DE2657231C2 - Elektrischer Sprungschalter mit einem in einem Gehäuse angeordneten Betätigungsstößel und einer Dauermagnetanordnung als magnetischen Kraftspeicher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Sprungschalter mit einem in einem Gehäuse angeordneten Betätigungsstößel und einer Dauermagnetanordnung als magnetischem Kraftspeicher, mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs eins genannten Merkmalen.

Ein elektrischer Sprungschalter dieser Art ist durch

die deutsche Patentschrift 12 95 051 bekannt Bei dieser Anordnung sind die Magnete und die Anschläge neben den Kontaktbrücken und vor dem Stößel angeordnet Dadurch ergibt sich eine erhebliche Baulänge der bekannten Konstruktion. Außerdem können mit dem bekannten Schalter die für einen Sprungschalter notwendigen Haftkräfte nicht sicher erbracht werden-Außerdem ist ein stets zuverlässiges Ablösen der beweglichen Kontakte von den im Gehäuse festen Kontakten nicht erreichbar.

Ein weiterer elektrischer Sprungschalter ist durch die DE-AS 1190 088 bekannt Bei diesem bekannten Sprungschalter sind der Stößel und das Sprungglied sowie die Kontaktanordnung in Reihe hintereinander in verschiedenen Gehäusen angeordnet Hierdurch ergibt sich eine große Baulänge des Sprungschalters. Ein weiterer Nachteil des bekannten Sprungschalters liegt darin, d&3 die Dauermagnetanordnung in den beiden Stellungen des Sprunggliedes keinen geschlossenen Magnetkreis ergibt, so daß die Haftkraft des Dauermagneten auf den Ankern verhältnismäßig gering ist und der Dauermagnet somit ziemlich groß ausgeführt werden muß, um eine ausreichende Haftkraft zu erzielen, wodurch eine nachteilige Vergrößerung des Sprungschalters eintritt

Schließlich ist noch zu erwähnen, daß die Bewegung der Kontaktbrücken in der einen Richtung zwar zwangsweise über den Stößel und das Sprungglied erfolgt daß aber die als Abreißfeder ausgebildete elastische Abstützung des Betätigungsstößels nicht dazu vorgesehen ist die Kontaktbrücke in die Ruhestellung zurückzuführen. Vielmehr ist hierzu eine besondere Feder erforderlich, die aber nicht so kräftig ausgeführt sein kann wie die Abreißfeder, so daß die Gefahr besteht daß bei einem Verschweißen der Kontakte ein öffnen dieser Kontakte durch die Feder allein nicht erreicht werden kann.

Zwar ist aus der DE-AS 19 11104 schon ein elektrischer Sprungschalter der eingangs erwähnten Art bekannt der mit Bezug auf die Dauermagnetanordnung einen geschlossenen Magnetkreis zu erreichen gestattet, jedoch ist es bei dieser Konstruktion erforderlich, mindestens zwei Dauermagneten beiderseits eines mit dem Betätigungsstößel bewegten Ankers anzuordnen, wodurch ein zusätzlicher Bauaufwand getrieben werden muß. Ferner ist es infolge der besonderen Konstruktion dieses Sprungschalters notwendig, den Kontaktbrückenträger oberhalb des Stößels und des Sprunggliedes anzuordnen, wodurch der Sprungschalter verhältnismäßig hoch baut und deshalb keine raumsparende Anordnung ermöglicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Sprungschalter der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der bei möglichst kleinen Außenabmessungen die Forderungen bezüglich zwangsläufiger Betätigung, einer möglichst großen Haftkraft in beiden Stellungen, Unabhängigkeit des Kontaktdruckes von der Stößelbetätigung erfüllt und die Forderungen nach DIN bezüglich der Kriechwege erfüllbar macht

Die zur Lösung der gestellten Aufgabe wesentlichen Merkmale der Erfindung sind im Patentanspruch 1 genannt Die Unteransprüche nennen Ausführungsarten der Erfindung.

Mit der Konstruktion des erfindungsgemäßen elektrischen Sprungschalters wurde es möglich, einen Einsatz-Grenztaster für Maschinensteuerung in flacher Dauform nach DIN 43 695 Bia·' 2 mit einem magnetischen Sprungsystem zu schaffen. Der elektrische Sprungschalter kann als Zweikreiswechsler mit einem Öffner- und einem Schließerkontakt ausgeführt werden, die vollständig ga'vanisch getrennt sind und wobei zwischen Öffner und Schließer die Luft- und Kriechstrecken für die Nennisolationsspannung 380 V voll eingehalten werden. Ferner weist der Sprungschalter trotz seiner flachen Bauform eine zwangsläufige Kontaktöffnung auf, deren Zuverlässigkeit die von mechanischen Sprungeinsätzen weit übersteigt Ferner ist der Sprung-

punkt nicht vom Abbrand der Kontaktstücke abhängig, die Kontaktkraft bleibt bis zum Sprung auch bei langsamster Betätigung voll erhalten, Erschütterungsempfindlichkeiten und Kontaktverschmorungen können nicht auftreten und schließlich ist ein einseitiges Umspringen der Kontaktbrücke völlig ausgeschlossen.

Im nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der

Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht teilweise im Schnitt auf einen Sprungschdter mit abgenommener Deckplatte in der Ruhestellung,

F i g. 2 einen Schnitt gemäß Ι-ί der F ι g 1 und F i g. 3 eine Draufsicht ähnlich F i g. 1 in der betätigten Stellung des Sprungschalters.

Unter Bezugnahme auf die Figuren erkennt man, daß der Spiiingschalter ein Gehäuse 2 aufweist das sehr flach ausgebildet ist und in seinen Abmessungen den Normvorschriften für flache Einsatz-Grenztaster für Maschinensteuerungen entspricht Im Gehäuse 2 ist ein Innenraum 2a vorgesehen, in dem ein Betätigungsstößel 4 verschiebbar angeordnet ist Ein weiterer Innenraum 2b, der von dem ersten Innenraum 2a durch die Stege 2c getrennt ist nimmt ein Sprungglied 6 auf und übernimmt auch dessen Führung. Im Gehäuse 2 sind verschiedene Ausnehmungen vorgesehen., nämlich die Ausnehmungen 2d für die aus einem U-förmigen Kontaktblech 26 und die Ausnehmungen 2/für die aus einem U-förmigen Kontaktblech 28 bestehenden gehäusefesten Kontakte, sowie die Ausnehmungen 2e für eine elastische Abstützung des Betätigungsstößels 4 in Form von Druckfedern 18, die sich mit ihrem anderen Ende in entsprechenden Ausnehmungen 4e des Betätigungsstö-BeIs 4 abstützen.

Der Betätigungsstößel 4 weist seitlich Arme 4c/ auf, die, wie schon erwähnt, die elastische Abstützung des Betätigungsstößels 4 gegenüber dem Gehäuse 2 gewährleisten. Ferner weist der Betätigungsstößel 4 eine mittige Ausnehmung 4a auf, sowie zwei seitliche Ausnehmungen 4e, die durch die Stege 4/ von der Ausnehmung 4a getrennt sind und die zur Oberseite des Gehäuses mit einer Abdeckung 4g versehen sind, während sie zur Unterseite des Gehäuses hin offen sind. Die Ausnehmungen 4e Δηά in Richtung zum Sprungg.'ied ο durch die Nasen Ab bis auf einen Schlitz fast abgeschlossen. Durch diese Schlitze greifen in die Ausnehmungen 4e die Schenkel eines jochartig ausgebildeten Einsatzes 8 hinein, deren seitlich abgebogenen Schenkelenden Sb die Nasen 4b hintergreifen. Das Querteil Oc des Einsatzes 8 ist mit einer Ausnehmung 8d für eine Druckfeder 20 versehen. Die untere Queffläehe 8a des Einsatzes 8 dient als Anschlag für die Stirnfläche 6Λ des Sprunggliedes 6.

Der Einsatz 10, der plättchenartig ausgebildet ist, ist zwischen den Endflächen 4c der Stege 4f und dem jochartigen Einsatz S angeordnet. Mit seiner Oberseite stützt er sich auf der genannten Endfläche 4c ab, während er sich mit seiner Unterseite auf der Druckfeder 20 abstützt.

