DE7803266U1 - Elektrischer Schnappschalter - Google Patents

Description

3L.-IINU3. NV SC* · · O1PL.-PftYS.tfR. DIPL.-PHVS.

LLRECHT'^artiEaoDÄCH -■■ HAECKER

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 42 668 b Anmelder: Firma Gebhai-d Balluff KGj

b - 154 Fabrik feinmechanischer

1. Feb. 1978 Erzeugnisse

Gartenstr. 21 ■

7303 Neuhausen a.d.F.

Beschreibung
Elektrischer Schnappschalter

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schnappschalter mit einem Schaltstössel, wenigstens zwei Ruhekontakten, einer diese ] in einer Ruhestellung verbindenden, mit dem Schaltstössel ge- | kuppelten beweglichen Kontaktbrücke, die bei Betätigen des I Schaltstössels bis zu einem Schaltpunkt von mindestens einem I der Ruhekontakte entgegen der Betätigungsrichtung des Schalt- ii

Is stössels abhebbar ist, mindestens einem, von einem der Ruhe- $ kontakte zu einem Schalteranschluß führenden elektrischen Leiter^ und mit einem jenseits des Schaltpunkts mit dem Schaltstössel ber

wegbaren Schaltglied zur Zwangsöffnung des Ruhekontakt-Strom- |< pfads, |^!

Die Praxis hat gezeigt, daß auch bei Schnappschaltern nicht aus-§; geschlossen werden kann, daß die Kontaktbrücke an einem oder an beiden Ruhekontakten klebt oder mit diesen gar verschweißt wird,| so daß trotz Betätigen des Schaltstössels der Ruhekontakt-Strom-| pfad nicht mehr geöffnet werden kann. Außerdem bergen Schnappschalter das Risiko in sich, daß die die Kontaktbrücke bewegende Schnappfeder bricht, worauf der Ruhekontakt-Strompfad ebenfalls nicht mehr zu öffnen ist. Dies kann schwerwiegende Folgen haben - man denke nur daran, daß Einfach- und Reihengrenztaster, wie sie in Werkzeugmaschinen zur Begrenzung von

- 3a -

b - 1^4 i '· *"' ' ^: ' ' ^: '
1. Feb. 1978 " '

Verschiebungen eines Maschinenteils eingesetzt werden, in der Regel solche Schnappschalter enthalten - weshalb schon ein Schnappschalter der eingangs erwähnten Art bekannt geworden ist (DT-OS 26 18 312), bei dem die Ruhekontakte zwangsweise von der Kontaktbrücke abgezogen werden, wenn der Schaltstössel über seinen Schaltpunkt und eine gewisse kleine Nachlaufstrecke hinaus betätigt wird. Zu diesem Zweck sind die Ruhekontakte in jeweils einer Öffnung eines inneren Gehäuseteils in Richtung

A 42 668 b b - 154

1. Feb. 1978

- 4-

der Schaltstösselbewegung verschiebbar geführt, und der von jedem der Ruhekontakte zu jeweils einem Schalteranschluß führende elektrische Leiter besteht aus zwei Leiterteilen, von denen das eine am Ruhekontakt und an dem mit dem Schaltstössel bewegbaren Schaltglied und das andere am Schalteran- ■ Schluß befestigt ist. Wenn nun der Ruhekontakt-Strompfad nach Betätigen des Schaltstössels bis zum Schaltpunkt und um einen gewissen Nachlauf darüberhinaus noch nicht unterbrochen ist und sich infolgedessen der für die Betätigung des Schnappschalters verantwortliche Nocken oder dergleichen v/eiterbewegt, wird der Schaltstössel noch weiter eingedrückt und nimmt dann das über die einen Leiterteile die Ruhekontakte tragende Schaltglied mit, so daß die Ruhekontakte in die Öffnungen der inneren Gehäuseteile hineingezogen werden; dabei kann ihnen die flach ausgebildete Kontaktbrücke nicht folgen, da die inneren Gehäuseteile einen Anschlag für die Kontaktbrücke bilden, so daß die Ruhekontakte zwangsweise von der Kontaktbrücke abgerissen werden. Der Ruhekontakt-Strompfad wird also zwangsgeöffnet, obwohl die beiden gegeneinander verschiebbaren Leiterteile in jeder Stellunc des Schaltglieds elektrisch leitend miteinander verbunden sind.

