DE2913913A1 - Schnappschalter - Google Patents

Description

Schaltbau Gesellschaft mbH
München

SB 194

3. April 1979

Schnappschalter

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schnappschalter mit Doppe!unterbrechung und mindestens einer durch ein äußeres Betätigungsorgan über Schnappfedern und einen Stößel betätigten Kontaktbrücke, die in einer Ausnehmung des Stößels unter dem Druck einer Wendeldruckfeder, deren Achse entlang der Bewegungsrichtung des Stößels verläuft, gelagert ist, wobei die Bewegungsrichtungen des Betätigungsorgans und des Stößels gleich aber entgegengesetzt gerichtet sind.

Die deutsche Patentanmeldung P 27 52 638.1 hat einen Schnappschalter dieser Art zum Gegenstand, bei dem in der Endlage des Stößels eine in der Bewegungsrichtung des Stößels gerichtete Komponente der in den Schnappfedern gespeicherten Kraft über den Stößel und die Wendeldruckfeder die Kontaktkraft, mit der die Kontaktbrücke auf den Festkontakt aufliegt, bestimmt. Bei diesen oder vergleichbaren Schaltern ist die Wendeldruckfeder stets so bemessen, daß sie stärker ist als jede von der Schnappfeder auf die Kontaktbrücke ausgeübte Kraftkomponente. Wird nun ein Umschaltvorgang dadurch eingeleitet, daß die dem Stößel abgewandten Enden der Schnappfedern in Richtung gegen die einzuleitende Stößelbewegung, also auf den Schnappunkt zu bewegt werden, so verändert sich

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kontinuierlich die die Kontaktkraft bewirkende Komponente der in den Schnappfedern gespeicherten Kraft und damit die Kontaktkraft bis sie im Bereich des Schnappunktes zu 0 wird. Dies hat zur Folge, daß bei langsamer Betätigung eine Kontaktkraft von etwa 0 über längere Zeit aufrechterhalten wird. Dieses System ist nur bei endlichen Betätigungsgeschwindigkeiten voll brauchbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Schnappschaltern der eingangs beschriebenen Art den Öffnungsvorgang zu beschleunigen und dabei eine Mindestkontaktkraft unabhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit bis zum Abheben der Kontaktbrücke von den Festkontakten aufrecht zu erhalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

die Wendeldruckfeder so bemessen ist, daß sie entlang des Weges des Betätigungsorgans im Vergleich zu der ihr entgegenwirkenden Komponente der von den Schnappfedern ausgeübten Kraft im Bereich des Schnappunktes stärker, gegen die Endlagen des Betätigungsorgans hin aber schwächer ist als diese Komponente, daß

sie eine flachere Charakteristik als die Schnappfedern aufweist, daß

ihre Lagerungen in Richtung der Wendelachse aufeinander gerichtete und mit zur gegenseitigen Anlage geeigneten Flächen versehene Ansätze aufweisen und daß

diese Ansätze bei der durch die Länge der Ausnehmung im Stößel begrenzten Entspannung der Wendeldruckfeder zwischen sich einen Spielraum offenlassen.

Das Prinzip und die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Schnappschalters wird an Hand der Fig. 1 näher erläutert.

In dem Schaltergehäuse 1 ist ein äußeres Betätigungsorgan 2 in der Form eines Druckknopfes longitudinal geführt. Es weist Auflager 3 und 31 für die Schnapp-

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federn 4 und 5 auf. Die Schnappfedern greifen andererseits an einem im Gehäuse 1 geführten Stößel 6 in Auflagern 7 und 8 ein. Der Stößel weist eine Ausnehmung 9 auf. In der Ausnehmung sind die Kontaktbrücken 10 und 11 unter dem Druck einer Wendeldruckfeder 12 gelagert, deren Achse entlang der Bewegungsrichtung des Stößels 6 verläuft. Die Wendeldruckfeder 12 ist in zwei Lagerungen 13 und 14 gefaßt, die gegeneinander gerichtete Ansätze 15 und 16 aufweisen. Die Ansätze 15 und 16 haben zur gegenseitigen Anlage bestimmte Flächen, mit denen sie in der dargestellten Form bei 17 aneinanderliegen. Wenn die Wendeldruckfeder 12 jedoch entspannt ist und die Kontaktbrücke 10 an der oberen Begrenzungsfläche der Ausnehmung 9 anliegt, lassen die Ansätze bei 17 einen Spielraum zwischen sich offen.

In der in der Fig. 1 links dargestellten Form übt die Schnappfeder 4 auf den Stößel 6 eine nach oben gerichtete Kraft aus. Diese wirkt über die untere Kontaktbrücke 11 und die Lagerungen 14 und 13 auf die obere Kontaktbrücke 10 und bestimmt die Kontaktkraft, die auf die oberen Festkontakte 18 und 19 ausgeübt wird.

Wird nun die Schaltbewegung z. B. durch eine nicht dargestellte Gegenfeder eingeleitet, so bewegt sich das äußere Betätigungsorgan 2 in Fig. 1 links nach oben. Damit vermindert sich der vertikale Abstand der Auflager 3 und 7 mit der Folge, daß die von der Schnappfeder 4 auf den Stößel 6 ausgeübte und nach oben gerichtete Kraftkomponente und damit die Kontaktkraft der Kontaktbrücke 10 auf die Festkontakte 18 und 19 immer schwächer wird. Bei den herkömmlichen Konstruktionen wäre der Schnappunkt erreicht, wenn die Auflager 3 und 7 auf gleicher Höhe sind. Dann wäre die Kontaktkraft etwa 0 und die Dauer dieses instabilen Zustandes wäre davon abhängig, wie schnell das äußere Betätigungsorgan 2 den Schnappunkt durchläuft. Bei dem dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel jedoch wird auf dem Wege des Betätigungsorgans schon eine kritische Stellung erreicht bevor die Auflage 3 in die Höhe der Auflage 7 gelangt. In der kritischen Stellung ist bei der erfindungsgemäßen Dimensionierung der Wendeldruck-fäder 12 die in dieser gespeicherte Kraft größer als die von der Schnappfederkomponente ausgeübte Gegenkraft. Die Wendeldruckfeder kann sich jetzt vor dem Erreichen des Schnappunktes entspannen. Abgestützt

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über die obere Lagerung 13 und die Kontaktbrücke 10 auf die raumfesten Festkontakte 18 und 19, drückt sie die untere Lagerung 14 und damit sowohl die Kontaktbrücke 11 als auch den Stößel 6 nach unten. Dies hat zur Folge, daß

1. bevor das äußere Betätigungsorgan mit seiner Auflage 3 in die Höhe der Auflage 7 gelangt ist, der Stößel 6, abgestützt auf die Festkontakte 18 und 19, von der Wendeldruckfeder 12 durch Absenken der Auflage 7 schnell und unabhängig von der Geschwindigkeit des Betätigungsorgans durch den Schnappunkt gezogen wird,

2. wegen der flacheren Charakteristik der Wendeldruckfeder 12 die Kontaktkraft der Kontaktbrücke 10 auf die Festkontakte 18 und 19 bis zum Abheben der Kontaktbrücke 10 einen durch die Restkraft der Wendeldruckfeder 12 bestimmten Mindestwert beibehält,

3. wegen des schnellen Durchlaufes des Schnappunktes die nun nach unten gerichtete Komponente der Schnappfeder 4 sehr schnell stärker wird. Die untere Kontaktbrücke 11 gelangt sofort mit einer genügend hohen, durch die Restkraft der Wendeldruckfeder bestimmte Kontaktkraft auf den unteren Festkontakten 20 und 21 zur Anlage. Im weiteren Bewegungsverlauf hebt der Stößel 6 von der Kontaktbrücke 11 ab bis die Ansätze 15 und 16 bei 17 zur Auflage kommen. Nun wirkt die Komponente der Schnappfedern 4 und 5als Kontaktkraft.

Nach Abschluß der Schaltbewegung ist der in Fig. 1 rechts angedeutete Zustand erreicht. Die nur angedeutete Schnappfeder 5 verhält und bewegt sich beim Schaltvorgang gleichsinnig wie die Schnappfeder 4.

Wird nun durch Druck auf das äußere Betätigungsorgan 2 gegen eine Gegenfeder dieses wieder nach unten bewegt, so läuft der vorstehend beschriebene Vorgang in entgegengesetzter Richtung mit der gleichen Folge ab.

In Fig. 2 ist der Verlauf der Kontaktkraft über dem Weg des Betätigungsorgans, oben für den öffner, in Fig. 1 Kontaktbrücke 10, und unten für den Schließer, in Fig. 1 Kontaktbrücke 11, aufgetragen, wenn das äußere Betätigungsorgan ge-

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gen eine Gegenfeder in das Gehäuse eingedrückt wird. Innerhalb des durch die Toleranzen der Schnappfeder bedingten Toleranzenbereiches 22 vermindert sich die Kontaktkraft über dem Weg des Betätigungsorganes soweit bis sie zwischen den Punkten 24 und 25 gleich groß wird wie die im Toleranzenbreicn 23 liegen» de Gegenkraft der Wendeldruckfeder und die Wendeldruckfeder den Schnappvorgang einleitet. Da aber die Wendeldruckfeder nie ganz entspannt, bleibt eine Mindestkontaktkraft, die dem Bereich zwischen den Punkten 26 und 32 entspricht,, stets erhalten, auch wenn die von der Schnappfeder aufgebrachte Kraft bei 27 zu Null wird. Bei der Gegenbewegung, ausgehend vom Punkt 34, verhält sich der Schließer wie zuvor der Öffner.

