DE3141700C2 - Elektrische Schaltvorrichtung - Google Patents

Abstract

Eine Schaltvorrichtung (10) zur Betätigung des Bremslichts eines druckluftbetriebenen Fahrzeugbremssystems weist wenigstens einen festen Kontakt (18), eine Blattfeder als Schaltglied (62) und ein Betätigungsteil zur Bewegung des Schaltglieds (62) auf. Das Schaltglied (62) ist mit zwei davon ausgehenden Fingern versehen, wobei wenigstens einer dieser Finger an seinem äußeren Endabschnitt einen freien und relativ zum festen Kontakt (18) beweglichen Kontakt aufweist. Die Schaltvorrichtung (10) ist so ausgestaltet, daß beim Schaltvorgang eine Schwenk-Schub-Bewegung entsteht, wodurch ein Aufbau der Kontakte verhindert wird.

Description

des Betätigungsteils durchgebogen wird.

6. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der Finger Kontakte aufweisen, welche sich bis hinter den Mittelabschnitt eines weiteren Fingers erstrecken.

7. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Finger ein außenliegender Finger ist.

8. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1

bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger-und es Hauptkörperabächnitts der Blattfeder wird von den der Hauptabschnitt des Schaltglieds aus είπΐίτι ein- Kontaktelementen mit vollzogen. Wenn die Kontaktstückigen, federnden Metallstück hergestellt sind, elemente sich zur Ausbildung des Kontakts mit den 9. Schaltvorrichtung nach Ansprüche, dadurch festen Kontakten bewegen, erhalten diese bewegten

Kontakte eine Translationsbewegung, so daß sie gegen die festen Kontakte schwenkend geschoben werden.

Ein Vorteil dieser Schwenk-Schiebe-Bewegung ist der, daß hierdurch die Ausbildung unerwünschter bleibender Kontakte vermieden wird. Bekanntlich erfolgt die Ausbildung derartiger Kontaktübergänge bei hohen Strömen und Spannungen, wenn Teile der Kontaktelemente aufgrund des während der Unterbrechung oder des Aufbaus des Kontakts erzeugten Bogens geschmolzen werden. Das geschmolzene Metal! kann während der Bogenausbildung von einem Kontaktelement zum anderen transportiert werden. Bei Gleichstromschaltern führt dies zur Ausbildung von Gruben oder Kratern auf einem KontakteOment und zum Aufbau von Kontaktmetall auf dem anderen. Eine Folge dieser unerwünschten Kontaktausbildung ist die Verminderung der Lebensdauer von Gleichstromschaltern. Durch die Schwenk Schiebe-Bewegung wird das Problem des Zusammenschweißens der Kontakte reduziert.

Ein zweiter Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt darin, daß der Federfinger, welcher in vorbekannten Einrichtungen Strom führt, von den hohen Strömen nicht erfaßt wird und demzufolge keine signifikante Abnutzung aufgrund der .PÄ-Heizeffekte in der Feder erleidet

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die Öffnungs- und Schließgeschwindigkeit der Kontakte schneller ist als diejenige der Betätigungseinrichtungen.

Selbstverständlich liegt es im Rahmen der Erfindung die Vorrichtung nicht nur, wie im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel, für druckluftbetätigte Schalter zu verwenden, sondern auch bei Schalten mit Hand — oder mechanisch betätigten Kolben.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Dabei zeigt

Fig. la eine rückseitige Ansicht eines druckluftbetätigten Schalters,

Fig. Ib eine seitliche Querschnittsansicht des druckluftbetätigten Schalters gemäß der Erfindung,

F i g. 2a eine Aufsicht des Schaltglieds des Schalters von Fig. 1,

Fig.2b eine Seitenansicht des Schaltglieds von F i g. 2a und

F i g. 3a und 3b schematische Darstellungen der Bewegung des Schaltglieds bei Einwirkung einer Schaltkraft.

In den Fig. la und Ib <st ein als Ganzes mit 10 bezeichneter druckluftbetätigter Schalter gemäß der Erfindung dargestellt. Eine im wesentlichen runde Grundplatte 12, vorzugsweise aus Phenolmasse, weist darin eingegossen zwei Anschlußklemmenträger 14 und 15 auf. Auf der Innensoite der Grundplatte 12 sind auf die Klemmenträger 14 bzw. 15 jeweils ein Paar von separaten Kontaktplatten 16 bzw. 17 aufgeschoben, an welchen Kontakte 18 bzw. 20 in konventioneller Weise, z. B. durch Nieten, befestigt sind. Da die Kontaktplatten und Kontakte identisch sind, ist lediglich eine Kontaktplatte 16 und ein Kontakt 18 in der Zeichnung dargestellt.

An der Außenseite der Grundplatte 12 sind die Klemmenträger 14 und 15 mit einem Gewinde versehen, so daß jeder Klemmenträger Beilegscheiben 22,24 und 26 und Muttern 28 und 30 zur Befestigung herkömmlicher elektrischer Zuleitungen (weiche nicht dargestellt sind) an den Klemmenträgern pufnehmen kann. Andere herkömmliche Anschlüsse wie Kabelschuhe, selbstklem-

mende Verbindungen oder andere herkömmliche Verbindungseinrichtungen können bei Bedarf ebenfalls benutzt werden.

Ein Ringflansch 32, welcher über die Grundplatte 12 vorsteht, bildet einen Lippenvorsprung, welcher eine Ausnehmung 34 einschließt, in welcher die Kontaktplatten 16 und 17 angeordnet sind. Eine Kolbenführung 36, vorzugsweise aus Phenolmasse, ist an der Grundplatte 12 angeordnet Eine axiale Bohrung 38 durch die Kolbenführung 36 nimmt einen Kolben 40 gleitend auf. Der Kolben 40, welcher ebenfalls vorzugsweise aus Phenolmasse hergestellt ist, weist eine Kappe 42 mit größerem Durchmesser als die axiale Bohrung 38 auf. Die Kappe 42 wird in einer Ausnehmung 44 der Kolbenführung 36 auf der den festen Kontakten 18 und 20 gegenüberliegenden Seite aufgenommen.

Eine Druckkapsel 45, vorzugsweise aus Metall, ist an der Kolbenführung 36 derart angeordnet, daß die Kolbenführung 36 zwischen der Druckkapsel 45 und der Grundplatte 12 eingebettet ist. Ein Gewindeansatz 46 der Druckkapsel 45 ist so ausgestalte daß er eine konventionelle Verbindung, z. B. mittels einet Gewindemuffe, mit einer Druckluftleitung (welche nicht dargestellt ist) herstellen kann.

Ein Diaphragma 48 deckt die Kappe 42 ab und erstreckt Jch über die Ringlippe 52 der Druckkapsel 45, wobei es zwischen der Lippe 52 und der Ringlippe 53 der Kolbenführung 36 gehalten wird. Zwischen der Ringlippe 52 und der Lippe 53 ist ehe Druckdichtung 54, wie z. B. ein O-Ring, angeordnet. Das Innere der Druckkapsel 45 weist eine Ausnehmung auf, so daß ein durch das Diaphragma 48 und die Druckdichtung 54 hermetisch abgeschlossener Hohlraum 56 entsteht Eine durch den Gewindeansatz 46 führende öffnung 58 dient zur Anlage von Druck an den Hohlraum 56.

Um die aneinandergelegten Teile ist eine Ringklammer 60 gelegt um diese in ihrer jeweiligen Position zu halten.

