DE4435303A1 - Schnappschalter, insbesondere für Temperaturschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schnappschalter, insbesondere für Temperaturschalter, mit einer Schnappfeder, die an einem Ende einen Befestigungsabschnitt aufweist, an dem sie an einem Schnappfederträger festgelegt ist, wobei die Schnapp­ feder wenigstens einen elektrischen Kontakt trägt und eine Schnappfederzunge aufweist, die an einem Widerlager abge­ stützt ist und die Schnappwirkung hervorruft, und einen Betätigungspunkt hat, auf den ein Betätigungsglied einwirkt.

Derartige Schnappfedern sind in Temperaturschaltern, d. h. Temperaturbegrenzern und Temperaturreglern, bekannt, z. B. aus der DE-C-20 58 511. Die Schnappfeder ist im wesentlichen geradlinig und an dem dem Kontakt entfernten Ende am Schnapp­ federträger durch eine Schraube befestigt. Bei diesen Schnappschaltern besteht die Gefahr der "Überdrückung", d. h. wenn die Schnappfeder durch das Betätigungsglied noch weiter belastet wird, nachdem der Schaltpunkt bereits erreicht war. Diese Gefahr ist bei Schaltern mit unterschiedlichen Schalt­ punkten besonders groß, weil das Gerät auch nach dem Er­ reichen des ersten Schaltpunktes noch weiter betrieben wird und die am niedrigsten justierten Schaltpunkte überdrückt werden. Auch bei einzelnen Schaltern ist diese Gefahr vorhan­ den, wenn durch vom Schalter nicht beeinflußte Umstände eine weitere Bewegung des Betätigungsgliedes stattfindet.

Bei der DE-C-20 58 511 wurde dieser Gefahr dadurch begegnet, daß durch eine in zwei Ebenen liegende Mechanik die Betäti­ gung des Schnappschalters nicht direkt von dem Betätigungs­ element, einer hydraulischen Ausdehnungsdose, erfolgte, sondern von einer Feder vorgenommen wurde, deren Betätigungs­ kraft begrenzt war.

Bei einem Temperaturbegrenzer nach der DE-C-24 22 625 wurde die Anordnung so getroffen, daß das Betätigungsglied im kalten Zustand die Schnappfeder unter Spannung hielt und bei der Erwärmung des Schalters der Schnapp-Punkt durch Ent­ lastung der Schnappfeder erreicht wurde. Dabei ging man davon aus, daß die Raumtemperatur sich stets in einem bestimmten Bereich bewegt und daher keine übermäßigen Überdrückungen vorkommen können. Diese Konstruktion setzt aber voraus, daß ein ausreichender Schaltweg bis zum Erreichen des Schalt­ punktes in der Schnappfeder vorhanden sein muß.

Aus der DE-C-26 25 716 ist bei einem taktenden Leistungs­ steuergerät ein Schnappschalter bekannt, dessen geradlinige Schnappfeder an ihrem Befestigungsabschnitt eine Gabel aufweist, die in einer Einkerbung einer Justierschraube festgelegt ist, um die Schnappfeder justieren zu können.

AUFGABE UND ERLÄUTERUNG DER ERFINDUNG

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schnappschalter zu schaffen, der gegen Überdrücken unempfindlich ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Schnappfederab­ schnitt zwischen Betätigungspunkt und Befestigungsabschnitt eine Bogenform hat.

Dadurch wird bei vertretbarer Schnappfederlänge und guter Stabilität der Schnappfeder eine große Biegereserve geschaf­ fen, innerhalb der sich die Schnappfeder ohne Überlastung oder plastische Verformung biegen kann. Der Bogen kann besonders bevorzugt ca. 180° einschließen. Sein Befestigungs­ abschnitt kann unter dem Schnappfederträger festgelegt sein und er sich um das freie Ende des Schnappfederträgers herum erstrecken. Es wäre aber auch möglich, mit einem kleineren Winkel, beispielsweise 150° oder sogar herunter bis 90°, auszukommen, wenn die Befestigung anders erfolgt. Obwohl auch eventuell eine S-förmige Krümmung oder Wellung eine gewisse Elastizitätsreserve schafft, ist die Anordnung des Bogens in einer Richtung derart, daß der Befestigungsab­ schnitt entgegen der Richtung der übrigen Schnappfeder weist, besonders vorteilhaft, weil sich dadurch nicht nur die Baulänge verringern läßt, sondern auch die Seitenstabilität der Schnappfeder gewährleistet ist. Der Bogen ist zweckmäßig ein Kreisbogen, kann aber auch eine andere Gestalt haben.

Es ist somit möglich, das Betätigungsglied, beispielsweise eine hydraulische Ausdehnungsdose, ein Ausdehnungsstab oder dgl., direkt in formschlüssiger Druckverbindung auf die Schnappfeder einwirken zu lassen. Vor allem kann bei einem einstellbaren Temperaturregler eine Einstellschraubspindel auch im warmen Zustand in Nullstellung zurückgestellt werden, ohne die Schnappfeder zu beschädigen. Auf eine das Überdrüc­ ken verhindernde gesonderte Überlastfeder kann verzichtet werden.

