DE1177235B

DE1177235B - Switching device

Info

Publication number: DE1177235B
Application number: DEC27717A
Authority: DE
Inventors: Johannus Jacobus Cools
Original assignee: Controls Company of America
Current assignee: Controls Company of America
Priority date: 1961-10-12
Filing date: 1962-08-16
Publication date: 1964-09-03
Also published as: NL284189A; BE623292A

Description

Schalteinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Schalteinrichtung mit mindestens einem ortsfesten, vorzugsweise federnd nachgebenden Kontaktteil und mindestens einem hierzu in zwei im wesentlichen entgegengesetzten Richtungen relativ zum ortsfesten Kontaktteil beweglichen Kontaktteil, der mit Hilfe einer Antriebsvorrichtung betätigbar ist. Die Schalteinrichtung ist im besonderen eine Konstruktion, mit deren Hilfe eine positive Schnappwirkung in zwei Richtungen zur Betätigung eines Umkehrschalters hervorgerufen wird, beider der Schalter an sich nicht in der Lage ist, eine solche Schnappwirkung zu erzielen.Switching device The invention relates to a switching device with at least one stationary, preferably resiliently yielding contact part and at least one relative to this in two essentially opposite directions to the stationary contact part movable contact part, which with the help of a drive device is actuatable. The switching device is in particular a construction with which Help a positive snap action in two directions to operate a reversing switch is caused, both of which the switch is not in itself capable of such To achieve snap action.

Es gibt zahlreiche Steuervorrichtungen, die eine zyklische Betätigung von Schaltern erfordern, wobei die zyklische Betätigung dem Schalter im allgemeinen durch Drehen einer Kurve erteilt wird. Viele derartige Steuervorrichtungen werden in Einbauten verwendet, die den Gebrauch von relativ teuren Präzisionsschaltern nicht gestatten. Durch Verwendung einer Sehrittschaltvorrichtung kann dem Schalter eine positive Schnappwirkung erteilt werden. Ein derartiger Schalter ist in einigen Fällen elektrisch ausreichend, jedoch hat er den Nachteil, daß sich ein ziemlich lauter Antrieb ergibt. Eine Anzahl von Schrittschaltvorrichtungen sind in ihrem Antrieb nicht so laut, doch gehören derartige Vorrichtungen zusammen mit der allgemeinen Klasse der Kriechantriebe zu einem Typ, der für eine geeignete Schnappwirkung in einer Richtung der Schalterbewegung nicht ausreichend ist, wenn der Schalter billig und mit einem selbstfedernden Schaltkontaktteil versehen sein soll.There are numerous control devices that use cyclic actuation of switches require, the cyclic actuation of the switch in general is issued by turning a curve. Many such control devices will be used in fixtures that require the use of relatively expensive precision switches not allow. By using a step switching device, the switch a positive snap action can be given. Such a switch is in some Cases electrically sufficient, however, it has the disadvantage that it is quite a loud drive results. A number of stepping devices are in theirs Drive not so loud, but such devices belong together with the general Class of creep drives to a type that is suitable for a snap action in one direction of switch movement is insufficient if the switch is cheap and should be provided with a self-resilient switch contact part.

Der Erfindung liegt nun unter anderem die Aufgabe zugrunde, die zyklische Betätigung eines Schalters zu schaffen, der in beiden Richtungen der Kontaktbewegung mit Schnappwirkung arbeitet. Dies wird bei einem Schalter der eingangs beschriebenen Art dadurch erzielt, daß Mittel vorgesehen sind, um die auf den beweglichen Kontaktteil wirkende Federkraft entsprechend der Richtung der Bewegung dieses Kontaktteiles zu ändern.The invention is based, inter alia, on the cyclical Actuation of a switch to provide both directions of contact movement works with snap action. In the case of a switch, this is described at the outset Kind achieved in that means are provided to the on the movable contact part acting spring force corresponding to the direction of movement of this contact part to change.

Gemäß der Erfindung ist ferner ein selbstfedernder Schaltkontaktteil vorgesehen, der die Federung des Kontaktteiles zum Umschnappen desselben sowohl in einer als auch in der anderen Richtung ausnutzt.According to the invention is also a self-resilient switch contact part provided that the suspension of the contact part for snapping it both exploits in one direction as well as in the other.

