DE3243528C2 - - Google Patents

Description

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

Die Genauigkeit des Arbeitens eines mit einer derartigen Kontaktfeder ausgerüsteten Schnappschalters hängt weit­ gehend davon, daß die in gelagerter Stellung zu einem Federbogen ausgewölbte Mittelzunge ein konstantes Federungsverhalten aufweist. Dies ist indessen nur dann möglich, wenn äußere Beeinflussungen dieses Federungs­ verhaltens verhindert bzw. weitgehend reduziert werden, damit die vom Federbogen ausgeübte Richtkraft, d. h. das Federungsverhalten des Federbogens unter Einhaltung enger Toleranzen dem Sollverhalten entspricht.

Aus der AT-PS 27 59 16 ist bereits ein insbesondere für Wärmeschalter und Temperaturbegrenzer dienender Sprung­ federkontakt bekannt, der aus zwei übereinander ange­ ordneten Platten aus federndem Werkstoff besteht, von denen jede eine in einer Durchbrechung angeordnete Zunge aufweist, wobei die eine Zunge mit einer stumpf­ winkeligen Abbiegung versehen ist, mit der das freie Ende der in der anderen Platte angeordneten Zunge unter Spannung in Eingriff ist, während die freien Enden der Platten miteinander verbunden sind. Ferner ist im abge­ winkelten Teil der einen Zunge eine Ausnehmung ange­ ordnet und die andere Zunge weist am Ende einen abge­ setzten Mittelteil auf, dessen Schultern mit den die Ausnehmung begrenzenden Stegen schwenkbar in Eingriff stehen. Durch diese Ausbildung des Sprungfederkontaktes wird dessen Betriebsdauer erheblich erhöht, da im Ein­ griffsbereich kein spitzer, sondern ein rechter Winkel zwischen Längskanten und Stirnkanten der Feder vorhanden ist und sich das freie Ende der Blattfeder, insbesondere ihr Mittelteil, frei um die anliegende Kante bewegen kann.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Auf­ gabe zugrunde, eine Kontaktfeder der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, daß die Richtkraft, die vom Feder­ bogen auf den Kontaktbereich der Kontaktfeder ausgeübt wird, auf einfache Weise dimensionierbar ist.

Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichnungsmerkmal des Anspruchs 1 gelöst.

Diese erfindungsgemäße Lösung geht davon aus, daß zur Herstellung der erfindungsgemäßen, einstückigen Kontaktfedern sehr komplizierte und somit teure Her­ stellungs- bzw. Stanzformen notwendig sind. In der Praxis werden für unterschiedliche Stromstärken unter­ schiedliche Kontaktfederwerkstoffe benötigt, beispiels­ weise Stahl für geringe und Kupfer-/Nickel-/Beryllium- Legierungen für hohe Stromstärken. Das Federungsver­ halten des Federbogens bleibt indessen bei unter­ schiedlichen Werkstoffen nicht konstant. Auch werden je nach Einsatzzweck unterschiedliche Materialstärken be­ nötigt, die ebenfalls Einfluß auf das Federungsverhalten des Federbogens nehmen. Durch die erfindungsgemäße Aus­ bildung der Kontaktfeder ist es möglich, in ein- und der selben Form unterschiedliche Werkstoffe und unter­ schiedliche 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. Eine hierzu erforderliche Veränderbarkeit des Werkzeuges möglichst noch in kleinen Stufenschritten wäre jedoch außerordentlich teuer und würde auch zur Bruchempfindlichkeit führen. Zur Fertigung einer Kontaktfeder nach der Erfindung braucht nur in der Form ein Lochstempel mit unterschiedlicher Stirnform zur Bildung eines in der Längsrichtung verlaufenden Langloches ausgewechselt zu werden, der jedoch in seinem Lagerbereich überein­ stimmend ausgebildet sein kann.

Aufgrund der Weiterbildung gemäß Anspruch 2 wird ver­ mieden, daß sich die Biegelinie des Federbogens an der Sprungfeder im Bereich des Bewegungskontaktes fortsetzen kann und dort die Sprungfeder noch zusätzlich zu deren normaler, um etwa den Scheitelbereich der Kontaktfeder als Drehpunkt erfolgenden Ausbiegung mit kleinem Biege­ radius 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 gegenüber­ liegendem Festkontakt. Dieser Winkel sollte im Interesse einer möglichst guten Kontaktierung möglichst klein und im Idealfalle einer Parallellage der Kontaktoberflächen angenähert sein. Durch die Weiterbildung gemäß Anspruch 2 wird dem vom Federbogen auf das Bewegungsende der Sprungfeder ausgeübten Biegemoment ein entsprechendes Widerstandmoment entgegengesetzt. Die Wirkungen des Federbogens werden dadurch ganz auf seine eigentliche Zweckbestimmung, nämlich auf die Initiierung und Durch­ führung des Durchschnappens bzw. der Rückstellung des Bewegungskontaktes in die Kontaktstellung konzentriert.

Hierbei kann es weiterhin sehr vorteilhaft sein, wenn gemäß Anspruch 3 die Versteifungssicken sich über mindestens die kontaktseitige Hälfte der Sprungfeder­ länge erstrecken.

Ferner kann es gemäß dem Kennzeichnungsmerkmal des An­ spruchs 4 günstig sein, wenn sich die Versteifungssicken bis in den seitlich neben dem Bewegungskontakt ange­ ordneten Bereich erstrecken.

Aus der CH-PS 2 89 820 ist zwar bereits eine einteilige Kippfeder mit Sockel bekannt, bei der zwischen zwei am einen Ende gemeinsam ortsfest und andererends über einen einen Kontakt tragenden Teil miteinander verbundenen, je eine elastisch verformbare Strecke aufweisenden, ver­ steiften Kippfederteilen und einem einerends ortsfesten, als Stellglied dienenden, zweiten versteiften Kippfeder­ teil zwei symmetrisch zur Kippfederachse angeordnete als Druckfedern wirkende Kippfederteile vorgesehen sind.

Derartige versteifte Kippfederteile bei der bekannten Kippfeder besitzen jedoch eine völlig andere Funktion, da diese bekannte Kontaktfeder auf Stauchung bzw. auf Druck beansprucht wird, so daß einer Knickgefahr ent­ gegengewirkt werden muß.

Im übrigen ist aus der DE-AS 10 99 036 ein elektrischer Schnappschalter bekannt, der eine mit vier, i. w. kreuz­ weise zueinander angeordneten Schlitzen versehene Schnappfeder aufweist, wobei diese Schlitze dazu dienen sollen, die Schnappfeder insgesamt weicher zu machen.

Durch das Kennzeichnungsmerkmal des Anspruchs 5 wird eine Lagesicherung auch gegen starke Schüttelbean­ spruchungen und dergleichen nach Art eines Einhänge­ lagers geschaffen.

Der Gegenstand der Erfindung wird anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles näher er­ läutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Kontaktfeder mit in Montageausgangsstellung befindlichen Mittelzungen;

Fig. 2 einen Längsschnitt entsprechend der 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 um­ gibt;

Fig. 4 eine vergrößerte Seitenansicht des Einhängela­ gers zwischen Federbogen und Verstellzunge;

Fig. 5 die Seitenansicht eines mit der Kontaktfeder ausgerüsteten Schnappschal­ ters in Kontaktschließstellung; und

Fig. 6 eine Darstellung entsprechend Fig. 5 mit in Kontaktöffnungsstellung befindlichen Kontakten.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Kontaktfeder ist 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 Einstell­ feder 2 trägt an ihrem Freiende 4 ein Durchgangsloch 5 als 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 wesentli­ chen dem Scheitel 3 zugewandt eine freigestanzte Mit­ telzunge vor, die die Verstellzunge 9 bildet. Die Verstellzunge 9 ist im Bereich ihres Bewegungsendes 8 mit einer in Richtung auf die Sprungfeder 1 weisenden Abbiegung 10 versehen, deren dem Freiende 4 der Ein­ stellfeder 2 zugewandte, ebene Oberfläche ein Gegenla­ ger 11 für die nachstehend beschriebene, aus der Sprungfeder 1 vorstehende Mittelzunge 12 bildet. Die Mittelzunge 12 verläuft ebenfalls in Federlängsrich­ tung 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 bilden­ de Abbiegung 10 weist eine Führungsöffnung 15 auf, durch die ein aus dem Bewegungsende 13 der Mittelzunge 12 vorstehender Führungsvorsprung 16 hindurchsteht, welcher wesentlich schmaler ist als die Federbogen-Mit­ telzunge 12, 14.

