DE3342623C2 - Elektrischer Kontaktschalter mit Sprungschaltwerk - Google Patents

Abstract

Elektrischer Schalter mit einem Sprungschaltwerk zur Betätigung eines an einem beweglichen Kontaktglied (4) befestigten elektrischen Kontaktes (3), der in einer ersten stabilen Lage mit einem gewissen Kontaktdruck auf einem feststehenden Kontakt (1) aufliegt und der in einer zweiten stabilen Lage vom feststehenden Kontakt (1) getrennt ist. In beiden Lagen wird auf das bewegliche Kontaktschaltglied (4) durch eine Zugfeder (11) ein Drehmoment jeweils wechselnder Richtung ausgeübt. Das Umschalten aus der einen Lage in die andere erfolgt jeweils durch die Bewegung des zweiten, an einem Betätigungsglied (26) befestigten Federendes in die dem Drehmoment entgegengesetzte Richtung über eine Totpunktlage hinweg, nach welcher eine springende Schaltbewegung entsteht. Um zu vermeiden, daß bis zur Totpunktlage der Kontaktdruck allmählich auf Null absinkt, ist zwischen den beiden Enden der Zugfeder (11) eine in die Bewegungsbahn der Zugfeder (11) ragende Hemmfläche (37) angeordnet, welche von der Zugfeder (11) in ihrer Schwenkbewegung nur nach einer erhöhten Federspannung überwunden werden kann, wenn die Totpunktlage bereits überschritten ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kontaktschalter mit Sprungschaltwerk, bestehend aus einem oder mehreren feststehend angeordneten ortsfesten Kontakten und einem einen Schaltkontakt tragenden zungen- oder fingerartigen Kontaktschaltglied, das sich mit einem Ende an einem Stützlager schwenkbar abstützt und durch eine an ihm befestigte und jenseits des Stützlagers mit einem relativ zum Stützlager beweglichen Betätigungsorgan verbundene Schaltfeder relativ zu dem oder den ortsfesten Kontakten jeweils von einer Seite einer drehmomentmäßigen Totlage auf deren andere Seite springende Schaltbewegungen ausführt.

Elektrische Kontaktschalter dieser Art sind seit langem, beispielsweise als sogenannte Kippschalter, bekannt (rororo- Technik-Lexikon Heft 26 Seite 500, 501). Ihre besondere Eigenart besteht darin, daß sie mittels des Sprungschaltwerkes oder der Sprungfeder die Kontaktverbindung schlagartig öffnen bzw. schließen. Das Betätigungsorgan besteht in der Regel aus einem Kipphebel, an dem das eine Ende der Spri-sfeder befestigt ist und der nach Überschreiten einer Totlage durch die Springfeder in die jeweils gegenüberliegende Ruhelage springt bzw. das Kontaktschaltglied zur Ausübung der springenden Umschaltbewegung veranlaßt- Dabei kann die Springfeder als Schraubenfeder, oder als Blattfeder oder als stabförmige Formfeder ausgebildet sein.

Solche Sprungschaltwerke sind beispielsweise obligatorisch in den sogenannten Mikroschaltern vorhanden, und sie werden auch regelmäßig in Schaltuhren und anderen elektrischen Schaltgeräten verwendet. Insbesondere sind sie aber dort unentbehrlich, wo durch ein schleichend bewegtes Organ ein elektrischer Kontaktsch?ltvorgang ausgelöst werden soll.

Bei einem bekannten einpoligen Mikro-Umschaltcr (DE-AS 15 15 876) ist ein zwischen zwei Festkoniakten angeordneter und durch eine Zugfeder umschnappbarer Kontaktarm vorgesehen, dessen gabelförmiges Lagerende sich an einem Betätigungsstöße! abstützt, der in der Mitte eines Gehäuses angeordnet und mit sich gegenüberliegenden Kerblagern sowie mit einer Öffnung für den Durchtritt der Zugfeder versehen ist. Außerdem ist dieser Betätigungsstößel durch eine Rückstellfeder belastet, die ihn nach der jeweiligen Betätigung wieder in seine Ausgangs-Ruhelage zurückbewegt. Die die springenden Schaltbewegungen verursachende Zugfeder ist mit ihrem einen Ende an dem gegabelten Kontaktarm und mit ihrem anderen Ende an einer diesem Kontaktarm gegenüberliegenden Blattfeder eingehängt, die ebenfalls gabelförmig ausgebildet ist und ebenfalls in ein Kerblager des Stößels eingreift. Es han-

delt sich hierbei um ein Sprungschaltwerk, bei dem sowohl das Stützlager des Kontaktschaltgliedes als auch das nicht am Kontaktschaltglied eingehängte Federende zur Auslösung eines Schaltvorganges bewegt werden. Diese Art von Sprungschaltwerken hat den Vorteil, daß mit verhältnismäßig geringen Bewegungssirecken des Betätigungsorganes der Schaltvorgang ausgelöst werden kann. Bei anderen Sprungschaltwerken, bei denen nur das nicht am Kontaktschaltglied eingehängte Zugfederende bewegt wird, ist ein größerer Schaltweg erforderlich.

Bei einem anderen bekannten Sprungschalter (DE-GM 17 45 677) der gattungsgemäßen Art ist das eine Ende der Schaltfeder an einem zwischen zwei Anschlägen um 180° schwenkbaren Hebel befestigt, dessen Lager in der Mittelebene der beiden Festkontakte liegt, in welcher auch das Kontaktschaltglied gelagert ist. In derselben Ebene ist ein in bezug auf die Lagerachse des Hebels radial federnd beweglicher Konus angeordnet, der in die kreisförmige Bewegungsbahn des Hebelendes ragt und der dem Hebel nach dem Durchschreiten dieser Mittelebene einen Beschleunigungsimpuls geben soll. Weil dieser Konus aber weit vor der Totlage des Hebels angeordnet ist, kann der gewünschte Effekt nur in kaum wahrnehmbarer Weise auftreten.

