DE3913812A1 - Verfahren zur herstellung einer bistabilen platte fuer einen schalter und bistabile platte, die nach diesem verfahren hergestellt ist - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer bistabilen Platte für einen Schalter bzw. Schnappschalter und eine nach diesem Verfahren hergestellte bistabile Platte.

Gegenstand der Erfindung ist im besonderen ein Verfahren, bei dem eine längliche Platte durch Schneiden aus einem metallischen Material gewonnen wird, die zwei nahe beieinander­ liegende, die Platte in zwei Seitenarme und einen Mittelarm aufteilende Längsschlitze aufweist, und bei dem die Platte vor­ gespannt wird, wobei eine relative Verlängerung des Mittel­ armes gegenüber den Seitenarmen in einem vorher festgelegten Ausmaß bewirkt wird, in einer Weise, daß dadurch die Platte in die Lage versetzt wird, zwei verschiedene stabile Zustände anzunehmen.

Es sind verschiedene Arten der Durchführung der Vorbelastung bzw. Vorspannung einer bistabilen Platte der vorstehend genannten Art bekannt. Gemäß der italienischen Patentanmel­ dung Nr. 67 111-A/73 wird die Vorspannung beispielsweise durch Biegen beider Seitenarme der Platte durchgeführt. Das Biegen bewirkt eine Verkürzung der Seitenarme mit der Folge, daß sich der Mittelarm krümmt und sich dann - bezüglich der Ebene der Seitenarme - auf der einen oder auf der anderen Seite befindet.

Nach dem deutschen Patent Nr. 29 19 795 wird der Mittelarm einer solchen bistabilen Platte in seinem mittleren Bereich unterbrochen. Die Enden der verbleibenden Zweige des Mittelarmes werden dann axial voneinander entfernt und an ein Stützelement angeschweißt.

Unabhängig davon, welche Technik zur relativen Verlängerung des Mittelarmes gegenüber den Seitenarmen angewandt wird, tritt auf jeden Fall das Problem auf, die Plattenvorbela­ stung bzw. Vorspannung, von der das Auslöseverhalten der Platte und des Schalters, in dem die Platte eingebaut wird, abhängen, genau eichen zu können.

Der Zweck der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das eine einfache und genaue Eichung der Vorspannung einer Platte der obengenannten Art ermöglicht.

Zur Erfüllung dieses Zwecks wird erfindungsgemäß vorgeschla­ gen daß im Hinblick auf die genaue Eichung der Vorspannung der Platte die Kraft gemessen wird, die erforderlich ist, den Übergang der Platte von einem ihrer stabilen Zustände in den anderen zu bewirken, und daß, wenn diese Kraft geringer ist als ein vorher festgelegter Wert, durch lokale Kompressionseinschnürung von zumindest einem Teil des Mittelarmes eine weitere Verlängerung des Mittelarmes gegenüber den Seitenarmen hervorgerufen wird, wobei diese Verlängerung anhand des gemessenen Wertes dieser Kraft im voraus festgelegt wird, während wenn die genannte Kraft größer ist als ein im voraus festgelegter Wert, eine Verlängerung beider Seitenarme der Platte durch lokale Kompressionseinschnürung von zumindest einem entsprechenden Teil dieser Arme bewirkt wird, wobei diese Verlängerung anhand des gemessenen Wertes der Kraft im voraus festgelegt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind in der nachstehenden Figurenbeschreibung angeführt. Die Figurenbe­ schreibung bezieht sich auf ein Ausführungsbeispiel, wobei die Erfindung nicht auf dieses Ausführungsbeispiel be­ schränkt ist.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht einer bistabilen Platte für einen rasch auslösenden Schalter, wie beispielsweise einem Unterbrecher oder Umschalter,

Fig. 2 eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeigten bistabilen Platte, teilweise im Schnitt,

Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß der Schnittlinie III-III in Abb. 1,

Fig. 4 eine Ansicht analog zu Fig. 2, wobei die bistabile Platte jedoch in ihrem anderen stabilen Zustand gezeigt ist, und zwar während der Messung der Kraft, die erforderlich ist, um die Umschaltung der bistabilen Platte zu bewirken,

Fig. 5 eine Ansicht analog zur Abb. 2, wobei ein Teil des Mittelarmes der Platte dargestellt ist, an dem im Hinblick auf die genaue Eichung der Vorspannung der Platte gearbeitet wird, und

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung des Details, das in Fig. 5 mit dem Pfeil VI gekennzeichnet ist.

