DE6900334U - Mikroschalter - Google Patents

Description

FATiNTANWJUTE

DR.-]NG. VON KREISLER DR.-1 NG. SCHÖNWALD IG. TH. MEYER PR. FUES DlPL-CHEM-ALEKyON KREISLER DiPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-JNG. KLUPSCH

KÖLN 1, DEICHMANKHAUS

6. Jan. 1969 Seh-Sg/est

W.P. Borgmann K.G-, 5063 Overath, Kreuzfahrerstr. 2Λ

Mikr ο s ehalt er

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mikroschalter, bei welchem zwischen den einzelnen in einer Isoliermasse vergossenen Kontaktlamellen eine Schaltlamelle eingespannt ist, wobei die Schaltlamelle von einer Betätigungslamelle über eine Rollfeder umschaltbar ist.

Hikroschalter werden in zunehmendem Maße auch zum Schalten höherer Spannungen und Leistungen eingesetzt. Eine Schwierigkeit besteht darin, trotz der kleinen Bauweise eine genügende Übersehlagfest^ieit und Eriscjsstromf estigkelt zu. erzielen. Bei der Konstruktion von Mikr©schaltern ist deshalb darauf zu achten,, äaB sämtliche spannungsfühjrertäen Teile einen hinreichenden räumlichen Abstand zu solchen !Feilen besitzen, öle auf einem anderen. Spannungspotential Hegen,und das aaiSerdein euren entsprechende

ä&Sür gesorgt ist, das sieh

str-öse zwischen derartigen xeiXea sogXiehsi; nicht ansbllnen Können.

L·.

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Es sind Mikroschalter bekannt, bei denen die Kontaktlamellen, an deren Enden sich die Kontaktplatten bef*inden. voll in einer Xsolierstoffissssi so daß nur an jeweils einem Ende die Kontaktplatte und am anderen Ende der Lötstift aus der Isolierung herausragt. Bei der Montage werden zwei derartige Einzelteile unter Zwischenlegung der Schaltlamelle und einer Betätigungslamelle mittels einer Nietverbindung zusammengespannt, so daß die Kontaktspitze der Schaltlamelle den Kontakt-IQ platten der Kontaktlamellen unmittelbar gegenüberliegt.

Die Schaltlamelle ist im Bereich der Kontakte ausgeschnitten, und an ihrem Ende ist sie als Rollfeder ausgebildet, die in Form eines um etwa 560⁰ gekrümmten Bogens in die Schaltlamelle übergeht. Beim Betätigen dieses Schalters drückt ein isolierter Stößel gegen äie Sehaltlamelle, die sieh daraufhin elastisch verformt und beim Erreichen der Kippgrenze der Rollfeder die Schaltlamelle in die Arbeitsstellung drückt.

Bei derartigen Mikroschaltern hat es sieh als nachteilig erwiesen, daß die Schaltlamelle zwischen den beiden Kontaktelementen eingespannt ist, da sich die Überschlagfestigkeit des Schalters dadurch erheblich verringert. Wäfcrend sämtliche spannungsführenden Teile, soweit dies möglich ist, gegeneinander isoliert und im größtmöglichen 25 Abstand voneinander angeordnet sind, bilden die eigentliehen Kontaktteile die kritische Stelle eines Schalters, * denn wenn man sie in größerem Abstand voneinander anj ordnet, so vergrößert sieh damit zugleich der Sehaltweg und damit auch die Durchschaltzeit. Die Sehaltlamelle führt 30 Ίχνχι gerade durch diesen ohnehin kritischen Bereich.hindurch! und sie liegt, da sie in direktem Kontakt zur Schaltlajneile . ^- steht, direkt auf Sehaltpotential. Bei der Betätigung des Schalters ist deshalb darauf zu achten, daß der Stößel aus iBglietnaterial besteht oder wenigstens isoliert angebracht *■ 55 ist. Weiterhin steht zum Angreifen des Stoßeis eine nur

