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Mikro-Schnappschalter Die Erlmdung betrifft einen Mikro-Schnappschalter
mit einem durch ein federndes Kniegelenkglied angetriebenen Schnappmechanismus,
das vorzugsweise gegen eine Betätigungskraft rückfedert und mit seinem Druckglied
am freien Ende eines den beweg glichen Schaltkontakt tragenden, an seinem anderen
Ende fest eingespannten Blattfederarmes angreift, weiterhin mit mehreren Anschlägen,
welche die beiden Endlagen des umschnappbaren Blattfederarmes und die Ruhelagen
eines oder zweier etwa parallel zum umschnappbaren Blattfederarm einseitig eingespannter
federnder Gegenkontaktträger begrenzen.
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Mikroschalter werden in -der Regel in Geräten vorgesehen, in denen
nur ein geringer Einbauraum zur Verfügung steht. Um die Kontakte und damit den ganzen
Schalter in den Abmessungen klein halten zu können, trotzdem jedoch eine präzise
Kontaktgabe zu erzielen, darf die Umschaltung des den beweglichen Schaltkontakt
tragenden Blattfederarmes in die andere kontaktstellung nicht »schleichend« erfolgen,
sondern muß beim Erreichen einer ganz bestimmten Bewegungsstellung des Schnappmechanismus
sprungartig vor sich gehen. Die schnappartige Umschaltung des den beweglichen Schaltkontakt
tragenden Blattfederarmes wird von den bekannten Mikroschaltern an sich völlig zufriedenstellend
durchgeführt; beträchtliche Schwierigkeiten haben sich jedoch in der Praxis im Hinblick
auf die Bestimmtheit und die zeitliche Konstanz der Bewegungsstellung, in der der
Umschaltvorgang erfolgt, ergeben. Da diese Umschaltung nämlich in jener Stellung
des Schnappmechanismus ausgelöst wird,- in der Gleichgewicht zwischen der vom Schnappmechanismus
auf den den beweglichen Schaltkontakt tragenden Blattfederarm ausgeübten Kraft und
der durch die Auslenkung dieses Blattfederarmes gegebenen Rückführkraft besteht,
ist es verständlich, daß im Laufe der Betriebszeit auftretende Änderungen, der Größe
dieser Rückführkraft notwendigerweise auch Änderungen der den Schnappschaltvorgang
auslösenden Bewegungsstellung zur Folge haben müssen.
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Die Größe der an dem Blattfederarm auftretend en Rückführkraft ist
grundsätzlich durch das Maß der Auslenkung dieses Blattfederarmes aus seiner neutralen
Mittellage bestimmt. Die in der Endlage des Blattfederarmes vorhandene Auslenkung
ist nun durch den unvermeidlichen Kontaktabbrand im Laufe der Betriebszeit
starken Veränderungen unterworfen; die Endlagen des den beweglichen Schaltkontakt
tragenden Blattfederarmes wandern daher infolge des Kontaktabbrandes mit der Zeit
immer weiter von der Mittellage des beweglichen Schaltkontaktes nach außen ab. Im
gleichen Maße verschiebt sich daher auch die den Momentschaltvorgang auslösende
Bewegungsstellung des Schnappmechanismus.
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Die hierdurch bedingte Änderung der Ansprech verhältnisse macht sich
insbesondere bei Mikroschaltern in Thermostaten unangenehm bemerkbar und erfordert
in kurzen Abständen - erfolgende Nachjustierungen.
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Es ist nun bereits ein Mikro-Schnappschalter der eingangs genannten
Art bekanntgeworden, bei dem die beiden Endlagen des umschnappbaren Blattfederarmes
durch Anschläge begrenzt sind. Diese Anschläge greifen bei der bekannten Ausführung
in dem zwischen dem beweglichen Schaltkontakt und der Einspannstelle des umschnappbaren
Blattfederarmes liegenden Bereich an, d. h. vom Schnappmechanismus aus gesehen
hinter dem beweglichen Schaltkontakt. Bei diesem bekannten Mikro-Schnappschalter
wird das frei über den Anschlag hinausragende Ende des den beweglichen Schaltkontakt
tragenden Blattfederarmes in der Ruhelage und auch vor dem Schaltvorgang am Anschlagpunkt
mit einem verhältnismäßig großen Biegungsmoment beansprucht. Hierdurch ergibt sich
eine erhebliche Durchbiegung, die im übrigen auch noch vom Kontaktabbrand abhängt,
was eine Konstanz der UmschaltbewegungssteRung ausschließt.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Mikro-Schnappschalter
der eingangs genannten Art unIer Vermeidung der Mängel der bekannten Ausführungen
so auszubilden, daß die den Momentschaltvorgang auslösende Bewegungsstellung des
Schnappmechanismus völlig unabhängig vom Zustand
der Kontakte,
von der Temperatur und von ähnlichen Einflüssen ist.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Anschläge
für den umschnappbaren Blattfederarm diesen zwischen dem Angriffspunkt des Druckgliedes
und dem in der Nähe dieses Angriffspunktes liegenden Schaltkontakt abstützen.
