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Die Erfindung bezieht sich auf eine iektrische Schaltvorrichtung,
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insbesondere für elektrische Zeitschalter, nach den Merkmalen des
Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Eine solche Schaltvorrichtung ist aus der DT-AS 21 48 754 bekannt.
Bei dieser bekannten Schaltvorrichtung ist eine als Kontaktglied dienende Kontaktwippe
um einen festen Drehpunkt schwenkbar gelagert. Die Kontaktwippe wird durch einen
schleichend bewegbaren Steuernocken sprunghaft von einer Schaltstellung in die andere
bewegt, wobei sie, von einer Zugfeder in ihrer Position gehalten, Jeweils an einem
Festkontakt anliegt.
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Diese Schaltvorrichtung hat Jedoch den Nachteil, daß sich mit ihr
keine Schaltstellung realisieren läßt, bei der eine leitende Verbindung zwischen
den beiden Festkontakten besteht. Deshalb muß auch bei einer Verwendung als Ein-
und Ausschalter, wie dies inbesondere bei elektrischen Zeitschaltern der Fall ist,
der Strom über eine bewegliche Litze der Kontaktwippe zugeführt werden. Dies erfordert
Jedoch, vor allem bei einer vorgesehenen Eignung auch für hohe Stromstärken, einen
erheblichen Platzbedarf und beeinträchtigt die Funktionstüchtigkeit der Schaltvorrichtung,
zumal die zur Betätigung der Schaltvorrichtung erforderliche Schaltkraft nicht nur
die Kraft der Zugfeder kompensieren, sondern auch die Biegesteifigkeit der Litze
überwinden muß.
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Bei einer weiteren Schaltvorrichtung, wie sie in einem praktisch ausgeführten
Zeitschalter verwendet wird, ist deshalb eine Kontaktbrücke vorgesehen, die linear
geführt wird und bei Betätigung durch den Zeitschalter zwei Festkontakte miteinander
verbindet und die dabei auch für hohe Stromstärken geeignet ist. Bei Nachlassen
des Kontaktdrucks infolge Weiterlaufens der Schaltscheibe bewirkt eine Rückhdlfeder
das selbsttätige Öffnen der Kontakte und die Rückstellung der Kontaktbrücke in die
Ruhestellung, in der die Kontaktbrücke
mit beiden Enden von den
Festkontakten abgerückt ist.
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Die Überwindung der Kraft dieser Rückholfeder macht eine gewisse Mindestkraft
für die Betätigung des Schalters erforderlich, darüberhinaus wird durch den von
dieser Rückholfeder beanspruchten Raum der Platzbedarf der Schaltvorrichtung vergrößert.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine sich selbsttätig
öffnende Schaltvorrichtung der genannten Art so auszubilden, daß das Schließen der
Kontakte eine nur geringe Betätigungskraft erfordert und daß die sie aus möglichst
wenigen Bauteilen platzsparend aufgebaut und einfach herzustellen ist, insbesondere
soll die Verwendung einer zusätzlichen Rückholfeder eingespart werden.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus
den Unteransprüchen.
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Im folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung an zwei Ausführungsbeispielen
näher erläutert werden.
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Es zeigen: Fig. 1 bis Fig. 3 schematische Darstellungen verschiedener
Betätigungsstellungen bei einer Schaltvorrichtung, bei der beide Kontaktstellen
beim Ausschaltvorgang getrennt werden, Fig. 4 bis Fig. 6 schematische Darstellungen
der entsprechenden Betätigungsstellungen bei einer Schaltvorrichtung nach der Erfindung,
Fig. 7 und Fig. 8 eine Seitenansicht eines AusfUhrungsbeispieles der erfindungsgemäßen
Schaltvorrichtung in geöffnetem und geschlossenem Zustand,
Fig.
9 eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltvorrichtung,
bei der zwei Kontaktbrücken nebeneinander angeordnet sind.
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Bei der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Schaltvorrichtung ist in einem
Kontaktschieber 1 eine mit einer Feder 2 belastete Kontaktbrücke 3 angeordnet. Diese
weist an ihren Enden zwei Kontakte 4 und 5 auf, die mit zwei auf einer Grundplatte
6 angeordneten Festkontakten 7 und 8 zusammenwirken. Ein mit dem Kontaktschieber
1 verbundener Steg 9 dient zugleich als bewegliches Gegenlager für eine Rückstellfeder
10 und als Auflager für die Kontaktbrücke 3. Das feste Widerlager für die Rückstellfeder
10 wird durch einen Nocken 11 eines die Schaltvorrichtung umgebenden Gehäuses 12
gebildet. Die Feder 2 wird durch die Nocken 13 und 14 in ihrer Position gehalten.