Es ist festgestellt worden, daß durch ein in einem solchen Falle eintretendes Überdrücken jenseits des Schnapp-Arbeits­ punktes des Schalters nicht etwa, wie früher befürchtet, die auf Stauch-Biegung beanspruchte Schnappfederzunge leidet, sondern die übrige Schnappfeder eine dauerhafte, die Justierung verändernde oder die Schnappfeder außer Funktion setzende Biegung erfahren würde. Durch den Bogen zwischen Betätigungspunkt und Befestigungsabschnitt wird ein Ela­ stizitätspolster eingeschaltet, das auch unter Berücksich­ tigung des federharten Materials der Schnappfeder sicher­ stellt, daß eine Überdrückungs-Verformung im elastischen Bereich bleibt. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der der Arbeits-Schnapp-Punkt des Schalters im Bereich einer möglichst geradlinigen Schnappfedererstreckung mit angeschlossenem Bogen (Krückstockform) liegt, während im überdrückten Zustand die Schnappfeder weiter durchgedrückt wird, so daß der Bogen dabei einen Winkel von mehr als 180° einschließt.

Um einen Schnappschalter gegen Beschädigung beim Überdrücken zu sichern, ist also die Schnappfeder auf ihrem dem elektri­ schen Kontakt entgegengesetzten Ende in Form eines runden Bogens ausgebildet und unter dem Schnappfederträger befe­ stigt. Beim Überdrücken kann die Schnappfeder sich über ihre ganze Länge in Druckrichtung durchbiegen, während der Bogen nur einen etwas größeren Bogenwinkel bildet.

Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen auch aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung und auf anderen Gebieten verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich schutzfähige Ausführun­ gen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 und Fig. 2 zwei Arbeitsstellungen eines in teilge­ schnittener Seitenansicht dargestell­ ten Schnappschalters.

BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNG

Die Zeichnung zeigt einen Schnappschalter 11, wie er bei­ spielsweise für Temperaturschalter, wie Temperaturregler, Temperaturbegrenzer oder thermisch wirkende taktende Lei­ stungsschalter, verwendet wird.

In einem schalenförmigen Isoliergehäuse 12 ist die Schnapp­ federmechanik angeordnet. Eine Schnappfeder 13 ist an einem L-förmigen Schnappfederträger 14 befestigt, der am Boden der Gehäuseausnehmung 15 durch Schrauben oder Nieten 16 festge­ legt ist.

Die Schnappfeder 13 besteht aus dünnem, elektrisch leitfähi­ gem Federmaterial. Sie hat eine generell geradlinige, strei­ fenförmige Gestalt. An ihrem einen Ende ist ein elektrischer Kontakt 17 vorgesehen. Daran schließt sich eine Schnappfeder­ zunge 18 an, die durch einen U-förmigen Ausschnitt in der Schnappfeder an drei Seiten von dieser freigeschnitten ist. Ihr freies Ende 19 ist an einem Widerlager 20 abgestützt, das durch eine Einkerbung an dem aufwärtsragenden L-Schenkel des Schnappfederträgers 14 ausgebildet ist. Dieser ragt durch die die Schnappfederzunge freischneidende Ausnehmung in der Schnappfeder hindurch.

Daran schließt sich eine als Betätigungspunkt 21 dienende, nach oben gerichtete Ausprägung an, die in Form einer Welle oder Rippe quer über die Schnappfeder verläuft. Auf diesen Betätigungspunkt wirkt ein Betätigungsglied 22 ein, das in Betätigungsrichtung (Doppelpfeil 23) auf den Betätigungspunkt einwirken kann und seinerseits von einem nicht dargestellten Betätigungselement, wie beispielsweise einer hydraulischen Druckdose oder dgl., und/oder einer Einstelleinrichtung, z. B. einer Schraubspindel, bewegt wird.

An den Betätigungspunkt schließt sich ein Schnappfederab­ schnitt 24 an, der im wesentlichen in Verlängerung der im wesentlichen geradlinigen Schnappfeder verläuft. Er geht in einen Bogen 25 über, der einen Winkel von 180° umfaßt und in einem Befestigungsabschnitt 26 endet, das über die Befesti­ gungsschraube 16 an der Unterseite des Schnappfederträgers 14 zwischen diesem und dem Boden der Gehäuseausnehmung 12 festgelegt ist. Der Bogen 25 erstreckt sich also um das Ende 27 des Schnappfederträgers herum.

Der elektrische Gegenkontakt 28 zu dem Schnappfederkontakt 17 ragt in Form eines auskragenden Armes in die Gehäuseausneh­ mung 15 hinein und ist mit einer Anschlußfahne 29 für einen Steckanschluß einstückig.