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Da bei dem erfindungsgemäßen Mikro-Schnappschalter die Anschläge
- vom Angriffspunkt des Druckgliedes aus gesehen - vor der Befestigungsstelle
des beweglichen Schaltkontaktes an dem umschnappbaren Blattfederarm angreifen, somit
nur ein ganz kleines Ende des Blattfederarmes über den Anschlag vorsteht und dieses
Ende nicht den einem Abbrand unterliegenden beweglichen Schaltkontakt trägt, verändert
sich die Bewegungsstellung des Schnappmechanismus, in der die Umschaltung des Blattfederarmes
erfolgt, auch während einer längeren Betriebszeit nicht. Der erfindungsgemäße Schnappschalter
ermöglicht somit die Durchführung einer hohen Zahl von Schaltungen, ohne daß eine
Nachjustierung zur Aufrechterhaltung der Konstanz des Schaltpunktes erforderlich
ist.
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Bei einem Mkro-Schnappschalter, bei dem außer dem Schaltkontaktträger
auch der oder die Gegenkontaktträger als Blattfedem ausgeführt sind, wird zweckmäßig
wenigstens einer der Anschläge für dein unischnappbaren Blattfederarm von dem einen
Ende eines den Gegenkontakt-Blattfederarm umgreifenden abgewinkelten starren Blechstreifens
gebildet, dessen rückwärtiges Ende mit dem Gegenkontakt leitend verbunden und vorzugsweise
zusammen mit der Gegenkontakt-Blattfeder eingespannt ist.
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Der den Anschlag für den umschnappbaren Blattfederarm tragende Blechstreifen
ist vorteilhaft an seinem Einspannende umgefaltet, während die Blattfeder des Gegenkontaktes
in der Umfaltung eingespannt ist.
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Bei einer weiteren günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist der kürzere
Arm des umgefalteten Blechstreifens an seinem Ende in Richtung auf die Blattfeder
des Gegenkontaktes abgewinkelt und bildet den Anschlag für diese Blattfeder.
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Vorteilhaft liegt der Anschlag der Gegenkont akt -
Blattfeder
in unmittelbarer Nähe des Gegenkontaktes zwischen diesem und der Einspannung seiner
Blattfeder.
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Bei einem Mikro-Schnappschalter> bei dem beidseits der den Träger
des beweglichen Schaltkontaktes bildenden Blattfeder je ein gefederter Gegenkontakt
angeordnet ist, hat es sich zur Vereinfachung der Herstellung und der Montage des
Schalters als besonders zweckmäßig erwiesen, wenn zwei jeweils mit ihren freien
Enden die Anschläge für den umschnappbaren Blattfederarm und die Gegenkontakt-Blattfederarme
bildende, an einem Ende zusammengefaltete und an den beiden anderen Enden abgewinkelte
Blechstreifen. völlig gleich ausgebildet sind und symmetrisch zu der durch die neutrale
Lage des umschnappbaren Blattfederarmes bestimmten Ebene liegen.
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Vorteilhaft ist weiterhin eine Ausführungsform der Erfindung, bei
der die die Endlagen des umschnappbaren Blattfederarmes bestimmenden starren Anschläge
durch je ein ungefedertes Kontaktstück gebildet werden, das mit dem zugehörigen
gefederten Gegenkontakt leitend verbunden ist und bei der der vorzugsweise einstückig
als länglicher flacher Niet ausgebildete bewegliche, Schaltkontakt in der jeweiligen
Endlage an beiden Gegenkontakten federnd anliegt.
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Hierbei bildet der gefederte Gegenkontakt zusammen mit dem beweglichen
Schaltkontakt im wesentlichen nur den Ein- und Ausschaltkontakt, also einen Hilfskontakt,
während ein erheblicher Teil des in der Endlagen-Schaltsfellung fließenden Dauerstromes
über das parallel zu dem Hilfskontaktpaar liegende Hauptkontaktpaar fließt, das
von dem zugleich als starrer Anschlag dienenden ungefedertr-n Kontaktstück und dem
beweglichen Schaltkontakt gebildet wird.
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Besondere Schwierigkeiten macht bei den bekannten Mikroschaltern vor
allem die Justierung des beweglichen Schaltkontaktes, die insbesondere dann außerordentlich
zeitraubend und mühsam ist, wenn der Mikroschalter infolge des eingangs erläuterten
»Abwanderns« der den Momentschaltvorgang auslösenden Bewegungsstellung des Schpappmechanismus
nach einer gewissen -Betriebszeit neu eingestellt werden muß. Gemäß einer vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung wird nun nicht nur dieses Nachjustieren völlig vermieden,
sondern es wird auch die erste, nach der Fertigung vorgenommene Einstellung wesentlich
vereinfacht.
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Dies wird bei einem Mikro-Schnappschalter, bei dem der Schnappinechanismus
eine mit ihrem einen Ende am umschnappbaren Blattfederarm drehgelenkig angreifende,
etwa halbkreisförmig gespannte Schnappfeder aufweist, an deren anderem Ende ein
von einem Betätigungsorgan betätigter, einseitig in einer Ausnehmung des Isolierstoffgehäuses
eingespannter Feder-'bügel angreA im wesentlichen dadurch erreicht, daß sich der
Angriffspunkt des Federbügels an der Schnappfeder durch Längsverschieben des in
der Ausnehmung liegenden Federbügelendes verschieben läßt.
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Diese Verschiebung kann insbesondere dann sehr einfach und zugleich
feinfühlig vorgenommen werden, wenn gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung
der Erfindung das in der Ausnehmung im Isolierstoffgehäuse federnd eingespannte
blattfederartige Ende des Federbügels gewellt ausgebildet ist und die Achse der
Ausnehmung mit der neutralen Lage des umschnappbaren Blattfederarmes einen spitzen
Winkel einschließt.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise
veranschaulicht.
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Der in Fig. 1 dargestellte Mikroschalterl besteht im wesentlichen
aus einem rahmenförmig ausgebildeten Isollerstoffgehäuse 2, in dessen einer Längsseite
eine Bohrung3 vorgesehen ist, in der das als Stöße] ausgebildete Betätigungsorgan4
verschiebbar geführt ist. Das Betätigungsorgan4 trägt einen Ansatz4a, der seine
Bewegung nach oben begrenzt, und liegt mit seinem unteren Ende 4 b
auf einem Federbügel 5
auf.
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Das wellenförmig ausgebildete Ende 5a des Federbügels 5 ist
in einer Ausnehmung 2 a des Isolierstoffgehäuses 2 federnd eingespannt. Das
andere abgewinkelte Ende 5 b des Federbügels 5 ist mit dem
einen Ende der etwa halbkreisförmig gespannten Blattfeder 6
drehgelenkig verbunden.
Mit ihrem anderen Ende greift die Blattfeder 6 ebenfalls drehgelenkig an
- der Blattfeder 7 an, die den als Doppelkontakt ausgebildeten beweglichen
Schaltkontakt 8 trägt und die Mittelzunge des Kontaktfedersatzes bildet.
Der
bewegliche- Schaltkontakt 8 arbeitet mit zwei gefederten Gegenkontakten
9 zusammen, deren Kontaktträger in je einem faltartig zusammengebogenen
schmalen, jedoch verhältnismäßig biegungssteifen Blechstreifen 10 eingespannt
ist. Das eine fieie Ende 11 dieses Blechstreifens 10 bildet einen
Anschlag für die Blattfeder 7 und bestimmt damit unabhängig von dem Zustand
der Kontakte 8, 9 die Endlage des beweglichen Schaltkontaktes 8.
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Während das Ende 11 des Blechstreifens 10 die den Gegenkontakt
9 tragende, Blattfeder 12 von hinten umgreift, liegt das andere freie Ende
1.3 des Blechstreifens 10 in der Ruhelage des gefederten Gegenkontaktes
9 in unmittelbarer Nachbarschaft dieses Kontaktes an der Blattfeder 12 an.
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Die aus dem Isolierstoffgehäuse 2 des Mikroschalters 1 herausragenden
Enden 14 des faltartig zusammengebogenen Blechstreifens 10 dienen als Lötanschlüsse
für die gefederten Gegenkontakte 9. Im übrigen weist der in der Zeichnung
dargestellte Mikroschalter keine Besonderheiten auf; die flache Ausnehmung
15 dient zur Aufnahme einer nicht dargestellten Deckplatte, die beiden Durchbrüche
16 zur Aufnahme von die Grund- und Deckplatte zusammenhaltenden Kunststoffnieten,
die an den vier Ecken des Gehäuses vorgesehenen Durchbrüche 17 zur Befestigung
des Schalters. .
