<Desc/Clms Page number 1>
Elektrischer Schnappschalter
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schnappschalter mit einer Schraubenfeder, der schleichend betätigbar ist.
Eine Konstruktion als Schraubenfeder, deren einzelne Gänge gleichsinnig gegenüber der Schraubenachse geneigt angeordnet sind, ist an sich bekannt und in der deutschen Patentschrift Nr. 126934 nachgewiesen, jedoch als Teil eines elektrischen Schalters.
Die Erfindung stellt sich nun zur Aufgabe, einen elektrischen Schalter für vorzugsweise schleichende Betätigung mit einem einfachen prellarmen Schaltglied mit Schnappeffekt zu schaffen, das bei grosser Schüttelfestigkeit, hoher Schalthäufigkeit und Betriebssicherheit mit günstigen Wartungszeiten eine gute Mehrpunktkontaktgabe gewährleistet oder zur Betätigung weiterer Schalt- oder Steuerorgane verwendbar ist.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Schraubenfeder in an sich bekannter Weise gegenüber der Schraubenachse gleichsinnig geneigt angeordnet, mit einer zur Beaufschlagung der Schraubenfederenden mit einer im wesentlichen axialen Zugkraft heranziehbaren Betätigungseinrichtung kuppelbar und zur Einnahme einer flachen Lage im entlasteten Zustand entsprechend der Ruhestellung des Schalters und zur Einnahme einer Stellung mit im wesentlichen senkrecht zur Schraubenachse stehenden Windungen im betätigten Zustand entsprechend der Arbeitsstellung des Schalters, ausgebildet ist. Die Betätigungseinrichtung ist mit oder ohne einem Kraftspeicher zum Beaufschlagen der Schraubenfeder mit einer Vorspannung versehen.
Am Schnappschalter ist mindestens ein Schalt- und bzw. oder Steuerorgan im wesentlichen parallel bzw. senkrecht zu den Umhüllenden der in Arbeitsstellung befindlichen Schraubenfeder angeordnet. Die geometrische Form der Wendelflächen der Schraubenfeder ist dem Profil einer Kontaktbahn bzw. der Anordnung des Schalt-und bzw. oder Steuerorganes am Umfang der Wendel anpassbar.
Die Erfindung wirkt sich besonders günstig für Forderungen nach unbedingter Kontaktsicherheit bei sehr häufiger Schaltzahl aus. Infolge kleiner Baumasse ohne wesentliche Mechanik ist die Anwendung besonders günstig beispielsweise zwischen Leiterbahnen für Schalter zweier gegenüberliegender gedruckter Leiterplatten geeignet. Als Schalt- oder Steuerorgan stellt der Gegenstand der Erfindung eine Bereicherung der feinwerktechnischen Bauelemente dar.
An einigen Ausführungsbeispielen soll der Gegenstand der Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen Fig. l einen elektrischen Schnappschalter mit einer Schraubenfeder in flacher Ruhestellung zwischen zwei nahezu parallelen Kontaktbahnen ; Fig. 2 den Schnappschalter nach Fig. l in Draufsicht ohne Kontaktbahnen ; Fig. 3 den Schnappschalter nach Fig. l und 2 in Arbeitsstellung als unmittelbares Kontaktelement ; Fig. 4 den Schnappschalter nach Fig. 3 mit Kontaktbahnen, die dem Kegel der Umhüllenden der stehenden Windungen der Schraubenfeder angepasst sind ; Fig. 5 den Schnappschalter nach Fig. l und 2, jedoch mit Federsätzen nahezu parallel und in Richtung der Schraubenfederachse ; Fig. 6 eine Anordnung zweier nahezu planparallelen Kontaktbahnen in Richtung zur
<Desc/Clms Page number 2>
Schraubenfederachse und etwa tangential zur Umhüllenden der Schraubenfeder ;
Fig. 7 eine Anordnung wie Fig. 6, jedoch mit einem Profil der beiden Kontaktbahnen, das der Umhüllenden angepasst ist ; Fig. 8 eine Trapez- bzw. Achteckform als Querschnitt eines Wendels der Schraubenfeder nach Fig. 2 ; Fig. 9 eine Betätigungseinrichtung mit einem Kraftspeicher für den Schnappschalter nach Fig. l ; Fig. 10 die Kombination zweier Schnappschalter nach Fig. l in V-förmiger Anordnung und dem Angriff nur einer Zugkraft.
In einem in Fig. l schematisch dargestellten elektrischen Schnappschalter ist eine Schraubenfeder - in Ausgangslage zwischen zwei nahezu parallelen Kontaktbahnen-2 und 2'-- berührungsfrei, durch eine Kraft P leicht vorgespannt, in einer flachen Lage (Fig. 2) angeordnet. Die Feder ist einseitig verankert und mit einem elektrischen Anschluss --3-- versehen. Die beiden Kontaktbahnen--2 und 2'--haben gleiches oder unterschiedliches elektrisches Potential, das an die zugeordneten Anschlüsse-4 und 4'-gelegt werden kann. Die Zugkraft P greift axial im freien Ende - 1'-- der Schraubenfeder--l--an.
