DE4003241A1 - Elektrischer schalter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einem gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten elektrischen Schalter aus.

Derartige mit zumindest einer Schnappschaltanordnung versehene elektrische Schalter sind dafür vorgesehen, einen elektrischen Stromkreis schlagartig ein- bzw. auszuschalten.

Durch die EP 02 19 564 A1 ist ein dem Oberbegriff entsprechender elektrischer Schalter mit einer Schnappschaltanordnung bekanntgeworden, der ein von einem Betätigungsstößelbetätigbares, mit Kontaktmitteln versehenes Schnappschaltelement aufweist. Ein Ausführungsbeispiel offenbart dabei einen Betätigungsstößel, der senkrecht zur Schaltbewegungsrichtung des Schnappschaltelementes verschiebbar im Schaltergehäuse gehalten ist. Dabei ist jedoch ein Vorbeiführen des Betätigungsstößels am gesamten Schnappschaltelement nicht möglich. Gerade bei kleinen Schalthüben des Schnappschaltelementes kommt dann aber der Betätigungsstößel bei seiner Betätigung nach einem relativ kurzen Betätigungsweg an Bauteilen des Schalters, insbesondere an dem Schnappschaltelement zur Anlage, weil die Haupterstreckungsrichtung dieses Schnappschaltelementes nicht parallel zur Betätigungsrichtung des Betätigungsstößels ausgerichtet ist und das Schnappschaltelement durch seine Anordnung im Schaltergehäuse dem Betätigungsstößel im Wege steht.

Durch die DE-OS 34 39 469 ist zwar ein elektrischer Schalter bekanntgeworden, bei dem sich das Betätigungsglied in seiner Gesamtheit an der Schaltanordnung vorbei bewegen läßt und somit die Betätigungsweglänge des Betätigungsgliedes unabhängig von der Größe des Schalthubes der Schaltanordnung ist. Jedoch ist hier eine Schaltanordnung offenbart, die auf dem sogenannten Wippenprinzip beruht, was bedeutet, daß die Schaltgeschwindigkeit der Schaltanordnung (Kontaktwippe) direkt abhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit des Betätigungsgliedes ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Schalter mit einer Schnappschaltanordnung zu schaffen, - d. h. die Schaltgeschwindigkeit des Schnappschaltelementes ist unabhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit des Betätigungsstößels - bei dem die Betätigungsweglänge des Betätigungsstößels unabhängig von der Größe des Schalthubes des Schnappschaltelementes ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Ein solcher elektrischer Schalter ist dadurch besonders vorteilhaft, daß er sich nur aus wenigen einfach herstell- und montierbaren Einzelteilen zusammensetzt, die einen besonders kompakten Aufbau des elektrischen Schalters erlauben und weil sich der auf das Schnappschaltelement einwirkende Betätigungshub durch den Einsatz von geringfügig veränderten Steuergliedern auf einfache Art und Weise einstellen läßt. Somit ist eine Anpassung des elektrischen Schalters an unterschiedlichste Anforderungen, die z. B. ein in seiner Charakteristik geändertes Schnappschaltelement notwendig machen, besonders einfach möglich.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele sei die Erfindung näher erläutert, und zwar zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines elektrischen Schalters im Schnitt,

Fig. 2a prinziphaft eine Draufsicht eines weiteren elektrischen Schalters im Schnitt gemäß Linie A-A der Fig. 2b,

Fig. 2b prinziphaft eine Seitenansicht des weiteren elektrischen Schalters im Schnitt gemäß Linie B-B der Fig. 2a.

Gleichartige Bauteile sind mit gleichen Positionsziffern versehen.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, setzt sich ein solcher elektrischer Schalter hauptsächlich aus einem Schaltergehäuse 1, einem im Schaltergehäuse verschiebbar geführten Betätigungsstößel 2, zwei dem Betätigungsstößel 2 zugeordneten, einander spiegelbildlich gegenüberliegend angeordneten Schnappschaltelementen 3 sowie zwei jeweils an einem Schnappschaltelement 3 und an dem Betätigungsstößel 2 zur Anlage kommenden Steuergliedern 4 zusammen.