Die den Federbogen 14 beidseitig flankierenden Schen­ kel 17, 18 der Sprungfeder 1 verlaufen ebenfalls in Längsrichtung 7. Sie sind auf ihrer Oberfläche mit jeweils einer ebenfalls in Längsrichtung 7 verlaufen­ den Versteifungssicke 19 bzw. 20 versehen, die sich 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 hin­ ein. Zwischen Stanzausnehmung 21 und Scheitel 3 ist die Sprungfeder 1 mit einem Durchgangsloch 22 zur Lagefixierung des konischen Endes 23 des Isolierstoff­ körpers 24 versehen, welcher die Druckverbindung zu einem nicht dargestellten Bimetallauslöser herstellt.

Die Federbogen-Mittelzunge 12, 14 ist 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 auf den Scheitel 3 vor. Dadurch ist das Einhängen der Mittelzunge 12 mit dem Führungsvorsprung 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 Mittelzunge 12 zu einem Federbogen 14 möglich.

In Einbaustellung 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 Schnapp­ schalter einjustiert, indem die Verstellspindel 32 die Größe des Winkels 35 zwischen Einstellfeder 2 und Verstellzunge 9 festlegt.

In Kontaktschließstellung (Fig. 5) liegt die Sprungfe­ der 1 oberhalb des Einhängelagers zwischen Federbogen 14 und Verstellzunge 9. Die Schnappöffnung des Schal­ ters wird dadurch bewirkt, daß der Isolierstoffkörper 24 beispielsweise durch ein Bimetall in Pfeilrichtung 36 unter Mitnahme des Scheitels 3 nach unten gedrückt wird. Dabei passiert die Sprungfeder 1 das Niveau des Einhängelagers zwischen Bewegungsende 13 des Federbo­ gens 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. 6). 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 entwe­ der in seine Öffnungs- oder in seine Schließstellung schnappt.

Claims (5)

1. Kontaktfeder für Schnappschalter, bestehend aus jeweils blattfederartig ausgebildet

• - einer mit ihrem Freiende (4) das Be­ festigungsende bildenden Einstellfeder (2) und
• - einer an ihrem Freiende den Bewegungskontakt (6) enthaltenden Sprungfeder (1), die beide an ihren Festenden nach Art zweier Winkel­ schenkel 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) ver­ bundene Mittelzunge als Verstellzunge (9) an ihrem Ende (8) mit einem als Abbiegung (10) in Richtung auf die andere Mittelzunge (12) ausge­ bildeten Gegenlager (11) versehen ist,
• - während die andere Mittelzunge (12) unter zu einem Federbogen (14) vorgespannter Auswölbung mit ihrem Bewegungsende (13) gegen das Gegen­ lager (11) abstützbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbogen-Mittelzunge (12, 14) von einem in Längsrichtung verlaufenden Langloch (31) durchsetzt ist.

2. Kontaktfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Federbogen (14) beidseitig flankierenden Schenkel (17, 18) der Sprungfeder (1) in Längs­ richtung (7) verlaufend mit mindestens einer Ver­ steifungssicke (19, 20), -abbiegung oder der­ gleichen versehen sind.

3. Kontaktfeder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungssicken (19, 20) sich über mindestens die kontaktseitige Hälfte der Sprung­ federlänge erstrecken.

4. Kontaktfeder nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungssicken (19, 20) sich bis in den seitlich neben dem Bewegungskontakt (6) angeordneten Bereich erstrecken.

5. Kontaktfeder nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, 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.