DE685451C - Schnappvorrichtung, insbesondere fuer elektrische Schalter mit kleinen Schaltwegen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schnappvorrichtung, insbesondere für elektrische Schalter mit kleinen Schaltwegen, mit einem zwischen zwei Stützlagern angeordneten Kniehebelsystem, dessen Teile federnd gegeneinander abgestützt sind. Bei den bekannten Vorrichtungen dieser Art tritt die Schnappwirkung erst dann ein, wenn das Kniehebelsystem durch seine Totlage hindurchgegangen ist. Infolgedessen sind die Vorrichtungen nicht sehr empfindlich; sie erfordern zum Erzeugen der Schnappwirkung eine verhältnismäßig große Bewegung des Antriebsgliedes (Thermostaten 0. dgl.).

j 5 Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Bewegung des Kniehebelsystems durch zwei Anschläge derart begrenzt wird, daß es sich nur in einem der Totlage unmittelbar benachbarten Bereich bewegen kann, und daß das Antriebsglied bei seiner Bewegung eine auf den einen der Teile des Kniehebelsystems einwirkende Federkraft speichert, welche die von der federnden Abstützung des Systems herrührende Gegenkraft bei der Anas näherung an die Totlage zum Verschwinden bringt und dadurch die Schnappwirkung hervorruft, bevor das Kniehebelsystem durch die Totlage hindurchgeht.

Da das Kniehebelpaar sich stets im labilen Gleichgewicht befindet, so veranlaßt die geringste Bewegung des Antriebsgliedes eine · Änderung der Federkraft, so daß die Schnappwirkung in der einen oder anderen Richtung schon bei sehr geringen Bewegungen des Antriebsgliedes eintritt. Eine Rückführkraft, die bei den bekannten Vorrichtungen nötig ist, kommt in Fortfall.

Auf den beiliegenden Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Fig. ι ist ein Längsschnitt durch eine Vorrichtung, deren Antriebsglied aus einem Thermostaten besteht;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht zu Fig. 1, wobei der Deckel im Schnitt erscheint;

Fig. 3 ist ein Grundriß zu Fig. 1 bei abgenommenem Deckel;

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch eine Einzelheit in vergrößertem Maßstab;

Fig. 5 zeigt ebenfalls einen Längsschnitt durch eine Einzelheit;

Fig. 6 zeigt im Längsschnitt eine Abänderung der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 7 ist ein Längsschnitt durch eine weitere Abänderung der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 8 zeigt im Schnitt eine Vorrichtung, deren Antriebsglied aus einem Kipphebel besteht; ' . ,,;,·

Fig. 9 ist ein Längsschnitt durch eine richtung, die nach Aufhören der Wirkung e Antriebsgliedes nicht in die Ausgangsstellu zurückkehrt;

Fig. io ist ein Längsschnitt durch die Vorrichtung in ihrer Anwendung bei einem Gasventil.

Bei der in Fig. ι bis 4 dargestellten Ausbildung der Vorrichtung, die mit einem Schalter mit engem Spalt und großen Kontakten vereinigt ist, ist eine Grundplatte 1 in einem Gehäuse 2 unter Zwischenschaltung einer Isolierplatte 13 angeordnet; die Grundplatte ist mit einem aufwärts ragenden Halter 3 versehen, der an der einen Seite mit einer V-förmigen Nut 4 versehen ist. In dieser V-förmigen Nut ist mittels einer Schneide 6 ein Kniehebel 5 gelagert, der im wesentlichen parallel zu der Grundplatte 1 verläuft.

Der Kniehebel 5 ist mit einem Kontakt 7 versehen, der mit einem festen Kontakts zusammenwirkt, der an einem geeigneten Halter 9 sitzt, welcher von der Grundplatte 1 mittels Säulen 10 getragen wird und gegen die Grundplatte durch geeignete Mittel isoliert ist. Durch den Kontakt 8 wird die Bewegung des Kniehebels 5 in der einen Richtung begrenzt. Der Kontakt 8 ist in dem Halter 9 zweckmäßig einstellbar; wenn der Kontakt richtig eingestellt worden ist, so wird er an dem Halter durch eine Gegenmutter 11 gesichert.

