DE2838934A1

DE2838934A1 - Elektrischer schalter

Info

Publication number: DE2838934A1
Application number: DE19782838934
Authority: DE
Inventors: Alois Schaeffeler; Uwe Stratmann
Original assignee: J&J Marquardt KG
Current assignee: J&J Marquardt KG
Priority date: 1978-09-07
Filing date: 1978-09-07
Publication date: 1980-03-27
Also published as: US4286125A; DE2838934C2

Description

DIPL.-ING. : ZDR.-ING1 : --: r : : dipl.-phys.

BERTHOLD SCHMD GERHARDBfRN'- HEINRICH QUARDER

FALBENHENNENSTRASSE 17 · 7000 STUTTGART 1 · FERNSPRECHER (0711) 608893

UNSER ZEICHEN

13 151 B/sw

Firma

J. & J. Marquardt

7201 Rietheiiri-Weilheim

Elektrischer Schalter

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit wenigstens einer federbelasteten, einen bewegbaren Arbeitslcontakt tragenden, in einem gehäusefesten Lager drehbar gelagerten Kontaktbrücke, sowie mit einem verschiebbaren Betätigungsorgan. Schalter dieser Art werden vielfach in elektrische Handwerkzeuge, insbesondere Handbohrmaschinen, eingebaut. Infolgedessen handelt es sich

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um einen Massenartikel, bei dem zwar einerseits eine hohe Schaltungszahl verlangt wird, der aber andererseits in der Herstellung möglichst wenig kosten soll.

Elektrische Schalter dieser Art sind an sich bereits bekannt, jedoch wird an ihnen bemängelt, daß sie verhältnismäßig viele Teile aufweisen und damit nicht nur teuer, sondern auch störanfällig sind, und daß der Kontaktdruck Schwankungen unterworfen sein kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht infolgedessen darin, einen Schalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der besonders einfach aufgebaut ist und dessen Kontaktdruck einen möglichst großen definierten Wert aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein elektrischer Schalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäß entsprechend dem kennzeichnenden Teil des ersten Anspruchs ausgebildet ist. Beim Verschieben des Betatigungsorgans gleitet das sich am Nocken abstützende Teil des Kontaktarms entlang einer abfallenden Nockenflanke, und infolgedessen ist es der Belastungsfeder möglich,

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den Kontaktarm zu verschwenken. Die Federkraft ist so zu bemessen, daß in der Verschwenkendlage, d.h. bei an? Gegenkontakt anliegendem bewegbarem Kontakt, noch eine genügend große, den Anpreßdruck bewirkende Federkraft vorhanden ist. Das Verschwenken des Kontaktarms geht Limso rascher, je steiler die Flanke des Nockens abfällt. Insofern ist es ohne weiteres möglich, ein eineiu Schnappschalter ähnliches Schaltverhalten zu erzielen. In der Schaltendlage ist ein Anliegen der Kontaktbrücke am Nocken nicht mehr erforderlich und vorzugsweise auch nicht vorgesehen. Außerdem kann man bei diesem Schalter ohne weiteres noch einen Nachlauf vorsehen. Bei diesem elektrischen Schalter kann es sich natürlich auch um einen Umschalter oder auch einen Schalter mit Ruhekontakt handeln, indessen ist er in bevorzugter Weise als Schalter mit Arbeitskontakt ausgebildet. Unter "Nockenspitze" wird die höchste Erhebung des Nockens verstanden, die gegebenenfalls auch abgeflacht verlaufen kann.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Belastungsfeder als Zugfeder ausgebildet ist und

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an dem den Kontakt tragenden Hebelarm des Kontaktarms angreift· Das gehäuseseitige Ende der vorzugsweise als Schraubendruckfeder ausgebildeten Zugfeder kann an einem insbesondere angeformten Bolzen od. dgl. eingehängt werden· In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Lager elektrisch leitend und mit einer Anschlußklemme verbunden ist. Der Nocken besteht hingegen aus elektrisch nichtleitendem Material, und er ist in bevorzugter Weise am Betätigungsorgan angeformt.

