DE8235646U1 - Schaltvorrichtung mit unabhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit auslösbarer Sprungfunktion - Google Patents

Description

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ßundespatentgerlcht DIPLOMPHYSIKER PR. KER. NAT. RICHARD BIERL eooo München 2 j

PATENTANWALTSBDRO · SONNENWEG 2 · 7218 TROSSINGEN 1 VERTRETER f

beim Europäischen Patentamt |

D-SOOO München ξ

"Schnappschalter" i

(Aktenzeichen)

25 o232 / 25 o232 a / DrBi I 14.Dez.1982 \

WESTDEUTSCHE
ELEKTROGERSTEBAU G.m.b.H.

477o SOEST

Schaltvorrichtung mit unabhängig

von der Betätigungsgeschwindigkeit

auslösbarer Sprungfunktion

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung mit unabhängig von der Betätigungsgeschwindigksit
auslösbarar Sprungfunktion, die - kurz gefaßt - (a) einen
Zweifachgelenk-Mechanismus, in welchem ein ortsfest in
einem gegebenenfalls als Gehäuseteil dienenden Halterungsbauteil eingebauter Gelenktrager, ein als Kontaktträger dienendes bzw. einen solchen enthaltendes Kontaktstück und ein
Betätigungshebel teilweise gegenseitig bzw. ortsfest gela-

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gert und zwischen zwei Lagerstellen durch ein Federelement gegenseitig bzw. gegen einen ortsfesten Punkt verspannt sind, wobei der Betätigungshebel um eine erste Lagerschneide des Gelenkträgers, das Kontaktstück um eine zu der ersten Lagerschneide im rechten Winkel hierzu versetzt parallele zweite Lagerschneide gelagert ist, als Federelement eine nahe dem freien Ende des Kontaktstücks in einem ersten Lagerpunkt gegen einen zweiten eingespannte Feder dient, (b) ortsfest eingebaute Außenkontakte, die mit einer Arbeits- und/oder Ruhekontakt-Anschlußfahne vereinigt sind, enthält, wobei der Gelenkträger, der Betätigungshebel und das Kontaktstück aus elektrisch leitendem Werkstoff hergestellt und der Gelenkträger zusammen mit den Kontaktträgern der beiden Außenkontakts in einem Halterungsbauteil isoliert befestigt sind. Weitere Teilmerkmale der hier in Rede stehenden Schaltvorrichtung und ihrer Bestandteile sind im Oberbegriff des !.Patentanspruchs beschrieben.

Solche Schaltvorrichtungen, die als handelsübliche Mikroschalter, kleine und normale Kippschalter oder Taster oder auch als Baugruppen für gesteuerte Schaltgeräte, wie zB. Thermoschalter, Zeitschalter, Schaltuhren usw. vielfach auf verschiedenen Gebieten der Technik Ver-Wendung finden, wobei sie häufig für die Schaltung starker Ströme geeignet sein müssen, weisen in der Regel den Nachteil auf, daß die Sprungfunktion nicht eine plötzliche Timschaltung von Kontakten bewirkt, vor allem dann, wenn der zugehörige Betätigungshebel mehr oder weniger schleichend beaufschlagt wird. Dabei wird der Kontaktdruck der notwendigerweise meist ziemlich großen Kontakte vor der Aufhebung des Kontaktschlusses sehr stark vermindert, wobei eine unzulässige Erwärmung der Kontakte verursacht wird und sich infolge des dabei einsetzenden

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Lawineneffekts zusätzlich laufend steigert; außerdem ist der Kontaktschluß dann sehr erschütterungsempfindlich, so daß QUASI-Kontaktprellungen, dh. kurzzeitige, sich in mehr oder weniger großen Zeitabständen wiederholende Kontaktschlüsse auftreten, die vor allem beim Zusammenwirken mit Schaltschützen zB. in Schaltschränken, bei deren wiederholtem Ein- und Ausschalten extreme Erschütterungen verursachen, die wiederum zu Quasi-Prellungen führen, so daß sich diese Störung immer weiter aufschaukelt.

In der bisherigen Praxis haben sich die Ursachen dieser Störeffekte nicht einwandfrei feststellen und vor allem ^;( nicht so eliminieren lassen, daß die Fertigung mit Sicher-

heit beherrscht werden kann. In extremen Fällen kann sogar eine sogenannte kontaktlose Phase auftreten - wobei der bewegbare Kontakt zwischen den beiden Außenkontakten stehen bleibt, ohne einen von ihnen zu berühren - was verständlicherweise zu noch weiter reichenden Störungen Anlaß geben kann. Die kleinen Abstände der Kontakte und deren langsame Vergrösserung bzw. Aufhebung durch Kontaktschluß kurz nach dem Abheben der Kontakte begünstigen außerdem das Auftreten von Lichtbogen auch schon beim Schalten von nur schwach induktiven Stromkreisen, was zu unzulässiger Erwärmung des Schalters und schließlich zur elektrischen und mechanischen Zerstörung der Schaltvorrichtung führt.

