DE975831C

DE975831C - Snap switch

Info

Publication number: DE975831C
Application number: DEW16860A
Authority: DE
Inventors: Ralph B Immel
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1954-07-19
Filing date: 1955-06-14
Publication date: 1962-10-18
Also published as: US2773145A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Schnappschalter, bestehend aus mindestens einem Paar im Abstand gehaltener, am Gehäuse aus Isolierstoff befestigter Festkontakte, einer beweglichen Kontaktbrücke mit einem Paar Kontaktplattformen und mindestens einem Kontakt auf jeder Plattform sowie einem stößelartigen Auslöser als Betätigungsorgan, der gleichzeitig als Halterung für die schnappend bewegte Kontaktbrücke dient.The invention relates to electrical snap-action switches, consisting of at least one Pair of spaced-apart fixed contacts attached to the housing made of insulating material, one movable Contact bridge with a pair of contact platforms and at least one contact on each platform and a plunger-like trigger as an actuator, which also serves as a holder for the Snapping moving contact bridge is used.

Die genaue Kontrolle von automatischen Maschinen erfordert häufig eine große Zahl von Endschaltern und kleinen Kontrollteilen. Für industrielle Steuerungen müssen die verwendeten Schalter im rauhen Betrieb zuverlässig arbeiten und fortwährend an genau demselben Punkt einen Vorgang auslösen, sei es nun durch einen Stößel, ein Gleitglied oder durch sonstige Einrichtungen. Hierbei ist erwünscht, daß die Auslösevorgänge mit extrem geringer Kraft und Bewegung verbunden sind. Schnappschalter sind hierfür geeignet, sie können als Kontaktteile in Endschaltern oder Relais verwendet werden.The precise control of automatic machines often requires a large number of limit switches and small control parts. For industrial controls, the switches used must be in work reliably in rough operation and continuously at exactly the same point a process trigger, be it by a plunger, a sliding member or by other devices. Here It is desirable that the triggering processes be associated with extremely little force and movement. Snap switches are suitable for this, they can be used as contact parts in limit switches or relays will.

Es ist bekannt, Schnappschalter mit Kontaktbrücken auszurüsten, die rahmenförmig ausgebildet sind. Die Rahmen haben im Inneren in der Rahmenebene liegende angeschnittene Fortsätze, die als Federzungen am Betätigungsorgan des Schalters, z. B. einem Stößel, derart angreifen, daß sich die Brücke im Sinne einer Kontaktbetätigung im Gegensinn zur Stößelbewegung verwölbt. Ferner istIt is known to equip snap switches with contact bridges which are designed in the form of a frame are. The frames have trimmed extensions lying inside in the plane of the frame, which as Spring tongues on the actuator of the switch, e.g. B. a plunger attack such that the Bridge arched in the sense of a contact actuation in the opposite direction to the slide movement. Furthermore is

