DE2257306B2 - Schaltvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltvorrichtung mit zwei Festkontaktpaaren und zwei federnd gegeneinander gedrückten, um parallele Achsen kippbar gelagerten Lenkern, von denen der eine als Schaltsieg zur wahlweisen Verbindung je zweier Festkontakte dient.

Bei solchen an sich bekannten Schaltelementen werden im allgemeinen die beiden Lenker durch eine Zugfeder gegeneinander gezogen, und zwar derart, daß sie einen stumpfen Winkel miteinander einschließen. Dabei liegen die an einem der beiden Lenker befindlichen Schaltkontakte an einem Paar der zu verbindenden Festkontakte an, wodurch eine bestimmte Maximsilabwinkelung definiert ist. Um nun die Schaltkontakte mit dem andern Paar von Festkontakten in Berührung zu bringen, muß der von den Lenkern gebildete Winkel entgegen der Kraft der Zugfeder durch eine Totpunktlage gedrückt werden, bei welcher die Schenkel und die Richtung der Federkraft in einer Linie liegen, worauf die Lenker dann aufgrund der Federkraft in eine bezüglich dieser Totpunktlage symmetrische Lage gelangen, bei der die Schaltkontakte am anderen Festkontaktpaar anliegen. Durch die herkömmliche Anordnung mit Zugfedern sind verhältnismäßig große Schaltwege erforderlich. Die gegenseitige Abstützung und Lagerung der beiden Lenker erfolgte bis jetzt durch V-förmig geschlitzte Enden der Lenker, wobei die Schlitze um einen Winkel von 90 Grad relativ zueinander verdreht waren und ineinander eingriffen. Ein großer Nachteil dieser Lagerung ist es, daß sich die Auflageflächen in den beiden V-Schlitzen sehr stark abnützten, wodurch sich die beiden Lenker verklemmten und nicht mehr frei bewegen konnten, was wiederum den einwandfreien Schaltvcrgang stark beeinträchtigte.

Aus der DE-AS 15 40 656 ist ein Schalter bekannt, der mittels eines an ihm angreifenden Stabes um eine bezüglich des Gehäuses feste Achse verschwenkt v/erden kann. Der Hebel trägt an seinem einen Ende einen Zapfen, der in den Schlitz eines Schaltelementes eingreift. Eine am Zapfen und Schaltelement angreifende Feder drückt dieses vom Zapfen weg. Das Schaltelement trägt seinerseits einen Zapfen, der in einem ungefähr rechtwinklig zum Hebel verlaufenden Schlitz eines starr am Gehäuse befestigten Kontaktträgers verschiebbar geführt ist. Das einen Schaltkontakt tragende, bewegliche Kontaktelement ist mit einem Führungsplättchen versehen, das einen Führungsschlitz mit zwei zueinander parallelen, aber gegeneinander versetzten Endabschnitten und einen gegen diese geneigten und diese miteinander verbindenden Mittelabschnitt aufweist. Der am Schaltelement befestigte Zapfen ragt ebenfalls in diesen abgewinkelten Führungsschlitz hinein.

Beim Verschwenken des Hebeis passiert das Schaltelement einen Totpunkt und führt unter der Einwirkung der an ihm angreifenden Feder eine sprungartige Kippbewegung aus. Bei dieser Kippbewegung bewegt sich der am Schaltelement befestigte Zapfen entlang des im Kontaktträger vorhandenen, gj'aden Schlitzes sowie entlang dem abgewinkelten Führungsschlitz des Kontaktelement-Führungsplättchens, so daß das bewegbare Kontaktelement bewegt wird.

Bei diesem vorbekannten Schalter gleitet also der am Schaltelement befestigte Zapfen entlang dem abgewinkelten Führungsschlitz des Führungsplättchens. Dies erzeugt eine beträchtliche Reibung, die die Kippbewegung verlangsamt und insbesondere auch einen Materialabrieb verursacht. Der letztere beeinflußt wiederum den Schaltweg und verkürzt die Lebensdauer des Schalters. Des weiteren hat der vorbekanntc Schalter den Nachteil, daß er relativ große Abmessungen aufweist, und zwar in zwei zueinander rechtwinkligen Richtungen. Dies wird unter anderem dadurch bedingt, daß längliche, ungefähr rechtwinklig zum Hebel verlaufende Kontaktelemente vorhanden sind. Zudem wäre noch zu erwähnen, daß das bewegbare Kontaktelement bei den Schaltvorgängen in einer Weise bewegt wird, bei der praktisch keine Selbstreinigung erfolgt.

Ein aus der FR-PS 15 45 486 bekannter Schalter weist ein aus Metall bestehendes, mehrfach abgewinkeltes Schaltelement auf, das an einem Ende mit einer Schneide versehen ist. die in eine Vertiefung eines am

Gehäuse befestigten, metallischen Halteteils eingreift Am andern Ende des Schaltelementes greift ein Stößel an. Zwei abgewinkelte Abschnitte des Schaltelementes bilden ihrerseits eine Vertiefung, in die die Schneide eines starren Kontakt-Armes eingreift, der einen Schalt-Kontakt trägt Eine ungefähr V-förmige Bügelfeder ist mit einem Ende am Halteteil und mit dem anderen am Kontakt-Arm befestigt und drückt den letzteren gegen die Vertiefung des Halteteils.

Die Stromzuleitung zum bewegbaren Schaltkontakt erfofgt bei diesem vorbekannten Schalter von einem Anschluß-Stift über den Halteteil und das Schaltelement zum bewegbaren Kontakt-Arm, an dem der Schalt-Kontakt befestigt ist Der Strom muß also zwischen dem Anschluß-Stift und dem eigentlichen Schalt-Kontakt zwei Übergänge zwischen paarweise gegeneinander bewegbaren Teilen passieren, wobei diese Teile bei den Obergängen lediglich durch die Kraft der Bügelfeder aneinander angedrückt werden. Durch diese zwei Übergänge wird der elektrische widerstand der Leitstrecke des Schalters beträchtlich erhöht und die Strombelastbarkeit des Schalters reduziert. Zudem neigen derartige Übergänge, insbesondere bei Überlastungen, zum Verbrennen oder zum Verschweißen.

Es ist nun Aufgabe dieser Erfindung, ausgehend vom vorstehend zuerst beschriebenen, vorbekannten Schalter eine Schaltvorrichtung zu schaffen, die eine funktionssichere, gegenseitige Verbindung und Lagerung der eingangs erwähnten Lenker ergibt. Dabei soll die Erfindung ermöglichen, auch die aufgezeigten Schwierigkeiten bei den andern beschriebenen, vorbekannten Schaltern zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der eine Lenker entgegen der Kraft eines elastischen Mittels senkrecht zu seiner Drehachse in seiner Längsrichtung verschiebbar gelagert ist und an seinem freien Ende eine parallel zur Drehachse verlaufende, V-förmige Stützfläche besitzt, in der sich das als Schneide ausgebildete eine Ende des anderen, als Schaltsteg dienenden Lenkers abstützt, daß letzterer an seinem anderen Ende mittels eines gekröpften Bügels gelagert ist und daß zur Verschwenkung des letzleren Lenkers aus seiner einen Endstellung in die andere ein verschiebbarer Stößel vorhanden ist.

Nachstehend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erklärt. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Schaltvorrichtung mit den Lenkern in einer der beiden Endstellungen,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch dasselbe Ausführungsbeispiel mit den Lenkern in einer Zwischenstellung,

F i g. 3 einen gleichen Vertikalschnitt mit den Lenkern in der anderen Endstellung,

Fig.4 einen Schnitt durch das Gehäuse einer Schaltvorrichtung nach der in der Fig.! bezeichneten Linie IV-IV mit einem abgenommenen Gehäuseteil, wobei sich jedoch die Lenker in ihrer Totpunktlage befinden und in Draufsicht dargestellt sind, und

Fig.5 einen Schnitt nach der in der Fig. I bezeichneten Linie V-V durch das Ausführungsbeispiel.

Das in der Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel der Schaltvorrichtung besitzt ein Gehäuse, welches aus zwei Teilen la und 16 zusammengesetzt ist. In diesem Gehäuse sind zwei Fei ,kontaktpaare 2a und 26 an den Gchäusctcilen Iabzw. \bbefestigt. Die Kontakte 2aund 2b sind in Anschlußfahnen 3a bzw. 3b eingenietet, welche in entsprechende Schlitze 4a bzw. 46 der Gehäuseteile Xa una 16 eingesteckt sind und dadurch fest sitzen. Der Teil 16 hat zwei Ausnehmungen zur Aufnahme und Lagerung eines dünnen Bolzens S, der als

■j Drehachse für einen im folgenden Federsteg 6 genannten Lenker 6 dient Dieser Federsteg 6 besteht aus einem schmalen Metallstreifen, der an seinem einen Teil einen Längsschlitz 6a aufweist und dp ssen zweiter Teil um einen rechten Winkel gegen den ersten verdrillt

ίο und dann zu einer V-förmigen Stützfläche 66 gebogen ist. Er ist mittels des durch seinen Längsschlitz 6a gesteckten Achsbolzens 5 um letzteren drehbar und zu diesem senkrecht verschiebbar gelagert Um seinen geschlitzten Teil ist teilweise eine Schraubenfeder 7

is gewunden, deren Durchmesser größer als die Breite dieses geschlitzten Teils und kleiner als die Länge und Breite der V-förmigen Fläche 66 ist, so daß sie zwischen der Rückseite dieser Stützfläche 66 einerseits und dem Achsbolzen 5 andererseits eing·;· .-pannt ist und die

2ü Slüizfiädie des Feuersiegs so weit vie möglich vom Achsbolzen 5 wegdrückt. Der Achsbolzen 5 ist in einer Symmetrieebene zwischen den beiden Festkontaktpaaren 2a und 26 angebracht. In dieser Ebene, auf der anderen Seite der Festkontaktpaare, befinden sich auch

2'> die Widerlager 8a für einen gekröpften Bügel 8, der als Drehlager für den zweiten, im folgenden Schaltsteg 9 genannten Lenker 9 dient Dieser Schaltsteg trägt in seinem mittleren Teil ein Paar verbundener, aufgenieteter Schaltkontakte 9a. Sein dem Federsteg zugewandtes

in Ende ist als Schneide 96 ausgeführt, welche in der V-förmigen Stützfläche 66 kippbar gelagert ist. Das andere Ende des Schaltstegs ist parallel zur Drehebene erweitert und besitzt eine Bohrung 9c zur Lagerung des gekröpften Bügels 8 und hat die Funktion eines

π Schaltnockens. Durch den Druck der Feder 7 ist die Schneide 96 des Schaltstegs 9 ständig gegen die Stützfläche 66 des Federstegs 6 gepreßt, so ;!aß eine Bewegung eines der beiden Lenker immer auch eine entsprechende Bewegung des anderen zur Folge hat. In

4(i dcii beiden Gehäuseteilen la und 16 ist ein durchgehender Führungsschlitz 10 angebracht, in welchem ein Stößel 11 auf und ab verschiebbar gelagert ist. Dieser Stößel 11 hat zwei in das Gehäuseinnere ragende Vorsprünge 11a und 116. weiche zum Verschieben des

■r, schaltnockenförmigen Endes des Schaltstegs 9 dienen. Der Stößel ist mit einer Nut lic/zur Aufnahme einer Schraubenfeder 12 versehen, welcher einerseits durch einen ebenfalls am Stößel 11 angebrachten Ansatzzapfen lic und andererseits durch ein am Gehäuseteil la

-,ο befindliches Gegenlager leeingespannt ist. Diese Feder 12 dient dazu, den Stößel 11 im Ruhezustand in der in der ^p ■ g. 1 gezeigten Lage zu halten.

Zur Verbindung der beiden Gehäuseteile la und 16 sind zwei Bohrungen 14a und 146 für Befestigungsniete

-,-, und zum Anschluß an ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Betätigungsorgan sind zwei durch beide Gehäuseteile gehende Bohrungen 13a und 136 zum Durchführen von Schrauben vorgesehen.

Die Ruhestellung des Schaltsteges 9 entspricht der in

Mi der Fig. 1 dargestellten Lage. Dabei verbinden die Schaltkontakte 9a die beiden Festkontakte 2a. Der Schaltsteg 9 wird von der Schraubenfeder 7 über die Stützfläche 66 und die Schneide 96 fest gegen die Kontaktniete des Festkolltaktpaares 2a gedrückt. Der

t,-, Stößel U berührt mit seinem Vorsprung 116 den Schaltsteg. Zum Umschalten wird nun der Stößel 11 so verschoben, daß sein zweiler Vorsprung (la den nockenförmigen Teil des Schaltstegs 9 unter gleichzeiti-

ger Verschiebung des Federstegs in d»c in der Fig. 3 gezeichnete Lage drückt. Dabei passieren der Federsteg 6 und der Schaltsteg 9 eine in der Fig. 2 dargestellte Totpunktslage, bei der die beiden Lenker in einer Linie liegen und die Summe der an ihnen angreifenden Kräfte und Drehmomente gleich Null ist. Nach dem Überschreiten dieser Totpunktslage knicken der Federsteg 6 und der Schaltsteg 9 aufgrund dor Kraftwirkung der Feder 7 in die andere Richtung durch, und die Schaltkontakte 9a liegen jetzt fest an dem anderen Festkontaktpaar 2b an. Wenn der Stößel 11 wieder entlastet wird, kehrt er wegen der Schubkraft der Schraubenfeder 12 in seine Ausgangslage zunick, wodurch gleichzeitig über den Vorsprung Mb der Schaltsteg 9 und der Federsteg 6 in die in der Fig. I gezeichnete Lage zurückgeschwenkt werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Schaltvorrichtung monostabil, das heißt, daß nur eine der beiden möglichen Schaltstegstellungen ohne zusätzliche Hilfsmittel stabil beibehalten wird. Wenn jedoch die Feder 12 weggelassen wird, bleibt der Schaltsteg in beiden möglichen Stellungen, die Schaltvorrichtung ist dann bistabil.

Die äußere Form der Gehäuseteile la und \b ist so gewählt, daß eine Schaltvorrichtung an eine andere direkt angeschlossen werden kann und so eine ganze Schaltsäule beliebiger Länge aus denselben einfachen Grundelementen uufbaubar ist. Dabei besitzt des einfachen Aufbaus wegen jede Schaltvorrichtung eine Schraubenfeder 12 und das im Gehäuseteil \a endende Stück des Stößels M eines Schaltelementes steht in

^r) Kontakt mit dem aus dem Gehäuseteil Inder folgenden Schaltvorrichtung herausragenden Stößelendes, so daß bei Verschiebung des Stößels gleichzeitig alle anderen Stößel mitbewegt werden. Für die Rückverschiebung dienen dann die jeweiligen Schraubenfedern 12. Zur

ίο Verbindung der einzelnen Schaltvorrichtungen untereinander und gleichzeitig am Betätigungsorgan sind die in einer Linie liegenden Bohrungen 13,7 b/w. HMürdie Aufnahme von zwei durch die Gehäuse hirulurchrcichenden Zylinderschrauben vorgesehen.

ii Selbstverständlich könnte man die Schraubenfedern 12 auch weglassen, man müßte dann aber die Stößel 11 mit dem Betätigungsorgan und untereinander so verbinden, daß sie auch durch Zug bewegt werden können. In diesem Fall brauchte dann aber das Betätigungsorgan keine Arretiervorrichtung für die Arbeitsstellung zu besitzen, da die Schaltvorrichtung dann ja bistabil wäre.

Dank der beschriebenen Lagerung der beiden Lenker 6 und 9 wird eine Reibungsabnützung der Auflager

2ι weitsMgehend eingeschränkt, was zu einer viel längeren Lebensdauer und größeren Funktionssicherheil der Schahvorrichtung wesentlich beiträgt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   t. Schaltvorrichtung mit zwei Festkontaktpaaren und zwei federnd gegeneinander gedrückten, um parallele Achsen kippbar gelagerten Lenkern, von denen der eine als Schaltsteg zur wahlweisen Verbindung je zweier Festkontakte dient, und welche Lenker durch elastische Mittel in jeweils einer von zwei zu einander symmetrischen Endstellungen gehalten werden, wobei sie einen stumpfen <° Winkel bilden und der als Schaltsteg dienende Lenker an dem einen der beiden Festkontaktpaare anliegt, und beim Obergang von der einen in die andere Endstellung eine Totpunktlage, bei der die Richtung der elastischen Kraft und die Längsrich- >⁵ tung der Lenker fluchten, durchlaufen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Lenker (6) entgegen der Kraft eines elastischen Mittels (7) senkrecht zu seiner Drehachse (5) in seiner Längsrichtung verschiebbar gelagert ist und an 2t> seinem freien Ende eine parallel zur Drehachse (5) verlaufende, V-förmige Stützfläche (6b) besitzt, in der sich das als Schneide (9^ ausgebildete eine Ende des anderen, als Schaltsieg dienenden Lenkers (9) abstützt, daß letzterer an seinem anderen Ende ^ mittels eines gekröpften Bügels (8) gelagert ist und daß zur Verschwenkung des letzteren Lenkers (9) aus seiner einen Endsteliung in die andere ein verschiebbarer Stößel (11) vorhanden ist.
2. 2. Schal;vorrichtung nach Anspruch 1, gekenn- so zeichnet durch eine Schraubenfeder (12), die zur Bewegung der Stößel (II) in einer Richtung dient.
3. 3. Schaltvorrichtung ,<ach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ve, schiebbar gelagerte

   I .enker (6) aus einem einzigen Streifen besteht. r>
4. 4. Schaltvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der eine Lenker (6) zur Durchführung seiner Drehachse (5) und zu seiner Längsführung mit einem Längsschlitz (6a) versehen ist.
5. 5. Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Mittel zur federnden Lagerung des einen Lenkers (6) eine Schraubenfeder (7) ist.
6. 6. Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch r» gekennzeichnet, daß die Schraubenfeder (7) um den Lenker (6) gewunden und zwischen dessen Drehachse (S) einerseits und seiner V-förmigen Stützfläche (6tyandererseits eingespannt ist.