DE3243528A1

DE3243528A1 - Kontaktfeder fuer schnappschalter

Info

Publication number: DE3243528A1
Application number: DE19823243528
Authority: DE
Inventors: Walter 8500 Nürnberg Hollweck
Original assignee: Thermostat & Schaltgeraetebau
Current assignee: Thermostat & Schaltgeraetebau
Priority date: 1982-11-25
Filing date: 1982-11-25
Publication date: 1984-05-30
Also published as: GB8331503D0; FR2536902A1; FR2536902B1; DE3243528C2; GB2131617B; GB2131617A

Description

1/13 (82521) -4-

TERGAU & POHL

PATENTANWÄLTE
HEFNERSPL 3 · POSTF. 119347

8500 NÜRNBERG 11

Thermostat- und Schaltgerätebau GmbH &. Co KG
Röntgenstr. 9, 8730 Bad Kissingen

Kontaktfeder für Schnappschalter

Die Erfindung betrifft eine Kontaktfeder mit den im Oberbegriff des Anspruches 1 aufgeführten Merkmalen.

Die Genauigkeit des Arbeitens eines mit einer derartigen Kontaktfeder ausgerüsteten Schnappschalters hängt weitgehend davon ab, daß die in gelagerter Stellung zu

einem Federbogen ausgewölbte Mittelzunge ein konstantes Federungsverhalten aufweist. Dies ist indessen nur dann möglich, wenn äußere Beeinflussungen dieses Federungsverhaltens verhindert bzw. weitgehend reduziert werden, damit die vom Federbogen ausgeübte Richtkraft, d.h. das Federungsverhalten des Federbogens unter Einhaltung enger Toleranzen dem Sollverhalten entspricht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kontaktfeder der eingangs genannten Art so auszugestal-

ten, daß von den übrigen Federteilen herrührende Richtkraftbeeinflussungen des Federbogens vermieden bzw. begrenzt werden. Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches 1 gelöst. Durch diese Lösung wird weitgehend unterbunden, daß sich die Biegeli-

nie des Federbogens an der Sprungfeder im Bereich des Bewegungskontaktes fortsetzen kann und dort die Sprung-

feder noch zusätzlich zu deren normaler, um etwa den Scheitelbereich der Kontaktfeder als Drehpunkt erfolgenden Ausbiegung mit kleinem Biegeradius ausbiegt. Eine derartige zusätzliche Ausbiegung mit kleinem, aus gewissermaßen der Fortsetzung der Biegelinie des Federbogens resultierendem Biegeradius bewirkt nämlich einen unerwünscht großen Winkel zwischen den Oberflächen von Bewegungskontakt und gegenüberliegendem Festkontakt. Dieser Winkel sollte im Interesse einer mög-

-,Q liehst guten Kontaktierung möglichst klein und im Idealfalle einer Parallellage der Kontaktoberflächen angenähert sein. Durch die Erfindung wird dem vom Federbogen auf das Bewegungsende der Sprungfeder ausgeübten Biegemoment ein entsprechendes Widerstandsmoment entgegengesetzt. Die Wirkungen des Federbogens werden dadurch ganz auf seine eigentliche Zweckbestimmung, nämlich auf die Initiierung und Durchführung des Durchschnappens bzw. der Rückstellung des Bewgungskontaktes in die Kontaktstellung konzentriert.

Durch das Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches 3 wird die erfindungsgewollte Wirkung begünstigt.

