DE3035781C2

DE3035781C2 - Elektrischer Schnappschalter

Info

Publication number: DE3035781C2
Application number: DE3035781A
Authority: DE
Inventors: Stephen Leslie Bishops Stortford Hertfordshire Amphlett; Robert James Cheshunt Hertfordshire Hodges; Thomas Meirion Bishops Stortford Hertfordshire Jackson
Original assignee: Deutsche ITT Industries GmbH
Current assignee: ITT Inc
Priority date: 1979-10-16
Filing date: 1980-09-23
Publication date: 1984-08-30
Also published as: FR2468196B1; GB2061005B; US4336429A; FR2468196A1; DE3035781A1; JPS5699924A; GB2061005A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Schnappschalter mit einem zwischen Einkerbungen S-förmig gewölbt eingespannten, zwischen zwei Lagen umschnappbaren streifenförmigen Schnappblech, das in der Mitte seiner Längsausdehnung durch ein quer zu seiner Längsausdehnung angeordnetes Widerlager verläuft, bei dem auf einer Seite des Schnappbleches beiderseits des Widerlagers je ein ebener Anschlag für die Federwölbungen des Schnappbleches vorgesehen ist, bei dem das Umschnappen des Schnappbleches durch einen Kipphebel bewirkt wird, der zwei Ansätze zum Eindrücken der Wölbungen des Schnappbleches hat und bei dem duich das Schnappblech elektrische Kontakte betätigt werden.

Ein solcher Schnappschalter ist aus der FR-PS 25 660 bekannt.

Aus der AT-PS 1 68 530 ist weiter ein Schnappschalter bekannt, bei dem das Schnappblech durch zwei Längsschlitze in drei, an den Enden durch Querstege verbundene Streifen unterteilt ist, von denen die beiden äußeren Streifen in der Mitte durchtrennt sind. Das Schnappblech ist mit dem mittleren Streifen auf einer am ebenen Gehäuseboden angeformten Rippe befestigt und dadurch verspannt, daß die freien Enden der äußeren Streifen S-förmig gewölbt sind und in Nuten eines Kipphebels eingreifen. Die Querstege des Schnappbleches bilden die beweglichen Kontakte.

Aus der FR-PS 14 94 360 ist weiter ein Schnappschalter mit einem gewölbt eingespannten Schnappblech bekannt, das durch einen mit einem Ansatz versehenen Kipphebel zum Umschnappen gebracht werden kann, bei dem die beweglichen Kontakte durch freigestanzte

Zungen innerhalb des Schnappbleches gebildet sind.

Aus der DE-PS 5 70 859 ist ein Schnappschalter bekannt, bei dem ein Schnappblech gewölbt über einer geraden Unterlage eingespannt und in der Mitte durch einen Anschlag geführt ist, so daß die eine Hälfte eine Ausbauchung bildet, während die andere Hälfte gestreckt ist

Aus der DE-PS 3 98 476 ist ein Schnappschalter bekannt, bei dem in einem Gehäuse eine S-förmig gewölbt eingespannte Schnappfeder vorgesehen ist, die in der Mitte durch ein Widerlager geführt ist. Mittels zweier Drucktasten, die an ihren Enden die beweglichen Kontakte tragen, können die Wölbungen der Schnappfeder zum Umschnappen gebracht werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, den Schnappschalter der eingangs genannten Art so auszubilden, daß er aus wenigen einfach aufgebauten und herstellbaren Teilen besteht und sich leicht zusammenbauen läßt

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs genannten Merkmale gelöst.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren erläutert.

F i g. 1 zeigt schematisch das Prinzip des Schalters gemäß der Erfindung. Die

F i g. 2a bis 2f zeigen verschiedene Ausführungsformen für die Anordnung der beweglichen Kontakte des Schalters.

F i g. 3 zeigt schematisch eine Variante der Kontakte gemäß F i g. 2.

Fig.4 zeigt, teilweise im Schnitt, in vergrößerter Darstellung einen Schalter gemäß der Erfindung.