Das Sprangglied 6 dient als Kontaktbrückenträger und ist kreuzförmig mit einem Querarm 6c und einem Längsarm 6c/ ausgebildet. Am Längsarm 6c/ ist ein Fortsatz 6a angeordnet, der sich in Richtung des Betätigungsstößels 4 erstreckt und dessen abgewinkeltes Ende 66 in die Ausnehmung 4a des Betätigungsstößels 4 hineingreift. Im Querarm 6c ist eine Ausnehmung 6e vorgesehen, in die der mit Weicheisenplatten 14 als Polschuhe versehene gehäusefeste Dauermagnet 12 hineingreift. Die Ausnehmungen 6/ im Sprungglied 6 dienen zur Aufnahme der aus Blechstreifen gebildeten Weicheisenanker 16, während die Ausnehmungen 6g zur Aufnahme der Kontaktbrücken 22 dienen, die die Weicheisenanker 16 bildenden Blechstreifen sind so in ihre Ausnehmungen 6f im Sprunggliecl 6 eingelegt, daß deren gerade Mittelteile die Weicheisenplatte 14 der Polschuhe des Dauermagneten 12 übergreifen, wodurch in beiden Stellungen des Sprunggliedes 6 bei Berührung der Weicheisenanker 16 mit den Polschuhen des Dauermagneten 12 ein geschlossener Magnetkreis entsteht, der bekanntermaßen die größtmögliche Haftkraft entwickelt. Auf diese Weise ist es möglich, mit einem relativ kleinen Dauermagneten 12 auszukommen, der eine einfache prismatische Form haben kann und dennoch die Funktionssicherheit des Sprungschalters gewährleistet, da er nicht von den Weicheisenankern 16 mechanisch beaufschlagt wird. Die Kontaktbrücken 22 mit ihren an den Enden angeordneten Kontakten 22a stützen sich gegenüber dem Querarm 6cdes Sprunggliedes 6 über die Druckfedern 24 ab. Da jeder Kontakt mit einer eigenen Druckfeder 24 versehen ist, ist der gleiche Kontaktdruck für alle Kontakte gewährleistet. Die Kontakte 22a wirken mit den Kontaktblechen 26,28 der gehäusefesten Kontakte zusammen, die U-förmig ausgebildet sind, wie schon erwähnt, in die Ausnehmungen 2c/, 2i des Gehäuses 2 eingelegt sind. Die Kontaktbleche 26 der dem Betätigungsstößel 4 zugekehrten gehäusefesten Kontakte weisen einen längeren Schenkel 26c auf, der parallel zur Kontaktbrücke 22 angeordnet ist sowie einen kürzeren Schenkel 266, an dem über eine Gewindeplatte 31 mit einer Kontaktschraube 30 eine Klemmscheibe 32 angedrückt wird. Die Kontaktbleche 28 der ebenfalls U-förmig ausgebildeten gehäusefesten Kontakte sind in der Achse der Kontakte 22a der Kontaktbrücken 22 angeordnet und erstrecken sich quer zu den Kontakbrücken 22. Auch an diese gehäusefesten Kontakte werden über die Gewindeplatte 31 und die Kontaktschrauben 30 Kiemmscheiben 32 angedrückt. Wie man erkennen kann, sind die Abstände der gehäusefesten Kontakte so groß, daß die Forderungen bezüglich der Luft- und Kriechstrecken sowie der galvanischen Trennung erfüllbar werden.

Wird der Betätigungsstößel 4 betätigt, so wird der Einsatz 8 in den Betätigungsstößel 4 hineingeschoben, bis die seitlich abgewinkelten Schenkelenden 86 in Berührung mit der oberen Endfläche der Ausnehmung 4e gelangen. Von diesem Moment an ist nur noch die direkte zwangsweise Verschiebung des Sprunggliedes 6 durch den Betätigungsstößel 4 möglich, jedoch wird das Sprungglied 6, sobald die Haftkraft der Dauermagnetanordnung 12,14,16 überwunden ist, durch die Druckfeder 20 in die in Fig.3 dargestellte Stellung verschoben, wobei sich die Schenkelenden 86 wieder von der oberen Endfläche der Ausnehmung 4e entfernen. Das Sprungglied 6 wird in dieser Stellung durch die Dauermagnetanordnung 12, 14, 16 festgehalten. Bewegt sich nun der Stößel 4 in die entgegengesetzte Richtung unter Einwirkung der Druckfedern 18, so legt sich das abgewinkelte Ende 66des Fortsatzes 6a des Sprunggliedes 6 gegen die Oberseite des Einsatzes 10 und verschiebt diesen Einsatz 10 in Richtung des Querteils 8c, bis die Federwindungen der Druckfeder 20 aneinander anliegen. Gleichzeitig gelangen die seitlich abgebogenen Schenkelenden 86 des Einsatzes 8 in Berührung mit den Nasen 46 des Betätigungsstößels 4. Von diesem Moment an erfolgt wieder eine zwangsweise Betätigung des Sprunggliedes 6 durch den Betätigungsstößel 4. Diese zwangsweise Bewegung erfolgt diesmal jedoch in entgegengesetzter Richtung und unter Einwirkung der Druckfedern 18. Nachdem die Haftkraft der Dauermagnetanordnung 12, 14, 16, überwunden ist, gelangt das Sprungglied 6 wieder unter Einwirkung der Druckfeder 20 in die in Fig. 1 dargestellte Stellung zurück. Da die Druckfedern 18 beliebig stark ausgebildet werden können — soweit es die Abmessungen des Sprungschalters zulassen —, ist auch in der zuletzt beschriebenen Betätigungsrichtung ein einwandfreies Umspringen des Sprunggliedes 6 gewährleistet, selbst wenn die unteren Kontakte 22a auf den Kontaktblechen 28 haften sollten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Sprungschalter mit einem in einem Gehäuse angeordneten Betätigungsstößel und einer Dauermagnetanordnung als magnetischem Kraftspeicher, die mit einem Sprungglied zusammenwirkt, das mit einem sich zum Betätigungsstößel hin erstreckenden Fortsatz sowie mit zwei zu seiner Betätigung vorgesehenen Anschlägen versehen ist, von denen einer am Fortsatz ausgebildet ist, wobei eine elastische Abstützung zwischen dem Gehäuse und dem Betätigungsstößel sowie eine Feder zwischen dem Betätigungsstößel und dem Sprungglied vorgesehen sind, wobei das Sprungglied als Kontaktbrückenträger ausgebildet ist und die Dauermagnetanordnung mit dem Sprungglied zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauermagnetanordnung (12, 14, 16) im Sprungglied (6) zwischen den beiden Kontaktbrükken (22) angeordnet ist und daß der Fortsatz (6a) bis ^M in den Bereiek des Betätigungsstößels (4) reicht und mit einem abgewinkelten Ende (6b) versehen ist, das

in eine Ausnehmung (4a) des Betätigungsstößels (4) eingreift und den einen Anschlag des Sprunggliedes (6) bildet, während die dem Betätiungsstößel zugewandte Stirnfläche (6h) des Sprunggliedes (6), an der der Fortsatz (6a) beginrri, den anderen vom Betätigungsstößel (4) beaufschlagten Anschlag bildet

2. Sprungschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Sprungglied (6) kreuzartig mit einem Quer- und einem Längsarm (6c, 6d) ausgebildet ist, wobei dessen Q^erarm (6c; mit einer Ausnehmung (6e) versehen ist, in die der gehäusefeste Dauermagnet (12) hineinrag , der mit entsprechenden, in der Ausnehmung (6e) in Bewegungsrichtung beiderseits des Dauermagneten (12) angeordneten Weicheisenankern (16) zusammenwirkt und daß je eine Kontaktbrücke (22) in Bewegungsrichtung elastisch verschiebbar beidseits des Querarms (6c; den Längsarm (fid) durchdringend, vorgesehen ist.

3. Sprungschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Weicheisenanker (16) aus Blechstücken bestehen, die so in entsprechende Ausnehmungen (6f) des Sprunggliedes (6) eingelegt sind, daß ihre ebenen Mittelteile quer zur Bewegungsrichtung des Sprunggliedes (6) an der Vorderbzw. Hinterwandung der Ausnehmung (6e) für den Dauermagneten (12) anliegt ^x

4. Sprungschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dauermagnet (12) zwischen zwei Weicheisenplatten (14) angeordnet ist, welche in den beiden Richtungen zu den Weicheisenankern (16) hin über den Dauermagnet (12) hervorstehen und die Polschuhe bilden und so bezüglich der Weicheisenanker (16) des Sprunggliedes (6) angeordnet sind, daß sich bei Kontakt der Pole mit jeweils einem der Weicheisenanker (16) ein geschlossener Magnetkreis bildet. ^Μ

5. Sprungschalter nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kontaktbrücke (22) sich auf dem Querarm (6c; mittels zweier Druckfedern (24) abstützt, die jeweils im Bereich der Kontakte (22a; angreifen.

6. Sprungschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Betätigungsptößel (4) benachbarte Kontaktbrücke (22) mit zwei gehäusefesten Kontakten zusammenwirkt, die aus U-förmig gebogenen Kontaktblechen (26) bestehen, die in entsprechende Ausnehmungen (2d)des Gehäuses (2) so eingelegt sind, daß der eine längere Schenkel (26a; parallel über die Kontakte (22a) der Kontaktbrücke (22) ragt, während der andere kürzere Schenkel (26i>; seitlich aus dem Gehäuse (2) herausgeführt ist und mit einer Kontaktschraube (30), einer Gewindeplatte (31) und einer Klemmscheibe (32) versehen ist, und daß die entfernt dem Betätigungsstößel (6) liegende Kontaktbrücke (22) mit zwei gehäusefesten Kontakten zusammenwirkt, die ebenfalls aus U-förmig gebogenen Kontaktblechen (28) bestehen, die in entsprechende Ausnehmungen (2f) des Gehäuses (2) so eingelegt sind, daß der eine Schenkel (28a; quer über die Kontakte (22a; der Kontaktbrücke (22) ragt, während der andere Schenkel (286; aus dem Gehäuse (2) herausgeführt und mit einer in der Achse der Kontakle (22a; angeordneten Kontaktschraube (30) sowie einer Gewindeplatte (31) und einer Klemmscheibe (32) versehen ist

7. Sprungschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß der Betätigungsstößel (4) zwei Einsätze (8, 10) aufweist die in der Ausnehmung (4a; zwischen dem abgewinkelten Ende (6£>;des Fortsatzes (6a; und der Stirnfläche (6h) des Sprunggliedes (6) angeordnet sind, und daß zwischen den Einsätzen (8, 10) die Druckfeder (20) angeordnet ist

8. Sprungschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet daß der dem Sprungglied (6) zugekehrte erste Einsatz (8) jochartig ausgebildet ist dessen dem Sprungglied zugewandte untere Querfläche (8a; mit der Stirnfläche (6A;des Sprunggliedes (6) zusammenwirkt während seine seitlich abgebogenen Schenkelenden (ib), hinter entsprechende Nasen (4ft;des Betätigungsstößels (4) greifen, wobei im Querteil (8c; des jochartigen Einsatzes (8) eine Ausnehmung (Sd) für die Druckfeder (20) vorgesehen ist, und daß der zweite Einsatz (10) plättchenartig ausgebildet ist und zwischen dem in die Ebene der Einsätze (8, 10) abgewinkelten Ende (6b) des Fortsatzes (6a;des Sprunggliedes (6) und dem ersten Einsatz (8) angeordnet ist wobei der zweite Einsatz (10) mit seiner dem abgewinkelten Ende (6b) zugewandten Oberseite auf einer zugeordneten Endfläche des Betätigungsstößels (4) und dem abgewinkelten Ende (66; des Fortsatzes (6a; abstützbar ist und sich mit seiner dem Sprungglied (6) zugewandten Unterseite auf der Druckfeder (20) abstützt.

9. Sprungschalter nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsstöße] (4) zwei quer zur Bewegungsrichtung angeordnete seitliche Arme (4c/; aufweist, die mit Ausnehmungen (4h) für die durch zwei Druckfedern (18) gebildete elastische Abstützung versehen sind.