Das Bezugszeichen 1 bezeichnet in Fig. 1 eine bistabile Platte oder Lamelle für einen Schalter, beispielsweise für die Verwendung in einem Druckschalter. Die Platte 1 hat eine längliche Form und ist beispielsweise durch Ausschneiden aus einem Metallband hergestellt worden. Die Platte hat zwei Längsschlitze 2 und 3, die die Platte in zwei Seitenarme 4 und 5 und in einen Mittelarm 6 unterteilen.

Die Platte wird auf eine an sich bekannte Weise durch eine relative Erhöhung der Länge des Mittelarmes 6 gegenüber den Seitenarmen 4 und 5 vorgespannt, beispielsweise auf eine der vorher beschriebenen Arten. Die Platte 1 wird daraufhin in die Lage versetzt, zwei verschiedene stabile Zustände anzunehmen, bei denen der Mittelarm 6 gegenüber der Ebene, in der sich die Seitenarme 4 und 5 befinden, nach der einen oder nach der anderen Seite gekrümmt ist. Die beiden stabilen Positionen bzw. Zustände der Platte 1 sind in den Fig. 2 und 4 im Detail zu sehen.

An einem Ende der Platte 1 ist in einer an sich bekannten Weise ein elektrisches Kontaktstück 7 angeordnet.

Am mittleren Teil des Mittelarmes 6 ist ein Metallteil 8 befestigt, das als Halterung und Elektroanschluß dient. Zu diesem Teil 8 gehört ein geformtes Blatt mit einem ersten Ende 8 a mit der Form eines Lamellensteckers und einem dem ersten Ende 8 a entgegengesetztes Ende 8 b, das umgebogen und an den Mittelarm 6 der Platte 1 geschweißt ist (Abb. 2 und 3). Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbei­ spiel wird der mittlere Teil des Mittelarmes 6 zwischen dem Ende 8 b des Stütz- und Anschlußteils 8 und einer Gegenplatte 9 angeordnet. Die auf diese Weise gebildete "Sandwich"-An­ ordnung wird dann mit Hilfe von Elektroschweißpunkten 10 arretiert.

Im Hinblick auf die genaue Eichung der Vorbelastung bzw. Vorspannung der Platte wird die Kraft gemessen, die erfor­ derlich ist, den Übergang der Platte von einem ihrer stabilen Zustände zum anderen stabilen Zustand zu bewirken. Dies kann beispielsweise in der in Abb. 4 dargestellten Art und Weise erfolgen. Dabei wird das Stütz- und Verbin­ dungsteil 8 in eine Einspannvorrichtung 11 eingeklemmt, und zwar in einer Position, bei der das mit dem Kontaktstück 7 versehene Ende der Platte sich zwischen zwei den möglichen Weg dieses Plattenendes begrenzenden stationären Elementen befindet. Die Platte 1 wird am Anfang in ihrem stabilen Zustand gemäß Fig. 4 angeordnet, beispielsweise unter der Wirkung einer Feder 13, die darauf abzielt, das von dem Kontaktstück 7 entfernte Ende 1 a der Platte nach oben zu drücken (Fig. 4). Auf das Ende 1 a der Platte 1 wird eine Kraft ausgeübt, die gemäß dem Pfeil F in Fig. 4 nach unten gerichtet ist, und zwar über eine dynamometrische Stoßvor­ richtung einer an sich bekannten Art, die es insbesondere möglich macht, die Intensität der Kraft zu bestimmen, die erforderlich ist, die Umschaltung der Platte aus der in Fig. 4 dargestellten Form in die in Fig. 2 dargestellte Form auszulösen.