Eine andere Variante der Erfindung sieht zwei Schaltwerke vor, wobei das erste Schaltwerk bei geringfügig verschobenem Betätigungsorgan und das zweite bei etwa vollständig verschobenem Betätigungsorgan umschaltet· Dies erreicht man durch entsprechende Nockenausbildung und/oder -anordnung, Eine in dieser Hinsicht vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die beiden Schaltwerke nebeneinander in insbesondere getrennten Schaltkammern angeordnet sind und das Betätigungsorgan an zwei einander gegenüberliegenden Seiten je einen Nocken trägt· Demzufolge weist jede dieser beiden Seiten des Betätigungsorgans gegen

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eine Schaltlcammer. Wenn die beiden Schaltwerke in den Schaltkammern einander genau gegenüberliegend angeordnet sind, so kann man die unterschiedlichen Schaltzeitpunkte nur durch unterschiedliche Anordnung und/oder Ausbildung der Schaltnocken erreichen. Bei gleicher Nockenform müssen die abfallenden Flanken, an denen der Kontaktarm beim Schalten entlanggleitet, in Verschieberichtung des Betätigungsorgans versetzt angeordnet sein. Beginnen aber die abfallenden Flanken etwa am selben Querschnitt des Betätigungsorgans, so muß diejenige des ersten Schaltwerks vergleichsweise steil und diejenige des zweiten Schaltwerks flach abfallen, wie dies eine andere Aus führungsform der Erfindung vorsieht, welche darin besteht, daß zumindest die beim Schalten den anderen Hebelarm abstützende eine Nockenflanke des einen Schaltwerks anders ausgebildet ist als diejenige des anderen Schaltwerks, insbesondere die eine Flanke des einen Schaltwerks steil und diejenige des anderen Schaltwerks flach verläuft.

In Weiterbildung der Erfindung trägt das als Drücker ausgebildete Betätigungsorgan einen Schleifer für eine langgestreckte FiderStandsbahn einer Steuerungseiektronik des

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Schalters. Letztere kann in einer dritten Schalterkaimer untergebracht sein. Man verwendet eine derartige Elektronik insbesondere bei Schaltern für Handbohrmaschinen, und sie bestehen in bekannter Weise aus einem steuerbaren Gleichrichter sowie einer aus Kondensator und Widerstand bestehenden Einrichtung zum Anschneiden des Phasenwinkels der speisenden Wechselspannung. Mit Hilfe dieser Elektronik wird die Drehzahl erhöht, sobald der Stromkreis durch das erste Schaltwerk geschlossen ist. Dabei ist es üblich, daß der Drücker gegen den Widerstand zumindest einer Rückstellfeder eindrückbar und in der vollständig eingedrückten Stellung verriegelbar ist.

Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, daß das zweite Schaltwerk die Steuerungselektronik bei zumindest weitgehend eingedrücktem Betätigungsorgan kurzschließt. Das ist diejenige Drückerstellung, in welcher das Betätigungsorgan verriegelbar ist. Nach dem Entriegeln bzw. beim Loslassen des eingedrückten Betätigungsorgans verlaufen die Schaltvorgänge umgekehrt, d.h. zunächst wird der Kurzschluß der Elektronik aufgehoben, dann der Schleifer entlang dem Widerstand zurückbewegt, wodurch die Drehzahl

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abfällt, und schließlich mit dem ersten Schaltwerk der Strom völlig abgestellt, damit die Maschine zum Stillstand kommt.

Zweckmäßigerweise besitzt dieser Schalter bekannte schraubenlose Anschlußklemmen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Schalters bei abgenommenem Schalterdeckel,

Figur 2 eine Seitenansicht der gegenüberliegenden Schalterseite bei ebenfalls abgenommenem Schalterdeckel bzw. nicht gezeichneter Schalterabdeckwand,

Figur 3 eine der Figur 1 entsprechende Darstellung in der Umschaltstellung,

Figur 4 eine der Figur 2 entsprechende Darstellung in der Umschaltstellung.

Der erfindungsgemäße Schalter besitzt ein in einer ersten Kammer untergebrachtes erstes Schaltwerk 1 und ein in einer zweiten Kammer befindliches zweites Schaltwerk 2. Beide Schaltwerke bestehen im wesentlichen aus einem

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Kontaktarm 3 bzw. 4 mit einem bewegbaren Kontakt S bzw. 6, einer Belastungsfeder 7 bzw. 8 und einem als Festkontakt ausgebildeten Gegenkontakt 9 bzw. 10. Der Kontaktarm 3, ist als doppelarmiger Hebel ausgebildet und in einem ortsfesten Lager 11 bzw. 12 gelagert, welches elektrisch leitend und mit einer Anschlußklemme 13 bzw. 14 verbunden ist. Der eine, den bewegbaren Kontakt 5 bzw. 6 tragende, vorzugsweise abgekröpfte Hebelarm 15 bzw, 16 ist mit dem einen Ende der Belastungsfeder 7 bzw. 8 verbunden, deren anderes Ende an einem gehäusefesten Bolzen 17 bzw. 18 eingehängt ist. Die Feder ist zweckmäßigerweise als Schraubendruckfeder mit zwei Einhängeenden ausgebildet. In der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausgangslage des als Drücker ausgebildeten Betätigungsorgans 19 ist die Belastungsfeder 7 bzw. 8 maximal gespannt. Sie übt auf den Kontaktarm 3 bzw. 4 ein in Schließrichtung wirkendes Drehmoment aus. Der Kontaktarm kann sich jedoch nicht drehen, weil das freie, insbesondere hakenartig gestaltete Ende 20 bzw. 21 des anderen Hebelarms 22 bzw. 23 durch einen Nocken 24 bziv. 2 5 an der Drehung gehindert wird.

Die beiden Nocken 24 und 2 5 befinden sich an dem im Schalter--

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gehäuse geführten, schieberartigen inneren Ende des Betatigungsorgans 19 und sie sind vorzugsweise daran angeformt. Bei unbetätigtem Schalter liegen die beiden Enden 20 und 21 der Kontaktarme 3 und 4 etwa an der Nockenspitze an. Die beiden Nocken 24 und 2 5 sind aber verschieden ausgebildet, weswegen die beiden Schaltwerke unterschiedliche Schaltcharakteristiken haben. So verläuft die Nockenflanke 2 6 des Nockens 24 wesentlich steiler als die Nockenflanke 2 7 des Nockens 25.

Wenn nun das Betätigungsorgan 19 in Pfeilrichtung 28 gegen den Widerstand der Rückstellfeder 2 9 verschoben wird, geht der bewegbare Kontakt 5 wegen der steileren Nockenflanke 26 wesentlich rascher, und bei geringerer Eindrücktiefe des Betatigungsorgans 19 in die Schließstellung als der bewegbare Kontakt 6. Infolgedessen ist das erste Schaltwerk 1 vor dem zweiten Schaltwerk 2 geschlossen. Das zweite Schaltwerk bleibt sogar geöffnet, x^enn das Betätigungsorgan nicht weit genug ins Schalterinnere gedrückt wird. Umgekehrt öffnen natürlich das zweite Schaltwerk beim Loslassen des Betatigungsorgans seine Kontakte vor denjenigen des ersten Schaltwerks.

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In nicht näher gezeigter Weise besitzt dieser Schalter noch eine dritte Schalterkammer, in der sich eine Elektronik mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Widerstand befindet. Entlang der Widerstandsbahn ist ein Schleifer verschiebbar, der am Betätigungsorgan 19 bzw. dessen innerem Teil 30 befestigt ist. Dieser Schalter eignet sich ganz besonders für den Einbau in elektrische Handwerkzeuge, vor allen Dingen in eine elektrische Handbohrmaschine.-Mit Hilfe des ersten Schaltwerks schließt man den Stromkreis für den Antriebsmotor dieser Maschine. Über den Widerstand wird der Phasenwinkel der Wechselspannung angeschnitten und damit die Drehzahl mit zunehmendem Eindrücken des Eetätigungsorgans 19 in Pfeilrichtung 28 erhöht. Bei vollständig eingedrücktem Betätigungsorgan sind dann die Kontakte des zweiten Schaltwerks 2 auch geschlossen, und dieses zweite Schaltwerk schließt die Elektronik kurz, so daß sie vor einer Überhitzung oder zu starken Erwärmung geschützt ist. Beim Loslassen des Betätigungsorgans 19 laufen die erwähnten Vorgänge in umgekehrter Reihenfolge ab.

Der Schalter besitzt schraublose Anschlußklemmen 31, 32 und 33 bekannter Bauart.

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Dieser Schalter wird beispielsweise für elektrische Handwerkzeuge komplett montiert, ohne daß die Abdeckkappe aufgeschnappt ist. Die Elektronik sowie die beiden Schaltsysteme liegen dann zur Prüfung und zum Abgleich offen. Namentlich die Elektronik, die auf einem Keramiksubstrat aufgebracht ist, wird dann mittels einer Lasereinrichtung abgeglichen. Das geschieht dadurch, daß die Widerstandsschicht des Potentiometers vom Laserstrahl, je nach Erfordernis, dem Schaltpunkt gemäß mehr oder weniger weggebrannt wird.

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Claims

Ansprüche

1.) Elektrischer Schalter mit wenigstens einem federbelasteten, einen bewegbaren Arbeitskontakt tragenden, in einem gehäusefesten Lager drehbar gelagerten Kontaktarm sowie mit einem verschiebbaren Betätigungsorgan, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktarm (3, 4) gegen einen Gegenkontakt (9, 10) hin federbelastet ist, wobei der Kontaktarm als zweiarmiger Hebel ausgebildet ist, dessen einer Hebelarm (15, 16) den bewegbaren Kontakt (5, 6) trägt und dessen anderer Hebelarm (22, 23) an dem am Betätigungsorgan (19) angeordneten Nocken (24, 25) im Bereich der Nockenspitze od. dgl. aufliegt.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungsfeder (7, 8) als Zugfeder ausgebildet ist und an dem den bewegbaren Kontakt (5, 6) tragenden einen Hebelarm (15, 16) des Kontaktarms (3, 4) angreift,

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (11, 12) elektrisch leitend und mit einer Anschlußklemme (13, 14) verbunden ist.

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4. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei Schaltwerke, wobei das erste Schaltwerk (1) bei geringfügig verschobenem Betätigungsorgan (19) und das zweite (2) bei etwa vollständig verschobenem Betätigungsorgan umschaltet.

5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß. die beiden Schaltwerke (1, 2) nebeneinander in insbesondere getrennten Schaltkammern angeordnet sind und das Betätigungsorgan (19) an zxvei einander gegenüberliegenden Seiten je einen Nocken (24, 25) trägt.

6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die beim Schalten den anderen Hebelarm (22, 23) abstützende eine Nockenflanke (26) des einen Schaltwerks (1) anders ausgebildet ist als diejenige (27) des anderen Schaltwerks (2), insbesondere die eine Flanke (26) des einen Schaltwerks (1) steil und diejenige (27) des anderen Schaltwerks (2) flach verläuft.

7. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das als Drücker

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ausgebildete Betätigungsorgan (19) einen Schleifer für eine langgestreckte Widerstandsbahn einer Steuerungselektronik des Schalters trägt.

8. Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Schaltwerk (2) die Steuerungselektronik bei zumindest weitgehend eingedrücktem Betätigungsorgan (13) kurzschließt.

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