DE3609851A1 - Uebertotpunktschaltsystem - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Übertotpunktschaltsystem für elektrische Schaltgeräte nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Aus der DE-OS 31 33 338=EP 00 73 013 B1 ist ein Übertot­ punktschaltsystem mit Zugfederantrieb bei einem elektri­ schen Installationsschalter mit Kontaktwippe bekannt geworden. Als nachteilig hat sich hierbei das Auftreten von Reibungsverlusten sowie von Auflagepunktverlagerun­ gen im Bereich der Zugfederösen erwiesen.

Da die Federösen direkt auf den äußeren Stanzkanten auf­ liegen, erfolgt während eines Schaltvorgangs eine Verla­ gerung der Ösenauflage von einer Stanzkante zur anderen, wobei zudem auch geringe Verschiebungen der Relativlage von Spiralzugfeder und Kontaktwippe auftreten, die wiederum Reibungsverluste verursachen. Weiterhin wird dadurch die Wirklinie der Spiralfeder in geometrisch definierten Schaltstellungen über einen bestimmten Be­ reich variiert, so daß sich hinsichtlich Kontaktstellung und Kontaktdruck unscharf definierte Verhältnisse ergeben.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Reibungsverluste und Auflagepunktverlagerungen bekannter, mit Zugfedern ausgestatteter Übertotpunktschaltsysteme zu minimieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 näher gekennzeichneten Merkmale gelöst. Die erfin­ dungsgemäße Minimierung der Auflagepunktverlagerungen und Reibungsverluste erfolgt somit dadurch, daß infolge der Anfasung der an den Ösenaufnahmen ausgebildeten, im Stand der Technik zugleich als Ösenauflagekanten dienen­ den Stanzkanten der Abstand der Ösenauflagekanten im Falle nahezu messerschneidenartiger Fasenprofile sich weitgehend bzw. im Falle messerschneidenartiger Fasen­ profile sich sogar auf Null verringert. In diesen Fällen werden sich Aufnahmepunktverlagerungen in kleineren räumlichen Bereichen bzw. sogar überhaupt nicht einstel­ len. Fertigungstechnisch anzustreben ist ein messer­ schneidenartiges Fasenprofil, wobei die Ösenauflagekante gehärtet sein kann, um eine Abrundung zu vermeiden, da abgerundete Ösenauflagekanten den Ösenauflagebereich und damit die Reibungsverluste vergrößern würden. Zugleich wäre ein Einkanten der Ösenauflagekanten in den Aufhängeösen der Spiralzugfeder nicht mehr möglich. Ent­ scheidender Vorteil des erfindungsgemäß ausgebildeten Übertotpunktschaltsystems ist es somit, daß die Geometrie der Zugfederangriffspunkte sowie der Zugfeder­ wirklinien in den jeweiligen Schaltstellungen weitgehend invariant ist, wodurch Schalthysteresen so gut wie ausgeschlossen sind. Dadurch, daß die Federösen während des Umschaltens von einer Schaltstellung über den Totpunkt bis zur anderen Schaltstellung oder umgekehrt nahezu auf dem gleichen Punkt aufliegen, wird verhin­ dert, daß hinsichtlich Kontaktgabe und Kontakttrennung unsauber, nicht bis in die Endstellungen oder schleichend geschaltet wird.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben und erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 das erfindungsgemäße Übertotpunktschaltsystem

Fig. 2 die Ösenaufnahmen 9, 10 des erfindungsgemäßen Übertotpunktschaltsystems

Fig. 3 verschiedene Fasenprofile

Fig. 1 zeigt eine Kontaktwippe 4, welche ein zusammen mit der Kontaktwippe 4 bewegliches Kontaktelement 3 trägt. Die Kontaktwippe 4 ist mittels einer Kontaktwip­ penlagerschneide 31 an einem Teil eines ortsfesten Kon­ taktelements 1 auf einem Kontaktwippenauflagepunkt 32 schwenkbar gelagert. Die Kontaktwippe 4 kann über Schaltstößel 6 eines Betätigungsorgans (nicht abgebil­ det) betätigt werden. Als Betätigungsorgan kann bei­ spielsweise auf jeder Seite der unverkippten Totpunktla­ ge 30 der Kontaktwippe 4 je ein Ein- und Ausdrückknopf vorgesehen sein. Auch wäre es in an sich bekannter Weise möglich, die Kontaktwippe 4 mit einer Fortschalteinrich­ tung zu betätigen, d. h. mit einem Antrieb über eine Betätigungstaste, die nach dem Betätigungsvorgang wieder in die Ursprungslage zurückkehrt.

Das ortsfeste Kontaktelement 1 weist eine erste Ösenauf­ nahme 9 auf, in welche eine erste Aufhängeöse 7 einer Spiralzugfeder 5 eingehängt ist. Das bewegliche Kontak­ telement 3 weist eine zweite Ösenaufnahme 10 auf, in welche eine zweite Aufhängeöse 8 der Spiralzugfeder 5 eingehängt ist.

Wie Fig. 2 zeigt, sind die Ösenaufnahmen 9, 10 derart ausgebildet, daß die Stanzkanten 11, 12 so angefast sind, daß sich insgesamt ein messerschneidenartiges oder nahezu messerschneidenartiges Fasenprofil 13 bis 18 er­ gibt.

Die Fig. 3 zeigt messerschneidenartige Fasenprofile 13, 14, 15 und nahezu messerschneidenartige Fasenprofile 16, 17, 18. Die Ösenaufnahmen 9, 10 können je nach Anwen­ dungsfall und abhängig von konstruktiv bedingten räumli­ chen Erfordernissen (z. B. Schwenkwinkel, Ösenform) asymmetrische (Fasenprofile 14, 15, 17, 18) oder auch achsensymmetrische (Fasenprofile 13, 16) Fasenprofile aufweisen.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Übertotpunktschaltsy­ stems wird im folgenden beschrieben. Durch Betätigen mindestens eines Schaltstößels 6 des Betätigungsorgans (nicht abgebildet) kann die Kontaktwippe 4 von der sta­ bilen verkippten Einschaltstellung, welche durch die Wirklinie 20 der Spiralzugfeder 5 geometrisch definiert ist, in eine labile unverkippte Mittellage, die soge­ nannte Totpunktlage 30 geschwenkt werden. Dies geschieht unter Dehnung der Spiralzugfeder 5, welche in der Tot­ punktlage 30 ihre maximale Ausdehnung erfährt. Nach Er­ reichen der Totpunktlage 30 ist in der Spiralzugfeder 5 ein Maximum an potentieller Energie gespeichert. Die ebenfalls im System vorhandene, aus der Kontaktwippenbe­ wegung resultierende kinetische Energie reicht jedoch aus, um die Kontaktwippe geringfügig über die Totpunkt­ lage 30 laufen zu lassen. In diesem Moment wird die ge­ samte, zuvor als potentielle Energie gespeicherte Feder­ energie frei, da infolge der Überschreitung der Tot­ punktlage 30 und infolge der Federrückstellkraft sofort ein Drehmoment wirken kann, welches die Kontaktwippe 4 in die Ausschaltstellung schnappen läßt. In entsprechend umgekehrter Weise kann von der Ausschaltstellung in die Einschaltstellung geschaltet werden. Während der Abläufe von Schaltzyklen liegen die Aufhängeösen 7, 8 der Spi­ ralzugfeder 5 jeweils auf den gleichen oder nahezu glei­ chen Punkten der Ösenaufnahmen 9, 10, den Ösenauflage­ kanten 19, auf. Hierdurch sind konstante Wirkverhältnis­ se der Federrückstellkräfte auch noch nach vielen Schaltzyklen möglich.

• Bezugszeichenliste  1 Erstes ortsfestes Kontaktelement
   2 Zweites ortsfestes Kontaktelement
   3 Bewegliches Kontaktelement
   4 Kontaktwippe
   5 Spiralzugfeder
   6 Schaltstößel eines Betätigungsorgans
   7 Erste Aufhängeöse
   8 Zweite Aufhängeöse
   9 Erste Ösenaufnahme
  10 Zweite Ösenaufnahme
  11 Erste Stanzkante
  12 Zweite Stanzkante
  13 Erstes Fasenprofil
  14 Zweites Fasenprofil
  15 Drittes Fasenprofil
  16 Viertes Fasenprofil
  17 Fünftes Fasenprofil
  18 Sechtes Fasenprofil
  19 Ösenauflagekanten
  20 Wirklinie der Spiralzugfeder 5 in der Einschaltstellung
  30 Topunktlage der Spiralzugfeder 5
  31 Kontaktwippenlagerschneide
  32 Kontaktwippenauflagepunkt

Claims (3)

1. Übertotpunktschaltsystem für elektrische Schalt­ geräte mit einem Betätigungsorgan, einer als zweiarmiger Hebel ausgebildeten, mindestens ein bewegliches Kontak­ telement tragenden Kontaktwippe, die mittels einer Kon­ taktwippenlagerschneide um einen, einem ortsfesten Kon­ taktelement zugeordneten Kontaktwippenauflagepunkt kipp­ bar ist, sowie mit einer mittels Aufhängeösen in Ösen­ aufnahmen gelagerten Spiralzugfeder, wobei die Kontakt­ wippe derart bewegbar ist, daß sie infolge der über Schaltstößel vermittelten Einwirkung des Betätigungsor­ gans unter gleichzeitiger Spannung der Spiralzugfeder von einer ersten stabilen Kipplage (Ausschaltstellung) in eine labile Mittellage (Totpunktstellung) schwenkt, sowie aus dieser bei gleichzeitiger Entspannung der Spi­ ralzugfeder selbsttätig in eine zweite stabile Kipplage (Einschaltstellung) schnappt, sobald die Totpunktstel­ lung durchlaufen wird, und umgekehrt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens eine der an den Ösenaufnahmen (9, 10) ausgebildeten Stanzkanten (11, 12) derart ange­ fast ist, daß sich ein messerschneidenartiges oder nahe­ zu messerschneidenartiges Fasenprofil (13, 14, 15, 16, 17, 18) ergibt.

2. Übertotpunktschaltsystem nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ösenaufnahmen (9, 10) ach­ sensymmetrische Fasenprofile (13, 14, 15, 16, 17, 18) aufweisen.

3. Übertotpunktschaltsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiralzugfeder (5) mit­ tels einer ersten Aufhängeöse (7) am ortsfesten Kontak­ telement (1) sowie mittels einer zweiten Aufhängeöse (8) am beweglichen Kontaktelement (3) der Kontaktwippe (4) aufgehängt ist.