Ein einstellbarer Anschlag 12 o. dgl. ist an der Grundplatte 1 vorgesehen, um die Bewegung des Kniehebels 5 in der anderen Richtung zu begrenzen und auf diese Weise die öffnung oder den Spalt zwischen den Kontakten 7, 8 auf einen geeigneten Betrag einzustellen. Falls gewünscht, -kann der Anschlag 12 an dem Kniehebel 5 angeordnet sein. An der Grundplatte 1 ist gegenüber dem Halter 3 ein anderer Halter 14 angeordnet, in welchem eine Schraube 15 o. dgl. angeordnet ist, die ein napf- oder kegelförmiges Lager 16 besitzt, das, falls gewünscht, mit einem Stein ausgelegt sein kann oder aus gehärtetem Stahl oder anderem geeignetem Material bestehen kann. Der Kniehebels ist in der Längsrichtung durchbohrt, und die Mittelachse der Bohrung ist gegenüber der Schneide 6 etwas, z. B. 0,1 mm, versetzt; der Boden der Bohrung ist ebenfalls mit einem napf- oder kegelförmigen Lager 17 versehen, das aus gehärtetem Stahl oder anderem Stoff bestehen kann und durch Pressen in seine Lage gebracht ist. Ein zweiter Kniehebel 18, z. B. ein Feder-6b draht o. dgl., ist mit kegelförmigen Spitzen versehen und zwischen den Lagern 16 und 17 eingespannt. Da die Druckrichtung gegenüber der Nut 4 ein wenig, z. B. um 0,1 mm, • versetzt ist, so ist der Druck des Kniehebels ,,18 bestrebt, den Kniehebel 5 um seine ^"Schneide 6 zu drehen und die beiden Konv takte 7, 8 zusammenzudrücken.

Der Kniehebel 18 kann starr sein, und die Nachgiebigkeit zum Andrücken des Kniehebels 18 gegen den Kniehebel 5 kann dadurch erzielt werden, daß man entweder den Halters oder den Halter 14 oder beide Halter nachgiebig macht. Schließlich können auch alle drei Teile 3, 14, 18 nachgiebig sein. Wenn die Nachgiebigkeit durch den Kniehebel 5 erzielt werden soll, so wird er mit einer Nut, einem Schlitz o. dgl. versehen, die in der Querrichtung zwischen der Schneide 6 und dem Lager 17 angeordnet sind, oder der Kniehebel 18 kann zwischen seinen beiden Lagerpunkten ausziehbar sein, und die beiden Teile können durch eine Feder auseinandergedrückt werden.

Auf den Säulen 100, dgl, ist eine Feder 20 angeordnet, die eine abwärts gerichtete Zunge 21 o. dgl. besitzt, die derart angeordnet ist, daß sie mit dem Kniehebel 18 zur Berührung kommt. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man einen Schlitz 22 in dem Kniehebel 5 zwischen dem Kontakt 7 und der Schneide 6 anbringt, um den Kniehebel 18 freizulegen. Der Druck der Feder 20 wirkt auf den Kniehebel 18 näher seinem festen Lager 16 als seinem beweglichen Lager 17, wodurch eine Übersetzung erzielt wird.

Das wärmeempfindliche Antriebsglied besteht aus einem Messingrohr 25, das mit dem einen Ende in das Gehäuse 2 fest eingesetzt ist und an dem anderen Ende mit einer Stange 26 verbunden ist, die in diesem Gehäuse verschiebbar ist. Die Stange 26 ist starr mit einem Bügel 27 verbunden, der mit einer Einstellschraube 28 versehen ist, die ein zugeschärftes Ende oder eine Spitze 29 besitzt, die aus Isolierstoff, beispielsweise aus Glas oder Porzellan, besteht. Die Spitze 29 drückt gegen die Feder 20, so daß deren abwärts gerichtete Zunge 21 gegen den Kniehebel 18 drückt und so eine seitlich zu dessen Längsachse gerichtete Kraft auf den Hebel ausübt, welche den längs gerichteten Druck überwindet und den Kniehebel 5 abwärts schnellt, so daß die Kontakte 7, 8 getrennt werden. Die Feder ist derart angeordnet, daß sie die Bewegung des Antriebsgliedes vergrößert, weldies die seitliche Kraft auf das Spreizglied ausübt. Die Energie, welche auf den Kontakt 7 übertragen werden soll, wird teilweise in dem Kniehebel 18 und teilweise in der Feder 20 aufgespeichert.