Zwischen der Grundplatte 12 und der Kolbenführung 36 ist ein federndes, elektrisch leitendes Schaltglied 62 angeordnet Wie insbesondere aus den F i g. 2a und 2b ersichtlich, umfaßt das Schaltglied 62 eine Blattfeder mit drei vorstehenden Fingern 64,66 und 68. Herkömmliche Kontaktelemente 70 und 72, vorzugsweise aus einer bekannten, silberangereicherten Legierung, sind m-t herkömmlichen Einrichtungen, wie Nieten, an den äußeren Endabschnitten der äußeren Finger 64 und 66 befestigt. Vorteilhafterweise ist die Blattfeder einteilig ausgebildet, jedoch können die einzelnen Finger auch in geeigneter Weise durch herkömmliche Befestigungsmittel aneinander befestigt werden und dabei in der gleichen Weise wirken wie ein einstückiges Teil. Für den Fach mann ist es offensichtlich, daß einer oder mehrere kontaAttragt-nde Finger benutzt werden können.
Der äußere Endabschnitt des Fingers 68 endet in einem im wesentlichen U-förmigen Haken 74. welcher formschlüssig einen im Querschnitt halbkreisförmigen Vorsprung 86 der Grundplatte übergreift. Der Vorsprung 86 erstrecK' sich bis nahe an die Kolbenführung 36, so daß der Haken 74 lose zwischen dem Vorsprung 86 und der Kolbenführung 36 gehalten wird, wobei der freie Endabschnitt des Fingers 68 eine Lagerurig erfährt. Ein Vorteil dieser bevorzugten Art der Lagerung ist darin zu sehen, daß der freie Endabschnitt des Fingers 68 als Gelenk wirkt, \/ann das Schaltglied bei der Betätigung durchgebogen wird.

Ein angeformler Abschnitt des Schaltglieds ist derart geknickt, daß er eine im Querschnitt asymmetrische V-

Form aufweisende Aufwölbung 78 bildet. Der Boden der V-förmigen Aufwölbung 78 ruht in gleitendem Kontakt auf der flachen Leiste 88 auf der Innenseite der Grundplatte 12. Die Bewegung des Kolbens 40 in Richtung des Fingers 68 wirkt dahin, daß eine Kraft auf den Mittelabschnitt 84 des Fingers 68 ausgeübt wird und dieser hierdurch eine Biegung erfährt. Im Rahmen der Erfindung können auch andere Querschnitte als der bei 78 dargestellte V-förmige Querschnitt Verwendung finden, um eine gleitende Kontaktauflage für den Schaltkörper bereitzustellen und zur Lagerung des freien Endabschnitts des Fingers 68 können beliebige herkömmliche Einrichtungen herangezogen werden.

Wenn sich bei der Betätigung der Bremsen im Hohlraum 56 ein Druck aus der Druckleitung aufbaut, wird die Kraft des Luftdrucks gegen das Diaphragma 48 auf den Kolben 40 übertragen und veranlaßt diesen, sich gegen den Finger 68 zu bewegen. Das Verhalten des Schaltglieds 62 auf die Krafteinwirkung des Kolbens 40 hin ist schematisch in den F i g. 3a und 3b dargestellt.

In Fig.3a wird der Haken 74 des Fingers 68 durch den dargestellten im Querschnitt halbkreisförmigen Vorsprung 86 gehalten, während der Boden der Aufwölbung 78 auf der beispielhaft dargestellten Leiste 88 verbleibt. Der Kontakt 70 ist oberhalb eines dargestellten festen Kontakts 90 angeordnet. Der andere Finger und die entsprechenden Kontakte sind nicht dargestellt.

Bei Einwirkung einer Kraft auf den Mittelabschnitt des Fingers 68, z. B. durch den Kolben 40, biegt sich der Finger 68, da er an jedem Ende durch den Vorsprung 86 bzw. die Leiste 88 gehalten wird. Beim Durchbiegen des Fingers 68 neigen die die Kontakte tragenden Finger 64 und 66, welche endseitig nicht gehalten werden, dazu in der Ebene des Abschnitts 76 des Grundkörpers der Blattfeder zu verbleiben. Das Durchbiegen des Fingers 68 bewirkt so. daß die Enden der die Kontakte tragenden Fingcf u4 üfiu 66 nach unten in Richtung der fcS

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eine nach oben gerichtete Kraft, welche derjenigen der Betätigungskraft derart entgegensteht, daß bei Zurücknahme der Betätigungskraft der Finger 68 in seine Ausgangslage zurückkehrt, wobei die Kontakte 70 und 90 geöffnet werden. Nach Fig. Ib wird die Kraft gegen den Mittelabschnitt 84 durch einen druckluftbetätigten Kolben 40 ausgeübt. Beim Belüften des Hohlraumes 56 wird der Kolben 40 durch die Federrückstellwirkung des Fingers 68 in seine Ausgangslage gebracht. Es wird somit deutlich, daß eine schnelle Unterbrechung und eine rückwärtige Schwenkbewegung der Kontakte in ähnlicher Weise wie bei der Herstellung des Kontakts erfolgt.