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In Fig. 1 ist der Kontaktschieber 1 durch einen hier nicht dargestellten
Nocken eines Zeitschalters in Richtung auf die Verbindungslinie der beiden Festkontakte
7 und 8 niedergedrückt worden. Dabei wird die Kontaktbrücke 3 mit den Kontakten
4 und 5 durch die Feder 2 auf die an der Grundplatte 6 angebrachtaiFestkontakte
7 und 8 gedrückt und schließt so einen elektrischen Schaltkreis. Ebenfalls durch
den Kontaktschieber 1 ist die Rückstellfeder 10 gespannt worden.
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Fig. 2 zeigt die gleiche Schaltvorrichtung während des Öffnungsvorganges,
d. h., nachdem die den Nocken tragende Schaltscheibe weitergelaufen ist und der
Nocken den Kontaktschieber 1 freigegeben hat, so daß sich die Federn entspannen
können. Der Kontaktschieber 1 bewegt sich zunächst unter der Kraft der Feder 2 und
der Rückstellfeder 10 in Richtung auf seine Ausgangsstellung, bis der Steg 9 an
der Kontaktbrücke 3 anliegt.
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Im weiteren Verlauf der Rückkehrbewegung in die in Fig. 3
dargestellte
Ruhestellung nimmt dann der Steg 9 die Kontaktbrücke 3 mit zurück, wodurch die Kontakte
4 und 5 von den Festkontakten 7 und 8 getrennt werden.
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In den Figuren 4 bis 6 ist der gleiche Öffnungsvorgang für eine Schaltvorrichtung
nach der Erfindung dargestellt, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen
wie in den Figuren 1 bis 3 bezeichnet sind. Der Steg 9 trägt hier an seiner der
Kontaktbrücke 3 zugewandten Oberseite eine Schneide 9'. Ferner weisen die Positionen
der den Angriffspunkt der Feder 2 auf die Kontaktbrücke 3 festlegenden Nocken 13
und 14 nunmehr einen seitlichen Abstand zur Schneide 9' auf, die den Auflagepunkt
für die Kontaktbrücke 3 bildet. Die Feder 2 übt dadurch ein Drehmoment auf die Kontaktbrücke
3 aus, dessen Hebelarm durch den Abstand des Nockens 14 vom Auflagepunkt auf die
Schneide 9' gegeben ist. Eine zusätzliche Rückstellfeder ist bei dieser Schaltvorrichtung
nicht erforderlich.
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Bei niedergedrücktem Kontaktschieber 1 werden, wie in Fig. 4 dargestellt,
auch bei dieser Schaltvorrichtung infolge des Einwirkens der Feder 2 auf die Kontaktbrücke
3 die Kontakte 4 und 5 auf die zugehörigen Festkontakte 7 und 8 gepreßt.
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während des Öffnungsvorganges, Fig. 5, entspannt sich die Feder 2
zunächst so weit, bis der Steg 9 mit der Schneide 9' die Kontaktbrücke 3 berührt.
Nunmehr übt die Feder 2, deren Angriffspunkt auf die Kontaktbrücke 3 durch den Nocken
14 fixiert ist, auf diese ein Drehmoment um den Auflagepunkt an der Schneide 9'
aus. Da die Kontaktbrücke 3 Jedoch mit dem Kontakt 4 zugleich auf dem Festkontakt
7 aufliegt, kann sie sich nicht frei um die Schneide 9' drehen. Als ortsfester Drehpunkt
dient vielmehr der Auflagepunkt auf dem Festkontakt 7, während die Drehung um die
Schneide 9' als Bewegung um einen mitbewegten Drehpunkt erfolgt. Dadurch hebt der
der Schneide 9' zugewandte Kontakt 5 vom Festkontakt 8 ab, während der Kontakt 4
auch nach Beendigung
des Öffnungsvorganges weiter auf dem Festkontakt
7 aufliegt, so daß sich die in Fig. 6 dargestellte Ruhestellung ergibt.
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Bei dem in Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Schaltvorrichtung sind ebenfalls gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen wie
in den Figuren 1 bis 6 bezeichnet. Der Kontaktschieber 1 ist um einen Drehpunkt
20 außerhalb des Abstandes der beiden Festkontakte 7 und 8 schwenkbar gelagert,
wobei dieser Drehpunkt 20 in Fortsetzung Jener Seite der Kontaktbrücke 3 liegt,
die auf dem Festkontakt ständig aufliegt. Die Kontaktbrücke 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel
als längliche Platte aus einem elektrisch leitenden Material ausgebildet. Der Kontaktschieber
1 weist eine Nase 21 auf, die durch einen Nocken 22 einer nicht dargestellten Schaltscheibe
eines Zeitschalters betätigt wird. Die Schwenkbewegung des Kontaktschiebers 1 während
des Öffnungsvorganges wird durch einen sich an das Gehäuse 12 anlegenden Anschlag
23 begrenzt.