Das Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches 4 beinhaltet eine alternative oder auch kumulative Lösung der eingangs genannten Aufgabenstellung. Durch diese Lösung wird sichergestellt, daß unabhängig von beim Stanzvorgang der Kontaktfeder unvermeidlichen Fertigungstoleranzen im gesamten Arbeitsbereich der Kontaktfeder eine einheitliche Schneidenlagerung zwischen dem Bewegungsende der zum Federbogen ausgewölbten Mittelzunge und dem Gegenlager besteht. Die den Federbogen bildende Mittelzunge wird in herkömmlicher Weise durch Stanzen gemeinsam mit der Sprungfeder und insbesondere auch der Einstellfeder und der Verstellzunge aus einem Federblech ausgestanzt. Das Gegenlager des Bewegungsen-

^ des ist durch eine einfache Abbiegung der Verstellzunge gebildet, gegen die der Federbogen herkömmlich unter der Vorspannung seiner Auswölbung nicht mit der Stirnfläche seines Bewegungsendes sondern mit der Begrenzungskante - nachstehend kurz als "Schnittkante" bezeichnet - zwischen der Stirnfläche des Bewegungsendes und der Konvexseite des Federbogens jedenfalls theoretisch anliegt. Da jedoch der Biegeradius des Federbogens in in das Gegenlager eingelegter Stellung ein gewisses Maß nicht unterschreitet, also jedenfalls teilweise nur eine mäßige Biegung des Federbogens in seiner Betriebsstellung vorliegt, kann dieser gewünschte Schneidenkontakt auch wegen unvermeidlicher Fertigungstoleranzen nicht immer gewährleistet werden.

,,_ Kommt es deswegen im Betrieb zu einem Flächenkontakt Ib

zwischen dem Bewegungsende des Federbogens und der" durch eine einfache Abwinklung der Verstellzunge gebildeten Gegenlagers; so führt dies gerade zu denjenigen. Störeinflüssen auf den Federbogen, die durch die Lehre _on des Anspruches 4 vermieden werden sollen. Diese Lehre strebt die Sicherstellung von im Mittel einer etwa 45°-Stellung der Stirnfläche der Federzunge zur Oberfläche des Gegenlagers an. Durch das Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches 5 wird eine Lagesicherung auch gegen starke Schüttelbeanspruchungen u.dgl. nach Art eines Einhängelagers geschaffen.

Das Kennzeichnungsmerkmal des Anspruches 6 beinhaltet eine weitere alternative Lösung der eingangs genannten

q« Aufgabe, die gegebenenfalls auch kumulativ zu den vorstehend erläuterten Lösungsmerkmalen zum Einsatz gelan- ; gen kann. Diese Lösung geht davon aus, daß zur Herstellung erfindungsgemäßer, einstückiger Kontaktfedern sehr komplizierte und somit teuere Herstellungs- bzw.

„,_ Stanzformen notwendig sind. In der Praxis werden für unterschiedliche Stromstärken unterschiedliche Kontakt-

federwerkstoffe benötigt, beispielsweise Stahl für geringe und Kupfer-Nickel- oder Kupfer-Berillium-Legierungen für hohe Stromstärken. Das Federungsverhalten des Federbogens bleibt indessen bei unterschiedlichen § Werkstoffen nicht konstant. Auch werden je nach Einsatzzweck unterschiedliche Materialstärken benötigt, die ebenfalls Einfluß auf das Federungsverhalten des Federbogens nehmen. Durch die Lehre des Anspruches 6 ist es nun möglich, in ein- und derselben Form unter-

2Q schiedliche Werkstoffe und unterschiedliche Materialstärken zu verarbeiten, dabei jedoch ein gleichbleibendes mechanisches Federungsverhalten des' Federbogens zu gewährleisten. Normalerweise ließe sich dies durch Variationen in der Breite des Federbogens erreichen.

■£5 Eine hierzu erforderliche Veränderbarkeit des Werkzeuges möglichst noch in kleinen Stufenschritten wäre jedoch außerordentlich teuer und würde auch zur Bruchempfindlichkeit führen. Durch die Lehre gemäß Anspruch 6 braucht nur in der Form ein Lochstempel mit unterschiedlicher Stirnform ausgewechselt zu werden, der jedoch in seinem Lagerbereich übereinstimmend ausgebildet sein kann.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäß ausgebildete Kontaktfeder mit in Montageausgangsstellung befindlichen Mittelzungen.