verhältnismäßig kleine Fläche oberhalb der Schaltkon-

takte zur Verfügung. ι

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die
bekannten Mikrosehalter hinsichtlich ihrer Überschlag- : festigkeit zu verbessern und einen Sehalter zu schaffen,
der auf der Basis eines Grundprinzipes vielseitig verwendbar und modifizierbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungs-j gemäß dadurch gelöst, daß die Betätigungslamelle an der j Außenseite einer Kontaktlamelle verspannt ist, daß sie ί i& ihrer Länge über die Kontaktlamellen hinausreicht, und i daß die Rollfeder zwischen einer an täer Betätigungslamelle j vorgesehenen Traverse und der Schaltlamelle angeordnet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Mikrosehalter befindet sich die j Ä'chaltlamelle nicht mehr zwischen den Kontaktlamellen,

sondern sie ist vielmehr an der Außenseite einer Kontakt- I

lamelle in hinreichendem Abstand zu den Kontaktplatten an- ;

gebracht. Daraus ergibt sich, daß sieh im kritischen Bereich j des Schalters, also in der Nähe der Kontaktplatten, keine j

Metallteile befinden, so daß die Überschlagfestigkeit des ί Schalters nunmehr ausschließlich durch den Kontaktabstand

bestimmt ist. Die Betätigungslamelle ist über die traverse ; und die Rollfeder mit der Schaltlamelle verbunden, und sie ί kann den jeweiligen Anforderungen entsprechend in ihren
Material Vennwerfcen so ausgewählt werden, daß ihre Elastizitat den Sehaltbedingungen entspricht. Ferner ist es

leicht nsöglicii- die Elastizität der Betätigungslamelle durch
Veränderung der- Klsspannung zu verändern, so das auf dem
gleieiien Grundprinzip beruhend Sehalter sit ixßterschiedlieiieri Scnaltkräften und Schaltwegen hergestellt werden können. 1 T>i& dazu Jeweils benötigcen Einzelteile unterscheiden sieh
. bis auf die Sinspannuag der Betätigungslamelle bzw. öle
Betätigungslasielle seliä nicht voneinander.

Vorteilhaft ist die Betätigungslamelle mit einer über die Kontaktlamelle hinausragenden Isolierstoffplatte unterlegt. Die elektrischen Eigenschaften v/erden durch diese

Kä3ri5.rim6 Elöcn Verucsscrt/j t3iw SS τίΐΐΗΐ SSTrSidtvj uSa ux,c

Betätigungslamelle selbst dann, wenn der Schaltstößel zu große Schaltwege durchläuft, nicht in gefährliche Nähe der Kontakte gerät. Ferner kann die Verspannung der Lamellen durch Niete erfolgen, wobei die Nietköpfe jeweils an einer mit eingespannten Metallplatte angreifen. Die an der Sei^e der Betätigungslamelle angebrachte Metallplatte kann dabei zugleich als Einspannung für die Betätigungslamelle dienen und deren Federkonstante weitgehend mitbestimmen;, indem sie einen Teil ihrer Länge starr einspannt. i

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung ist die Betätigunsglamelle durch ein Isolierstück elektrisch von der Schaltlamelle getrennt. Die Schaltlamelle wir-d somit aufgrund ihrer isolierten Anbringung an den. Isolierstoffteilen potentialfrei angebracht, und es brauchen keine b€S>nderen Anforderungen an das an der Betätigungslamelle angreifende .•.Scha.ltelement gestellt zu werden. Dieses kann ohne weiteres aus leitendem Material bestehen und sogar spannungsführend ^ sein, ohne daß dies die Wirkung des Schalters beeinträchtigen würde.

Die Kontaktlamellen sind vorteilhaft an der den Kontakten abgewandteiSeite in Form von Lötstiften aus der Isol'ie?- masse herausgeführt;, und sie sind von aus der Isoliermasse bestehenden Sockeln umgeben- Durch die soekelförmige Äus-Dildung ϊ·ητ?α an der Lötsexte duren Vergrößerung der "wege eine nönere Krieehsia?oinfesoägkeit> erzielt.

Der erf inäungsgemäße Mücroseiialter-' kann als zweipoliger Umschalter aasgebäläet; sein; dabei sind zsei Kontalrtl paare zwischen zwei MefÄllplatten verspannt_, üna die Be-

tat igungs elemente sind mitt ig an einer der Metallplatten befestigt, während die beiden Sehaltlamellen an ihren Enden durch eine Isolierplatte verbunden sind, an welcher die Rollfeder ven der Betätigungslamelle aus angreift-Die Sehaltlamellen sind also starr durch die Isolierplatte miteinander verbunden, und da die Sehaltbewegung - ausge-

I löst durch das Umkippen der Eollfeder - auf die Isolier- | platte übertragen wird, wird ein in hohem Maße gleichzeitiges Umschalten beider Kontaktpaare bewirkt.

Die Betätigungslamelle kann ferner aus einem Biinetallstreifen bestehen, und die die Betätigungslamelle haltende Metallplatte kann in Sichtung der Betätigungislamelle verlängert sein "und eine Justierschraube zur Einstellung der Buheposition der Betätigungslainelle aufweisen. Bei der Ver-Wendung eines Bimetallstreifens kann der Mikroschalter als Anlegethermostat beispielsweise an einer Kesselwand angebracht sein. Erreicht die Temperatur der Kesselwand eine best imnite vorgegebene Höhe, so wird durch die Pormändertingen des Bimetalles die Durchschaltung bewirkt- Der Schalter kann somit als Überwachungs- und Regelelement verwendet werden. Durch die Justierschraube kann die Vorspannuni·; und die Sehalthysterese der Betätigungslamelle eingestellt werden.

Weitere Anwendungsgebiete für den Mikroschalter ergeben sich, wenn er in einem elektrisch isolierten Gehäuse luftdicht abgeschlossen ist, aus welchem nur die Ansehiußdrähte herausgeführt sind. Dadurch wiidder Einbau des Schalters in Feuehträumen oder in explositionsgefährdeten Räumen enoSglicht., und die Schaltkontakte können ferner, falls dies erforderlich ist, von einer die ÜberscISagsgefahr verriiigdnden Schutzgasatmosphäre umgeben sein. Die Schaxtzeitöis lassen sich wegen des auf diese Weise möglichen geringen Kon-takfcabgfcandes sehr klein, halten.

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Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnalssa auf die Figuren an einigen Ausführungsbeispielen naher erläutert;.

Fig. 1 zeigt einen einpoligen Umsehalter,

Fig. 2 zeigt eine Darstellung aus Richtung des Pfeiles XI usr Fig. 1,

Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf einen zweipoligen Umschalter,

Fig. 4 die Seitenansicht eines Teiles dieses Umschalters und

Fig. 5 zeigt einen weiteren Schalter mit einem Bimetall als Schaltlamelle.

Die in den Figuren dargestellten Mikroschalter bestehen jeweils aus mehreren Kontaktlamellen 1,2, an deren Enden die Kontaktplatten 12,15 angeordnet sind. Die Kontaktlamellen 1,2 bestehen aus ebenen parallelen Blechen, die an ihren Enden mit Lötösen la,2a zum Anlöten der Ansehlußdrähte versehen sind. Sie sind im Bereich de*- durchgehenden Hohlniete 14,15 ausgespart und mit Ausnahme ihrer Enden vollkommen von einer Kunststoffumhüllung 7,8 umgeben. Zwischen beiden Kunststoffkörpern 7,8 ist die Schaltlamelle

2Ö 4 mit dem den Schaltplatten 12,15 gegenüberliegenden Sehaltkontakt 9 verspannt. Im Bereich der Hohlniete 14,15 ist sie Wenfalls ausgespart, so daß sie nicht mit diesen

unmittelbar in Berührung kommt. Sie liegt unmittelbar an der K^Rtate&plafcte 3 ^an.. die ebenfalls in Form einer Lötöse '25 5ü> aus dem Sehalterkomplex herausgeführt ist.

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Die Kunststoffumhüllung der Sehaltlamellen 1,2 1st zu den Kontakten hin bei Ja. und 8a dünner ausgebildet _a so daß die Schaltlamelle 4 zwischen beiden Schaltstellungen unbehindert schwenken kann. Am gegenüberliegenden Ende sind Ό Sie S ehalt lamellen zur Vergrößerung der¹ Krieehstroinwege mit Sockeln 7b,8b aus Kunststoff umgeben, während die Lötöse 5b unmittelbar aus dem Kunststoff körper herausragt. ■

