DE3511898C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schnappschalter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei bekannten Schnappschaltern dieser Art (DE-OS 32 38 530) ist der Stößel an einer Seite des Gehäuses außermittig gelagert und liegt auf einem freien Endbe­ reich des Steuerarms auf, der mit seinem anderen End­ teil an einem Drehlager in der Mitte des Gehäuses schwenkbar angelenkt ist. Aufgrund des großen Abstands zwischen dem Drehlager und dem außermittigen Stößel ist der in der DIN 41 635 definierte Vorlaufweg des Stößels für die Betätigung des Sprungmechanismus größer als die Kontaktöffnungsweite zwischen dem am schwenkbaren Schaltarm angeordneten Schaltkontakt und dem Fest­ kontakt. Die in der vorgenannten DIN bezeichneten kleinbauenden Mikroschalter sind nur für elektrische Spannungen bis zu 250 Volt vorgesehen und besitzen eine ausgesprochen kleine Kontaktöffnungsweite, die etwa 0,3 mm beträgt. Solche Mikroschalter mit kleiner Kontakt­ öffnungsweite können gemäß VDE 0630 wegen der nicht aus­ reichenden Sicherheit im Sinne der VDE-Bestimmungen nicht als alleiniges Mittel zum unmittelbaren Abschalten bzw. Trennen eines elektrischen Gerätes vom Netz vorge­ sehen werden. Grundsätzlich sind die bekannten Mikro­ schalter dazu bestimmt, nur in solchen Fällen, z. B. Steuerstromkreisen, angewendet zu werden, in denen die Sicherheit im Sinne der VDE-Bestimmungen, insbe­ sondere der Berührungsschutz, nicht von der Kontakt­ öffnungsweite abhängt.

Bei einem aus der DE-OS 23 14 332 bekannten Schnapp­ schalter ist der Steuerarm mit seinem einen Ende am Drehlager des Halters an der einen (linken) Seite des Gehäuses gelagert, während der andere freie End­ bereich des Steuerarms mit einer Abbiegung, auf die der Stößel drückt, nahe der gegenüberliegenden anderen Seite des Gehäuses sich befindet. Auch hier muß der Stößel für die Betätigung des Sprungmechanismus einen ver­ hältnismäßig großen Vorlaufweg überwinden, während die Kontaktöffnungsweite verhältnismäßig klein ist.

Bei einem aus der DE-OS 31 50 210 bekannten Schnapp­ schalter sind im Gehäuse wahlweise angeordnete Fest­ kontakte und eine schnappend bewegte, doppelt unter­ brechende Kontaktbrücke vorgesehen, die an einem in der Mitte zwischen den Festkontakten liegenden stößel­ artigen Auslöser angeordnet ist. Dabei sind Verbindungs­ elemente an den Kontaktplattformen in bekannter Weise schneidengelagert und am stößelartigen Betätigungsorgan punktgelagert, um den Schnappzeitpunkt von außerhalb des Gehäuse justieren zu können.

Ein aus der GB-OS 20 54 271 bekannter Schnappschalter weist einen etwa in der Mitte schwenkbar gelagerten Schaltarm auf, der an dem einen (rechten) Ende den mit dem Festkontakt korrespondierenden Schaltkontakt be­ sitzt, während an der gegenüberliegenden (linken) Seite des Gehäuses der Stößel auf dem abgebogenen Endbereich des als Wippe ausgeführten Schaltarms aufliegt. An diesem Endbereich des Schaltarms ist zudem die Zugfeder befestigt. Auch dieser nicht gattungsgemäße Schalter besitzt in bezug zum Vorlaufweg des Stößels eine nur kleine Kontaktöffnungsweite.

