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Elektrischer Schalter Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter
mit mindestens å je einem Festkontaktpaar und einer Kontaktbrücke.
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Es besteht die Aufgabe, einen-derartigen Schalter so auszubilden,
daß die Kontaktbrücke beim Schalten in genau vorgegebener Weise auf den Festkontakten
auftrifft, und zwar in der Weise, daß immer zunächst das eine Kontaktpaar und anschließend
das zweite geschlossen werden. Dies gilt auch bei Verwendung mehrerer Kontaktbrücken
in ein und demselben Schaltergehäuse.
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Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird ein elektrischer Schalter der
eingangs genannten Gattung vorgeschlagen, welche erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet
ist, daß bei geöffnetem Schalter die Abstände der bewegbaren Kontakte å jeder Kontaktbrücke
von ihren zugeordneten Bestkontakten unterschiedlich groß sind und die Kontaktbrücke
verschieb- und schwenkbar mit dem Betätigungsorgan verbunden ist. Beim Umschalten,
also beim Schließen des Stromkreises, bewegt sich die Kontaktbrücke insgesamt gleichmäßig
gegen die Festkontakte. Aufgrund ihrer Schrägstellung trifft grundsätzlich der in
Verschieberichtung gesehen vorne liegende bewegbare Kontakt zuerst auf seinem zugeordneten
Bestkontakt auf, während im Moment dieses Auftreffens der andere bewegbare Kontakt
der Kontaktbrücke von seinem Festkontakt noch einen gewissen Abstand aufweist. Demnach
erfolgt also die Kontaktgabe des ersten Kontaktpaares stromlos. Bei der Weiterbewegung
des Betätigungsorgans nähert sich schließlich auch der zweite bewegbare Kontakt
seinem Festkontakt, bis er dort auftrifft. Nunmehr ist der Stromkreis geschlossen.
Die Verschwenkung der Kontaktbrücke erfolgt um ein, beispielsweise in der Art eines
Schneidenlagers ausgebildetes Lager
am Betätigungsorgan oder einem
mit diesem bewegbaren Glied.
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Obwohl dieses Schwenklager relativ zum zunächst beaufschlagten Festkontakt
bewegt wird, kann letzterer in gewissem Sinne als Verschwenkorgan angesehen werden,
da er die Stützkraft beim Kippen der Kontaktbrücke um ihre Lagerstelle bzw. -stellen
aufnimmt. Eine Voraussetzung für die Funktion dieses Schalters ist überdies eine
Abwärtsbewegung der Kontaktbrücke beim Schalten, weil dann nach dem Schliessen des
ersten Kontaktpaares und weiterer Abwärtsbewegung des Betätigungsorgans auch die
Kontaktbrücke aufgrund ihres Eigengewichts in dem Haße auch nach unten wandert,
wie ihr Schwenklager weiterbewegt wird. Dabei beschreiben dann sämtliche Punkte
der Kontaktbrücke eine kreisförmige Bewegung um die Auflagestelle an dem zunächst
erreichten Bestkontakt.
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Die Form der Kontaktbrücke selbst ist ohne Bedeutung, d.h.
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sie kann gerade, gebogen oder abgewinkelt sein. Auch die höhe der
Kontakte selbst ist ohne Einfluß auf diesen Schalter. Es kommt ausschließlich darauf
an, daß die Kontaktbrücke aufgrund einer Krafteinwirkung, welche durchaus auch die
Schwerkraft sein kann, in der Ausgangslage gegen eine Auflageflache gedrückt wird
und damit eine genau vorgegebene Ausgangsposition einnimmt. Die Neigung der Auflagefläche
ist
dabei so zu wählen, daß bei vorgegebener Kontaktbrückenform
und Kontakthöhe die geforderten unterschiedlichen Abstände auftreten. Unter Neigung
wird hierbei der Winkel verstanden, den die Auflage- oder Stützfläche für die Kontaktbrücke
oder die gedachte Verbindungsebene zweier im Abstand voneinander angeordneter Abstützstifte
mit ihrer Verschiebeebene bildet. Dieser Winkel kann also 900 betragen oder auch
geringer sein.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Schalters mit quer zu einer Verbindungslinie oder -ebene der beiden Festkontakte
å jeder Kontaktbrücke verschiebbaren, als Betätigungsorgan dienendem Betätigungsstössel
liegt die Kontaktbrücke federnd an einem Ansatz oder dgl. des Betätigungsstössels
oder einem mit diesem bewegbaren Glied an und außerdem ist sie gegen die Kraft dieser
Feder an ihrer Abstützstelle verschwenkbar, wobei die Federkraft in Schließrichtung
wirkt. Letztere macht den Schalter unabhängig von der Schwerkraft, so daß er in
;jeder Lage eingebaut werden kann. Außerdem sorgt sie für die Rückstellung der Kontaktbrücke
beim Zurückschalten, also Öffnen des Stromkreises. Die Bewegungsverhältnisse
laufen
hier genau umgekehrt ab, wie beim zuvor beschriebenen Schaltvorgang. Zunächst werden
die beiden zuletzt in Berührung gebrachten Kontakte voneinander entfernt, wobei
die Kontaktbrücke zurückschwenkt und anschließend bewegt sich die Kontaktbrücke
ohne weitere Schwenkbewegung in ihre Ausgangslage zurück. Das Öffnen des sich zuletzt
noch berührenden Kontaktpaares erfolgt demnach wiederum stromlos, also unter Vermeidung
von Abbrand, Funkenbildung und dgl.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
der Stössel-Ansatz zwei beidseits des Stössels gelegene ebene Stützflächen besitzt,
die Kontaktbrücke flach und vom Stössel durchsetzt ist und daß die Stützflächen
zur Stössellängsachse und Betätigungsrichtung schräg stehen. Für den angestrebten
Zweck reicht bereits eine leichte Schrägstellung, also Abweichung von der 90°-Lage
der Kontaktbrücke ab. Die Stützflächen sind in weiterer Ausbildung der Erfindung
an zapfenartigen, einstückig mit dem Stössel gefertigten Ansätzen angeordnet. Letztere
sitzen selbstverständlich auf gleicher
Höhe, also in Verlängerung
voneinander. Statt zweier Ansätze kann auch ein angeformter oder aufgesetzter Bund
mit entsprechender Schrägstellung Verwendung finden. Das Betätigungsorgan ist vorzugsweise
gegen die Kraft einer Rückstellfeder bewegbar, wodurch der Schalter als Taster wirkt.
Außerdem ist das den Stromkreis schließende bzw.
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öffnende Kontaktpaar aus gutleitendem und/oder verschleißfreiem Material
gebildet, während das zuerst geschlossene und zuletzt geöffnete Kontaktpaar aus
Kostengründen aus geringerwertigem Werkstoff gebildet werden kann. Man kann an dieser
Stelle sogar auf das Anbringen spezieller Kontakte verzichten und lediglich die-metallische
Berührung der Kontaktbrücke mit einem üblich ausgebildeten Kontaktträger herstellen.
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Ein anderes Erfindungsmerkmal ist dadurch gekennzeichnet, daß der
Stössel wenigstens eine Längs-Führungsfläche für die Kontaktbrücke besitzt und ein
sich an die Ansätze anschließendes und entgegen den Festkontakten erstreckendes
Stösselteilstück zur Stösselverschieberichtung geneigt verläuft. Die J?ührungsfläche
verhindert ein unerwünschtes Drehen der Kontaktbrücke um die Stössellängsachse.