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es bekannt, eine Kontaktbrücke aus zwei am Stößel in Schneiden gelagerten Wippenteilen zusammenzusetzen, die durch eine Schraubenfeder gegeneinander im Sinne einer Kontaktbetätigung verspannt sind. Schließlich ist es bekannt, eine Kontaktbrücke als Rahmen auszubilden, bei der das federnde Glied durch eine Wellenprägung des senkrecht zur Betätigungsrichtung flach liegenden Brückenrahmens in Brückenlängsrichtung selbstfedernd ausgebildet ίο ist. Bei allen bekannten Schnappschaltern werden die Kontakte bei der Kontaktbewegung auf einem Kreisbogen geführt, was zwangläufig eine Kantung der beweglichen Kontakte gegenüber den Festkontakten zur Folge hat. Darüber hinaus sind Biegekanten vorhanden, in denen die Brücken beansprucht sind, was bei großen Schaltzahlen zu einer vorzeitigen Beschädigung des Schalters führen kann. Ferner ist ein mechanischer Arbeitsspeicher, insbesondere für Schalterantriebe bekannt, bei dem das in seinem Querschnitt eine annähernd rechteckige Form aufweisende Gehäuse des Speichers aus einem ganz oder teilweise federnden Blechrahmen besteht, wobei entgegengesetzt ausgebogene hochkant gestellte, streifenförmige Federteile als ^a5 gegenüberliegende, federnde Seitenwände benutzt sind. Zwischen den beiden anderen Seitenwänden ist im Gehäuse eine streifenförmige Schnappfeder eingespannt, deren Federkraft beim Durchschnappen der Federkraft der federnden Seitenwände entgegenwirkt. Das Gehäuse wird bei diesem Arbeitsspeicher an der einen nichtfedernden Gehäusewand ortsfest gehaltert. Das Gehäuse kann daher nicht als eine in der Betätigungsrichtung parallel verschiebbare Schnappbrücke wirken, wie das beim Gegenstand der Erfindung der Fall sein muß.it is known to assemble a contact bridge from two rocker parts mounted on the plunger in cutting edges, which are braced against one another by a helical spring in the sense of a contact actuation. Finally, it is known to design a contact bridge as a frame, in which the resilient member is designed to be self-resilient in the longitudinal direction of the bridge by means of a corrugated embossing of the bridge frame lying flat perpendicular to the actuation direction. In all known snap-action switches, the contacts are guided on an arc during the contact movement, which inevitably results in the moving contacts being bent relative to the fixed contacts. In addition, there are bending edges in which the bridges are stressed, which can lead to premature damage to the switch if there are large numbers of operations. Furthermore, a mechanical working memory, in particular for switch drives, is known in which the housing of the memory, which has an approximately rectangular shape in its cross-section, consists of a fully or partially resilient sheet metal frame, with oppositely bent, edgewise, strip-shaped spring parts used as ^a 5 opposite, resilient side walls are. A strip-shaped snap spring is clamped in the housing between the other two side walls, the spring force of which counteracts the spring force of the resilient side walls when it snaps through. In this working memory, the housing is held in a stationary manner on one of the non-resilient housing walls. The housing can therefore not act as a snap bridge which can be displaced in parallel in the actuating direction, as must be the case with the subject matter of the invention.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schnappschalter aufzubauen, welcher robust ist und trotz geringer Wartung eine große Lebensdauer besitzt. Schließlich ist der Schnappschalter in an sich bekannter Weise aus gestanzten und geschnittenen Leichtmetallfederblechteilen herzustellen. Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß die Kontaktplattformen durch entgegengesetzt ausgebogene, hochkant gestellte, streifenförmige Federteile zu einer längs federnden Brücke verbunden sind und daß zwischen den Plattformen eine Antriebsfeder derart eingespannt ist, daß deren Federkraft der Kraft der federnden Brückenteile entgegenwirkt.The invention is based on the object of building a snap switch which is robust and has a long service life despite low maintenance. Finally the snap switch is in on known way to produce from punched and cut light metal spring sheet metal parts. According to the invention the object is achieved in that the contact platforms by opposite Curved, edgewise, strip-shaped spring parts to form a longitudinally resilient bridge are connected and that a drive spring is clamped between the platforms so that their Spring force counteracts the force of the resilient bridge parts.

Der Zweck und die Vorteile der Erfindung ergeben sich beim Studium der folgenden Ausführungen unter gleichzeitiger Betrachtung der Zeichnungen.The purpose and advantages of the invention will become apparent upon studying the following while viewing the drawings.

Fig. ι zeigt eine Gesamtansicht des Schnappschalters, der die Grundbestandteile der Erfindung enthält;Fig. Ι shows an overall view of the snap switch, which contains the basic components of the invention;

Fig. 2 ist eine Aufsicht des Schalters mit abgenommener Frontbedeckung, so daß der Schnappmechanismus sichtbar wird;Fig. 2 is a top plan view of the switch with the front cover removed so that the snap mechanism becomes visible;

Fig. 3 zeigt die ähnliche Sicht wie Fig. 2 mit dem Unterschied jedoch, daß der Schnappmechanismus in der zweiten Position liegt;Fig. 3 shows the similar view as FIG. 2 with the difference, however, that the snap mechanism is in the second position;

Fig. 4 zeigt einen Teil der beweglichen Kontaktbrücke, die im Schalter der vorhergehenden Figuren angeordnet ist;Fig. 4 shows part of the movable contact bridge in the switch of the preceding Figures is arranged;

Fig. 5 schließlich zeigt den Schalter in auseinandergenommener Ansicht.Fig. 5 finally shows the switch in a disassembled view.

Die Schalteranordnung ist ein einfach aufgebautes, insgesamt aus zwei Stücken zusammengesetztes Gehäuseteil, das aus einem Grundgehäuse ι und einer Abdeckung 2 besteht. Das Gehäuse kann aus irgendwelchem elektrischem Isoliermaterial hergestellt sein. Eine besonders geeignete Auswahl hiervon sind die Phenolharzmassen, die allgemein dafür angewendet werden. Wie aus Fig. 2 und 3 entnommen werden kann, trägt die Grundplatte ι zwei Paare von Festkontakten, die mit 4 bzw. 6 bezeichnet sind. Die besagten Kontakte sind Seite an Seite angeordnet und mit geeigneten Stiften 4a, wie das z. B. in Fig. 5 zu ersehen ist, in Bohrungen der Grundplatte zum Fixieren und Stützen der Festkontakte eingegossen oder eingepreßt. Die Kontaktpaare sind mit Zwischenraum einander gegenüber angeordnet, eine über der anderen, so daß die Kontaktknöpfe 4_& und 6₆ jeweils in koaxialer Verbindungslinie liegen.The switch arrangement is a simply constructed housing part composed of a total of two pieces, which consists of a basic housing and a cover 2. The housing can be made of any electrical insulating material. A particularly suitable selection of these are the phenolic resin compositions which are generally used for this purpose. As can be seen from Fig. 2 and 3, the base plate carries ι two pairs of fixed contacts, which are denoted by 4 and 6, respectively. Said contacts are arranged side by side and with suitable pins 4a, such as the z. B. can be seen in Fig. 5, poured or pressed into holes in the base plate for fixing and supporting the fixed contacts. The pairs of contacts are spaced apart from one another, one above the other, so that the contact buttons 4 _& 6 and 6 ₆ each lie in a coaxial connecting line.

Wie aus den Fig. 2 und 3 entnommen werden kann, ist die bewegliche Kontaktbrücke, allgemein mit 8 bezeichnet, zwischen den gegenüberstehenden Festkontakten angeordnet. Diese Brücke ist aus einem einzigen Stück elektrisch leitenden, aus Leichtmetall bestehenden Federmaterials, z. B. aus Berylliumkupfer, hergestellt. Der Herstellungsvorgang der Kontaktbrücke schließt einen einzigen Stanzvorgang und einfache Biegearbeiten ein, um dem Teil die gezeigte Gestalt zu geben. Die bewegliche Kontaktbrücke umfaßt ein Paar Kontaktplattformen 10, die, längs der Kontaktbrücke gesehen, den gleichen Abstand wie die zugehörigen Festkontakte haben, wobei jeder der Kontaktplattformen 10 oberhalb und unterhalb mit je einem Kontaktstück 12 ausgestattet ist. Diese Kontakte sind ebenso wie die Festkontakte 4^ und 6^ in entsprechender Weise auf dem Rahmenteil, ζ. Β. durch Nieten, Löten oder Schweißen, befestigt. Die Kontakte sind vorzugsweise in Haubenform gewählt. Die Seitenkanten der Kontaktplattformen der beweglichen Kontaktbrücke sind untereinander durch vollständig flache Federteile 14 verbunden, welche so nach unten gebogen sind im Vergleich zu der ebenen Oberfläche der Kontaktplattformen, daß die Breitenabmessung der Federteile 14 in annähernd rechtem Winkel zur Ebene der Kontaktplattformen liegt und dadurch die maximale Steifigkeit in Richtung der Kraftübertragung für die Kontaktverbindung verbessert. Die Kontaktplattformen sind mit Tragflächen 16 an ihren inneren gegenüberliegenden Kanten versehen, welche nach unten gebogen sind. Die Tragflächen 16 sind mit vorzugsweise mittig angeordneten Aussparungen oder Öffnungen 18 versehen, die so angepaßt sind, daß sie die Verlängerung 20 an den Ausschnitten der flachen Antriebsfeder 22, wie das in Fig. 2 und 3 zu sehen ist, aufnehmen. Die Feder 22 ist also zwischen den Tragflächen 16 eingespannt. DieAs can be seen from Figures 2 and 3, the movable contact bridge is general denoted by 8, arranged between the opposing fixed contacts. This bridge is over a single piece of electrically conductive spring material made of light metal, e.g. B. off Beryllium copper. The manufacturing process of the contact bridge includes a single one Stamping process and simple bending work to give the part the shape shown. The movable one Contact bridge comprises a pair of contact platforms 10 which, seen along the contact bridge, have the same spacing as the associated fixed contacts, with each of the contact platforms 10 is equipped with a contact piece 12 each above and below. These contacts are just like the fixed contacts 4 ^ and 6 ^ in a corresponding manner on the frame part, ζ. Β. attached by riveting, soldering or welding. the Contacts are preferably chosen in the form of a hood. The side edges of the contact platforms the movable contact bridges are connected to one another by completely flat spring parts 14, which are bent downwards in comparison to the flat surface of the contact platforms, that the width dimension of the spring parts 14 at an approximately right angle to the plane of the contact platforms and thereby the maximum rigidity in the direction of power transmission for the Contact connection improved. The contact platforms are with support surfaces 16 on their inner provided opposite edges, which are bent downwards. The wings 16 are with preferably centrally arranged recesses or openings 18 which are adapted so as to that they attach the extension 20 to the cutouts of the flat drive spring 22, as shown in FIG and 3 can be seen, record. The spring 22 is therefore clamped between the support surfaces 16. the