Durch Drehen der Schraube 15, die das Lager 16 enthält, kann der Druck auf den

Kniehebel 18 verändert werden, und so wird der Weg, den das zugeschärfte Ende 29 und die abwärts gerichtete Zunge zurücklegen müssen, um den notwendigen seitlichen Druck auf den Hebel 18 zwecks Herbeiführung" der Schnappwirkung herbeizuführen, geändert, wodurch der Thermostat eingestellt werden kann. Ein gekordelter Kopf 31, der mit einem Zeiger versehen ist, sitzt auf der Einstell- ■ schraube 28, um die Temperatur, bei welcher sich die Kontakte öffnen, zu regeln. Eine geeignete Skala 32 o. dgl. ist auf der Oberfläche des Deckels 33 angeordnet, der auf das Gehäuse 2 paßt und das Gerät umschließt. Es

»5 können auch andere Einstellmittel in irgendeiner geeigneten Stellung vorgesehen werden, um die Temperatur zu regeln, bei welcher sich die Kontakte öffnen.

Um das Bohren des Kniehebels 5 zu vermeiden, kann er aus zwei Teilen hergestellt werden, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Der eine Teil 23 enthält die Schneide 6 und das Lager 17; er ist in einem Stück, beispielsweise aus Gußstahl, hergestellt und gehärtet.

Der andere Teil besteht aus einem flachen Streifen 24 und trägt den Kontakt 7; der Streifen ist mit dem Teil 23 durch Schrauben o. dgl. verbunden. Der Streifen 24 kann auf jeder Seite Vorsprünge haben, die abwärts gebogen werden können, um den Anschlag unter dem Kniehebel 18 zu berühren; oder der Anschlag kann gegabelt sein, um den Kniehebel 18 zu umfassen. Es kann auch eine geeignete Öffnung in dem Streifen 24 vorgesehen werden, der vergrößert werden kann, um die Zunge 21 der Feder 20 hindurchtreten zu lassen.

Gemäß einer weiteren in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform wird der seitliche Druck, durch den die Schnappwirkung herbeigeführt wird, nicht auf den. Kniehebel 18, sondern auf den Kniehebel 5 durch die Feder 20 übertragen, welche derart angeordnet ist, daß sie auf den Hebel 5 nahe dessen Schneide 6 einwirkt, wodurch ebenfalls Vergrößerung der Bewegung erzielt wird.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig. 7 wird der Druck zur Bewegung des Kniehebels 5 sowohl auf den Kniehebel 5 als auch auf den Kniehebel 18 übertragen. Die Feder 20 drückt auf den Kniehebel 18 in der Nähe des festen Lagers 16, und eine andere Feder 36 ist auf den Säulen 10 angeordnet und mit einer einstellbaren Schraube 37 versehen, die auf dasjenige Ende des Kniehebels 5 drückt, das mit der Schneide 6 versehen ist. In diesem Fall kann dem Kniehebel 18 ein beträchtlicher Druck durch irgendein geeignetes Mittel gegeben werden, und die Schraube 37', welche den seitlichen Druck auf den Kniehebel 5 ausübt, wird in einer solchen Stellung eingestellt und gesichert, daß dieser Kniehebel 5 sich gerade im Gleichgewicht befindet. Wenn nun ein sehr geringer Druck auf den Kniehebel 18 durch das Antriebsglied 25, 26, 27, 29 ausgeübt wird, so springt der Kniehebel 5 sogleich in eine andere Stellung über. Durch dieses Verfahren, bei welchem der seitliche Druck auf beide Kniehebel 5 und 18 ausgeübt wird, läßt sich eine sehr feine Einstellung erreichen, und eine sehr kleine Bewegung der Zunge, die gegen den Kniehebel 18 drückt, setzt die Vorrichtung in Bewegung. Man sieht, daß der Druck, der auf den Kniehebel 5 ausgeübt wird, einstellbar ist; aber wenn einmal die Einstellung vorgenommen worden ist, so bleibt sie konstant, und der Druck, der zur Bewegung der Vorrichtung nötig ist, wird der Feder 20 durch das Antriebsglied übermittelt·.

Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, wie sie bei von Hand bewegten Schaltern angewendet wird und in Fig. 8 dargestellt ist, drückt das Ende 40 eines Kipphebels gegen die Feder 20, um den seitlichen Druck zwecks Bewegung des Kniehebels 5 auszuüben und das Überspringen des Kontaktes 7 zu dem Anschlag 12 und die Unterbrechung des Stromkreises zu veranlassen. Der Kniehebel 18-und andere Teile sind dieselben, wie oben mit Bezug auf die anderen Ausführungsbeispiele beschrieben wurde. Geeignete Klemmen sind vorgesehen, um die Kontakte 7 und 8 mit der Stromzuführung zu verbinden; das Kipphebelende40 kann gegenüber der Feder 20 isoliert sein, oder die Feder 20 kann gegenüber dem Kniehebel 5 isoliert sein. Sobald der Druck aufhört, schnappen die Kontakte zusammen und schließen den Stromkreis.