Die neuartigen Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen des näheren angeführt, und in der Zeichnung in den F i g. 1 bis 1(1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Schaltvorrichtung in aufeinanderfolgenden Arbeitsstufen dargestellt.The novel features of the invention are set out in the claims further listed, and in the drawing in F i g. 1 to 1 (1 is a preferred embodiment the switching device shown in successive work stages.

Die Schaltvorrichtung hat eine Kurvenscheibe 10, die auf einer drehbaren Antriebswelle 12 angeordnet ist und eine Vielzahl von Kurvenabschnitten 14 aufweist, die im gleichen Winkelabstand auf dem Umfang der Scheibe angeordnet sind und jeweils eine obere Kurvenfläche 16, eine mittlere Kurvenfläche 18 und eine untere Kurvenfläche 19 umfassen.The switching device has a cam disc 10 which is arranged on a rotatable drive shaft 12 and has a plurality of cam sections 14 which are arranged at the same angular distance on the circumference of the disc and each an upper cam surface 16, a middle cam surface 18 and a lower cam surface 19 include.

Die Kurvenscheibe 10 betätigt durch eine weiter unten noch näher beschriebene mechanische Wirkverbindung die Schalter 20 und 22, wobei die Kurvonflächen eine vorbestimmte Länge und die Kurvenabschnitte einen vorbestimmten Abstand voneinander haben, um so die gewünschte zeitliche Betätigungsfolge der Schalter zu erzielen. Im besonderen steuert die Kurvenscheibe 10 die Bewegung der Kontakte 24 und 26 zwischen den ortsfesten Kontakten 28 und 30 bzw. 32 und 34. Die Wirkung der Kurvenscheibe 10 ist derart, daß wahlweise die beweglichen Kontakte 24 und 26 in Berührung mit ihren ortsfesten Kontakten 30 und 34 gehalten werden bzw. die Kontakte 24 und 26 gemäß der Zeichnung nach links zur Berührung mit ihren ortsfesten Kontakten 28 und 32 freigegeben werden. Die beweglichen Kontakte 24 und 26 werden von Schaltkontaktteilen 36 bzw. 38 getragen, die nach links unter Federspannung stehen und so die Kontakte 24 und 26 in Berührung mit den betreffenden ortsfesten Kontakten 28 bzw. 32 zu bringen versuchen, derart, daß bei Freigabe durch die Kurvenscheibe die beweglichen, mit Schnappwirkung arbeitenden Kontakte außer Berührung mit den Kontakten 30 und 34 und in Berührung mit den Kontakten 28 und 32 gebracht werden. The cam 10 actuates the switches 20 and 22 through a mechanical operative connection described in more detail below, the cam surfaces having a predetermined length and the cam sections being a predetermined distance from one another in order to achieve the desired sequence of actuation of the switches. In particular, the cam 10 controls the movement of the contacts 24 and 26 between the stationary contacts 28 and 30 or 32 and 34. The action of the cam 10 is such that selectively the movable contacts 24 and 26 in contact with their stationary contacts 30 and 34 are held or the contacts 24 and 26 are released to the left in the drawing for contact with their stationary contacts 28 and 32. The movable contacts 24 and 26 are carried by switch contact parts 36 and 38, which are under spring tension to the left and so try to bring the contacts 24 and 26 into contact with the relevant stationary contacts 28 and 32, so that when released by the Cam disk, the movable, snap action contacts are brought out of contact with contacts 30 and 34 and into contact with contacts 28 and 32.

Die ortsfesten Kontakte sind von Federarmen 40, 42 und 44 getragen, und neben den Federarmen sind Anschläge 46, 48 und 50 vorgesehen, um den Weg der ortsfesten Kontakte festzulegen. Obgleich bei der Betätigung der Schaltvorrichtung die Federarme 40, 42 und 44 zusammen mit ihren zugehörigen ortsfesten Kontakten als ortsfest betrachtet werden können, ergibt sich doch aus F i g. 1 und 2, daß sie in der Lage sind, einen begrenzten Weg durchzuführen, so daß die Federarme 42 und 44 im Abstand von den zugehörigen Anschlägen sind. Dies ist deshalb von Vorteil, weil durch diesen Abstand eine Federung der Federarme 42 und 44 hervorgerufen wird, durch die die Kontakte 30 und 34 gegen die Kontakte 24 und 26 gedrückt werden, um so zwischen diesen Kontakten den richtigen Kontaktdruck zu gewährleisten.The stationary contacts are carried by spring arms 40, 42 and 44, and stops 46, 48 and 50 are provided next to the spring arms to guide the path of the fixed contacts. Although when operating the switching device the spring arms 40, 42 and 44 together with their associated stationary contacts can be regarded as stationary, it follows from FIG. 1 and 2 that they are able to perform a limited path so that the spring arms 42 and 44 are at a distance from the associated stops. This is therefore an advantage because this distance causes a suspension of the spring arms 42 and 44, by which the contacts 30 and 34 are pressed against the contacts 24 and 26 to so to ensure the correct contact pressure between these contacts.

Die Arbeitsverbindung zwischen der Kurvenscheibe 10 und den Schaltern 20 und 22 wird durch einen Betätiger 52 hergestellt, der einen langen Führungsschlitz 54 aufweist, in dem die Antriebswelle 12 derart angeordnet ist, daß der Betätiger relativ zur Kurvenscheibe und den Schaltern beweglich ist. Neben dem Betätiger sind ein Zapfen 56 und eine Wulst 58 vorgesehen (diese können am Hauptteil beispielsweise angegossen sein), und ferner ist eine Feder 60 mit ihrem einen Ende an einer Säule 62 und mit ihrem anderen Ende in einer Nut 64 des Betätigers angeordnet. Diese Feder versucht den Betätiger in Berührung mit dem Zapfen und der Wulst zu bringen, so daß der Betätiger auf der vorbestimmten, gewünschten Bahn geführt wird.The working connection between the cam 10 and the switches 20 and 22 is made by an actuator 52 which has a long guide slot 54 has, in which the drive shaft 12 is arranged such that the actuator is movable relative to the cam and the switches. Next to the actuator are a pin 56 and a bead 58 are provided (these can be on the main part, for example be molded), and also a spring 60 is at one end on a column 62 and arranged at its other end in a groove 64 of the actuator. This feather tries to bring the actuator into contact with the pin and the bead, so that the actuator is guided on the predetermined, desired path.

Auf dem Betätiger sind im Abstand voneinander Vorsprünge 66 und 68 vorgesehen, die gegen die Schaltkontaktteile 36 bzw. 38 anliegen. Mit dem Vorsprung 66 ist ein Kurvenabtaster 70 vorzugsweise einstückig geformt, der eine gegen die Kurvenscheibe 10 anliegende Spitze aufweist. Durch die Federspannung der Schaltkontaktteile 36 und 38 wird eine dauernde Berührung der Schaltkontaktteile mit den zugehörigen Vorsprüngen erreicht und der Kurvenabtaster 70 in Berührung mit der Kurvenscheibe gehalten.Projections 66 and 68 are spaced apart from one another on the actuator provided, which rest against the switch contact parts 36 and 38, respectively. With the lead 66, a cam scanner 70 is preferably integrally molded one against the Has cam 10 adjacent tip. Due to the spring tension of the switch contact parts 36 and 38 is a permanent contact of the switch contact parts with the associated Reached projections and the cam follower 70 in contact with the cam held.

Das eine Ende 74 einer im wesentlichen L-förmig ausgebildeten Rückstellfeder 72 ist an der Säule 62 angeordnet, während das andere Ende 76 in Berührung mit der Kurvenscheibe 10 ist. Die Lage der Rückstellfeder 72 ist derart, daß sie gegen das gemäß der Zeichnung linke Ende des Betätigers 52 anliegt, worauf weiter unten noch näher eingegangen wird.One end 74 of a substantially L-shaped return spring 72 is arranged on the column 62, while the other end 76 is in contact with the Cam 10 is. The position of the return spring 72 is such that it against the according to the drawing, the left end of the actuator 52 is applied, which will be discussed further below will be discussed in more detail.