Da man wenigstens so viel von diesen Problemen erkannt hat, daß als unmittelbare Ursache der vorbeschriebenen Mängel die Reibung in den vom Prinzip her bei solchen Schaltvorrichtungen unvermeidlichen Gelenklagerungen mittels Schneiden und Pfannen, sowohl der Anker in Träger- und Hebelblechen als auch der Eederelemente in ihren

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ί; Lagerpunkten, anzusehen ist, weil sie nichtstetige Bewe-

'4 gungen wegen der kleinen Oberflächenunebenheiten und Un-

<x terschiede der Oberflächenqualität verursacht, hat man

auf mannigfache Weise versucht, diese Reibung der Schneids-5 dei>.lagerungen zu vermindern, zB. durch Feinbearbeitung j der Schneiden und Pfannen, vor allem der aufeinander gleitenden Flächen, zB. durch Nachschleifen, Polieren od.dgl·, oder auch durch Schmieren dieser Stellen, durch Öle, Fette % od. dgl.; alle diese Maßnahmen sind Jedoch sehr arbeit βίο und daher kostenaufwendig und haben überdies nicht zu dem =. angestrebten Erfolg geführt. In gleicher Weise unbefrie

digend waren Versuche auf magnetischer Basis, wobei an

i. den Kontakt trägern Magnete angebracht wurden, wofür außerdem sowohl zusätzlicher Materialaufwand als auch zusätzliehe Justierarbeiten in Kauf genommen werden mußten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung so auszubilden, daß der Kontaktdruck im Laufe der Betätigung bis kurz vor dem Umschalten ausreichend stark bleibt, die kontaktlose Phase extrem abzukürzen und den Effekt der selbsttätigen Kontaktreinigung durch Gleiten der Kontakte aufeinander während der Ubergangsphase von Kontaktschluß zu Unterbrechung zu verstärken, wobei die Fertigung ohne zusätzlichen Aufwand an Arbeitszeit und Material oder

Nachbearbeitung bzw. Nachjustierung von vorneherein serienmäßig in konstanter Qualität und ohne die beschriebenen Mängel behervschbar sein soll.

Diese Aufgabe wird bei einer Schaltvorrichtung

laut Oberbegriff des Anspruchs 1 mit den Teilmerkmalen gemäß dem kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 gelöst. Da-, durch wird der technische Fortschritt erzielt, daß außer

der Vermeidung der vorbeschriebenen Nachteile der bekann-

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ten Schaltvorrichtungen der hier in Rede stehenden Art auch die Betriebssicherheit dadurch erhöht wird, daß in i der Phase des Kontaktschlusses des anderen, zB. des Ar- j beitskontakts, der Kontaktabstand erheblich vergrößert | ist; außerdem vermittelt der elastische Kontaktträger im | Kontaktschluß eine zusätzliche Rückstellkraft, bis er in seine neutrale bzw. Ruhelage zurückgekehrt ist. Schließlich weist die erfindungsgemäße Schaltvorrichtung den Vorteil auf, daß sie als eine selbständige Baugruppe unabhängig von weiteren Teilen einer Montagegruppe, zB. eines Gehäuseteils, einer Platine od.dgl. - oder Untergruppe, gegebenenfalls mit oder in einem einstückig zusammenfügbaren Halterungsbauteil oder einem Abschnitt desselben vorgefertigt werden kann.

Elastische Kontaktträger sind für Schaltvorrichtungen der hier in Rede stehenden Art bisher als ungeeignet abgelehnt worden, weil sie nicht für den erforderlich hohen Kontaktdruck und die geforderte Strombelastbarkeit bemessen werden können; auch die relativ schlechte Leitfähigkeit von Federmaterial wurde als wesentlicher Grund für Unbrauchbarkeit angesehen. Daher kommt die bisher ausschließliche Verwendung von steifen Kontaktträgern der Außenkontakte mit relativ dicken Kontaktblechen. Aus neueren Legierungen, zB. der CuSn-, CuBe-Gruppen oder auch der CuFe-Gruppe, wie sie für Halbleiter-Kühlkörper üblich sind, lassen sich aber elastische Kontaktträger herstellen, die eine erfindungsgemäße Konstruktion mit der gewünschten hohen Strombelastbarkeit und dank der mechanischen Ausbildung gleichmäßig guter Kontaktgabe mit entsprechend geringer Erwärmung zulassen.

Die Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstände der Unteransprüche. Im folgenden sind Ausführungs- | beispiele anhand der Zeichnung beschrieben; es stellen dar:

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Fig.l: eine Seitenansicht (teilweise angeschnitten) eines Ausführungsbeispiels mit schleichender Betätigung

a) in einer Richtung, dh. schleichender Öffnung des Arbeitskontakts, in der einen

Betriebsstellung (zB. Ruhelage des Arbeits-Kontaktstücks)

b) wie a) jedoch in der anderen Betriebsstellung (dh_e Arbeitslage)

c) in einer oder beiden Richtungen, in der

einen Betriebsstellung (zB. Ruhelage des Arbeits-Kontaktstücks)

d) in der entgegengesetzten Richtung von a),

dh. schleichender Öffnung des Ruhekontakts, in der anderen Betriebsstellung (zB. Arbeits

lage des Arbeits- und Ruhelage des Ruhe-Kontaktstücks )

