DE865329C - Kippschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kippschalter nach dem federelastischen Prinzip.

Kippschalter dieser Art sind an sich bereits in unzähligen Ausführungsformen bekanntgeworden und weisen in der Regel einen Kippmechanismus auf, welcher bei Betätigung durch die Totlage hin^- durchkippt. Für kleine Betätigungswege und große Betätigungskräfte sind jedoch auch Kippschalter bekanntgeworden, deren Kippmechanismus nicht durch die Totlage hindurchkippen muß. Der vorliegende Kippschalter betrifft einen solchem der zuletzt genannten Art. Die bekannten Kippschalter dieser Bauart haben den Nachteil, daß der Kontaktdruck unmittelbar vor dem Kippen zu Null wird. Bei Betätigung eines, solchen Schalters z. B. durch eine Thermostateneinrichtung kann; dieser Zustand· längere Zeit aufrechterhalten bleiben! und zur Funkenbildung an den Kontakten führen, so daß dadurch Radiostörungen verursacht werden,. Der durch die Funkenbildung entstehende große Kontaktabbrand hat ferner mit zunehmender Schaltwechselzahl eine erhebliche Veränderung der Kippeigenschaften des Schalters zur Folge, da die Kontakte gleichzeitig als Anschläge für die Schaltbewegung der Kippfeder dienen. Unter Umständen können die Kontakte auch zusammenschweißen.

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch umgangen, daß eine einteilige Kippfeder mindestens einen starren Teil aufweist, dessen Bewegung durch Anschläge beiderseitig begrenzt ist,

■ und mindestens ein Schalterkontakt federnd a&- geordnet ist. ,

Iru der Zeichnung' ist sehemätisch eine "beispielsweise Äusführungsform des Erfindiungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt

Fig. ι eine Ansicht eines Kippschalters bei offenen S chalterkontakten,

Fig. 2 eine Ansicht des gleichen Kippschalters bei geschlossenen Scbalterkontakteni, ίο Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Kippfeder gemäß der Erfindung in verkleinertem Maßstab, Fig. 4 einen Seitenriß zu der Fig. 3. In der Fig. 1 bedeutet 1 eine an ihrem rechten Ende rechtwinklig nach unten gebogene Lagerplatte, !5 welche an ihrem linken Ende vorn und hinten zwei Verlängerungen 2 aufweist, von denen in der Zeichnung nur die hintere dargestellt ist, da die vordere der besseren Darstellung) wegen weggeschnitten wurde. Zwischen den beiden Verlängerungen2 greift ein rechtwinklig gebogener Stellhebel 3 mit einem Schenkel durch, während sein anderer Schenkel parallel zur Lagerplatte 1 verläuift. Der Stellhebel 3 ist zwischen den beiden Verlängerungen 2 auf einer Achse 4 drehbar gelagert und weist am rechten Ende seines waagerechten Schenkels eine Stellschraube 5 auf. Sowohl das nach unten gebogene Ende der Lagerplatte 1 als auch der ihm gegenüberliegende Schenkel des Stellhebels 3 weisen je ein Schneidenlager 6 bzw. 7 auf, in welche entsprechende Schneiden einer Kippfeder 8 gelagert werden können. Letztere weist eine am besten aus der Fig. 3 in Draufsicht und aus der Fig. 4 im Querschnitt ersichtliche Gestalt auf. Gemäß der Fig. 3 ist erkennbar, daß das rechte Ende der Kippfeder durch zwei rechtwinklig nach unten umgebogene Ränder 9 und 10 sowie durch eine nach unten herausgedrückte Querrippe in eine verhältnismäßig große Längs- und Querversteifung erhalten hat, während ihr linkes Ende, welches durch Herausstanzen eines Schnittes 12 in eine Kontaktfederzunge 13 und eine Schneideazunge 14 aufgeteilt wurde, keine Versteifung aufweist. In· der Kontaktfeder zunge 13 ist eine Bohrung 15 für ein in der Fig. 3 nicht dargestelltes Kontaktstück vorgesehen· Das linke Ende der Schneidenzunge 14 weist eine leicht gebogene Schneide 16 auf, welche im Schneidenlager 6 des Stellhebels 3 gelagert werden kann. An ihrem rechten Ende weist die Kippfeder zwei weitere Schneiden 17 bzw. 18 auf, die ihrerseits im Schneidenlager 7 der Lagerplatte 1 gelagert werden können. Die nach unten gebogenen Ränder 9 bzw. 10 weisen an der gleichem Stelle zwei abgerundete Verlängerungen 19 bzw. 20 auf, die, wie aus Fig. i-ersichtlich ist, seitlich die Lagerplatte ι übergreifen. Aus der Fig. 3 ist ferner noch ersichtlich, daß - in der Kippfeder in ihrem versteiften Teil eine Anschlagöffnung 21 vorgesehen ist. In der Fig. 4 ist ein Querschnitt der beschriebenen Kippfeder dargestellt. Daraus sind die beiden umgebogenen Ränder 9 bzw. 10 und die Querrippe 11 deutlich erkennbar. In der Lagerplatte 1 ist gemäß der Fig. 1 eine einstellbare Anschlags ehr aube 22 vorgesehen, die an ihrem unteren Ende eine Rille 23 aufweist, wodurch eine untere und eine obere Anschlagfläche 24 bzw. 25 entstehen. In der Lagerplatte ι ist die Anischlagschraube 22 gerade gegenüber der Anschlagöffnung 21 in der Kippfeder 8 gelagert, und die beiden Anschlagflächen 24 und 25 befinden sich oberhalb bzw. unterhalb der Kippfederfläche. Die Anschlagöffnung2i in der Kippfeder 8 weist ferner einen solchen Durchmesser auf, daß beim Zusammenbau der durch die Rille 23 im unteren Teil der Anschlagschraube entstehende Kopf 26 ohne weiteres durchgesteckt werden kann, während nach dem Zusammenbau zwischen dem Mittelpunkt der Anschlagöffnung 21 und der Achse der Anschlagschraube 22 ein Spielraum vorhanden ist, derart, daß nur der gegen die Querrippe 11 gelegene Randteil der Anschlagöffnung sich auf die Anschlagflächen 24 bzw. 25 abstützen kann. In der Fig. 3, in welcher diese Verhältnisse dargestellt sind, ist der Querschnitt durch die Rillenpartie der Anschlagschraube mit 231 bezeichnet. In der Fig. 1 ist der Kippschalter in der Ausschaltstellung dargestellt, d. h. der versteifte Teil der Kippfeder 8 ruht auf der unteren Anschlagfläche 25 der Anschlagschraube 22 auf, und die Schneidenzunge 14 ist verhältnismäßig stark nach unten durchgebogen. In der gleichen Richtung wie der versteifte Teil der Kippfeder liegt auch die Kontaktfederzunge 13. An deren linkem Ende ist ein Kontaktstück 27 angenietet. An der gleichen Stelle lehnt sich diese Feder leicht gegen einen einstellbaren Anschlag 28 an. Gegenüber demselben, angenähert in gleicher Höhe wie die beiden Schneiden 6 und 7, befindet sich ein ebenfalls einstellbarer Gegenkontakt 29. Iru der Fig. 2 ist die Kippfeder hingegen in der Einschaltstellung dargestellt, d. h. der versteifte Teil der Kippfeder 8 ruht auf der oberen Anschlagfläche 24 der Anschlagschraube 22 auf, und die Schneidenizunge 14 ist nur noch sehr wenig nach unten durchgebogen. Die Kontaktfederzunge 13 ist jetzt leicht nach oben gebogen, da das an ihr angebrachte Kontaktstück 27 gegen den Gegenkon^ takt 29 drückt.

Die Betätigung des beschriebenen Kippschalters kann auf mannigfache Art stattfinden. In der Zeichnung wurde beispielsweise eine Betätigung durch einen an sich bekannten Tauchfühler dargestellt. In den Fig. 1 und 2 bedeutet 30 einen an einem weiter nicht dargestellten Gehäuse fest angeordneten Flansch, mit welchem ein Tauchrohr 31, aus Material mit großem Ausdehnungskoeffizienten, fest verbunden ist. Im Innern dieses Tauchrohres ist in üblicher Weise ein sog. Basisstab 33 aus Material 115. mit möglichst kleinem Ausdehnungskoeffizienten angeordnet, wobei das untere Ende desselben mit dem unteren Ende des Tauchrohres 31 fest verbunden ist. Es ist leicht einzusehen, daß bei zunehmender Temperatur, welcher die beschriebene Tauchfühlereinrichtung ausgesetzt ist, eine Verlängerung des Tauchrohres 31 stattfindet, während der Basisstab 33 seine Länge annähernd beibehalten wird. Da der Flansch 30 fest angeordnet ist, ergibt sich dadurch eine relative Verschiebung des oberen Endes des Basisstabes gegenüber dem Flansch, und

zwar bewegt sich das Ende des Basisstabes in diesem Falle nach unten, während es sich nach oben bewegt, falls die Temperatur sinken würde. Die Verbindung dieser Anordnung mit dem oben beschriebenen Kippschalter ergibt sich dadurch, daß das obere isolierte Ende 32 des Basisstabes 33 des Tauchfühlers auf die Schneidenzunge 14 des Kippschalters einwirkt.

Die Einstellung der richtigen Kippfederspannung wird, wie aus den Fig. 1 und 2 leicht ersichtlich ist, durch angenähert horizontale Verschiebung der Schneide 6 mittels der Stellschraube 5 bewerkstelligt.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist die folgende. Der Kippschalter befinde sich mit richtig eingestellter Federspannung in der Ausschaltstellung gemäß der Fig. 1. Infolge sinkender Temperatur des zu überwachenden Mediums bewegt sich der Basisstab 33 nach oben und bewirkt eine elastische Deformation der Schneidenfeder 14, so· daß dadurch eine äußere Druckkraft gegen den Kippschalter zustande kommt. Dies hat zur Folge, daß die auf die untere Anschlagfläche 25 der Anschlagschraube 22 wirkende resultierende Anschlagkraft, entstanden aus der vorgenannten äußeren Druckkraft und der Kippfederkraft, langsam abnimmt. Im Augenblick, in welchem diese Anschlagkraft durch die Wirkung des sich immer weiter nach oben bewegenden Basisstabes 33 aufgehoben wird, wird der Kippvorgang eingeleitet, d. h. der versteifte Teil der Kippfeder, der bis jetzt trotz langsamer Abnahme der nach unten wirkenden Anschlagkraft unverändert auf der unteren Anschlagfläche 25 auflag, ändert plötzlich seine Lage, schnellt nach oben und legt sich gegen die obere Anschlagfläche 24 an. Die gleiche Bewegung wie der versteifte Teil der Kippfeder macht auch die Kontaktfederzunge 13 mit. Der Kontakt 27 derselben kommt jedoch mit dem Gegenkontakt 29 vor Beendigung dieser Bewegung in Berührung. Dies hat zur Folge, daß die Kontaktfederzunge 13 einfedert und daß am Ende der Kippbewegung zwischen den beiden Kontakten 27 und 29 ein bestimmter Kontaktdruck herrscht, welcher durch die Einfederung der Kontaktfederzunge 13 gegeben ist. Anderseits wird, wie leicht einzusehen ist, die gegen den Anschlag 24 wirkende Anschlagkraft der Kippfeder um den Betrag dieses Kontaktdruckes unter Berücksichtigung der Hebelarme vermindert. Die Verhältnisse sind jedoch so gewählt, daß eine verhältnismäßig große Anschlagkraft übrigbleibt, welche die erreichte Schaltstellung sicherstellt. Es ist zu beachten;, daß während des Kippvorganges kein. Abheben der Schneidenzunge 14 vom oberen isolierten Teil 32 des Basisstabes 33 stattfindet. Die Scbneidenzunge 14 erleidet während dieses Kippvorganges vielmehr nur · solche elastische Formänderungen, die einerseits den Kippvorgang ermöglichen und anderseits keine Aufhebung der Berührung zwischen dem oberen Basisstabende und der Schneidenzunge erfordern. Außerdem ist die Totlage in der Einschaltstellung noch nicht erreicht. In der letzteren ist daher, wie ■ in der Fig. 2 dargestellt, die Schneidenzunge 14 immer noch leicht nach unten durchgeboigen und liegt dem Basisstab auf. Bewegt sich nun der Basisstab 33 infolge steigender Temperatur des durch den Tauchfühler zu überwachenden Mediums langsam nach abwärts, so folgt die Schneidenzunge sofort dieser Bewegung und deformiert sich dabei wieder elastisch derart, daß die nach oben gegen ■ die Anschlagfläche 24 gerichtete Anschlagkraft ebenfalls abnimmt, ohne ,daß jedoch vorläufig der versteifte Teil der Kippfeder irgendwie an dieser Bewegung teilnimmt. Bevor eine Bewegung dieses Teiles zustande kommt, übt die genannte Deformation, der Schneidenzunge 14 eine solche Rückwirkung auf den versteiften Teil der Kippfeder aus, daß die gegen die Anschlagfläche 24 wirkende Anschlagkraft zu Null absinkt. Bis zu diesem Augenblick bleibt aber auch die Einfederung der Kontaktfederzunge 13 und demzufolge der Kontaktdruck zwischen den Kontakten 27 und 29 unverändert. Sinkt nun infolge weiterer Abwärtsbewegung des Basisstabes 32 die äußere Druckkraft unter den Wert, welcher der Summe aus der inneren Querkraft der Kippfeder und dem Kontaktdruck der Kontaktfederzunge entspricht, d. h. beginnt die resultierende Anschlagkraft nach abwärts zu wirken, so tritt der Kippvorgang augenblicklich ein, go der versteifte Teil der Kippfeder schnellt nach unten, bis er auf der unteren Anschlagfläche 25 aufliegt, die Kontaktfederzunge 13 entspannt sich, die Kontakte 27, 29 trennen sich momentan und das Kippfedersystem nimmt wieder die in der Fig. 1 dargestellte AusschaltsteMung ein. Die Trennung der Kontakte 27, 29 erfolgt dabei in dem Augenblick, in dem der versteifte Kippfederteil sich annähernd in der Mitte der beiden Anschlagflächen 24, 25 befindet.

Wie aus obiger Beschreibung hervorgeht, findet die elektrische Kontaktgabe zwischen den Kontakten 27 und 29 statt, d. h. der Kontakt 29, die Kippfeder 8 mit der mit ihr verbundenen! Lagerplatte ι und dem Stellhebel 3 sowie auch der Anschlag 28 können unter Spannung kommen. Es ist daher selbstverständlich, daß diese Teile unter sich und gegen Masse elektrisch isoliert sind. Der obere Teil 32 des Basisstabes 33 muß demzufolge als Isolierdruckstift ausgebildet sein, welcher beispielsweise aus Glas oder Steatit usw. hergestellt sein kann. Der Anschlag 28 kann ferner ebenfalls als Kontakt ausgebildet sein. In diesem Fall ist es notwendig, daß derselbe in der Fig. 1 so weit nach oben verschoben wird, daß die Kontaktfederzunge 13 genügend eingefedert wird.

Statt die Kontaktfederzunge 13 federnd auszubilden, könnte, in einer weiteren Ausführungsform, dieselbe auch starr, ausgeführt und hingegen der Kontakt 29 federnd gelagert sein.

Mit der bekannten, nur auf einer Seite der Totlage arbeitenden Kippeinrichtung hat die beschriebene Kippeinrichtung den Vorteil gemeinsam', daß sie von außen nur in einer Richtung betätigt wird, während sie in der anderen Richtung selbsttätig arbeitet. Weitere Vorteile ergeben sich dadurch,

daß die Begrenzung der Kippbewegung ausschließlich durch die beiden Anschlagflächen! 24 und· 25 erfolgt, d. h. ganz uniabhängig vom Abbrand der Kontakte, so daß die Änderungen der Kippeigenschäften als Folge des Kontaktabbrandes auf ein Minimum reduziert werden. Ferner bleibt der Kontalctdruck zwischen den Kontakten stets bis zur Auslösung des Kippvorganges vollständig erhalten. Im Gegensatz zu den bekannten! Kippschaltern findet also vor dem Kippen kein Absinken des Kontaktdruckes statt, so daß eine radiostörfreie Funktionsweise gewährleistet ist. Der beschriebene Kippschalter weist ferner eine; sehr hohe Empfindlichkeit auf, weil in der Einschaltstellung die resultierende Anschlagkraft gegen die Anschlagfläche 24 um dens Betrag des Kontaktdruckes vermindert wird, was einer mechanischen Kompensation gleichkommt, so daß trotz einer Kontaktdruckgröße von beispielsweise 15g nur ein Betätigungshub von beispielsweise 0,02 mm benötigt wird;

Claims (13)

1. PATENTANSPE0CHE:

   ι. Kippschalter, dadurch gekennzeichnet, daß eine einteilige Kippfeder mindestens einen starren Teil aufweist, dessen Bewegung durch Anschläge beiderseitig begrenzt ist, und mindestens ein Schalterkontakt federnd angeordnet ist.,
2. 2. Kippschalter nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der federnde Schalterkontakt an der Kippfeder angeordnet ist.
3. 3. Kippschalter nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Gegenkontakt federnd angeordnet ist.
4. 4. Kippschalter nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippfader eine Blattfeder ist, deren starrer Teil durch umgebogene Ränder und durch eine quer zur Längsachse der Kippfeder angeordnete Versteifungsrille hergestellt ist.
5. 5. Kippschalter nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippfeder eine Kontaktfederzunge und eine der Lagerung dienende federnde Schneidenzunge aufweist.
6. 6. Kippschalter nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidenzunge durch die Kontaktfederzunge umfaßt ist.
7. 7. Kippschalter nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippfeder im starren Teil eine Anschlagöffnung aufweist.
8. 8. Kippschalter nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungsrille nahe der Anschlagöffnung angeordnet ist.
9. 9. Kippschalter nach den Ansprüchen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide der Schneidenzunge in der Blattfederebene nach einem Bogen verläuft.
10. 10. Kippschalter nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am freien Ende des starren Teiles zwei der Lagerung dienende Schneiden in Linie angeordnet sind.
11. 11. Kippschalter nach dem Anspruch 1 mit Schneidenlagerung, dadurch gekennzeichnet, daß von den festen Widerlagern für die Kippfeder das eine an einer Abwinklung einer festen Lagerplatte und das andere an einem an diese Lagerplatte angelenkten Winkelhebel angeordnet ist.
12. 12. Kippschalter nach den Ansprüchen 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsanschläge durch die radialen Begrenzungsflächen einer Rille, in welcher der starre Kipp- federteil mit Spiel liegt, gebildet sind, welche Rille an einer in der festen Lagerplatte angeordneten Stellschraube vorgesehen ist.
13. 13. Kippschalter nach den Ansprüchen 1, 7 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagöffnung einen größeren Durchmesser als die Stellschraube aufweist und gegenüber der Rille zentrisch verlagert ist.

    Angezogene Druckschriften:
    Britische Patentschrift Nr. 419 917.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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