Wenn sich herausstellt, daß der gemessene Wert der Intensi­ tät dieser Kraft niedriger ist als ein im voraus festgesetz­ ter Wert, wird ein Teil des Mittelarmes 6 der Platte 1 (Fig. 5) einer Kompressionseinschnürung unterzogen, so daß seine Stärke permanent vermindert und seine Länge permanent erhöht wird. Die Verlängerung des Mittelarmes 6 bei der Eichung wird vorher festgelegt, und zwar anhand des vorher gemesse­ nen Wertes der für die Auslösung der Umschaltung der Platte 1 erforderlichen Kraft. Je nach Geometrie der Platte 1 kann die Relation zwischen dem gemessenen Wert der Kraft und der erforderlichen Verlängerung des Mittelarms 6 der Platte 1 durch eine Reihe von Versuchen empirisch im voraus bestimmt werden.

Wenn sich hingegen herausstellt, daß die Intensität der gemessenen Kraft größer ist als der vorweg bestimmte Wert, so wird im Hinblick auf die genaue Eichung der Vorspannung der Platte 1 eine Dehnung von beiden Seitenarmen 4 und 5 durch lokale Kompressionseinschnürung von zumindest einem Teilstück von ihnen festgelegt, und zwar in einer Weise, die völlig analog ist zu der, die vorher mit Bezug auf die Ausdehnung des Mittelarmes 6 beschrieben worden ist. Auch wenn eine Einschnürung der Seitenarme 4 und 5 durchgeführt wird, wird das Ausmaß der Dehnung dieser Arme 4 und 5 im voraus anhand des gemessenen Wertes der Kraft festgelegt, die für das Auslösen der Lamelle erforderlich ist.

Mit dem oben beschriebenen Verfahren ist es möglich, die Vorbelastung bzw. Vorspannung der Platte 1 mit äußerster Genauigkeit zu eichen bzw. abzugleichen, unabhängig davon, auf welche Weise die Vorspannung am Anfang erzeugt worden ist.

In vorteilhafter Weise kann die anfängliche Vorbelastung der Lamelle durch lokale Kompressionseinschnürung von zumindest einem Teilstück des Mittelarmes 6 erzielt werden, derart, daß eine bleibende Dehnung dieses Armes 6 bewirkt wird. Diese Art der Durchführung der Vorspannung weist beträchtli­ che Vorteile gegenüber den eingangs beschriebenen früheren Techniken auf. Die Vorspannung, die durch Verkürzung durch Umbiegen der Seitenarme einer bistabilen Platte durchgeführt worden ist, erweist sich nämlich als zeitlich unbeständig, da die verkürzten Seitenarme ständig unter Zug stehen und dieser Zug die Tendenz hat, die durch die Biegungen erzeug­ ten Faltungen zu strecken, was zu einer Änderung der Vorspannung führt.

Eine Reihe von Versuchen über das Ermüdungsverhalten an Platten, die mit der Methode des Schneidens des Mittelarmes und der Entfernung und Schweißung der verbleibenden Zweige dieses Mittelarmes vorgespannt worden sind, haben überra­ schenderweise gezeigt, daß die auf diese Weise durchgeführte Vorspannung im Laufe der Zeit weniger beständig ist als die Vorspannung, die durch Einschnüren der Plattenarme bewirkt worden ist. Dies ist nötigerweise auf kleine plastische Veränderungen der Schweißungen zurückzuführen.

Vorteilhafterweise wird die anfängliche Vorbelastung bzw. Vorspannung der Platte 1 durch Kompressionseinschnürung eines Endstücks des Mittelarms 6 durchgeführt, das sich, wie in den Figuren gezeigt, an das elektrische Kontaktstück 7 anschließt. Als Alternative dazu könnte der mittlere Teil des Mittelarmes 6, an den dann das Stütz- und Anschlußteil 8 angeschweißt wird, einer Einschnürung unterzogen werden.