Fig.2: das Ausführungsbeispiel in teilweise kombinierter und teilweise getrennt für die Einzelteile gezeichneten Darstellung

a) des Zweifachgelenk-Mechanismus mit teilweise sichtbar gelassenen Bestandteilen

b) den Gelenkträger in Seitenansicht

c) das Kontaktstück zur Verwendung als schwenk- I bar gelagerter Kontaktträger |

d) den Betätigungshebel in Seitenansicht

e) do. in Rückansicht

f) einen steifen Kontaktträger zur Verwendung als starrer Außenkontakt

g) einen elastischen Kontaktträger mit auf

einer Blattfeder aufgenietetem Kontaktniet

h) do. mit einstückig an die Anschlußfahne angeformter Blattfeder

Fig.3: eine erste Variante des Ausführungsbeispiels von Fig.l mit Blattfeder als elastisches Kontaktstück und zwei starren Außenkontakten

a) in Vorderansicht mit beschnittenem Halterungsbauteil

b) in Seitenansicht (teilweise angeschnitten)

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Fig.4: eine zweite Variante des Ausführungsbeispiels von Fig.l mit vorgespannter "C"-Feder aus Blattfeder geformt und als Federelement zwischen dem Winkelansatz des Betätigungshebels und dem ortsfest gelagerten Kontaktstück

a) in Vorderansicht

b) in Seitenansicht

Fig.5: eine dritte Variante des Ausführungsbeispiels von Fig.l mit vorgespannter "C"-förmiger Blattfeder zwischen der oberen Auslegerfläche des

Gelenkträgers, jedoch mit auf dem Betätigungshebel schneidengelagertem Kontaktstück

Fig.6: eine vierte Variante des Ausführungsbeispiels von Fig.l mit vorgespannter "C"-förmiger Blattfeder zwischen dem Winkelfortsatz des Gelenkträgers und einem elastischen Blattfeder-förmigen Kontaktstück

Fig. 7

und Fig.8: zwei weitere Varianten des Ausführungsbeispiels von Fig.l mit vorgespannter "C¹¹-

förmiger Blattfeder zwischen dem Betätigungshebel und einem Blattfeder-förmigen Kontaktstück

(7) mit Gelenkverbindung bzw.

(8) mit fester Flächenverbindung

zwischen beiden

Fig.4 jeweils a) in Vorderansicht bis Fig.8: b) in Seitenansicht.

In Fig.l ist der in den Halterungsbauteil 1 mit

seiner Anschlußfahne 2 mittels Steckverbindung eingeklemmte Gelenkträger 3 aus elektrisch leitendenij mehrfach gebogenem Kontaktblech starr montiert; wenig oberhalb dieser Einspannstelle weist der Gelenkträger zwei seitlich

in kleinem Winkel abstehend angeprägte Fortsatzteile 4 auf, deren Unterkante als erste Lagerschneide 5 ausgebildet ist. Diese Lagerschneiden 5 liegen in ebenfalls

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seitlich symmetrisch angeordneten Lagerpfannen 5^f (ersten) des Betätigungshebels 6, der den Längsfortsatz; 7 und den Winkelansatz 8 mit einer zweiten Lagerpfanne 9 aufweist. In der zweiten Lagerpfanne 9 ist die zweite Lagerschneide 9^f des Kontaktstücks Io gelagert, zwischen dessen kontaktnahem freien Ende 11, dh. einer Bohrung 12 als erstem Lagerpunkt an dieser Stelle, und der Schneidenkerbe 13 im oberen Winkelansatz des Gelenkträgers 3 als zweitem Lagerpunkt die vorgespannte Spiralfeder 14 eingespannt ist.

In dem Gelenkträger sind also als Zweifachgelenkmechanismus der Betätigungshebel 6 um eine erste Schneidenlagerung (5, 5*) des Gelenkträgers 3 und das Kontaktstück Io um eine entgegengesetzt angeordnete, aber der ersten parallele zweite Schneidenlagerung (9, 9^T) schwenkbar gegen den Gelenkträger 3 elastisch so vorgespannt, daß bei Schwenkung des Betätigungshebels 6, zB. im Uhrzeigersinne, das Kontaktstück Io um die mit dem Betätigungshebel 6 weggeschwenkte zweite Schneidenlagerung (9, 9*) die Federspannung zunächst zunimmt, bis diejenige Lage des Betätigungshebels erreicht ist, bei welcher die beiden Schneidenlagerungen und beide Feder-Lagerpunkte in einer Linie liegen, wonach — bei Fortsetzung der Bewegung des Betätigungshebels - durch überschreiten des Höchstwerts der Spannung der Spiralfeder 14 diese das Kontaktstück Io im gleichen Sinne weiterschwenkt, bis sein Kontakt 15 an dem Außenkontakt 16 anschlägt (vgl. Fig.2), der auf einer Seite dem Gelenkträger 3 gegenüber in dem Halterungsbauteil eingesetzt ist und zu der Anschlußfahne 18 gehört. Diese Bewegung erfolgt nach Überschreitung des Höchstwerts der Spannung der Feder 14 sprungweise»

Die Ausgangslage des Kontaktstücks Io an dem Außenkontakt 17, dessen Anschlußfahne 19 auf der anderen

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Seite der Anschlußfahne 2 des Gelenkträgers gegenüber

in dem Halterungsbauteil 1 eingesetzt ist, war durch ^ seinen Anschlag dort gegeben. Die Anschlußfahnen 18, 19 I der Außenkontakte sind in gleicher Weise wie diejenige 2 ί des Gelenkträgers mittels Steck-, Schnapp- und Klemm- S-verbindung der Teile des Halterungsbauteils und in die— tsen befestigt. Der Außenkontakt 16 ist auf einen elastischen Kontaktträger 21, zB. aus einer Blattfeder von geeigneten mechanischen und elektrischen Eigenschaften angebracht, während der Kontaktträger aes Außenkontakts 17 | im Falle dieses Seispiels steif ausgebildet ist. *

Der Fall des Anschlags des Kontaktstücks to an dem Außenkontakt 16 - nach Überschreiten der Lage mit maximaler Federspannung - ist im übrigen gesondert in Fig. Ib dargestellt. Der Betätigungshebel 6 ist, wie man erkennt, durch den Stößel 2o im Uhrzeigersinn ausgeschwenkt, wobei der Winkelansatz 8 mit seiner zweiten Lagerpfanne 9 diese Schwenkung mitmacht, so daß das Kontaktstück lo, I wie obenbeschrieben, mit seinem freien Ende 11 auf den Kontakt zu schwenkt und dessen elastischen Kontaktträger 21 auslenkt; dieser wird also von seiner zur Mittellage des Kontaktstücks Io hin versetzten Ruhelage nicht nur in seine unversetzte Lage, sondern darüberhinaus noch weiter ausgelenkt. Dadurch wird erreicht, auch schon ohne Versetzung der Ruhelage - daß der Selbstreinigungseffekt von Kontakten beim Aufeinandergleiten ihrer Oberflächen noch erheblich gesteigert und so ein Kleben, Anschweißen, usw., im Zuge ihrer Erwärmung besser als üblicherweise vermieden wird. Außerdem kommt bei verwendung elastischer Kontaktträger eine größere Öffnungsweite der Schalterkontakte zustande.

Umgekehrt folgt der Außenkontakt 16 mit seinem

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elastischen Kontaktträger 21 dem Kontaktstück Io und dessen Kontakt 15 entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn, wenn auf den Betätigungshebel 6 eine Kisft in der Gegenrichtung, zB. durch eine nichtdargestellte Druckfeder bei Rücknahme oder Freigabe des Stößels 2o, wirkt. Wenn der Außenkontakt 16 so weit in Richtung auf die Mittellage des Kontaktstücks Io hin dh. bis zum Erreichen seiner Ruhelage-Form freigegeben ist, daß sein elastischer Kontaktträger 21 das Eontaktstück Io über die Deckungslinie der Schneidenlagerungen und Federlagerpunkte hinaus schiebt, dann springt das Kontaktstück Io schnell in seine Stellung des Anschlags - hier - am Außenkontakt 17 des in diesem Beispiel starren Kontaktträgers 22.

Die bei bekannten Schaltvorrichtungen der hier einschlägigen Art - infolge von unübersichtlichen Reibungsverlusten in den Schneidenlagerungen und Federlagerpunkten - meist ungleichmäßig lange sogenannte kontaktlose Phase, innerhalb der der Kontakt 15 des Kontaktstücks Io weder mit dem einen noch mit dem anderen Außenkontakt (16, 17) Stromschluß herbeiführt, wird durch die Nachführung des Kontakts 16 auf dem elastischen Kontaktträger 21 vermieden. Während bei herkömmlicher Ausbildung die Reibungsverhältnisse für den Sprungvorgang von entscheidender Wir- kung sind, weil in der neutralen Zone in der unmittelbaren Nähe des erwähnten Deckungslinie die Spiralfeder 14 nur eine sehr kleine Kraft in der Richtung der Bewegung des Kontakts 15 auf den Außenkontakt 17 hin aufbringen kann, wird die Spiralfeder 14 durch den elastischen, noch bis dahin vorgespannten Kontaktträger 21 unterstützt und ist außerdem der Kontaktträger bereits so weit zurückgelenkt, daß die Rückzugskraft der Spiralfeder 14 wieder erheblich zugenommen hat. Die Sprungfunktion der Schaltvorrichtung erfolgt bei solcher Ausbildung einer Schaltvorrichtung

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somit mit erheblich höherer Geschwindigkeit als bei den bekannten Ausbildungen und ist außerdem unabhängig von mehr oder weniger zufälligen Reibungsverlusten unbeherrschbarer Größe in den Lagerungen, somit fertigungstechnisch optimal und vorbestimmbar schnell.

Anstelle der vorbeschriebenen Zwangsrückstellung des Betätigungshebels 6 durch eine Druckfeder oder durch einen Zughebel anstelle des Stößels 2o_t also durch entgegengesetzt wirkende Beaufschlagung, wobei die Schaltvorrichtung bistabil funktioniert, kann der Kontaktträger 22 des Außenkontakts 17 so weit zur Mittellage des Kontaktstücks Io vorjustiert sein, daß die Spiralfeder 14 den Zustand ihrer maximalen Spannung nicht überschreitet, dh. der Betätigungshebel 6 auch bei weiterer Schwenkung entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn keine weitere Verlagerung des Kontaktstücks Io bewirkt, kann die Zugfeder 14 bei Entlastung des Betätigungshebels 6 das Kontaktstück Io selbsttätig wieder in die Arbeitslage mit beaufschlagtem elastischen Kontaktträger 21 ziehen, die Schaltvorrichtung wirkt dabei also monostabil.

In Fig.Ic und Id sind alle Teile, die gleich ausgebildet sind oder die gleiche Funktion erfüllen,, wie in Fig.la und Ib, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, wie dort. Wenn der Betätigungshebel 6 schleichend beaufschlagt wird, so ist in den Fällen der Fig.Ib und Ic in die Richtung des Pfeils 2ob bzw. 2oc zu legen, während die Betätigung des Stößels 2o in Fig.Ic auch entgegengesetzt der Richtung des Pfeils 2oc schleichend sein kann. Die Rückbewegung des Betätigungshebels 6 ist dagegen in Fig.la in Richtung des Pfeils 2oa und in Fig.Id in Richtung des Pfeils 2od schnell springend vorauszusetzen, wenn die Schaltvorrichtung von jeder Betriebsstellung in die andere

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ä 25 o232 / 25 o232 a / 14.'12.^. ' ," ,:.. Beschreibung

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i schnell umschaltend als Schnappschalter arbeiten soll.

Unter solchen Annahmen ist die zugrundeliegende

Aufgabe - vor allem bezüglich sehr kurzer kontaktloser

gr 5 Phase - deswegen erfüllt, weil die Kontaktträger 21 und 22a I elastisch ausgebildet sind. Bei dem Beispiel der Fig.Ic

■ folgt - entsprechend Fig.Ib - der elastische und vorgespannte Kontaktträger 17a mit Kontakt 17 dem Kontaktstück Io mit

% Kontakt 15 bei dessen Auslenkung im Uhrzeigersinn, bis er

' Io seine in Fig.Id gezeigte Ruhelage erreicht, dh. bis über

I die Mittellage hinaus, wenn die Spiralfeder 14 die Lage

■ ihrer maximalen Spannung knapp tiberschritten hat und das I Kontaktstück Io unter der Spannung der Spiralfeder 14 bis ι zum Anschlag am Kontakt 16 schnell weiter schnappt.

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Im Falle der Fig.Ic wiidder Kontaktträger 16a somit ähnlich weiter ausgelenkt, wie im Falle der Fig.Ib der Kontaktträger 21, wobei aber die Kontaktabstände (15, 17) vergrößert werden; ist der Kontaktträger 21a in Fig.Id aber

2o starr, so schlägt das Kontaktstück an diesem an, ohne ihn auszulenken. Während bei dem Beispiel der Fig.Ic der Kontakt 36 im Zuge der Rückbewegung in der Richtung des Pfeils 2oc nun ebenfalls dem Kontakt 15 des Kontaktstücks Io bis zu dessen Mittellage folgt und danach die kontaktlose Phase

25 auch bei der Ablösung vom Arbeitskontakt abkürzt, kann auf

diesen Effekt im Beispiel der Fig.Id verzichtet werden, wenn dort eine abrupte Entlastung des Betätigungshebels 6 durch eine schnelle Freigabe des Stößels 2o in Richtung des Pfeils 2od - mittels eines entsprechend geformten Nockens, also

3o von außen - vorgesehen ist (monostabiler Betrieb).

In Fig.2a ist ein Teil der vormontierbaren Schalt-

₍ vorrichtung so dargestellt, daß die Bestandteile Gelenkträ-

' ger 3, Betätigungshebel 6 und Kontaktstück Io in ihrer ge-

35 genseitigen Zuordnung in Vorderansicht - teilweise aufge-

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brochen bzw. angeschnitten - erkennbar sind. Es ist auch

- angedeutet erkennbar, wie der Gelenkträger 3 mit sei- l

ψ nem Halteteil 23 in abgesetzt laschenförmiger Ausbildung ρ

4 in dem Unterteil des Halterungsbauteils 1 steckbar einge- | klemmt ist, auf das die Deckplatte aufgebracht und eben- | falls mittels Schnappteilen od.dgl. befestigt wird. Am unteren Ende des Halterungsbauteils 1 steht die Anschlußfahne 2 vor.

In Fig.2b ist der Gelenkträger 3 einzeln in Seitenansicht dargestellt, so daß die mehrfach gebogene Form der Kontaktbleche mit oberem Ausleger 26₅ dessen Durchbruch 27 für den Längsfortsatz 7 des Betätigungshebels 6, dessen in der Längsrichtung ausgebrochenes Fenster 28, dessen angeprägter Fortsatzteil 4 mit der ersten Lagerschneide 5, dessen Halteteil 23 und dessen Anschlußfahne 2 von oben nach uat^a sichtbar sind_f Me erste Schwenkachse der Schneidenlagerungen 5, 5* ist mit 29 bezeichnet. In Fig.2c ist das Kontaktstück Io mit Kontakt 15_S zweiter Lagerschneide 9* in j 2o der zweiten Schwenkachse 3o, angekröpften Enden schneide::- ! seitig und Bohrung 12 für den zweiten Lagerpunkt der nicht

