DE2807943A1

DE2807943A1 - Elektrischer schalter fuer regelgeraete, insbesondere fuer temperaturregler

Info

Publication number: DE2807943A1
Application number: DE19782807943
Authority: DE
Inventors: Hans Boesing; Guglielmo Rossi
Original assignee: Ranco Inc
Current assignee: Robertshaw US Holding Corp
Priority date: 1978-02-24
Filing date: 1978-02-24
Publication date: 1979-08-30
Also published as: DE2807943C2; GB2015255A; US4214136A; GB2015255B

Description

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Patentconsult Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089)883603/883604 Telex 05-212315 Telegramme Patenlconsult Patentconsult Sonnenberger Stra3e 43 6200 Wiesbaden Telefon (06121)562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult

RANCO INCORPORATED,
COLUMBUS (OHIO) U.S.A.

Elektrischer Schalter für Regelgeräte, insbesondere für Temperaturregler.

Temperaturregler für Wärmegeräte müssen bekanntlich das Wärmegerät ausschalten, wenn die von diesem erzeugte Temperatur einen bestimmten Wert überschreitet, und das Gerät wirder einschalten, wenn die Temperatur unter einen bestimmten Wert absinkt. Es besteht die Forderung nach kleinen Schalthüben und einer möglichst kleinen Bauweise des Temperaturreglers und damit auch des elektrischen Schalters, der einen Teil des Temperaturreglers bildet. Für Wärmegeräte müssen zum Teil erhebliche Leistungen geschaltet werden, die der elektrische Schalter für viele Schaltspiele aushalten muß. Wenn Schalterkontakte schleichend betätigt werden, kommt es bekanntlich zu Schmoren und Errosionserscheinungen, d.h., die Schalterkontakte müssen möglichst rasch voneinander gelöst werden, was wiederum die Anwendung einer stärkeren Feder bedingt. Federmaterial hat aber andererseits keinen ausgezeichneten elektrischen Leitwert, der für die Bewältigung größerer Ströme wünschenswert ist.

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Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Schalter der oberbegrifflichen Art so auszubilden, daß er eine lange Lebensdauer (erhöhte Anzahl von Schaltspielen) trotz relativ hoher Schaltleistung bei relativ kleinen Abmessungen und kleinen Schalthüben aufweist.

Die gestellte Aufgabe wird auf Grund der kennzeichnenden Maßnahmen des Anspruches 1 gelöst. Die UnteranSprüche beziehen sich auf Einzelheiten der Ausbildung des neuen elektrischen Schalters.

Ein Ausführungsbeispiel des elektrischen Schalters wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Schalter gemäß Linie

I-I nach Fig. 2; und
Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1.

Ein Gehäuse 1 aus einem isolierenden Material hat eine Abmessung von 33 (37) auf 21 auf 18,5 mm und besitzt im großen und ganzen die Form einer oben offenen Schachtel mit zwei Schmalseiten 2, 3, Längsseiten 4, 5 und einer Bodenwand 6. Die Seitenwände 2, 3, 5 erstrecken sich auch unterhalb der Bodenwand 6 und bilden dort einen Flansch. An den Schmalseiten 2, 3 sind Fortsätze 7 angebracht, die zur Einfügung des Gehäuses 1 in

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ein nicht dargestelltes Gehäuse des Temperaturreglers dienen.

In der Bodenwand 6, in der Nähe der Ecken sind schlitzförmige Durchlässe 6a, 6b, 6c und 6d sowie im mittleren Bereich weitere schlitzförmige Durchlässe 6e und 6f vorgesehen, die zur Befestigung und Durchführung von Anschlußfahnen 10 (Fig. 1), 11 und 12 (Fig. 2) dienen. Innerhalb des Gehäuses 1 bildet die Anschlußfahne 11 einen brückenartigen Träger 11a, der sich auf einem Stützbock 13 abstützt, der in dem Schlitz 6d verankert ist. Der brückenartige Träger 11a weist eine seitlich auskragende Stützplatte 11b mit mittiger Bohrung 11c auf. An dem brückenartigen Träger 11a sind eine Schaltzunge 15 und eine Q-förmige Kippfeder 16 angenietet, so daß die Enden der Schaltzunge und der Kippfeder als an dem brückenartigen Träger 11a eingespannt zu betrachten sind.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Kippfeder 16 einen Q-förmigen Umriß auf, d.h., es sind zwei seitliche Schenkel i6a, 16b, Verbindungsstege i6c, i6d, ferner ein Auslöserlappen I6e und ein Fuß I6f vorhanden, Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Verbindungssteg 16c doppelt gewölbt. Die Kippfeder 16 ist ursprünglich aus Federblech hergestellt worden - es wird rostfreier Stahl bevorzugt - wobei die Schenkel I6a, 16b ursprünglich parallel zueinander waren. Durch die Aufwölbung des Verbindungssteges 16c sind die Schenkel 16a, ,i6b an einer Seite

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einander angenähert und leiten somit Spannungen in den Verbindungssteg i6d hinein, die nunmehr das Bestreben haben, den Verbindungssteg I6d nach oben oder unten auszubeulen. Die Richtung der Ausbeulung kann durch den Auslöserlappen I6e bestimmt werden, d.h., wenn dieser Auslöser I6e in Fig. 1 nach unten bewegt wird, beult der Verbindungssteg I6d so aus, daß die Schenkel 16a, 16b nach oben kippen. In Abhängigkeit von dem Auslöser I6e kann also die Kippfeder 16 zwei stabile Lagen einnehmen.

Die Schaltzunge 15 weist eine Dreiecksform mit abgerundeter Spitze auf, an der ein Kontaktniet 17 befestigt ist. Ausgehend von dem eingespannten Ende 15a ist die Schaltzunge 15 bei 15b

.nach 15c
/abgewinkelt, so daß sie sich um diese Stelle leicht biegen kann. Im übrigen ist die Schaltzunge aber durch eine Sicke 15d versteift. Die Schaltzunge 15 ist aus Kupferblech hergestellt und folgt weitgehend der ursprünglichen Blechebene, mit Ausnahme zweier Lappen 15e, 15f, die senkrecht zu dieser allgemeinen Ebene gestellt sind. Die Lappen 15e, 15f laufen im Winkel auf den Kontaktniet 17 zu und enthalten jeweils eine Öse 15g, die schlitzförmig, mit sich erweiternden Endenjausgebildet ist. In die Ösen 15g ragen abgerundete Fortsätze i6h, I6i der Schenkel 16a, 16b der Kippfeder 16 hinein, so daß die Kippfeder 16 und die Schaltzunge 15 miteinander gekoppelt sind und einen beweglichen Schalterkontakt bilden. Die Lage dieses Schalterkontaktes wird von der Kippfeder 16 bestimmt,

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deren Lage wiederum von dem Auslöser I6e abhängt. Der Schalterkontakt insgesamt kann als bistabiles Glied angesehen werden, welches jedoch nicht seine freien End-Lagen einnimmt, weil dies durch Anschläge verhindert wird.

Die Anschlußfahne 12 bildet einen brückenartigen Träger 12a, der bis in die Nähe des Schlitzes 6c reicht und dort von einer Stütze 18 aufgefangen wird, ähnlich wie dies bezüglich der Teile 11a und 13 beschrieben worden ist. Im mittleren Bereich des brückenartigen Trägers 12a ist ein weiterer Kontaktniet 19 vorgesehen, der mit dem beweglichen Kontaktniet 17 zusammenarbeitet. Ein weiterer Kontaktniet 20 ist an der Kontaktfahne 10 befestigt, die einen in Längsrichtung des Gehäuses weisenden Federarm 10a aufweist, um bis zu einer Stelle gegenüber dem beweglichen Kontaktniet 17 zu gelangen. Von der Einspannstelle des Sehalterkontakts, dem brückenartigen Träger 11a bzw. der Biegestelle 15b aus gesehen^ nehmen die Kontaktniete 19, 20 einen Winkelabstand voneinander ein, der weniger als halb so groß wie der Winkelausschlag ist, den der Schalterkontakt 15, 16 bei ungehinderter Beweglichkeit zurücklegen würde. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Kipp-Symmetrieebene des beweglichen Schalterkontaktes 15, 16 nicht überschritten wird. Mit anderen Worten, wenn der bewegliche Schalterkontakt 15, 16 durch Betätigen des Auslösers I6e von der dargestellten Kontaktlage 17/20 in die Kontaktlage 17/19 geschaltet wird,

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dann schnappt der bewegliche Schalterkontakt 15, 16 beim Loslösen des Auslösers I6e wieder in die dargestellte Lage nach Fig. 1 zurück. Der Schalter ist also insgesamt monostabil, obzwar die Kippfeder 16 ein bistabiles Element ist.

Die Bodenwand 6 weist noch eine Prüföffnung 6g auf, die von einer Stützhülse 21 umgeben wird. Indem die Stützhülse 21 mehr oder weniger weit in das Innere des Gehäuses 1 hineinreichend festgelegt wird, wird die Lage des Kontaktnietes 20 bestimmt, da sich dieser auf der Oberseite der Hülse 21 abstützt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist durch das Innere der Stützhülse eine 'Zugänglichkeit zu dem Kontaktniet 20 gegeben, wodurch beispielsweise ein Schalterspiel ausgelöst werden kann.

An Stelle der Stützhülse 21 kann auch eine an der Bodenwand 6 befestigte Schraubbuchse mit eingeschraubtem Stift vorgesehen sein, an dem sich der Kontaktniet 20 abstützt. Durch mehr oder weniger weites Hineinschrauben des Gewindestiftes kann die Lage des Kontaktniets 20 gegenüber der Kraft des federnden Armes 10a eingstellt werden.

Der elektrische Schalter wird über einen strichpunktiert angedeuteten Pimpel 25 betätigt, der die Verbindung zu dem nicht dargestellten Temperaturregler darstellt. Wenn dieser Temperaturregler mit seinem Temperaturgeber eine bestimmte Temperatur

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abgetastet hat, ist der Pimpel 25 soweit in der Zeichnung nach unten verschoben, daß der Auslöser i6e anspricht und der Schalterkontakt 15_f 16 nach oben schnappt. Die Kontaktgabe zu der Anschlußfahne 10 wird dadurch unterbrochen, wodurch in dem angenommenen Beispiel gleichzeitig der Stromkreis selbst unterbrochen wird. Der Pimpel 25 weist eine Schulter 25a auf, die auf der Stützplatte 11b zur Auflage kommt, so daß der Hub des Pimpels 25 beschränkt ist. Dadurch wird ein "Überfahren" des Schalters vermieden, d.h., der Auslöser I6e wird nicht übermäßig gebogen und damit geschädigt.

Je nach den angeschlossenen Stromkreisen kann der Schalter als Ruhekontakt, Arbeitskontakt- oder Umschalter verwendet werden. In jedem Fall fließt aber der Strom in erster Linie über die Schaltzunge 15, welche aus gut leitendem Material (Kupfer oder Kupferlegierung) besteht und praktisch nicht über die Kippfeder 16, deren Federmaterial ein schlechter elektrischer Leiter darstellt. Obzwar zwei Elemente für den beweglichen Schalterkontakt verwendet sind, nehmen diese praktisch nicht mehr Platz ein, als ein einzelnes Element, weil beide Teile 15, 16 relativ flach ausgebildet sind und parallel zueinander liegen· Dadurch ist es möglich, hohe Leistungen mit einem räumlich sehr kleinen elektrischen Schalter zu bewältigen .

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Leerseite

Claims

BLUMBACH · WESER · BERGEN · KRAMER ZWIRNER · HIRSCH · BREHM

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Patentansprüche

Elektrischer Schalter für Regelgeräte, insbesondere für Temperaturregler

mit einem Schaltergehäuse, in dem zwei Anschläge vorgesehen sind, von denen mindestens der eine als fester Schalterkontakt ausgebildet ist, und mit einem zwischen den beiden Anschlägen beweglichen Schalterkontakt, der - außer bei der Umschaltbewegung - in Anlage an einem der Anschläge ruht,

dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Schalterkontakt aus einer elektrisch gut leitenden Schaltzunge (15) mit geringen Federeigenschaften und aus einer Q-förmigen Kippfeder (16) besteht, die zwei gegeneinander verspannte Schenkel (i6a, I6b) und einen Auslöser (i6e) im Verbindungsbereich (i6d) der Schenkel aufweist, und daß die Schaltzunge (15) und die Kippfeder (16) im wesentlichen parallel zueinander mit ihren einen Enden (15a, I6f) im Gehäuse eingespannt sind.

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2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltzunge (15) aus Kupfer oder einer Kupferlegierung und die Kippfeder (16) aus rostfreiem Federmaterial bestehen.
3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltzunge (15) Ösen (15g) aufweist, in welche entsprechende Fortsätze (i6h, i6i) der Kippfeder (16) eingreifen.
4. Elektrischer Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltzunge (15) eine im wesentlichen ebene Ausbildung besitzt, und daß zwei aus der Haupterstreckungsebene senkrecht abgebogene Lappen (I5e, 15f) vorgesehen sind, in denen je eine Öse (I5g) liegt.
5. Elektrischer Schalter nach Anspruch 4, «dadurch gekennzeichnet, daß die abgebogenen Lappen (I5e, 15f) schräg aufeinanderzulaufen.
6. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

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dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltzunge (15) außerhalb der Einspannstelle im Gehäuse Sicken (15d) zu Versteifungszwecken aufweist.
7. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 "bis 6, in monostabiler Bauweise,

dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelbereich der Anschläge (19, 20) voneinander, von der Einspannstelle (11a) des bewegbaren Schalterkontaktes ausgesehen, ganz innerhalb der einen Hälfte der freien Ausschlagsweite der Kippfeder liegt.
8. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Anschläge (19, 20) voneinander fein einstellbar ist.
9. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stützplatte (11b) zur Hubbegrenzung eines Schalterpimpels (25) vorgesehen ist.

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