Fig. 2 einen Längsschnitt entsprechend Fig. 1 mit in

Montageendstellung befindlichen Mittelzungen.
Fig. 3 eine Draufsicht auf denjenigen Teil der Sprungfeder gemäß Pfeil III in Fig. 1, der die den Federbogen bildende Mittelzunge umgibt.

-δι Fig. 4 eine vergrößerte Seitenansicht des Einhängelagers zwischen Federbogen und Verstellzunge. Fig. 5 eine vergrößerte Prinzipdarstellung des in Anspruch 4 niedergelegten Erfindungsgedankens in Vergrößerung etwa des Teiles V in Fig. 4.

Fig. 6 die Seitenansicht eines mit der erfindungsgemäßen Kontaktfeder ausgerüsteten Schnappschalters in Kontaktschließstellung.

Fig. 7 eine Darstellung entsprechend Fig. 6 mit in jQ Kontaktöffnungsstellung befindlichen Kontakten.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Kontaktfeder ist im wesentlichen blattfederartig ausgebildet und zu einem Winkel gebogen. Dabei bildet der obere Winkelschenkel die Sprungfeder 1 und der untere Winkelschenkel die Einstellfeder 2, die Bestandteile eines einstückigen Stanzteiles sind. Der Scheitel zwischen Sprungfeder 1 und Einstellfeder 2 ist mit 3 bezeichnet. Die Einstellfeder 2 trägt an ihrem Freiende 4 ein Durchgangsloch 5 a-ls Befestigungsöffnung zum Durchtritt beispielsweise eines Befestigungsniets. Die Sprungfeder 1 trägt an ihrem Freiende den Bewegungskontakt 6.

Aus der Einstellfeder 2 steht in Federlängsrichtung 7 verlaufend und mit ihrem Bewegungsende 8 im wesentlichen dem Scheitel 3 zugewandt eine freigestanzte Mittelzunge vor, die die Verstellzunge 9 bildet. Die Verstellzunge 9 ist im Bereich ihres Bewegungsendes 8 mit einer in Richtung auf die Sprungfeder 1 weisenden QQ Abbiegung 10 versehen, deren dem Freiende 4 der Einstellfeder 2 zugewandte, ebene Oberfläche ein Gegenlager 11 für die nachstehend beschriebene, aus der Sprungfeder 1 vorstehende Mittelzunge 12 bildet. Die Mittelzunge 12 verläuft ebenfalls in Federlängsrichtung 7 und ist ebenfalls mit ihrem Bewegungsende 13 dem Scheitel 3 zugewandt. In Montagestellung ist die

Mittelzunge 12 unter zu einem Federbogen 14 (Fig. 2) vorgespannter Auswölbung mit ihrem Bewegungsende 13 im Gegenlager 11 abgestützt. Die das Gegenlager 11 bildende Abbiegung 10 weist eine Führungsöffnung 15 auf, durch die ein aus dem Bewegungsende 13 des Federbogens 14 vorstehender Führungsvorsprung 16 hindurchsteht, welcher wesentlich schmaler ist als die Federbogen-Mittelzunge 12,14.

-^Q Die den Federbogen 14 beidseitig flankierenden Schenkel 17,18 der Sprungfeder 1 verlaufen ebenfalls in Längsrichtung 7. Sie sind auf ihrer Oberfläche mit jeweils einer ebenfalls in Längsrichtung 7 verlaufenden Versteif ungssicke 19 bzw. 20 versehen, die sich