gezeichneten Feder dargestellt. In Fig.2d ist in Seitenansicht und in Fig.2e in Vorderansicht (wie in Fig_e2a) der Betätigungshebel 6 mit einem Mittelteil 32 und den beiden seitlich angewinkelten Schenkeln 33, 34, dem Längsfortsatz 7, dem Winkelansatz 8, der darin liegenden zweiten Lagerpfanne 9 (vorzugsweise eingeprägt), der ersten Lagerpfanne 5* in der Innenrundung der U-förmigen Schenkel dargestellt; die erste Lagerpfanne 5^f bildet zusammen mit der ersten Lagerschneide 5 des Gelenkträgers 3, die erste Schwenkachse 29, die zweite Lagerpfanne 9 zusammen mit der zweiten Lagerschneide 9^f des Kontaktstücks Io die zweite Schwenkachse 3o. Fig„2f bis 2h zeigen drei Varianten des Kontaktträgers für die Außenkontakte 16 und 17, und zwar in Fig.2f in starrer Ausbildung mit Kontaktfahne 18, in Fig.2g in elastischer Ausbildung mit an die Anschlußfahne 18 an-

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genieteter Blattfeder als elastischen Kontaktträger 21, in Fig.2g den elastischen Kontaktträger in einstückig angeformter Ausbildung.

Die Fig.3 bis 8 stellen Varianten des Ausführungsbeispiels der Fig.l dar, die sich von letzterem durch elastische Ausbildung des Kontaktstücks 36, durch die Verwendung von "C'-förmig gebogenen und vorgespannten Blattfedern anstelle einer Spiralfeder uni schließlich durch deren Einspannung und Ausbildung im einzelnen unterscheiden. So ist in Fig.3 anstelle eines elastischen Außenkontakts das Kontaktstück 36 selbst elastisch ausgebildet; die Spiralfeder 14 ist zwischen dem Gelenkträger 3 und dem freien Ende des Kontaktstücks 36 eingespannt. Das Kontaktstück 36 ist in der Lagerpfanne 37 des Winkelansatzes 8 des Betätigungshebels 6 und letzterer ist mit seiner Lagerpfanne 38 auf der Lagerschneide 38' des Gelenkträgers 3 schwenkbar gelagert.

In Fig.4 ist eine "C'-förmig gebogene Blattfeder mit dem Schenkelpaar 39, 39^T und dem Fußteil 4o zwischen dem Winkelansatzpaar 41, 41^r des Betätigungshebels 6 und der Lagerpfanne 42 nahe dem freien Ende des Kontaktstücks 43 unter Vorspannung eingesetzt und das Kontaktstück 43 ist am anderen Ende in der Lagerpfanne 44 des oberen Auslegers 45 des Gelenkträgers 46, einen Durchbruch dessen oberen Auslegers 45 durchragend oder an letzterem vorbei, ortsfest schnexdengelagert.

Bei der dritten Variante des Ausführungsbeispiels der Fig.l ist, wie Fig.5 zeigt, die "C'-förmige Blattfeder | 47 unter Vorspannung zwischen der Unterseite des oberen Auslegers 45 des Gelenkträgers 3 eingespannt, und zwar am oberen Ende 48 mit dem Ausleger 45 fest verbunden und am

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unteren Ende des Kontaktstücks 5o in der Lagerpfanne 49 gelenkartig eingespannt. Das Kontaktstück 5o ist mit einem Schneidenarm 51 in der Lagerpfanne 52 der oberen Fläche des Winkelansatzes 53 schwenkbar eingehängt gelagert, weil die vorgespannte "C"-Feder 47 auf das Kontaktstück 5o eine Zugkraft ausübt. Der Betätigungshebel 6 ist im übrigen gleich wie in Fig.4 ausgebildet. Der in diesem Beispiel starr eingesetzte Außenkontakt54 ist dann in einen elastischen Kontaktträger eingesetzt, wenn die oben in Verbindung mit Fig.l beschriebenen Vorteile ausgenützt werden sollen.

In Fig,6 ist die vierte Variante des Ausführungsbeispiels der Fig.l dargestellt, bei der das elastische Kontaktstück 55 in der Lagerpfanne 56 der Unterseite des Winkelansatzes 57 des Betätigungshebels 6 schwenkbar schneidengelagert und in diese Lagerstelle durch die nach innen vorgespannte "C"-förmige Blattfeder 58 gezogen wird, die an der Oberseite des Auslegers 45 des Gelenkträgers 3 befestigt ist. Da in diesem Falle das Kontaktstück 55 selbst elastisch ausgebildet ist, können die beiden Außenkontakte 59 und 6o, wie dargestellt, an starren Kontaktträgern angebracht sein, wenn nur die in Verbindung mit Fig.l beschriebenen Vorteile zB. des bei Auslenkung höheren Kontaktdrucks ausgenützt werden sollen, jedoch nicht derjenige der Aufhebung der kontaktlosen Phase.

Die weiteren Varianten der Fig.7 und 8 weisen übereinstimmend eine "C"-förmig mit Vorspannung nach aussen gebogene Blattfeder 61, 62 als Kontaktträger des Kontaktstücks 63, 64 auf, wobei in dem Beispiel der Fig.7 das Federelement als "C"-förmig mit Vorspannung nach innen vorgebogene Blattfeder 65, 66 ausgebildet ist, wobei sie im ersten Falle im Kontaktträger in der Art einer

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Lagerschneide 67 schwenkbar und im zweiten mit dem Kontaktträger an der Stelle 68 starr verbunden ist. Das andere Ende 69, 7o der vorgespannten "C"-förmigen Blattfeder 65, 66 ist jeweils in einer Lagerpfanne 71, 72 eines nur andeutungsweise dargestellten Betätigungshebels 73, 74 schwenkbar gelagert.

In allen Fällen der dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele sind die Kontaktfahnen 2, 18 und 19 einander benachbart, wie bereits für das Ausführungsbeispiel der Fig.l beschrieben, in dem zweiteiligen Halterungsbauteil 1 aus Isoliermaterial mit Hilfe der Nasen und Nuten des Unterteils steckbar festgeklemmt. Auf die gleiche Weise können dank dieser Befestigungsart weitere Schaltanordnungen bzw. -vorrichtungen in dem gleichen Halterungsbauteil 1 daneben, dh. in Fortsetzung der Dreiergruppe der Anschlußfahnen 2, 18 und 19 zu einer gemeinsamen Serien-Baugruppe vereinigt sein (zB, auch einem Paar), wenn wie in Fig.l durch die gestrichelten Linien 75, 76 angedeutet, die zu jeder Schaltanordnung der Fig.la und b gehörenden, je für sich eine selbständige vormontierbare Untergruppe bildenden Schaltvorrichtungen und deren Halterungsbauteile zu einer gemeinsamen Baugruppe zusammengefaßt werden Die beschriebene Art der steckbaren, selbstjustierenden Montage der Teile der hier in Rede stehenden Schaltvorrichtungen kann, ohne daß von ihren erfindungswesentlichen Merkmalen abgewichen wird, in beliebiger Weise abgewandelt werden, zB. dadurch, daß die Anschlußfahnen zwar einander benachbart eingesetzt sind, aber in verschiedene, zB. im rechten Winkel versetzte Richtungen zeigen. Es ist nicht notwendig, daß das Halterungsbauteil im ganzen aus Isolierma.-terial hergestellt ist, vielmehr kann die aus leitendem Werkstoff bestehende Anschlußfahne jeweils mittels eines isolierenden Überzugs oder einer isolierenden Zwischenschicht in einem Halterungsbauteil aus Metall eingesetzt sein.

Claims (7)

DIPLOMPHYSIKER DR. HER.NAT. RICHARD BIERL PATENTANWALT beim Deutschen Patentamt Bundespatentgerlcht 8000 München 2 PATENTANWALTSBORO · SONNENWEG 2 · 7218 TROSSINGEN 1 VERTRETER beim icurop&lachen Patentamt D-8000 München "Schnappschalter1 (Aktenzeichen) 25 o232 a/ DrBi 14.Dez.1982 Schutzansprüche

1. Schaltvorrichtung mit unabhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit auslösbarer Sprungfunktion, enthaltend

(a) einen Zweifachgelenk-Mechanismus, in welchem ein ortsfest in einem gegebenenfalls als Gehäuseteil dienenden Halterungsbauteil eingebauter Gelenkträger, ein als Kontaktträger dienendes bzw. einen solchen enthaltendes Kontaktstück und ein Betätigungshebel teilweise gegenseitig bzw„ ortsfest gelagert und zwischen zwei Lagerstellen durch ein Federelement gegenseitig bzw. gegen einen ortsfesten Punkt verspannt sind,

(a-) wobei der Betätigungshebel um eine ortsfeste in einer ersten Lagerschneide des Gelenkträgers gelagerte erste Lagerpfanne bei Betätigung nahe seinem freien Ende durch einen ortsfest gelagerten Stößel schwenkbar ist

und die Bewegungen des freien Endes des Be-

•i-«2 -*· "'· 14.12.82.

tätigungshebelsj des Stößels und des Kontakts des Kontaktstücks in zueinander parallelen senkrecht auf der Lagerschneide stehenden Ebenen liegen,

(a„) das Kontaktstück um eine zu der ersten Lagerpfanne im rechten Winkel hierzu versetzt parallele zweite Lagerpfanne mittels einer zweiten Lagerschneide an seinem freien Ende ebenfalls mit entsprechenden Punkten in den genannten Ebenen schwenkbar gelagert ist,

(aj als Federelement eine nahe dem freien Ende des Kontaktstücks in einem ersten Lagerpunkt gehaltene Feder dient _r durch die es innerhalb eines engen Winkelbereichs beidseits seiner Mittellage gegen einen zweiten Lagerpunkt unter Längszug-Spannung gesetzt ist

(a₃₁) und als zweiter Lagerpunkt

entweder ein ortsfester Teil des Gelenkträgers bzw.des Halterungsbauteils

oder das freie Ende des Betätigungshebels dient

(a„o) bisw. das Kontaktstück mit seiner

(der zweiten) Lagerschneide um die zweite Lagerpfanne schwenkbar ausgebildet ist und diese entweder im Betätigungshebel nahe

seinem freien Ende bzw. ortsfest im Halterungsbauteil
angeordnet ist,

(b) ortsfest eingebaute Außenkontakte, die in den Bewe-

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.1..3 1·' ■'··· 14.12.82.

gungsebenen des Betätigungshebels, des Stößels, des Kontakts des Kontaktstücks liegen und von denen einer als rein mechanisch wirkender Anschlag dient und/oder beide auf einem Kontaktträger angebracht sind, von denen jeder mit einer Arbeits- und/oder Ruhekontakt-Anschlußfahne vereinigt ist,

(c) wobei der Gelenkträger, der Betätigungshebel und ι das Kontaktstück aus elektrisch leitendem Werk-

sioff hergestellt und der Gelenkträger zusammen mit den Außenkontakt-Kontaktträgern in einem Halterungsbauteil isoliert befestigt sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

(d) die Arbeits- und/oder Ruhekontakt-Anschlußfahne(n) (18, 19) mindestens bezüglich des eigentlichen Kontaktträgers bzw. des Anschlags einander beidseitig entgegengesetzt zusammen mit der Anschlußfahne (2) des Gelenkträgers (3, 46) in einem einstückig zu-

j sammenfügbaren Abschnitt des Halterungsbauteils (1)

isoliert durch vollständige Erstellung desselben aus Isoliermaterial bzw. unter Zwischenlage von Isolierschichten kleiner Dicke eingebaut sind,

(e) und mindestens einer der Kontaktträger (2X9 so elastisch ausgebildet ist, daß er bei Beaufschlagung des Betätigungshebels (6) und die dadurch ausgelöste Auslenkung des Kontaktstücks (lo) in eine der zugeordneten Betriebsstellungen mit Kontaktschluß mit dem jeweils anderen Kontaktträger (-Bi)

j unter verstärktem Kontaktdruck ausgelenkt wird.

2. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1,

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14.12,82.

dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Kontaktträger (21) in seiner kontaktlosen Phase bzw. seiner Ruhelage in Richtung der entgegengesetzten Betriebsstellung des Kontaktstücks (lo) so weit versetzt ist, daß im Laufe der Umkehrbewegung des Kontaktstücks (lo) in seine andere Betriebsstellung die Kontakte (21) der zugehörigen Kontaktträger über die Mittellage des Kontaktstücks (lo) hinaus geschlossen bleiben»

3. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet, daß ein starrer Außenkontakt (.1V) um so viel näher der Mittellage des Kontaktstücks (lo) angeordnet ist, daß nach Zustandekommen des Kontaktschlusses dieses Außenkontakts (lfijbei weiterer Auslenkung des Betätigungshebels (6) die Spannung der Feder (14) nicht abnimmt. (4o, 47, 58, 65, 66 gleich 14.)

4. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktträger (2Γ5 desjenigen Außenkontakts (16) elastisch ausgebildet ist, der durch die langsamere von zwei verschieden schnellen Bewegungen des hin- und herbewegten Stößels (2o) für die Betätigung des Betätigungshebels (6) beaufschlagt wird.

5, Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der ortsfeste Lagerpunkt

'-"5 - 14.12.82.

der Feder (14, 47, 58) auf einem über den Teil mit der zweiten Lagerpfanne (9, 52, 56) des Betätigungshebels (6) hinaus erstreckten Fortsatz des Gelenkträgers (3, 45) liegt.

6, Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (14, 4o, 47, 58, 65, 66) bei mindestens annähernder Stellung des Kontaktstücks (lo, 36, 43, 55, 5o, 63, 64) in der Ebene mit sich deckenden Lagerschneiden (5) des Gelenkträgers (3) und des Kontaktstücks (lo, 37», 42, 52, 56) einerseits und der Schneidenpfannen (9, 5^f, 37, 52*, 56*) des Betätigungshebels (6) ihren größten Grad der Verspannung besitzt.

7. Schaltvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß

(a.,) der Gelenkträger (3) als ein längsgestrecktes erstes Kontaktblech mit Anschlußfahne (2) und

(.Si₁₁) einem zu deren Längsrichtung fluchtig

ausgebrochenen mittigen Fenster und dar-· an anschließendem Schenkelpaar mit einem daran angeprägten Lagerschneidenpaar (4,

ί 5)

(a-₂) und einer entgegengesetzt zur Anschlußfahne oberen Brücke des Fensters mit in der Brücke vorzugsweise mittig angeordneter Schneidenkerbe (13) als zwei-

-"6 -' 14.12.82

tem Lagerpunkt,

(a„) der Betätigungshebel (6) als ein zweites Kontaktblech mit einem Mittelteil (32) und einem Paar von zwei seitlich angewinkelten U-förmigen Schenkeln (33, 34) ausgestattet ist, in deren U-Innenrundung je eine Lagerpfanne (51) angeprägt ist, auf der das Paar der ersten Lagerschneide (5) des Gelenkträgers (3) gelagert ist, und der sich an den Betätigungshebel (6) bzw. dessen Mittelteil (32) anschließende Fortsatz (7) mit kleinerer Breite vorzugsweise unsymmetrisch mit einer Bohrung für den Stößel (2o) angebracht ist,

(a.,) der Kontaktträger des Kontaktstücks (Io) als flaches U-förmiges Kontaktblech mit an dessen Schenkeln angebogenen Lagerschneiden (9^f) für seine Lagerung in dem Paar von Lagerpfannen (9) des Betätigungshebels (6) und mit Kontaktniet (15) in der U-Brücke am freien Ende ausgebildet

(a.) und das vorgespannte Federelement (14 ) zwischen der Schneidenkerbe (13) im Gelenkträger (3) einerseits und einer Bohrung (12) nahe dem Kontaktniet (15) des Kontaktstücks (lo) andererseits eingesetzt sind.