Bei der Betätigung der Schaltvorrichtung rotiert die Kurvenscheibe 10 im Uhrzeigersinn. Am Anfang (F i g. 1) einer bestimmten Schaltfolge berührt der Kurvenabtaster 70 die Kurvenfläche 16 und hält die beweglichen Kontakte 24 und 26 in Berührung mit den stationären Kontakten 30 und 34, entgegen der Federspannung der Schaltkontaktteile 36 und 38. Beim Bewegen aus der Stellung gemäß F i g. 1 in die Stellung gemäß F i g. 2, in der der Kurvenabtaster 70 am Ende der Kurvenfläche 16 ist, liegt die Kurvenscheibe gegen die Rückstellfeder 72 an und bewegt diese nach links, um so einen freien Raum zur Bewegung des Betätigers 52 nach links zu schaffen. Durch die Drehung der Kurvenscheibe 10 in die Stellung nach F i g. 3 wird der Kurvenabtaster 70 zur Bewegung auf die Kurvenfläche 18 freigegeben. Hierdurch werden andererseits die beweglichen Kontakte gelöst und unter Schnappwirkung außer Berührung mit den stationären Kontakten 30 und 34 gebracht. Dieses Öffnen der Kontakte erfolgt in Millisekunden, und zwar unter der Wirkung der Federspannung in den beweglichen Schaltkontaktteilen und des mit einer Spitze versehenen Kurvenabtasters sowie des radialen Abfalles des Kurvenabschnittes. Wenn der Kurvenabtaster in Berührung mit der Kurvenfläche 16 ist, werden die beweglichen Kontakte in einer Nichtschaltstellung zwischen den betreffenden stationären Kontakten und im Abstand von diesen gehalten.When the switching device is operated, the cam rotates 10 clockwise. At the beginning (Fig. 1) of a certain switching sequence the touches Cam scanner 70 the cam surface 16 and holds the movable contacts 24 and 26 in contact with the stationary contacts 30 and 34, against the spring tension the switch contact parts 36 and 38. When moving from the position shown in FIG. 1 in the position according to FIG. 2, in which the cam scanner 70 at the end of the cam surface 16, the cam rests against the return spring 72 and moves it to the left so as to provide free space for the actuator 52 to move to the left create. By rotating the cam 10 into the position according to FIG. 3 will the cam scanner 70 is released for movement on the cam surface 18. Through this on the other hand, the movable contacts are released and except for a snap action Brought into contact with the stationary contacts 30 and 34. This opening of the contacts takes place in milliseconds, under the action of the spring tension in the movable Switching contact parts and the tip provided with a curve scanner and the radial drop in the curve section. When the cam scanner comes into contact with of the cam surface 16, the movable contacts are in a non-switching position held between the relevant stationary contacts and at a distance from them.

Wenn die Kurvenscheibe sich weiterdreht, so daß der Kurvenabtaster nun am Ende der Kurvenfläche 16 ist, wird die Rückstellfeder 72 weiter nach links bewegt (F i g. 4), um einen freien Raum für die Bewegung des Betätigers nach links zu schaffen. Durch die Bewegung des Kurvenabtasters 70 von der Kurvenfläche 18 auf die Kurvenfläche 19 werden die beweglichen Kontakte zur Anlage gegen ihre zugehörigen stationären Kontakte 28 und 32 freigegeben. Auch dieses Schließen der Kontakte erfolgt, wie oben erwähnt, unter Schnappwirkung in einer Zeit von Millisekunden.If the cam continues to rotate, so that the cam scanner is now at the end of the cam surface 16, the return spring 72 is further to the left moved (Fig. 4) to free space for the actuator to move to the left to accomplish. By moving the cam scanner 70 from the cam surface 18 on the cam surface 19 are the moving contacts for abutment against their associated stationary contacts 28 and 32 released. This closing of the contacts also takes place, as mentioned above, with a snap action in a time of milliseconds.

Es sei darauf hingewiesen, daß während der Bewegung der beweglichen Kontakte nach links die Rückstellfeder 72 im Abstand vom Betätiger durch den Kurvenabschnitt 14 bewegt und so gehalten wird, daß die Feder außer Wirkverbindung mit dem Betätiger ist und der Bewegung der Schaltkontaktteile nach links nicht entgegenwirken kann.It should be noted that during the movement of the movable Contacts to the left the return spring 72 at a distance from the actuator through the cam section 14 is moved and held so that the spring is out of contact with the actuator and cannot counteract the movement of the switch contact parts to the left.

Nachdem der Weg des Betätigers nach links vollständig durchgeführt ist. berührt die Rückstellfeder 72 den Betätiger. Die Kurvenfläche 16 des Kurvenabschnittes 14 wirkt jedoch der Rückstellfeder entgegen und verhindert deren Bewegung so lange, bis die Kurvenscheibe sich so weit gedreht hat, daß die Feder von der Kurvenfläche 16 freikommt. Wie sich aus F i g. 7 ergibt, befreit eine weitere Drehung der Kurvenscheibe die Rückstellfeder 72, so daß sie sich gegen die Kurvenfläche 18 bewegen und den Betätiger unter Schnappwirkung nach rechts infolge des Einflusses der Federkraft der Rückstellfeder bewegen kann, wobei die entsprechenden Kontakte 24 und 26 außer Berührung mit den ortsfesten Kontakten 28 und 32 gebracht werden. Wenn die Rückstellfeder 72 in Berührung mit der Kurvenfläche 18 ist (F i g. 7 und 8), werden die beweglichen Kontakte in Nichtschaltstellung gehalten. Bei Freigabe der Rückstellfeder 72 zur Bewegung von der Kurvenfläche 18 auf die Kurvenfläche 19 wird der Betätiger unter Schnappwirkung weiter nach rechts bewegt und betätigt die beweglichen Kontakte 24 und 26 zum Schließen mit ihren stationären Kontakten 32 und 34.After the actuator's path to the left is completely carried out is. the return spring 72 contacts the actuator. The curved surface 16 of the curved section 14, however, counteracts the return spring and prevents its movement as long as until the cam has rotated so far that the spring from the cam surface 16 free. As can be seen from FIG. 7 results, frees another rotation of the cam the return spring 72 so that they move against the cam surface 18 and the Actuator snapping to the right due to the influence of the spring force the return spring can move, the corresponding contacts 24 and 26 except Contact with the stationary contacts 28 and 32 are brought. When the return spring 72 is in contact with the cam surface 18 (Figs. 7 and 8), the movable ones Contacts held in non-switch position. When releasing the return spring 72 to Movement from the cam surface 18 to the cam surface 19 is the actuator below Snap action moves further to the right and actuates the movable contacts 24 and 26 to close with their stationary contacts 32 and 34.

Wie sich aus F i g. 10 ergibt, kommen bei der fortgesetzten Drehung der Kurvenscheibe der Kurvenabtaster 70 und die Rückstellfeder 72 wieder in Berührung mit den Kurvenabschnitten 14, so daß die Schaltvorrichtung wieder die Stellung nach F i g. l einnimmt und nunmehr eine weitere Arbeitsfolge durchlaufen kann.As can be seen from FIG. 10 results in the continued rotation the cam of the cam follower 70 and the return spring 72 in contact again with the curve sections 14, so that the switching device again the position after F i g. l takes and can now go through a further work sequence.

Die durch die Rückstellfeder 72 ausgeübte Federkraft muß größer sein als die durch die Schaltkontaktteile 36 und 38 ausgeübte, da die Rückstellfeder die beweglichen Kontakte entgegen der Federwirkung der Schaltkontaktteile 36 und 38 betätigen muß. Es besteht aber die Möglichkeit, daß die Federkraft der Rückstellfeder die Federkraft der beweglichen Schaltkontaktteile so weit übersteigt, daß beim Antrieb aus der Stellung gemäß F i g. 6 in die Stellung gemäß F i g. 7 die beweglichen Kontakte sich über die Nichtschaltstellung hinaus bewegen und zeitweilig die stationären Kontakte 30 und 34 schließen. Um dies zu verhindern, kann eine ganze Reihe von geeigneten Konstruktionen vorgesehen sen. Ein einfacher Weg, um dies zu verhindern, besteht darin, daß die Bewegung des Betätigers nach rechts dadurch verzögert wird, daß auf der Wulst 58 eine schräge Fläche 78 vorgesehen ist. Wenn sich nun der Betätiger nach links bewegt, kommt er unter der Wirkung der Feder 60 mit seinem rechten Ende mit der geneigten Oberfläche 78 in Berührung. Beim Antrieb des Betätigers nach rechts muß die Rückstellfeder die Reibungskraft zwischen dem Betätiger und der geneigten Fläche überwinden, so daß ein Teil der Federkraft der Rückzugsfeder verbraucht und eine zu weite Bewegung der beweglichen Schaltkontaktteile und damit ein unerwünschtes, kurzzeitiges Schließen der Kontakte verhindert wird.The spring force exerted by the return spring 72 must be greater than that exerted by the switch contact parts 36 and 38 as the return spring the movable contacts against the spring action of the switch contact parts 36 and 38 must operate. But there is the possibility that the spring force the The return spring exceeds the spring force of the moving switch contact parts to such an extent that that when driving from the position according to F i g. 6 in the position according to FIG. 7th the movable contacts move beyond the non-switching position and temporarily the stationary contacts 30 and 34 close. To prevent this, a whole can A number of suitable constructions are envisaged. An easy way to do this too prevent is that the movement of the actuator to the right is delayed thereby is that an inclined surface 78 is provided on the bead 58. If now the actuator moves to the left, he comes under the action of the spring 60 with his right end with the inclined surface 78 in contact. When driving the actuator to the right, the return spring must reduce the frictional force between the actuator and overcome the inclined surface, so that part of the spring force of the return spring consumed and too wide a movement of the movable switch contact parts and thus an undesired, short-term closing of the contacts is prevented.

Claims

Claims: 1. Switching device with at least one stationary, preferably resiliently yielding contact part and at least one for this in two substantially opposite directions relative to the stationary contact part movable contact part which can be actuated with the aid of a drive device, characterized in that means are provided to move the Contact part (24) acting spring force according to the direction of movement of this To change the contact part (24).

2. Switching device according to claim 1, characterized by a first energy store (36), for example a first spring member that tries to separate the movable contact part (24) from the stationary contact part (30), and by a second having a greater force than the first energy store (36) Energy store (72), for example a second spring member, under its action the two contact parts (24, 30) opposite to the action of the first energy store (36) are pressed together.

3. Switching device according to claim 2, characterized in that that the two energy stores (36 and 72) are essentially in opposite directions Act direction.

4. Switching device according to one of claims 2 or 3, characterized characterized in that the second energy store with the help of the drive device (72) is disabled when the movable contact part (24) is under the action of the first energy store (36) moves.

5. Switching device after a of claims 2 to 4, characterized in that the drive device such acts on the two energy stores (36, 72) that in its first position the two contact parts (24, 30) under the action of the second energy store (72) against the action of the first closed and in their second position the two Contact parts (24, 30) separated under the action of the first energy store (36) are, the second energy store (72) is ineffective.

6. Switching device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the drive device a first actuator (52) acting on the first energy store (36) and has a second actuator (10) acting on the second energy store (72).

7. Switching device according to claim 6, characterized in that the first actuator (52) with the first energy store (36) for releasing the same and with the second Energy store (72) interacts to close the two contact parts (24, 30). B.

Switching device according to one of Claims 6 or 7, characterized in that that with the help of the second actuator (10) at least indirectly the first actuator (52) is movable into its first position.

9. Switching device according to one of the claims 6 to 8, characterized in that the second actuator is a rotatable cam member (10) that acts on the first actuator (52) and the second energy store (72) acts.

10. Switching device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the movable contact part (24) is resiliently yielding between two stationary contact parts (28, 30) is reciprocable and in the first position the first contact part (30) and in the second position the second contact part (28) touched.

11. Switching device according to one of the preceding claims 6 to 10, characterized in that a neutral position of the movable contact part (24) is provided between the two positions, which is controlled by the first actuator (52) and optionally by the cam member (10) .

12. Switching device according to one of claims 9 to 11, characterized in that the cam member (10) Has curve pieces according to the required controls.

13. Switching device according to one of claims 9 to 12, characterized in that with the cam member (10) a scanner (70), preferably a point-shaped or line-shaped scanner, interacts, via which the first actuator (52) can be moved, with the scanner (70) firmly attached the first actuator, (52) may be attached.

14. Switching device after a of claims 6 to 13, characterized in that guide means (58) are provided are to guide the first actuation, (52).

15. Switching device according to claim 14, characterized in that the guide means have an inclined surface (78), to which the first actuator (52) when moving under the action of the second energy store (72) occurs.