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lilektrischer Schalter
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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit einem
in jeweils wenigstens einem Lager eines Lagerteils schwenkbarer abgestützten, sich
nach entgegengesetzten Richtungen erstreckenden Schwenkarm und Kontaktarm sowie
einer diese Arme verbindenden Zugfeder. Solche Schalter sind an sich bereits bekannt.
Ihr Schaltmechanismus besteiit aus verschiedenen Einzelteilen, deren Zusammenbau
einen erheblichen Teil der Fertigungskosten beansprucht. Weil derartige Schalter
i vergleichsweise großen Stückzahlen hergestellt werden, brinl,cll
geringfügige
Einsparungen bei der Herstellung insgesamt einen nicht zu übersehenden Betrag.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht infolgedessen darin, einen elektrischen
Schalter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß seine Herstellungs- insbesondere
Montagekosten geringer sind als dies bislang üblich war.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß
ein elektrischer Schalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechend dem
kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs ausgebildet ist. Der Schaltmechanismus dieses
Schalters läßt sich aus vier Einzelteilen, die, wenn man von der Feder einmal absieht,
relativ preiswert herzustellende Bestandteile sein können, einfach fertigen und
rasch sowie problemlos montieren. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß man den
Schaltmechanismus außerhalb des Schaltgehäuses komplett vormontieren und als Einheit
in das Schaltegehäuse einsetzen kann. Dies ist insofern eine erhebliche Erleichterung
und damit auch kostenreduzierend als derartige Schalter sehr klein und die Montage
des Schaltmechanismus im Gehäuse aufgrund der beengten Verhältnisse bislang einer
der kostenverursachenden Faktoren war. Nunmehr setzt man den Schwenkarm und den
Kontaktarm am Lagerteil an und siwe werden daran ohne
zusätzliche
Befestigungsmittel gehalten, sobald die Zugfeder montiert ist. Da letztere bereits
in der Ausgangsstellung des Schaltmechanismus eine Zugkraft auf die beiden Arme
ausübt, sind diese an sich bestrebt, in Zugkraftrichtung auszuweichen. Dies wird
jedoch durch das Zusammenwirken der zungenartigen Ansätze mit ihren Schlitzen oder
Durchbrüchen am Lagerteil erfolgreich verhindert. Aufgrund der Kraft der Zugfeder
stellen sich zwar die zungenartigen Ansätze in den Schlitzen schräg, jedoch wird
diese Schrgstellung durch das Spiel zwischen Zunge und Schlitz und dergleichen auf
einen vorbestimmten Wert fixiert. Ein Verschieben des Kontaktarms gegen den Schwenkarm
und umgekehrt wird durch die Schwenklager verhindert.
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Somit bilden also der Schwenkarm, der Kontaktarm, das Lagerteil und
die Zugfeder eine problemlos im Schaltergehäuse zu verankernde Einheit. Für deren
Zusammenbau hat man genügend Raum und insofern geht dies verhältnismäßig schnell
und ohne Behinderung von statten, so daß man eine erhebliche Vereinfachung und damit
auch Kostenreduzierung verzeichnen kann. Das Spiel zwischen jedem zungenartigen
Ansatz und seinem Schlitz oder dergleichen ist so zu wählen, daß das Umschalten
in beiden Schaltrichtungen ohne Behinderungen ablaufen kann.
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In der Ausgangslage des Schaltmechanismus sind die Schwenkendstellungen
des Kontaktarms einerseits und des Schwenkarms andererseits gegenüber dem Lagerteil
durch die maximale Schräglage der zungenartigen Ansätze in ihrem Schlitz bestimmt.
