DE102023131721B3 - snap switch - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schnappschalter (100) mit einem Gehäuse (1), einem zwei Schaltstellungen aufweisenden Betätigungsstößel (2) mit zwei Kontaktbrücken (31, 32) zum elektrischen Verbinden von zwei Paaren von Festkontakten (21, 22; 23, 24) wobei in der ersten Schaltstellung das erste Paar von Festkontakten (21, 22) und in der zweiten Schaltstellung das zweite Paar von Festkontakten (23, 24) verbunden ist und mit sich an einem Betätigungselement (3) und dem Betätigungsstößel (2) im Wesentlichen symmetrisch unter Vorspannung abstützenden Schnappfedern (8, 9), deren Wirklinien von dem Betätigungselement (3) derart verschiebbar sind, dass der Betätigungsstößel (2) umschnappbar ist, wobei der Schnappschalter (100) ferner eine Zwangsöffungsanordnung aufweist, wobei die beiden Kontaktbrücken (31, 32) einenends und anderenends jeweils wenigstens zwei Kontaktpunkte (17, 18, 19, 20) zur elektrisch parallelen Kontaktierung des ersten Paar von Festkontakten (21, 22) bzw. des zweiten Paar von Festkontakten (23, 24) aufweist, wobei jeder der Kontaktpunkte (17, 18, 19, 20) derart ausgelegt ist, eine elektrische Nennleistung des Schnappschalters (100) vollständig zu schalten und der Betätigungsstößel (2) in Schließrichtung des ersten Paars von Festkontakten (21, 22) einen ersten Anschlag (41) aufweist und in Schließrichtung des zweiten Paars von Festkontakten (23, 24) einen zweiten Anschlag (42) aufweist, wobei die Anschläge (41, 42) in Zusammenwirkung mit einem ersten Gegenanschlag (51) bzw. einem zweiten Gegenanschlag (52) eine Bewegung des Betätigungsstößels (2) in Schließrichtung des ersten Paars von Festkontakten (21, 22) bzw. des zweiten Paars von Festkontakten (23, 24) begrenzen. The present invention relates to a snap switch (100) with a housing (1), an actuating plunger (2) with two switching positions and two contact bridges (31, 32) for electrically connecting two pairs of fixed contacts (21, 22; 23, 24), wherein the first pair of fixed contacts (21, 22) is connected in the first switching position and the second pair of fixed contacts (23, 24) is connected in the second switching position, and with snap springs (8, 9) which are supported on an actuating element (3) and the actuating plunger (2) essentially symmetrically under prestress, the lines of action of which can be displaced by the actuating element (3) in such a way that the actuating plunger (2) can be snapped over, wherein the snap switch (100) further comprises a positive opening arrangement, wherein the two contact bridges (31, 32) each have at least two contact points (17, 18, 19, 20) for electrically parallel contacting of the first pair of fixed contacts (21, 22) or the second pair of fixed contacts (23, 24), wherein each of the contact points (17, 18, 19, 20) is designed to completely switch an electrical nominal power of the snap switch (100) and the actuating plunger (2) has a first stop (41) in the closing direction of the first pair of fixed contacts (21, 22) and a second stop (42) in the closing direction of the second pair of fixed contacts (23, 24), wherein the stops (41, 42) in cooperation with a first counter-stop (51) or a second counter-stop (52) limit a movement of the actuating plunger (2) in the closing direction of the first pair of fixed contacts (21, 22) or the second pair of fixed contacts (23, 24).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schnappschalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to a snap switch according to the preamble of
Schnappschalter sind grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt und weisen in der Regel ein Gehäuse, eine zwei Schaltstellungen aufweisende, über einen Betätigungsstößel schaltbare Kontaktbrücke zum elektrischen Verbinden von Festkontakten, insbesondere mindestens einem ersten Paar von Festkontakten in der ersten Schaltstellung und mindestens einem zweiten Paar von Festkontakten in der zweiten Schaltstellung auf. An einem Betätigungselement und dem Betätigungsstößel stützen sich im Wesentlichen symmetrisch unter Vorspannung zwei Schnappfedern ab, deren Wirklinien von dem Betätigungselement derart verschiebbar sind, dass der Betätigungsstößel von der ersten Schaltstellung, in der sich der Betätigungsstößel im Wesentlichen in Ruhestellung befindet, in die zweite Schaltstellung, in der sich der Betätigungsstößel im Wesentlichen in der Betätigungsstellung befindet, umschnappbar ist.Snap switches are generally known from the prior art and generally have a housing, a contact bridge with two switching positions that can be switched via an actuating plunger for electrically connecting fixed contacts, in particular at least a first pair of fixed contacts in the first switching position and at least a second pair of fixed contacts in the second switching position. Two snap springs are supported essentially symmetrically under pretension on an actuating element and the actuating plunger, the lines of action of which can be displaced by the actuating element in such a way that the actuating plunger can be snapped from the first switching position, in which the actuating plunger is essentially in the rest position, to the second switching position, in which the actuating plunger is essentially in the actuating position.
Schnappschaltern ist gemeinsam, dass sie mit einer bistabilen Schnappfederanordnung arbeiten, die eine schnelle Schaltbewegung bei Überschreiten eines bestimmten Schaltpunktes zur Folge hat. Durch diese schnelle Umschaltbewegung sollen Überschläge und somit Beschädigungen der Kontaktelemente minimiert werden. Zur Bereitstellung dieser Funktion spielt es keine Rolle, ob die Federarme einteilig mit der Kontaktbrücke ausgebildet oder als separate Bauelemente ausgestaltet sind.Snap switches have in common that they work with a bistable snap spring arrangement, which results in a rapid switching movement when a certain switching point is exceeded. This rapid switching movement is intended to minimize arcing and thus damage to the contact elements. To provide this function, it does not matter whether the spring arms are designed as one piece with the contact bridge or as separate components.
Ein aus dem Stand der Technik bekannter Schnappschalter ist in
Der gezeigte Schnappschalter weist ein im Querschnitt rechteckiges Gehäuse 1 auf, das zur Aufnahme der einzelnen Bauelemente des Schnappschalters dient. Mittig in dem Gehäuse 1 ist ein Betätigungsstößel 2 angeordnet, der im Inneren des Gehäuses 1 eine Anschlagstufe aufweist, die in Ruhestellung des Betätigungsstößels 2 an einer Innenseite einer Wandung des Gehäuses 1 anliegt. Der Betätigungsstößel 2 wird durch eine Druckfeder 4 nach oben in seine Ruhestellung gedrückt, sodass die Anschlagstufe 3 sicher zur Anlage kommt. Dabei ist der Betätigungsstößel 2 in einer hülsenartigen Aufnahme im Bereich der Druckfeder 4 und an einem der Druckfeder 4 gegenüberliegenden Ende in einer Ausnehmung des Gehäuses 1 geführt.The snap switch shown has a
Etwa auf Höhe der Hälfte einer innerhalb des Gehäuses 1 befindlichen Längserstreckung des Betätigungsstößels 2 weist dieser zwei diametral, d.h. im vorliegenden Ausführungsbeispiel spiegelbildlich gegenüberliegend ausgebildete Aufnahmekerben 7 auf, die jeweils zum einseitigen Abstützen von jeweils einer V-förmig gebogenen Schnappfeder 8, 9 ausgebildet sind. Über die Schnappfedern 8, 9 ist ein Kontaktträger 10 am Betätigungsstößel 2 unter Vorspannung gehalten.Approximately at the height of half of a longitudinal extension of the actuating
Das jeweils andere Ende der Schnappfedern 8, 9 ist jeweils in einer Aufnahmekerbe 11, 12 eines isolierenden Distanzstückes 13, 14 aufgenommen. Die Distanzstücke 13, 14 halten einen oberen Kontaktarm 15 und einen unteren Kontaktarm 16 parallel zueinander ausgerichtet und zueinander beabstandet. Die Kontaktarme 15, 16 sind in Draufsicht gesehen etwa O-förmig. Die Halterung erfolgt dadurch, dass die Schnappfedern 8, 9 unter Vorspannung zwischen dem Betätigungsstößel 2 und den Distanzstücken 13, 14 angeordnet sind, so dass die Distanzstücke 13, 14 gegen die Kontaktarme 15, 16 gedrückt werden und diese somit in ihrer Position festlegen.The other end of the snap springs 8, 9 is each received in a receiving
Die Kontaktarme 15, 16 weisen endseitig angeordnete Kontaktpunkte 17, 18, 19, 20 auf, wobei den an den Kontaktarmen 15, 16 angeordneten Kontaktpunkten 17, 18, 19, 20 jeweils gegenüberliegend angeordnete Festkontakte 21, 22, 23, 24 zugeordnet sind, sodass jeweils ein Kontaktarm 15, 16 in der Betätigungsposition und der andere Kontaktarm 16, 15 in der Ruheposition des Schnappschalters die ihm zugeordneten Festkontakte 21, 22, 23, 24 kontaktiert und elektrisch leitend miteinander verbindet.The
Einem ersten Kontaktpunkt 17 ist ein erster Festkontakt 21 und einem zweiten Kontaktpunkt 18 ein zweiter Festkontakt 22 zugeordnet. Der erste Festkontakt 21 und der zweite Festkontakt 22 sind damit durch die obere Kontaktbrücke 15 elektrisch miteinander verbindbar und bilden ein erstes Kontaktpaar. Analog ist einem dritten Kontaktpunkt 19 ein dritter Festkontakt 23 und einem vierten Kontaktpunkt 20 ein vierter Festkontakt 24 zugeordnet, sodass der dritte Festkontakt 23 und der vierte Festkontakt 24 durch die untere Kontaktbrücke 16 elektrisch miteinander verbindbar sind und ein zweites Kontaktpaar bilden.A first fixed
Da es bei derartigen Schnappschaltern, aufgrund thermischer Überbelastung, der Kontaktstellen zu einem unerwünschten Verschweißen der Kontaktpunkte der Kontaktarme mit den Kontakten der Kontaktpaare, also den Festkontakten, kommen kann, sind in einigen Anwendungsfällen Hebelelemente für eine Zwangsöffnung vorgesehen. Die Norm DIN EN 60947-5-1 schreibt in Anhang K für normgemäße Schnappschalter zusätzlich zum Schnappfedermechanismus eine solche starre, formschlüssige Zwangsöffnung vor, damit aus sicherheitstechnischen Gründen beim Betätigen des Betätigungselements des Schnappschalters die Ruhekontaktstellung zuverlässig geöffnet wird. Diese Zwangsöffnung ist in der Lage, durch Überstrom verschweißte Kontaktstellen durch entsprechende Kraftaufbringung zu öffnen. Diese Hebelelemente sind meist über den Schaltstößel schwenkbar sowie mit einem Ende dem Kontaktträger oder den Kontaktarmen anlegbar und führen bei ausreichender Krafteinleitung am Schaltstößel zu einem Abdrücken der Kontaktpunkte von den Festkontakten und somit zu einem zwanghaften Öffnen der Schaltstellung. Um eine der Schaltstellungen als Ruhestellung auszuführen, kann, wie im gezeigten Beispiel aus
Die bekannten Schnappschalter sind bereits sehr zuverlässig und für sicherheitskritische Anwendungen einsetzbar. Es wird jedoch als nachteilig empfunden, dass diese durch unterschiedliche Effekte elektrisch ausfallen können, d.h. dass von den Kontaktarmen eine leitende Verbindung zwischen den Festkontakten nicht oder nur unzureichend hergestellt wird. Gründe für einen solchen Ausfall können unter anderem zu hohe Kontaktwiderstände aufgrund von Ablagerungen von Verschmutzungen oder Abbrand auf den Kontakten, Brüche der Schnappfedern oder der Kontaktbrücke aufgrund mechanischer und/oder thermischer Belastungen sein.The known snap switches are already very reliable and can be used for safety-critical applications. However, it is considered a disadvantage that they can fail electrically due to various effects, i.e. that the contact arms do not establish a conductive connection between the fixed contacts or do so only inadequately. Reasons for such a failure can include excessive contact resistance due to deposits of dirt or burn-off on the contacts, breakage of the snap springs or the contact bridge due to mechanical and/or thermal stress.
Ein Grund für diese Degradation der Kontaktpunkte 17 - 19 liegt an dem sogenannten Prellen der Kontaktbrücke, wenn diese von einer Schaltposition in die andere Schaltposition überführt wird. Prellen beschreibt in diesem Zusammenhang, einen mechanisch ausgelösten Störeffekt beim Umschalten des Schnappschalters. One reason for this degradation of the contact points 17 - 19 is the so-called bouncing of the contact bridge when it is transferred from one switching position to the other. Bouncing in this context describes a mechanically triggered interference effect when switching the snap switch.
Anstelle eines sofortigen und stetigen elektrischen Kontaktes ruft das Umschalten der Kontaktbrücke mit hoher Geschwindigkeit und das Auftreffen der Kontaktbrücke auf die Festkontakte kurzzeitig ein mehrfaches Schließen und Öffnen der elektrischen Verbindung hervor. Ursache hierfür ist ein elastisches Zurückprallen der Kontaktbrücke von den Festkontakten. Dieses mehrfache Schließen und Öffnen der elektrischen Verbindung verursacht bei den Spannungen von über 16 V und bis zu mehreren Hundert Ampere jeweils einen Lichtbogen, der mit Temperaturen von 10.000 °C bis 15.000 °C auf die Kontaktpunkte 17 - 20 einwirkt und so verstärkten Abbrand verursacht. Aus dem Abbrand resultieren entsprechende Verschmutzungen der Kontaktpunkte und daraus ein erhöhter Übergangswiderstand und eine verminderte Standzeit der Kontaktpunkte 17 - 20.Instead of an immediate and constant electrical contact, the switching of the contact bridge at high speed and the impact of the contact bridge on the fixed contacts causes the electrical connection to be closed and opened several times for a short time. The reason for this is that the contact bridge elastically rebounds from the fixed contacts. This repeated closing and opening of the electrical connection causes an electric arc at voltages of over 16 V and up to several hundred amps, which acts on the contact points 17 - 20 at temperatures of 10,000 °C to 15,000 °C and thus causes increased burn-off. The burn-off results in the contact points becoming dirty and thus in an increased contact resistance and a reduced service life of the contact points 17 - 20.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen bekannten Schnappschalter dahingehend zu verbessern, dass dieser eine erhöhte Standzeit und eine erhöhte Verfügbarkeit bzw. erhöhte Zuverlässigkeit beim Kontaktieren der Kontaktpunkte mit den Festkontakten aufweist.It is therefore the object of the present invention to improve a known snap switch in such a way that it has an increased service life and an increased availability or increased reliability when contacting the contact points with the fixed contacts.
Diese Aufgabe wird durch einen Schnappschalter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche und der nachfolgenden Beschreibung.This object is achieved by a snap switch with the features of
Ein erfindungsgemäßer Schnappschalter weist ein Gehäuse, einen zwei Schaltstellungen aufweisenden Betätigungsstößel mit wenigstens einer Kontaktbrücke zum elektrischen Verbinden von mindestens einem ersten Paar von Festkontakten in einer Schaltstellung und mit sich an einem Betätigungselement und dem Betätigungsstößel im Wesentlichen symmetrisch unter Vorspannung abstützenden Schnappfedern, deren Wirklinien von dem Betätigungselement derart verschiebbar sind, dass der Betätigungsstößel von einer ersten Schaltstellung, in der sich der Betätigungsstößel im Wesentlichen in Ruhestellung befindet, in eine zweite Schaltstellung, in der sich der Betätigungsstößel im Wesentlichen in der Betätigungsstellung befindet, umschnappbar ist, auf, wobei der Schnappschalter ferner eine Zwangsöffnungsanordnung aufweist, mittels derer ein Umschalten wenigstens von der ersten in die zweite Schaltstellung bei Überschreiten einer Zwangsöffnungskraft auf das Betätigungselement erzwungen wird, wobei der Betätigungsstößel wenigstens in Schließrichtung des ersten Paars von Festkontakten wenigstens einen ersten Anschlag aufweist, der in Zusammenwirkung mit einem ersten Gegenanschlag eine Bewegung des Betätigungsstößels in Schließrichtung des ersten Paars von Festkontakten begrenzt.A snap switch according to the invention has a housing, an actuating plunger having two switching positions with at least one contact bridge for electrically connecting at least a first pair of fixed contacts in a switching position and with snap springs which are supported on an actuating element and the actuating plunger essentially symmetrically under prestress, the lines of action of which can be displaced by the actuating element in such a way that the actuating plunger can be snapped from a first switching position, in which the actuating plunger is essentially in the rest position, to a second switching position, in which the actuating plunger is essentially in the actuating position, wherein the snap switch further has a positive opening arrangement by means of which a switchover at least from the first to the second switching position is forced when a positive opening force on the actuating element is exceeded, wherein the actuating plunger has at least one first stop at least in the closing direction of the first pair of fixed contacts, which in cooperation with a first counter stop limits a movement of the actuating plunger in the closing direction of the first pair of fixed contacts.
Durch den ersten Anschlag und den ersten Gegenanschlag wird eine Anordnung geschaffen, bei der eine Bewegung des Betätigungsstößels nicht nur durch die Kontaktbrücke, sondern auch durch den Anschlag abgebremst wird. Das Material und die Struktur des ersten Anschlags und/oder des ersten Gegenanschlags nimmt dabei Bewegungsenergie aus der Bewegung des Betätigungsstößels auf und leitet diese über das Gehäuse ab. Durch diese Aufnahme und das Ableiten der Energie wird Bewegungsenergie des Betätigungsstößels reduziert und nicht auf diesen rückübertragen. Auf diese Weise wird erreicht, dass der Betätigungsstößel und die daran angeordneten Kontaktbrücken weniger prellen, was eine Gesamtlebensdauer der Kontaktpunkte sowie der Kontaktbrücken und damit des Schnappschalters insgesamt vergrößert.The first stop and the first counter stop create an arrangement in which the movement of the actuating plunger is slowed down not only by the contact bridge, but also by the stop. The material and structure of the first stop and/or the first counter stop absorbs kinetic energy from the movement of the actuating plunger and dissipates it via the housing. By absorbing and dissipating the energy, the kinetic energy of the actuating plunger is reduced and not transferred back to it. This ensures that the actuating plunger and the contact bridges arranged on it bounce less, which increases the overall service life of the contact points and the contact bridges and thus of the snap switch as a whole.
Durch eine Reduktion des Prellens wird einerseits die Lebensdauer der Kontaktpunkte erhöht, da diese weniger oft schließen und wieder öffnen und dadurch weniger häufig Lichtbögen ziehen, wodurch der Abbrand der Kontaktpunkte reduziert wird. Durch den Anschlag und die Reduktion des Prellens wird andererseits die Lebensdauer der Kontaktbrücke erhöht, da diese durch das Anschlagen des Anschlags an dem Gegenanschlag weniger stark gebogen wird und durch eine geringere Anzahl an Prellvorgängen die Zahl der auf die Kontaktbrücke wirkenden Biege-Wechselbelastungen reduziert.By reducing the bounce, the service life of the contact points is increased, as they close and reopen less often and therefore arc less frequently, which reduces the burn-off of the contact points. On the other hand, the impact and the reduction in bounce increase the service life of the contact bridge, as it is bent less when the impact of the impact on the counter-attack occurs, and the number of alternating bending loads on the contact bridge is reduced by a smaller number of bounces.
Durch die sich im Rhythmus der Biege-Wechselbelastungen ständig umkehrenden Spannungsverhältnisse, insbesondere durch die jeweiligen Zugspannungen, kann es an den Oberflächen des der Kontaktbrücke zu Einkerbungen und Rissen kommen, die im Verlauf der Wechselbiegebelastung schließlich zum Bruch des Bauteils führen. Hierbei hängt der Zeitpunkt des Bruchs zum einen von der Höhe der Biegekraft und dem sich daraus ergebenden Ausmaß der wechselnden elastischen Durchbiegung des Bauteils und zum anderen von der Anzahl der aufeinanderfolgenden Wechselbelastungen ab. Dadurch dass das Prellen der Kontaktbrücke reduziert wird, wird die Standfestigkeit der Kontaktbrücke in gleichem Maße, wie das Prellen reduziert wird, erhöht. Beispielsweise kann die Zahl der Prellvorgänge von 5 auf 2, vorzugsweise auf 1 und im Idealfall auf 0 reduziert werden, sodass in gleichem Maße die Standfestigkeit erhöht, d.h. dass sich diese verdreifacht, vervierfacht oder verfünffacht.Due to the stress conditions that constantly reverse in the rhythm of the alternating bending loads, in particular due to the respective tensile stresses, notches and cracks can appear on the surfaces of the contact bridge, which ultimately lead to the component breaking during the alternating bending load. The time of breakage depends on the level of the bending force and the resulting extent of the alternating elastic deflection of the component, and on the number of consecutive alternating loads. By reducing the bouncing of the contact bridge, the stability of the contact bridge is increased to the same extent as the bouncing is reduced. For example, the number of bouncing processes can be reduced from 5 to 2, preferably to 1 and ideally to 0, so that the stability increases to the same extent, i.e. it is tripled, quadrupled or quintupled.
Dadurch dass ein Teil der Bewegungsenergie des Betätigungsstößels über den Anschlag abgefangen und teilweise auch abgeleitet wird, ist es möglich, die Kontaktbrücke im Vergleich zum Stand der Technik, weniger massiv auszugestalten, sodass die Masse der Kontaktbrücke reduziert werden kann. Dadurch, dass die Kontaktbrücke eine geringere Masse aufweist, wird das Prellen ebenfalls reduziert.Because part of the kinetic energy of the actuating plunger is absorbed and partly diverted by the stop, it is possible to make the contact bridge less massive than the state of the art, so that the mass of the contact bridge can be reduced. Because the contact bridge has a lower mass, the bouncing is also reduced.
Der Schnappschalter kann als Öffner oder als Schließer ausgebildet sein, wobei durch die Ruhestellung des Betätigungsstößels definiert wird, ob es sich um einen normally closed Kontakt, also einen Öffner, oder einen normally open Kontakt und damit einen Schließer handelt.The snap switch can be designed as an opener or a closer, whereby the rest position of the actuating plunger defines whether it is a normally closed contact, i.e. an opener, or a normally open contact, i.e. a closer.
Der Schnappschalter weist zwei Kontaktbrücken zum elektrischen Verbinden von mindestens dem ersten Paar von Festkontakten und mindestens einem zweiten Paar von Festkontakten auf, wobei der Betätigungsstößel in Schließrichtung des zweiten Paars von Festkontakten einen zweiten Anschlag aufweist, der in Zusammenwirkung mit einem zweiten Gegenanschlag eine Bewegung des Betätigungsstößels in Schließrichtung des zweiten Paars von Festkontakten begrenzt.The snap switch has two contact bridges for electrically connecting at least the first pair of fixed contacts and at least a second pair of fixed contacts, wherein the actuating plunger has a second stop in the closing direction of the second pair of fixed contacts, which, in cooperation with a second counter-stop, limits a movement of the actuating plunger in the closing direction of the second pair of fixed contacts.
Durch die Verwendung von zwei Kontaktbrücken mit entgegengesetzter Schließrichtung wird eine Anordnung geschaffen, bei der dann, wenn der elektrische Kontakt des ersten Paars von Festkontakten geöffnet wird, der elektrische Kontakt des zweiten Paars von Festkontakten geschlossen wird, und umgekehrt. Es ist damit möglich, zwei unterschiedliche elektrische Kontakte zu schalten, wobei jeweils beim Schließen des einen Kontakts der andere Kontakt geöffnet wird. Ist der Schnappschalter so ausgebildet, dass in der ersten Schaltstellung das erste Paar von Festkontakten und in der zweiten Schaltstellung das zweite Paar von Festkontakten verbunden ist, so ist der Schnappschalter je nachdem, welche Festkontakte von außen kontaktiert werden, ein Öffner, oder ein Schließer realisiert.By using two contact bridges with opposite closing directions, an arrangement is created in which when the electrical contact of the first pair of fixed contacts is opened, the electrical contact of the second pair of fixed contacts is closed, and vice versa. This makes it possible to switch two different electrical contacts, whereby when one contact is closed, the other contact is opened. If the snap switch is designed in such a way that the first pair of fixed contacts is connected in the first switching position and the second pair of fixed contacts is connected in the second switching position, the snap switch is implemented as an opener or a closer, depending on which fixed contacts are contacted from the outside.
Durch einen Anschlag in beide Schließrichtungen wird das Prellen des Betätigungsstößels in beide Richtungen reduziert und die oben beschriebenen positiven Effekte für beide Kontaktbrücken erreicht.By providing a stop in both closing directions, the bouncing of the actuating plunger in both directions is reduced and the positive effects described above are achieved for both contact bridges.
Durch zwei Kontaktbrücken mit identischer Schließrichtung kann ein Doppelöffner oder ein Doppelschließer realisiert werden. Entsprechend kann durch jeweils zwei Kontaktbrücken pro Schließrichtung ein Doppelöffner und ein Doppelschließer gleichzeitig realisiert werden.A double opener or a double closer can be realized by using two contact bridges with identical closing directions. Accordingly, a double opener and a double closer can be realized simultaneously by using two contact bridges per closing direction.
Unter dem Begriff Schließrichtung ist im Sinne der vorliegenden Offenbarung jeweils bezogen auf ein Paar von Festkontakten die Bewegungsrichtung des Betätigungsstößels zu verstehen in der sich diese so bewegt, dass durch die Kontaktbrücke ein elektrischer Kontakt des jeweiligen Paars von Festkontakten hergestellt wird.In the context of the present disclosure, the term closing direction is to be understood as referring to the direction of movement of the actuating plunger in each case with respect to a pair of fixed contacts, in which the plunger moves in such a way that an electrical contact of the respective pair of fixed contacts is established by the contact bridge.
Der Begriff Kontaktpunkt ist so zu verstehen, dass nicht nur punktförmige Kontaktierungen darunter zu verstehen sind, sondern auch linienförmige oder flächige Kontaktierungen erfasst werden. Es ist für den Fachmann selbstverständlich, dass ein rein punktförmiger Kontakt nicht möglich ist, sondern immer wenigstens eine kleine Fläche umfasst.The term contact point is to be understood in such a way that it does not only refer to point-like contacts, but also to linear or surface-like contacts. It is obvious to the expert that a purely point-like contact is not possible, but always covers at least a small area.
Vorzugsweise weist die wenigstens eine Kontaktbrücke einenends und anderenends jeweils wenigstens zwei Kontaktpunkte zur elektrisch parallelen Kontaktierung des ersten Paars von Festkontakten auf, wobei jeder der Kontaktpunkte derart ausgelegt ist, eine elektrische Nennleistung des Schnappschalters vollständig zu schalten.Preferably, the at least one contact bridge has at least two contact points at one end and at the other end for electrically contacting the first pair of fixed contacts in parallel, wherein each of the contact points is designed to completely switch a rated electrical power of the snap switch.
Durch diese Ausgestaltung wird eine elektrische und mechanische Redundanz geschaffen, sodass selbst bei einem Ausfall von bis zu zwei Kontaktpunkten eine Verfügbarkeit des Schnappschalters weiterhin gegeben ist. Die Kontaktbrücke kann mittels elektrisch und mechanisch paralleler elektrischer Leiter realisiert sein, wobei auf diese Weise bei bspw. zwei parallelen elektrischen Leitern der elektrische oder mechanische Ausfall eines der Leiter, d.h. vorliegend der beiden diesem Leiter zugeordneten Kontaktpunkte kompensiert werden kann.This design creates electrical and mechanical redundancy, so that even if up to two contact points fail, the snap switch is still available. The contact bridge can be connected to the switch by means of electrical and mechanical parallel electrical electrical conductors, whereby in this way, for example in the case of two parallel electrical conductors, the electrical or mechanical failure of one of the conductors, ie in this case of the two contact points assigned to this conductor, can be compensated.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Schnappschalter ein Gehäuse, einen zwei Schaltstellungen aufweisenden Betätigungsstößel mit wenigstens zwei Kontaktbrücken zum elektrischen Verbinden von mindestens einem ersten Paar von Festkontakten in der ersten Schaltstellung und mindestens einem zweiten Paar von Festkontakten in der zweiten Schaltstellung und mit sich an einem Betätigungselement und dem Betätigungsstößel im Wesentlichen symmetrisch unter Vorspannung abstützenden Schnappfedern, deren Wirklinien von dem Betätigungselement derart verschiebbar sind, dass der Schaltstößel von der ersten Schaltstellung, in der sich der Betätigungsstößel im Wesentlichen in Ruhestellung befindet, in die zweite Schaltstellung, in der sich der Betätigungsstößel im Wesentlichen in der Betätigungsstellung befindet, umschnappbar ist, auf, wobei der Schnappschalter ferner eine Zwangsöffungsanordnung aufweist, mittels derer ein Umschalten von der ersten in die zweite Schaltstellung bei Überschreiten einer Zwangsöffnungskraft auf das Betätigungselement erzwungen wird, zeichnet sich dadurch aus, dass die wenigstens zwei Kontaktbrücken einenends und anderenends jeweils wenigstens zwei Kontaktpunkte zur elektrisch parallelen Kontaktierung des ersten Kontaktpaars in der ersten Schaltstellung und des zweiten Kontaktpaars in der zweiten Schaltstellung aufweisen, wobei jeder der Kontaktpunkte derart ausgelegt ist, eine elektrische Nennleistung des Schnappschalters vollständig zu schalten, wobei der Betätigungsstößel sowohl in Schließrichtung des ersten Paars von Festkontakten als auch in Schließrichtung des zweiten Paars von Festkontakten einen Anschlag und mit dem jeweiligen Anschlag zusammenwirkenden Gegenanschlag aufweist, der eine Bewegung des Betätigungsstößels in der Schließrichtung des jeweiligen Paars von Festkontakten begrenzt.In an advantageous embodiment, the snap switch has a housing, an actuating plunger having two switching positions with at least two contact bridges for electrically connecting at least a first pair of fixed contacts in the first switching position and at least a second pair of fixed contacts in the second switching position and with snap springs which are supported on an actuating element and the actuating plunger essentially symmetrically under prestress, the lines of action of which can be displaced by the actuating element in such a way that the switch plunger can be snapped from the first switching position, in which the actuating plunger is essentially in the rest position, to the second switching position, in which the actuating plunger is essentially in the actuating position, wherein the snap switch further has a positive opening arrangement by means of which a switchover from the first to the second switching position is forced when a positive opening force on the actuating element is exceeded, is characterized in that the at least two contact bridges have at one end and the other end at least two contact points for electrically parallel contacting of the first contact pair in the first Switching position and the second contact pair in the second switching position, wherein each of the contact points is designed to completely switch an electrical rated power of the snap switch, wherein the actuating plunger has a stop both in the closing direction of the first pair of fixed contacts and in the closing direction of the second pair of fixed contacts and a counter-stop which cooperates with the respective stop and limits a movement of the actuating plunger in the closing direction of the respective pair of fixed contacts.
Eine Ausgestaltung der Kontaktbrücken mit jeweils wenigstens zwei Kontaktpunkten weist den Vorteil auf, dass auf diese Weise eine elektrisch parallele Kontaktierung der Festkontakte erfolgen kann. Es kann dadurch pro Schaltbrücke der Ausfall eines Schaltpunktes pro Kontaktstelle kompensiert werden, das bedeutet, dass sowohl an dem einen Ende der Kontaktbrücke als auch an dem anderen Ende der Kontaktbrücke jeweils eine Kontaktstelle bspw. durch Verschmutzungen, durch Abbrand oder durch einen mechanischen Defekt ausfallen kann, und die Funktionalität des Schnappschalters dennoch erhalten bleibt. Es wird damit eine zusätzliche Redundanz geschaffen, und die Schaltsicherheit erhöht. Die Verfügbarkeit des Schnappschalters steigt.A design of the contact bridges with at least two contact points each has the advantage that in this way an electrically parallel contact can be made between the fixed contacts. This means that the failure of one switching point per contact point can be compensated for per switching bridge, which means that one contact point can fail at both the one end of the contact bridge and the other end of the contact bridge, for example due to contamination, burnout or a mechanical defect, and the functionality of the snap switch is still maintained. This creates additional redundancy and increases switching reliability. The availability of the snap switch increases.
Bei einer Ausgestaltung mit jeweils zwei Kontaktpunkten pro Brückenende können bei einer Querkontaktierung der Teile der Kontaktbrücke, d.h. wenn die Kontaktbrücke so ausgestaltet ist, dass sämtliche Kontaktpunkte miteinander in elektrisch leitender Verbindung stehen, folgende Kontaktierungsmöglichkeiten gegeben sein: Im Idealfall kontaktieren auf beiden Seiten beide Kontaktpunkte. Bei einem wie auch immer gearteten Ausfall eines der Kontaktpunkte entweder auf der Eingangsseite und/oder auf der Ausgangsseite ist eine Konstellation gegeben, dass jeweils wenigstens ein Kontaktpunkt funktionsfähig ist.In a design with two contact points per bridge end, the following contacting options are possible when the parts of the contact bridge are cross-contacted, i.e. when the contact bridge is designed in such a way that all contact points are electrically connected to one another: Ideally, both contact points on both sides make contact. In the event of any kind of failure of one of the contact points either on the input side and/or on the output side, a situation is created in which at least one contact point is functional.
Der Begriff Kontaktpunkt dient vorliegend lediglich der Unterscheidung der unterschiedlichen Positionen der Kontakte. Kontaktpunkte sind damit nicht zwangsläufig punktförmig ausgestaltet, sondern können auch linienförmig, oder flächig ausgestaltet sein.The term contact point is used here only to distinguish between the different positions of the contacts. Contact points are therefore not necessarily point-shaped, but can also be linear or flat.
In der vorliegenden Anmeldung wird ferner der Begriff Kontaktpaar verwendet. Kontaktpaare sind immer die an gegenüberliegenden Enden einer Schaltbrücke angeordneten Kontaktierungsstellen der zugeordneten Festkontakte. Diese umfassen mindestens zwei Kontaktierungsstellen, d.h. ein Paar, können aber auch mehrere Kontaktierungsstellen umfassen. Vorzugsweise umfassen aber die Festkontakte an beiden Enden der Kontaktbrücke eine identische Anzahl an Kontaktierungsstellen.The term contact pair is also used in the present application. Contact pairs are always the contact points of the associated fixed contacts arranged at opposite ends of a switching bridge. These comprise at least two contact points, i.e. a pair, but can also comprise several contact points. Preferably, however, the fixed contacts at both ends of the contact bridge comprise an identical number of contact points.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des Schnappschalters sind die Kontaktbrücken jeweils einstückig ausgebildet. Einstückig bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Kontaktbrücken durchgehend aus demselben Material gefertigt sind, das sowohl die Energieübertragung als auch die statisch tragenden Eigenschaften aufweist. Im Unterschied zum Stand der Technik zeichnen sich die Kontaktbrücken damit durch einen einfachen Aufbau aus. Das Material der Kontaktbrücken ist dafür vorzugsweise sowohl leitfähig als auch tragfähig ausgebildet.In an advantageous development of the snap switch, the contact bridges are each made in one piece. In this context, one piece means that the contact bridges are made entirely of the same material, which has both the energy transfer and the static load-bearing properties. In contrast to the state of the art, the contact bridges are characterized by a simple structure. The material of the contact bridges is therefore preferably designed to be both conductive and load-bearing.
Für die Ausgestaltung der Kontaktbrücke eignet sich insbesondere ein Metall oder eine Metalllegierung mit federnden Eigenschaften. Es kann z.B. ein Federstahl zum Einsatz kommen, wobei Bronze, Messing, Neusilber oder Kupferlegierungen auf Grund deren höherer Leitfähigkeit bevorzugt werden. Besonders bevorzugt kommt eine Kupfer-Beryllium-Legierung zum Einsatz, da diese besonders gute elektrische und thermische Leitfähigkeit und mechanische Eigenschaften vereint. Auch Kupfer-Nickel-Silizium-Legierungen können auf Grund der mit diesen Legierungen erzielbaren guten elektrischen und thermischen Leitfähigkeit in Verbindung mit guten mechanischen Eigenschaften zum Einsatz kommen. Durch eine derartige Ausgestaltung wird erreicht, dass die Kontaktbrücke bei geringem Materialquerschnitt dennoch mechanisch stabil und für die zu schaltenden Ströme ausreichend dimensioniert ist.A metal or metal alloy with spring properties is particularly suitable for the design of the contact bridge. Spring steel can be used, for example, although bronze, brass, nickel silver or copper alloys are preferred due to their higher conductivity. A copper-beryllium alloy is particularly preferred because it combines particularly good electrical and thermal conductivity and mechanical properties. Copper-nickel-silicon alloys can also be used due to the good electrical and thermal properties that can be achieved with these alloys. thermal conductivity in conjunction with good mechanical properties. This type of design ensures that the contact bridge is mechanically stable despite its small material cross-section and is sufficiently dimensioned for the currents to be switched.
Die federnden Eigenschaften der Kontaktbrücke können so gewählt und die Kontaktbrücke so dimensioniert werden, dass bereits vor einem Anschlagen des Anschlags an dem Gegenanschlag eine Dämpfung der Bewegung des Betätigungsstößels erfolgt.The spring properties of the contact bridge can be selected and the contact bridge dimensioned in such a way that the movement of the actuating plunger is dampened even before the stop strikes the counter stop.
In einer bevorzugten Ausgestaltungsform sind die Kontaktbrücken in der Form einer doppelten H-Brücke, mit jeweils einer H-Brücke mit jeweils zwei Brückenschenkeln beiderseits des Betätigungsstößels und wenigstens einem Quersteg ausgebildet.In a preferred embodiment, the contact bridges are designed in the form of a double H-bridge, each with an H-bridge with two bridge legs on either side of the actuating plunger and at least one transverse web.
Die Bezeichnung H-Brücke bezieht sich hierbei auf die Bauform der Kontaktbrücke in Form eines „H“. Diese Bauform stellt jeweils zwei parallele Kontaktpfade zur Kontaktierung der gegenüberliegenden Festkontakte zur Verfügung, wobei gleichzeitig über den Quersteg eine Querkontaktierung von einem Schenkel der H-Brücke auf den anderen Schenkel der H-Brücke erfolgen kann.The term H-bridge refers to the design of the contact bridge in the shape of an "H". This design provides two parallel contact paths for contacting the opposite fixed contacts, whereby at the same time a cross-contact can be made from one leg of the H-bridge to the other leg of the H-bridge via the crossbar.
Die Ausgestaltung als H-Brücke bietet außerdem den Vorteil, dass die einzelnen Schenkel der H-Brücke in Schließrichtung flexibel ausgestaltet sein können, sodass ein Höhenausgleich der einzelnen Kontaktpunkte an einem Ende der Brücke möglich ist. So kann mittels der H-Brücke bspw. ein Höhenunterschied aufgrund eines Partikels zwischen den Kontaktstellen an einem Ende der H-Brücke erfolgen.The design as an H-bridge also offers the advantage that the individual legs of the H-bridge can be designed to be flexible in the closing direction, so that the height of the individual contact points at one end of the bridge can be adjusted. For example, the H-bridge can be used to compensate for a height difference due to a particle between the contact points at one end of the H-bridge.
Die Kontaktbrücke kann ferner so ausgestaltet sein, dass beiderseits des Betätigungsstößels jeweils ein Brückenschenkel voreilend und der andere Brückenschenkel nacheilend ausgebildet ist. Mit einer derartigen Ausgestaltung kann eine Kontaktbrücke realisiert werden, bei der hauptsächlich der an dem voreilenden Brückenschenkel angeordnete Kontaktpunkt mit Schaltlichtbögen und damit verbundenem Abbrand belastet ist.The contact bridge can also be designed in such a way that on both sides of the actuating plunger one bridge leg is designed to lead and the other bridge leg to lag. With such a design, a contact bridge can be realized in which the contact point arranged on the leading bridge leg is mainly exposed to switching arcs and the associated burn-off.
Voreilend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der voreilende Schenkel der Schaltbrücke, bzw. der an dem voreilenden Schenkel angeordnete Kontaktpunkt, in Schließrichtung der Kontaktbrücke zuerst mit den Festkontakten in Berührung kommt und eine elektrisch leitende Verbindung aufbaut. Der nacheilende Kontaktpunkt kontaktiert den Festkontakt erst, wenn bereits eine leitende Verbindung über den voreilenden Schenkel besteht.In this context, leading means that the leading leg of the switching bridge, or the contact point arranged on the leading leg, comes into contact with the fixed contacts first in the closing direction of the contact bridge and establishes an electrically conductive connection. The lagging contact point only contacts the fixed contact when a conductive connection already exists via the leading leg.
Umgekehrt bedeutet das beim Öffnen, dass der nacheilende Schenkel der Kontaktbrücke zuerst die elektrische Verbindung trennt und anschließend erst der voreilende Schenkel öffnet. Hierdurch wird erreicht, dass ein Schaltlichtbogen ausschließlich an dem voreilenden Kontaktpunkt entsteht und auch nur der voreilende Kontaktpunkt zum Verschweißen mit dem Festkontakt neigt, da dieser im Vergleich mit dem nacheilenden Kontakt die höheren Ströme schaltet.Conversely, when opening, this means that the trailing leg of the contact bridge first separates the electrical connection and only then opens the leading leg. This ensures that a switching arc is only created at the leading contact point and only the leading contact point tends to weld to the fixed contact, since it switches higher currents than the trailing contact.
Es kann damit in einer bevorzugten Ausgestaltungsform das Material des jeweiligen Kontaktpunkts hieran angepasst sein. Insbesondere können die Kontaktpunkte an den voreilenden Schenkeln widerstandsfähiger in Bezug auf Abbrand ausgestaltet werden. Geeignete Materialien für die Kontaktpunkte des voreilenden Schenkels sind bspw. Silber, Gold oder Silber- oder Goldlegierungen.In a preferred embodiment, the material of the respective contact point can be adapted to this. In particular, the contact points on the leading legs can be designed to be more resistant to burn-off. Suitable materials for the contact points of the leading leg are, for example, silver, gold or silver or gold alloys.
Umgekehrt kann der nacheilende Schenkel Kontaktpunkte aus einem gut leitfähigen, aber weniger widerstandsfähigen Material, bspw. Gold, aufweisen.Conversely, the trailing leg can have contact points made of a highly conductive but less resistant material, e.g. gold.
Bei Mischlasten schaltet der voreilende Kontaktpunkt die hohen Ströme und ist dementsprechend belastet. Der nacheilende Kontaktpunkt schaltet, wenn ein Übergangswiderstand des voreilenden Kontaktpunkts bei niedrigeren Strömen zu groß wird. Der nacheilende Kontakt kann ein für niedrigere Lasten geeigneteres Kontaktmaterial aufweisen, da er keine hohen Lasten schaltet.With mixed loads, the leading contact point switches the high currents and is loaded accordingly. The lagging contact point switches when the contact resistance of the leading contact point becomes too high at lower currents. The lagging contact can have a contact material that is more suitable for lower loads, since it does not switch high loads.
In einer weiteren Ausgestaltungsform sind die Kontaktbrücken federelastisch ausgebildet. Hierdurch können Fertigungstoleranzen ausgeglichen, und zuverlässige Kontaktierung, bspw. durch einen Höhenausgleich bei Partikeln erreicht werden. Ferner kann eine federelastische Ausgestaltung der Kontaktbrücken eine Öffnung des Schnappschalters unterstützen. Als Material eignen sich besonders die oben bereits für die Ausgestaltung der Kontaktbrücke genannten Metalle und Metalllegierungen. Eine federelastische Ausgestaltung der Kontaktbrücken stellt außerdem eine zuverlässige Kontaktierung zwischen den Kontaktpunkten und den Festkontakten sicher. Vorzugsweise ist eine Lage der Schaltstellungen des Betätigungsstößels so auf die Dimensionierung der Kontaktbrücken abgestimmt, dass der Anschlag in Ruhelage des Betätigungsstößels nicht in Kontakt mit dem jeweiligen Gegenanschlag ist. Die Kontaktbrücke ist so hinsichtlich ihrer geometrischen Abmessungen und Federkonstante dimensioniert, dass in der Ruhelage eine durch die Kontaktbrücke entgegen der Schließrichtung wirkende Kraft größer ist als eine durch die Schnappfedern in Schließrichtung wirkende Kraft.In a further embodiment, the contact bridges are designed to be spring-elastic. This allows manufacturing tolerances to be compensated and reliable contact to be achieved, for example by compensating the height of particles. Furthermore, a spring-elastic design of the contact bridges can support the opening of the snap switch. The metals and metal alloys already mentioned above are particularly suitable as materials for the design of the contact bridge. A spring-elastic design of the contact bridges also ensures reliable contact between the contact points and the fixed contacts. Preferably, the position of the switching positions of the actuating plunger is coordinated with the dimensions of the contact bridges so that the stop in the rest position of the actuating plunger is not in contact with the respective counter-stop. The contact bridge is dimensioned in terms of its geometric dimensions and spring constant so that in the rest position a force acting through the contact bridge against the closing direction is greater than a force acting through the snap springs in the closing direction.
Die Ruhelage des Betätigungsstößels bezeichnet die statische Position des Betätigungsstößels in einer Schaltstellung. Das bedeutet, die stabile Position, die sich einstellt, wenn der Umschaltvorgang abgeschlossen ist und ein Kräftegleichgewicht hergestellt ist.The rest position of the actuating plunger refers to the static position of the actuating plunger in a switching position. This means the stable position that occurs when the switching process is complete and a balance of forces is established.
Eine zuverlässige Kontaktierung kann außerdem unterstützt werden, wenn die Kontaktbrücken derart ausgebildet sind und die Kontaktpunkte derart angeordnet, und relativ zu den Festkontakten angeordnet sind, dass die Kontakte selbstreinigend sind.Reliable contacting can also be supported if the contact bridges are designed in such a way and the contact points are arranged in such a way, and relative to the fixed contacts, that the contacts are self-cleaning.
Eine Selbstreinigung der Kontakte kann bspw. dadurch erreicht werden, dass die Kontaktpunkte und die Festkontakte so ausgebildet und relativ zueinander angeordnet sind, dass zumindest beim Schließen der Kontakte eine Lateralbewegung zwischen Kontaktpunkt und Festkontakt bewirkt wird.Self-cleaning of the contacts can be achieved, for example, by designing the contact points and the fixed contacts and arranging them relative to each other in such a way that a lateral movement is caused between the contact point and the fixed contact, at least when the contacts are closed.
Durch eine derartige Lateralbewegung werden bspw. durch Abbrand verursachte Ablagerungen im Zuge der Lateralbewegung abgetragen und abgeräumt, wodurch immer eine zuverlässige Kontaktierung gewährleistet ist.Such a lateral movement removes and clears away deposits caused by burn-off, for example, during the lateral movement, thus always ensuring reliable contact.
Ist bspw. die Kontaktbrücke aus einem federelastischen Material, so kann bei bereits bestehender elektrischer Verbindung, d.h. wenn die Kontaktpunkte an den Festkontakten bereits anliegen, durch eine weitere Bewegung der Kontaktbrücke in Schließrichtung eine Lateralbewegung der Kontaktpunkte und der Festkontakte relativ zueinander bewirkt werden, wodurch Ablagerungen abgerieben und gleichzeitigt von den Kontakten abgeschoben werden.If, for example, the contact bridge is made of a spring-elastic material, then if an electrical connection already exists, i.e. if the contact points are already in contact with the fixed contacts, a further movement of the contact bridge in the closing direction can cause a lateral movement of the contact points and the fixed contacts relative to each other, whereby deposits are rubbed off and simultaneously pushed away from the contacts.
In einer Ausgestaltungsform kann der wenigstens einen Kontaktbrücke in Öffnungsrichtung eine Verstärkungsanordnung zugeordnet sein. Durch die Verstärkungsanordnung kann erreicht werden, dass die wenigstens eine Kontaktbrücke selbst schwächer dimensioniert werden kann und dennoch eine ausreichende Stabilität aufweist. Insbesondere in Öffnungsrichtung kann eine solche Verstärkungsanordnung sinnvoll sein, da in dieser Richtung möglicherweise aufgrund thermischer Belastungen hervorgerufene Verschweißungen gelöst werden müssen. Gleichzeitig kann erreicht werden, wenn die Verstärkungsanordnung ausschließlich in Öffnungsrichtung wirkt, dass einerseits eine Flexibilität in Schließrichtung besteht, und andererseits ausreichend Stabilität in Öffnungsrichtung gewährleistet wird.In one embodiment, a reinforcement arrangement can be assigned to the at least one contact bridge in the opening direction. The reinforcement arrangement can ensure that the at least one contact bridge itself can be made weaker and still have sufficient stability. Such a reinforcement arrangement can be useful in the opening direction in particular, since welds caused by thermal stress may have to be removed in this direction. At the same time, if the reinforcement arrangement acts exclusively in the opening direction, it can ensure that there is flexibility in the closing direction on the one hand, and sufficient stability in the opening direction on the other.
Eine solche Verstärkungsanordnung kann bspw. an dem Betätigungsstößel angeordnet, insbesondere einstückig mit dem Betätigungsstößel ausgebildet sein.Such a reinforcement arrangement can, for example, be arranged on the actuating plunger, in particular be formed integrally with the actuating plunger.
Alternativ ist auch eine mehrteilige Ausgestaltung denkbar, bei der die Verstärkungsanordnung als separates Bauteil ausgebildet ist.Alternatively, a multi-part design is also conceivable in which the reinforcement arrangement is designed as a separate component.
Durch eine Anordnung der Verstärkungsanordnung, und insbesondere einstückige Ausbildung der Verstärkungsanordnung mit dem Betätigungsstößel kann eine besonders platzsparende und insbesondere fertigungstechnisch einfach umzusetzende Realisierung erreicht werden.By arranging the reinforcement arrangement, and in particular by forming the reinforcement arrangement in one piece with the actuating plunger, a particularly space-saving and, in particular, easy-to-implement realization can be achieved.
Der Betätigungsstößel kann bspw. derart ausgebildet sein, dass die Kontaktbrücke als Bauteil in eine Aufnahme des Betätigungsstößels eingelegt und durch einen zweiten Teil des Betätigungsstößels in diesem fixiert wird.The actuating plunger can, for example, be designed in such a way that the contact bridge is inserted as a component into a receptacle of the actuating plunger and is fixed in place by a second part of the actuating plunger.
Die Verstärkungsanordnung kann bspw. als eine sich von dem Betätigungsstößel in Richtung einer Erstreckungsrichtung der Kontaktbrücke erstreckende Anformung, ausgebildet sein. Die Anformungen und die Aufnahme sind vorzugsweise so ausgestaltet, dass die Kontaktbrücke beim Einlegen in den Betätigungsstößel entgegen der Schließrichtung vorgespannt gehaltert ist. Die Kontaktbrücke ist in einer Seitenansicht in eingelegtem Zustand vorzugsweise an drei Stellen mit dem Betätigungsstößel und den Anformungen in Kontakt. Durch eine Lagerung mit drei Auflagern wird eine statisch bestimmte Situation erreicht und sichergestellt, dass keine statische Überbestimmung der Lagerung der Kontaktbrücke vorliegt. Ferner kann durch drei Auflager eine definierte Vorspannung der Kontaktbrücke erreicht werden. Vorzugsweise liegt die Kontaktbrücke beiderseits des Betätigungsstößels an der Unterstützungsanordnung auf und ist innerhalb des Betätigungsstößels durch ein drittes Auflager in Vorspannung versetzt. Dazu wirken die durch die Unterstützungsanordnung gebildeten Auflager auf eine Seitenfläche der Kontaktbrücke und das innerhalb des Betätigungsstößels gebildete Auflager wirkt auf eine gegenüberliegende Seitenfläche der Kontaktbrücke.The reinforcement arrangement can be designed, for example, as a molding extending from the actuating plunger in the direction of extension of the contact bridge. The moldings and the receptacle are preferably designed in such a way that the contact bridge is held prestressed against the closing direction when inserted into the actuating plunger. In a side view, the contact bridge is in contact with the actuating plunger and the moldings in the inserted state preferably at three points. A bearing with three supports achieves a statically determined situation and ensures that there is no static overdetermination of the bearing of the contact bridge. Furthermore, a defined prestress of the contact bridge can be achieved by three supports. The contact bridge preferably rests on the support arrangement on both sides of the actuating plunger and is prestressed within the actuating plunger by a third support. For this purpose, the supports formed by the support arrangement act on one side surface of the contact bridge and the support formed within the actuating plunger acts on an opposite side surface of the contact bridge.
Durch eine Vorspannung der Kontaktbrücke können verschiedene Vorteile realisiert werden. Es können Fertigungstoleranzen der Kontaktbrücke ausgeglichen werden, ohne, dass diese nachbearbeitet werden muss, da die Kontaktbrücke durch die Anformungen in eine definierte Position gebracht wird. Ferner ist es so möglich, dass die Kontaktbrücke eine definierte Vorspannung aufweist und so in Öffnungsrichtung unmittelbar eine erhöhte Kraft zur Öffnung der Kontakte zur Verfügung steht.Various advantages can be achieved by pre-tensioning the contact bridge. Manufacturing tolerances of the contact bridge can be compensated without the need for rework, as the contact bridge is brought into a defined position by the moldings. It is also possible for the contact bridge to have a defined pre-tension, meaning that an increased force is immediately available in the opening direction to open the contacts.
Die Anformungen können bei der Herstellung des Betätigungsstößels, bspw. im Kunststoffspritzguss besonders einfach umgesetzt und in der notwendigen Dimensionierung erstellt werden.The moldings can be implemented particularly easily during the manufacture of the actuating plunger, e.g. in plastic injection molding, and can be produced in the necessary dimensions.
Es wird bevorzugt, wenn die durch die die Anformungen gebildeten Auflager symmetrisch zu dem Betätigungsstößel ausgebildet sind und die Kontaktbrücke in unkontaktiertem Zustand in einem Abstand von wenigstens 1/5, vorzugsweise wenigstens 1/4, weiter bevorzugt wenigstens der Hälfte, besonders bevorzugt wenigstens 3/4 einer Projektion der Kontaktbrücke auf eine sich senkrecht zu einer Längsachse des Betätigungsstößels und parallel zu einer Längserstreckung der Kontaktbrücke ersteckenden Linie abstützen.It is preferred if the supports formed by the moldings are designed symmetrically to the actuating plunger and support the contact bridge in the uncontacted state at a distance of at least 1/5, preferably at least 1/4, more preferably at least half, particularly preferably at least 3/4 of a projection of the contact bridge onto a line extending perpendicular to a longitudinal axis of the actuating plunger and parallel to a longitudinal extension of the contact bridge.
Zur Bestimmung des Abstandes wird die Kontaktbrücke senkrecht auf eine Linie projiziert, die senkrecht auf die Längsachse des Betätigungsstößels steht und parallel zu einer Längserstreckung der Kontaktbrücke verläuft.To determine the distance, the contact bridge is projected perpendicularly onto a line that is perpendicular to the longitudinal axis of the actuating plunger and runs parallel to a longitudinal extension of the contact bridge.
Je weiter außen an der Kontaktbrücke das Auflager sitzt, desto kürzer ist ein das Auflager überragender Anteil der Kontaktbrücke, der sich beim Öffnen des Kontakts elastisch verformen kann und umso größer ist eine Kraftwirkung, die in Öffnungsrichtung übertragen werden kann. Es hat sich als sinnvoll herausgestellt, die Auflager in Öffnungsrichtung in einem Bereich zwischen 3/4 und 4/5 eines Abstandes senkrecht zu einer Längsachse des Betätigungsstößels anzuordnen, wobei der Abstand senkrecht zu einer Längsachse des Betätigungsstößels bestimmt wird und als Ende der Kontaktbrücke der Punkt angenommen wird, an dem die Kontaktbrücke in kontaktiertem Zustand an dem Festkontakt aufliegt. Die Auflager sind vorzugsweise als linienförmige Auflager ausgebildet. Die Lager sind vorzugsweise Loslager.The further out on the contact bridge the support is, the shorter the portion of the contact bridge that projects beyond the support and can deform elastically when the contact is opened, and the greater the force that can be transmitted in the opening direction. It has proven to be sensible to arrange the supports in the opening direction in a range between 3/4 and 4/5 of a distance perpendicular to a longitudinal axis of the actuating plunger, whereby the distance is determined perpendicular to a longitudinal axis of the actuating plunger and the end of the contact bridge is assumed to be the point at which the contact bridge rests on the fixed contact when in contact. The supports are preferably designed as linear supports. The bearings are preferably floating bearings.
Eine auf den Betätigungsstößel wirkende Öffnungskraft wird damit näher an den Kontaktpunkten auf die Kontaktbrücke übertragen und gleichzeitig eine frei kragende Länge der Kontaktbrücke reduziert. Eine entgegen der Öffnung wirkende Kraft, bspw. durch eine Verschweißung der Kontaktstelle mit dem Festkontakt wirkt über einen reduzierten Hebelarm, sodass ein Abknicken der Kontaktbrücke weniger zu besorgen ist.An opening force acting on the actuating plunger is thus transferred to the contact bridge closer to the contact points and at the same time the freely projecting length of the contact bridge is reduced. A force acting against the opening, e.g. by welding the contact point to the fixed contact, acts via a reduced lever arm, so that there is less risk of the contact bridge bending.
Um ein Verrutschen der Kontaktbrücke relativ zu dem Betätigungsstößel zu verhindern, kann diese in der Aufnahme durch ein Festlager fixiert sein. Es hat sich herausgestellt, dass eine Fixierung besonders einfach durch Anformungen an die Kontaktbrücke erfolgen kann, die in korrespondierend ausgebildete Ausnehmungen in der Aufnahme eingreifen.In order to prevent the contact bridge from slipping relative to the actuating plunger, it can be fixed in the holder by a fixed bearing. It has been found that fixing can be carried out particularly easily by moldings onto the contact bridge that engage in correspondingly designed recesses in the holder.
Die Kontaktbrücke kann insbesondere als Stanzbiegeteil ausgestaltet sein. Stanzbiegeteile können kostengünstig in hoher Qualität hergestellt werden.The contact bridge can be designed in particular as a stamped and bent part. Stamped and bent parts can be manufactured cost-effectively and in high quality.
Alternativ können, insbesondere für kleinere Stückzahlen, auch andere Fertigungsmethoden eingesetzt werden. Bspw. können verschiedene Schneideverfahren, bspw. mittels eines Wasserstrahls oder Lasers mit einem anschließenden Biegeschritt eingesetzt werden.Alternatively, other manufacturing methods can be used, especially for smaller quantities. For example, various cutting processes can be used, e.g. using a water jet or laser with a subsequent bending step.
Um eine vorgeschriebene Öffnungskraft für eine Zwangsöffnung der Ruheposition zuverlässig übertragen zu können, ist die Unterstützungsanordnung derart dimensioniert, dass eine Öffnungskraft von wenigstens 10 N, vorzugsweise 20 N, weiter bevorzugt 30 N auf die Kontaktpunkte der Kontaktbrücke übertragbar ist. Auf diese Weise kann gewährleistet werden, dass die Schnappschalter gemäß der vorliegenden Anmeldung auch der Norm DIN EN 60947-5-1 entsprechen. Durch die Anformungen ist es aber auch möglich, höhere Zwangsöffnungskräfte, als die normgemäß geforderten 20 N zu übertragen, sodass insbesondere eine Übertragung von 30 N und mehr erreicht werden kann.In order to be able to reliably transmit a prescribed opening force for a forced opening of the rest position, the support arrangement is dimensioned such that an opening force of at least 10 N, preferably 20 N, more preferably 30 N can be transmitted to the contact points of the contact bridge. In this way, it can be ensured that the snap switches according to the present application also comply with the standard DIN EN 60947-5-1. However, the moldings also make it possible to transmit higher forced opening forces than the 20 N required by the standard, so that in particular a transmission of 30 N and more can be achieved.
Der Betätigungsstößel kann bspw. wenigstens zweiteilig ausgestaltet sein, derart, dass die Kontaktbrücke zwischen zwei Teilen des Betätigungsstößels eingelegt und dadurch fixiert sein kann.The actuating plunger can, for example, be designed in at least two parts, such that the contact bridge can be inserted between two parts of the actuating plunger and thus fixed.
In einer alternativen Ausgestaltungsform ist die Kontaktbrücke mit dem Betätigungsstößel umspritzt. Diese Ausgestaltungsform hat den Vorteil, dass sie besonders kostengünstig realisierbar ist, die Zahl der Bauteile des Schnappschalters reduziert und sie bietet eine besonders gute Befestigung der Kontaktbrücke, da die Kontaktbrücke im Bereich des Betätigungsstößels form- und kraftschlüssig fixiert ist.In an alternative design, the contact bridge is overmolded with the actuating plunger. This design has the advantage that it is particularly cost-effective to implement, reduces the number of components of the snap switch and it offers particularly good fastening of the contact bridge, since the contact bridge is fixed in the area of the actuating plunger in a form-fitting and force-fitting manner.
In einer Ausgestaltungsform ist ein erster Abstand zwischen einem Kontaktpunkt und einem zugeordneten Festkontakt geringer als ein zweiter Abstand zwischen dem Anschlag und dem zugeordneten Gegenanschlag. Das bedeutet, dass die Kontaktpunkte und die Festkontakte beim Schließvorgang bereits einen elektrischen Kontakt herstellen, bevor der Anschlag mit dem Gegenanschlag in Kontakt kommt. Dadurch, dass der Betätigungsstößel beim Schließen quasi durchschlägt, wird eine Selbstreinigung der Kontakte sichergestellt, da durch die zusätzliche Axialbewegung des Betätigungsstößels eine Lateralbewegung der Kontaktpunkte der Kontaktbrücke hervorgerufen wird.In one embodiment, a first distance between a contact point and an associated fixed contact is smaller than a second distance between the stop and the associated counter-stop. This means that the contact points and the fixed contacts already establish electrical contact during the closing process before the stop comes into contact with the counter-stop. The fact that the actuating plunger essentially breaks through during closing ensures that the contacts are self-cleaning, since the additional axial movement of the actuating plunger causes a lateral movement of the contact points of the contact bridge.
Es hat sich gezeigt, dass eine Differenzstrecke zwischen dem ersten Abstand und dem zweiten Abstand z.B. zwischen 0,1 mm und 0,3 mm besonders gute Ergebnisse hinsichtlich des dadurch erzielten Reinigungseffekts und der Reduktion des Prellens der Kontaktpunkte erzielt. Dadurch, dass der Betätigungsstößel zunächst durchschlägt und von dem Gegenanschlag zurückprellt, kann die Kontaktbrücke einen Teil der beim Zurückprellen zurückgelegten Wegstrecke durch ihre federnden Eigenschaften ausgleichen. Das bedeutet, dass eine Reduktion der Prellvorgänge nicht nur durch die Ableitung der Bewegungsenergie erfolgt, sondern auch dadurch, dass die Kontaktbrücke bei der Gegenbewegung des Stößels einen Teil der Bewegungsstrecke durch ein elastisches Ausfedern kompensiert.It has been shown that a difference between the first distance and the second distance, e.g. between 0.1 mm and 0.3 mm, achieves particularly good results in terms of the cleaning effect achieved and the reduction of the bounce of the contact points. Because the actuating plunger first penetrates and the counter-stop, the contact bridge can compensate for part of the distance covered during the rebound through its spring properties. This means that the bouncing processes are reduced not only by dissipating the kinetic energy, but also because the contact bridge compensates for part of the movement distance through elastic rebound during the counter-movement of the plunger.
Durch eine Optimierung der Auslegung kann die Anzahl der Prellvorgänge drastisch reduziert und damit die Standzeit des Schnappschalters maximiert werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung werden die Schnappfedern zur Betätigung des Betätigungsstößels, eine Federkraft der Kontaktbrücke und die Differenzstrecke so aufeinander abgestimmt, dass die Zahl der Preller minimiert, insbesondre auf 1 oder null minimiert wird.By optimizing the design, the number of bounces can be drastically reduced and the service life of the snap switch can be maximized. In a preferred embodiment, the snap springs for actuating the actuating plunger, a spring force of the contact bridge and the differential distance are coordinated in such a way that the number of bounces is minimized, in particular to 1 or zero.
Bei als Weichenschaltern ausgebildeten Schnappschaltern kann eine Reduktion der Anzahl der Preller aufgrund der im Vergleich zu sonstigen Schnappschaltern stärker dimensionierten Schnappfedern auf 1 bis 2 Preller reduziert werden. Eine weitere Reduktion ist aufgrund der durch die stärkeren Schnappfedern deutlich erhöhten Bewegungsenergie beim Umschalten des Betätigungsstößels derzeit nicht möglich.In the case of snap switches designed as switch switches, the number of bouncers can be reduced to 1 or 2 due to the stronger snap springs compared to other snap switches. A further reduction is currently not possible due to the significantly increased kinetic energy when switching the actuating plunger due to the stronger snap springs.
Alle Kontakte, sowohl an der Kontaktbrücke als auch bei den Festkontakten, können zylinderförmig, flächig oder als Kugel/Oval (Kontaktniet) ausgeführt sein. Bei Kugelkontakten ist die Kontaktfläche punktförmig, bei zylinderförmigen Kontakten linienförmig, bei zweiflächigen Kontakten flächig.All contacts, both on the contact bridge and on the fixed contacts, can be cylindrical, flat or spherical/oval (contact rivet). With spherical contacts, the contact surface is point-shaped, with cylindrical contacts it is linear, and with two-surface contacts it is flat.
Die Formulierung, dass zwei Elemente einander zugeordnet sind, wird in der vorliegenden Anmeldung für Elemente verwendet, die miteinander interagieren, insbesondere elektrisch oder mechanisch miteinander interagieren. In diesem Sinne sind zwei Elemente, die durch mechanische Kontaktierung eine elektrische Verbindung herstellen, einander zugeordnet. Bspw. können dies ein Kontaktpunkt und ein Festkontakt sein, die einander in einer Schaltstellung des Betätigungsstößels elektrisch kontaktieren. Genauso sind zwei mechanische Elemente, die mechanisch interagieren, bspw. aufeinandertreffen oder sich abstützen einander zugeordnet. Bspw. können das ein Anschlag und derjenige Gegenanschlag sein, der so angeordnet ist, dass der Anschlag beim Umschalten des Betätigungsstößels von der einen Schaltstellung in die andere Schaltstellung, auftrifft. Ebenso ist eine Verstärkungsanordnung dem Kontaktarm der Kontaktbrücke zugeordnet, für den diese Verstärkungsanordnung ein Auflager bildet.The formulation that two elements are assigned to one another is used in the present application for elements that interact with one another, in particular interact with one another electrically or mechanically. In this sense, two elements that establish an electrical connection through mechanical contact are assigned to one another. For example, these can be a contact point and a fixed contact that electrically contact one another in a switching position of the actuating plunger. In the same way, two mechanical elements that interact mechanically, e.g. meet one another or support one another, are assigned to one another. For example, these can be a stop and the counter-stop that is arranged in such a way that the stop hits when the actuating plunger switches from one switching position to the other switching position. Likewise, a reinforcement arrangement is assigned to the contact arm of the contact bridge, for which this reinforcement arrangement forms a support.
Die Selbstreinigung der Schaltpunkte kann schiebend oder ziehend ausgestaltet sein. Je, nachdem in welchem Winkel die Kontaktpunkte und die Festkontakte aufeinandertreffen, wird eine schiebende, oder eine ziehende Relativbewegung zwischen den Kontakten ausgeführt. Nähere Details ergeben sich aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen.The self-cleaning of the switching points can be designed to be pushing or pulling. Depending on the angle at which the contact points and the fixed contacts meet, a pushing or pulling relative movement is carried out between the contacts. Further details can be found in the embodiments described below.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Die in den Unteransprüchen einzeln aufgeführten Merkmale können in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander als auch mit den in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuterten Merkmale kombiniert werden und andere vorteilhafte Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen.Advantageous embodiments and variants of the invention emerge from the subclaims and the following description. The features listed individually in the subclaims can be combined with each other in any technically reasonable manner and with the features explained in more detail in the following description and represent other advantageous embodiments of the invention.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren eingehend erläutert. Es zeigen:
-
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Schnappschalters gemäß der vorliegenden Anmeldung in vereinfachter Darstellung, -
2 eine Prinzipskizze des Betätigungsstößels mit der ersten Kontaktbrücke sowie zugeordneten Festkontakten, -
3a) bis d) einen Schließvorgang einer Kontaktbrücke des Schnappschalters gemäß2 , -
4a) bis c) einen Öffnungsvorgang der Kontaktbrücke aus3 , -
5 ein Ausführungsbeispiel eines Betätigungsstößels, wie er inden 3 und4 gezeigt ist, in Schnittdarstellung, -
6 eine dritte Ausgestaltungsform einer Kontaktbrücke, -
7 eine vierte Ausführungsform einer Kontaktbrücke, -
8a) und8b eine Kontaktbrücke mit einem vorauseilenden und einem nacheilenden Brückenschenkel und -
9 einen Schnappschalter gemäß dem Stand der Technik (schon behandelt).
-
1 a first embodiment of a snap switch according to the present application in a simplified representation, -
2 a schematic diagram of the actuating plunger with the first contact bridge and associated fixed contacts, -
3a) to d) a closing operation of a contact bridge of the snap switch according to2 , -
4a) to c) an opening process of thecontact bridge 3 , -
5 an embodiment of an actuating plunger as shown in the3 and4 shown in section, -
6 a third design form of a contact bridge, -
7 a fourth embodiment of a contact bridge, -
8a) and8b a contact bridge with a leading and a trailing bridge leg and -
9 a snap switch according to the state of the art (already discussed).
In den Figuren bezeichnen - soweit nicht anders angegeben - gleiche Bezugszeichen gleiche oder einander entsprechende Komponenten mit gleicher Funktion.In the figures, unless otherwise stated, identical reference symbols designate identical or corresponding components with identical functions.
Der Schnappschalter 100 ist in der gezeigten Darstellung vereinfacht und mit geöffnetem Gehäuse 1 dargestellt, sodass die Funktionalität der sich in dem Schnappschalter 100 befindlichen Komponenten deutlicher ersichtlich wird. Die wesentliche Funktion des Schnappschalters 100 wird durch einen wenigstens zwei Schaltstellungen aufweisenden Betätigungsstößel 2 bewerkstelligt, wobei der Betätigungsstößel 2 mittels eines Betätigungselements 3 zwischen einer ersten Schaltstellung, wie sie in
Der in
Wie bereits in Bezug auf den Stand der Technik dargestellt, kann eine solche Zwangsöffnung notwendig sein, wenn beispielsweise aufgrund thermischer Belastungen Kontakte des Schnappschalters 100 in einer Schaltstellung (vorliegend der ersten Schaltstellung) miteinander verschweißt sind und dadurch die Schnappfedern 8, 9 nicht in der Lage sind, die Kontakte zu lösen und die Schaltstellung umzuschalten.As already explained with reference to the prior art, such a positive opening may be necessary if, for example, due to thermal stress, contacts of the
Bei dem vorliegend in
An dem Betätigungsstößel 2 sind Verstärkungsarme 25, 26 zur Abstützung der Kontaktbrücke 31, 32 in Öffnungsrichtung einstückig als Anformungen angeordnet. Die Verstärkungsarme 25, 26 erstecken sich beiderseitig von dem Betätigungsstößel 2 weg. Auf einer der Kontaktbrücke 31, 32 zugewandten Seite weisen die Verstärkungsarme 25, 26 eine Steigung auf, die derart gewählt ist, dass die Kontaktbrücke 31, 32 nur endseitig an den Verstärkungsarmen 25, 26 anliegt. Eine der Kontaktbrücke 31, 32 abgewandte Seite der Verstärkungsarme 25, 26 ist senkrecht zu einer Längsachse und Bewegungsrichtung des Betätigungsstößels 2 ausgerichtet und dient im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Anschlag 41, 42 zur Begrenzung einer Bewegung des Betätigungsstößels 2 in Schließrichtung.Reinforcing
Durch die Ausgestaltung als Anschlag 41, 42 wird eine Schließbewegung des Betätigungsstößels 2 durch ein Anschlagen an einen im Gehäuse 1 ausgebildeten Gegenanschlag 51, 52 in Schließrichtung begrenzt. Durch Anschlagen des Anschlags 41, 42 an dem Gegenanschlag 51, 52 wird ein Teil der Bewegungsenergie des Betätigungsstößels 2 absorbiert und so ein Prellen des Betätigungsstößels 2 selbst reduziert.By designing it as a
Aus
Durch den Anschlag 41, 42 wird ferner die mechanische Belastung der Kontaktbrücken 31, 32 reduziert, da die Bewegungsenergie des Betätigungsstößels 2 nicht ausschließlich durch die Kontaktbrücken 31, 32 aufgenommen werden muss, sondern im Wesentlichen durch das Auftreffen des Anschlags 41, 42 auf den Gegenanschlag 51, 52 abgeleitet wird. Es ist dadurch möglich, die Kontaktbrücke 31, 32 im Vergleich zum Stand der Technik wie er in
Dadurch, dass die Kontaktbrücke 31, 32 nach dem Schließen des elektrischen Kontakts zwischen den Kontaktpunkten 17, 18, 19, 20 und den zugeordneten Festkontakten 21, 22, 23, 24 bis zum Auftreffen des Anschlags 41, 42 auf den Gegenanschlag 51, 52 über die Differenzstrecke Δs zwischen dem ersten Abstand s1 und dem zweiten Abstand s2 elastisch einfedert wird erreicht, dass auch bei einem Zurückprellen des Betätigungsstößels 2 für die Differenz zunächst der mechanische und der elektrische Kontakt bestehen bleibt.The fact that the
Die in den nachfolgenden Figuren bezüglich des zweiten Paars an Festkontakten 21, 22 und der ersten Kontraktbrücke 31 sowie dem zugeordneten ersten Anschlag 41 und dem ersten Gegenanschlag 51 gemachten Ausführungen sind exemplarisch und gelten mutatis mutandis jeweils auch für die entgegengesetzte Bewegungsrichtung und das dafür vorgesehene Paar von Festkontakte 23, 24, die zweite Kontaktbrücke 32, sowie den in dieser Bewegungsrichtung ausgebildeten zweiten Anschlag 42 und zweiten Gegenanschlag 52.The statements made in the following figures with regard to the second pair of fixed
Die Darstellung in
Die Kontaktbrücke 31 ist als eine konkav gebogene Blattfeder, die in Öffnungsrichtung, d.h. wenn ein zwischen den Kontaktpunkten 314-317 und den Festkontakten 21, 22 geschlossener elektrischer Kontakt wieder geöffnet wird, durch eine an dem Betätigungsstößel 2 angeordnete Verstärkungsanordnung in Form von Verstärkungsarmen 25, 26 abgestützt. Die Verstärkungsarme 25, 26 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Anformungen einstückig mit dem Betätigungsstößel 2 ausgebildet und stützen die Kontaktbrücke 31 in Öffnungsrichtung, wie nachfolgend in Zusammenhang mit
Die Verstärkungsarme 25, 26 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel gleichzeitig als erster Anschlag 41 ausgebildet, mit dem der Betätigungsstößel 2 in Schließrichtung an einem ersten Gegenanschlag 51, der vorliegend identisch mit den Festkontakten 21, 22 ausgebildet ist, anschlägt. Die gezeigte Ausgestaltungsform ist besonders einfach herzustellen, da ein zusätzlicher Gegenanschlag 51 nicht separat ausgestaltet werden muss. Gleichzeitig müssen die Festkontakte 21, 22 aber deutlich massiver ausgestaltet sein, damit diese die übertragene Bewegungsenergie ableiten können.In the present embodiment, the
In
Zusätzlich gewährleisten die mit einzelnen Brückenschenkeln 311, 312 ausgebildeten Kontaktbrücken 31, 32, dass bei Ablagerungen und Partikeln auf einem der Kontaktpartner durch die federelastische Ausgestaltung der Kontaktbrücke ein Höhenausgleich stattfinden kann - auch zwischen den einzelnen Schenkeln 311, 312 zur Kontaktierung eines Festkontakts 21, 22 - wodurch ein elektrischer Kontakt noch zuverlässiger geschlossen wird.In addition, the contact bridges 31, 32 formed with
In
Die
Die Kontaktpunkte 314-317 werden in dieser Ausgestaltungsform von den Festkontakten 21, 22 abgezogen, d. h. in der Kontaktbrücke 31 wirkt eine Zugkraft.In this embodiment, the contact points 314-317 are subtracted from the fixed
In der in
Die zweite Kontaktbrücke 32 ist an einer senkrecht auf einer Bewegungsrichtung des Betätigungsstößels 2 stehenden und mittig durch den Betätigungsstößel 2 verlaufenden Spiegelebene gespiegelt, zu der ersten Kontaktbrücke 31 angeordnet und wird ebenso gehaltert und vorgespannt.The
An den Kontaktbrücken 31, 32 der in
Die in
Der Quersteg 313 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel zentral angeordnet, sodass sich die Brückenschenkelabschnitte 311a, 311b, 312a, 312b jeweils symmetrisch ausgehend von dem Quersteg 313, rechtwinklig zu diesem erstrecken. Die Brückenschenkel 311, 312 sind zunächst mit positiver Krümmung verlaufend und sich daran anschließend mit negativer Krümmung erstreckend ausgebildet, sodass die Kontaktbrücke 31 in einem zentralen Bereich konkav und den Endbereichen der Brückenschenkel 311, 312 konvex ausgebildet ist. Endseitig an den Brückenschenkeln 311, 312 sind die Kontaktpunkte 314-317 angeordnet, wobei diese im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Kontaktnieten ausgebildet sind. Kontaktnieten haben im Vergleich zu aufgelöteten Kontakten den Vorteil, dass sie in anderen Fertigungsverfahren produziert werden können. Das heißt es sind andere Materialkombinationen möglich. Wie der Name „Kontaktnieten“ bereits sagt, sind die Kontaktpunkte 314-317 mit einem Niet an dem jeweiligen Brückenschenkelende befestigt oder selbst als Niet ausgebildet.In the present embodiment, the
Der Quersteg 313 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel so ausgebildet, dass sich dieser linear zwischen den Brückenschenkeln 311, 312 mit einer halbkreisförmigen Anformung beiderseits der Brückenschenkel 311, 312 erstreckt. Diese Anformung kann zur Ausrichtung und Zentrierung der Kontaktbrücke 31 innerhalb des Betätigungsstößels 2 genutzt werden und stellt somit eine Montagehilfe dar.In the present embodiment, the
Die
Im Unterschied zu der in
Voreilend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der an dem voreilenden Brückenschenkel 311 angeordnete Kontaktpunkt 314, 316 bei einer Bewegung in Schließrichtung den zugeordneten Festkontakt zeitlich vor dem an dem nacheilenden Brückenschenkel angeordneten Kontaktpunkt 315, 317 kontaktiert und somit vor diesem eine elektrisch leitende Verbindung herstellt. Umgekehrt ist es so, dass der nacheilende Brückenschenkel 312 bzw. die ihm zugeordneten Kontaktpunkte 315, 317 beim Öffnen der Schaltstellung zuerst von dem jeweilig zugeordneten Festkontakt abhebt und der in Schließrichtung voreilende Brückenschenkel 311 als zweites die Verbindung löst.Leading in this context means that the
In dem in
In einer alternativen Ausgestaltungsform könnten auch die jeweils eingesetzten Kontaktnieten eine unterschiedliche Höhe aufweisen, sodass die Brückenschenkel 311, 312 zwar gleich gebogen sind, aber die jeweils eingesetzten Kontaktnieten des voreilenden Kontaktpunkts 314, 316 eine größere Höhe als die Kontaktnieten des nacheilenden Kontaktpunkts 315, 317 aufweisen. Eine derartige Ausgestaltung kann für den vorauseilenden Kontaktpunkt 314, 316 eine größere Materialstärke zur Verfügung stellen, sodass dieser zusätzlich zu einem gegen Abbrand resistenteren Material auch eine zusätzliche Materialstärke aufweist, die verschlissen werden kann.In an alternative embodiment, the contact rivets used in each case could also have a different height, so that the
Bezugszeichenlistelist of reference symbols
- 11
- GehäuseHousing
- 22
- Betätigungsstößelactuating plunger
- 33
- Betätigungselementactuator
- 44
- Druckfedercompression spring
- 55
- erster Zwangsöffnungshebelfirst positive opening lever
- 66
- zweiter Zwangsöffnungshebelsecond positive opening lever
- 88
- erste Schnappfederfirst snap spring
- 99
- zweite Schnappfedersecond snap spring
- 11, 1211, 12
- Aufnahmekerbereceiving notch
- 13, 1413, 14
- Distanzstückspacer
- 1515
- oberer Kontaktarmupper contact arm
- 1616
- unterer Kontaktarmlower contact arm
- 1717
- erster Kontaktpunktfirst point of contact
- 1818
- zweiter Kontaktpunktsecond contact point
- 1919
- dritter Kontaktpunktthird contact point
- 2020
- vierter Kontaktpunktfourth contact point
- 2121
- erster Festkontaktfirst solid contact
- 2222
- zweiter Festkontaktsecond fixed contact
- 2323
- dritter Festkontaktthird fixed contact
- 2424
- vierter Festkontaktfourth fixed contact
- 25, 2625, 26
- Verstärkungsarmreinforcement arm
- 3131
- erste Kontaktbrückefirst contact bridge
- 3232
- zweite Kontaktbrückesecond contact bridge
- 4141
- erster Anschlagfirst attack
- 4242
- zweiter Anschlagsecond attack
- 5151
- erster Gegenanschlagfirst counterattack
- 5252
- zweiter Gegenanschlagsecond counterattack
- 6161
- erstes Auflagerfirst support
- 6262
- zweites Auflagersecond support
- 6363
- drittes Auflagerthird edition
- 100100
- Schnappschaltersnap switch
- 311311
- erster Brückenschenkelfirst bridge leg
- 311a, 311b311a, 311b
- Brückenschenkelabschnittebridge leg sections
- 312312
- zweiter Brückenschenkelsecond bridge leg
- 312a, 312b312a, 312b
- Brückenschenkelabschnittebridge leg sections
- 313313
- Querstegcrossbar
- 314-317314-317
- Kontaktpunktecontact points
- 324-327324-327
- Kontaktpunktecontact points
- ΔhΔh
- HöheHeight
- s1s1
- erster Abstandfirst distance
- s2s2
- zweiter Abstandsecond distance
- ΔsΔs
- Differenzstreckedifferential distance
Claims (13)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Citations (1)
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-
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-
2024
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|---|---|---|---|---|
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Also Published As
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| WO2025103761A1 (en) | 2025-05-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
| R020 | Patent grant now final |
