DE1159075B

DE1159075B - Elektrischer Schaltapparat mit ausgepraegter Achse

Info

Publication number: DE1159075B
Application number: DEN13405A
Authority: DE
Inventors: Hubert Naimer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-04-23
Filing date: 1957-03-11
Publication date: 1963-12-12
Also published as: CH352536A; US3099704A; BE556862A; FR1174210A; CH353580A; NL216114A; GB861774A

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schaltapparat mit ausgeprägter Achse, bestehend aus mehreren längs dieser Achse aufgereihten Schaltfluchten, die in Richtung dieser Achse durch achsparallel verlaufende Zuganker zusammengepreßt sind, welche den Schalter durchsetzen. Als Beispiel hierfür kann ein Schalter gelten, wie er in den Fig. 1 und 2 der Zeichnung schematisch dargestellt ist. In dieser Zeichnung ist Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines aus vier gleichen Baueinheiten zusammengesetzten Schalters und Fig. 2 die Draufsicht auf ein Schalterelement. An Hand dieser Figur sei vorerst die Aufgabe auseinandergesetzt, mit welcher sich die Erfindung befaßt.

Der aus den Fig. 1 und 2 ersichtliche Schalter, der in Fig. 1 im linken Teil einen Schnitt nach Linie I-I und im rechten Teil einen solchen nach Linie Ia-I a der Fig. 2 darstellt, wogegen letztere ein Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1 ist, besitzt eine Triebachse 1 mit Nocken 2, die mit Rollen 3 zusammenwirken, welche über Gabeln 4 auf Stößel 5 arbeiten, mit denen die Kontaktbrücken 6 verbunden sind, die entgegen der Wirkung der Schließfedern 7 von den Gegenkontakten 8 mit Anschlußklemmen 9 abgehoben werden können. Die Achse 1 durchsetzt die Böden von Gehäuseteilen 10, 10 α, 10 b, 10 c sowie einen Deckel 11 und sei auf eine bekannte Weise gelagert. Die Achsen 12 der Rollen 3 durchsetzen die Schenkel der Gabeln 4 und sind in Schlitzen 13 des Gehäuseteiles 10-1Oc bzw. des Deckels 11 geführt. Die Gehäuseteile 10-1Oc und der Deckel 11 werden durch vier Zugschrauben 15 zusammengehalten. Ein solcher Schalter ist von bekannter Bauweise. Die Zahl der Gehäuse 10 kann in weiten Grenzen schwanken.

Die Erfindung befaßt sich vor allem mit einer besonderen Ausführung von Zugankern größerer Länge, wofür die Schrauben 15 Beispiele sind, die man immer dort findet, wo mehrere oder viele Bauteile durch Zuganker zusammengehalten werden sollen, deren Länge ein Vielfaches ihres Durchmessers beträgt.

Diese Zuganker bestehen in der Praxis durchweg aus Metall und sind ihrer beträchtlichen Länge wegen nicht als Kopfschrauben ausgeführt, sondern stellen Bolzen vor, die an jedem Ende mit Gewinde versehen sind, auf welches entweder je eine Mutter mit Sprengring oder je eine Doppelmutter aufgeschraubt wird; ein solcher Bolzen ist aus Fig. 3 ersichtlich.

Hinsichtlich der Ausführung und Anordnung solcher metallischer Zuganker bestehen im Bau elektrischer Geräte mehrere Forderungen, die für den Fall Elektrischer Schaltapparat
mit ausgeprägter Achse

Anmelder:
Hubert Naimer, Wien

ίο Vertreter: Dr.-Ing. E. Berkenfeld, Patentanwalt,
Köln-Lindenthal, Universitätsstr. 31

Beanspruchte Priorität:
Österreich vom 23. April 1956 (Nr. A 2437/56)

Hubert Naimer, Wien,
ist als Erfinder genannt worden

eines Schalters der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Art folgende sind:

Der aus Preisgründen meist aus Eisen bestehende Zuganker muß einen Oberflächenschutz erhalten, etwa durch eine galvanische Cadminisierung, Vernickelung od. dgl.; dies ist erforderlich, weil der Schalter oft in aggressiven Atmosphären oder in feuchten Räumen Verwendung findet. Das Gewinde wird entweder durch einen spanabhebenden Arbeitsgang oder in einer Gewinderollmaschine erzeugt; im ersten Fall sind dem Verschleiß besonders unterliegende Werkzeuge, im zweiten Fall ist außerdem eine teure Maschine erforderlich. Gleiche Forderungen bestehen hinsichtlich der Schraubenmuttern, deren Gewinde jedenfalls geschnitten werden muß. Der Zeitaufwand zur Herstellung solcher Bolzen ist demgemäß beträchtlich.

Hinsichtlich der Anordnung dieser Bolzen im Schalter besteht die Forderung, daß erstere, um elektrische Kriechwege ausreichend groß zu halten, in genügendem Abstand von stromführenden Teilen, beispielsweise den Anschlußklemmen 9 oder den Strombrücken 6, verlaufen müssen; oft ist es, weil die Gefahr der Bildung von Kriechwegen nie gänzlich ausgeschlossen werden kann, erforderlich, die Bolzen so anzuordnen, daß ihre Erdung möglich ist. Es erweist sich häufig, daß das elektrische Gerät ausschließlich wegen der Einhaltung dieser Vorschriften größer ausgeführt werden muß, als dies aus Gründen

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mechanischer Art oder im Hinblick auf die zu be- die den in elektrischen Apparaten vorkommenden

wältigende elektrische Leistung erforderlich wäre. Temperaturen nahe kommen können. Daher sind

Man kann zwar eine gewisse Erleichterung dadurch auch aus Thermoplasten bestehende Schrauben nur

schaffen, daß man die Bolzen mit einem Isolier- an Stellen verwendet worden, die Erwärmungen nicht

schlauch umgibt, allein auch diese Maßnahme korn- 5 ausgesetzt sind. Dieser für den Ersatz von Metall

pliziert den Aufbau des Gerätes. durch einen Thermoplasten wesentliche Vorbehalt

Um diese Übelstände zu vermeiden, wird für einen besteht nach wie vor, aber der Erfindung liegt auch Schaltapparat der eingangs genannten Art erfindungs- die Erwägung zugrunde, daß diese Besorgnis bei gemäß vorgeschlagen, daß diese Zuganker, deren elektrischen Schaltern u. dgl. deshalb nicht zu beLänge ein Vielfaches ihres Durchmessers beträgt, aus- io stehen braucht, weil diese selbst in einem sehr weiten schließlich aus einem thermoplastisch verformbaren, Maße aus einem die Wärme schlecht leitenden Matehochzugfesten, elektrisch isolierenden und bei Nor- rial bestehen, was einen wirksamen Schutz der Zugmaltemperaturen mäßig biegungsdeformierbaren und anker vor gefährlichen Erwärmungen bietet,
zähen Kunststoff bestehen, insbesondere aus einem Ein weiterer Grund, der die vorliegende Maßnahme Kunststoff auf Polyamidgrundlage. 15 nicht nahelegte, liegt darin, daß Superpolyamide

Superpolyamide besitzen einen Schmelzpunkt von u. dgl. Stoffe sind, die sich gegenüber einem stetig

ungefähr 200° C und sind in einem Temperatur- wirkenden Zug ganz anders verhalten als Metall,

bereich von — 20 bis mindestens +130⁰C für die Kunststoffe dieser Art sind auch in kaltem Zustand

vorliegenden Zwecke genügend fest. Ihre Zugfestig- streckbar. Bei kurzen, dicken Kunststoffbolzen wird

keit beträgt in diesem Temperaturbereich 500 bis 20 dies weiter nicht in Erscheinung treten; ernster wer-