^g etwa über mindestens die kontaktseitige Hälfte der Sprungfederlänge erstreckt. Insbesondere erstrecken sich die Versteifungssicken 19,20 bis in den seitlich neben dem Bewegungskontakt 6 angeordneten Bereich hinein. Zwischen Stanzausnehmung 21 und Scheitel 3 ist die Sprungfeder 1 mit einem Durchgangsloch 22 zur Lagefixierung des konischen Endes 23 des Isolierstoffkörpers 24 versehen, welcher die Druckverbindung zu einem nicht dargestellten Bimetallauslöser herstellt. Die zum Federbogen 14 ausgewölbte Mittelzunge 12 ist vor dem Gegenlager 11 mit einer ihrer theoretischen Biegerichtung 25 vorauseilenden leichten Abknickung 26 versehen. Der Vorauseilwinkel ist in Fig. 5 mit 27 und der Knick mit 28 gekennzeichnet. Dadurch liegt das Bewegungsende 13 des Federbogens 14 nicht mit seiner

QQ Stirnfläche 29 sondern immer nur mit der Stanzkante 30 am Gegenlager 11 der Verstellzunge 9 an. Der Winkel zwischen der Stirnfläche 29 und der Oberfläche des Gegenlagers 11 ist mit im Mittel etwa 45 , so groß, daß in jeder theoretischen Funktionsstellung des Federbogens 14 dessen Anlage mit dem Bewegungsende 13 an

BAD ORIGINAL

-io-

dem Gegenlager 11 ausshließlich über die Stanzkante 30 sichergestellt ist.

Die Federbogen-Mittelzunge 12,14 ist darüber hinaus von einem in Längsrichtung 7 verlaufenden Langloch 31 durchsetzt.

Das Bewegungsende 13 der Mittelzunge 12 steht länger* als die Abbiegung 10 der Verstellzunge 9 in Richtung

"LQ auf den Scheitel 3 vor. Dadurch ist das Einhängen der Mittelzunge 12 mit dem Fuhrungsvorsprung 16 in die Führungsöffnung 15 . und damit die Herstellung der Schneidenanlage der Stanzkante 30 am Gegenlager 11 der Verstellzunge 9 nur unter vorgespannter Auswölbung der

^g Mittelzunge 12 zu einem Federbogen 14 möglich.

In Einbaustel'lung der Kontaktfeder liegt die gegenüber dem ortsfesten Freiende 4 der Einstellfeder 2 ortsfest gelagerte Verstellspindel 32 mit ihrem Verstellende von außen gegen die Verstellzunge 9 an. Durch das Drehen der Verstellspindel 32 ist ihr Verstellende 33 in Axialrichtung 34 bewegbar. Dadurch wird der Schnappschalter einjustiert, indem die Verstellspindel 32 die. Größe des Winkels 35 zwischen Einstellfeder 2 und Verstellzunge 9 festlegt.

In Kontaktschließstellung (Fig. 6) liegt die Sprungfeder 1 oberhalb des Einhängelagers zwischen Federbogen 14 und Verstellzunge 9. Die Schnappöffnung des Schalters wird dadurch bewirkt, daß der Isolierstoffkörper 24 beispielsweise durch ein Bimetall in Pfeilrichtung 36 unter Mitnahme des Scheitels 3 nach unten gedruckt wird. Dabei passiert die Sprungfeder 1 das Niveau des Einhängelagers zwischen Bewegungsende 13 des Federbogens 14 und Abbiegung 10 der Verstellzunge 9. Sobald dabei die Sprungfeder 1 das Höhenniveau der Anlage der Stanzkante 30 am Gegenlager 11 passiert, schnappt der

Schalter in seine Öffnungsstellung (Fig. 7). Die Lage der Stanzkante 30 gegenüber dem Gegenlager 11 bildet also die Totpunktlage für den Schalter, bei deren Passieren durch die Sprungfeder 1 der Schalter entweder in seine Öffnungs- oder in seine Schließstellung schnappt.