Es ist auch bereits ein elektrischer Doppel-Schnappschalter bekannt (DE-AS 11 51 584). bei dem ein gabelförmiges Kontaktschaltglied und ein ebenfalls gabelförmiges Betätigungsorgan in derselben Ebene auf den entgegengesetzten Seiten eines Lagergestells schwenkbar abgestützt sind und durch eine in den jeweiligen Gabelschlitzen angeordnete Zugfeder miteinander verbunden sind. Das Umschalten wird durch einen quer zur Zugfeder beweglichen Stößel bewirkt, der bei seiner Betätigung unmittelbar auf die Zugfeder einwirkt und der dabei die Zugfeder so weit durchbiegt, bis die Totlage überschritten ist. Es ergibt sich dabei zwar bis zum Umschaltpunkt eine stetige Erhöhung der Federspannung, trotzdm findet aber gleichzeitig eine stetige Verringerung des Kontaktdruckes bis zum Umschauen statt.

Dasselbe gilt auch bei einem anderen bekannten Schnappschalter (US-PS 42 30 919), bei dem der Umschaltvorgang ausschließlich durch das Auslenken der Schaltfeder in Schaltrichtung mittel- eines quer dazu beweglichen Schiebers erfolgt. Das eine Ende der Schaltfedcr ist am Kontaktschaltglied eingehängt. Das andere Ende ist ortsfest eingehängt.

Unabhängig vom Sch.'.ltweg ist diesen bekannten Schalten; gemeinsam, daß der Kontaktdruck bei schleichender Be'vegung des Be'.ätigungsorgans bis zum Erreichen der Totlage, in welcher sich die beiden Federenden und das Stülzlager in einer gemeinsamen Ebene b/.w. auf einer Geraden befinden, allmählich auf Null absinkt, was zu den bekannten Nachteilen, nämlich zur Erwärmung der Kontakte, zu Kontaktprellungen, zum Koniaktabbrand, zur Lichtbogenerzeugung und dergl. mehr, führt.

Bei anderen bekannten Schaltvorrichtungen mit unabhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit auslös= t>o barer Sprungfunktion (DG-GM 82 35 646. DE-GM Ib 15 856) werden diese Nachteile und deren Ursache dadurch vergeblich zu vermeiden versucht, daß die an sich feststehenden Kontakte oder aber der bewegliche Schiilikontakt an feuernden Haltern, statt an starren es f lachkörpcrn angeordfio· sind. Der Verwendung solcher fcderclastischer Kontakthalter liegt der Gedanke zugrunde, daß diese Kontakthalter wenn sie dem Kontaktdruck ausgesetzt sind, federnd nachgeben bis zwischen der eigenen Rückstellkraft und der von de^r Schaltfeder auf den Schaltkontakt ausgeübten Kraft Gleichgewicht herrscht und daß dieser Kontaktträger mit dem Kontakt dem Schaltkontakt über eine gewisse Strecke folgt, während von dem Betätigungsorgan der Schaltvorgang eingeleitet wird. Dadurch wird aber lediglich eine Verlagerung der Totlage erreicht. Abgesehen davon, daß aber auch bei diesen bekannten Schaltvorrichtungen trotz des erheblich größeren Fertigungsaufwandes bis zum Erreichen der Totlage eine allmähliche Verringerung des Kontaktdruckes zwangläufig stattfindet, müssen erheblich größere Kontaktabstände und somit auch größere Schaltwege in Kauf genommen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem elektrischen Schalter mit Sprungschaltwark der eingangs genannten Art eine Absenkung des Kontaktdrukkes vor den Einsetzen der Umschaltbewegung des Schaltgliedes zu verhindern, wobei u -.-T Kontaktdruck die Kraft zu verstehen ist, mit welcher de · Kontakt des beweglichen Kontaktschaltgliedes auf einem ortsfesten Kontakt zum Zwecke der Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung aufliegt.

Gelös: wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß zwischen den beiden Schaltfederenden auf einer Seite wenigstens einer der Totlagen eine in die Schwenkebene der Schaltfeder ragende schräge Hemmfläche angeordnet ist, an der die ichaltfeder zur Anlage kommt bevor das Betätigungsorgan die Totlage erreicht und von dieser abgleitet nachdem das Betätigungsorgan die Totlage überschritten hat.

Abgesehen davon, daß dadurch die gestellte Aufgabe in idealer Weise gelöst ist. bedarf es zur Realisierung der Erfindung bei der einfachsten Ausführungsform nicht einmal zusätzlicher Teile sondern lediglich einer anderen Formgebung eines der ohnehin vorhandenen Teile. Im übrigen läßt sich die Erfindung in konstruktiv verschiedener Weise realisieren.

Sn ist es beispielsweise zweckmäßig, wenn die Schaltfeder gemäß Anspruch 2 ausgebildet ist.

Durch einen geraden Drahtabschnitt einer Schraubenfeder, der mit der Hemmfläche unmittelbar zusammenwirkt, ist es möglich, eine mehi bogenförmige Durchbiegung der Schaltfeder an der Hemmfläche zu erzielen. Wenn die Schaltfeder über ihre ganze Länge bzw. auch im Bereich der Hemmfläche eine schraubenförmige Gestalt aufweist, ergibt sich zwar auch eine Durchbiegung, diese Durchbiegung hat aber mehr die Form eines Knickes als eines Bogens. Durch eine bogenförmige Durchbiegung der Schaltfeder kann nich· nur eine Verminderung des Kontaktdruckes vermieden, sende, η ^ogar eine Verstärkung des Kontaktdruckes bis zum Umschaltzeitpunkt erzielt werden. Im Umschaltzeitpunkt fällt dann der Kontaktdruck nicht r;ar augenblicklich auf Null ab. sondern er wird in kürzester Zeit von einer in die entgegengesetzte Richtung wirkenden Schaitkraft bzw. durch ein in die entgegengesetzt Richtung wirksames Drehmoment ersetzt, welches ebenso augenblicklich zu einer Starke anwächst, die einen labilen Schaltzustand praktisch nicht zuläßt.