Wie insbesondere aus der Fig. 1 hervorgeht, ist der Betätigungsstößel 2 rohrförmig ausgebildet. Der eine Endbereich 2a des Betätigungsstößels 2 ist verschlossen und ragt aus dem Schaltergehäuse 1 heraus. Der andere Endbereich 2b des Betätigungsstößels 2 ist mehrfach längsgeschlitzt und den beiden im Schaltergehäuse 1 befindlichen Schnappschaltelementen zugeordnet. Der Hohlraum 2c des Betätigungsstößels 2 dient zur Aufnahme einer Schraubendruckfeder 5, die sich einerseits am verschlossenen Ende 2a′ des Endbereiches 2a und andererseits an einer in den Innenraum des Schaltergehäuses 1 hineinragenden, einstückig an das Schaltergehäuse 1 angeformten Wand 1a abstützt. Die Schraubendruckfeder 5 sorgt nach einer Betätigung des Betätigungsstößels 2 in Pfeilrichtung für dessen Rückstellung. Die Wand 1a weist einen Ansatz 1b auf, der über einen im Endbereich 2b vorhandenen Schlitz 6 in den Hohlraum 2c des Betätigungsstößels 2 hineinragt und somit die Führung desselben übernimmt. Weil der Ansatz 1b über den Schlitz 6 in den Hohlraum 2c hineinragt, kann der Betätigungsstößel 2 entsprechend der Länge des Schlitzes 6 frei an der Wand 1a vorbeibewegt werden.

Zu den in diesem Schalter realisierten Schnappschaltanordnungen gehören im wesentlichen zwei U-förmig ausgebildete Steuerglieder 4, ein Schnappschaltelementeträger 7 und zwei Schnappschaltelemente 3. Zur Ansteuerung der Steuerglieder 4 sind an den Endbereich 2b des Betätigungsstößels 2 auf gleicher Höhe zwei Betätigungsschrägen 2d angeordnet. Diese befinden sich dabei je an einer gegenüberliegenden Seitenfläche des Betätigungsstößels 2 und ergeben sich durch jeweils eine kontinuierlich ansteigende Fläche, die Bereiche geringerer maßlicher Abmessungen mit Bereichen größerer maßlicher Abmessungen des anderen Endbereiches 2b miteinander verbinden. Die im wesentlichen U-förmig ausgebildeten Steuerglieder 4 liegen jeweils mit dem Ende ihres einen Schenkels 4a in der Nähe der Betätigungsschrägen 2d am Endbereich 2b des Betätigungsstößels 2 und jeweils mit dem Ende ihres anderen Schenkels 4b an dem rahmenförmigen Grundteil 3a von je einem der beiden jeweils flach und rechteckförmig ausgebildeten, mit einer von einer Schmalseite ausgehenden freigeschnittenen Federzunge 3b versehenen Schnappschaltelemente 3 an. Etwa mittig an die Seitenwände der die Schenkel 4a und 4b verbindenden Basis 4c sind Achsstummel 4d angeformt, über die die Steuerglieder 4 jeweils in am Schaltergehäuse 1 vorhandenen, als Lagerstellen ausgebildeten Ausnehmungen 1c schwenkbar gelagert sind. Die Schenkel 4b der Steuerglieder 4 sind bezüglich ihrer Länge recht kurz gehalten, um die Herstellung eines Schalters mit kompakten Abmessungen zu ermöglichen.

Wie insbesondere aus den prinziphaften Darstellungen der Fig. 2a und 2b hervorgeht, ragt der eine Endbereich 2a des Betätigungsstößels 2 aus dem Schaltergehäuse 1 heraus, wohingegen der andere Endbereich 2b den beiden im Schaltergehäuse 1 befindlichen Schnappschaltelementen 3 zugeordnet ist. Der Betätigungsstößel 2 wird entgegen der Federkraft einer nicht dargestellten Rückstellfeder in Pfeilrichtung betätigt.

Die in diesem Schalter befindlichen Schnappschaltanordnungen bestehen im wesentlichen aus zwei im wesentlichen als flache Bauteile ausgebildeten Steuergliedern 4, einem Schnappschaltelementeträger 7 und zwei Schnappschaltelementen 3. Zur Ansteuerung der Steuerglieder 4 sind an den Endbereich 2b des Betätigungsstößels 2 wiederum auf gleicher Höhe zwei Betätigungsschrägen 2d angeordnet. Diese befinden sich dabei jeweils an einer gegenüberliegenden Seitenfläche des Betätigungsstößels 2 und ergeben sich durch je eine kontinuierlich ansteigende Fläche, die Bereiche geringerer maßlicher Abmessungen mit Bereichen größerer maßlicher Abmessungen des anderen Endbereiches 2b miteinander verbindet. Im Bereich seiner einen Stirnseite weist jedes Steuerglied 4 zwei Wulste 4e, 4f auf, wovon jeweils der eine Wulst 4e an dem rahmenförmigen Grundteil eines Schnappschaltelementes 3 und der andere Wulst 4f an dem anderen Endbereich 2b des Betätigungsstößels 2 anliegt. An die der mit den angeformten Wulsten 4e, 4f versehenen einen Stirnseite gegenüberliegenden anderen Stirnseite der Steuerglieder 4 ist eine Achse 4g angeformt, über die die Steuerglieder 4 jeweils in am Schaltergehäuse 1 als Lagerstellen ausgebildeten Ausnehmungen 1c schwenkbar gelagert sind. Die Achse 4g kommt weder mit den Schnappschaltelementen 3 noch mit dem Betätigungsstößel 2 in Wirkverbindung. Die flache Bauweise der Steuerglieder 4 ermöglicht die Herstellung eines Schalters mit besonders kompakten Abmessungen.

Wie aus den Fig. 1, 2a und 2b hervorgeht, sind die beiden Schnappschaltelemente 3 jeweils einstückig aus einem vorzugsweise aus Federbronze bestehenden Federblech hergestellt. Die Schnappschaltelemente 3 bestehen dabei je aus einem rahmenförmigen Grundteil 3a und einer freigeschnittenen Federzunge 3b. Ein Schaltkontaktteil 3c ist in dem Bereich auf dem rahmenförmigen Grundteil 3a des Schnappschaltelementes 3 angebracht, in welchem auch die Federzunge 3b an die rahmenförmige Basis 3a angebunden ist. Den Schaltkontaktteilen 3c der beiden Schnappschaltelemente 3 ist jeweils ein Gegenkontakt 8 zugeordnet, der mit einem Anschlußbereich aus dem Schaltergehäuse 1 nach außen geführt ist. Der von der mit den Schaltkontaktteilen 3c versehenen einen Oberfläche abgewandten anderen Oberfläche des Schnappschaltelementes 3 ist ein an das Schaltergehäuse 1 angeformter Anschlagblock 9 zugeordnet, wie speziell aus der Fig. 1 hervorgeht. Selbstverständlich können auch, wie speziell aus Fig. 2b hervorgeht, beiderseits der Schnappschaltelemente 3 Schaltkontaktteile 3c angebracht sein, die jeweils mit einem zugeordneten Gegenkontakt 8 zusammenwirken.

Die Schnappschaltelemente 3 sind an einem im Schaltergehäuse 1 festgelegten Schnappschaltelementeträger 7 gehalten. Dieser besteht aus einem mehrfach abgebogenen, im wesentlichen U-förmig gestalteten Kontaktblech, dessen einer Arm 7a an seinem freien Ende als Anschlußkontakt ausgebildet und aus dem Schaltergehäuse 1 herausgeführt ist. An den einander abgewandten Flächen der beiden Arme 7a und 7b des Schnappschaltelementeträgers 7 sind je zwei Schneidenlager 7c eingeformt. In den Schneidenlagern 7c des Armes 7a kommen die freien Enden der Federzungen 3b der beiden Schnappschaltelemente 3 zu liegen, wohingegen in die Schneidenlager 7c des Armes 7b die den freien Enden der Federzungen 3b gegenüberliegenden Stirnflächen des rahmenförmigen Grundteils 3a eingreifen. Somit sind die Schnappschaltelemente 3 durch die Federkraft der Federzungen 3b jeweils zwischen den Schneidenlagern 7c des Armes 7a und des Armes 7b eingespannt am Schnappschaltelementeträger 7 schwenkbar gehalten. Durchbrüche 7d in den beiden Armen 7a,7b des Schnappschaltelementeträgers 7 ermöglichen in Verbindung mit der Schlitzung des anderen Endbereiches 2b ein freies Durchführen des anderen Endbereiches 2b des Betätigungsstößels 2. Die Betätigungsweglänge des Betätigungsstößels 2 ist somit unabhängig von der Größe des Schalthubes des Schnappschaltelementes 3. Der auf die Schnappschaltelemente 3 einwirkende Betätigungshub, der durch die Steuerglieder 4 von dem Betätigungsstößel 2 auf die Schnappschaltelemente 3 übertragen wird, kann durch einfache Veränderungen an den Steuergliedern 4 eingestellt werden.

Wird z.B. das Hebelverhältnis a:b bei dem in Fig. 1 dargestellten Schalter dahingehend verändert, daß der Hebel a verkürzt wird, so ergibt sich daraus ein größerer, auf das Schnappschaltelement 3 einwirkender Betätigungshub. Wird bei dem in den Fig. 2a und 2b dargestellten Schalter der andere Wulst 4f in Richtung auf die Achse 4g versetzt, so ergibt sich auch hier ein größerer, auf das Schnappschaltelement 3 einwirkender Betätigungshub.

Damit der Betätigungsstößel 2 nicht ohne weiteres aus dem Schaltergehäuse 1 herausrutschen kann und der Betätigungsweg des Betätigungsstößels 2 auf einen bestimmten Wert begrenzt ist, sind sowohl an dem Betätigungsstößel 2 als auch an das Schaltergehäuse 1 miteinander in Wirkverbindung kommende, der Einfachheit halber nicht dargestellte Anschläge angeformt.

Wird der Betätigungsstößel 2 des in der Fig. 1 dargestellten Schalters in Pfeilrichtung verschoben, so kommen nach einem vorbestimmten Vorlaufweg die Betätigungsschrägen 2d mit den Enden der einen Schenkel 4a in Wirkverbindung. Je mehr der Betätigungsstößel 2 in Pfeilrichtung verschoben wird, umso weiter werden die Enden der einen Schenkel 4a nach außen verschwenkt und somit die Steuerglieder 4 in ihrer Gesamtheit um die Achsstummel 4d verdreht. Die Enden der anderen Schenkel 4b drücken dadurch mehr und mehr auf das rahmenförmige Grundteil 3a des jeweils zugeordneten Schnappschaltelementes 3 bis diese ausgehend von der dargestellten Position schlagartig in eine Position verschwenkt werden, in der sie an dem Anschlagblock 9 anliegen. Der zugehörige elektrische Stromkreis ist somit schlagartig ausgeschaltet. Der Betätigungsstößel 2 kann jedoch weiter in Pfeilrichtung bewegt werden, und zwar soweit, bis Anschläge den vorbestimmten Nachlaufweg begrenzen. Wird die Betätigungskraft vom Betätigungsstößel 2 weggenommen, kehrt der Betätigungsstößel 2 in seine Ausgangsposition zurück, wobei sich ein sinngemäßer Bewegungsablauf in umgekehrter Reihenfolge ergibt.

Wird der Betätigungsstößel 2 des in den Fig. 2a und 2b prinziphaft dargestellten Schalters in Pfeilrichtung verschoben, so kommen nach einem vorbestimmten Vorlaufweg die Betätigungsschrägen 2d mit den anderen Wulsten 4f in Wirkverbindung. Je mehr der Betätigungsstößel 2 in Pfeilrichtung verschoben wird, umso weiter werden die Steuerglieder 4 um ihre Achse 4g verschwenkt und drücken dadurch mehr und mehr mit ihren einen Wulsten 4e auf das rahmenförmige Grundteil 3a des jeweils zugeordneten Schnappschaltelementes 3. Diese schwenken letztendlich von ihrer dargestellten Position schlagartig in eine Position um, in der die Schnappschaltelemente 3 mit ihren Schaltkontaktteilen 3c an den äußeren Gegenkontaktteilen 8 zur Anlage kommen. Ein zugehöriger elektrischer Stromkreis ist somit schlagartig aus- und ein anderer schlagartig eingeschaltet. Wird die Betätigungskraft vom Betätigungsstößel 2 weggenommen, kehrt der Betätigungsstößel 2 in seine Ausgangsposition zurück, wobei sich ein sinngemäßer Bewegungsablauf in umgekehrter Reihenfolge ergibt.

Claims (5)

1. Elektrischer Schalter mit einem Schaltergehäuse und mit zumindest einem wenigstens zwei Festkontaktteilen zugeordneten, von seinen Außenabmessungen her flach und rechteckförmig ausgebildeten, im Bereich seiner einen Schmalseite an einem ortsfesten Bauteil des Schaltergehäuses gehaltenen Schnappschaltelement aus elektrisch leitfähigem Material, aus dem eine von seiner anderen mit zumindest einem Schaltkontaktteil versehenen Schmalseite ausgehende Federzunge freigeschnitten ist, die an einem weiteren ortsfesten Bauteil des Schaltergehäuses unter Vorspannung abgestützt ist sowie mit einem etwa senkrecht zur Schaltbewegungsrichtung des Schnappschaltelementes verschiebbar im Schaltergehäuse gehaltenen, mit seinem einen Endbereich aus dem Schaltergehäuse herausgeführten und mit seinem anderen Endbereich über eine daran vorhandene Betätigungsschräge dem Schnappschaltelement zugeordneten Betätigungsstößel, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupterstreckungsebene des Schnappschaltelementes (3) quasi parallel zur Betätigungsrichtung des Betätigungsstößels (2) ausgerichtet ist und daß der andere Endbereich (2b) mit der daran befindlichen Betätigungsschrägen (2d) so im Schaltergehäuse (1) angeordnet und derart dem Schnappschaltelement (3) zugeordnet ist, daß das äußerste Ende des anderen Endbereichs (2b) zumindest nahezu vollständig an dem Schnappschaltelement (3) vorbeibewegbar ist.

2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Betätigungsstößel (2) einerseits und dem Schnappschaltelement (3) andererseits ein Steuerglied (4) derart zugeordnet ist, daß das Schnappschaltelement (3) durch ein über die Betätigungsschräge (2d) verursachtes Verschwenken des Steuergliedes (4) beeinflußbar ist.

3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (4) im wesentlichen U-förmig ausgebildet ist und mit dem Ende seines einen Schenkels (4a) am Betätigungsglied (2) und mit dem Ende seines anderen Schenkels (4b) am Schnappschaltelement (3) anliegt sowie an seiner die beiden Schenkel (4a, 4b) verbindenden Basis (4c) zwei Achsstummel (4d) aufweist, über die das Steuerglied (4) in am Schaltergehäuse (1) vorhandenen Ausnehmungen (1c) schwenkbar gelagert ist.

4. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (4) ein im wesentlichen flaches Bauteil ist, das im Bereich seines einen Endes zwei Wulste (4e, 4f) aufweist, wovon der eine Wulst (4e) am Schnappschaltelement (3) und der andere Wulst (4f) am Betätigungsstößel (2) anliegt und das an seinem den beiden Wulsten (4e, 4f) gegenüberliegenden anderen Ende mit einer weder mit dem Schnappschaltelement (3) noch mit dem Betätigungsstößel (2) in Berührung kommenden Achse (4g) versehen ist, über die das Steuerglied (4) in am Schaltergehäuse (1) vorhandenen Ausnehmungen (1c) schwenkbar gelagert ist.

5. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Betätigungsstößel (2) zwei Betätigungsschrägen (2d) angeformt sind und daß dem Betätigungsstößel (2) zwei spiegelbildlich einander gegenüberliegend angeordnete Schnappschaltelemente (3) zugeordnet sind.