zusammendrückende Kraft, die die Feder 22 unter Bogenspannung hält, ist die Spannkraft der Federteile 14 der beweglichen Kontaktbrücke. Die Feder 14 nimmt unter normaler Spannung die Lage ein, die als strichpunktierte Außenlinie 14,, in Fig. 4 gezeigt ist.the compressive force that holds the spring 22 under arc tension is the resilience of the spring members 14 of the movable contact bridge. The spring 14 assumes the position under normal tension which is shown as a dash-dotted outline 14 ,, in FIG is.

Eine Stößelanordnung, allgemein mit 24 bezeichnet, umfaßt einen Druckknopf 26, einen Stift 28 und ein Blechteil 30, das für die Vertikalbewegung gleitbar in passenden Aussparungen der Grundplatte 1 befestigt ist. Einen rinnenförmigen beweglichen Kontaktführungsteil 32, welcher aus Blechmaterial gefertigt ist, nimmt der rinnenförmige Teil 33 des Blechteiles 30 des Stößels mit seiner Unterseite auf und sichert es. Der bewegliche Kontaktführungsteil 32 ist mit einer Kante 34 versehen, gegen deren schneidenartige Innenkante sich die in die Rinnenseite des Kontaktführungsteiles 32 eingelegte Blattfeder 22 legt. Beide, sowohl der bewegliche Kontaktführungsteil 32 und die flache Feder 22 sind mit rechteckigen Öffnungen 36 und 38 versehen, die an den Stift 28 des Stößels angepaßt sind.A plunger assembly, indicated generally at 24, includes a push button 26, a pin 28 and a sheet metal part 30 which is slidable for vertical movement in matching recesses of the Base plate 1 is attached. A channel-shaped movable contact guide part 32, which from Sheet metal is made, takes the channel-shaped part 33 of the sheet metal part 30 of the plunger its underside and secures it. The movable contact guide part 32 has an edge 34 is provided, against the cutting edge-like inner edge which is in the groove side of the contact guide part 32 inserted leaf spring 22 sets. Both the movable contact guide part 32 and the flat springs 22 are provided with rectangular openings 36 and 38 which are attached to the pin 28 of the Tappet are adapted.

Im zusammengesetzten Zustand wird die bewegliehe Kontaktbrücke durch den Stößel zwischen den unteren und den oberen Festkontakten bewegt. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, überbrückt die bewegliche Kontaktbrücke das untere Paar der Festkontakte 4, während der Stößel 24 entspannt ist. Die Antriebs-* feder 22 versucht mit weiterer Spannkraft die Feder 14 der beweglichen Kontaktbrücke zu strecken. Diese Streckbewegung verursacht eine gleitende und wischende Bewegung der beweglichen Kontakte über die Oberfläche der Festkontakte. Hierdurch Avird die wirksame elektrische Verbindung zwischen beiden verbessert. Wenn der Stößel entgegen der Kraft der Rückstellfeder 40 nach unten gepreßt wird, streckt sich die Antriebsfeder 22, und schließlich biegt sie sich in entgegengesetzter Richtung durch. Die hiergegen wirksamen Kräfte der Antriebsfeder 22 beim Zusammenpressen und der Feder 14 der beweglichen Kontaktbrücke beim Spannen ergeben eine vertikale Kraftkomponente auf die bewegliche Kontaktbrücke, welche mit der Verschiebung der Antriebsfeder 22 wächst, so daß letztlich in dem Augenblick, in dem die Kraft der Feder 22 hinlänglich groß ist, die bewegliche Kontaktbrücke nach oben bewegt wird. Die getrennt davon anwachsende Kraft der beweglichen Kontaktbrücke treibt diese schlagartig von dem unteren Paar der Festkontakte wippend in die Kontaktverbindung mit dem oberen Paar der Festkontakte. Für Schalter mit geringen Spannungen und begrenztem Strom ist diese Gleit- und Wischbewegung zur Sicherstellung einer guten elektrischen Kontaktverbindung, die sich durch das Hinwegschieben von Fremdteilen aus der Lage zwischen den Kontaktoberflächen gerade bei diesen seitlichen Anordnungen zwischen den Kontaktoberflächen ergibt, besonders wünschenswert. Ist eine derartige Wischbewegung nicht vorhanden, ergeben Fremdteile Lichtbogen und Kontakterhitzungen, die letztlich Oberflächenschäden an den Kontakten zur Folge haben. Diese Oberflächenschäden übertreffen die Abnutzung, die von der beschriebenen Wischbewegung hervorgerufen wird, beachtlich.In the assembled state, the movable contact bridge is through the plunger between the lower and upper fixed contacts. As can be seen from Fig. 2, bridges the movable Contact bridge the lower pair of fixed contacts 4, while the plunger 24 is relaxed. The drive * spring 22 tries to stretch the spring 14 of the movable contact bridge with further tensioning force. This stretching movement causes a sliding and wiping movement of the movable contacts over the surface of the permanent contacts. This ensures the effective electrical connection between both improved. When the plunger is pressed down against the force of the return spring 40 the drive spring 22 stretches, and finally it bends in the opposite direction by. The counteracting forces of the drive spring 22 when compressing and the Spring 14 of the movable contact bridge when tensioning results in a vertical force component on the movable contact bridge, which grows with the displacement of the drive spring 22, so that ultimately at the moment when the force of the spring 22 is sufficiently great, the movable contact bridge is moved upwards. The separately increasing force of the movable contact bridge drives this abruptly from the lower pair of fixed contacts, rocking, into the contact connection with the upper pair of fixed contacts. For switches with low voltages and limited Electricity is that sliding and swiping motion to ensure good electrical power Contact connection, which is caused by the pushing away of foreign parts from the position between the contact surfaces, especially with these lateral arrangements between the contact surfaces, particularly desirable. If there is no such wiping movement, foreign parts result Arc and contact heating, which ultimately leads to surface damage to the contacts Have consequence. This surface damage exceeds the wear and tear caused by the described wiping movement is caused, considerable.

Wenn der Stößel 24 aus der in Fig. 3 dargestellten Lage freigegeben wird, treibt die Rückstellfeder 40 den Stößel in die in Fig. 2 dargestellte Lage zurück. Es ist vorteilhaft, die Festkontakte so anzuordnen, daß die Endstücke vom Boden, von oben oder von der Vorderseite des Gehäuses zugängig sind. Letztere Ausführung ist in der Zeichnung dargestellt.When the plunger 24 is released from the position shown in FIG. 3, the return spring drives 40 back the plunger into the position shown in FIG. It is advantageous to arrange the permanent contacts in such a way that that the end pieces are accessible from the bottom, from above or from the front of the housing are. The latter version is shown in the drawing.

Bei richtiger Auswahl der Materialstärken der Feder 22 und der beweglichen Kontaktbrücke 8 verlangt der Mechanismus für die wirksame Bewegung sehr kleine Kräfte, sogar im Hinblick auf die Orientierungsebene der Feder 14, die verhältnismäßig sehr steif in Richtung der Stößelbewegung ist. Der Aufbau des Schalters gemäß der Erfindung kann sehr flach gestaltet werden, da der bewegte Kontaktteil sehr schmal im Verhältnis zu seiner Länge ist.If the material thicknesses of the spring 22 and the movable contact bridge 8 are selected correctly the mechanism for effective movement requires very small forces, even with regard to the orientation plane of the spring 14, which is relatively very stiff in the direction of the slide movement is. The structure of the switch according to the invention can be made very flat, as the moving Contact part is very narrow in relation to its length.

Im Hinblick auf eine große Lebensdauer von Silber oder Silberlegierungskontakten wäre es zwar erwünscht, die mechanische Abnutzung, die durch das Kontaktgleiten und -reinigen hervorgerufen wird, auf ein Minimum herabzusetzen. Wird jedoch ein derartiger Schaltertyp für sehr geringe Spannungen eingesetzt, insbesondere für Spannungen unterhalb der Kontaktbogenspannung, so haben Anordnungen ohne Kontaktwippe verschiedene Nachteile. Reicht die angelegte Spannung nicht aus, die Oxydschicht auf den Kontakten zu durchschlagen, so sind bei Schaltern ohne selbstreinigende Kontakte Fehlschaltungen unvermeidlich. Auch diese Nachteile bekannter Schaltertypen sind beim Schalter gemäß der Erfindung durch die beim Schalten auftretende Kontaktreibung sicher vermieden.With regard to a long service life of silver or silver alloy contacts, it would be desirable, the mechanical wear caused by contact sliding and cleaning will be reduced to a minimum. However, this type of switch is used for very low voltages used, especially for voltages below the contact arc voltage, so have arrangements various disadvantages without a contact rocker. If the applied voltage is insufficient, the To penetrate the oxide layer on the contacts, so are switches without self-cleaning contacts Incorrect switching unavoidable. These disadvantages of known switch types are also associated with the switch according to the invention safely avoided by the contact friction occurring when switching.

Claims

Patent claims:

1. Snap-action switches, consisting of at least one pair of spaced apart, on the housing Fixed contacts made of insulating material, a movable contact bridge with a pair Contact platforms and at least one contact on each platform as well as a plunger-like trigger as an actuator, which also serves as a holder for the contact bridge, which is moved snappingly, thereby characterized in that the contact platforms by oppositely curved, edgewise asked, strip-shaped spring parts are connected to a longitudinally resilient bridge and that a drive spring is clamped between the platforms in such a way that their spring force counteracts the force of the resilient bridge parts.

2. Snap switch according to claim 1, characterized in that the plunger-like trigger preferably acts on the drive spring via shoulder-like intermediate links.

3. Snap switch according to claim 1 and 2, characterized by a return spring, pre-

preferably a spiral spring that is frictionally engaged with parts of the trigger and / or the drive spring connected is.

4. Snap switch according to claim 1 to 3, characterized in that the plunger-like Drive and the return spring are guided in parts of the insulating housing.

5. Snap switch according to claim 1 to 4, characterized by such a form-fitting Guiding the drive spring with the driving plunger that by guiding the The plunger is also reached at the same time the leadership of the movable contact bridge.

6. Snap switch according to claim 1 to 5, characterized in that the resilient contact bridge made of electrically conductive spring material, preferably made of light metal, e.g. B. made of beryllium copper.

Considered publications:

U.S. Patents Nos. 2466459, 2513053, 2516236, 2598856, 2629791;

German Patent No. 525 853;

Brochure from Schorch-Werke A. G., Rheydt,

»Auxiliary switch«, order no. Ws 1068 from 1952.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings