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Schnappschalter
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Die Erfindung betrifft einen Schnappschalter mit wenigstens einer,
die beweglichen Kontakte tragenden Kontaktbrücke und einem als Schnappschalter ausgebildeten
Schaltteil, der erst nach erreichen der Totlage eine Ausschaltkraft auf eine Kontakt
brücke ausübt.
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Bei den üblichen Schnappschaltern sinkt der Kontaktdruck kurz vor
dem Schalten auf null und kann unter Umständen, nämlich dann, wenn das Betätigungsorgan
in seiner Stellung verharrt, längere Zeit in diesem labilen Zustand bleiben ohne
dass der Schnappmechanismus schaltet. Um diesen Mangel zu beseitigen, sind Schnappschalter
entwickelt worden, die erst nach Erreichen der Totlage eine Ausschaltkraft auf den
Schaltkontakt ausuben.
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Diese bekannten Schnappschalter ohne Nulldurchgang, wie sie auch genannt
werden, haben mehr oder weniger alle die Nachteile, dass sie einen verhältnismässig
grossen Betätigungsweg benötigen, relativ aufwendig sind und grössere Abmessungen
aufweisen als handelsübliche Mikroschalter mit Kulldurchgang. Bei Schnappschaltern,
die dls Schaltorgan für Regler physikalischer Grössen, wie Temperatur-, Durck- oder
Feuchtigkeitsregler verwendet werden, muss der Betätigungsweg in der Regel klein
sein, weshalb die Verwendung der genannten Schalter ohne Mulldurchgang oft auf Schwierigkeiten
stösst. Viele der bekannten Schalter ohne kulldurchgang sind zudem nur als einfache
Ein-Aus-Schalter und nicht als Umschalter verwendbar und deshalb für Kegelzwecke
nicht geeignet, Die vorliegende Erfindung macht sich zur Aufgabe, einen einfachen,
wenig Betätigungsweg benötigenden Schnappschalter mit grosser Schaltleistung, Umschaltkontakten
und kleinen Abmessunget für Regelzwecke zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss
dadurch gelöst, dass Kontaktbrücken und Schaltteil als blattfederförmige, auteinander'iegende,
am einen de gemeinsam eingespannte Teile ausgebildet sind, wobei das freie Ende
des Schaltteils eine gespannte, vorzugsweise aus diesem nerausgestanzte, in einem
festen Schneidenlager abgestützte Schnappfeder
aufweist und mit
nen Kontaktbrücken mit wenig Spiel gekoppelt ist, während die den Schaltteil steuernden
Betätigungskräfte in der nahe des eingespannten Endes auf diesen einwirken.
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In der Zeichnung sind Beispiele der Erfindung dargestellt.
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Es zeigen: Fig.1 eine Beitenansicht eines einfachen Ein-Aus-Schnappschalters.
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Fig.2 eine Draufsicht desSchalters nach Fig.1 Fig.3 eine Beitenansicht
eines Schnappschalters mit Umschaltkontakt.
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i?ig.4 und 5 Ein- und Auschaltstellungen der beweglichen kontakte
des Schnappschalters Fig.3 Fig.6 ein Diagramm des Verlaufs der Kontaktkräfte in
Abhänggkeit des Betätigungsweges des Schalters Fig.3 In den Fig.1 und 2 ist 1 eine
lsoliergrundplatte auf der der Lagerteil 2, der blattfederförmige Schaltteil 3 und
die ebenfalls blattfederförmige Kontaktbrücke 4 aufgebaut sind.
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Schaltteil 5 und hontaktbrücke 4 sind mittels des Plättchens 5 und
dem Nietschaft 6 am Klemmenbolzen 7 und an der Grundplatte 1 befestigt. , Der lagerteil
2, vorzugsweise aus nichtrostendem stahl, weist ein Schneidenlager 8 auf, in dem
der aus Chrom-Dickel-Stahl herpestellte Schaltteil 3, mittels der aus diesem herausgestanzten,
als Schnappfeder dienenden Zunge 9, abgestützt ist. Die aus elektrisch gut leitendem
Material hergestellte Kontaktbrücke 4, trägt deu beweglichen Kontakt 10, der mit
dem festen Kontakt 11 zusammenarbeitet. Der Schaltteil 3 ist an einem freien Ende
12 unter belassung eines kleinen Bewegungsspiels von etwa 0,2 mm mit dem freien
Ende 13 der Kontaktbrücke 4 mechanisch gekoppelt. Der Kontaktluftspalt des Kontaktes
10 ist durch die Schraube 14 einstellbar. Die Betätigung des Schaltteils 3 und indirekt
der Kontaktbrücke 4 erfolgt mittels des Schaltstössels 15, der auf die Blattfeder
drückt.
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Der erforderliche Betätigungsweg des Schaltstössels 15 vom zement
des Schliessens der Kontakte bis zum Öffnen derselben, beträgt normalerweise nur
einige 1/100 mm, wobei der Kontakt druck unrnittelbar nach dem ;jchliessen der Kontakte
etwa 20-30 p und die Betätigungskraft arn Stössel etwa 0,5 - 1 kp betragen kann.
wird in der J?iÜ.l 1 der Schaltstössel 15 in der eingezeichneten,
geschlossenen
Stellung der Kontakte 10, 11 gedrückt, so kommt der Schaltteil 3 mit seine Zunge
9 bei einem bestimmten Druck in seine Totlage, in der au freien Ende 12 keine kraft
auf Oie Kontaktorücke 4 ausgeübt wird. Die Kontaktbrücke ist so justiert, dass sie
in dieser Stellung und ohne zusätzliche Kraft des Schaltteils 3, einen Druck von
etwa 5 p auf den festen Kontakt 11 ausübt. überschreitet der Schaltteil 3 seine
;Iotlat,e, so bewegt sich sein freies Ende 12 in Richtung des Anschlages 14, nimmt
nach einem Weg von etwa 0,2 mm (Spiel S zwischen 12 und 13) die Kontaktbrücke 4
und den Kontakt 10 mit und öffnet die Kontakte 10, 11 schlagartig.
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In Fig.3, die einen Schnappschalter mit Umschaltkontakt zeigt, bedeuten
(wie in Fig.1 und 2) 1 eine Isoliergrundplatte, 2 ein Lagerteil mit einem Schneidenlager
8, 5 ein Befestigungsplättchen, 6 einen Nietschaft und 7 einen hlemmenbolzen. Im
Unterschied zum Schalter nach Fig.1 und 2 sind beim Schalter nach Fig.3 zu beiden
Seiten des blattfederförmigen, ebenfalls aus Chrom-iiickel-Stahl bestehenden ,chaltteils
3 Kontaktbrücken 16, 17 aus Bronze angebracht, die Kontakte 18, 19 taen und vom
Schaltteil 3 gesteuert werden. Die Kontaktbrücken 16, 17, Fig.3, 4 und 5 sind an
ihren freien lenden 20, 21 mit dem rechtwinklig abgebogenen freien Ende 22 des Schaltteils
3 mechanisch gekoppelt, unter Belassung eines kleinen Spiels S von etwa 0,2 m. uer
bewegliche Kontakt 18 arbeitet mit dem festen Kontakt 23 und der bewegliche Kontakt
19 mit dem festen Kontakt 24 zusammen.
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In den Fig.4 und 5 ist die Kontaktpartie des Schnappschalters nach
iqg.3 in den beiden Schaltstellungen (Kontakt 23 geschlossen und Kontakt 24 geschlossen)
in vergrössertem Masstab dargestellt und das kopplungsspiel S zwischen 22 und 21
beziehungsweise S'zwischen 22 und 20 eingezeichnet.
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Der Schalter nach den Fig.3, 4 und 5 arbeitet im Prinzip gleich wie
der Schalter nach Fig.1 und 2, mit dem Unterschied, dass er Umschaltkontakte steuert.
Wird in den Schalterstellungen Fig.3 und 4 auf den Schaltatössel 15 gedrückt, so
wird die Blattfeder 3 gespannt und die Gegenkraft der gespannten Zunge 9 überwunden,
sodass der am freien Ende 22 vom Schaltteil 3 auf die Kontaktbrücke 16, 20 ausgeübte
Druck null wird. Der vom Kontakt 18 auf den Kontakt 23 ausgeübte Druck sinkt hierbei
auf den Minimalwert von etwa 5 p. Nach Erreichen der Totlage
des
Schaltteils 3 bewegt sich das freie Ende 22 längs des Weges S, nimmt die Kontaktbrücken
20, und den Kontakt 18 mit und schliesst die Kontakte 19, 24, wie in Fig.5 eingezeichnet.
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Wird der Druck auf den Schaltstössel 15 verkleinert, so überwiegt
die Kraft der Zunge 9 diejenige der Blattfeder 3, wobei sich nach Erreichen einer
neuen Totlage das freie Ende 22 langs des Weges S' Fig.5 bewegt, die Kontaktbrücken
21, und den Kontakt 19 mitnimmt und die Kontakte 18, 23 schliesst. In beiden Richtungen
erfolgt also das Öffnen und chliessen der Kontakte schlagartig, wobei der Kontaktdruck
erst nach Erreichen der totlage des Schaltteils während dem eigentlichen Schaltvorgang
der Kontakte auf null sinkt.
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In Fig.6 ist der Verlauf der Kontaktkräfte Pk in Abhängigkeit vom
Betätigungsweg W am Schaltstössel 15 für den Schnappschalter mit Umschaltkontakt
Fig.3, 4 und 5 in einem Koordinatensystem dargestellt. Der für eine Umschaltung
benötigte Weg ist mit W' bezeichnet. Unmittelbar nach dem Schliessen der Kontakte
18, 23 beträgt der Kontaktdruck (Punkt A des Diagramms) zum Beispiel 30 p. Durch
Drücken auf den Stössel 15 und Zurücklegen des Weges W' sinkt der Kontaktdruck auf
den Wert Pk", zum Beispiel 5 p (Punkt B des Diagramms), in welchem Punkt die Totlage
des Schaltteils 3 erreicht ist, die Kontakte 18, 23 schlagartig öffnen und die Kontakte
19, 24 schliessen (Punkt 0 des Diagramms) Im Punkt a beträgt der Kontaktdruck zwischen
19 und 24 ebenfalls Pk', etwa 30 p. Durch Verkleinerung des Drucks auf den Stössel
15 (Rückläufige Bewegung) sinkt der Druck zwischen den Kontakten 19 und 24 auf den
Wert Pk'-', etwa 5 p (Punkt D des Diagramms).
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Nach uberschreiten der Totlage öffnen die Kontakte 19, 24 und schliessen
gleichzeitig die Kontakte 18, 23, wobei der Kontaktdruck wiederum den Wert £-k'
(Punkt A des Diagramms) annimmt und der Schaltzyklus von neuem beginnen kann.
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äussere Die Schalter nach Fig.1, 2 und 3 können Abmessungen handelsüblicher
Mikroschalter von beispielsweise 18 x 20 x 45 mm haben und Schaltleistungen von
bis 20 A, 220/380 V@@ aufweisen. Das Schnappsystem kann auch anders als in der Zeichnung
angegeben, zum Beispiel mit einer a- oder Qmega-Feder, ausgebildet sein.
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L e e r s e i t e