DE3338244C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schnappschalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Schnappschalter ist aus der DE-PS 29 13 913 bekannt, bei dem ein äußeres Betätigungsorgan über wellenförmig verlaufende Schnappfedern mit einem Stößel in Antriebsverbindung steht. Hierbei ist eine Schrägstellung der Wirkrichtung der Schnappfederanordnung gegenüber der Bewegungsrichtung des Stößels und des Betätigungsorgans nicht ausgeschlossen, so daß die Längsbewe­ gung des Stößels nicht querkraftfrei und damit nicht reibungsarm ist. Dies führt zu einer relativ großen Streuung der Funktionsparameter des Schnapp­ schalters.

Ferner ist es aus der DE-AS 25 16 437 bei einem Schnappschalter bekannt, die dort vorgesehenen, beim Umschalten wirksamen Druckstücke in Richtung ihrer Längserstreckung starr auszubilden. Das als Kontaktbrücke ausgebildete Sprungglied erfährt durch die Schnappbewegung eine seitliche Verschiebung und wird durch eine Blattfeder geführt, die in einen betätigbaren Schieber einge­ setzt ist und an der sich die freien Enden der am anderen Ende angelenkten Druckstücke abstützen. Auch hierbei ist somit keine querkraftfreie und damit reibungsarme Betätigung sichergestellt.

Außerdem ist aus der US-PS 12 56 332 ein Schnappschalter bekannt, bei dem zwei Hebel vorgesehen sind, die an einem Stößel an einem gemeinsamen An­ lenkpunkt angelenkt und mit einem Sprungglied gekoppelt sind, wobei jeweils eine Federvorspannung der Hebel für das Halten des Sprungglieds in der jewei­ ligen Stellung sorgt.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Schnappschalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der praktisch querkraftfrei und damit reibungsarm arbeitet.

Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Hierdurch wird erreicht, daß die Ankopplung der Druckstücke an die jeweilige Abstützung am Sprungglied sowohl reibungsarm als auch weitgehend querkraftfrei erfolgen kann, wobei eine etwaige Asymmetrie, z. B. infolge unterschiedlich langer Druckstücke, nur zu einer Schrägstellung der Wirkrichtung gegenüber der Bewegungsrichtung von Stößel und Sprungglied in der Größenordnung weni­ ger Winkelgrade zu führen braucht, was die Reibungsverhältnisse nur ganz geringfügig verändert. Die Reibung im Anlenkpunkt selbst kann extrem niedrig gemacht werden. Der Schalter läßt sich darüber hinaus sehr klein bauen, leicht montieren und erlaubt sehr kurze Kontaktbrücken bei gleich­ wohl großen Öffnungsweiten und Nachlaufwegen.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläuert.

Fig. 1 bis 4 zeigen schematisch den Aufbau eines Schnappschal­ ters und den Bewegungsablauf beim Umschalten des Schnappschalters.

Fig. 5 entspricht einem Schnitt in der Symmetrieebene der Fig. 4, wobei der Schnappschalter zusätzlich mit einer Ausführungsform einer Zwangstrenneinrichtung versehen ist.

Fig. 6 zeigt perspektivisch die Funktionsteile des Schnapp­ schalters ohne Gehäuse.

Wie sich insbesondere aus Fig. 6 ergibt, ist in einem Gehäuse 10 (nur in Fig. 1-5 angedeutet) längsbeweglich in Richtung der Pfeile 12 bzw. 14 ein Stößel 16 geführt. Die Betätigung in Richtung des Pfeiles 12 erfolgt durch Ausüben von Druck auf seine Endfläche 18, während bei Druckabbau eine Rückstellfeder 20 den Stößel 16 in entgegengesetzter Richtung (Pfeil 14) zurückdrückt. An den Stößel 16 ist eine Traverse 22 angeformt, von deren Enden sich Lagerböcke 24 in symmetrischer Anordnung nach oben erstrecken. Jeder Lagerbock 24 weist eine schneidenlagerförmige Einsenkung 26 auf.

Auf der Oberseite des Stößels 16 ist längs eines Steges 28, der an den Stößel 16 angeformt ist, ein Sprungglied 30 gleitbeweglich ge­ führt, mit dem zwei Kontaktbrückenträger 32, 34 sowie eine Deckplatte 36 verbunden sind. Anstelle von zwei Kontaktbrückenträgern 32, 34 können auch einer oder mehr als zwei vorgesehen sein.

Wegen der möglichen unterschiedlichen Anzahl von zu betätigenden Kontaktstellen werden Sprungglied 30 und Kontaktbrückenträger 32, 34 ge­ trennt gefertigt und erst bei der Montage durch die entsprechend ausge­ bildete Deckplatte 36 miteinander verbunden; Sprungglied 30 und Kontakt­ brückenträger 32, 34 können aber auch einstückig miteinander verbunden sein.

Das Sprungglied 30 trägt einen Lagerzapfen 38, der mit seinem freien Ende bei der Montage in einer Bohrung 40 der Deckplatte 36 abge­ stützt wird. Auf ihm sind sehr reibungsarm zwei untereinander gleich ausgebildete Hebel 42 gelagert, die auf ihren auswärts gekehrten Seiten nahe dem freien Hebelende schneidenlagerförmige Gegeneinsenkungen 44 ni­ veaugleich mit den Einsenkungen 26 der Lagerböcke 24 aufweisen. In die jeweils einander zugewandten Einsenkungspaare 26, 44 ist je ein Druck­ stück 46 in Form eines rechteckigen Blechstreifens eingesetzt. Eine zwi­ schen die freien Hebelenden eingefügte Schraubendruckfeder 48 spreizt die Hebel 42 mit kräftiger Vorspannung auseinander, wobei an die Hebel 42 angeformte Anschlagnasen 50 den Aufspreizwinkel begrenzen.

Die Kontaktbrückenträger 32, 34 nehmen je eine Kontaktbrücke 52 mit zugeordneter Schraubendruckfeder 54 auf. In jeder Endstellung des Sprungglieds 30 - definiert durch gehäuseseitige Anschläge 56 bzw. 58 - liegt eine der Kontaktbrücken 52 mit ihren flächenartig ausgebildeten und gegebenenfalls mit Oberflächenriffelung versehenen Kontaktflächen 60 an je einem gehäusefesten Kontaktstück 62 an, die dadurch elektrisch durchverbunden werden. Dies gilt für die hier vorgesehene Bestückung mit einem "Öffner" und einem "Schließer"; die Bestückung könnte aber auch zwei Öffner oder zwei Schließer oder auch nur eine oder mehr als zwei Kontaktstellen umfassen.

Fig. 1 zeigt die Ausgangsposition des Schnappschalters, in der kein Druck auf den Stößel 16 am freien Ende 18 ausgeübt wird, so daß er unter der Wirkung der Rückstellfeder 20 an einem (nicht gezeigten) Ge­ häuseanschlag anliegt. In dieser Position ist der in Fig. 1 bis 5 links gezeichnete "Öffner" geschlossen, das heißt, die linke Kontaktbrücke 52 verbindet die beiden zugeordneten Kontaktstücke 62, wobei die Kontakt­ druckfeder 54 komprimiert wird. Die hierfür erforderliche Kraft wird von der Feder 48 aufgebracht, die die Hebel 42 auseinanderspreizt, und da sich deren freie Enden über die Druckstücke 46 an dem an seinem Anschlag anliegenden Stößel 16 abstützen, wird eine resultierende Kraft in Axial­ richtung des Stößels 16 und des Sprunggliedes 30 auf den Lagerzapfen 38 übertragen. Irgendwelche Kraftungleichgewichte infolge z. B. toleranzbe­ dingt unterschiedlicher Längen der Druckstücke 46 können nicht zu einem Verkanten des Sprunggliedes 30 führen, da die resultierende Kraft in der Achse des Lagerzapfens 38 wirkt; allenfalls deren Wirkrichtung kann ganz geringfügig schräg gegenüber der Gleitführungsrichtung verlaufen, was aber nur minimale Reibungsänderungen zur Folge hat. Diese resultierende Kraft hält das Sprungglied 30 in Anlage an dem gehäuseseitigen Anschlag 56. - Der in der Zeichnung rechte Kontakt ist ein "Schließer" und in dieser Stößelposition geöffnet, das heißt, die Kontaktbrücke 52 ist von den zugeordneten Kontaktstücken 62 abgehoben und die Schraubendruckfeder 54 ist soweit entspannt, wie es die lichte Weite des betreffenden Kon­ taktbrückenträgers 32 erlaubt.

Wird nun der Stößel 16 eingedrückt (Fig. 2), so verringert sich die resultierende im Lagerzapfen 38 wirkende Kraft, bis nahe der Neu­ tralposition gemäß Fig. 2 diese Kraft nicht mehr genügt, das Sprungglied 30 in Anlage am Anschlag 56 zu halten, da ja auf das Sprungglied 30 die entgegengerichtete Vorspannung der Schraubendruckfeder 54 wirkt. Sobald diese Kraft überwiegt, wird das Sprungglied 30 zunächst von der Schrau­ bendruckfeder 54 beschleunigt. Da dies sehr nahe der Neutralposition ge­ schieht, kehrt sich praktisch im gleichen Zeitpunkt auch die Wirkrichtung der von der Schraubendruckfeder 48 erzeugten resultierenden Kraft um, und der linke Stromkreis wird sehr schnell geöffnet. Der rechts gezeichnete "Schließer" dagegen wird betätigt, und das Sprungglied 30 kommt am An­ schlag 58 zur Analge (Fig. 3).

Der Stößel 16 kann nun noch um einen ziemlich großen Nachlaufhub weiter eingedrückt werden, bis er auf einen (nicht gezeigten) gehäuse­ seitigen Anschlag trifft, wobei die Schraubendruckfeder 48 die Hebel 42 weiter aufspreizt und so die Druckstücke 46 in Eingriff mit ihren zuge­ ordneten Einsenkungen 26, 44 hält.

Die Baugruppe aus Hebel 42 und Schraubendruckfeder 48 kann durch eine V-förmig ausgebildete Doppelblattfeder ersetzt werden, die nahe ih­ rem Scheitel ein Lagerauge zum Aufstecken auf den Lagerzapfen 38 auf­ weist. Alternativ kann man eine Schenkelhalsfeder verwenden, die mit ih­ rem Wickel auf dem Lagerzapfen 38 sitzt; in beiden Fällen muß natürlich die Einsenkung 44 durch eine äquivalente reibungsarme Ankopplung ersetzt werden. Anzustreben ist ein möglichst großer Abstand zwischen den Ein­ senkungen 26, 44 (oder äquivalenten Lagerstellen) und der Abstützstelle (Lagerzapfen 38) am Sprungglied 30, um die resultierende Kraft auf dieses möglichst in mindestens annähernd gleicher Richtung wie die Bewegungs­ richtung des Sprunggliedes 30 wirken zu lassen.

Eine Zwangsöffnung der Kontaktstelle kann aus Sicherheitsgründen gefordert sein. Sie muß bei Weiterbetätigung über den Sprungpunkt hinaus über Formschluß in Kraft treten. Fehler, die zur Wirksamkeit der Zwangs­ öffnung führen, sind z. B. Bruch der Schraubendruckfeder 48 oder Zerstö­ rung eines Druckstücks 46 sowie ein Verschweißen an der Kontaktstelle. Tritt einer dieser Fehler auf, so wird eine Betätigungskraft über eine Anschlagkante 66 des Schiebers 16 und ein Trennsegment 64 unter Abstüt­ zung auf einer Gehäusekante 68 formschlüssig auf den Kontaktbrückenträger 32 übertragen (Fig. 5). Die Kontaktstelle öffnet sich zwangsläufig.

Claims (5)

1. Elektrischer Schnappschalter mit einem in einem Gehäuse längsbeweg­ lich geführten Stößel, mit einem parallel zum Stößel längsbeweglich geführten, schnappend umschaltbaren Sprungglied, das in Antriebsverbindung mit mindestens einer Kontaktbrücke steht, der gehäusefeste Kontaktstücke zugeordnet sind, wobei der Stößel symmetrisch bezüglich der Stößel- und der Sprunggliedachse angeordnete, reibungsarme Lagerstellen aufweist, in denen jeweils ein beim schnappenden Umschalten wirksames und in Richtung seiner Längserstreckung un­ ter Druckvorspannung stehendes Druckstück gelagert ist, dessen anderes Ende von einer der jeweiligen Lagerstelle zugewandten und vom Sprungglied ge­ tragenen reibungsarmen Lagerstelle abgestützt ist, wobei die einander zugeordneten Lager­ stellen, die insbesondere als schneidenförmig profilierte Einsenkungen ausge­ bildet sind, in den beiden Endlagen des Sprungglieds einen in Stößellängsrichtung größeren Abstand voneinander aufweisen, als der bei relativer Längsbewegung zwischen Stößel und Sprungglied auftretende Abstand der jeweils einander zugewandten Lagerstellen beträgt, da­ durch gekennzeichnet, daß

• (a) in an sich bekannter Weise die Druckstücke (46) in Richtung ihrer Längs­ erstreckung starr ausgebildet sind,
• (b) die vom Sprungglied (30) getragenen Lagerstellen (44) an der Außen­ seite der freien Enden zweier Hebel (42) vorgesehen sind, die gelenkig an einer in der Symmetrieebene des Stößels (16) und des Sprungglieds (30) liegenden Abstützstelle am Sprungglied (30) abgestützt sind, und
• (c) die freien Enden der beiden gleich ausgebildeten Hebel (42) federnd auseinander gespreizt werden.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (42) von einem beiden Druckstücken (46) gemeinsam zugeordneten Federelement (48), insbesondere eine Schraubendruckfeder, auseinander gedrückt werden.

3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (42) gleichzeitig das Federelement bilden.

4. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (42) Anschläge (50) zum Begrenzen des Aufspreizwinkels aufwei­ sen.

5. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch ein in der Abstützstelle vorgesehenes Zapfenlager (38) für die beiden Hebel (42).