600 kg/cm²; sie ist somit geringer als jene des Eisens, den die Verhältnisse schon dann, wenn es sich um

was aber dadurch leicht ausgeglichen werden kann, Schrauben handelt, bei denen das Verhältnis von

daß man nunmehr — der vorzüglichen Isoliereigen- Bolzenlänge zu Bolzendurchmesser groß ist, und wenn

schäften dieser Kunststoffe wegen — auf Kriechwege lange, nur zum geringen Teil mit Gewinde versehene,

überhaupt nicht mehr Bedacht zu nehmen braucht, 25 d. h. über große Bereiche frei liegende Bolzen stark

wodurch es möglich ist, den Durchmesser der Kunst- auf Zug beansprucht sind, d. h. um eine Anwendung,

stoffzugbolzen zu vergrößern und trotzdem noch mit bei der der stark zugbeanspruchte Kunststoffbolzen

den Bolzen näher an die stromführenden Teile heran- nur an seinen beiden Enden eine Unterstützung

zurücken. findet, der dazwischenliegende große Bereich sie

Dadurch, daß solche Kunststoffe thermoplastisch 30 jedoch nicht findet. Daher mußte man annehmen, daß

sind, können sie in Mehrfachformen im Spritzgußweg diese Umstände die Verwendung solcher Bolzen im

hergestellt werden, und zwar mit Kopf und Gewinde, Bau von Schaltern, die ja eine beträchtliche Axial-

so daß die gesonderte Gewindeherstellung ebenso länge besitzen können, z. B. aus sechs, acht, zehn

entfällt wie jegliche Oberflächenveredelung. Der oder mehr Schaltfluchten zusammengesetzt sind, zu

eigenartigen Elastizitätseigenschaften dieser Kunst- 35 solchen Schwierigkeiten führen wurden, daß sich die

stoffe wegen entfallen ferner Sprengringe u. dgl., wie Verwendung dieser Anker schon deshalb allein ver-

es auch möglich ist, eine aus thermoplastischem bietet.

Material bestehende Mutter nach Beendigung der Dabei war zu bedenken, daß nicht allzu viel Raum

Montage mit den Bolzen mittels eines Lötkolbens zur Verfügung steht, in welchem man diese Anker

od. dgl. örtlich zu verschweißen und dadurch gegen 40 in entsprechender Verdickung unterbringen könnte,

ungewolltes Öffnen dauernd zu sichern. Es ist dem- ganz abgesehen davon, daß es wenig sinnvoll gewesen

nach ersichtlich, daß der Ersatz der gebräuchlichen wäre, einen Metallanker durch einen Kunststoffanker

Metallzuganker durch solche aus thermoplastisch ver- zu ersetzen, dessen Dicke ein Mehrfaches des Metall-

formtem geeignetem Kunststoff wichtige Vorteile ge- ankers beträgt. Im Gegensatz dazu wurde erkannt,

währleistet, welche nicht nur fabrikatorischer, sondern 45 daß es nicht schwierig ist, mit gegenüber den Metall-

auch konstruktiver Natur sind. ankern nur unwesentlich oder überhaupt nicht ver-

Es ist bekannt, Schrauben mit und ohne Muttern dickten Zugankern Apparate zu bauen, die hinsicht-

aus Superpolyamiden herzustellen. Die Verwendung lieh des axialen Zusammenhaltes der Einzelelemente

von Zugankern aus diesem Material lag jedoch im durchaus befriedigen und daneben zahlreiche bedeu-

Bau elektrischer Schalter der angeführten Art aus 5° tungsvolle Vorteile bieten, die nicht nur eine Folge

mehreren Gründen nicht nahe. Bei solchen Ankern des Kunststoffes an sich, sondern auch im Wesen

handelt es sich um sehr hoch beanspruchte Bau- eines elektrischen Apparates der hier interessierenden

elemente, von denen auch ein ausreichendes Maß an Art begründet liegen.

Biegungssteifheit gefordert werden muß; gerade in Weitere dem Ziele der Erfindung dienende Vor-

dieser Hinsicht ist aber ein Kunststoff der angegebe- 55 schlage werden im folgenden an Hand der Zeichnun-

nen Art dem Metall deutlich unterlegen. Ein weiterer gen erläutert, in welchen die Fig. 4 und 5 einen erfin-

Grund, der die Fachwelt davon abgehalten hat, für dungsgemäßen Bolzen mit aus Kunststoff bestehender

den vorliegenden Zweck Anker aus thermoplastischem Mutter darstellen. Fig. 6 zeigt eine Möglichkeit der

Material zu verwenden (nur ein solches Material hat Fixierung der Mutter, Fig. 7 eine anders beschaffene

die herstellungsmäßig wichtige einfache Verformbar- 6° Mutter innerhalb einer Spritzgußform, zu welcher in

keit für sich), liegt in der Thermoplastizität dieses Fig. 8 noch ein Schnitt nach Linie VIII-VIII der

Materials. Die Möglichkeit, daß ein elektrischer Fig. 7 dargestellt ist. Fig. 9 zeigt das Abnehmen einer

Schalter im Betriebe Erwärmungen unterliegt, kann Mutter nach Fig. 7 vom Gewindedorn der Spritzguß-

nie ausgeschlossen werden, weshalb man nicht ge- form.

wagt hat, ein Konstruktionselement, dessen unver- 65 Wie Fig. 4 darstellt, kann die Form des vorliegenänderbare Festigkeit für die Güte des elektrischen den Zugankers 20 im wesentlichen die einer Kopf-Apparates von größter Bedeutung ist, durch einen schraube aus Metall sein. Die Herstellung des Kopfes Werkstoff zu ersetzen, der bei Temperaturen erweicht, in einer Spritzgußform verursacht keine Schwierig-

keiten; die Form kann durch Zwischenstücke leicht für die Herstellung von Ankern verschiedener Länge hergerichtet werden. Das Gewinde 22 wird ebenfalls in der Form erzeugt und ohne jede weitere Nacharbeit verwendet. Der (übertrieben gezeichnete) Formengrat 23 wird aus noch zu beschreibenden Gründen nicht entfernt.

Die Mutter 24 (Fig. 5) ist aus erzeugungstechnischen Gründen bei 25 geschlitzt, so daß zwei Hälften entstehen, die bei 26 durch einen Steg miteinander verbunden sind. Bekanntlich ist es wohl ohne weiteres möglich, innerhalb einer Kunststoffpreßform ein Muttergewinde herzustellen, doch besteht dann der Übelstand, daß der fertige Preß- bzw. Spritzgußteil von dem das Muttergewinde formenden Dorn abgeschraubt werden muß, was zeitraubend ist. Die Mutter nach Fig. 5 weist einen Schlitz auf, welcher die Mutter in zwei längs eines Steges zusammenhängende Teile teilt, um die Mutter unter Deformation des Steges seitlich auf das Bolzengewinde aufsetzen zu können, wobei das ungewollte Öffnen der Mutter dadurch verhindert ist, daß sie in einer sie mindestens teilweise umgreifenden Ausnehmung ihrer einen Bestandteil des Apparates bildenden Unterlage einfällt. Damit die beiden Mutternhälften 24 a, 24 b in eine Lage geraten, in der sich die in ihnen vorhandenen Gewindehälften richtig ergänzen, kann man an den Mutterhälften noch Orientierungsvorsprünge, z. B. nach Art von Dübeln 30 und Dübellöchern 31, ausformen. Es sind zweiteilige Muttern nach Fig. 5 bekannt, aber der Steg 26 bestand bisher aus einem separaten, nachträglich zu montierenden Band; diese Montagearbeiten entfallen nunmehr.

Eine so beschaffene Mutter trachtet sich wieder zu erweitern, wenn man ihre Hälften nicht gegenseitig sichert, was durch Verkleben oder Verschweißen geschehen könnte. Einfacher ist es, die Mutter im elektrischen Apparat in eine Vertiefung 33 einzusetzen (vgl. Fig. 4). Ebenso kann der Kopf 21 der Schraube in eine solche Vertiefung (vgl. 34; Fig. 1) eingesetzt werden.

Um die Muttern in ihrem Sitz zu fixieren, kann es auch zweckmäßig sein, sie nach unten konisch oder pyramidenförmig zu verjüngen, wie dies aus Fig. 6 ersichtlich ist. Das die Mutter aufnehmende Loch 33 des Apparateteiles (es könnte dies beispielsweise Teil 1Of der Fig. 1 sein) ist konisch oder pyramidenförmig ausgeführt, so daß die Mutter 34, die entsprechende Außenflächen aufweisen könnte, sich unter mäßiger Deformation fest in diesem Hohlraum verkeilt.

Die Fig. 7 und 8 zeigen die Herstellung einer Überwurfmutter 40 aus in kaltem Zustand mäßig deformierbarem Kunststoff in einer Form, deren Hälften mit 41 a, 41 b und deren Einspritzkanal mit 42 bezeichnet ist. Der das Gewinde ausbildende Dorn 43 trägt auch Trennwände 44, welche jedoch nicht bis in den oberen Teil der Mutter reichen. Es entsteht eine geschlitzte Mutter, welche, wie Fig. 9 zeigt, dadurch vom Dorn unter Vermeidung einer Schraubbewegung abgenommen wird, daß man die Mutter erweitert, wie dies durch Wegbiegen der durch die Schlitze getrennten Teile 40a, 40 b, 4Of möglich ist.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Kunststoffzuganker besteht darin, daß sie, als Gewindebolzen S ausgeführt, in einfacher Weise selbsthemmend gestaltet werden können. Läßt man, wie die Fig. 4 erkennen läßt, am Bolzen 20 bzw. 50 den an sich von selbst entstehenden Grat 23, der eine Folge der geteilten Spritzgußform ist, stehen, so wird dieser

ίο beim folgenden Aufsetzen der Mutter von dieser deformiert, was, wie sich gezeigt hat, eine vorzügliche Sicherung der Mutter ergibt, auch wenn diese nicht aus Kunststoff besteht. Dieser Grat braucht nicht dicker zu sein, als er bei Verwendung guter Formen entsteht. Ein solcher Grat kann natürlich auch innerhalb der Mutter selbst vorgesehen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Elektrischer Schaltapparat mit ausgeprägter Achse, bestehend aus mehreren längs dieser Achse aufgereihten Schaltfluchten, die in Richtung dieser Achse durch achsparallel verlaufende Zuganker zusammengepreßt sind, welche den Schalter durchsetzen, dadurch gekennzeichnet, daß diese Zuganker, deren Länge ein Vielfaches ihres Durchmessers beträgt, ausschließlich aus einem thermoplastisch verformbaren, hochzugfesten, elektrisch isolierenden und bei Normaltemperaturen mäßig biegungsdeformierbaren und zähen Kunststoff bestehen, insbesondere aus einem Kunststoff auf Polyamidgrundlage.

2. Schaltapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zuganker Bolzengewinde aufweist und eine ebenfalls aus thermoplastischem Material bestehende Schraubenmutter trägt, die einen Schlitz aufweist, welcher die Mutter in zwei längs eines Steges zusammenhängende Teile teilt, um die Mutter unter Deformation des Steges seitlich auf das Bolzengewinde aufsetzen zu können, wobei das ungewollte Öffnen der Mutter dadurch verhindert ist, daß sie in einer sie mindestens teilweise umgreifenden Ausnehmung ihrer einen Bestandteil des Apparates bildenden Unterlage einfällt (Fig. 4 bis 7).

3. Schaltapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zuganker Bolzengewinde aufweist und ein axial über das Gewinde oder einen Teil desselben sich erstreckender, über dessen Profil etwas vorstehender Grat vorhanden ist, der nach Anziehen der Mutter diese gegen ungewolltes Lösen sichert (Fig. 4).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 451 670;

deutsche Gebrauchsmuster Nr. 1 685 016,
721 790;

deutsche Patentanmeldung A 7 789 (bekanntgemacht am 8. 10. 1953);
USA.-Patentschrift Nr. 2 684 412;

französische Patentschrift Nr. 904 893.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen