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Elektrischer Schalter, insbesondere Wippenschalter.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter, insbesondere
auf einen Wippenschalter mit wenigstens einem im Sockel aufgenommenen Seiten- und
einem Mittelkontakt, welcher auf einer Schneidenlagerstelle eine sockelseitige Kontaktwippe
lagert, welche mit einem auf ihr abgestützten federbelasteten buchsenförmigen Druckteil
zusammenwirkt, welches in seiner Längsrichtung beweglich innerhalb einer Axialtasche
einer von außen betätigbaren Schaltwippe gelagert ist.
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Wippenschalter der eingangs beschriebenen Gattung sind in der Praxis
bekannt. Sie sind z. B. derart aufgebaut, daß auf einer, auf einem Schneidenlager
eines Mittelkontaktes gelagerten Kontaktwippe ein Druckstück unter unmittelbarer
Kontaktberührung mit der Oberfläche der Kontaktwippe abgestützt ist0 Dieses Druckstück
ist seinerseits
in seiner Längsrichtung beweglich innerhalb einer
Aussparung einer von außen betätigbaren Schaltwippe beweglich geführt und schließlich
in Richtung auf die Kontaktwippe federbelastet. Ein solcher Wippenschalter arbeitet
mit sogenannten Übertotpunktstellungen, was so zu verstehen ist, daß bei Betätigung
der Schaltwippe, welche um eine Horizontalachse schwenkgelagert ist, das auf einer
Stelle der Oberfläche der Kontaktwippe abgestützte Druckstück über den Schneidenlagerbereich
am Mittelkontakt hinweg auf dessen andere Seite gedrückt wird, so daß nach Überschreiten
einer Totpunktlage eine Kippbewegung der Kontaktwippe möglich ist, so daß diese
entweder in eine Kontaktlage mit dem Seitenkontakt oder aber in eine Freigabelage
bzw0 in eine Nichtgebrauchslage gebracht wird.
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Bei den vorbekannten Ausführungen von Schaltbauteilen innerhalb solcher
Wippenschalter ist nun bei einer Ausführung das Druckstück als längliches hülsenförmiges
Bauteil ausgebildet, welches an seiner freien Stirnfläche kugelkalottenartig gestaltet
ist. Es ist aber auch möglich,an der Abstützstelle zwischen dem Druckstück und der
Oberfläche der Kontaktwippe eine lose gehalterte Kugel zu verwenden. Bei der Betätigung
der Schaltwippe wird nun zwischen dem Druckstück und der Oberfläohe der Kontaktwippe
eine nicht
unerhebliche Reibung zwischen den beiden aufeinander
gleitenden bzw. rutschenden Werkstoffen herbeigeführt mit der Polge, daß im Berührungsbereiche
Gleitbahnen bzw. Materialabnutzungsstellen ebenso nicht auszuschließen sind,wie
auch Riefenbildungen an diesen Stellen Gang und Gäbe sind, so daß rauhe und kratzige
Schaltvorgänge nicht ausgeschlossen werden können. Außerdem wird durch die Materialabnutzungserscheinungen
zwischen der Kontaktwippe und dem Druckstück auch die Schaltfunktion, insbesondere
die Länge des Schaltweges und der Kontaktdruck beeinträchtigt. Um nun in der Praxis
diesen Abnutzungserscheinungen in etwa zu begegnen, muß man dafür sorgen, daß man
mit der Schaltwippe einen relativ großen Schaltweg zurücklegen kann, damit mit Sicnerheit
im Bereiche der Kontaktwippe ein genügend großer Schaltweg entsteht, um die Kontakte
sicher in Kontaktberährung zu bringen. Das bedeutet aber wiederum, daß auf Grund
des großen Kippweges, welchen die Schaltwippe zu durchlaufen hat, der die Schaltwippe
umfassende Rahmen eine relativ hohe Gesamthöhe besitzen muß, damit in der Kippstellung
der Kragen der Schaltwippe sich noch innerhalb der Ausnehmung des Rahmens befindet.
Eine relativ hohe Bauweise ist hierbei nicht zu vermeiden.
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Ausgehend nun von Wippenschaltern der eingangs beschriebenen
Gattung
besteht nun die technische Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen solchen
Wippenschalter derart zu gestalten, daß eine tatsächlich optimale und sichere Schaltfunktion
bei kürzesten Schaltwegen und einfachem Aufbau möglich ist.
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Erreicht wird das Ziel der Erfindung in vorteilhafter Weise dadurch,
daß zwischen dem Druckteil und der Kontaktwippe ein Gelenkstück vorgesehen ist,
welches selbst mit wenigstens einer eigenen Lagerstelle auf wenigstens einem gegenüber
der Kontaktwippe abstehenden Schneidenlager gelagert seiner ist, und wobei das Gelenkstück
außerdem gegenüber
kontaktwippenseitigen Lagerstelle wenigstens eine weitere Schneidenlager-Stützstelle
zur Abstützung des Druckteils aufweist, wobei diese Sohneidenlager-Stützstelle höhenebenenversetzt
zu der kontaktwippenseitigen Lagerstelle angeordnet ist Der Erfindungsgegenstand
unterscheidet sich in seiner Ausführung grundsätzlich von vorbekannten Wippenschaltern
dadurch, daß hier erstmalig zwischen dem Druckstück und der Kontaktwippe keine gleitende
bzw. rutschende Berührungsbewegung zwischen metallischen Werkstoffen mehr auftritt,
vielmehr wird durch den Erfindungsgegenstand eine echte Gelenklagerung unter Beibehaltung
des Übertotpunkteffekts verwirklicht, was
entscheidende Vorteile
hinsichtlich der Schaltfunktion und des damit verbundenen Aufbaues eines Wippenschalters
mit sich bringt. Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Gelenkstück bildet nun zwei
Lagerstellen, von denen die eine als echte Lagerstelle dazu benutzt wird, um an
einer Gegenlagerstelle der Kontaktwippe gelagert zu werden, während die andere Lagerstelle
als Angriffsstelle für das Druckteil dient.
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Durch das neue Gelenkstück als Zwischenelement zwischen dem Druckteil
und der Kontaktwippe werden damit alle bisher zwischen dem Druckstück und der Kontaktwippe
auftretenden Materialreibungserscheinungen mit einem Schlage ausgeschaltet.
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Vielmehr tritt hierbei durch die Verwirklichung von Schneidenlagerungen
an den einzelnen Lagerstellen, do h. sowohl zwischen dem Gelenkstück und der Kontaktwippe
als auch zwischen dem Gelenkstück und dem Druckteil eine bisher nicht erreichte
reibungsarme Lagerung zwischen allen beteiligten Bauelementen auf, was zur Polge
hat, daß hier reibungsloser als bisher geschaltet werden kann. Somit wird von dieser
Seite her bereits entscheidend zur Verbesserung der Schaltfunktion beigetragen.
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Ein weiterer Vorteil des Brfindungsgegenstandes wird aber auch darin
gesehen, daß die Lagerstellen des Gelenkstükkes zur lagernden Abstützung an der
Kontaktwippe und die Abstützstelle
für das Druckteil am Gelenkstück
höhenebenenversetzt zueinander angeordnet sind. Dadurch entsteht für den praktischen
Gebrauch des Gelenkstücks in einem Wippenschalter ein gewisses und für die Handhabung
besonders günstiges Hebqierhältnis, was die durchzuführenden Schaltbewegungen wesentlich
begünstigt. Es gelingt hierbei nämlich durch relativ kurze Kipphübe der Schaltwippe
relativ große Schaltwege an der Kontaktwippe herbeizuführen mit der Folge, daß dadurch
auch ein besonders hoher Kontaktdruck zwischen der Kontaktwippe und dem Seitenkontakt
entsteht und auch bei Langzeitgebrauch aufrechterhalten werden kann, weil nicht
- wie bisher durch Abnutzung - an Schaltweg eingebüßt wird.
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Das Nachlassen des Kontaktdruckes durch Abnutzungserscheinungen bei
Schaltern bisheriger Bauart sind jedoch gravierende Nachteile der bisher bekannten
Bauweise, die durch den Erfindungsgegenstand wirkungsvoll verhindert werden, so
daß insgesamt gesehen die Schaltfunktion bei solchen Wippenschaltern wesentlich
sicherer gestaltet wird.
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Dadurch, daß man jetzt bei der Betätigung eines Wippenschalters mit
einem wesentlich geringeren Kipphub um die Lagerachse der Schaltwippe herum auskommt,
kann man nunmehr auch insbesondere den die Schaltwippe umgebenden Rahmen und
auch
die Schaltwippe hinsichtlich ihrer Bauhöhe wesentlich niedriger gestalten, so daß
dies zu einer niedrigeren Bauweise und zur Verbesserung des optischen Gesamtbildes
eines solchen Schalters führt.
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Und schließlich kann man bei der Verwirklichung der Erfindung Wippenschalter
verwirklichen, die als relativ geräuscharm beim Schalten anzusehen sind, weil nicht
nur die unumgänglichen Reibungsgeräusche zwischen dem Druckteil und der Kontaktwippe
vermieden werden, sondern auch - des bisherigen großen Kipphubes wegen - die harten
Aufschlaggeräusche der Schaltwippe- auf den ihn umgebenden Rahmen ebenso ausgeschaltet
werden.
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Durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Gelenkstück wird auch der
eigentliche Schaltgang, d. h. der Schaltablauf günstiger als bisher gestaltet, weil
man durch die vorteilhafte Aufhängung des Gelenkstückes auf der einen und durch
die günstige Anordnung des Angriffspunktes für das Druckteil auf der anderen Seite
bereits mit relativ geringer Tippkraft die Schaltbewegung durchführen kann. Es genügt
hierbei bereits eine leichte Druckbewegung auf die Schaltwippe, um damit ein Umschalten
der Kontaktwippe zu bewirken.
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Zur Begünstigung und zur Verbesserung der Schaltfunktion
trägt
auch bei, daß das neue Gelenkstück durch seinen charakteristischen Aufbau auf der
einen und durch die Verwirklichung einer Schneidenlagerung auf der anderen Seite
sich praktisch den Gegebenheiten im Schalter selbsttätig anzupassen vermag, was
bedeutet, daß eine selbsttätige Einpendelung auf die tatsächlichen Verhältnisse
im Schalter möglich ist. Dies dadurch, weil beim Erfindungsgegenstand keine Reibungs-
und Hemmungserscheinungen zwischen aufeinander gleitenden bzw. rutschenden Teilen
mehr vorhanden ist0 Durch die Verwirklichung von Schneidenlagerstellen sowohl zwischen
dem Gelenkstück und der Kontaktwippe sowie zwischen dem Druckteil und dem Gelenkstück
wird eine bisher nicht erzielte Leichtgängigkeit verwirklicht, die die Schaltfunktion
besonders günstig beeinflußt.
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Der Erfindungsgegenstand kann nun in seiner praktischen Verwirklichung
für sich in Anspruch nehmen, daß es durch die Zwischenschaltung eines Gelenkstückes
mit dessen charakteristischem Aufbau gelungen ist, die Schaltfunktion als in einem
bisher nicht erreichten Maße optimal zu gestalten, wobei mit relativ kurzen Kipphüben
der Schaltwippe besonders lange Schaltwege an der Kontaktwippe erreichbar sind,
und wobei zusätzlich hiermit auch der Kontaktdruck der Kontaktwippe verstärkt wird,
was wiederum zur Verbesserung der Schaltfunktion
beiträgt Rein
konstruktiv könnte nun der Erfindungsgegenstand in der Praxis seine Verwirklichurgbeispielsweise
darin finden, daß das Gelenkstück bei einer im wesentlichen mehrschenkeligen Ausführung
zur Abstützung an der Kontaktwippe zwei auf gleicher Höhenebene liegende Lagerstellen
aufweist, die durch einschnittförmige Aussparungen innerhalb nach außen geriohteter
Schenkelteile des Gelenkstücks vorgesehen sind, während die Schneidenlager-Stützstelle
an einem weiteren Schenkelteil vorgesehen ist, der zwischen den Lagerstellen gegenüber
diesen tiefer liegend angeordnet ist. Hiermit wird ein Bauelement geschaffen, welches
Angriffsflächen für die Lagerabstützung einerseits und für die Abstützung des Druckteils
andererseits in zwei Ebenen, d. h. im Abstand zueinander angeordnet beinhaltet,
um die für die Betätigung besonders günstigen Hebelverhältnisse zu erzielen.
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Besonders bevorzugt wird im Rahmen der praktischen Verwirklichung
ein Bauteil derart, welches durch ein flachquerschnittiges, im wesentlichen V-förmiges
Flachbauteil gebildet ist, wobei unterseitig an gegenüber einem Mittelteil nach
außen gerichteten Schenkeln die Lagerstellen zur kontaktwippenseitigen Abstützung
und höhenebenenversetzt dazu
zwischen diesen am Mittelteil die
Schneidenlager-Stützstelle zur Abstützung des Druckstücks vorgesehen ist. Dieses
V-förmige Flachbauteil bietet nun hinsichtlich seines charakteristischen Aufbaues
die beiden Ebenen, die erforderlich sind, um eine optimale Funktion zu erzielen,
indem nämlich vom Mittelteil des V-förmigen Flachbauteils abgehenden Schenkel außen
seitig die Lagerstellen bilden, über welche das Bauteil an der Kontaktwippe abgestützt
wird, während der Mittelteil selbst an seiner gegenüber den abgehenden Schenkek
tiefer gelegenen Stellen eine Schneidenlager-Stützstelle bildet, an welcher das
Druckteil abgestützt werden kann. Ein solches Bauteil ist nun auch hinsichtlich
seines konstruktiven Aufbaues ebenso einfach, wie es auch in der Herstellung wohlfeil
beispielsweise als reines Stanzteil hergestellt werden kann. Dies ist ein besonderer
Vorteil, weil es sich hierbei um ein echtes Massenproduktionselement handelt.
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Die gesamte Lagerung des Gelenkstückes an der Kontaktwippe wird auch
dadurch noch begünstigt, weil diese in gegenüberliegender Anordnung seitlich hochstehende
Lagerarme aufweist, die an ihren freien Enden als Schneidenlager ausgebildete Aussparungen
für einen Lagereingriff des Gelenkstücks aufweisen. Dadurch wird eine gewisse Arretierung
und Zentrierung des Gelenkstückes an der Kontaktwippe vorgenommen,
so
daß diese lagegesichert ist. Diese gesicherte Lage wirkt sich auch günstig für den
Angriff des Druckteilssam Gelenkstück aus, was wiederum die Schaltfunktion günstig
gestaltet. Auch eine derartige fixierte und arretierte Führung von Schaltteilen
war bei der bisherigen Schalterausführung ebenfalls nicht möglich, weil weder ein
mit kugelkalottenartiger Endspitze versehenes Druckteil noch ein solches mit einer
endstirnseitig vorgesehenen Kugel eine genau fixierte Lage hatte.
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Vervollständigt wird nun die besonders reibungsarme Lagerung des
Schaltwerkes auch noch dadurch, daß das Druckstück am abstützseitigen Ende wenigstens
über Teile seiner axialen Länge verjüngt ist und an der Endstirnfläche eine Schneidenlagerstelle
bildet. Somit bilden alle aneinandergreifenden Lagerelemente sogenannte Schneidenlager,
die besonders reibungsarm arbeiten.
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Obwohl bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
das Gelenkstück über zwei Lagerstellen zur Abstützung an der Kontaktwippe verfügt
und nur eine Schneidenlager-Stützstelle als Angriffspunkt für das Druckteil besitzt,
so wäre in diesem Zusammenhang eine umgekehrte Lösung ebenfalls möglich und wird
mit zur Erfindung gehörig
angesehen, indem nämlich kontaktwippenseitig
nur eine Lagerstelle zur Abstützung des Gelenkstückes an der Kontaktwippe vorhanden
ist, während zur Abstützung des Druckteils am Gelenkstück zwei Schneidenlager-Stützstellen
vorhanden sind. Dies stellt eine konstruktive Alternative dar, die ebenfalls zum
Ziel der Erfindung führt, nämlich eine reibungsarme Lagerung bei kürzesten Kipphüben
der Schaltwippe und bei größten Schaltwegen der Kontaktwippe durchzuführen.
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Zusammenfassend stellt der Erfindungsgegenstand überhaupt eine für
die Praxis höchst brauchbare Lösung dar, welche gegenüber den bisherigen Ausführungen
einen erheblichen technischen Fortschritt besitzt und erstmalig eine optimale Schaltfunktion
bei Aufwendung nur geringer Betätigungskräfte und bei Erreichung eines bisher nicht
erzielten hohen Kontaktdruckes gewährleistet. Damit ist der Erfinduggsgegenstand
den vorbekannten Ausführungen weit überlegen und zeichnet sich außerdem trotz seiner
wohlfeilen Ausführung als besonders sicher in der Funktion aus. Außerdem weicht
die erfindungsgemäße Lösung von den herkömmlichen Bedienungsmechanismen von Kontaktwippen
völlig ab, was bedeutet, daß der Erfindungsgegenstand hier einen völlig neuen Weg
geht, der überraschende Effekte hinsichtlich der Erzielung einer optimalen
Schaltfunktion
mit sich bringt.
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Im übrigen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
auf den beiliegenden Zeichnungen wiedergegeben; dabei zeigen: Fig. 1 eine Gesamtdarstellung
eines Wippenschalters, im Schnitt wiedergegeben, Fig. 2 eine Ausschnitt-Schnittdarstellung
des neuen Schalters, in einer gegenüber der Fig. 1 um 900 versetzten Lage gezeichnet,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Schaltstellungen des Schalters, und Fig.
4 eine Explosionsdarstellung von Kontaktwippe, Gelenkstück und Druckteil, in einer
schaubildlichen Wiedergabe stark vergrößert dargestellt.
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Bei dem wiedergegebenen Wippenschalter ist zunächst mit 10 ein Sockel
bezeichnet. Innerhalb dieses Sockels ist ein Mittelkontakt ii sowie ein Seitenkontakt
12 angeordnet.
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Die elektrischen Leitungen lassen sich an den Anschlußklemmen
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anschließen. Mit dem Sockel 10 ist ferner ein Tragring 14 verbunden, über welchen
der Schalter beim Einbau in eine Unterputzdose auf der Wandfläche anliegt. Der Tragring
14 ist durch einen Rahmen 15 abgedeckt, welcher einen Innendurchbruch aufweist,
welcher zur Aufnahme einer z. B.
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großflächigen Schaltwippe 16 dient. Diese Schaltwippe 16 ist über
eine Lagerachse 17 gehaltert. Diese Lagerachse 17 lagert an einem Lagerteil 18 des
Sockels 10. Die Schaltwippe 16 weist innerhalb einer in den Sockel ragenden, z.
B.
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einstückig mit der Schaltwippe verbundenen Verlängerung 19 eine Lagerkammer
20 auf, innerhalb welcher ein Druckteil 21 axial geführt und durch eine Feder 22
belastet ist. Dieses Druckteil wirkt mit einer Kontaktwippe 23 zusammen, welche
unter Verwirklichung eines Schneidenlagers 24 auf dem Mittelkontakt 11 gelagert
ist.
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Die Kontaktwippe 23 weist seitlich an gegenüberliegenden Stellen
abgewinkelte Lagerarme 23a auf, welche am oberen Ende mit Aussparungen 26 versehen
sind. Außerdem weist die Kontaktwippe 23 im Boden seitlich Einschnitte 25 auf, die
mit der Schneidenlagerung 24 zusammenwirken und die Kontaktwippe seitlich arretieren.
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Wie ersichtlich, ist zwischen dem Druckteil t und der
Kontaktwippe
23 ein Gelenkstück 27 vorgesehen, welches beim Ausführungsbeispiel ein im wesentlichen
V-förmiges Flachbauteil bildet. Dabei sind am oberen Ende eines Mittelteiles 28
zwei nach außen gerichtete Schenkelteile 29 vorgesehen, welche unterseitig Aussparungen
30 aufweisen, welche Lagerstellen darstellen, die mit den ebenfalls Lagerstellen
darstellenden Aussparungen 26 der Lagerarme 23a der Kontaktwippe zusammenwirken.
Am Mittelteil 28, insbesondere an einem Steg 31, ist eine Schneidenlager-Stützstelle
32 gebildet, an welcher das Druckteil 21 mit einer Lagergabel 33 abgestützt ist.
Die Schenkelteile 29 und 31 sind höhenebenenversetzt zueinander angeordnet, was
bedeutet, daß der Schenkel 31 gegenüber den Schenkelteilen 29 vertieft angeordnet
ist.
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Wie nun der konstruktive Gesamtaufbau dieser Teile zu verstehen ist,
ergibt sich aus den Fig. t und 2. Sowohl die Lagerstelle zwischen der Kontaktwippe
23 und dem Mittelkontakt 11 als auch die Lagerstelle zwischen dem Gelenkstück 27
und der Kontaktwippe 23 - die Stelle 26 - sind ebenso als Schneidenlager ausgebildet
wie auch die Abstützstelle 32, an welcher das Druckteil 21 angreift. Das Druckteil
21 ist im Endbereich mit einem verjüngten Endteil 21a ausgeführt, welcher
innerhalb
der Endstirnfläcne eine Aussparung 34 tildet, so daß eine Lagergabel 33 entsteht.
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Die Schaltfunktion bei diesem dargestellten Schalter geht nun wie
folgt vor sich. Die in der Fig. 3 linke Schemadarstellung stellt die Ruhestellung
des Schalters dar. Wird nun die Schaltwippe 16 in der angegebenen Pfeilrichtung
A bewegt, d. h. wenn sie einen Kipphub um ihre Achse 17 ausführt, dann bewegt sich
auch das Gelenkstück 27 in der in Fig. 3 dargestellten Weise derart, daß es über
eine Zwischenstellung, welche die mittlere Schemadarstellung der Fig. 3 darstellt,
bis in eine Endstellung, welche die rechte Schemadarstellung der Fig. 3 darstellt,
geschwenkt wird. Beim Überschreiten des Totpunktes in der mittleren Darstellung
der Fig. 3 wird die Kontaktwippe - durch Entspannen der Feder 22 - in Kontaktberührung
mit dem Seitenkontakt 12 gebracht, so daß ein Schaltvorgang entsteht.
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Die beendigung des Schaltvorganges, d. h. die Rückführung der Schaltelemente
in die Ruhestellung, erfolgt genau umgekehrt, d. h. ausgehend von der in Fig. 3
rechten Darstellung über die Mittelstellung bis zur linken Darstellung.
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Und nicht zuletzt wird noch darauf hingewiesen, daß die verbesserte
Schaltfunktion bei dem neuen Schalter auch darauf zurückzuführen ist bzw. dadurch
vorteilhaft unterstützt wird, weil beim Zusammenwirken zwischen dem Gelenkstück
und der Kontaktwippe diese eine zwangsweise Bewegung erfährt. Diese zwangsweise
Bewegung ist aus dem Grunde von entscheidender Bedeutung, da auch bei verklebten
Kontakten diese gewaltsam getrennt werden, so daß die Schaltfunktion in keiner Weise
beeinträchtigt wird.
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Es versteht sich nicht zuletzt von selbst, daß die dargestellte und
beschriebene Ausführungsform nur als ein mögliches Ausführungsbeispiel anzusehen
ist. Die Lehre der Erfindung ließe sich auch bei Wippenschaltern verwirklichen,
bei welchen der das Druckteil aufnehmende Bauteil der Schaltwippe nicht als einstückiger
Teil derselben ausgebildet ist, sondern als besonderes Bauteil vorgesehen ist.