungen des sich symmetrisch durchbiegenden Schaltgliedes;

F i g. 4 eine schaubildliche Ansicht ähnlich der F i g. 2 eines asymmetrischen Schaltgliedes nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung, und

F i g. 5 die schaubildliche Ansicht, ähnlich F i g. 2 eines Schaltgliedes nach einer weiteren Ausführungsfcrm der Erfindung.

In den verschiedenen Ausführungsformen sind gleiche Bezugsziffern für entsprechende Teile verwendet.

In der Ausführungsform der F i g. 1 bis 4 ist das Schaltglied durch Ausstanzen eines einzigen elastischen Metallblechstückes hergestellt worden, in diesem Falle aus halbgehärtetem Beryllium-Kupfer-Blech von 0,25 mm Stärke. Das in F i g. 1 in der Draufsicht veranschaulichte Stanzstück hat die Form eines flachen Bügels, der an einem Ende durch ein Endteil 1 abgeschlossen ist, an das sich zwei parallele Arme 2, 3 anschließen. In dieser Ausführungsform sind die dem Endteil 1 abgewendeten Enden der beiden Arme 2, 3 durch ein mit diesen einstückiges Brückenteil 4 miteinander verbunden, das das andere geschlossene Ende des Bügels bildet. Beim Ausstanzen des Metaliblechstückes gemäß Fig. 1 ist in dem Briickenteil 4 ein Loch 5 gestanzt, das zur Aufnahme eines durch Nieten oder Schweißen befestigten Schaltkontaktes 6 (Fig. 2) dient. Der Schaltkontakt 6 kann auch als Teil des Brückenteils 4 ausgebildet sein.
An das Endteil 1 des flachen Bügels schließen sich zwei flache Zungen 7,8 an, von denen die Zunge 7 in den Bügel und die Zunge 8 aus dem Bügel ragt. Letztere hat in dieser Ausführungsform einen Ansatz 8a, dessen freies Ende sich in einem verbreiterten Teil mit einem Loch 9 fortsetzt, das ein Befestigungselement wie Schraube oder Stift zum Verankern der Zunge 8 aufnimmt, wenn das Schaltglied in einen Schnappschalter eingebaut wird.

Nach Ausstanzen des flachen Elements aus einer Metallblechplatte, wie in Fig. 1 veranschaulicht ist, werden die von dem Endteil 1 abgewendeten Enden der elastischen Arme 2, 3 durch in dem Brückenieil 4 symmetrisch auf jeder Seite des den Schaltkontakt aufnehmenden Loches 5 angebrachte Einknickungen oder Falten 10, 11 zusammengezogen, wodurch das Endteil 1 vorgespannt und vertieft wird, so daß das Schaltglied eine von zwei stabilen Stellungen einnimmt. Eine dieser stabilen Stellungen ist in Fig. 2 gezeigt. In beiden stabilen Stellungen sind die elastischen Arme 2,3 jederzeit in gleicher Ebene, aber entgegengesetz zu der flachen Zunge 7 in bezug auf die Anfangsebene des gestanzter: Metallblechelements geneigt.

In einer Benutzungsart des symmetrisch ausgestalteten Schaltgliedes wird die nach außen vorstehende Zunge 8 in einem Punkt auf der Längssymmetrieachse A-A des Schaltgliedes verankert, und der Schaltkontakt 6 des Brückenteils 4 befindet sich ebenfalls in dieser Symmetrieebene. Die beiden Endstellungen des Schaltgliedes sind schematisch in Fig.3 gezeigt, wobei das Brückenteil 4 im wesentlichen parallel zur Querachse des Endteils 1 verbleibt.

Die elastischen Arme 2, 3 führen zwischen diesen beiden Endstellungen Schnappbewegungen aus, während die innere Zunge 7 sich in entgegengesetzter Richtung zwischen den Armen 2, 3 bewegt. Bei dieser Wirkungsweise kann daher die Zunge 7 durch ein Betätigungsglied bewegt werden, das in Fig.3A schematisch mit 12 bezeichnet ist und beispielsweise mit einem temperaturabhängigen Faltenbalg, einer Membran oder mit einem Bimetallelement vereinigt sein kann.

Wenn die innere Zunge 7 durch das Betätigungsglied 12 in solcher Weise bewegt wird, daß das Schaltglied in eine instabile Stellung gebracht wird, tritt bei einer Stellungsänderung des Schaltgliedes eine Schnappbewegung des Kontaktes 6 ein, wodurch dieser zur Anlage an einen nicht gezeichneten festen Gegenkontakt gelangt. Wenn die Zunge 7 in ihre Anfangsstellung zurückkehrt (Fig. 2 und 3A) macht das Schaltglied wieder eine Schnappbewegung, wodurch der Kontakt 6

w) von seinem festen Gegenkontakt schlagartig getrennt wird.

In der in den F i g. 2 und 3 gezeigten Wirkungsweise des Schaltgliedes sind der Schaltkontakt 6 und die Verankerung 9 des Schaltgliedes symmetrisch zur

b5 Längssymmetrieachse A-A angeordnet, und seine beiden elastischen Arme 2,3 führen gleiche Biegebewegungen aus. Die Vorspannung der Schnappbewegung des Schaltgliedes von einer Endstellung (F i g. 3A) zu der

anderen Endstellung (Fig.3B) kann durch Einstellen des Spaltes zwischen dem Schaltkontakt 6 und seinem festen Gegenkontakt mittels einer nicht gezeichneten Stellschraube oder eines Nockens bewirkt werden, wenn die Kontakte voneinander getrennt sind, wobei das Schaltglied sich in der Stellung der F i g. 3A befindet.

Durch geeignete Anordnung des Verankerungspunktes des Schaltgliedes in bezug auf die Lage des Schaltkontaktes 6, und durch Begrenzung der Durchbiegung der inneren Zunge 7, z. B. mittels einer Stellschraube od. dgl., kann für das Schaltglied je nach Wunsch eine monostabile oder bistabile Betriebsweise erhalten werden. Wenn beispielsweise die innere Zunge 7 sich frei zwischen zwei stabilen Endlagen bewegen kann, wie dies in den F i g. 3A und 3B veranschaulicht ist, ist das Schaltglied bistabil, so daß auf die Zunge 7 eine Betätigungskraft in einer Richtung ausgeübt werden muß, um einen Übergang von der in F i g. 3A gezeigten Stellung in diejenige der Fig.3B zu erreichen. Ferner muß auf die Zunge 7 eine Betätigungskraft in entgegengesetzter Richtung ausgeübt werden, um die Stellung der Fig. 3B in jene der Fig.3A zu ändern. Wenn die Zunge 7 andererseits in einer Endlage (Fig.3B) aus einer stabilen Stellung abgebogen wird, um eine elastische Kraft gegen das Betätigungsglied 12 in Richtung auf die andere Endlage (Fig.3A) auszuüben, ist das Schaltglied tatsächlich monostabil, so daß es stets eine stabile Endlage einnimmt, wenn die Zunge 7 außer Eingriff mit dem Betätigungsglied 12 gelangt, z. B. in die Stellung der F i g. 3A.

In der in Fig. 4 veranschaulichten Ausführungsform ist das Schaltglied ähnlich den F i g. 2 und 3 ausgebildet, nur mit dem Unterschied, daß das Brückenteil 4 einen einzigen Falz 20 hat. Der Schaltkontakt 6 ist an einem Ende des elastischen Arms 2 oder an einem außerhalb der Längssymmetrieachse A-A des Schaltgliedes befindlichen Ende des Brückenteils 4 angeordnet. Diese asymmetrische Ausgestaltung des Schaltgliedes ist besonders vorteilhaft, wenn eine sehr kleine Betätigungsbewegung eines temperaturabhängigen Elements einen Schaltvorgang auslösen soll, z. B. wenn das temperaturabhängige Element ein flüssigkeitsgefüllter Dehnungsfaltenbalg ist. Das Betätigungselement 12 würde hierbei auf jeden geeigneten Punkt auf der Längsachse des Schaltgliedes wirken, in diesem Beispiel auf der nach außen vorstehenden Zunge 8. Die Einstellung des Schaltgliedes kann beispielsweise mittels einer nicht gezeichneten Stellschraube vorgenommen werden, die auf das von dem Schaltkontakt 6 abgewendete Ende des Brückenteils 4 einwirkt, um den für die Wirkungsweise des Schaltgliedes notwendigen Bewegungsbereich des Betätigungsgliedes einzustellen.

In der in Fig.5 veranschaulichten Ausführungsform der Erfindung besteht das Schakglied des Schnappschalters aus einem gestanzten oder gepreßten Stück elastischen Metallblech, z. B. halbgehärtetem Beryllium-Kupfer-Blech von 0,25 mm Stärke. Das Stanzstück hat die Form eines flachen Streifens 21 mit zwei einteiligen elastischen Armen 2,3, zwischen denen sich die Zunge 7 erstreckt. Die Enden der Arme 2, 3 sind durch ein mit ihnen verschweißtes Brückenteil 24 miteinander verbunden, das den von den Armen 2, 3 gebildeten Büge abschließt. Auf dem Brückenteil 24 ist der Schaltkontakt 6 angebracht, der mit dem Brückenteil 24 ein Stück bilden oder durch Nieten oder Schweißen an diesem befestigt sein kann. Der Kontakt 6 kann statt in de Mitte des Brückenteils 24 auch an dessen Endi angeordnet sein, um ein Schaltglied ähnlich de Ausführungsform gemäß F i g. 4 zu bilden. Am Ende de; Streifens 21 ist an dem dem Brückenteil 24 abgewendeten Ende eine nach außen vorstehende Zunge 8 angeordnet, die mit einem Loch 9 oder dgl. für ein Befestigungselement zum Verankern der Zunge 8 bei Einbau des Schaltgliedes in einen Schnappschalte versehen ist.

Nach Ausstanzen des Streifens 21 mit den Armen 2,3, vorzugsweise aus einem fortlaufenden Metallstreifen, werden die Enden der Arme 2,3 zusammengezogen und mit dem Brückenteil 24 verschweißt, wobei auf die Arme 2, 3 eine Vorspannung ausgeübt wird. Hierdurch werden der Streifen 21 und die Arme 2, 3 in eine vertiefte Form verbogen, so daß das Schaltglied eine von zwei stabilen Stellungen einnehmen kann, von denen eine in Fig.5 veranschaulicht ist, in welcher die elastischen Arme 2, 3 im wesentlichen parallel zueinander liegen, aber gegen den Streifen 21 geneig sind.

Die Ausgestaltung des Schaltgliedes gemäß der Erfindung ergibt eine beträchtliche Vielseitigkeit für die Anwendungsmöglichkeiten in einem Schnappschalter.

jo So kann in der Ausführungsform gemäß F i g. 4 die feste Verankerung des Schaltgliedes am Ende der nach innen vorstehenden Zunge 7 angeordnet sein, wobei das Betätjgungsglied 12 auf die nach außen vorstehende Zunge 8 oder auf das Endteil 1 wirkt. In diesem Falle ha die Schaltbewegung der Zunge 8 dieselbe Richtung wie die resultierende Bewegung des Kontaktes 6.

Das erfindungsgemäße Schaltglied kann leicht in ein Schaltergehäuse eingebaut werden, wobei der Regelbe reich des Betätigungsgliedes für den Schalter, z. B. bei einem temperaturabhängigen Schalter die für seine Wirkungsweise notwendige Temperaturdifferenz, leich für ein Stellelement, z. B. eine Schraube, eingestellt werden kann, die das Schaltergehäuse durchsetzt, ohne daß die Lage dieses Einstellgliedes irgendwelchen Beschränkungen unterworfen ist.

Außerdem kann durch geeignete Bemessung der Breite des Ansatzes SA der nach außen vorstehenden Zunge 8 ein bestimmter Grad von Biegsamkeit des Hebelarms erreicht werden, durch den das Schaltglied mit seiner festen Verankerung oder mit dem Angriffspunkt des Betätigungsgliedes verbunden ist. Die Länge des Ansatzteiles BA bestimmt die effektive Länge des Hebelarms, durch den das Schaltglied verankert wird oder auf den das Betätigungsglied wirkt. Es kann deshalb durch geeignete Bemessung des Ansatzteile! SA eine bestimmte Betätigungskraft für das Schaltgliec erhalten werden, und zwar unabhängig von den-Kräftedifferential, das mit dem Übergang des Schaltgliedes von der einen Stellung in die andere verbunder ist, was eine Folge der Vorspannung der Arme 2,3 ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Schaltglied für einen Schnappschalter mit einem durch Verformen vorgespannten, am freien Ende an einem Träger befestigten Blattfederbügel, dessen Kontaktstück an einem am freien Ende vorgesehenen Brückenteil angebracht ist und in dessen mittleren Bereich zwei parallele Arme und eine zwischen ihnen liegende Zunge ausgestanzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Endteil (1) des Blattfederbügels zwischen beiden Armen (2,3) außer der mit ihm einteiligen Zunge (7) eine entgegengesetzt gerichtete, die Befestigungsstelle (9) tragende Zunge (8) vorgesehen ist, wobei wenigstens eine der beiden Zungen (7, 8) sich bei einer Bewegung ihres Endes elastisch verformt und die Schnappbewegung des Blattfederbügels zwischen zwei Schaltstellungen bewirkt.

2. Schaltglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das Endteil (1) und die Arme (2, 3) des BlattfederbügeJs aus einteiligem elastischem Metallblech bestehen.

3. Schaltglied nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Blattfederbügel in an sich bekannter Weise aus Bimetall besteht.

4. Schaltglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kontaktstück (6) auf dem Brückenteil (4, 24) angeordnet ist oder diesen selbst bildet, wobei das Schaltglied beim Einbau durch eine Zunge (7, 8) festgeklemmt wird.

5. Schaltglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktstück (6) in einer durch die beiden Zungen (7,8) gelegten Längssymmetrieachse (A -A) angeordnet ist.

6. Schaltglied nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktstück (6) auf einem Arm (2, 3) oder an einem Ende des Brückenteils (4, 24) außerhalb der Längssymmetrieachse (A-A) angeordnet ist.

7. Schaltglied nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Brükkenteil (4,24) zusammen mit den übrigen Teilen des Schaltgliedes einstückig aus Metallblech besteht, das durch wenigstens eine Einknickung (10, 20) des Brückenteils (4,24) vorgespannt ist (F i g. 2,4).

8. Schaltglied nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Brückenteil (24) mit den Enden der beiden Arme (2, 3) verbunden, insbesondere verschweißt ist, wobei die Arme zusammengezogen sind und die Vorspannung des Blattfederbügels bewirken (F i g. 5).