DE2705913C2

DE2705913C2 - Bistabile Schnappeinrichtung

Info

Publication number: DE2705913C2
Application number: DE19772705913
Authority: DE
Inventors: Joaquin Ing.(Grad.) Bohrdt; Klaus Ing.(grad.) 1000 Berlin Schuler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-02-09
Filing date: 1977-02-09
Publication date: 1981-09-24
Also published as: DE2705913A1; JPS6014365B2; JPS5399475A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine bistabile Schnappeinrichtung mit einem durch Rollen abgestützten, beweglich gelagerten Glied, an dem eine sich an einem ortsfesten Lager abstützende Feder angreift.

Einrichtungen dieser Art können beispielsweise in elektrischen Mikroschaltern Anwendung finden. Auch in der allgemeinen mechanischen Technik sind derartige Schnnppeinrichtungen verwendbar, wenn es darauf »nkommt. ein bewegbares Glied mit einer bestimmten Kraft in zwei bestimmten Endstellungen zu halten.

Aus der DE-OS 24 17 581 ist es bekannt die Feder als sogenannte (ibertotpunktfeder aus Federdraht herzustellenDie Schnappfedern, die aus Federdraht bestehen, arbeiten wegen der unvermeidbaren starken Abweichung der Federkräfte bei dein geforderten geringen räumlichen Abmessungen der Schnappeinrich* tühg und den dadurch bedingten geringer! Federdufclv messern mit unterschiedlichen Betätigungskräften, Was unvorteilhaft ist.

Es sind auch mit einer Abstützung durch Rollen arbeitende Schnappeinrichtungen bekannt geworden (US-PS 25 39 328). Sie arbeiten relativ reibungsarm, unterliegen aber im übrigen den gleichen Besehränkungen wie die zuvor erwähnten Schnappeinrichtungen mit Übertotpunktfedern aus Federdraht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bistabile Schnappeinrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die eng tolerierte Betätigun^skräfte ίο ermöglicht.

Nach der Erfindung wird diese dadurch gelöst, daß eine weitere in Bewegungsrichtung der ersten Feder entgegenwirkende, ortsfest abgestützte Druckfeder vorgesehen ist, die unter Zwischenlage einer Rollenschnappvorrichtung an dem beweglichen Glied angreift, -jnd daß die Rollenschnappvorrichtung aus zwei in Bewegungsrichtung hintereinander laufenden Führungsrollen mit mindestens einer zwischenliegenden Abs'andsroIIe kleineren Rollendurchmessers und aus einein allen Rollen gemeinsamen ortsfesten Führungsteil besteht, das eine nach außen gerichtete, zum Eingriff mü der Absiandsroüe besiirnrnie Ausnehmung aufweist. Durch Anwendung der Erfindung ist es möglich, Schraubenfedern mit ausreichend gleichen Betätigungskräften vorzusehen, die v/egen der einander aufhebenden Wirkung durch eine gezielte Auswahl von Federpaaren genau bestimmt werden können. Durch die Rollenschnappvoi richtung ist es vorteilhaft möglich, eine geringe Reibung vorzusehen, die die Betätigungskräfte nicht wesentlich erhöht. Die bistabile Schnappeinrichtung besteht damit im wesentlichen aus Normteilen, was für die Fertigung und den Aufwand bei der Lagerhaltung vorteilhaft ist.

Ein besonderer Vorteil ergibt sich, wenn die Führungsrollen als Kugeln ausgeführt sind, denen mindestens eine kugelförmige Abstandsrolle zugeordnet ist. Es ist auch möglich, daß mehrere Abstandsrollen in einer Ebene zwischen den Führungsrollen angeo; dnet sind. Bei diesen Ausführungsforrnen kann die Ausnehmung als eine umlaufende Nut im Führungsteil ausgebildet sein. Die Ausnehmung kann mit zur Bewegungsrichtung geneigt verlaufenden Anlageflächen versehen sein. Der Neigungswinkel der die Nut begrenzenden Anlageflächen in bezug auf die Bewegungsrichtung des bewegbar gelagerten Gliedes beträgt vorzugsweise 45'.

Wenn die Anlageflächen auf der der Druckfeder

abgewandten Seite der Ausnehmungen angeordnet sind, ist die Kraft der ersten Feder kleiner als die der

W weiteren Druckfeder zu bemessen. Die Differenzkraft bestimmt im wesentlichen die Belätigiingskraft des

beweglichen Gliedes, um dieses aus der einen stabilen Endlage in seine andere stabile Endlage zu überführen.

Anhand der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel

nai h der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.

In Fig. I ist eine bistabile Schnappeinrichtung schematisch dargestellt. Die F i g. 2 zeigt eine Einzelheit aus Fig. 1.

Die in Fig. 1 in einem Schnitt dargestellte bistabile Schnappeinrichtung weist ein Gehäuse 1 auf. in dem ein Glied 2 bewegbar geführt ist, Das Glied 2 ist im gewählten Ausführungsbeispiel als Steuerungskolben einer hydraulischen bzw, pneumatischen Einrichtung dargestellt. Es ist auf der einen Seite mit eitler sich am Gehäuse 1 abstützenden Druckfeder 3 beiastet, die die Stirnseite 2a in Pfeilrichtung 4 zu Verschieben sucht. Das beweglich gelagerte Glied 2 stützt sich mit einem Stößel

5 an einer weiteren Druckfeder 6 ab, die der ersten Druckfeder 3 entgegenwirkt und sich ebenfalls am Gehäuse 1 abstützt. Die Feder 6 greift unter Zwischenlage einer Rollenschnappvorrichtung 7 an dem beweglichen Glied 2 an. Die Rollenschnappvorrichtung besteht aus zwei kugelförmigen Führungsrollen 8 und 9, die in Bewegungsrichtung des beweglichen Gliedes 2 hintereinander laufen und von zwei Abstandsrollen 10 und 11, wie die Fig. 1 zeigt, in einem bestimmten Abstand gehalt.π sind. Die Abstandsrollen 10, 1X liegen ersichtlich mit ihrem Zentrum in einer Ebene quer zur Bewegungsrichtung des Gliedes 2.

Allen Rollen 8, 9, 10 und 11 ist ein Führungsteil 12, 13 gemeinsam, das ortsfest isL Es besitzt eine nach außen gerichtete Ausnehmung 14. Die Ausnehmung 14 hat zur Bewegungsrichtung 4 geneigt verlaufende Anlageflächen 15, die zum Angriff mit den Abstandsrollen 10 und 11 bestimmt sind. Der Neigungswinkel der Anlageflächen 15 beträgt etwa 45°. Die Ausnehmung 14 ist im dargestellten Ausführungsbeispie! als eine umlaufende Nut ausgebildet. Der Durehmesser der Abstandsrollen 10 und Vi ist halb so groß wie der Durchmesser der Führungsrollen. Der Durchmesser der Abstandsrollen kann aber auch geringer sein.

Die Anlageflächen 15 sind ersichtlich auf der der Druckfeder 6 abgewandten Seite der Ausnehmung 14 angeordnet Bei einer derartigen Anordnung ist die Kraft der ersten Feder 3 kleiner als die der weiteren Druckfeder 6 zu bemessen.

In Fig.2 ist in einer Einzelheit die Schnappvorrichtung in einer solchen Lage dargestellt, die der anderen Endstellung des bewegbar gelagerten Gliedes 2 entspricht. Die Führungsrollen 8, 9 haben einen geringeren Abstand untereinander, weil die Abstandskugeln 10, 11 sich in der Ausnehmung 14, d. h. in einer radial nach außen gerückten Lage befinden. In dieser Lage wird die zwischen den Führungsrollen 8, 9 in Bewegungsrichtung 4 auf den Stößel 5 wirkende Kraftkomponente verringert, da sich die Führungskugeln 10, 11 gegen die geneigten Anlageflächen 15 abstützen. In dieser Lage überwiegt die Kraft der Druckfeder 3, so daß sich eine zweite stabile Endlage ergibt.

Durch einen gegen die Kraft der aus F i g. 1 ersichtlichen Feder 3 gerichtete Bewegungskomponente des beweglich gelagerten Glie^r-s 2, 5 wird die Roiienschnappvorrichtung aus der der FIg. 2 entnehmbaren Lage in die aus F i g. 1 ersichtliche Lage überführt. Bei einer Bewegung in Pfeilrichtung 4 (Fig. 1) ergibt sich die aus F i g. 2 entnehmbare Lage der Rollen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bistabile Schnappeinrichtung mit einem durch Rollen abgestützten, beweglich gelagerten Glied, an dem eine sich an einem ortsfesten Lager abstützende Feder angreift, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere in Bewegungsrichtung (4) der ersten Feder (3) entgegenwirkende, ortsfest abgestützte Druckfeder (6) vorgesehen ist, die unter Zwischenlage einer Rollenschnappvorrichtung (7) an dem beweglichen Glied (2) angreift, und daß die Rollenschnappvorrichtung (7) aus zwei in Bewegungsrichtung hintereinander laufenden Führungsrollen (8, 9) mit mindestens einer zwischenliegenden Abstandsrolle (10) kleineren Rollendurchmessers und aus einem allen Rollen (8, 9, 10) gemeinsamen ortsfesten Führungsteil (12, 13) besteht, das eine nach außen gerichtete, zum Eingriff mit der Abstandsrolle (10) bestimmte Ausnehmung (14) aufweist.

2. Bistabil. Schnappeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsroüen (8, 9) als Kugeln ausgeführt sind, denen mindestens eine kugelförmige Abstandsrolle (10) zugeordnet ist.

3. Bistabile Schnappeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Abstandsrollen (10) in einer Ebene zwischen den Führungsrollen (8,9) angeordnet sind.

4. Bistabile Schnappeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (14) als eine umlaufende Nut ausgebildet ist

5. Bistabile Schnappeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (14) mit zur Bewegungsrichtung (4) geneigt verlaufenden Anlageflächen versehen ist.

6. Bistabile Schnappeinrichtun_ö nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Anlageflächen (15) zur Bewegungsrichtung (4) etwa 45° beträgt.

7. Bistabile Schnappeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft der ersten Fsder (3) bei Anordnung der Anlageflächen auf der der Druckfeder abgewandten Seite der Ausnehmungen kleiner als die der weiteren Druckfeder (6) bemessen ist.