Die Strecke von Punkt 33 bis Punkt 27 entspricht dem Hub des äußeren Betätigungsorgans von der Ruhelage bis zu der Stellungen der die Auflagen 3, 7, 8 und 31 in einer Linie liegen. Die Strecke vom Punkt 27 bis Punkt 34 ist der mögliche Nachlauf des äußeren Betätigungsorganes. Die Strecke vom Punkt 35 bis Punkt 36 entspricht dem möglichen Spielraum zwischen den Ansätzen 15 und 16.

Um die Auswirkung der unvermeidbaren Federtoleranzen möglichst klein zu halten und damit den Schnappunkt auf dem Weg des Betätigungsorganes genauer einstellen zu können, ist es in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, die Schnappfedern justierbar auszubilden. Dies kann zum Beispiel bei einem Schnappschalter, dessen Stößel einen Kopf zum Ansatz der Schnappfedern aufweist, dadurch geschehen, daß der Kopf durch einen Schlitz in Richtung der Bewegung des Stößels und senkrecht zur größten Erstreckung der Schnappfedern in zwei elastisch verformbare Teile unterteilt ist und daß Mittel vorgesehen sind, um den Schlitz einstellbar in einer mehr oder weniger geöffneten Stellung zu halten. Die Schlitzöffnung wird vorteilhaft dadurch eingestellt, daß der Schlitz in einer konischen Bohrung endet, in die eine ebenfalls konische Madenschraube mit selbstschneidendem Gewinde mehr oder weniger tief eingedreht ist. Diese Maßnahmen bewirken, daß die Schnappfedern mehr oder weniger stark vorgespannt und dadurch der Charakteristik der Wendeldruckfeder angepaßt werden.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel für die Justierung nach der Erfindung dargestellt. Sie zeigt einen Schnitt entlang der Linie A - A in Fig. 1. Der Kopf des Stößels 6, an den die Auflager 7 und 8 für die Schnappfedern 4 und 5

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angeordnet sind, weist einen Schlitz 28 auf, der in Richtung der Stößelbewegung und senkrecht zur Papierebene in eine konische Bohrung 29 verläuft. In die Bohrung 29 ist eine konische Madenschraube 30 mit selbstschneidendem Gewinde eingeführt, mit deren Hilfe die Breite des Schlitzes 28 mehr oder minder weit eingestellt werden kann. Dadurch wird der horizontalte Abstand der Auflager 7 und 8 und damit der für die Vorspannung der Schnappfedern 4 und 5 bestimmende Abstand zu dem äußeren Betätigungsorgan 2 eingestellt.

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Claims (4)

1. Schaltbau Gesellschaft mbH München
2. SB 194
3. 3. April 1979

   Patentansprüche

   f 1JSchnappschalter mit Doppelunterbrechung und mindestens einer durch ein äußeres Betätigungsorgan ober Schnappfedern mit einen Stößel betätigten Kontaktbrücke, die in einer Ausnehmung des Stößels unter dem Druck einer Wendeldruckfeder, deren Achse entlang der Bewegungsrichtung des Stößels verläuft, gelagert ist, wobei die Bewegungsrichtungen des Betätigungsorgans und des Stößels gleich aber entgegengesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß

   die Wendeldruckfeder (12) so bemessen ist, daß sie entlang des Weges des Betätigungsorgans (2) im Vergleich zu der ihr entgegenwirkenden Komponente der von den Schnappfedern (4, 5) ausgeübten Kraft im Bereich des Schnapppunktes stärker, gegen die Endlagen des Betätigungsorgans (2) hin aber schwächer" ist als diese Komponente, daß

   sie eine flachere Charakteristik als die Schnappfedern (4, 5) aufweist, daß

   ihre Lagerungen (13, 14) in Richtung der Wendelachse aufeinander gerichtete und mit zu gegenseitiger Anlage geeigneten Flächen versehene Ansätze (15, 16) aufweisen und daß

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   ORIGINAL INSPECTED

   diese Ansätze (15, 16) bei der durch die Länge der Ausnehmung (9) im Stößel (6) begrenzten Entspannung der Wendeldruckfeder (12) zwischen sich einen Spielraum offenlassen.

   2. Schnappschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappfedern (4, 5) justierbar sind.

   3. Schnappschalter nach Anspruch 2 mit einem Stößel, der einen Kopf zum Ansatz der Schnappfedern aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößelkopf durch einen Schlitz (28) in Richtung der Bewegung des Stößels (6) und senkrecht zur größten Erstreckung der Schnappfedern (4, 5) in zwei elastisch verformbare Teile unterteilt ist und daß Mittel vorgesehen sind, um den Schlitz (28) einstellbar in einer mehr oder weniger geöffneten Stellung zu halten.
4. 4. Schnappschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (28) in einer konischen Bohrung (29) endet, in die eine ebenfalls konisehe Madenschraube (30) mit selbstschneidendem Gewinde mehr oder weniger tief eingedreht ist.

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