Al

TERGAU & POHL

PATENTANWÄLTE HEFNERSPt. 3 · POSTF. 11Θ347 8500 NÜRNBERG 11

1/13 (82521)

1 Sprungfeder

2 Einstellfeder

3 Scheitel

4 Freiende

5 Durchgangsloch

6 Bewegungskontakt

7 Federlängsrichtung

8 Bewegungsende

9 Verstellzunge

10 Abbiegung

11 Gegenlager

12 Mittelzunge

13 Bewegungsende

14 Federbogen

15 Führungsöffnung

16 Führungsvorsprung

17 Schenkel

18 Schenkel

19 Versteifungssicke

20 Versteifungssicke

Bezugszeichenliste

21 Stanzausnehmung

22 Durchgangsloch

23 konisches Ende

24 Isolierstoffkörper

25 Biegerichtung

26 Abknickung

27 Vorauseilwinkel

28 Knick

29 Stirnfläche

30 Stanzkante

31 Langloch

32 Verstellspindel

33 Verstellende

34 Axialrichtung

35 Winkel

36 Pfeilrichtung

Claims

1/13 (82521) -f-

TERGAU & POHL

PATENTANWÄLTE
HEFNERSPL. 3 · POSTF. 119347

8500 NÜRNBERG 11

Thermostat- und Schaltgerätebau GmbH & Co KG
Röntgenstr. 9, 8730 Bad Kissingen

Ansprüche

(/ Kontaktfeder für Schnappschalter, bestehend aus je-

^

weils blattfederartig ausgebildet

- einer mit ihrem Freiende (4) das Befestigungsende bildenden Einstellfeder (2) und

- einer an ihrem Freiende den Bewegungskontakt (6)

enthaltenden Sprungfeder (1),
20

die beide an ihren Festenden nach Art zweier Winkelschenkel in einem Scheitel (3) fest miteinander verbunden, insbesondere einstückig als Stanzteil hergestellt sind, wobei aus der Einstell- (2) und der Sprungfeder (1)

- mittig in Federlängsrichtung (7) verlaufend und

- mit ihrem Bewegungsende (8,13) dem Scheitel (3) zugewandt

jeweils eine freigestanzte Mittelzunge vorsteht,

- von denen die mit der Einstellfeder (2) verbunde-30

ne Mittelzunge als Verstellzunge (9) an ihrem Ende (8) mit einem als Abbiegung (10) in Richtung auf die andere Mittelzunge (12) ausgebildeten Gegenlager (11) versehen ist,

- während die andere Mittelzunge (12) unter zu 35

einem Federbogen (14) vorgespannter Auswölbung

BAD ORIGINAL'^{1 :nr!}-

mit ihrem Bewegungsende (13) gegen das Gegenlager (11) abstützbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die den Federbogen (14) beidseitig flankierenden Schenkel (17,18) der Sprungfeder (1) in Längsrichtung (7) verlaufend mit mindestens einer Versteif ungssicke (19,20), -abbiegung o.dgl. versehen sind.

IQ

2. Kontaktfeder nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Versteifungssicken (19,20) etwa über mindestens die kontaktseitige Hälfte der Sprungfederlänge erstrecken.

3. Kontaktfeder nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Versteif ungssicken (19,20) sich bis in den seitlich neben dem Bewegungskontakt (6) angeordneten Bereich erstrecken.

4. Kontaktfeder insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß die zum Federbogen (14) ausgewölbte Mittelzunge (12) vor dem Gegenlager (11) mit einer der gegen das Gegenlager (11) gerichteten Biegerichtung (25) ihrer Biegelinie vorauseilenden, leichten Abknickung (26) versehen ist.

5. Kontaktfeder nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß in an sich bekannter Weise die das Gegenlager (11) bildende Abbiegung (10) eine Führungsöffnung (15) aufweist, durch die ein aus dem Bewegungsende des Federbogens (14) vorstehender Führungsvorsprung (16) hindurchsteht.

Kontaktfeder insbesondere nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Federbogen-Mittelzunge (12,14) von einem in Längsrichtung verlaufenden Langloch (31) durchsetzt ist.