Natürlich können - während das Prinzip der Erfindung unverändert bestehen bleibt - die Formen der Verwirklichung und die Einzelheiten der Ausführung weitgehend verändert werden gegenüber dem, was als Beispiel und ohne Beschränkung darauf beschrieben und dargestellt worden ist, ohne daß der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung einer bistabilen Platte (1) für einen Schalter, bei welchem Verfahren

• - eine längliche Platte (1) mit zwei nahe beieinanderliegen­ den, die Platte (1) in zwei Seitenarme (4, 5) und in einen Mittelarm (6) unterteilenden Längsschlitzen (2, 3) durch Schneiden aus einem metallischen Material gewonnen wird, und bei dem
• - die Platte (1) in einer Weise vorgespannt wird, daß sie zwei verschiedene stabile Zustände annehmen kann, dadurch gekennzeichnet,
  daß nach der Vorspannung der Platte (1) im Hinblick auf eine genaue Eichung bzw. einen genauen Abgleich der Vorspannung die Kraft (F) gemessen wird, die erforder­ lich ist, den Übergang der Platte (1) aus einem ihrer stabilen Zustände in den anderen stabilen Zustand zu bewirken, und
  daß, wenn diese Kraft (F) geringer ist als ein vorher festgelegter Wert, durch lokale Kompressionseinschnü­ rung von zumindest einem Teil (6 a) des Mittelarmes (6) eine Vergrößerung der Länge dieses Mittelarmes (6) hervorgerufen wird, wobei diese Vergrößerung anhand des gemessenen Wertes der Kraft (F) im voraus bestimmt wird, während,
  wenn die genannte Kraft größer ist als der im voraus festgelegte Wert, eine Verlängerung beider Seitenarme (4, 5) der Platte (1) durch entsprechende lokale Kompressionseinschnürung von zumindest einem Teil dieser Arme bewirkt wird, wobei diese Verlängerung anhand des gemessenen Wertes der genannten Kraft (F) im voraus festgelegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Platte (1) durch lokale Kompressionseinschnürung von zumindest einem Teil ihres Mittelarmes (6) erzielt wird, und zwar in einer Weise, daß eine bleibende Verminderung der Stärke und eine bleibende Vergrößerung der Länge dieses Teils des Mittelarmes (6) bewirkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Messung der Kraft, die für den Wechsel der Platte (1) aus einem stabilen Zustand in den anderen stabilen Zustand erforderlich ist, ein mittlerer Teil des Mittelarmes (6) an einer Halteeinrichtung (8, 11) befestigt wird und an einem Ende (1 a) der Platte (1) eine Belastung (F) durch eine meßbare Kraft aufgebracht wird, die so gerichtet ist, daß die Platte (1) ihren Zustand ändern kann.

4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Platte (1) durch lokale Kompressionseinschnürung eines Teils eines Endstücks ihres Mittelarmes (6) durchgeführt wird, und zwar vorzugsweise eines End­ stücks, in dessen Bereich die Platte (1) mit einem elektrischen Kontaktstück (7) versehen wird.

5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Platte (1) durch lokale Kompressionseinschnürung eines Mittel­ stücks ihres Mittelarmes (6) durchgeführt wird, das dann an ein Stütz- und Anschlußstück (8) geschweißt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Stütz- und Anschlußstück (8) an Teile des Mittelarmes (6) der Platte (1) ge­ schweißt wird, die sich neben dem Teil befinden, der einer Einschnürung unterzogen worden ist.

7. Verfahren zur Herstellung und Eichung einer bistabilen Platte für einen Schalter, im wesentlichen gemäß dem, was beschrieben und dargestellt worden ist und für die angegebenen Zwecke.

8. Bistabile Platte für einen Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach einem Verfahren gemäß einem oder auch mehreren der vorstehenden Ansprü­ che hergestellt ist.