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Die Justierung des erfindungsgemäßen Mikroschalters ist dadurch außerordentlich
vereinfacht, daß das Ende 5 a des Federbügels 5 wellenförtnig
ausgebildet und in einer schräg zur Längsachse des Kontaktfedersatzes liegenden
Ausnehmung 2 a derart geführt ist, daß sich der Angriffspunkt des Endes
5 b an der Blattfeder 6 durch einfaches Verschieben des Endes
5 a
innerhalb der Ausnehmung 2a verändern läßt.
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Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Mikroschalters dürfte sich
aus der Zeichnung ohne weiteres ergeben. Wird der - in der Zeichnung in einer
Zwischenstellung gezeichnete - Betätigungsstößel 4 -nach unten gedrückt,
so schnappt (etwa bei Erreichen der gestrichelt angedeuteten unteren Stellung
18) der bewegliche Schaltkontakt 8 unter der Wirkung des vom Federbügel
5 und. von der Blattfeder 6 gebildeten Momentschaltmechanismus nach
oben. Bei dieser Bewegung schwingt der untere gefederte Gegenkontakt9 zunächst noch
so lange mit, bis sich die Blattfeder12 an den (unteren) festen Anschlag13 anlegt.
Bei der Weiterbewegung des Schaltkontaktes 8 trennt sich dieser Kontakt vom
unteren Gegenkontakt 9,
kommt dann nach einer gewissen Wegstrecke mit dem
oberen Gegenkontakt 9 in Berührung und drückt diesen unter der Wirkung der
Blattfeder 6 so weit nach oben, bis sich der Träger 7 des beweglichen
Schaltkontaktes 8 an den oberen Anschlag 11
anlegt. In dieser Stellung
ist der gewünschte Kontaktdruck zwischen dem beweglichen Schaltkontakt
8
und dem oberen festen Gegenkontakt 9 erreicht. Geht der Betätigungsstößel
4 - unter der Wirkung eines (nicht dargestellten) äußeren Steuerorgans wieder
nach oben, so erfolgt dann, wenn das Ende 5 b des Federbügels
5 etwa die gestrichelt angedeutete obere Stellung 19 erreicht hat,
die Umschaltung des beweglichen Schaltkontaktes 8 in seine untere Kontaktstellung.
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In Fig. 2 der Zeichnung ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
in einem Teilschnitt dargesteht. Die Endlagen des beweglichen Schaltkontaktes
8 werden hier durch zwei ungefederte Kontaktstücke 20 bestimmt, die als Kontaktniete
auf den Enden 11 des Blechstreifens 10 angebracht sind. Der bewegliche
Schaltkontakt 8 ist als länglicher flacher Niet ausgebildet und liegt in
seinen beiden Endlagen sowohl an dem gefederten Gegenkontakt 9 als auch an
dem den starren Anschlag bildenden Kontaktstück 20 mit einem bestimmten Kontaktdruck
an. Der gefederte Gegenkontakt 9 dient - wie sich aus der Zeichnung
ohne weiteres ergibt - als Ein- und Ausschaltkontakt, während nach Erreichen
der Endlage ein wesentlicher Teil des Dauerstromes auch über den parallel zu diesem
Hilfskontakt liegenden Hauptkontakt 20 fließt. Der Hauptkontakt 20 besteht dabei
aus einem verhältnismäßig harten Material von geringem übergangswiderstand. Da an
diesem Kontakt keine Einschalt- bzw. Abreißfunken auftreten, zeigen sich an diesem
Kontakt sowie an dem ihm gegenüberliegenden Teil des beweglichen Schaltkontaktes
8 praktisch auch keine Abbranderscheinungen, so daß die für die Genauigkeit
des Umschaltzeitpunktes wesentliche Konstanz der Endlage des beweglichen Schaltkontaktes
auch bei dieser Ausführungsforin der Erfindung mit Sicherheit gewährleistet ist.
Diese Anordnung hat darüber hinaus den Vorteil, daß der über den Mikroschalter fließende
Dauerstrom unabhängig vom Zustand des Hilfskontaktes 9 am Hauptkontakt 20
"einen stets gleichbleibenden geringen Übergangswiderstand vorfindet.