Obwohl auf diese Weise stets eine Zwangsöffnung herbeigeführt werden kann, was bei Schnappschaltern immer besondere Schwierigkeiten bereitet, da sich die Kontaktbrücke normalerweise beim Abheben von den Ruhekontakten in zur Bewegung des Schaltstössels entgegengesetzter Richtung bewegt, besitzt dieser bekannte Schnappschalter den gravierenden Nachteil, daß er auch nach einer Zwangsöffnung des Ruhekontakt-Strompfads noch seine Schaltfunktion ausüben kann, obwohl er nach einer solchen Zwangsöffnung mit Sicherheit defekt ist: War die Kontaktbrücke einmal mit einem der Ruhekontakte verschweißt, so sind die Kontaktflächen nicht mehr einwandfrei, und durch das Abreißen der Ruhekontakte von der Kontaktbrücke werden in den meisten Fällen die Kontaktbrücke selbst und die ihr sprunghaftes Abheben von den Ruhe-

A 42 668 b

1. Feb. 1978

kontakten bewirkenden Schnappfedern beschädigt. Weitere Nachteile dieses bekannten Schnappschalters sind in seinem relativ komplizierten Aufbau sowie darin zu sehen, daß die Ruhekontakte in den sie führenden Bohrungen"klemmen können.

Den Nachteil, daß man eine Beschädigung der Ruhekontakte und der Kontaktbrücke zunächst gar nicht bemerkt und der Schalter seine Schaltfunktion vorübergehend noch weiter erfüllt, weist ein anderer bekannter Schnappschalter mit Zwangsöffnung des Ruhekontakt-Strompfads nicht auf, weil er in Serie mit dem von den Ruhekontakten und der Kontaktbrücke gebildeten Schalter

j einen zweiten Schalter besitzt _t der durch den Stössel jenseits

seines Schaltpunkt geöffnet werden kann, dann jedoch durch eine

Klinke in der Offenstellung verriegelt wird (DE-OS 25 51 858).

Dieser bekannte Schnappschalter erfüllt zwar die an solche Bau-

elemente gestellten Forderungen, jedoch ist er in seiner Her-

f außerdem

; stellung aufwendig und er benötigt y mehr Platz als andere

bekannte Schnappschalter.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Schnappschalter zu schaffen, bei dem eine Zwangsöffnung des Ruhekontakt- Strompfads möglich ist, der jedoch einen einfacheren Aufbau als die vorstehend geschilderten bekannten Schalter aufweist. Ausgehend von einer Konstruktion der eingangs erwähnten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der von einem der Ruhekontakte zu einem Schalteranschluß führende Leiter bei überfahren des Schaltstössel-

A 42 668 b b - 135

1. Feb. 1978

• · ι

• »If

Λ * t *

»* r r · r

P · r

• ■· I

Schaltpunktes um einen gewissen Nachlaufweg durch das sich mit dem Schaltstössel bewegende Schaltglied bis zur Unterbrechung des Ruhekontakt-Strompfads deformierbar ist. Der Leiter kann, falls er aus mehreren Teilen besteht, dabei elastisch deformiert werden, so daß er einen beim Überfahren des Nachlaufwegs öffnenden Schalter bildet, welcher sich bei Freigabe des Schaltstössels wieder schließt, bevorzugt wird jedoch eine Ausführungsform, bei der der Leiter plastisch, d.h. dauerhaft deformiert und dadurch d.er Ruhekontakt-Strompfad unterbrochen wird: Aus den bereits erläuterten Gründen wird nämlich angestrebt, einen Schnappschalter zu schaffen, der nach einer Zwangsöffnung des Ruhekontakt-Strompfads nicht wieder normal schaltet und dadurch den Anwender zwingt, in jedem Fall die Fehlerursache zu ermitteln und zu beheben. Dies ist aber bei einem erfindungsgemäßen Schalter mit durch das Schaltglied dauerhaft deformierbarem Leiter der Fall, da dann der Ruhekontakt-Strompfad durch die Deformation irreversibel unterbrochen wird.

Der Leiter könnte so ausgebildet sein, daß er durch das Schaltglied zerstört wird, wegen des geringeren Kraftaufwands ist jedoch eine Ausführungsform zu bevorzugen, bei der der Leiter wenigstens zwei Leiterteile umfaßt, die normalerweise gegeneinander anliegen und von denen wenigstens eines durch das Schaltglied derart deformierbar ist, daß es das andere nicht mehr berührt. Dieses Konstruktionsprinzip läßt sich unabhängig davon anwenden, ob das eine Leiterteil zur Unterbrechung des Ruhekontakt-Strompfads durch das

— 7 —

• t ■ «ι it r λ f" ^ ti η

a 42 668 b : :: , : :* .' _t Sl-]

b - 135 '· ί "!' " ! Ϊ .*- "γ L ί \

1. Feb. 1978

Schaltglied dauerhaft oder elastisch deformiert wird. Bei dem erfindungsgemäßen Schnappschalter wird also mit einfachsten Mitteln erreicht, daß der Ruhekontakt-Strompfad auch bei mit den Ruhekontakten verschweißter Kontaktbrücke zwangsgeöffnet wird, und bei den Ausführungsformen, bei denen der Leiter bzw. das eine Leiterteil durch das Schaltglied plastisch verformt wird, bleibt der Ruhekontakt-Strompfad dann auch offen, so daß der Defekt sofort bemerkt wird. Dabei kann auf Führungen für die Ruhekontakte und auf Federn, die die Ruhekontakte in ihrer Normalstellung halten (s.DE-OS

26 18 312), ebenso verzichtet werden, wie auf einen kompletten Schalter und eine Verriegelung für denselben (DE-OS 25 51 858).

Zur weiteren Verminderung der Betätigungskräfte empfiehlt es sich, den mit Hilfe des Schaltglieds zu deformierenden Leiter mit wenigstens einer Schwachstelle zu versehen, die dann eine Art Gelenk bildet.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Ansprüchen und/oder der nachfolgenden Beschreibung sowie der beigefügten zeichnerischen Darstellung zweier Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schnappschalters; die Zeichnung zeigt die beiden Ausführungsformen in den Fig.l und 2 im Längsschnitt durch das Schnappschaltergehäuse, so daß die elektrischen Teile der Schnappschalter in der Seitenansicht dargestellt sind.

- 7a -

A l»2 660 b

b - 135

1. Feb. 1978

te · ·
1 f · i

ι ri**·* * '

Bei der bevorzugten Ausführungsform nach Pig. I besitzt
das vorteilhafterweise als Kunststoff-Spritzgußteil ausgebildete Gehäuse 10 zu beiden Seiten jeweils einen Montageflansc

12, oben eine Führungsöffnung 14 für einen Schaltstössel 16 und unten vier Anschlußvorrichtungen 18a, 18b _s 20a und 20b, über
die der Schnappschalter elektrisch an Schaltkreise angeschlosse] werden kann. Zwischen inneren und äußeren, an das Gehäuse IO
angeformten Halterungsteilen 22a, 22b und 24a, 24b v/erden erste Leiterteile 26a und 26b im Gehäuse gehalten, die aus gestanzten und gebogenen Metallstreifen bestehen, eine ungefähr U-förmige
Gestalt aufweisen, mit ihren oberen Schenkeln Ruhekontakte 28a
und 28b bilden und in den unteren Schenkeln jeweils eine Schwacl stelle 30a bzw. 30b aufweisen, an die sich eine Kontaktzunge 32

• · 1 ι · · · «at

β « η I ι · · · r ·

1. Feb. 1978

A 42 668 b

b - 154 - 8 -

bzw. 32b anschließt. Zwischen den Halterungsteilen 24a und 24b sowie den Gehäuseseitenv/änden 10a und 10b werden zweite Leiterteile 34a und 34b gehalten, die ebenfalls aus gestanzten und ungefähr U-förmig gebogenen Metallstreifen bestehen, mit ihren oberen Schenkeln Arbeitskontakte 36a bzw. 36b und mit ihren unteren Schenkeln Teile der Anschlußvorrichtungen 18a und 18b bilden. Schließlich halten die unteren Bereiche der Halterungsteile 24a und 24b zusammen mit einem angeformten Gehäusesteg 40 dritte Leiterteile 42a und 42b, die eine ungefähr L-förmige Gestalt besitzen und mit ihrem unteren Schenkel Teile der Anschlußvorrichtungen 20a und 20b bilden. Gegen die oberen Bereiche der dritten Leiterteile 42a und 42b liegen die Kontaktzungen 32a und 32b der ersten Leiterteile 26a und 26b an.

Der untere Teil des Schaltstössels 16 hält eine Kontaktbrücke 50, die im wesentlichen aus einer oberen und einer unteren Blattfeder 52 bzv/. 54 sowie vier Kontaktstücken 56a,56b,58a und 58b besteht und in bekannter Weise über zwei Schnappfedern 60a und 60b mit dem Schaltstössel 16 gekoppelt ist. Wegen der Einzelheiten kann hier auf die DT-OS 25 47 278 verwiesen werden.

Der Schaltstössel 16 besitzt unten einen Zapfen 62, der in einem sich gegen die inneren Halterungsteile 22a und 22b abstützenden Führungsstück 64 verschiebbar gelagert ist und von einer Schraubenfeder 66 umgeben wird, die sich auf dem Führungsstück 64 abstützt und den Schaltstössel 16 in seiner oberen Ruhelage hält. Unterhalb dieses Führungsstücks wird von den inneren Halterungsteilen 22a und 22b sowie von den Kontaktzungen 32a und 32b ein Schaltglied 70 gehalten, welches aus isolierendem Kunststoff besteht und die Aufgabe hat, die Kontaktzungen 32a und 32b in die strichpunktiert dargestellte Lage zu biegen, wenn der Schaltstössel 16 ganz durchgedrückt wird.

Die Funktion des Schnappschalters ist also die folgende:

A 42 668 b - 9 -

b - 154

1. Feb. 1978

Es soll angenommen werden, daß der erfindungsgemäße Schnappschalter in einen sogenannten Reihengrenztaster eingebaut ist, dessen Stössel durch Nocken verschiebbarer Maschinenteile angefahren und betätigt werden. Jedem dieser Stössel ist ein Schnappschalter derart zugeordnet, daß eine Betätigung des Stössels des Reihengrenztasters eine Betätigung des Schalt-

r stössels des zugeordneten Schnappschalters zur Folge hat. In * der Zeichnung wurde nun ein Nocken 80 angedeutet, der denjenigen Stössel des nicht gezeigten Reihengrenztasters betätigt, welcher seinerseits den dargestellten, erfindungsgemäßen Schnappschalter! beaufschlagt - der Nocken 80 fährt also nicht unmittelbar den | Schaltstössel 16 an, wie dies die Zeichnung darstellt, sondern Γ betätigt den Schaltstössel 16 vermittels des nicht dargestell-| ' ten Stössels des Reihengrenztasters. Wenn sich nun der Nocken 80 in Richtung des Pfeils A der Schaltstelle nähert, so wird Schaltstössel 16 zunächst um den normalen Schaltweg a in das Gehäuse 10 hineingedrückt. Arbeitet der Schnappschalter normal, schnappt die Kontaktbrücke 50 nach dem überbrücken der Totpunkte der Schnappfedern 60a und 60b nach oben, d.h. die Kontaktstücke 56a und 56b heben von den Ruhekontakten 28a und 28b ab, während sich die Kontaktstücke 58a und 58b gegen die Arbeitskontakte 36a und 36b anlegen. Dadurch wird der zwischen den Anschlußvorrichtungen 20a und 20b .liegende Ruhekontakt-Strompfad unterbrochen, da die Kontaktbrücke 50 die Ruhekontakte 28a und 28b nicht mehr miteinander verbindet, während der Arbeitskontakt-Strompfad zwischen den Anschlußvorrichtungen 18a und 18b geschlossen wird.

Wenn nun aber die Kontaktstücke 56a und 56b an den Ruhekontakten 28a und 28b haften bleiben, z.B. v/eil bei einem vorhergegangenen Schaltvorgang die Kontaktflächen miteinander verschweißt wurden, so kann der sich entgegen der Abhebbewegung der Kontaktbrücke

50 betätigte Schaltstössel 16 die Kontaktbrücke von den Ruhest kontakten nicht lösen, so daß das den Nocken 80 tragende Maschinen

teil sich weiter in Richtung des Pfeils A bewegt. Wenn nun der

- 10 -

A 42 668 b

b - 154 -ΙΟΙ. Feb. 1978

Ruhekontakt-Strompfad nicht unterbrochen würde, so könnte dies eine Beschädigung der zu steuernden Maschine zur Folge haben. Bei dem erfindungsgemäßen Schnappschalter hat nun die weitere Betätigung des Schaltstössels 16 um den Sicherheitsschaltweg b die Folge, daß der Zapfen 62 des Schaltstössels auf das Schaltglied 70 auftrifft und dieses nach unten drückt, wodurch die Kontaktzungen 32a und 32b um die Schwachstellen 30a und 30b geschwenkt und dabei dauerhaft verformt werden. Sie heben also von den Leiterteilen 42a und 42b ab, so daß der Ruhekontakt-Strompfad zwischen den Anschlußvorrichtungen 20a und 20b zwangsläufig und dauerhaft unterbrochen wird, wenn dieser Strompfad nicht schon am Ende des normalen Schaltwegs a (Schaltpunkt) unterbrochen worden ist. Da der Ruhekontakt-Strompfad auch nach Freigabe des Schaltstössels 16 nicht wieder geschlossen v/erden kann, fällt also ein defekter Schnappschalter! sofort auf.

Die Ausfuhrungsform gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig.l nur in der Ausbildung der ersten und dritten Leiterteile, so daß es ausreicht, die Abweichungen im Aufbau und der Funktion zu erörtern. Für gleiche Teile wurden in den Figuren 1 und 2 dieselben Bezugszeichen verwendet, für einander lediglich entsprechende Teile wurden in Fig.2 um Striche ergänzte Bezugszeichen verwendet.

An die Stelle der einteiligen ersten Leiterteile 26a und 26b der ersten Ausführungsform treten jeweils zwei Teile, nämlich jeweils ein erstes Leiterteilstück 26a¹ bzw. 26b' und eine Kontaktfeder 32a' bzw. 32b'. Diese Kontaktfedern sind jeweils an einem dritten Leiterteil 42a'bzw. 42b'

- 11 -

A 42 668 b

¹O - 135

1. Feb. 1978

befestigt, z.B. angelötet und bilden mit den Leiterteil- . stücken 26a¹ und 26b¹ jeweils einen Schalter, 4^er durch das Schaltglied 70 geöffnet wird, wenn der Schaltstössel 16 um den Schaltweg (a + b) gedrückt wird.

Mit der Konstruktion gemäß Fig.2 wird also dasselbe erreicht wie mit dem Schalter nach der DE-OS 26 18 312, jedoch mit wesentlich geringerem Aufwand und ohne das Risiko, daß die Ruhekontakte in ihren Führungen klemmen und dann der Ruhekontakt-Strompfad nicht mehr geöffnet werden kann.

Mit Vorteil kann bei beiden Ausführungsformen die Größe des notwendigen Sicherheitsschaltwegs b dadurch verkleinert werden, daß das Schaltglied 70 näher am Schwenkpunkt der Kontaktzungen 32a, 32b bzw. der Kontaktfedern 32a¹,32b' angreift. Auf diese Weise läßt sich mit Sicherheit vermeiden, daß eine über dem Schaltstössel 16 angeordnete, nicht dargestellte flexible Dichtung (Membran) während des Durchlaufens des Sicherheitsschaltwegs beschädigt wird.

Die gezeichneten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Schnappschalters lassen also deutlich erkennen, mit welch geringem Aufwand sich das Grundkonzept der Erfindung verwirklichen läßt, nämlich einfach dadurch, daß mindestens ein xm Ruhekontakt-Strompfad liegendes Leiterteil bei einer wesentlichen Überschreitung des normalen Schaltwegs elastisch oder aber besser noch dauerhaft so verformt wird, daß der Ruhekontakt-Strompfad offen bleibt.

Claims (1)

1. — 1 —

   » cn »ret tf

   . Ol PL₁-PHYS₁OR,

   OR.-INQ, 0IPL₁-Il^Q₁ 4 |C. ι '. ' _t 01PL₁-PHYS₁OR, DIPL₁-PHYS,

   HÖQER - STELLRECHTV.GRJEÖSÖACH - HAECKER

   PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

   A 42 668 b_ti_ b - 154

   1. Feb. 1978

   Anmelder: Firma Gebhard Balluff Fabrik feinmechanische! Erzeugnisse
   Gartenstr. 21 ■ 7303 Neuhausen a.d.F.

   Ansprüche:

   1. Elektrischer Schnappschalter mit einem Schaltstössel, wenigstens zwei Ruhekontakten, einer diese in einer Ruhestellung verbindenden, mit dem Schaltstössel gekuppelten beweglichen Kontaktbrücke, die bei Betätigen des Schaltstössels bis zu einem Schaltpunkt von mindestens einem der Ruhekontakte entgegen der Betätigungsrichtung des Schaltstössels abhebbar ist, mindestens einem, von einem der Ruhekontakte zu einem Schalteranschluß führenden elektrischen Leiter und mit einem jenseits des Schaltpunkts mit dem Schaltstössel bewegbaren Schaltglied zur Zwangsöffnung des Ruhekontakt-Strompfads, dadurch gekennzeichnet , daß der Leiter (26a,42a) durch das Schaltglied (70) bis zur Unterbrechung des Ruhekontakt-Strompfads (20a,42a,26a,50,28b,26b,42b, ^Bl!? ® lauern* tft deformierbar ist.

   Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter| v/enigstens zv/ei Leiterteile (26a,42a) umfaßt, die gegeneinander anliegen und von denen wenigstens eines (26a) durch das Schaltglied (70) derart dauerhaft/defornuerbar ist.(bei 32a), daß es das andere (42a) nicht mehr berührt.

   Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet', daß der Leiter wenigstens eine die Deformierung erleichternde Schv/achsteile (3Oa) aufweist.

   Schalter nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ruhekontakte(28a,28b) feststehend ausgebildet sind.

   A 42 668 b

   b - 154

   Γ. Feb. 1978

   5. Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ruhekontakt (28a) vom einen Leiterteil (26a) gebildet ist und daß das andere Leiterteii (42a) sich bis zum Schalteranschluß (2Oa) erstreckt.

   6. Schalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beiden Leiterteile (26a,42a) überlappen, daß das an der Berührungsstelle in Betätigungsrichtung des Schaltstössels (16) hinten liegende Leiterteil (26a) die Schwachstelle (3Oa) aufweist und daß das Schaltglied(70) gegen dieses Leiterteil (26a) zwischen dessen Schwachstelle (3Oa) und der Berührungsstelle anlegbar ist.

   7. Schalter nach einem oder mehreren der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet j daß sich die beiden Leiterteile überlappen und daß der an der Berührungsstelle in Betätigungsrichtung des Schaltstössels hinten liegende Bereich des einen Leiterteils als Feder ausgebildet ist₅ die in Richtung auf das andere Leiterteil federt.