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Kontakte 90 verlagert werden.

Wie in Fig. 3b dargestellt ist, gleitet die Aufwölbung 78 beim Durchbiegen des Fingers 68 auf der Unterlage 88 eine Strecke S entlang, so daß der Kontakt 70 in horizontaler Richtung ebenfalls verlagert wird, während gleichzeitig eine Abwärtsbewegung stattfindet. Als Ergebnis der horizontalen Verlagerung stellt sich eine schwenkende Bewegung des Kontakts 70 über den festen Kontakt 90 ein. Aus den F i g. 3a und 3b wird auch deutlich, daß die einzelnen Finger 66 und 64 eine höhere Kontaktschließgeschwindigkeit aufweisen, als es der Geschwindigkeit der Betätigung durch die Kraft F gegen den Mittelabschnitt 84 entspricht Zur Erzielung möglichst günstiger Ergebnisse hinsichtlich einer hohen Schaltgeschwindigkeit beim Schließen und Öffnen des Kontakts sind die die Kontakte tragenden Finger 64 und 66 länglich ausgebildet, so daß die Kontakte außerhalb der Mitte des Fingers 68 zwischen den Lagern an dessen entgegengesetzten Enden gehalten werden.

Nochmals bezugnehmend auf Fig. 2a wird deutlich, daß bei der Überbrückung der beiden festen Kontakte durch das Schaltglied 62 der Strompfad vor. einem der kontakttragenden Finger 64 oder 66 durch den Grundkörperabschnitt 76 der Blattfeder zum entgegengesetzten kontakttragenden Finger 66 oder 64 führt. Der Federfinger 68 wird vom Strom nicht erfaßt und dementsprechend gemäß PR durch Wärmeverluste, weiche zu einer Verschlechterung der Federcharakteristik des Schaltglieds 62 führen können, nicht erfaßt.

Wie insbesondere aus F i g. 3b ersichtlich, bewirkt der gebogene Federfinger 68 aufgrund seiner Federkraft Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche: gekennzeichnet, daß das einstückige, federnde Metallstück aus Beryllium-Kupfer besteht

1. Elektrische Schaltvorrichtung zur Betätigung des Bremslichts Ln einem druckluftgesteuerten Fahrzeugbremssystem, umfassend wenigstens einen festen Kontakt, ein Schaltglied und ein Betätigungsteil zur Bewegung des Schaltgliedes, wobei das Schaltglied eine Blattfeder mit einem Hauptabschnitt mit wenigstens zwei Fingern aufweist, welche hieran angeordnet sind, wobei wenigstens einer der Finger einen Kontakt an seinem äußeren Endabschnitt aufweist, und wobei das Schaltglied im Bereich eines ortsfesten Kontakts derart gelagert ist, daß der Kontakt am äußeren Endabschnitt mit Abstand zu dem ortsfesten Kontakt und diesem zugewandt und relativ zu dem festen Kontakt beweglich angeordnet ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Scbaltgüedlagerung vorgesehen ist, weiche Einrichtung<;c»(Vorsprung86, Haken 74) zum Festlegen des äußeren Endes des einen, nicht mit dem Kontakt versehenen Fingers (68) und eine Lagerung (Leiste 88) zur Lagerung des Hauptabschnittes des .Schaltglieds (62) aufweist, wobei der Hauptabschnitt Die Erfindung richtet sich auf eine elektrische Schaltvorrichtung, insbesondere auf einen druckluftbevätigten Gleichstromschalter. Derartige druckluftbetätigte ίο Schalter werden gewöhnlich in Zusammenhang mit Fahrzeugbremsen zum Einschalten der Bremslichter während des Bremsvorganges verwendet

Eine gattungsgemäße Schaltvorrichtung ist aus der DE-OS 23 25 303 bekannt Bei dieser Schaltvorrichtung !5 führt das einen beweglichen Kontakt tragende Schaltglied eine reine Auf- und Abbewegung aus, so daß bei hohen Gleichstrom-Stromstärken die Gefahr von Kraterbildungen besteht

