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Elektrischer Schnappschalter Die Erfindung betrifft einen elektrischen
Schnappschalter mit einer rahmenförmigen Schaltfeder, von deren einem die Kontakte
tragenden Quersteg ein mittlerer kürzerer Federschenkel ausgeht, der mit seinem
freien Ende an einem Arm eines zweiarmigen Schalthebels gelenkig abgestützt ist,
auf dessen anderem Arm sich der andere Quersteg gelenkig abstützt, wobei die beiden
äußeren, die Querstege miteinander verbindenden Federschenkel auf Zug beansprucht
sind und der mittlere Federschenkel einer ihn durchbiegenden Druckkraft ausgesetzt
ist, die sich auf die äußeren Federschenkel als Zugspannung überträgt. Derartige
Schnappschalter zeichnen sich gegenüber solchen, bei denen der die Zugspannung aufnehmende
längere Federteil an dem den Kontakten abgekehrten Ende fest am Schaltergehäuse
eingespannt ist, dadurch aus, daß beim Iewegen des Schalthebels gleichzeitig die
Lagerstellen des gedrückten und gezogenen Federteils auf die Kipplinie hin bewegt
werden, wodurch der Schaltweg verkürzt wird. Bei den bekannten Ausführungsformen
solcher Schnappschalter wird jedoch diese Wirkung nur unvollkommen erreicht, weil
die Drehachse des Schalthebels außerhalb des Schwenkbereichs der Schaltfeder liegt
und daher die beiden Federteile mit ihren Lagerstellen beim Ausschwenken des Schalthebels
erhebliche Bewegungen in Längsrichtung der Schaltfeder ausführen müssen, damit die
zum Umschalten notwendige Querbewegung der beiden Lagerstellen erzielt wird. Die
Folge ist, daß das Umschalten einen großen Kippwinkel des Schalthebels erfordert.
Die erhebliche Längsbewegung der Schaltfeder muß bei
der Bemessung
der fest angeordneten Kontakte berücksichtigt werden. Zwar ist eine Längsbewegung
der Kontaktfeder zur Erzielung eines die Kontaktflächen reinigenden Gegeneinandergleitens
der Kontakte von Vorteil, jedoch ist für die Reinhaltung der Kontakte schon eine
ganz geringfügige Gleitbewegung ausreichend, die auch nur kleine Reibungsverluste
bedingt.
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Gemäß der Erfindung ist der Schalthebel zwischen den äußeren Federschenkeln
derart gelagert, daß seine Drehachse mit den Stützlagern und dem freien Ende des
mittleren Federschenkels mindestens annähernd in derselben Ebene liegt. Dadurch
führen die beiden Lagerstellen der Federschenkel beim Schwenken des Schalthebels
beiderseits der Kipplinie fast reine Querbewegungen zur Längsachse der Schaltfeder
aus. Der zum Umschalten notwendige Schaltweg der Federlager wird daher mit einem
sehr kleinen Kippwinkel des Schalthebels erreicht. Längsbewegungen der Schaltfeder
treten hierbei beiderseits der Schnappstellung in einem nur unbedeutenden, jedoch
für die Reinhaltung der Kontakte genügenden Maß auf. Ein weiterer Vorteil der neuen
Schalthebellagerung besteht darin, daß zwischen dem Schalthebel und einem an diesem
z. B. mit einem Druckstift angreifenden Reglerglied selbst bei einem nur kurzen
Hebelarm des Angriffspunktes beim Schwenken des Schalthebels keine nennenswerten
Gleitbewegungen stattfinden, welche eine .die Schaltdifferenz vergrößernde Reibung
verursachen würden. Das nunmehr erzielte kleine Regelintervall läßt sich noch weiter
verkiirzen, wenn man dem mit seinem hinteren Quersteg über das Widerlager vorstehenden
Ende des gezogenen Federteils eine Bäegevorspannung erteilt. Hierdurch nähert sich
der weiter vorn liegende Teil beim Umschalten rascher der Kipplinie. -Der Gegenstand
der Erfindung ist in der Zeichnung in beispielsweiser Ausführungsform dargestellt.
Es zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch den Schalter, Fig. 2 eine Draufsicht auf
den Schalter und Fig. 3 und d schematische Darstellung des Schalters nach Art der
Fig. i.
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Auf einer aus Isolierstoff bestehenden Grundplatte i des Schalters
ist ein gabelförmiger Lagerbock 2 befestigt, der mit einer Anschlußklemme 3 versehen
ist. In dem Lagerbock a ist um eine Achse q. verschwenkbar ein zweiarmiger Hebel
5 gelagert, der mit einem Fingergriff 6 versehen sein kann. um den Schalter von
Hand betätigen ztr können. An den beiden einander entgegengesetzten Enden des zweiarmigen
Hebels 5 ist je eine Lagerpfanne 7 bzw. 8 vorgesehen, die aus einer durchlaufenden
Querrinne besteht. Die beiden Lagerpfannen 7 und 8 dienen zum Anlenken der beiden
Schenkel 9 und io einer Schnappschaltfeder. Der eine Schenkel 9 der Schaltfeder
besteht aus einem rechteckigen Rahmen, dessen einer Quersteg ii einen oder mehrere
Schaltkontakte 12 trägt und zwischen zwei vorzugsweise verstellbaren Anschlägen
13 und 1d. verschwenkbar ist, die z. B. mit Anschlußklemmen 15 bzw. 16 od. dgl.
versehen sind, derart, daß man den Sehalter wahlweise als Ein- und Ausschalter oder
als Umschalter verwenden kann. Der zweite Quersteg 17 des rahmenförmigen Federschenkels
9 dient zum Einspannen der Schaltfeder. Er ist jedoch nicht ortsfest eingespannt,
sondern erfindungsgemäß an den zweiarmigen Schalthebel 5 aasgelenkt, in dessen Lagerpfanne
7 er mit seiner schneidenförmigen inneren Kante greift. Der zweite Federschenkel
io ist aus der Innenfläche des- rahmenförmigen Federschenkels 9 so ausgestanzt,
daß er mit dem Quersteg i i in festem Zusammenhang steht. Der Federschenkel io könnte
auch einen Teil für sich bilden, der an dem Quersteg r i befestigt; z. B. angenietet
oder angeschweißt ist. Das freie Ende des Federschenkels io greift schneidenförmig
in die Lagerpfanne 8 am anderen Ende des zweiarmigen Schalthebels 5; derart, daß
also die Enden der beiden Federschenkel 9 und io an je einem Arm des zweiarmigen
Schalthebels 5 aasgelenkt sind. Der Federschenkel io ist kürzer als der im wesentlichen
geradgestreckte Federschenkel 9, aber doch so lang, daß er in jeder Schaltstellung
des zwischen den beiden Federschenkeln eingespannten Schalthebels 5 sich nicht vollständig
strecken kann. Er bleibt vielmehr immer gekrümmt und steht daher stets unter einer
Druckspannung. Der Federschenkel io übt daher auf den Federschenkel 9 eine (Zug-)
Kraft aus, die je nach ihrer Lage zur Kipplinie den Federschenkel 9 in einer seiner
beiden Grenzlagen, z. B. in der ganz ausgezogenen, festzuhalten bzw. aus dieser
heraus in die entgegengesetzte, strichpunktiert gezeichnete Grenzlage zu verschwenken
sucht.
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Das Ansprechen der Schaltfeder 9, io wird durch Verschwenken des zweiarmigen
Schalthebels 5 herbeigeführt, was entweder mittels des Fingergriffes 6 von Hand
oder z. B., wie in Fig. q. gezeigt, mittels irgendeines Regelgliedes 18 geschehen
kann. das z. B. unmittelbar auf den Schalthebel wirkt. Stellschrauben icg und 2o
dienen dazu, den Aus schlag des Schalthebels 5 zu begrenzen und dadurch den zum
Überschreiten der Kipplinie erforderlichen (in der Zeichnung der Deutlichkeit wegen
übertrieben groß dargestellten) Verstellveg S länger oder kürzer zu machen. Eine
weitere Stellschraube 21, welche auf den über die Anlenkstelle 7 des Federschenkels
9 hinausragenden Quersteg 17 einzuwirken vermag; kann dazu benutzt werden, die Lage
des Federschenkels 9 der Kipplinie zu nähern, um den Verstellweg S zu verkürzen
(Fig. 3) und um diesem Federschenkel 9 eine Biegevorspannung zu erteilen. Hierdurch
wird sein Umschnappen in die entgegengesetzte .Grenzlage begünstigt, und es wird
möglich, mit geringen Verstellkräften zu arbeiten. Die Vorspannung des Federschenkels
9 mittels der Stellschraube 2 1 kann soweit getrieben werden (Fig. q.), daß die
auftretenden Federkräfte nur eine ganz bestimmte Grenzlage (die voll ausgezogene)
zulassen und die entgegengesetzte (strichpunktierte) Grenzlage nur eingenommen werden
kann, solange der zweiarmige Schalthebel 5
durch eine die Vorspannung
des Federschenkels 9 überwindende Verstellkraft aus seiner Zwangslage heraus verschwenkt
wird. Hört diese Verstellkraft auf, so wird der zweiarmige Schalthebel s sofort
durch die Vorspannung des Federschenkels 9 in seine (ganz ausgezogene) Ausgangslage
zurückbewegt, so daß auch die Schaltfeder 9, io wieder in ihre Ausgangslage zurückkehrt,
in welcher sie an dem Anschlag 13 anliegt. Der Schalter kann also ohne Änderung
seiner Bauteile oder seines Ausbaus sowohl als Schalter mit zwei festen Ruhestellungen
(Fig. i bis 3) wie auch als Schalter mit nur einer festen Ruhestellung und einer
Zwangsstellung verwendet werden.
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Die Verwendung eines zweiarmigen Schalthebels 5, an dessen entgegengesetzten
Enden beide Federschenkel 9 und io angelenkt sind, hat zur Folge, daß beim Verschwenken
des Schalthebels nicht wie bisher nur der Anlenkpunkt 8 des unter Druckspannung
stehenden Federschenkels io der Kipplinie genähert wird, sondern daß gleichzeitig
auch der Anlenkpunkt 7 des unter Zugspannung stehenden Federschenkels 9 in entgegengesetzter
Richtung verlagert wird, so daß beide Anlenkpunkte 7 und 8 jeweils nur die Hälfte
des sonst erforderlichen Verstellweges oder Drehwinkels zurücklegen müssen, um ein
Umschnappen der Schaltfeder herbeizuführen. Durch diese Verkürzung des Verstellweges
wird der Schalter außerordentlich feinfühlig und gestattet das Erreichen sehr kleiner
Reglerintervalle.
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Die Durchführung der Erfindung ist nicht an die dargestellte Form
der Schaltfeder oder anderer Teile gebunden. Vielmehr könnte die Schaltfeder auch
z. B. eine solche Gestalt haben, bei welcher die beiden Federschenkel 9 und io bezüglich
ihrer Lage zur Längsachse der Schaltfeder gegeneinander vertauscht sind. Ebenso
könnte man die Stellschraube 21 durch einen festen Anschlag oder eine (Druck-) Feder
ersetzen oder zwischen die Stellschraube und die Schaltfeder eine Druckschraube
einschalten, deren Spannung mit Hilfe der Stellschraube verändert werden kann. Die
Stellschraube 21 könnte bei der Bauart mit zwei festen Ruhestellungen auch ganz
fehlen. In entsprechender Weise könnte der Anschlag 2o bei der Schalterbauweise
mit einer Ruhestellung und einer Zwangsstellung fortgelassen werden. Es ist ein
wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Bauart, daß sie die an sich bereits kleinen
Schaltwege bekannter Schnappschalter mit einfachen und zuverlässig arbeitenden Mitteln
weiter zu verkleinern vermag. Dabei ist noch besonders zu bemerken, daß die von
dem Anschlag 21 aus auf das Federende 17 ausgeübte Biegevorspannung den Federschenkel
ebenfalls im Sinne einer Verkleinerung des Schaltweges beeinflußt.