Eine gemäß Anspruch 3 im Bereich der Längsmitte der Schaltfeder angeordnete Hemmfläche hat den Vorteil, daß sie die gröPimögliche Ausnutzung der Biegeelastizität der Schaltfeder bewirkt und deshalb wegen ihrer hohen Funktionssicherheil vorzuziehen ist.

Insbesondere bei sogenannten Umschaltern ist die Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 von Vor-

teil, weil sich auf diese Weise die Hemmflächen einfach und billig in funktionsgerechter Lage anbringen lassen, so daß sie einerseits der Schaltfeder eine genügend große Hemmkraft entgegensetzen und andererseits aber durch ihren geeigneten Neigungswinkel die funktionsgerechte Auslenkung der Schaltfeder quer zu ihrer Schwenkebene und damit die Freigabe der Schaltfeder im richtigen Zeitpunkt bewirken. Dabei kann die Hemmfläche feststehend angeordnet sein. Die einfachste und billigste Ausgestaltung der Erfindung ist Gegenstand des Anspruches 7. Sie benötigt keine zusätzlichen separaten Teile, und sie beansprucht auch keinen zusätzlichen Raum.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch dadurch gelöst, daß bevor das Betätigungsorgan die Totlage erreicht, die Schaltfeder auf eine Kippklinke einwirkt, die auf einer von einer Blattfeder beaufschlagten Seite mindestens eine Hemmfläche aufweist, welche eine Rastiage definiert.

Eine solche Ausführungsform erfordert zwar einen höheren Aufwand an Teilen und Kosten. In Fällen mit besonders hohen Kontaktdrücken und Schaltkräften kann eine solche Lösung jedoch erhöhte Funktionssicherheit erbringen.

Anhand der Zeichnung werden nun im folgenden einige Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Fs zeigt

F i g. I einen elektrischen Kontaktschalter mit Sprungschaltwerk in teilweise geschnittener Seitenansicht.

F ι g. 2 eine Draufsicht der F i g. 1 bei geöffnetem Kontaktschalter.

F i g. 2a einen Schnitt A-A aus F i g. 2.

F i g. 3 die gleiche Draufsicht wie F ι g. 2 bei geschlossenem Kontaktschalter mit in Totlage befindlichem Be- ;augungshebei.

F ι g. 3a einen Schnitt A-A aus F ι g. 3.

F i g. 4 die gleiche Ansicht wie die F i g. 2 und 3 bei geschlossenem Kontaktschalter und einem sich in Ruhestellung befindenden Betätigungsorgan.

F ι g. 4,1 einen Schnitt A A aus F i g. 4.

F i g. 5 einen anderen elektrischen Kontaktschalter mit einem Sprungschaltwerk, bei dem sich sowohl das Stutzlager als auch die eine Aufhängung der Sprungfeder vi ährend des Schaltvorganges bewegen.

F ι g. e eine Draufsicht aus F i g. 5 in Ruheposition der Schaltelemente.

F ι g. 6a einen Schnitt A-A aus F i g. 6.

F ι g. 7 die gleiche Draufsicht wie F i g. 6 während eines Umschaltvorganges.

F ι g. 7a einen Schnitt .4-4 aus Fi g. 7.

F : g. 8 die gleiche Draufsicht wie F i g. 6 und 7 mit der entgegengesetzten Ruheposition der Schaltelemente.

F ^;, g. 8a einen Schnitt A A aus F i g. 8.

F : g. 9 einen elektrischen Umschalter mit einer anderer, Vusiuhrungsform des Sprungschaltwerkes in Draufsicht.

F Ϊ g. 9a einen Schnitt A-A aus F ; g. 9.

F i g. 9b ein anderes die Hemm.Hächen für die Schaltfeder eines Sprungschaltwerkes aufweisendes Element * in stabilder Schaitposition.

F i g. 10 das Sprungschahwerk der F i g. 9 in einer anderen Funktionsstellung des Betätigungsorgans und der Sprungfeder in Draufsicht.

Fig. ! Oa einen Schnitt A-A aus F i g. 10. i

F ι g. 10b das in F i g. 9b dargestellte Element in labiler Schaitposition.

F i s. 11 die zu F i g. 9 entgegengesetzte Schaltposition des gleichen Umschalters in Draufsicht,
Fig. lla einen Schnitt AA aus Fig. II,
Fig. lib das in F i g. 9b dargestellte Schaltelement in dessen entgegengesetzter stabiler Schaltposition und
ϊ F i g. 12 ein schematisches Kontaktdruck- Diagramm. Bei dem in den F i g. 1 bis einschließlich 4a dargestellten elektrischen Kontaktschalter handelt es sich um einen einfachen Ein- und Aus-Schalter mit einem feststehenden Kontakt I. der an einer feststehenden Kontakt-Ki platte 2 befestigt ist, sowie einem beweglichen Kontakt 3, der am freien Ende eines beweglichen Kontaktschallgliedes 4 befestigt ist. Untergebracht ist der Kontaktschalter in einem sclialeniörmigen Kunststoffgehäuse 5, das in der Zeichnung nur teilweise dargestellt ist und auf υ dessen Boden 6 rippenartige Halterungen 7 für die Kontaktplatte 3 vorgesehen sind. Das Kontaktschaltglied 4 besteht aus einem flachen zungenförmigen Metalltcil 8 der in seiner Mine rim einem Längsschiiiz 9 und eine Bohrung 10 zum Einhängen einer Zugfeder 11 versehen >o ist. Die dem Kontakt 3 gegenüberliegenden Enden der beiden den Längsschütz 9 begrenzenden Gabelschcnkel 12 und 13 stützen sich mit zurückversetzten tindkanten 14 und 15 in einer parallel zur Kontaktplatte 2 verlaufende Ebene an einer quer dazu feststehend angeordnc- :5 ten Metallplatte 16 ab, die zugleich als Stützlager dient und die zwei schlitzförmige Ausnehmungen 18 und 19 zur Aufnahaie zweier Vorsprünge 20 und 21 des Metallteiles 8 besitzt. Die Metallplatte 16 ist außerdem im Bereich des Längsschlites 9 des Metallteiles 8 mit einem ίο Querschlitz 22 versehen, durch welchen ein gerader Drahtabschnitt 23 der Zugfeder 11 hindurchragt.

Auf der dem Kontaktschaltglied gegenüberliegenden Seite der Metallplatte 16 ist eine Kunststoffplatte 24 mit einem Kerblager 25 angeordnet, an welchem sich ein !5 aus Kunststoff bestehendes, gabelförmig ausgebildetes Betätigungsorgan 26 in seinen zugespitzten Endkanten 27 seiner beiden Gabelschenkel 28 und 29 schwenkbar abstützt und in dessen schlitzförmiger Ausnehmung 30 sich der restliche Teil des geraden Drahtabschnittcs 23 der Zugfeder 11 erstreckt, der mittels einer öse 31 an dem den Schlitz 30 überbrückenden Steg 32 eingehängt ist. Dabei sitzt die Öse 31 in einer Kerbe 33. damit die Lage der Zugfeder IiI bzw. des geraden Drahtabschnittes 23 der Zugfeder 11 exakt in einer Schwenkebene 34 fixiert ist.

Wie am besten aus den F i g. 2a. 3a und 4a ersichtlich ist. ist der Querschlitz 22 der Metallplatte 16, durch welchen der stabförmige Abschnitt 23 der Zugfeder 11 hindurchragt, mit einem dreieckigen Vorsprung 35 versehen, der in die Schwenkebene 34 des geraden Drai/tabschnittes 23 der Zugfeder 11 hineinragt und dessen schräge Seitenkanten Hemmflächen 36 und 37 für den geraden Drahtabschnitt 23 bilden. Der Vorsprung 35 ist in der gemeinsamen Schwenklagerebene des Kontaktschaltgliedes 4 und des Betätigungsorgans 26 angeordnet und symmetrisch dazu ausgestaltet. Die gegenüberliegende Längskante des Querschlitzes 22 ist mit einer entsprechenden dreieckförmigen Ausnehmung 38 versehen, damit der gerade Drahtabschnitt 23 der Zugfeder 11 ungehindert über die Spitze des Vorsprtinges 35 hinweggleiten kann. Diese Ausnehmung 38 ist selbstverständlich dann nicht erforderlich, wenn der Querschlitz 22 eine ausreichende Breite besitzt, die zwischen der Spitze des Vorsprunges 35 und der dieser gegenüberliegenden Begrenzungskante einen Abstand aufweist, der größer ist als der Drahtdurchmesser der Zugfeder 11. Es ist klar, daß auch die Kunststoffplatte 24 mit einem Querschlitz versehen ist. der zum Querschlitz 22 dek-

kungsgleich ausgebildet sein kann, der aber keinen Vorsprung 35 zu haben braucht. Andererseits wäre es aber auch ohne weiteres möglich, den Vorsprung 35 im Querschlitz der Kunststoffplatte 24 vorzusehen und nicht im Qucrschlilz 22 der Metallplatte 16. Zur Begrenzung der Bewegungen des Betätigungsorganes 26 sind diesem zwei Anschlagstifte 25' zugeordnet.

Aufsähe der Hemmflächen 36 und 37 des Vorsprunges 35 ist es. die Zugfeder 11 daran zu hindern, der .Schaltbewegung des Betätigungsorgans 26 stetig zu folgen bis die Ebene 26' der Totlage überschritten ist, wie das im folgenden näher erläutert wird.

Ausgehend von der Schließstellung des Kontaktschallers der F i g. 4 wird zum Zwecke des öffnens des Kontaktschalters das freie, mil einem Zapfen 39 versehene End^ des Betätigungsorgans 26 aus seiner stabilen L.age in Richtung des Pfeiles 40 beispielsweise schleichend bewegt. Nach einer verhältnismäßig kurzen Bewegungsstrecke legt sich dann der gerade Drahtabschnitt 23 der Zugfeder 11 an die schräge Hemmfläche 37. Diese schräge Hemmfläche 37 stellt dann zunächst einen Widerstand gegen die Weiterbewegung der Zugfeder 11 dar. Infolge der Schräge der Hemmfläche 37 erfolgt aber im Laufe der Weiterbewegung des Betätigungsorgans 26 eine Auslenkung der Zugfeder 11 quer zur Schwenkebene 34. Die Schräge der Hemmfläche 37 ist dabei so gewählt und auf die Stärke der Zugfeder 11 so abgestimmt, daß erst dann, wenn das Betätigungsorgan 26 die in F i g. 3 dargestellte Ebene 26' der Totlage überschritten hat. der gerade Drahtabschnitt 23 der Zugfeder 11 die Spitze des Vorsprunges 35 und somit das untere Ende der Hemmfläche 37 überschreitet und daß erst dann die springende Schaltbewegung des Kontaktschaltgliedes 4 in die in F i g. 2 dargestellte geöffnete Schalterstellung erfolgt. Wie am besten aus Fig. 3 ersichtlich ist. bewirkt die Hemmfläche 37 eine Durchbiegung der gesamten Zugfeuer 11 in einer der Bewegungsrichtung des Betätigungsorganes 26 entgegengesetzten Richtung, sodaß sich bis zum Schaltzeitpunkt nicht nur keine wesentliche Verringerung des Kontaktdruckes zwischen den beiden Kontakten 1 und 3 sondern sogar zeitweise eine Erhöhung dieses Kontaktdruckes ergibt und daß der Kontaktdruck erst unmittelbar im Schaltzeitpunkt null wird. bzw. daß im Schaltzeitpunkt am Kontaktschaltglied bereits eine in entgegengesetzter Richtung wirkende Kraft wirksam ist.

Bei diesen einfachen Ein-Aus-Schalter spielen diese Vorgänge selbstverständlich nur bei der Öffnungsbewegung des Schalters eine Rolle, sodaß hierbei die Hemmfläche 36 eigentlich unnötig ist.

Anders verhält es sich jedoch bei dem in den Fig. 5 bis 8a dargestellten elektrischen Umschalter, bei dem zwei sich feststehend gegenüberliegende an Winkelplatten 41 und 42 befestigte Kontakte 43 und 44 und ein Umschaltkontakt 45 vorgesehen sind. Der Umschaltkontakt 45 ist am schwenkbaren Ende eines Kontaktschaltgliedes 46 befestigt, das ebenfalls aus einer zungenförmigen flachen Metallplatte 47 mit einem Längsschlitz 48, einer Bohrung 49. zwei Lagerkanten 50 und 51 sowie zwei Vorsprüngen 52 und 53 besteht. Als Stützlager für das Kontaktschaltglied 46 dient der vertikale Schenkel 54 einer Winkelplatte 55, deren horizontaler Schenkel 56 mittels eines Schwenklagers 57 um eine vertikale Achse 58 schv/enkbar gelagert ist.

Auf der dem vertikalen Schenke! 54 gegenüberliegenden Seite ist der horizontale Schenkel 56 mit einem mittig angeordneten Längsschlitz 58 versehen, in welchen ein Exzenterzapfen 59 eines Zahnritzels 60 eingreift, das um eine vertikale Achse 61 drehbar gelagert ist und mit einem Antriebszalinrad 62 in Eingriff steh!. Der als Stützlager für das Kontaktschaltglied 46 dienende vertikale Schenkel 54 der Winkelplatte 55 weist außcr zweier schlitzförmiger Ausnehmungen 63 und 64 für die beiden Vorsprünge 52 und 53 der Metallplatte 47 in Höhe des Schlitzes 48 der Metallplatte 47 einen Querschlitz 65 auf, der mit einem dreieckförmigen Vorsprung 66 versehen ist. dessen schräge Hemmflächen 67 und 68

lu in die Schwenkebene 69 des geraden Drahtabschnittes 70 einer Zugfeder 7t hineinragen. Die Zugfeder 71 ist mittels einer öse 72 einerseits in der Bohrung 49 der Metallplatte 47 und mit dem anderen Ende mittels einer öse 73 an einem Slift 74 so eingehängt, daß sich der

Ii gerade Drahtabschnitt 70 der Zugfeder 71 in der Schwenkebene 69 durch den Längsschlitz 48 der Metallplatte 47 und innerhalb des Querschlitzes 65 des vertikalen Schenkels 54 der Winkelplatte bewegen kann und dabei jeweils zweitweise mit den Hemmflächen 67 und 68 in Berührung kommt. Montiert ist die gesamte Einrichtung auf einer aus nicht leitendem Kunststoff bestehenden Bodenplatte 75.

Auch hier ist durch eine Kerbe 74' am Stift 74 in welche die öse 73 der Zugfeder 71 eingehängt ist, dafür gesorgt, daß sich die Zugfeder 7t, insbesondere jedoch ihr gerader Drahtabschnitt 70 in der bestimmter Schwenkebene 69 befindet, in welche die beiden Hemmflächen 67 und 68 um ein gewisses Maß hineinragen Wenn das Antriebszahnrad 62 beispielsweise ausgehend von der in F i g. 6 dargestellten stabilen Schaltposition in Richtung des Pfeiles 62' gedreht wird findet durch die entgegengesetzte Drehrichtung des Zahnritzels 60 und des in den Schlitz 58 ragenden Exzenterzapfens 59 ein Verschwenken der Winkelplatte 56 um die Achse 58 des Schwenklagers 57 statt, sodaß sich der Stift 74 in Richtung des Pfeiles 76 und der als Stützlager für das Kontaktschaiigiied 46 dienende Schenkel 54 der Winkclplatte 55 in Richtung des Pfeiles 77 bewegen. Mit dem Stützlager bewegt sich auch der Vorsprung 66 mit der in diesem Falle zunächst wirksam werdenden Hemmfläche 68 gegen den geraden Drahtabschnitt 70 der Zugfeder 71. sodaß dieser zur Anlage kommt an der Hemmfläche 68 und eine Ausbiegung der gesamten Zugfeder 71 in der in F i g. 7 schematisch dargestellten Weise stattfindet. Durch diese Ausbiegung ergibt sich ein erhöhter Kontaktdruck zwischen den Kontakten 45 und 44. Bei der weiteren Schwenkbewegung der Winkelplatte 55 wird nach Überschreiten der in Fig. 7 strichpunktierl angegebenen Ebene 78, welche die Totlage, d. h. die Lage definiert, in welcher das Stützlager und die beider Federenden auf einer Geraden liegen, der gerade Drahtabschnitt 70 durch die erhöhte Spannung der Zugfeder 71 schließlich das Ende der Hemmfläche 68, d. h die Spitze des Vorsprunges 66 erreichen und diese dann sprungartig verlassen um in die in F i g. 8 und 8a dargestellte andere stabile Schaltposition zu gelangen, in welcher der Kontakt 45 auf dem Kontakt 43 aufliegt. Beim Umschalten des Kontaktes 45 vom Kontakt 43 auf den Kontakt 44 finden dieselben Vorgänge bei gleicher Drehrichtung des Antriebszahnrades 62 und des Zahnritzels 60 in umgekehrter Richtung statt, wobei dann die Hemmfläche 67 mit dem geraden Drahtabschnitt 70 der Zugfeder 71 zusammenwirkt.

In dem schematischen Kräftediagramm der Fig. 12

□5 ist durch den Verlauf der Kraftlinie ρ dargestellt, wie sich der Kontaktdruck während eines Umschaltvorganges ändert. Wenn im Zeitpunkt Π der Schaltvorgang durch die anfängliche Schwenkbewegung der Winkel-

platte 55 um ihre Schwenkachse 61 aus ihrer beispielsweise in der Fig. 6 dargestellten stabilen Schaltlage in Richtung der Pfeile 76 und 77 zu bewegen beginnt, ergibt sich zunächst eine geringfügige Verringerung des zuvor konstanten Aiipreßdruckes bis der gerade Drahtabschnitt 70 der Zugfeder 71 an der Hetr.mfläehe 68 zur Anlage kommt und durch die dabei entstehende Hemmung daran gehindert wird, der weiteren Bewegung des Stiftes 74 zu folgen. Es entsteht die in F i g. 7 dargestellte Durchbiegung der Zugfeder 71 samt ihres an sich geraden Drahtabschnittes 70 und dadurch wiederum eine Erhöhung des Kontaktdruckes etwa auf den ursprünglichen Wert. Im Augenblick des Schaltvorgangcs, d. h. in dem Augenblick, in dem der gerade Drahtabschnitt 70 die Spitze des Vorsprunges 68 bzw. das in die Schwenkebene 69 hineinragende Ende der schrägen Hemmfläche 68 verläßt, fällt der Kontaktdruck augenblicklich auf Null ab bzw. wird durch das Äufirefferi Je^ Kuniakies 45 auf den gegenüberliegenden Kontakt 43 im selben Augenblick ein neuer Kontaktdruck in entgegengesetzter Wirkungsrichtung aufgebaut, der. weil die gleichen Hebelverhältnisse auch hierbei gelten, wieder etwa den gleichen absoluten Wert annimmt, der beim Aufliegen des Kontaktes 45 auf dem Kontakt 44 geherrscht hat.

Wenn dann zu einem späteren Zeitpunkt 73 wieder ein Schaltvorgang in umgekehrter Richtung eingeleitet wird, der im Zeitpunkt Γ4 dann vollzogen wird, ergibt sich ein spiegelbildlicher Linienverlauf in bezug auf die /-Achse des Koordinatensystems, in dem der Verlauf der Kraft PaIs Funktion der Zeit reingetragen ist.

Bei dem in den Fig. 9 bis lla dargestellten Ausfü'nrungsbeispie! handelt es sich ebenfalls um einen Umschalter mit zwei feststehenden, an Metallplatten 80 und 81 befestigten Kontakten 82 und 83 sowie einem beweglichen Kontakt 84. der am beweglichen Ende eines wiederum zungeniörrrsigen Kontaktschakgüedes 85 hefestigt ist. welches die gleiche Form aufweist, wie das Kontaktglied 4 des Ausführungsbeispieles der Fig. I bis 4a.

Das Stützlager für das bewegliche Kontaktschaltglied 85 besteht auch hier aus einer feststehenden vertikalen Metallplatte 86, an welcher das Kontaktschaltglied 86 in gleicher Weise gelagert ist wie das Kontaktschaltglied 4 an der Metallplatte 16. Das Betätigungsorgan besteht aus einem langgestreckten, auf einem ortsfesten Lagerzapfen 87 schwenkbar gelagerten Hebel 88, der an seinem beweglichen Ende mit einem Stift 89 zum Einhängen einer Zugfeder 90 mittels einer öse 91 versehen ist. Die Zugfeder 90 ist etwa über ein Drittel ihrer Gesamtlänge schraubenförmig gewickelt und besitzt einen geraden Drahtabschnitt 92, dessen Öse 93 in einer in der Zeichnung nicht sichtbaren Bohrung des Kontaktschaitgliedes 85 eingehängt ist, wie das auch bei der Metallplatte 8 der Fall ist. Auch das Kontaktschaltglied 85 ist mit einem in der Zeichnung nicht sichtbaren Längsschlitz und die als Stützlager dienende Metallplatte 86 mit einem entsprechenden Querschlitz versehen, durch welche der gerade Drahtabschnitt 82 der Zugfeder 90 seine Schwenkbewegungen bei den einzelnen Umschaltvorgängen ungehindert ausführen kann.

Auf der dem Kontaktschaltglied 85 gegenüberliegenden Seite der als Stützlager dienenden Metallplatte 86 ist in geringem Abstand davon feststehend ein Flachkörper 94 derart angeordnet, daß seine Oberfläche 95 parallel zur Schwenkebene des geraden Drahti: hschnittes 92 der Zugfeder 90 verläuft und welcher im übrigen so angeordnet und gestaltet ist, daß der gerade Drahtabschnitt 92 der Zugfeder 90 sich in jeder Schwenklage des Hebels 88 unimctelbar über seiner Oberfläche 95 befindet. In einer Mittelebene 96, in welcher auch das Stützlager des Kontaktschaltgliedes 85 und der Lagerzapfen 87 des Hebels 88 angeordnet sind und zu welcher der Flachkörper 94 symmetrisch angeordnet ist, ist mit seiner Mittelachse 97 ein hohlzylindrischer Kolben 98 in einer zylindrischen Führungsbuchse 99 quer zur Schwenkebene 100 der Zugfeder 90 beweglich gelagert. Der Kolben 98 steht unter dem Einfluß einer Druckfcder 101, die seine untere Stirnfläche gegen den Flachkörper 94 drückt. Der gegen den Flachkörper 94 gerichtete Endabschnitt hat die Form eines Kegelstumpfes 98', dessen Stirnfläche auf der Oberfläche 95 des Flachkörpers 94 aufliegt, und der in die Schwenkebene 100 der Zugfeder 90 bzw. deren geraden Drahtabschnittes 92 ragt.

Wenn nun ausgehend von der stabilen Schaltposition der Fis 9 ein UrriSchal'YT¹""" rlnrrh eine Schwcnkbewegung des Hebels 88 in Richtung des Pfeiles 102 beginnt, so kommt der gerade Drahtabschnitt 92 der Zugfeder 90 zur Anlage an der Mantelfläche des Kegelstumpfes 98', sodaß sich wiederum bei der weiteren Schwenkbewegung des Hebels 88 eine Durchbiegung der Zugfeder 90 in der in Fig. 10 schematisch dargestellten Weise ergibt. Diese Durchbiegung hat wiederum die vorbeschriebene Kontaktdruckerhaltung bzw. Erhöhung zur Folge. Die Mantelfläche des Kegelstumpfes 98' dient in diesem Falle als Hemmfläche. Die Stärke der Druckfeder 101 und der Kegelwinkel des Kegel·

M stumpfes 98' sind so abgestimmt, daß nach Überschreiten der in Fig. 10 zumindest annäherungsweise dargestellten Totlage, in welcher sich die beiden Federenden und das Stützlager des Kontaktschaltgliedes 85 in einer Ebene befinden, die Zugfeder 90 durch ihre dabei entstandene erhöhte Federspannung in der Lage ist. den Kolben 98 anzuheben, damit ihr gerader Drahtabschnitt 92 unter dem Kolben 98 hindurchgleiten und der weiteren Schwenkbewegung des Hebels 88 in die in Fig. 11 dargesteile Position folgen kann. Diese Folgebewegung der Zugfeder 90 erfolgt schlagartig und bew^:rkt auch den schlagartigen Abfall des Kontaktdruckes zwischen dem beweglichen Kontakt 84 und dem feststehenden Kontakt 82 im Augenblick des Umschaltens, d. h. im Augenblick des Umspringens des Kontaktschakgüedes

as 85 in die in Fig. 11 dargestellte Schaltposition, in welcher der bewegliche Kontakt 84 auf dem anderen feststehenden Kontakt 83 mit dem jetzt entgegengesetzt gerichteten Kontaktdruck aufliegt.

In Fig. 10a ist dargestellt, wie der gerade Drahtabschnitt 92 der Zugfeder 90 gerade dabei ist, den Kolben 98 von der Oberfläche 95 des Flachkörpers 94 abzuheben. In F i g. 11 a sitzt der Kolben 98 mit seiner Stirnfläche wieder auf dem Flachkörper 94 auf.

Beim nächstfolgenden Schaltvorgang erfolgen die Bewegungsabläufe in entgegengesetzter Richtung, wobei die Mantelfläche des Kegelstumpfes 98' wiederum als Hemmfläche wirksam wird. Während in den Fig.9 und 11 der gerade Drahtabschnitt 92 von dem Kegelstumpf 98' jeweils einen verhältnismäßig großen seitlichen Abstand aufweisen, wird man in der Praxis bestrebt sein, diesen Abstand möglichst klein zu halten, damit die Bewegungsphase des Hebels 88. in welcher ein Kontaktdruckabfall stattfinden könnte, möglichst »lein gehalten wird.

In den Fig. 9b, 10b und 11b ist gemäß den Schnittlinien A-A aus den F i g. 9, 10 und 11 jeweils die entsprechende Funktionsstellung einer anderen Ausfuhrungsform der in den F i g. 9, 10 und ! 1 dargestellten Sprung-

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schaltvorrichtung dargestellt, bei der die Teile 94,98, 99 und 101 durch eine Kippvorrichtung ersetzt sind. Diese Kippvorrichtung besteht aus einer gabelförmigen Kippklinke 103 mit einem offenen Schlitz 104, dessen parallele Innenflächen die Hemmflächen 105 und 1Oo für den geraden Abschnitt 92 der Zugfeder 90 bilden. Die Kippklinke 103 ist auf einem in der Mittelebene 96 angeordneten Lagerstift 107 schwenkbar gelagert. Sie besitzt auf ihrer dem Schlitz 104 gegenüberliegenden Seite zwei schräge im Bezug auf die Mittelachse 108 der Kippklinke 103 zueinander symmetrische Rastflächen 109 und 110, die abwechselnd an einer horizontalen Blattfeder Ml rastend anliegen. Diese Rastfeder 111 ist in zwei gegenüberliegenden feststehenden Klötzen 112 und 113 eingespannt. Damit sich der gerade Drahtab- ;5 schnitt 92 nicht oder nur geringfügig aus seiner .Schwenkebene 100 verlagern kann, ist in unmittelbarer Nähe der Kippklinke 103 ein mit einem schmalen Querschütz !!4 versehenes Teil ί!5 vorgesehen, durch weichen der gerade Drahtabschnitt 92 der Zugfeder 90 hindurchragt.

Analog zur Funktionsweise der in den F i g. 9 bis 11 a dargestellten Ausführungsform wird die Kippklinke 103, wenn man von der stabilen Schaltlage der F i g. 9 ausgeht, zunächst von der Blattfeder 111 in ihrer in Fig. 9b dargestellten Lage arretiert, während eine anfängliche Schaltbewegung des Hebels 88 in Richtung des Pfeiles 102 stattfindet. Wenn schließlich die Totlage des Hebels 88 überschritten und die erhör'e Federspannung der 7ugfeder 90 so stark geworden ist, daß sie das Rastmoment der Blattfeder 111 überwinden kann, springt die Kippklinke 103 aus der in Fig. 10b dargestellten Lage in die in F i g. 11 b dargestellte entgegengesetzte stabile Schaltposition, welche im übrigen der F i g. 11 entspricht. In dieser Schaltposition liegt dann die Rastfläehe 110 an der Blattfeder 111 rastend an, so daß bei der nachfolgenden Schaltbewegung in entgegengesetzter Richtung die Hemmfläche 106 wirksam wird und im wesentlichen das gleiche Spiel abläuft. Auch hierbei entsteht jeweils eine Durchbiegung der Zugfeder 90 in der in F i g. 10 angedeuteten Weise mit der Folge, daß auch hierbei der schematisch in F i g. 15 dargestellte Kontaktdruckverlauf stattfindet.

Während in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen als Sprungschaltfeder jeweils eine schraubenförmige Zugfeder mit einem geraden, also smbförmigen. Drahtabschnitt verwendet ist. ist es auch ohne weiteres möglich, eine über ihre gesamte Länge gewickelte schraubenförmige Zugfeder zu verwenden, wobei es dann allerdings vorteilhaft und ratsam ist, zumindest in dem Bereich, in dem die Zugfeder mit den Hemmflächen in Berührung kommt, auf der Feder eine Schlauch- oder Rohrhülse vorzusehen, damit die Windungsoberflächen nicht beschädigt werden.

Es isl auch ohne weiteres möglich, statt der in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen angegebenen in sich starren Hemmflächen einen an sich elastischen Teil. z. B. einen Federdraht oder eine Blattfeder in die Schwenkebene der Springfeder ragen zu lassen um den gleichen Effekt zu erzielen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Kontaktschalter mil Sprungschaltwerk, bestehend aus einem oder mehreren feststehend angeordneten ortsfesten Kontakten und einem einen Schaltkontakl tragenden, zungen- oder fingerartigen Kontaktschaltglied, das sich mit einem Ende an einem Stützlager schwenkbar abstützt und durch eine an ihm befestigte und jenseits des Stützlagers mit einem relativ zum Stützlager beweglichen Betätigungsorgan verbundene Schaltfeder relativ zu dem oder den ortsfesten Kontakten jeweils von einer Seite einer drehmomentmäßigen Totlage auf deren andere Seite springende Schaltbewegungen ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Schaltfederenden auf einer Seite wenigstens einer der Totlagen (26', 78) eine in die Schwenkebeae (34, 69, 100) der Schaltfeder (11, 71, 90) ragende schräge riemmfiäche (36, 37, 67, 68, 98', 105, 106) angeordnet ist. an der die Schaitfeder (11, 71, 90) zur Anlage kommt bevor das Betätigungsorgan (26, 55, 88) der Totlage erreicht und von dieser abgleitet, nachdem das Betätigungsorgan (26,55,88) die Totlage überschritten hat.

2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltfeder (U, 71, 90) als Schraubenfeder ausgebildet ist und einen geraden Drahtabschnitt (23, 70, 92) aufweist, in dessen Schwenkbereic ■ die Hemmfläche (36,37, 67, 68,98', 105,106) angeordnet ist.

3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Hemmfläche (36, 37, 67, 68, 98', 105, 106) im Bereidi der Längsmitte derScha!tfeder(!!,7!,90)angeorHnet ist. ?s

4. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Hemmfläche (36, 37, 67, 68, 98', 105, 106) von der Mantelfläche eines in die Schwenkebene (34, 69, 100) der Schaltfeder (11, 71,90) ragenden Kegels oder Kegelstumpfes (98') oder von einer oder jeweils von den beiden schrägen Seitenflächen eines dreieckigen oder trapezförmigen Flachteils gebildet ist.

5. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche

1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Hemmfläehe (36, 37, 67, 68, 98^r, 105, 106) bezüglich der .Schwenkebene (34, 69, 100) der Schaltfeder (11, 71, 90) feststehend angeordnet ist.

6. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche

I oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die Hemmfläche aufweisende Teil (98,98', 103) federelastisch auslenkbar und/oder gegen die Wirkung einer Federkraft (101,111) beweglich ist.

7. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche

1 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß zwei Hemmflächcn (36, 37, 67, 68) in Form der schrägen Seitenflächen eines dreieckigen oder trapezartigen Vorsprunges (35, 66) in einen in der Schwenkebene (34, 68) der Schaltfeder (11. 71) liegenden Schlitz einer Stützlagerplatte (16,54) hineinragen, an welcher sich das Kontaktschaltglied (4, 46) schwenkbar abstützt, wobei die Hemmflächen (36, 37, 67, 68) zugleich symmetrisch zur Stützlagerebene des Kontaktschaltgliedes (4,46) angeordnet sind.

8. Elektrischer Kontaktschalter mit Sprungschalt- μ werk, bestehend aus einem oder mehreren feststehend angeordneten ortsfesten Kontakten und einem einen Schaltkontakt tragenden, zungen- oder fingerartigen Kontaktschaltglied, das sich mit einem Ende an einem Stützlager schwenkbar abstützt und durch eine an ihm befestigte und jenseits des Stützlagers mit einem relativ zum Stützlager beweglichen Betätigungsorgan verbundene Schaltfeder relativ zu dem oder den ortsfesten Kontakten jeweils von einer Seite einer drehmomentsmäßigen Totlage auf deren andere Seite springende Schaltbewegungen ausfahrt, dadurch gekennzeichnet, daß bevor das Betätigungsorgan (26, 88) die Totlage erreicht, die Schaltfeder (90, 92) auf eine Kippklinke (103) einwirkt, die auf einer von einer Blattfeder (111) beaufschlagten Seite mindestens eine Hemmfläche (109, 110) aufweist, welche eine Rastlage definiert.