Das
geneigt zur letzteren verlaufende Stösselteilstück dessen Querschnitt
ein entsprechender Durchbruch der Kontaktbrücke angepaßt ist, verursacht eine Verschiebung
der Kontakt brücke quer zur Stösselbetätigungsrichtung. Die Kontaktbrücke wird dabei
während des Schwenkvorganges entlang einer schiefen Ebene verschoben, wodurch die
aneinander anliegenden Kontakte eine Querverschiebung erfahren, so daß ein Selbstreinigungseffekt
zustande kommt. Die Rückstellung sowohl in Schwenk- als auch in Querverschieberichtung
erfolgt durch die Anpreßfeder, welche im übrigen als Druckfeder ausgebildet ist,
vom schrägstehenden Stösselteilstück durchsetzt wird und sich an einem Bund des
Stössels abstützt. Der Bund dient gleichzeitig als mit dem Gehäuse zusammenwirkender
Anschlag bei der automatischen Rückführung der bewegbaren Teile. Er begrenzt das
schrägstehende Stösselteilstück auf der einen Seite, während es auf der anderen
Seite mit den Auflageflächen für die Kontaktbrücke endigt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
einer Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Schalter bei abgenommenem Gehäusedeckel
dargestellt. In dem Schaltergehäuse
1 mit den Befestigungsbohrungen
2, 3 ist ein Betätigungsstössel 4 in Richtung des Doppelpfeils 5 verschiebbar gelagert.
Er trägt eine Kontaktbrücke 6, die an ihren freien Enden mit bewegbaren Kontakten
7, 8 versehen ist. Letztere arbeiten mit Festkontakten 9, 10 zusammen, welche an
einem Kontaktträger 11 bzw. 12 befestigt sind. Die Kontaktträger 11, 12 besitzen
eine winkelförmige Gestalt, wobei ihr längerer Winkelschenkel das Gehäuse nach außen
durchsetzt und der überstehende Teil 13 bzw. 14 als Anschlußfahne für nicht gezeigte
Leitungsdrähte dient. Der Stössel 4 ist, wie die Zeichnung zeigt, gegen die Kraft
einer Rückstellfeder 15 betätigbar. Sie ist als Spiralschraubendruckfeder gestaltet,
deren unteres Ende sich am Boden eines topfförmigen Führungsansatzes 16 abstützt,
während ihr oberes Ende einen Haltedorn 17 am freien inneren Ende des Betätigungsstössels
4 umschließt.
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Zur oberen Abstützung dient eine Schulter 18 des Haltedorns bzw. Stössels.
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Die Kontaktbrücke 6 besteht aus einem ebenen, in seiner Mitte gelochten
Metallstreifen. Die zentrische Lochung
ist quadratisch oder rechteckig
und dem Querschnitt des Stösselteilstücks 19 angepaßt. Die Längsachse des letzteren
verläuft zur Längsachse des übrigen Stössels einschließlich des Haltedorns 17 geneigt.
Es ist an seinem unteren Ende durch einen Bund 20 und an seinem oberen durch einen
Bund 21,der beispielsweise durch einen Sprengring gebildet werden kann, begrenzt.
Auf die Bedeutung dieses Stösselteilstücks 19 wird später noch eingegangen.
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Der untere Bund 20 besitzt eine senkrecht zur Verschieberichtung 5
gerichtete Fläche 22 sowie eine dazu geneigt stehende Fläche 23. Auf letzterer liegt
die Kontaktbrücke 6 auf. Da die Festkontakte 9, 10 in einer zur Verschieberichtung
5 senkrecht stehenden Ebene angeordnet sind und alle Kontakte gleiche Höhe besitzen,
hat der bewegbare Kontakt 8 von seinem zugeordneten Festkontakt 10 automatisch einen
größeren Abstand als der bewegbare Kontakt 7 von dem mit ihm zusammenarbeitenden
Festkontakt 9. Um ein sauberes Aufliegen der Kontaktbrücke auf der Abstützstelle
bzw. Stützfläche 23 zu erzielen, ist konzentrisch zum Stösselteilstück 19 eine zweite
Spiraldruckfeder 24 angeordnet.
