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Es ist auch bereits eine elektromechanische Kontaktschalteinrichtung
bekannt (DE-OS 25 56346), bei der der Schaltstern nur einen Zahnkranz aufweist,
mit dem die Kontaktfederenden eines Kontaktfedersatzes in Eingriff stehen. Dort
ist vorgesehen, daß jeweils nur eine der beiden Kontaktfedern mit einem der Schaltzähne
des Schaltsterns in Eingriff kommt und von diesem beaufschlagt wird. Dabei soll
erreicht werden, daß eine aufwendige Justierung der Kontaktfederenden in Bezug auf
die einzelnen Schaltzähne des Schaltsternes entfällt In der Praxis hat sich jedoch
gezeigt, daß auch dort eine besondere Formgebung der Kontaktfederenden, d. b eine
manuelle Justierung erforderlich ist und daß dort auch unterschiedliche Kontaktfedern
mit verschieden langen Federenden zu verwenden sind, weil sonst beim Schließen,
d. h. beim Aufeinanderprallen
der Federkontakte Prellerscheinungen
nicht auszuschließen sind und auch die einzelnen Schaltvorgänge nicht in den exakt
gleichen Winkelstellungen der einzelnen Schaltzähne erreichbar sind. Außerdem ist
es dort erforderlich, für wenigstens eine der Kontaktfedern noch einen festen Anschlag
vorzusehen, um das Kontaktprellen beim Schließen auszuschalten. Zudem muß auch bei
dieser bekannten Kontaktschaltvorrichtung der Schaltstern mit einer Sperrverzahnung
versehen werden, in die eine Sperrklinke eingreift, damit ein Drehen des Schaltsterns
in der falschen Richtung vermieden wird. In Verbindung mit einem Umschaltkontaktsatz
besteht dort auch die Möglichkeit, daß in einer bestimmten Drehphase des Schaltsternes
alle drei elektrischen Kontakte gleichzeitig miteinander in Berührung kommen, wenn
nicht auch dort die beiden äußeren Kontaktfedern durch einen die mittlere Kontaktfeder
durchdringenden Distanzbolzen miteinander verbunden sind. Überdies sind dort noch
manuelle Justierarbeiten erforderlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sprungschaltwerk der
eingangs genannten Art so zu verbessern, daß sich ohne jegliche Justierarbeit sowohl
bei einfachen, nur aus zwei Kontaktfedern bestehenden Ein-Aus-Schaltern als auch
bei mit drei Kontaktfedern versehenen Umschaltern in ihrer Form jeweils völlig gleiche
Kontaktfedern verwenden lassen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß zwischen dem Doppelschaltstern und den zu betätigenden Kontaktfedern wenigstens
zwei mindestens zweiarmige, schwenkbar gelagerte Schalthebel angeordnet sind, die
je für sich durch eine jeweils am einen Hebelarm angeformte Richtsperrnase in einen
der Schaltzahnkränze des Doppelschaltsterns eingreifen und von diesen abwechselnd
bzw. nacheinander auslenkbar sind und die jeweils durch ihren zweiten und/oder dritten
Hebelarm mit jeweils einer der Kontaktfedern in Verbindung stehen.
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Dadurch ergeben sich eine Reihe von Vorteilen. Da sich die zweiarmigen
oder ggf. dreiarmigen Schalthebel, die ohnehin aus einem Isolierstoff bestehen müssen,
im Spritzgußverfahren sehr billig herstellen lassen und keinerlei manuelle Nacharbeit
erfordern, wird der durch den Wegfall jeglicher justierarbeit und die Möglichkeit,
in ihrer Form lauter gleiche Kontaktfedern zu verwenden, einerseits eine erhebliche
Kosteneinsparung und andererseits eine Verbesserung der Funktionssicherheit und
Erhöhung der Schaltgenauigkeit, insbesondere bezüglich der zeitlichen Festlegung
der Schaltpunkte erzielt. Von besonderer wirtschaftlicher Bedeutung ist dabei auch
der Vorteil, daß sowohl bei einfachen Ein-Aus-Schaltern als auch bei Umschaltern
die gleichen Kontaktfedern Anwendung finden können.
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Außerdem bringt die Verwendung der zweiarmigen Schalthebel noch den
Vorteil mit sich, daß der Lagerpunkt des Doppelschaltsterns in bezug auf den Lagerpunkt
der Schaltfedern bzw. in bezug auf die Schaltfederenden örtlich sehr variabel ist,
da sich die Form der Schalthebel ohne weiteres funktionsgerecht an die jeweils gegebenen
Lagerpunkte des Schaltsterns anpassen läßt. Hinzu kommt, daß weder eine zusätzliche
Sperrverzahnung am Schaltstern noch eine zusätzliche Sperrklinke erforderlich sind
und daß sich das vom Schaltstern aufzubringende Schaltdrehmoment durch entsprechende
Ausbildung der wirksamen Hebelarme der Schalthebel sehr klein halten läßt, und zwar
auch dann, wenn zur Erzielung großer Schaltleistungen große Kontaktdrücke in der
Schließstellung der einzelnen
Kontakte gewährleistet sein müssen. Daraus ergibt sich
eine große Unempfindlichkeit des Sprungschaltwerkes gegenüber Form- und Kontaktdrucktoleranzen
der Kontaktfedern. Durch das formschlüssige Eingreifen der mit Richtsperrnasen versehenen
Hebelarme der einzelnen Schalthebel in die beiden Zahnkränze des Doppelschaltsterns
ist zugleich auch eine jeweils exakte Fixierung des Schaltsterns in seinen einzelnen
Schaltpositionen gewährleistet, ohne daß dafür eine zusätzliche Rast- oder Sperrklinke
erforderlich ist. Es lassen sich hier auch relativ kleine Zahnteilungen am Doppelschaltstern
verwenden; statt mit vier Schaltzähnen pro Zahnkranz können z. B. acht oder zehn
Schaltzähne pro Zahnkranz bei gleichem Teilkreisdurchmesser vorgesehen sein, was
wiederum den Vorteil hat, daß die einzelnen Schaltschritte des Schaltsterns auf
den halben oder noch kleineren Drehwinkel reduziert werden können. Dies eröffnet
auch die Möglichkeit, die Zahnkränze des Doppelschaltsternes mit unterschiedlichen
Zähnezahlen zu versehen, um beispielsweise bei einem Umschalter zwischen dem Ausschalten
des einen Stromkreises und dem Einschalten des anderen Stromkreises einen programmierten
zeitlichen Abstand zu erreichen.
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Statt den einen Schalthebel dreiarmig auszubilden, ist es auch möglich,
einen dritten zweiarmigen Hebel zu verwenden, der die Funktion des dritten Hebelarmes
des dreiarmigen Schalthebels übernimmt.
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Während es im allgemeinen vorteilhaft ist, die beiden Schalthebel
auf einem gemeinsamen Lagerzapfen zu lagern, kann es in bestimmten Anwendungsfällen
auch vorteilhaft sein, die beiden Schalthebel auf verschiedenen, d. h. räumlich
voneinander getrennten Lagerzapfen zu lagern, um ggf. von der Norm abweichende Schaltfunktionen
zu erzielen.
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Dadurch, daß die einzelnen Kontaktfedern jeweils unter Vorspannung
am zweiten bzw. dritten Hebelarm der beiden Schalthebel anliegen, ist auch die Montage
des gesamten Sprungschaltwerkes sehr einfach durchführbar und die Gewähr dafür gegeben,
daß Fertigungstoleranzen sich nicht nachteilig auf die Funktionssicherheit auswirken
können.
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Anhand der Zeichnung werden nun im folgenden mehrere Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Sprungschaltwerk mit einem Umschaltkontaktfedersatz
der beschriebenen Art in perspektivischer Darstellung, F i g. 2 und 3 das Sprungschaltwerk
der F i g. 1 in zwei verschiedenen Funktionsstellungen, F i g. 4 eine andere Ausführungsform
des Sprungschaltwerkes, Fig.5 und 6 verschiedene Ausführungsformen des zweiten Schalthebels,
F i g. 7 einen dritten Schalthebel.
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Der in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellte Kontaktfedersatz 1 besteht
aus drei gleich langen, gleich breiten und gleich dicken bandförmigen Kontaktfedern
2, 3 und 4, die mit ihren Flachseiten zueinander parallel verlaufend in einer gemeinsamen
Kunststoffleiste 5 eingespritzt oder eingelegt sind und auf der einen Seite der
Kunststoffleiste mit kurzen Löt- oder Steckanschlüssen 6,7 und 8 versehen sind.
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Während die beiden äußeren Kontaktfedern 2 und 4 jeweils auf den
einander zugekehrten Flachseiten mit Einfachkontakten 9 und 10 ausgerüstet sind,
besitzt die mittlere Kontaktfeder 3, die als Umschaltelement dient, einen Doppelkontakt
11, der abwechselnd mit den
beiden Einfachkontakten 9 und 10 zusammenwirkt.
Zum Auslenken der Kontaktfedern 2,3 und 4 im Sinne eines elektrischen Schaltvorganges
sind zwei auf einem gemeinsamen Zapfen 12 schwenkbar gelagerte Schalthebel 13 und
14 vorgesehen, die von einem Doppelschaltstern 15 betätigt werden. Der Doppelschaltstern
15 besitzt zwei jeweils vier Schaltzähne 16/1, 1612, 16/3 und 16/4 bzw. 17/1, 1712,
17/3 und 1714 aufweisende Zahnkränze 16 bzw. 17, die zwar koaxial zueinander angeordnet,
jedoch um eine halbe Zahnteilung gegeneinander in Umfangsrichtung versetzt sind.
Der Doppelschaltstern 15 ist auf einer drehbar gelagerten Welle 18 befestigt und
wird von einem nicht dargestellten Antriebsmechanismus oder von Hand in Richtung
des Pfeiles 19 angetrieben. Beide Schalthebel 13 und 14 besitzen jeweils einen mit
einer Richtgesperrnase 20 bzw. 21 versehenen Hebelarm 22 bzw. 23, durch welche sie
mit den beiden Zahnkränzen 15 bzw. 17 in Eingriff stehen und abwechselnd mit ihren
Richtgesperrnasen 20 bzw. 21 den Doppelschaltstern 15 gegen Drehung in Uhrzeigerdrehrichtung,
d. h. entgegen der Drehrichtung des Pfeiles 19 sperren. Während der Schalthebel
13 nur noch einen zweiten Hebelarm 22 aufweist, mit welchem er auf die mittlere
Kontaktfeder 3 einwirkt, die einseitig mit einer gewissen Vorspannung an ihm anliegt
Der Schalthebel 14 besitzt außer einem zweiten Hebelarm 23', der auf die Kontaktfeder
2 einwirkt, einen dritten Hebelarm 23", der einstückig an den zweiten Hebelarm 23
angeformt ist und unter den Kontaktfedern 2 und 3 hindurch verläuft und mittels
eines aufgesetzten, in derselben Ebene wie der zweite Schalthebel 23 liegenden Schaltnockens
24 die Kontaktfeder 4 betätigt die mit ihrer Innenseite unter einer gewissen Vorspannung
an ihm anliegt.
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Die Ausführungsform der Fig.4 unterscheidet sich von der Ausführungsform
der F i g. 1, 2 und 3 dadurch, daß nur zwei einen einfachen Ein-Aus-Schalter darstellende
Kontaktfedern 2 und 3 im Kunststoffbalken 5 befestigt sind und daß der Doppelschaltstern
15' an beiden Zahnkränzen doppelt soviele Schaltzähne aufweist, wie die Zahnkränze
16 und 17 des Doppelschaltsterns 15 der F i g. 1 bis 3. Der dritte Hebelarm 23"
des Schalthebels 14, dem keine Kontaktfeder zugeordnet ist, ist in diesem Falle
funktionslos.
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Die Funktionsweise des beschriebenen Sprungschaltwerkes läßt sich
leicht an den beiden unterschiedlichen Schaltstellungen der F i g. 2 und 3 erkennen.
Geht man von der Schaltstellung der Fig.2 aus, in denen die beiden Kontakte 10 und
11 der Kontaktfeder 2 und 3 geschlossen sind, so erkennt man, daß in dieser Funktionsstellung
der untere dreiarmige Schalthebel 14 vom Schaltzahn 1714 halb ausgelenkt ist und
somit einerseits durch den Hebelarm 23 und andererseits durch die Nocke 24 am Hebelarm
23" die beiden Kontaktfedern 2 und 4 aus ihrer Normallage nach rechts ausgelenkt
hat Der obere Schalthebel 13 ist mit seiner Richtgesperrnase 20 hinter dem Schaltzahn
16/3 des oberen Zahnkranzes 16 eingefallen und ein zweiter Hebelarm 22 übt dabei
auf die mittlere Kontaktfeder 3 keinerlei Wirkung aus. Die einzige Funktion des
Schalthebels 13 besteht in dieser Lage darin, eine Drehung des Doppelschaltsterns
15 in Uhneigerdrehrichtung zu verhindern.
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Wird nun der Schaltstern um 45" in Richtung des Pfeiles 19 weitergedreht,
erfolgt zunächst eine weitere Auslenkung des unteren Schalthebels 14 durch den Schaltzahn
17/4 in Gegenuhneigerdrehrichtung um den Lagerzapfen 12 und - etwas später - eine
ebensolche Schwenkbewegung des Schalthebels 13 durch den Schaltzahn 16/4. Das Auseinanderspringen
der beiden Kontakte 10 und 11 erfolgt in dem Augenblick, in dem die Richtgesperrnase
21 des Schalthebels 14 hinter den Schaltzahn 17/4 fällt. Im selben Augenblick wird
auch die Kontaktfeder 4 vom dritten Hebelarm 23" des Schalthebels 14 freigegeben,
so daß der Kontakt 9 auf den Doppelkontakt 11 springen kann, dessen Kontaktfeder
3 nunmehr durch den Schalthebel 13 nach rechts ausgelenkt ist Die Auslenkung der
Kontaktfedern 5 3 und 4 ist jeweils so eingerichtet, daß im Augenblick des Öffnens
bzw.
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Trennens zweier geschlossener Kontakte ihr Schließdruck zumindest
nahezu am größten ist Analog hienu funktioniert auch die Ausführungsform der F i
g. 4 mit dem Unterschied, daß dort eine Drehung des Doppel-Schaltsterns 15 um 22,5°
genügt, um eine neue Schaltstellung herbeizuführen.
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In F i g. 5, deren Schaltstellung derjenigen der F i g. 3 entspricht,
ist der mit dem unteren Zahnkranz 17 des Doppelschaltsterns 15 in Eingriff stehende
Schalthebel 14/1 lediglich mit zwei Hebelarmen 23 und 23 ausgerüstet, von denen
der Hebelarm 23 lediglich die Kontaktfeder 2 betätigt Für die Betätigung der Kontaktfeder
4 ist in einem solchen Falle ein dritter.
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ebenfalls zweiarmiger Schalthebel 1412 notwendig, der den beim Schalthebel
14 vorhandenen dritten Hebelarm 23 funktionell ersetzt, und der ebenfalls mit einer
Richtgesperrnase 21 in den Zahnkranz 17 des Doppelschaltsterns 15 eingreift und
seine Bewegungen synchron mit dem Schalthebel 14/1 ausführt. Der zweite Hebelarm
25 des dritten doppelarmigen Schalthebels 14/2 liegt, wie aus F i g. 6 erkennbar
ist, im Auslenkbereich der Kontaktfeder 4.
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In F i g. 7 ist eine andere Ausführungsform des dreiarmigen Schalthebels
14 dargestellt, bei dem der dritte Schaltarm 23/1 statt von unten, von vorn zwischen
die Kontaktfedern 3 und 4 ragt. Seine Funktionsweise unterscheidet sich nicht von
derjenigen des Schalthebels 14.