Der Isolierkörper 8 ist ferner im Bereich der Hohlniete 14,15 mit zwei die Hohlniete umschließenden Eingmänteln 8c versehen., während der Kunststoffkörper 7 eine entsprechende ringförmige Ausnehmung zur Aufnahme des Ringmantels besitzt. Diese Maßnahme dient ebenfalls der Erhöhung der Kt iechstromfestigkeit aber auch der Ermöglichung einer guten Zentrierung,

Auf der ebenen Flachseite des Kunststoffkörpers 8 ist die Betätigungslamelle 16 mit einer Metallplatte 18 durch die Hohlniete 14,15 verspannt» Auch auf der gegenüberliegenden Seite des Kunststoffkcrpers 7 ist eine Metallplatte 17 angebracht. Die Betätigungslamelle 16 ist von den Kontakten durc#äie dünne Isolierstoffplatte 5 getrennt, und an ihren Ende befindet sich die Traverse 11, die über die Rollfeder 6 mit dem Ende der Scha].tlamelle 4 verbunden 1st.

Der Schalter ist in den Figuren 1 und 2 in seiner Ruhestellung dargestellt. Die Umschaltung geschieht durch einen Druck gegen die Schaltlamelle 16, so daß die Rollfeder 6 mit ihrem äußeren Ende über die Mittelachse des Schalters hinausgedrängt wird und das innere Ende nach dem Umklappen den Schaltkontakt 9 gegen die Kontaktplatte Ij5 treibt. Naöh dem Loslassen der Schaltlamelle l6 kippen die Schaltorgane wieder in die Ruhestellung zurück:. Die Schaltiämexxe iß ist, wenn die Traverse 11 aus nicht-leitendem Material besteht, von sämtlichen spannungsführenden Teilen des Mikroschalters

I - 8 -

£ isoliert angebracht, so daß der auf sie einwirkende

|- Stößel aus leitendem Material bestehen kann.

I Der in den Figuren 5 und k dargestellte zweipolige XJm-

I schalter besteht aus zwei Paaren von Kunststoffkörpern

I 5 7,8, die jeweils die Kontakt lamellen 1,2 umschließen.

Die beiden Schalterpaare sind durch beidseitig ange-

§ brachte Metallplatten 20, die von den Nieten 14,15 zu-

I sammengehalten werden, miteinander verbunderj., und auf

f einer der Platten 20 ist auf der Mittelachse des Schalls
f 10 ters mit einer weiteren Metallplatte 21 und Mieten 22.

§■ die gemeinsame Sehaltlamelle 25 befestigt. An der Schaltlamelle 2J ist im vorliegenden Falle direkt die Rollfeder 6 angebracht. Sie führt zu der die beiden Enden p der Schaltlamellen 4 verbindenden starren Isolierplatte

! 15 2.K, so daß die beiden Kontakte 9 durch Bewegen der Be-

I tätigungslamelle 25 genau gleichzeitig in den Arteits-

I schaltzustand gedrückt werden, Auch in diesem Fall ist

I die Betätigungslamelle 25 von den spannungsführenden

I j Teilen des Schalters, isoliert und hinreichend weit 20 entfernt.

In gleicher- Weise ist es möglich, einen dreipoligen oder mehrpoligen Schalter aufzubauen, in dem sämtliche Schalt-r lamellen an einer gemeinsamen Isolierplatte befestigt _; sind. Ein derartiger dreipoliger Schalter besteht im 25 wesentlichen aus drei einpoligen Schaltern, deren Kontaktlamellen mitsamt ihren Xümhüllungen zwischen Halteplafc-fcen eingespannt sind und sämtlich parallel liegen. Die Schaltlamellen münuen in die gemeinsame Isolierplatte, in deren Mitte über die zentral mit eingespannte Betätigungslamelle die Rollfeder angreift, ί

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Eine weitere Möglichkeit der Ausbildung des Schalters ist in Fig. 5 dargestellt. Dieser Schalter entspricht im wesentlichen der Darstellung der Fig. 1, JeSocn Gesteht hier die Betätigungslamelle 16 aus einem Bimetall, und! anstelle der Metallplatte 13 ist ein abgewinkeltes Metallstüc-k 26 angebracht, Der Ärjs 27 diese« Met-aüÄtilökös ist mit einer Gewindebohrung versehen, in die der Schraubbolzen 2δ eingesetzt ist. Dieser bildet mit seinem Ende den Anschlag für die Betätigungslamelle 16, so daß die Ruhestellung des Bimetallstreifens und damit auch die auftretende Schalthysterese gef.<au festgelegt ist. Der Schalter kann als Anlegethermostat unmittelbar an eine Kesselwand oder ein anderes beheiztes Teil angelegt sein, so daß für die Überwachung keine zusätzlichen Maßnahmen erforderlich sind.

Der erfindungsgemäße Mikrosehalter in seinen verschiedenen Ausführungsformen kann ferner in einem luftdicht abschliessenden Gehäuse untergebracht werden, aus dem nur die Anschlußgeräte herausgeführt sind. Das Gehäuse kann aus einem geeigneten Kunststoff, beispielsweise einer äärkeren Kunststoffolie bestehen, und es sollte wenigstens eine Wand verformbar sein, so daß von außen her durch die Wand Druck auf die Betätigungslamelle ausgeübt werden kann. Der Einsatz derartiger Schalter ist in Feuchträumen und explosiongefabredeten Räumen möglich, und die Schaltkontakte können bei dieser Bauform auch in eine Schutzgasatmosphäre eingebettet sein. Die Gefahr von Spannungsüber-scblägen »ira au? diese weise herabgesetzt.

Claims (10)

re c **<* C *e ■ as· - 10 Ansprüche

1. Mikroschalter, bei welchem zwischen den einzelnen in einer Isoliermssse vergossenen Kontaktlamellen eine Sehaltismeile eingespannt ist» v/obei die Schaltlamelle von eines? Betätigungslamelle über eine Rollfeder umschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungslamelle (16) an der Außenseite einer Kontaktlamelle (2) verspannt ist, daß sie in ihrer Länge über die Kontaktlamellen (1,2) hinausreicht, und daß die Rollfeder (6) zwischen einer an der Betätigungslamelle (16) vorgesehenen Traverse (11) und der Sahaltlamelle (4) angeordnet ist. /

2. Mikroschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungslamelle (16) mit eii^sr über die Kontaktlamellen (1,2) hinausragende Isolierplatte (5) unterlegt ist.

3· Mikroschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verspannung der Lamellen durch Niete (l4,15) erfolgt, und daß die Nietköpfe jeweils an einer mit eingespannten Metallplatte (I7,l8) angreifen.

4. Mikroschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungslamelle (16) durch ein IsoÜerstÜck (11) elelirisch von der Schaltlamelle (4) getrennt ist. j_r

5· Mikroschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktlamellen (1,2) an dem den Kostakten (12,13) abgewandten Ende in Form von Lötstiften (la,2a) aus der Isoliermasse (7,8) herausgeführt sind, und daß sie vors aus Isoliermasse bestehenden Sockeln (7a,8a) umgeben sind.

-YL-

6. Zweipoliger Mikroschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Kontaktlamsllenpaare zwischen zwei Metallplatten (20) verspannt sind, daß die Betätxgungslamelle (23) mittig an einer der Metallplatten befestigt ist, und daß die beiden Sehaltlamellen

(4) an ihren Enen durcrveine Isolierplatte (24) verbunden sind, an vreleher die Rollfeder (6) von aer Betätigungslamelle (23) aus angreift...

7. Mikroschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungslamelle (l6) aus einem Bimetallstreifen besteht./

8. Mikroschalter nach Anspruch 7 oder den vorigen, dadurch gekennzeichnet, daß die die Betätigungslamelle (l6) haltende Metallplatte (26) in Richtung der Betätigungslamelle verlängert ist und eine Justierschraube (28) zur Einstellung der Ruheposition der Betatigungslamelle aufweist./

9. Mikroschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß er in einem elektrisch isolierenden Gehäuse luftdicht abgeschlossen ist, aus welchem nur die Anschlußdrähte herausgeführt sind.

10. Mikroschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er dreipolig oder mehrpolig ausgebildet ist, und daß die Sehaltlame11en aller Kontaktpaare durch eine gemeinsame Isolierplatte verbunden sind, an welcher über» eine Rollfeder die Betätigungslamelle angreift. /