Ihr eines Ende stützt sich am Bund
oder Sprengring 21 ab, während ihr anderes Ende unmittelbar auf der Kontaktbrücke
aufliegt. Der Bund 20 ist senkrecht zur Stössellängsachse gesehen rechteckig. Statt
eines umlaufenden Bundes können auch zwei in Verlängerung voneinander stehende,
beidseits des Stössels 4 angeordnete zapfenartige Ansätze Verwendung finden, die
sich jeweils senkrecht zur Bildebene nach oben bzw. unten erstrecken.
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Auch sie besitzen dann in gleicher Weise geneigte Stützflächen 23.
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Wird der Betätigungsstössel 4 ins Schalterinnere gedrückt, so kommt
zunächst der bewegbare Kontakt 7 auf dem Festkontakt 9 zur Anlage. Die Kontàktgabe
erfolgt an dieser Stelle stromlos. Bei der weiteren Einwärtsbewegung des Stössels
4, welche das den bewegbaren Kontakt 7 tragende linke Ende der Kontaktbrücke 6 nicht
mehr mitmachen kann, erfolgt eine Schwenkbewegung der Kontaktbrücke 6 in Richtung
des Pfeils 25 um die Kante 26 der Stützfläche bzw.
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Flächen 23. Einen weiteren Dreh- und Abstützpunkt bildet der Festkontakt
9. Gleichzeitig wird die Feder 24 zusammengedrückt
und damit noch
mehr gespannt. Bei dieser sich an die Verschiebebewegung anschließenden Drehbewegung
der Kontaktbrücke 6 nähert sich der bewegbare Kontakt 8 dem Festkontakt 1o noch
weiter, bis schließlich beide aneinander anliegen. Damit ist dann der Stromkreis
geschlossen. Die zuletzt erwähnte Kontaktgabe ist demnach nicht mehr stromlos, weswegen
die Kontakte 8 und 10 aus besonders hochwertigem, gutleitendem und/oder verschleißfreiem
Material gebildet werden. Die Anforderungen, die an die Kontakte 7 und 9 gestellt
werden, sind geringer.
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Wird nach dem Schließen des Stromkreises der Stössel 4 noch weiter
nach innen gepreßt, wobei selbstverständlich auch die Feder 15 zusammengedrückt
und gespannt wird, so hebt sich die Kontaktbrücke schließlich auch von der als Schneidenlager
wirkenden Kante 26 der Stützfläche ab. Da der Querschnitt der zentrischen Bohrung
der Kontaktbrücke 6 und derjenige des schrägstehenden Stösselteilstücks 19 aufeinander
abgestimmt sind, wird die Kontaktbrücke von der rechten, sich senkrecht zur Bildebene
erstreckenden Schrägfläche 27 quer zur Betätigungsrichtung 5 nach rechts
gedrückt.
Dies hat eine Relativverschiebung der Kontakte 7, 9 bzw 8, 10 zur Folge. Man erreicht
dadurch eine Selbstreinigung der Kontakte.
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Entfällt die auf den Betätigungsstössel 4 einwirkende Betätigungskraft,
so bewegt sich dieser aufgrund der Spannung der Feder 15 wieder nach außen. Dabei
wird zunächst durch die linke Schrägfläche 28 des Stösselteilstücks 19 die Kontaktbrücke
wieder nach links verschoben.
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Danach hebt der bewegbare Kontakt 8 vom Festkontakt 10 ab und bewirkt
dadurch eine Unterbrechung des Stromes. Schließlich entfernt sich noch der bewegbare
Kontakt 7 vom Festkontakt 9, wodurch der Ausgangszustand wieder hergestellt ist.
Die Hubbewegung des Stössels endigt, sobald die Feder 15 entspannt ist oderder Bund
21 oder ein anderes mit dem Stössel verbundenes Organ an einer ortsfesten Abstützstelle
aufläuft.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die Verwendung lediglich
einer einzigen Kontaktbrücke und eines einzigen Festkontaktpaares beschränkt. Außerdem
können
die aufgesetzten Kontakte 7, 9 entfallen und das linke Kontaktbrückenende
unmittelbar mit dem kurzen Schenkel des Kontaktträgers 11 in Berührung gebracht
werden.