FUNKTION

In Fig. 1 ist der Schnappschalter in einer Position gezeigt, die kurz vor dem "Schnapp-Punkt" liegt, d. h. an der Stelle, an der die Schnappfeder von einer Endposition, hier der dargestellten Position, in der die Kontakte 17 und 28 anein­ ander anliegen, in die andere, die Kontakte öffnende Position überschnappen, in der die Unterseite der Schnappfeder an einem Gehäusevorsprung 30 anliegt, der das Gegenlager für den Schnappschalter in geöffneter Position bildet. Durch die Knick-Vorspannung der Schnappfederzunge 18 an ihrem Wider­ lager 19 hat die Schnappfeder zu diesem Zweck eine bistabile Lage.

Wenn jetzt unter der Einwirkung des Betätigungselementes, beispielsweise bei steigender Temperatur, durch einen Ausdeh­ nungsstab das Betätigungsglied 22 weiter nach unten gedrückt wird, so schnappt die Feder von der in Fig. 1 dargestellten Kontaktposition, in der ein elektrischer Kontakt zwischen der Anschlußfahne 29 über den Gegenkontakt 28, die Schnappfeder 13 und den Schnappfederträger 14 zu einem nicht dargestellten Anschluß vorliegt, in die Lage nach Fig. 2 um. Dabei ist allerdings die Schnappfeder noch nicht so weit durchgebogen, wie dies in Fig. 2 gezeichnet ist, sondern bleibt weitgehend geradlinig gestreckt. Der Schalter könnte, z. B. zur Tempera­ tursignalisierung, auch als Ein- oder Umschalter ausgebildet sein. Dabei wäre statt des Gegenlagers 30 ein weiterer fester Kontakt vorzusehen.

Wenn das Betätigungsglied 22 weiter heruntergedrückt wird, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, weil beispielsweise die Temperatur auch über den Schaltpunkt weiter ansteigt oder die Einstellung des Temperaturschalters geändert wird, so biegt sich die Schnappfeder nach unten durch. Sie kann dies über fast ihre gesamte Länge tun, weil sie nur auf dem Gegenlager 30 aufliegt und sich im übrigen frei durchbiegen kann. Der Bogen 25 sorgt dafür, daß im hinteren Bereich keine feste Einspannung vorliegt, die eine Biegung verhindert oder eine S-förmige Krümmung des ebenen Teils der Schnappfeder notwen­ dig machen würde. Fig. 2 zeigt deutlich, daß der Bogen 25 die Biegung problemlos aufnehmen kann. Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Schnappfederabschnitt 24 zwischen dem Bogen 25 und dem Betätigungspunkt 21 nicht zu kurz ist und ca. ein Viertel bis ein Drittel der gesamten Schnappfederlänge beträgt. Dann kann der Bogen bei der Verformung lt. Fig. 2 nur durch eine Veränderung seines Bogenwinkels reagieren, ohne selbst wesentlich unter einem von oben wirkenden Stauchdruck gesetzt zu werden. Es zeigt sich, daß die Schnappfeder durch die beschriebene Ausbildung in größerem Maße überdrucksicher ist und wesentlich den Aufbau von Temperaturschaltern erleich­ tert.

Claims (7)

1. Schnappschalter, insbesondere für Temperaturschalter, mit einer Schnappfeder (13), die an einem Ende einen Befestigungsabschnitt (26) aufweist, an dem sie an einem Schnappfederträger (14) festgelegt ist, wobei die Schnappfeder (13) wenigstens einen elektrischen Kontakt (17) trägt und eine Schnappfederzunge (18) aufweist, die an einem Widerlager (20) abgestützt ist und die Schnapp­ wirkung hervorruft, und einen Betätigungspunkt (21) hat, auf den ein Betätigungsglied (22) einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schnappfederabschnitt (24) zwischen Betätigungspunkt (21) und Befestigungsabschnitt (26) eine Bogenform (25) hat.

2. Schnappschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bogen (25) zwischen der Schnappfedererstreckung im Bereich des Betätigungspunktes (21) und des Befesti­ gungsabschnittes (26) einen Winkel von wenigstens 90°, vorzugsweise wenigstens 150°, insbesondere ca. 180°, einschließt.

3. Schnappschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Befestigungsabschnitt (26) auf einer Unterseite des Schnappfederträgers (14) festgelegt ist und sich um ein Ende (27) dessen herum und an dessen Oberseite entlang erstreckt, wobei vorzugsweise der Schnappfederträger (14) an seinem entgegengesetzten Ende zur Bildung des Widerlagers (20) abgewinkelt ist.

4. Schnappschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappfeder (13) anschließend an den Bogen (25) im wesentlichen gerad­ linig verläuft und die Schnappfederzunge (18) aus dem Mittelbereich der Schnappfeder (13) ausgeschnitten ist.

5. Schnappschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (22) zum Öffnen des Schnappschalters (11) entgegen der Richtung einwirkt, in die sich der Bogen (25) erstreckt.

6. Schnappschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (22) in direkter formschlüssiger Druckverbindung mit einem Betätigungselement, wie einer hydraulischen Druckdose, einem Ausdehnungsstab oder dgl. liegt.

7. Schnappschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnappfeder (13) im Bereich ihrer Schnappwirkung (Arbeitspunkt) etwa gerad­ linig verläuft und bei Überbelastung eine den Bogen­ winkel vergrößernde Biegung erfährt.