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Bewegung zur Herstellung und Unterbrechung des Kontakts so auszugestalten, daß auch bei hohen Strom- und Spannungsstärken die Korrosion der Kontakte weitgehend unterbunden wird Diese Aufgabe wird durch die Ausgestaltung gemäß

auf der Oberfläche der Lagerung aufliegt und längs 25 dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gelöst Vordieser gleitend bewegbar ist, uud wobei das Betäti- teilhafte Weiterbildungen geben die Unteransprüche gungsteil im Bereich des Mittelabschnitts (84) des an.

nicht mit dem Kontakt versehenen Fingers (68) zur Vorzugsweise ist das formbare Schaltglied als Blattfe-

Ausübung einer Kraft auf diesen Mittelabschnitt (84) der aus federndem, elektrisch leitendem Material ausgeso angeordnet ist daß eine Biegung auch der (des) 30 bildet und weist einen Grundkörper mit drei in der Reanderen mit aem Kontakt versehenen Finger(s) (64 gel zueinander parallelen Fingern auf, welche hiervon bzw. 66) zum Öffnen um" Schlieren der Kontakte (70 ausgehen. Am äußeren Endabschnitt jedes von zweien bzw. 72; 90) in einer gleitenden Bewegung herbeige- der Finger ist ein herkömmliches Kontaktelement durch führt v/ird. geeignete Mittel, wie z. B. Schweißen oder Nieten, befe-

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch 35 stigt Der äußere Endabschnitt des dritten Fingers oder gekennzeichnet, daß ein zweiter fester Kontakt (20) Federfingers endet in geeigneter Weise derart daß eine

Rückhaltung erzielt wird. Das Schaltglied ist so gelagert daß die Kontakte an den Fingern den festen Kontakten von diesen beabstandet zugeordnet sind. Der Hauptabschnitt des Schaltglieds ruht auf einer Leiste oberhalb und beabstandet von den festen Kontakten.

Ein druckluftbetätigter Kolben ist auf der den festen Kontakten gegenüberliegenden Seite des Schaltglieds im Bereich des Mittelabschnitts des Federfingers derart angeordnet, daß die Bewegung des Kolbens in Richtung der festen Kontakte zu einer Durchbiegung des Federfingers führt

Während die Mitte des Federfingers durch die Bewegung des Kolbens durchgebogen wird, verbleiben die die Kontakte tragenden Finger gerade und stehen praktisch als Verlängerung der Ebene des Hauptabschnitts der Blattfeder vor, so daß die Kontakte an den äußeren Endabschnitten dieser die Kontakte tragenden Finger schnell bewegt werden und in Kontakt mit den festen

sen ^verden. wenn das Schaltglied durch die Kraft 55 Kontakten gebracht werden. Wird die Kraft auf den

Kolben zurückgenommen, dient der Federfinger vorzugsweise als Rückholfeder, um den Kolben in seine Ausgangslage zu bringen und eine schnelle Unterbrechung des Kontakts zwischen den Kontakten des so Sehaltglieds und den festen Kontakten herbeizuführen.

Beim Herunterdrücken des Federfingers gleitet der Hauptkörperabschnitt der Blattfeder längs der Leiste in Richtung des äußeren Endes des Federfingers. Die gleichzeitige gleitende und schwenkende Bewegung des

vorgesehen ist, und das Schaltglied (62) einen dritten Finger (66) mit einem Kontakt (72) am äußeren Endabschnitt aufweist, welcher dem zweiten festen Kontakt (20) zugeordnet ist.

3. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsteil ein Kolben (40) ist.

4. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Diaphragma (48) umfaßt, welches den Kolben abdeckt, wobei das Diaphragma eine dichtende Abdeckung des Kolbens gegenüber einer Druckkammer (56) darstellt und der Kolben durch Druckluft in der Druckkammer betätigt werden kann.

5. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Kontakte bei Beginn des Schaltvorgangs von den Kontakten beabstandet sind und die Kontakte geschlos-