Stattdessen oder zusätzlich
kann man aber am Schwenk- und Kontaktarm
wenigstens je ein Anschlagelement vorsehen, das bei einer vorgegebenen Schräglage
der Ansätze in den Schlitzen außen an der den Schlitz oder dergleichen aufweisenden
Wandung des Lagerteils zur Anlage kommen, wobei die dabei erzielte Schräglage des
Ansatzes im Schlitz oder dergleichen geringer sein kann als dies beim Fehlen solcher
Anschlagelemente maximal möglich wäre. Im Interesse einer preiswerten Fertigung
von Schwenk- und Kontaktarm ist es jedoch vorteilhafter, auf derartige Anschlagelemente
zu verzichten.
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Eine bevorzugte Ausführungsform eines Schalters mit jeweils schneidengelagertem
Schwenk- und Kontaktarm sieht vor, daß der Schwenk- und der Kontaktarm je zwei Lagerschneiden
und zwei zungenartige Ansätze aufweisen und die Schneidenlager sowie die Schlitze
oder dergleichen des Schwenkarms gegenüber denjenigen des Kontaktarms in Längsrichtung
des Lagerteils gegeneinander versetzt angeordnet sind. Die versetzte Anordnung ermöglicht
die Herstellung des Lagerteils als vergleichsweise dünnes Stanzteil mit ausgestanzten,
insbesondere randoffenen Schlitzen, die von den Ansätzen vollstandig durchsetzt
werden können. Außerdem läßt sich der Schalter dadurch in einfacher Weise als monostabiler
Schalter mit einer einzigen Feder ausbilden.
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Eine Weiterbildung eines Schalters womit die Schlitze oder dergleichen
durchsetzenden Ansätzen sieht vor, daß die überstehenden
Enden der
Ansätze zumindest des Schwenkarms gegen das Lagerteil hin derart umgebogen sind,
daß sie von der Wirkungslinie der Zug feder wegweisen. Diese Enden können gegebenenfalls
in eingebautem Zustand des Schaltmechanismus an zugeordneten Flächen im Schaltergehäuse
zur Anlage gebracht werden.
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Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Lager des
Kontaktarms, der als Schraubenzugieder ausgebildeten Zugfedern näher sind, als diejenigen
des Schwenkarms. Dabei kann man die Feder so anordnen, daß ihre Wirkungslinie in
der Ausgangslage des Scaltmechanismus nur einen sehr kleinen Winkel mit der für
das Schnappen maßgeblichen Linie des Kontaktarms jedoch einen größeren mit der entsprechenden
Linie des Schwenkarms bildet* Eine weitere Variante der Erfindung sieht vor, daß
die Lagerenden des Schwenkarms, des Kontaktarms und des Lagerteils jeweils gegabelt
oder durch Gabelzinkenenden gebildet sind und die Zugfeder zwischen den Gabelzinken
zumindest des Lagerteils und des Kontaktarms angeordnet ist. Das ermöglicht einerseits
eine kompakte Bauweise und andererseits einen für derartige Schalter vergleichsweise
großen Betätigungshub.
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Die Federenden sind zweckmäßigerweise in je eine insbesondere angcformte
und gegebenenfalls aus der Materialebene herausgebogene Zunge, Haken oder dergleichen
eingehängt. Angeformte und eventuell
aus der Material ebene heraus
gebogene Zungen, Haken oder dergleichen sieht man insbesondere dann vor, wenn der
Schwenkarm und der Kontaktarm Stanzteile sind.