Der elektrische Schalter basiert auf der Schnappwirkung einer flachen Feder. Aus F i g. 1 kann entnommen werden, daß das Schnappblech 1 in einem Rahmen 2 eingespannt gehalten ist, der in seinen Innenabmessungen kürzer ist als das Schnappblech 1, das in seiner Mitte durch einen Stab 3 oder dergleichen so nach unten gehalten wird, daß es die in F i g. 1 dargestellte gebogene Form annimmt. Der Teil des Bleches, der in F i g. 1 zwischen dem Stab 3 und dem linken Ende des Rahmens 2 angeordnet ist, ist vom Rahmen weggebogen und der Teil des Bleches zwischen dem Stab 3 und dem rechten Ende des Rahmens 3 liegt an dem ebenen Boden des Rahmens 2 an und verläuft im allgemeinen parallel zu diesem Boden.

Wenn der gebogene Teil des streifenförmigen Schnappbleches eingedrückt wird, so wird ein Instabilitätspunkt erreicht, bei dem das Blech umschnappt und sich danach wieder in einer stabilen Lage befindet. In dieser zweiten Lage ist der gebogene Teil nach F i g. 1 so angeordnet, daß er am Boden des Rahmens 2 anliegt, und zwar im wesentlichen parallel zu diesem, während der andere Teil vom Rahmen 2 weggebogen ist. Infolge des ebenen Bodens des Rahmens und der Lage des Stabes 3 relativ zu den Einspannpunkten des Bleches, liegt vor dem Umschnappen der abgebogene Teil des Bleches auf der linken oder Aktivierungsseite. Dies wird dadurch erreicht, daß der Boden des Rahmens 2 parallel zum Blech verläuft, jedoch geringfügig niedriger liegt als dieses selbst, d. h. niedriger als eine imaginäre Linie, welche die Endeinspannpunkte und den zentralen Einspannpunkt miteinander verbindet. Dies ist wesentlich, weil eine solche Anordnung dem Schalter eine genau gewünschte Schnappwirkung erteilt.

Um als Schalter wirken zu können, muß das Schnappblech bewegliche Kontakte tragen oder auf solche einwirken. Wenn das Schnappblech selbst Kontakte trägt, ist das Material dieser Kontakte auf elektrisch gut lei-

tende Metalle beschränkt und es ist wesentlich, daß die Art der Anbringung der Kontakte die Schnappwirkung des Schalters nicht beeinflußt Aus diesem Grunde ist es nicht erwünscht, Kontakte anzuschweißen, da dadurch die Schnappwirkung beeinträchtigt wird Außerdem brechen solche Kontakte manchmal langsam durch, bevor das Blech umschnappt.

Diese Nachteile werden durch die nachfolgend beschriebenen Maßnahmen vermieden.

Es werden ein oder mehrere Längsschlitze im Schnappblech vorgesehen. Beispiele für solche Anordnungen sind in Fig.2 dargestellt. In allen Fällen deutet die gestrichelte Mittellinie die Kippachse an, die durch die Anordnung des Stabes 3 nach F i g. 1 bestimmt ist. In allen in Fig. 2 dai gestellten Fällen sind die Enden des Schnappbleches eingespannt, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Das Schnappblech besteht aus zwei oder drei Teilen, von denen einer die mechanischen Eigenschaften bestimmt, während der andere oder die anderen die elektrischen Eigenschaften bestimmen. Wie dies später erläutert wird, können die durch die Längsschlitze gebildeten Zungen, wie beispielsweise 10 und 11, für ihre elektrische Funktion einen kleinen Stift aus Kontaktmaterial tragen.

In der einfachsten Form, beispielsweise wie dies in Fig. 2d oder in Fig. 2e dargestellt ist, arbeitet der Schalter als einfacher Schließer oder Öffner mit einem Kontakt an einem Ende einer Zunge, wie z. B. den Zungen 12 und 13, der mit einem Festkontakt im Boden zusammenarbeitet. In einem solchen Falle wird ein zuverlässiger Kontakt dadurch erhalten, daß sich der Kontaktteil an der Zunge während der Betätigung an dem Festkontakt reibt. Bei den Anordnungen nach den F i g. 2a, 2b, 2c und 2f, bei denen zwei solcher Zungen an dem Streifen vorgesehen sind, kann durch die Anordnung von zwei Festkontakten eine Umschaltfunktion erzielt werden.