Die Wirkungsweise der Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 8 ist folgende:

Die Anordnung des Kniehebelsystems ist derart, daß der in der Längsrichtung des Hebels 18 wirkende Druck, der von der federnden Abstützung herrührt, stets in einer Richtung auf derselben Seite des Drehpunktes der Schneide 6 in beiden äußersten Stellungen des Hebels 5 wirkt. Daher ist das Drehmoment um diesen Drehpunkt stets gleich- <i° gerichtet. Das System ist im labilen Gleichgewicht. Um die " Schnappwirkung zu erzielen, sind die Teile so angeordnet, daß beim Anwachsen des auf den Kniehebel 18 ausgeübten Druckes über einen gewissen Betrag das Gleichgewicht des Systems sogleich gestört wird und die Schnappwirkung eintritt. Die Energie, welche das Auftreten der Schnappwirkung hervorruft, wird in der Feder 20 aufgespeichert, die den seitlichen Druck erzeugt. Auf diese Weise ändert ein geringer Druck auf den Kniehebel 18 die

Richtung seines Momentes, und der Kniehebel 5 springt in die andere äußerste Stellung über. Sobald der seitliche Druck aufhört, schnellt das von der federnden Ab-Stützung erzeugte Drehmoment den Kniehebel 5 in seine andere äußerste Stellung zurück.

Der Kniehebel i8 halt bei seiner gewohnlichen Stellung die Kontakte 7, 8 zusammen, ίο indem er ein in der Uhrzeigerrichtung wirkendes Drehmoment um die Schneide 6 erzeugt. Wenn aber der Kniehebel i8 einen seitlichen Druck erhält, der ein Drehmoment entgegengesetzt zur Uhrzeigerrichtung um die Schneide erzeugt, so wird das in Richtung des Uhrzeigers wirkende Drehmoment überwunden, und an seine Stelle tritt plötzlich ein entgegengesetzt zur Uhrzeigerrichtung wirkendes Drehmoment, das sogleich den Kniehebel 5 mit dem Kontakt 7 herumwirft und auf diese Weise den Stromkreis öffnet. Sobald der seitliche Druck aufhört, kommt das in Richtung des Uhrzeigers wirkende Drehmoment wieder zur Wirkung, und der Kniehebel 5 schnappt in seine gewöhnliche Stellung zurück und schließt die Kontakte selbsttätig.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 9 sind die Kniehebel 5, 18 so angeordnet, daß sie sich, wenn die Schnappwirkung vor Durchgang durch die Totpunktlage stattgefunden hat, in eine Stellung j enseits der Totpunktlage bewegen und den Kontakt 7 gegen den Anschlag 45 führen.

Der Anschlag 45 ist auf dem Ende des Rückführhebels 46 angeordnet, der bei 47 angelenkt ist. Wenn die Schaltbewegung erfolgt und der Stromkreis geöffnet worden ist, so muß der Hebel 46 niedergedrückt werden, um den Kniehebel 5 zurückzuführen und den Stromkreis wieder zu schließen.

Beispielsweise kann in einem elektrischen Kessel eine Thermostatvorrichtung, welche die obenerwähnte Schaltvorrichtung einschließt, angeordnet sein, um den Heizstrom auszuschalten, sofern der Kessel leer gekocht sein sollte oder sich kein Wasser in ihm befindet. Die Vorrichtung ruft so lange kein selbsttätiges Einschalten hervor, bis ein Druck mit der Hand auf den Rückstellhebel 46 ausgeübt worden ist, um den Kniehebel 5 in seine Aus-. gangsstellung zu bringen; der Hebel 46 kann erst dann zurückgestellt werden, wenn sich das wärmeempfindliche Element genügend abgekühlt hat.

Die Schnappvorrichtung kann beispielsweise auch benutzt werden, um eine Anzeigevorrichtung oder ein Alarmsignal in Tätigkeit zu setzen, wenn eine gewisse Temperatur erreicht worden ist, wobei es sich um steigende oder fallende Temperatur handeln kann. In diesem Fall bewegt die Vorrichtung den Kniehebel 5, um die Kontakte zur Berührung zu bringen, und schließt auf diese Weise den Stromkreis, wodurch eine Anzeige oder ein Alarm hervorgerufen wird, wenn die Temperatur die vorgeschriebene Höhe erreicht hat. Die Kontakte bleiben zusammen, und der Stromkreis bleibt geschlossen, bis mit der Hand eingestellte Mittel benutzt werden, um • den Kniehebel 5 in seine Ausgangsstellung zurückzuführen.