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Das von der Zugfeder abgewandte Ende des Lagerteils ist in besonders
vorteilhafter Weise als Anschlußelement für einen elektrischen Leiter ausgebildet
und durchsetzt einen Schlitz des Schaltergehäuses nach außen hin. Damit erzielt
man in einem einzigen Arbeitsgang die Montage des Schaltwerks und eines der Anschlußelemente
des Schalters. Man erspart dadurch nicht nur ein zusätzliches Teil, sondern auch
weitere Montagekosten, die notwendig wären, wenn man dieses Anschlußelement getrennt
fertigen und einbauen würde. Selbstverständlich besteht aber nicht nur das Lagerteil,
sondern auch zumindest noch der Kontaktarm aus elektrisch leitendem Material. Eine
andere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß das innere Ende eines weiteren
Anschlußelements als Festkontakt ausgebildet ist oder diesen trägt und die beiden
Anschlußelemente durch Verschränken gegenüber der Ebene ihres Gehäusedurchbruchs
gegen Eindrücken ins Gehäuseinnere gesichert sind. Bei der Montage steckt man demnach
die Anschlußelemente von innen nach außen, durch das Schaltergehäuse, beispielsweise
den Boden des letzteren, und nachfolgend verdreht man den überstehenden, als Anschlußelement
dienenden Teil gegenüber dem im Gehäuseinnern und im Gehäusedurchbruch befindlichen
Teil beispielsweise um 300. Dabei ist es besonders zweckmäßig wenn der im Gehäusedurchbruch
befindliche Teil einen geringeren Querschnitt aufweist als der sich nach beiden
Seiten hin anschließende, so daß beidseits je eine Schulter entsteht, welche das
betreffende Teil in beiden Richtungen gegen Verschieben sichert. Der innere Verschiebeanschlag
kann
vom Gehäusedurchbruch auch etwas weiter wegliegen, falls dies aus anderen Gründen
vorteilhaft erscheint.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß sich am Schwenkarm,
insbesondere an dessen freiem Ende ein als Stößel ausgebildetes Betätigungsorgan
abstützt, welches verschiebbar in einem kappenartigen Deckel gelagert ist, der schnappend
oder rastend an dem den Schaltmechanismus und den oder die Festkontakte aufnehmenden
Schaltergehäuse gehalten ist. Damit ist nicht nur der Zusammenbau des Schaltmechanismusa
sondern des gesamten Schalters sehr einfach und problemlos, wodurch dieser Schalter
den gestellten Anforderungen voll entspricht.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch den Schalter, Fig. 2 in perspektivischer
Darstellung explosionsartig der Schalter gemäß Figur 1 jedoch ohne Deckel und Betätigungsorgan,
Fig. 3 in perspektivischer Darstellung den Sc1iiLnii, den Kontaktarm und das Lagerteil,
Fig. 4 die aus Schwenkarm, Kontaktarm, Lagerteil und Zugfeder bestehende Einbaueinheit.
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Der in Figur 2 besonders anschaulich dargestellte Schaltmechanismus
1 besteht aus dem Schwenkarm 2, dem Kontaktarm 3, dem Lagerteil 4 und der Zugfeder
5. Schwenkarm, Kontaktarm und Lagerteil sind aus ebenem Werkstoff hergestellte Stanzteile,
die teilweise noch gebogen sind bzw. abgebogene Teile aufweisen. Als Zugfeder findet
vorteilhafterweise eine Schraubenzugfeder Verwendung mit zwei im rechten Winkel
zueinander angeordneten Einhängeösen 6,7. Die eine 6 wird von einem angeformten,
winkelförmigen Haltelappen 8 am Außenende des Schwenkarms 2 durchsetzt, während
durch die andere ein angeformter, gleichfalls winkelförmiger Lappen 9 des Kontaktarms
3 hindurchgesteckt ist. In eingehängtem Zustand befindet sich die Zugfeder 5 zwischen
den beiden Gabelzinken 10 und 11 des gegabelten oberen Endes des Lagerteils 4. Jeder
dieser beiden Gabelzinken besitzt an zwei gegenüberliegenden Seiten in der flöhe
versetzt angeordnete Schneidenlager 12 und 13 bzw.
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14 und 15. An jedem der beiden Schenkel 16 und 17 des im großen und
ganzen U-förmigen Kontaktarms 3 befindet sich eine Lagerschneide 18 bzw. 19. Die
Lagerschneide 18 greift in das Schneidlager 12 und die Lagerschneide 19 in das Schneidenlager
14 ein.
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Sinngemäß sind die Lagerschneiden 20 und 21 des Schwenkarms 2 in die
Schneidenlager 13 und 15 des Lagerteils 4 eingesetzt. Durch die Kraft der Zugfeder
5 werden die Lagerschneiden fest in die Schneidenlager gedrückt.