Abhängig von den Strom- und von den Spannungswerten, für die der Schalter bestimmt ist, und davon, ob er zum Schalten von Wechselspannung oder Gleichspannung dient, können die Kontaktflächen aus der reinen Schnappblechoberfläche, aus plattierten Oberflächen oder aus kleinen Kontakten bestehen, die an den Zungen angebracht sind, beispielsweise durch Schweißen.

Eine Erhöhung des Materialvolumens an den Kontaktpunkten der Zunge kann in verschiedener Weise erzielt werden, von denen eine in Fi g. 3 dargestellt ist. Hier ist das Ende der Zunge auf sich selbst zurückgebogen. Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung eines profilierten Schnappbleches, bei dem die Kontaktzunge dicker ist als der mechanische Teil des Bleches. Eine solche Vergrößerung des Materialvolumens ist in zweifacher Hinsicht vorteilhaft. Einmal steht mehr Material für die Funkenerosion zur Verfügung, was wesentlich ist, wenn Gleichströme mittlerer Stärke geschaltet werden sollen, so daß die Lebensdauer der Vorrichtung verlängert wird. Zweitens hilft die Vergrößerung des Volumens dazu, den Kontaktdruck zu vergrößern, indem sie die Masse und die Steifheit beeinflußt.

Ein anderer Weg zur Erhöhung des Kontaktdruckes über den, der auf den mechanischen Eigenschaften des Schnappbleches beruht, besteht darin, eine zusätzliche Feder zu verwenden, die einen zusätzlichen Druck auf die Zunge ausübt- wenn der Schalter sich in eingeschaltetem Zustand beendet.

Es sind auch Abwandlungen der Schalterkonstruktion möglich. So kann aus Fig.2 entnommen werden, daß auch Kontaktzungen an beiden Enden des .Schnappbleches gebildet werden können, damit der Schalter als Umschalter arbeiten kann. Es können auch mehrere Schnappbleche nebeneinander angeordnet werden, um einen Doppelpol- oder Mehrpclschalter zu erhalten, der durch ein einziges Betätigungsgüed geschaltet werden kann. Schließlich können auch zwei Schnappbleche übereinander angeordnet werden, die durch eine isolierende Schicht getrennt sind, um zwei Schaltpole zu erhalten.

Das Blechmaterial für die Anordnungen von Fig. 2 und 3 muß die entsprechenden elektrischen und auch die entsprechenden mechanischen Eigenschaften erfüllen.

Da rostfreier Stahl sich nicht eignet, da er einen hohen Widerstand hat, werden Kupferlegierungen, wie z. B. BeryMiumkupfer oder Phosphorbronze, benutzt. Die Schaltcharakteristik kann abgewandelt werden, um verschiedene Bedienungsanforderungen und Belastungen zu erfüllen, indem die Dicke des Bleches, seine Breite und Länge und die Länge in Beziehung zum Rahmen und der Betätigungspunkt entsprechend gewählt werden.

Der Schnappschalter wird mit einem Kipphebel, wie dies aus Fig. 4 ersichtlich ist, betätigt. Hier wird ein Schnappblech nach F i g. 2a verwendet. Dei Schalter hat einen aus Rahmen und Boden bestehenden Grundkörper 20, der etwa 50 bis 62 mm lang ist und eine ebene Bodenfläche 21 mit einer hervorstehenden Rippe in der Mitte hat, die in der gleichen Richtung verläuft, wie der als Drehlager dienende Stab 22, der einstückig mit dem Kipphebel 28 ausgebildet ist. Dieser Stab liegt auf dem mittleren Teil eines Schnappbleches 23 auf. das beispielsweise aus Berylliumkupfer besteht. In die Bodenfläche 21 sind zwei Festkontakte 24 und 25 eingebettet, die Kontaktknöpfe aus Edelmetall tragen, wie dies in der Figur dargestellt ist.

Das Schnappblech hat zwei flache Zungen 26 und 27, von denen jede ebenfalls einen Kontaktknopf trägt, die so angeordnet sind, daß sie mit den Kontaktknöpfen der Kontakte 24 bzw. 25 zusammenarbeiten. Auf der von der Bodenfläche 21 abgewandten Seite des Schnappbleches 23 ist der Kipphebel 28 angeordnet, der einstückig mit dem Stab 22 ausgebildet ist. Der Kipphebel wird durch den Deckel 29 in seiner Lage gehalten. Der Grundkörper 20. der Kipphebe 28 und der Deckel 29 bestehen aus einem geeigneten Kunststoff.