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Zwei Streben 24 und 25 (Fig. 9) des Kontaktschiebers 1, die durch
den die Schneide 9' tragenden Steg 9 miteinander verbunden sind, greifen in zwei
in der Zeichnung nicht sichtbare Ausnehmungen im mitteleren Teil der Kontaktbrücke,
die dadurch in ihrer Lage fixiert ist.
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Betätigt wird die Schaltvorrichtung, indem der Nocken 22 auf die Nase
21 drückt und so den Kontaktschieber 1 um seinen Drehpunkt 20 verschwenkt. Die Schneide
9' bewegt sich dabei auf einem Kreisbogen in annähernd senkrechter Richtung auf
die Verbindungslinie der beiden Festkontakte 7 und 8 zu. Dadurch wird die Kontaktbrücke
3, deren den Kontakt 4 tragendes Ende ständig auf dem Festkontakt 7 aufliegt, so
um die Schneide 9' gedreht, daß sich der Abstand des Nockens 14 vom Nocken 13 geringfügig
verringert und somit die Feder 2 vorgespannt wird.
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Bei dieser Schwenkbewegung muß die Betätigungskraft des Zeitschalters
das Drehmoment der Feder 2 und die Schneide 9', das in der Zeichnung (Fig. 7 und
4 gegen den Uhrzeigersinn gerichtet ist, kompensieren. Da der hierfür zur Verfügung
stehende
Hebelarm aber um ein Vielfaches größer ist als der Hebelarm der Feder 2, ist zum
Schließen der Kontaktbrücke 3 nur ein relativ geringer Kraftaufwand erforderlich.
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Die volle Kraft der Feder 2 wird erst dann an der Nase 21 wirksam,
wenn nach dem Anliegen der Kontakte 4 und 5 an den Festkontakten 7 und 8 der Kontaktschieber
1 weiter niedergedrückt wird und so die Feder 2 stärker komprimiert wird.
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Dabei wird die Schneide 9' von der Kontaktbrücke 3 getrennt, während
die Kontakte auf die zugehörigen Festkontakte gepreßt werden.
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Bereits die beim Schließen der Kontaktbrücke 3 bewirkte geringe Vorspannung
der Feder 2 reicht Jedoch aus, um nach beendeter Betätigung der Schaltvorrichtung
ein rasches selbsttätiges Öffnen zu gewährleisten.
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Der Kontakt 4, der ständig auf dem Festkontakt 7 aufliegt, ist durch
die in die Kontaktbrücke 3 eingreifenden Streben 24 und 25 in seiner Lage bezüglich
der Schneide 9' fixiert. Er wird deshalb bei Jeder Betätigung des Kontaktschiebers
um ein kurzes Wegstück auf dem Festkontakt verschoben. Durch diese zwangsweise erfolgte
Gleitbewegung wird ein Oxidieren der Kontaktstellen sowie ein etwaiges Festbrennen
der Kontakte verhindert.
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Die hier beschriebene Funktionsweise gilt gleichermaßen auch für eine
in Fig. 9 dargestellte, parallel zur ersten am Kontaktschieber 1 angeordnete zweite
Kontaktbrücke 26, mit der zwei weitere Festkontakte betätigt werden. Auch in dieser
Figur sind gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen wie in den Figuren 1
bis 8 bezeichnet. Die Halterung dieser zweiten Kontaktbrücke erfolgt auf die gleiche
Weise wie bei der ersten Kontaktbrücke. Der Steg 9 ist in seiner Länge verdoppelt
und erstreckt sich bis zur Strebe 27, die zusammen
mit der als
Mittelstrebe ausgebildeten Strebe 25 in zwei in der Zeichnung nicht dargestellte
Ausnehmungen der Kontaktbrücke 26 greift und diese fixiert. Die Feder 28 wirkt in
analoger Weise auf die Kontaktbrücke 26 wie die Feder 2 auf die Kontaktbrücke 3.
Die beiden Kontaktbrücken 3 und 26 sind durch eine Trennwand 29 (siehe Fig. 7 bzw.
8) aus nichtleitendem Material so gegeneinander abgeschirmt, daß elektrische Überschläge
vermieden werden.
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L e e r s e i t e