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Um ein Hochklappen von Schwenkarm und Kontaktarm im Sinne des Pfeils
22 bzw. 23 zu vermeiden ist seitlich außerhalb jeder Lagerschneide am Schwenkarm
2 und am Kontaktarm 3 je ein zungenartiger
Ansatz 24 und 25 bzw.
26 und 27 angebracht, insbesondere angeformt.
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Außerdem besitzt das Lagerteil 4 nach der Seite hin randoffene Schlitze
28 und 19 bzw. 30 und 31. Dabei sind die Schlitze 28 und 29 den Schneidenlagern
12 und 14 und die Schlitze 30 und 31 den Schneiden lagern 13 und 15 zugeordnet.
Die etwas nach unten abgewinkelten Ansätze 24 und 25 des Schwenkarms 2 durchsetzen
die Schlitze 28 und 2, Die Ansätze 26 und 27 des Kontaktarms 3 sind durch die Schlitze
30 und 31 hindurchgesteckt, wobei auch sie dieseSchlitze nach der gegenüberliegenden
Seite hin überragen, wie dies insbesondere Figur 2 der Zeichnung deutlich zeigt.
Figur 4 der Zeichnung entnimmt man, daß nach dem Zusammenbau der Teile 2,3,4 und
5 die Ansätze 24 bis 27 in ihren Schlitzen 28 bis 31 eine Schräglage einnehmen,
d.h. darin verkantet sind.
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Das durch die Schlitzhöhe und die Dicke der Ansätze bestimmte Spiel
ist maßgeblich für die in Figur 4 gezeigte Verschwenkendlage des Kontaktarms 3 und
des Schwenkarms 2 gegenüber dem Lagerteil 4 nach dem Einhängen der Zugfeder 5. Diese
den Schaltmechanismus 32 darstellende Einheit kann demnach außerhalb des Schaltergehäuses
33 komplett vormontiert werden und stellt eine lagerfähige Baugruppe dar. In vorteilhafter
Weise umfaßt letztere auch noch ein Anschlußelement 34 für einen elektrischen Leiter.
Letzterer durchsetzt nacl der Montage einen Schlitz 35 des Schaltergehäuses insbesondere
Schalterbodens.
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Ein weiteres Anschlußelement 36 durchsetzt einen zweiten Schlitz oder
Durchbruch 37 des Schaltergehäuses 33 bzw.
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Schaltergehäusebodens. Sein inneres Ende ist als Festkontakt 38 ausgebildet
oder trägt i^nnicht dargestellter Weise einen
solchen, der mit
dem bewegbaren Kontakt 39 zusammenwirkt, welcher durch das breite Ende des Kontaktarms
37 gebildet oder daran befestigt sein kann. Die Kanten 40 und 41 des Lagerteils
4 stützen sich nach der Montage des Schaltmechanismus 32 am Grund der Gehäusenuten
42 und 43 ab. Der unterhalb der Kerben 44 und 45 gelegene Teil befindet sich unter
dem Gehäuseboden 47. Wenn man ihn und damit das gesamte, nach außen überstehende
Teilstück des Lagerteils 4 etwas verschränkt, wie dies Figur 1 der Zeichnung zeigt,
so ist dieses Lagerteil und damit der gesamte Schaltmechanismus 32 gegen Verschieben
in Längsrichtung des Lagerteils 4 und aufgrund der Gehäusenuten 42 und 43 auch gegen
Kippen einwandfrei gesichert.
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In gleicher Weise wird das weitere Anschlußelement 36 am Gehäuse befertigt.
Als Figur 2 ist die Aufnahme 48 für das Anschlußelement 36 gut zu sehen.
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Das Schaltergehäuse 33 besitzt an zwei gegenüberliegenden Gehäusewänden
je ein widerhakenartiges, elastisch nachgebendes Rastelement 49 bzw.
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50 wobei ersteres in einen Durchbruch 51 und das andere in einen Durchbruch
52 eines kappenartigen, das obere Ende des Schaltergehäuses übergreifenden Deckels
53 schnappend einrastet. Diese Schnapp-oder Rastverbindung ist nur als eine von
verschiedenen Möglichkeiten anzusehen und sie kann ohne weiteres auch in anderer,
bekannter Weise gestaltet sein. Im Deckel 53 ist ein als Stößel ausgebildetes Betätigungsorgan
54 in Pfeilrichtung 55 eindrückbar. In der Ausgangsstellung liegt ein Ansatz 56
am freien Ende des Schwenkarms 2 auf. Das freie Ende einer innen gabelförmigen Leiste
57
übergreift das freie Ende des Kontaktarms 4 oder ist diesem
zumindest zugeordnet. Seine Aufgabe besteht darin, einen Sicherlieitsanschlag für
den Kontaktarm 3 zu schaffen. Ein Vergleich der Figuren 1 u. 4 zeigt, daß der dornförmige
Ansatz 56 des BetStigungsorgans 54 bei aufgeschnapptem Deckel 53 den Schaltmechanismus
etwas in Umschaltrichtung bewegt hat. Die Wirkungslinie der Zugfeder 5 liegt jedoch
immer noch oberhalb der Ebene des Kontaktarms 3 und bildet damit einen vergleichsweise
kleinen Winkel. Durch Niederdrücken des Betätigungsorgans 54 in Pfeilrichtung 55
erreicht man des Schwenkarms 2 um seine Schneidenlager 13 u. 15 im Sinne des Pfeils
58. Dabei nähert sich dann die Wirkungslinie der Zugfeder 5 immer mehr der Ebene
des Kontaktars 3, welche zugleich die Neutralebene bildet. Wird die Wirkungslinie
der Feder über die Neutrallage hinaus verschwenkt, so springt der Kontaktarm 3 schlagartig
im Sinne des Pfeils 59 nach unten und bewirkt ein Schließen der Kontakte. Da die
Zugfeder 5 auch in dieser Umschaltstellung noch ein entgegen dem Pfeil 58 wirkendes
Moment auf den Schwenkarm 2 ausübt, kehrt das System nach Wegfall der Betätigungskraft
am Betätigungsorgan 54 automatisch in die Ausgangslage zurück, d. h.
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dieser Schalter ist monostabil.
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I)ie Zunge 9 des Kontaktarms 3 erstreckt sich quer zur Zunge 8 des
Schwenkarms 2. Das bringt den Vorteil mit sich, daß man trotz Verwendung eines gegenüber
dem Schwenkarm 2 dünneren Materials für den Kontaktarm 3, aufgrund der andersartigen
Belastung und der hinsichtlich der Breite des Lappens 9 in Grenzen freien Gestaltungsmöglichkeit
für den Lappen 9 die gleiche Stabilität erhalt wie für den dickeren Lappen 8. I)er
Lappen 9 ist an den Schenkel 16 angeformt und sein freies Ende weist gegen den anderen
Schenkel 17 des Kontaktarms 3.
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Dazwischen bleibt noch ein Spalt iltriv,, durch welchen man das als
geschlossene Einhängeöse 7 ausgebildete Federende hintlurchschicben kann. Zur Verbreiterung
dieses Spaltes cinerseits und zur Erleichterung der Montage sowie zur Verbesserung
des Festhaltens dieses Federendes andererseits, kann man das freie Ende des Lappens
9 gegen die Feder 5 hin etwas umbiegen, wie dies die Zeichnung deutlich zeigt.
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Desweiteren ist es sehr vorteilhaft, daß das Lagerteil als ebenes
Stanzteil ausgebildet und daher nicht nur preiswert sondern auch sehr genau zu fertigen
ist. Davon hleibt selbstverständlich unberührt, daß man das nach der Montage über
den ehuseboden 47 berstehende, als Anschlußelement 34 dienende Ende etwas verschränkt,
wie dies Figur 1 der Zeichnung zeigt.
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