Durch Betätigung des Kipphebels 28 wird der Schalter in der zuvor beschriebenen Weise betätigt.

Je nach der Ausbildung des Kipphebels 28 kann der Schalter bistabile oder monostabile Eigenschaften haben.

Abwandlungen dieses Schalteraufbaus sind möglich. So können beispielsweise Kontaktzungen an beiden Enden des Schnappbleches angeordnet sein, so daß der Schalter als Umschalter arbeiten kann. Es können auch mehrere Schnappbleche nebeneinander angeordnet sein, um einen Doppel- oder Mehrpolschalter zu erhalten, der durch einen einzigen Kipphebe! betätigt wird.

Zwei Schnappbleche können auch übereinander angeordnet sein, wobei sie durch eine isolierende Schicht voneinander getrennt sind, um einen Doppelpolschalter zu erhalten.

D's Schnappblechmaterial für diese zweite entkop-

b5 pelte Lösung muß sowohl die entsprechenden elektrischen Eigenschaften als auch die mechanischen Eigenschaften haben. Infolge seines hohen Widerstandes eignet sich rostfreier Stahl nicht, so daß eine Kupfcrlcgie-

rung, wie ζ. B. Berylliumkupfer oder Phosphorbronze, benutzt wird. Wenn jedoch die mechanischen Eigenschaften des Materials, wie z. B. von rostfreiem Stahl, besonders erwünscht sind, kann dieses mit Kupfer plattiert werden, um die Leitfähigkeit zu verbessern.

Die Eigenschaften des Schalters können abgewandelt werden, um bestimmte Anforderungen und Leistungsbelastungen zu erfüllen, indem die Dicke des Schnappbleches, seine Breite und Länge und die Blechlänge relativ zum Gehäuse, sowie der Betätigungspunkt entspref chend gewählt werden.

Bezüglich F i g. 2 und speziell bezüglich F i g. 2d soll darauf hingewiesen werden, daß die kontakttragende Zunge 12 sich im Bedarfsfall auch über die Mittellinie hinaus erstrecken kann. Dies ist beispielsweise angezeigt, wenn der Schalter als Netzschalter für Wechselstrom ausgebildet wird, damit gernäß den Normen ein 3 mm-Zwischenraum zwischen den offenen Kontakten vorhanden ist. Dies wird normalerweise durch Verlängerung der Zunge 12 erreicht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentanspruch:

Elektrischer Schnappschalter mit einem zwischen Einkerbungen S-förmig gewölbt eingespannten, zwischen zwei Lagen umschnappbaren streifenförmigen Schnappblech, das in der Mitte seiner Längsausdehnung durch ein quer zu seiner Längsausdehnung angeordnetes Widerlager verläuft, bei dem auf einer Seite des Schnappbleches beiderseits des Widerlagers je ein ebener Anschlag für die Federwölbungen des Schnappbleches vorgesehen ist, bei dem das Umschnappen des Schnappbleches durch einen Kipphebel bewirkt wird, der zwei Ansätze zum Eindrücken der Wölbungen des Schnappbleches hat und bei dem durch das Schnappblech elektrische Kontakte betätigt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus einem mit den Einkerbungen versehenen Rahmen (2, 20) mit ebenem Boden (21) besteht und der Boden (21) die An- schlage für die Wölbungen des Schnappbleches (1) bildet, daß das Widerlager durch eine am Boden (21) vorgesehene Rippe und einen mit dem Kipphebel (28) einstückig ausgebildeten Stab (22) gebildet ist, mit dem der Kipphebel (28) auf dem Schnappblech (1) kippbar gelagert ist, daß die beweglichen Kontakte an Zungen (10,11,12,13) angeordnet sind, die einen Teil des Schnappbleches (1) bilden und die durch in Längsrichtung des Schnappbleches (1) verlaufende Schlitze gebildet sind und daß der Kipphebei (28) durch einen im Rahmen (2, 20) befestigten Deckel (29) in seiner Lage gehalten ist.