Kontaktstellen ergeben sich bei aufgesprungener Schraubenfeder-l-zwischen dem Umfang der einzelnen Federwendel und der nächstgelegenen Kontaktbahn, wie Fig. 3 für nahezu parallele und Fig. 4 nir zueinander konisch verlaufende Kontaktbahnen zeigt. Weitere Abwandlungen in bezug auf die Anordnung und Zahl der Kontaktbahnen sind möglich.
An Stelle fester Kontaktbahnen sind in Fig. 5 zwei Kontaktfedersätze --5 und 5'-etwa parallel zur Mantellinie der aufgerichteten Schraubenfeder--l--so angeordnet, dass entsprechende Kontaktgabe innerhalb eines jeden Federsatzes-5 oder 5'--erfolgen kann. Die Anzahl der angeordneten Federsätze ist variabel.
Das Profil eines Federwendels kann eine von der Kreisform abweichende Form haben, wie in Fig. 8, z. B. als Trapez- und Achteckform dargestellt ist. Demgemäss sind die Kontaktbahnen--2 und 2'-mindestens teilweise der Umhüllenden der aufgesprungenen Feder-l-angepasst wie die Fig. 7 zeigt, wobei eine oder beide gewölbt sind, während Fig. 6 nahezu planparallele Kontaktbahnen--2 und 2'--zeigt.
Ein günstiges Beispiel einer Anwendung des elektrischen Schnappschalters zeigt schematisch die Fig. 9. Hiebei wird die Schraubenfeder-l-mittels einer Betätigungseinrichtung mit einem Kraftspeicher --6- in Federzugrichtung vorgespannt, während die Zugkraft P am Punkt-7-mit einem Hebelarm angreift.
EMI2.1
zweckmässig eine Zugstange-9 und 9'-angelenkt, an deren Schnittpunkt --10-- die gemeinsame Kraft P angreift. Weitere Abwandlungen in der kombinierten Anordnung sind möglich.
Durch die Erfindung wird bewirkt, dass sich infolge der Zugkraft P die einseitig gehaltene, zunächst flachliegende Feder--l--an ihren Windungen gegenseitig gleitend, plötzlich aufrichtet (Fig. 3). Dieses Schnappmoment ist die Folge einer dem Federdraht in Achsrichtung verliehenen bleibenden Torsion. Die aufgerichteten Federgänge der Schraubenfeder-l-ergeben zwischen den beiden Kontaktbahnen-2 und 2'-eine Vielzahl von Berührungen. Somit entsteht nach anfänglich sich langsam ändernder Zugkraft P eine momentan wirkende elektrische Kontaktgabe, deren Gesamtübergangswiderstand infolge der Summe der wirksamen Federgänge klein ist und damit eine günstige und sichere elektrische Verbindung darstellt.
Durch die Anpassung der Profile der Kontaktbahnen-2 und 2'--an die Umhüllende der aufgesprungenen Schraubenfeder-l-lassen sich weitere Verbesserungen der elektrischen Eigenschaften erzielen. Die axial wirkende Zugkraft P wird mit einem Triebsystem erzeugt, dessen Wirkung vorzugsweise thermowirksamer, elektromagnetischer und bzw. oder mechanischer Herkunft sein kann und mit oder ohne zusätzliche mechanische Stellglieder arbeitet. Bei Nachlassen der Zugkraft P erfolgt ein sprunghaftes Rückkippen der Federgänge in die Ausgangslage und damit eine Schnellausschaltung.
Ausser zu unmittelbaren Kontaktgabe ist die erfindungsgemässe Anordnung auch als Schaltelement zur Betätigung von Schalt- und bzw. oder Steuerorganen geeignet, wobei der Werkstoff der Feder-l-ohne Bedeutung ist. Beispielsweise ist hiebei der Antrieb von Federsätzen (Fig. 5) oder rein mechanischen Gliedern gegeben, die sprunghaft geschaltet werden sollen.
Es ist auch möglich, Schalt-und bzw. oder Steuerorgane rechtwinkelig zur Federachse und tangential zu einem Federwendel oder zu mehreren gruppenweise wirkenden Federwendeln anzuordnen.
Durch eine Vorspannung bis kurz vor der Ansprechgrenze mittels eines einstellbaren elastischen Kraftspeichers-6- (Fig. 9), z. B. einer Feder, ist der erforderliche Zugkraftzuwachs bis zum Erreichen des Kippunktes der Wendel. der Schraubenfeder-l-und des dann erfolgenden Schnappeffektes mit seiner Momentschaltung klein zu halten.
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
dieser vorgespannten Schraubenfeder --1-- auslöst oder mittels Weicheisenplättchen an den Wendeln der Schraubenfeder-l-in einem plötzlich schaltbaren Magnetfeld die gleiche Wirkung entstehen lässt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrischer Schnappschalter mit einer Schraubenfeder, der schleichend betätigbar ist,
EMI3.2
der Schraubenachse gleichsinnig geneigt angeordnet, mit einer zur Beaufschlagung der Schraubenfederenden mit einer im wesentlichen axialen Zugkraft heranziehbaren Betätigungseinrichtung kuppelbar und zur Einnahme einer flachen Lage im entlasteten Zustand entsprechend der Ruhestellung des Schalters und zur Einnahme einer Stellung mit im wesentlichen senkrecht zur Schraubenachse stehenden Windungen im betätigten Zustand entsprechend der Arbeitsstellung des Schalters, ausgebildet ist.
EMI3.3