Bei einem aus der DE-OS 32 46 954 bekannten nicht gattungsgemäßen Schnappschalter greift der Stößel ebenfalls an dem einen äußeren Endbereich des am entfernt liegenden anderen Ende schwenkbar gelagerten Steuerarms an, so daß der Vorlaufweg des Stößels ver­ hältnismäßig groß ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Schnapp­ schalter der gattungsgemäßen Art mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dahingehend weiterzubilden, daß eine kleinbauende Schalterausführung mit großer Kontaktöffnung erzielt wird, die geeignet ist, im Sinne der VDE-Bestimmungen als alleiniges Mittel zum unmittel­ baren Abschalten bzw. Trennen eines elektrischen Gerätes vom Netz verwendet zu werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sowie weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind den Merkmalen der Unteransprüche, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen, die in schematischer Darstellung bevorzugte Ausführungsformen als Beispiel zeigt. Es stellt dar:

Fig. 1 eine vergrößerte Seitenansicht eines als Öffner ausgebildeten erfindungsgemäßen Schnappschalters mit abgenommenem seit­ lichen Deckel,

Fig. 2 eine geschnittene Ansicht gemäß der Linie II-II des Schnappschalters der Fig. 1,

Fig. 3 eine vergrößerte Seitenansicht eines er­ findungsgemäßen Schnappschalters ähnlich der Fig. 3, jedoch in einer Ausführung als Schließer,

Fig. 4 eine geschnittene Ansicht gemäß der Linie IV-IV des Schnappschalters der Fig. 3,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Schnappschalters der Fig. 1 bis 4 etwa in Originalgröße,

Fig. 6 eine Schmalseitenansicht des Schnapp­ schalters der Fig. 5,

Fig. 7 eine schematische Darstellung des Schalt­ mechanismus des Schnappschalters der Fig. 1 bis 6 und

Fig. 8 eine schematische Teildarstellung des Schalt­ mechanismus der Fig. 7 bezüglich des Kurven­ verlaufs des Schaltkontaktes bei Zwangs­ öffnung.

Der in der Zeichnung dargestellte Schnappschalter ist als Mikroschalter 1 ausgeführt, der ein im wesentlichen flachrechteckförmiges Mikroschalter­ gehäuse 2 aufweist, das eine Bodenwandung 3, eine Seitenwand 4, eine Deckwand 5, zwei Stirnwände 6, 7 und einen Seitenwanddeckel 8 sowie zwei Befestigungs­ löcher 9 besitzt.

In der Mitte des Mikroschaltergehäuses 2 ist für die Schaltbetätigung ein Stößel 10 vorgesehen, der in einer Ausnehmung der Deckwand 5 in Längsrichtung der Mittenachse 11 axial verschieblich gelagert ist. Der aus dem Mikroschaltergehäuse 2 herausragende Betätigungsteil des Stößels 10 weist eine Rundung 12 auf. An der im Innenraum 13 des Mikroschalter­ gehäuses 2 befindlichen gegenüberliegenden Seite des Stößels 10 ist ein Anschlagbund 14 ausgebildet.

An der unteren Bodenwandung 3 des Mikroschalter­ gehäuses 2 ragen zwei auf Abstand zueinander parallel angeordnete elektrische Anschlüsse 15, 16 heraus, die als Flachstecker ausgeführt sind. Der eine Anschluß 15 besitzt einen Festkontakt 17, 17′, der am kurzen Schenkel des L-förmigen Anschlusses 15 ausgebildet ist und sich im Innenraum 13 des Mikroschaltergehäuses 2 befindet. Der Anschluß 15 ist in der Ebene der Stirnwand 7 nach unten aus dem Mikroschaltergehäuse 2 herausgeführt. Der andere Anschluß 16 befindet sich nahe der Mittenachse 11 und weist in Verlängerung einen sich im Innenraum 13 von der Bodenwandung 3 in Richtung zur Deck­ wand 5 erstreckenden Halter 18 auf.

An diesem Halter 18 ist ein im Innenraum 13 be­ findlicher Sprungmechanismus 19 vorgesehen, der am oberen Endbereich des Halters 18 an einem Dreh­ lager 20 angelenkt ist. Das Drehlager 20 befindet sich dabei in der Nähe des Anschlagbundes 14 des Stößels 10. Der Sprungmechanismus 19 weist einen Steuerarm 21 und einen Schaltarm 22 auf, die in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sind, wobei der Schaltarm 22 mit einem am einen Ende ausgebildeten Lagerteil 23 an einem Schwenklager 24 des bogenförmig ausgeführten Endbereichs des Steuerarms 21 schwenkbeweglich gelagert ist. Der andere Endteil 25 des Steuerarms 21 ist am Dreh­ lager 20 des Halters 18 schwenkbeweglich gelagert. Der Steuerarm 21 ist in seinem oberen Bereich etwa dachförmig ausgebildet und weist dazu eine Abbiegung 26 auf, so daß der eine kurze Schenkel des Steuer­ arms 21 in Richtung zum Drehlager 20 geneigt ist, während der andere längere Schenkel des Steuer­ arms 21 zum Schwenklager 24 hin abfällt. Die Ab­ biegung 26 des Steuerarms 21 befindet sich genau im Bereich der Mittenachse 11 unmittelbar unter dem Stößel 10, wobei dessen Anschlagbund 14 auf dem First der Abbiegung 26 aufliegt. Beim Be­ tätigen des Stößels 10 drückt somit der Anschlag­ bund 14 auf die Abbiegung 26, so daß der Steuer­ arm 21 um die Achse des Drehlagers 20 nach unten schwenkt.

Dem Sprungmechanismus 19 ist zudem eine Zugfeder 27 zugeordnet, die sich im wesentlichen in Längs­ richtung des Schaltarms 22 erstreckt. Das eine Ende der Zugfeder 27 ist außerhalb des Bereichs des Sprungmechanismus 19 in der Zeichnung links neben dem Schwenklager 24 an einem Zapfen 28 des Mikroschaltergehäuses 2 festgelegt. Das andere Ende der Zugfeder 27 ist in eine Ausnehmung 29 des Schaltarms 22 eingehakt. Diese Ausnehmung 29 befindet sich exakt im Bereich der Mittenachse 11 auf Abstand unterhalb der Abbiegung 26 des Steuerarms 21 und des Stößels 10.

Der Schaltarm 22 ist ebenfalls im wesentlichen zweischenklig ausgeführt und besitzt dazu einen Biegewinkel 30, der praktisch entgegengesetzt zur dachförmigen Abbiegung 26 des Steuerarms 21 ausgeführt ist und gemäß der Darstellung in der Zeichnung sich unmittelbar rechts neben dem Halter 18 befindet. Die Länge des von dem Biegewinkel 30 nach links zum Schwenklager 24 abstrebenden Schenkels ist somit etwas größer als die vom Biegewinkel 30 nach rechts abstrebende Schenkellänge. An dem vom Schwenklager 24 entfernt liegenden rechten freien Ende des Schaltarms 22 ist ein Schaltkontakt 31 ausgebildet, der mit dem Festkontakt 17 zusammen­ wirkt. Der Sprungmechanismus 19 ist mit dem Steuer­ arm 21 und dem Schaltarm 22 bezüglich der Form­ gebung und Lagerung der Teile so ausgeführt, daß die Kontaktöffnungsweite 32 zwischen dem Fest­ kontakt 17 und dem Schaltkontakt 31 mindestens 3,5 mm beträgt und damit etwa gleich der Länge des den Schaltkontakt 31 tragenden Schenkels 33 des Schaltarms 22 vom Biegewinkel 30 bis zum Schaltkontakt 31 entspricht. Die mindestens 3,5 mm große Kontaktöffnungsweite 32 ist wesentlich größer als der vom Stößel 10 bei Betätigung zurückzulegende Vorlaufweg 34 zwischen der Ruhestellung des Stößels 10 und dem Schaltpunkt. Der Vorlaufweg 34 des Stößels 10 ist weitgehend definiert und beträgt etwa 0,9 bis 1,8 mm. Aufgrund dieser großen Kontaktöffnungsweite 32 ist der Mikroschalter 1 eindeutig als Geräteschalter ausgeführt, der eine derart hohe Sicherheit besitzt, daß er als alleiniges Mittel für eine direkte Abschaltung eines elektrischen Gerätes vom Netz verwendet werden kann.

Die Fig. 1 zeigt deutlich, daß bei betätigtem Sprungmechanismus 19 der in der Öffnungsstellung gestrichelt dargestellte Schaltkontakt 31 derart weit über dem Festkontakt 17 sich befindet, daß er etwa in der Ebene der dachförmigen Abbiegung 26 des Steuerarms 21 liegt. Außerdem ist zu er­ kennen, daß der Abstand zwischen dem Drehlager 20 des Steuerarms 21 und dem Biegewinkel 30 des Schaltarms 22 ungefähr gleich der Kontaktöffnungs­ weite 32 ist, die zwischen dem Festkontakt 17 und dem Schaltkontakt 31 in der Öffnungsstellung besteht. Die dachförmige Abbiegung 26 für den Stößel 10 ist außerdem ungefähr dreimal weiter vom Schwenklager 24 des Schaltarms 22 entfernt als vom Drehlager 20 des Halters 18, wodurch eine Übersetzung des Sprungmechanismusschalt­ weges erzielt wird. Schließlich ist zu erkennen, daß zwischen dem Biegewinkel 30 des Schaltarms 22 und dem Schwenklager 24 des Sprungmechanismus 19 ein größerer Abstand besteht als zwischen der dachförmigen Abbiegung 26 des Steuerarms 21 und dem Schwenklager 24.

Um bei dem in der Fig. 1 dargestellten Mikro­ schalter 1 eine Zwangstrennung bzw. Zwangsöffnung des Schaltkontaktes 31 vom Festkontakt 17 zu erzielen, ist unter dem Schenkel 33 ein erstes Widerlager 35 vorgesehen, das an der dem Biegewinkel 30 zugewandten Vorder­ kante des Festkontaktes 17 ausgebildet ist. Ein zweites Widerlager 36 befindet sich ebenfalls unter dem Schenkel 33 des Schaltarms 22 in der Nähe der Winkelabbiegung 30 sowie dem Halter 18. Dieses zweite Widerlager 36 ist an der unteren Bodenwandung 3 des Mikroschaltergehäuses 2 ange­ ordnet.

Den Fig. 7 und 8 ist das Schaltprinzip des Mikro­ schalters 1 zu entnehmen. Der Sprungmechanismus 19 besteht im wesentlichen aus dem Steuerarm 21, dem Schaltarm 22 und der Zugfeder 27, die ein Schub­ kurbelgetriebe bilden. Vom Abschluß 16 aus er­ folgt die Stromzuführung über den Steuerarm 21 und den Schaltarm 22 zum Schaltkontakt 31, der gegen den Festkontakt 17 anschlagbar bzw. von diesem trennbar ist. Die Zugfederschwinge 27 dient der Beschleunigung des Schenkels 33 und damit auch des Schaltkontaktes 31. Die Zugfeder 27 dient außerdem der Rückführung des Schub­ kurbelgetriebes in die Ruhestellung nach der Wegnahme der Schubeinleitung am Stößel 10. Der Schaltkontakt 31 beschreibt im Bereich der Kontakt­ öffnungsweite 32 die Koppelkurve 37, wenn die Schubeinleitung über den Stößel 10 erfolgt.

Wenn nach der Schubeinleitung über den Stößel 10 das Schwenklager 24 die Längsachse der Zugfeder 27 kreuzt, wird der Sprungmechanismus 19 im Bereich des Schenkels 33 instabil. Infolge der Kraft der Zugfeder 27 entfernt sich der Schaltkontakt 31 vom unteren Festkontakt 17 in einem Schnappvorgang und schlägt am oberen Festkontakt 17′ an. Sofern das Abheben des Schaltkontaktes 31 vom unteren Festkontakt 17 behindert ist, wird über den Stößel 10 ein weiterer Schub eingeleitet, so daß der Schenkel 33 am Widerlager 35 an der Vorderkante des Festkontaktes 17 anschlägt. Zu der von der Zugfeder 27 herrührenden Abhebekraft kommt nun die im Hebelverhältnis zwischen dem Schaltkontakt 31 und dem Widerlager 35 sowie dem Schwenklager 24 und dem Widerlager 35 am Schwenklager 24 ver­ stärkt anliegende Kraft zur Wirkung und trennt den Schaltkontakt 31 vom Festkontakt 17. Bei einem etwaigen weiteren Zusammenkleben der Kontakte erfolgt eine weitere Schubeinleitung über den Stößel 10, so daß der Schenkel 33 am zweiten Wider­ lager 36 anschlägt. Der Schaltkontakt 31 wird jetzt vom Festkontakt 17 zusätzlich hebelübersetzt abgehoben, so daß eine sichere Zwangstrennung der Kontakte gewährleistet ist. Dasselbe gilt sinnge­ mäß beim Abheben des Schaltkontaktes 31 vom oberen Festkontakt 17′ (Schließer Fig. 3), wenn eine Abhebehemmung vorliegt. Der Schenkel 33 schlägt dann an dem Widerlager 38 an, das sich in einem größeren Abstand von der Bodenwandung 3 über dem Schenkel 33 des Schaltarms 22 etwas unterhalb des Drehlagers 20 zwischen diesem und dem Festkontakt 17′ befindet.

Einschränkend kann hier jedoch nur die über­ setzt verstärkte Kraft der Zugfeder 27 zur Wirkung gelangen. Dem Trennen des Schaltkontaktes 31 von dem unteren Festkontakt 17 bzw. dem oberen Fest­ kontakt 17′ kommt in jedem Falle der parallel zu den Festkontakten verlaufende Schiebe- bzw. Zugweg des Verlaus der Koppelkurve 37 zusätzlich entgegen.

Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, daß anstelle eines bisher verwendeten bedeutend größeren Schalters nunmehr der ausgesprochen klein bauende erfindungs­ gemäße Schnappschalter als alleiniges Mittel zur Abschaltung eines Gerätes vom Netz vorgesehen werden kann. Der Mikroschalter 1 ist zudem bei größeren Spannungen (500 Volt) einsetzbar und besitzt eine Zwangsöffnung der Schaltkontakte. Bei der Zwangsöffnung werden die Konakte ohne federndes Zwischenglied mechanisch aufgerissen. Außerdem sind die Kontakte 17 und 31 dabei aufgrund der kreisbogenförmigen Schalthebelbewegung und der parallelen relativen Verschiebung auf den Kontaktflächen selbstreinigend.

Claims (12)

1. Schnappschalter mit einem mindestens zwei elektrische Anschlüsse (15, 16) aufweisenden Gehäuse (2), in dem mindestens ein Festkontakt (17, 17′) und ein damit zu­ sammenwirkender bewegbarer Schaltkontakt (31) sowie ein Sprungmechanismus (19) vorgesehen sind, der einen mit dem Schaltkontakt (31) versehenen Schaltarm (22) auf­ weist, der mit einem an dem dem Schaltkontakt (31) entfernt liegenden Ende ausgebildeten Lagerteil (23) an einem Schwenklager (24) am Ende eines über einen aus dem Gehäuse (2) herausgeführten Stößel (10) betätigbaren Steuerarms (21) gelagert ist, der in einem spitzen Winkel zum Schaltarm (22) verläuft und mit seinem anderen Endteil (25) nahe einer parallel zur Stößelbe­ tätigungsrichtung verlaufenden mittleren Achse (11) des Gehäuses (2) an einem Drehlager (20) eines in Ver­ längerung des einen Anschlusses (16) ausgebildeten Halters (18) angeordnet ist, und mit einer sich im Ge­ häuse (2) in Längsrichtung des Schaltarms (22) er­ streckenden Zugfeder (27), die einenends gehäusefest an­ gebracht und anderenends am Schaltarm (22) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der den Steuerarm (21) betätigende Stößel (10) nahe dem Drehlager (20) auf dem Steuerarm (21) aufliegt und im Bereich der mittleren Achse (11) des Gehäuses (2) mit solchem Abstand zum Drehlager (20) des Halters (18) gelagert ist, daß der Abstand des Stößelangriffspunktes zum Schwenklager (24) des Schaltarms (22) größer ist als zum Drehlager (20) des Steuerarms (21), und daß die Kontaktöffnungsweite (33) zwischen dem Festkontakt (17, 17′) und dem Schalt­ kontakt (31) größer ist als der Vorlaufweg (34) des Stößels (10) zwischen der Ruhestellung und dem Schalt­ punkt zur Auslösung des Sprungmechanismus (19).

2. Schnappschalter nach vorstehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (10) auf dem First einer neben dem Drehlager (20) des Halters (18) vorgesehenen dachförmigen Abbiegung (26) des Steuerarms (21) aufliegt, deren Abstand zum Schwenklager (24) etwa dreimal größer ist als zum Drehlager (20).

3. Schnappschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung der Zugfeder (27) in einer Ausnehmung (29) des Schalt­ arms (22) im Bereich der mittleren Achse (11) des Mikroschaltergehäuses (2) unter dem Stößel (10) und der Abbiegung (26) des Steuerarms (21) vorgesehen ist.

4. Schnappschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltarm (22) im Bereich seiner Kreuzungsstelle mit dem Halter (18) eine zur dachförmigen Abbiegung (26) des Steuerarms (21) in entgegengesetzter Richtung ausgeführte Biegung (30) aufweist.

5. Schnappschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakt­ öffnungsweite (32) zwischen dem Festkontakt (17, 17′) und dem Schaltkontakt (31) etwa gleich der Länge des einen Schenkels (33) des Schaltarms (22) zwischen der Biegung (30) und dem Schaltkontakt (31) ist.

6. Schnappschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der am Schaltarm (22) angeordnete Schaltkontakt (31) bei be­ tätigtem Sprungmechanismus (19) etwa in der Ebene der dachförmigen Abbiegung (26) des Steuerarms (31) oder darüber befindet.

7. Schnappschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakt­ öffnungsweite (32) zwischen dem Festkontakt (17, 17′) und dem Schaltkontakt (31) etwa gleich, bevorzugt größer als der Abstand zwischen dem Drehlager (20) des Steuerarms (21) und der Biegung (30) des Schaltarms (22) ist.

8. Schnappschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Biegung (30) des Schaltarms (22) vom Schwenklager (24) des Sprungmechanismus (19) größer ist als der Abstand der dachförmigen Abbiegung (26) des Steuerarms (21) und des Stößels (10) im Bereich der mittleren Achse (11) vom Schwenklager (24).

9. Schnappschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Zwangsöffnung der Kontakte (17, 17′ und 31) mindestens ein Widerlager (35, 36, 38) zwischen der Biegung (30) und dem Schaltkontakt (31) des Schaltarms (22) angeordnet ist.

10. Schnappschalter nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Widerlager (35) an einer der Biegung (30) des Schaltarms (22) zugewandten Vorderkante des Festkontaktes (17) ausgebildet ist.

11. Schnappschalter nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Widerlager (36) unter dem einen Schenkel (33) des Schaltarms (22) nahe der Biegung (30) an der unteren Bodenwandung (3) des Gehäuses (2) vor­ gesehen ist.

12. Schnappschalter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über dem einen Schenkel (33) des Schaltarms (22) ein Widerlager (38) in einem Abstand von der Bodenwandung (3) des Gehäuses (2) und etwa in der Höhe des Drehlagers (20) zwischen diesem und dem Festkontakt (17′) vorgesehen ist.