An dem Kniehebel 5 können zwei oder mehr Kontakte angeordnet sein, um eine doppel- oder mehrpolige Wirkung hervorzubringen. In diesem Fall kann er etwa die Form eines U annehmen, wobei die nachgiebigen Mittel zwischen den Schenkeln des U anzuordnen wären.

Falls gewünscht, könnte der Kniehebel 5 auch die Form eines L haben, wobei der kurze Arm den Längsdruck des Kniehebels 18 aufnimmt und der lange Arm den Kontakt oder das Ventil trägt.

Wenn ferner die Schnappvorrichtung bei einem elektrischen Schalter benutzt wird, kann ein Kontakt auf beiden Seiten des Kniehebels 5 vorgesehen werden, so daß in beiden äußersten Stellungen Kontakte geschlossen oder unterbrochen werden. Die Bewegung kann in derjenigen Stellung, wo die Kontakte getrennt sind, durch den Kniehebel 5 selbst begrenzt werden, indem er mit dem Kniehebel 18 in dem Fall zur Berührung kommt, wo der Kniehebel 18 in der Bohrung oder einem Schlitz des Kniehebels 5 enthalten ist.

Die Vorrichtung ist geeignet zur Bewegung von Gasventilen, wie dies beispielsweise in Fig. 10 dargestellt ist. Hier ist das Gehäuse 50 mit einem Einlaß 51 und einem Auslaß 52 versehen, wobei der Einlaß mit einem geeig- too neten Sitz 53 ausgerüstet ist. Ein auf den Sitz S3 passender Ventilkörper 54 ist.an dem Kniehebel 5 angeordnet, der durch die Messerschneide in dem Lager 3 gehalten wird, wie oben beschrieben. Der Kniehebel 18 wird an dem einen Ende in dem Lager 17 in dem Knie.-hebel 5 gehalten, und sein anderes Ende ist in einem geeigneten Schraubenlager 55 untergebracht, welches in das Gehäuse 50 gasdicht eingesetzt ist. Das federnde Glied 20 drückt auf den Kniehebel 5 und wird durch das wärmeempfindliche Antriebsglied 25, 26 bewegt, wie oben beschrieben. Eine Einstellschraube ist in dem Bügel 27 vorgesehen, aber diese Schraube ragt nicht aus dem Gehäuse heraus, sondern sie wird gasdicht durch einen Deckel 56 abgeschlossen. Falls gewünscht, kann irgendein Einstellmittel sich durch den Deckel 56 gasdicht erstrecken, so daß die Temperatur, bei der die Vorrichtung zur Wirkung kommt, eingestellt werden kann. Das wärmeempfindliche Glied ist in der-

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selben Weise ausgebildet, wie oben beschrieben wurde.

Es ist verständlich, daß die Kleinspaltschnappvorrichtung auch für andere Zwecke, als hier beschrieben, benutzt werden kann.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Schnappvorrichtung, insbesondere für elektrische Schalter mit kleinen

   ίο Schaltwegen, mit einem zwischen zwei Stützlagern angeordneten Kniehebelsystem, dessen Teile federnd gegeneinander abgestützt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Kniehebelsystems (5, 18) durch zwei Anschläge (8, 12; 8, 45) derart begrenzt wird, daß es sich nur in einem der Totlage unmittelbar benachbarten Bereich bewegen kann, und daß das Antriebsglied (25, 26, 27, 29) bei seiner Bewegung eine auf den einen der Teile (S oder 18) des Kniehebelsystems einwirkende Federkraft (Feder 20) speichert, welche die von der federnden Abstützung des Systems herrührende Gegenkraft bei der Annäherung an die Totlage zum Verschwinden bringt und dadurch die Schnappwirkung hervorruft, bevor das Kniehebelsystem durch die Totlage hindurchgeht.
2. 2. Schnappvorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Feder (36) mit regelbarem Druck auf den anderen Teil (5) des Kniehebelsystems (5, 18) in gleicher Richtung einwirkt wie die erste Feder (20) auf den ersten Teil ³S (18), wodurch der Druck gleichzeitig auf beide Teile (5, 18) des Kniehebelsystems ausgeübt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen