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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Schalter, der zum Beispiel
zum Steuern des Leuchtens einer Lampe verwendet wird. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung einen Schalter gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen des Schalters.
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Ein
Schalter gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 ist aus der
DE
90 06 430 U1 bekannt.
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Ferner
offenbart die
DE 693
17 088 T2 einen Kontakt für magnetische Schalter. Gemäß der Lehre dieser
Druckschrift werden die Vertiefungen an der Oberfläche eines
Kontaktes derart ausgebildet, so dass die Vertiefungen sich nicht überlappen.
Hierdurch wird eine besonders effiziente Freigabe von Wärme, die
zum Zeitpunkt des Kontaktes zwischen den Kontaktelementen erzeugt
wird, erzielt.
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Aus
der
DE 101 03 814
B4 ist außerdem
ein Kontakt bekannt, der mehrere Kontaktspitzen aufweist, um eine
Verschmutzung zu verhindern.
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In
den letzten Jahren werden verstärkt Druckschalter
für Fahrzeuge
verwendet, um das Leuchten einer Bremsleuchte in Reaktion auf die
Betätigung
eines Bremspedals zu steuern. Ein Druckschalter für Fahrzeuge
schaltet die Bremsleuchte ein, wenn das Bremspedal niedergedrückt wird,
und schaltet die Bremsleuchte aus, wenn der Fahrer seinen Fuß wieder
von dem Bremspedal nimmt.
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Ein
herkömmlicher
Fahrzeugschalter ist in der ungeprüften
japanischen Patentveröffentlichung Nr. 2001-297654 angegeben,
die im Folgenden mit Bezug auf
7 und
8 beschrieben
wird.
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Wie
in 7 gezeigt, umfasst der herkömmliche Druckschalter für Fahrzeuge
ein kastenartiges Gehäuse 1,
das aus einem isolierenden Kunstharz ausgebildet ist und dessen
Oberfläche
eine Öffnung aufweist,
sowie einen Betätigungskörper 2 aus
einem isolierenden Kunstharz. Das Gehäuse 1 weist eine Vielzahl
von nach unten vorstehenden fixen Kontakten 3 in der Nachbarschaft
zu der Öffnung
auf, wobei sich Anschlüsse 3A von
der unteren Fläche 1A des Gehäuses 1 nach
unten erstrecken.
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Zwischen
beweglichen Kontakten 4 aus einem leitenden Metall und
der unteren Fläche
des Gehäuses 1 wird
eine Druckfeder 5 in einem etwas komprimierten Zustand
gehalten. Die Druckfeder 5 drückt die beweglichen Kontakte 4 nach
oben, um die beweglichen Kontakte 4 mit den fixen Kontakten
in Kontakt zu bringen. Die fixen Kontakte 3 werden über die beweglichen
Kontakte 4 elektrisch miteinander verbunden, um Schaltkontakte
zu bilden.
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Der
herkömmliche
Druckschalter für
Fahrzeuge umfasst weiterhin eine Spiralrückstellfeder 6 und
eine Abdeckung 7 zum Abdecken der Öffnung in der oberen Fläche des
Gehäuses 1.
Die Rückstellfeder 6 wird
in einem etwas komprimierten Zustand zwischen der unteren Fläche des
Betätigungskörpers 2 und
der unteren Fläche 1A des
Gehäuses 1 gehalten,
um den Betätigungskörper 2 nach
oben zu drücken.
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Die
Abdeckung 7 weist einen hohlen zylindrischen Teil 7A auf,
der sich nach oben erstreckt und eine Betätigungsstange 2A des
Betätigungskörpers 2 derart
aufnimmt, dass diese vertikal bewegt werden kann. Das obere Ende
der Betätigungsstange 2A erstreckt
sich über
den zylindrischen Teil 7A hinaus.
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Der
Druckschalter für
Fahrzeuge mit dem oben beschriebenen Aufbau wird allgemein vor einem
Bremspedal derart installiert, dass die Betätigungsstange 2A des
Betätigungskörpers 2 durch
einen Hebel oder ähnliches
gedrückt
wird. Die Anschlüsse 3A der
fixen Kontakte 3 sind über
eine Steckverbindung oder ähnliches
mit der Bremsleuchte verbunden.
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Wenn
das Bremspedal nicht gedrückt
wird, wird die Betätigungsstange 2A des
Bestätigungskörpers 2 nach
unten gedrückt.
Insbesondere werden die Druckfeder 5 und die Rückstellfeder 6 komprimiert,
sodass die beweglichen Kontakte 4 von den fixen Kontakten 3 nach
unten entfernt werden, wodurch die fixen Kontakte 3 elektrisch
voneinander getrennt werden. Daraus resultiert, dass die Bremsleuchte
ausgeschaltet wird.
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Wenn
in diesem Zustand das Bremspedal niedergedrückt wird, wird der Hebel von
der Betätigungsstange 2A getrennt,
wodurch die auf die Betätigungswelle 2A ausgeübte Druckkraft
entfernt wird. Folglich bewegt die elastische Wiederherstellungskraft
der Rückstellfeder 6 den
Betätigungskörper 2 nach
oben und werden die beweglichen Kontakte 4 durch die Druckfeder 5 nach
oben in einen elastischen Kontakt mit den fixen Kontakten 3 gedrückt. Daraus
resultiert, dass die fixen Kontakte 3 elektrisch miteinander
verbunden werden, um die Bremsleuchte einzuschalten.
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Als
Bremslampen, deren Leuchten durch einen Schalter gesteuert wird,
werden allgemein elektrische Leuchten, LEDs, und ähnliches
verwendet. Wenn eine elektrische Leuchte verwendet wird, wird ein
vergleichsweise großer
Strom von ungefähr
10 A bei einer Gleichspannung von 12 V angelegt, während bei
einer LED ein vergleichsweise kleiner Strom von 0,5 bis 1 A bei
einer Gleichspannung von 12 V angelegt wird.
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Wenn
wie in der Teilschnittansicht von 8 gezeigt
die Oberflächen
der beweglichen Kontakte 4 und die Oberflächen der
fixen Kontakte 3 glatt sind und einander punktuell kontaktieren
und wenn eine LED oder ähnliches
mit einem kleinem Strombedarf als Bremsleuchte verwendet wird, bildet
sich ein Oxidfilm oder ähnliches
auf den Oberflächen
der fixen Kontakte 3 und/oder auf den Oberflächen der
beweglichen Kontakte 4, wodurch der Kontakt instabil wird.
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Um
diesen Nachteil zu beseitigen, gibt das ungeprüfte
japanische Gebrauchsmuster Nr. S63-186020 eine
Kontakteinrichtung an, bei der die Oberfläche eines fixen Kontakts
3 und/oder
eines beweglichen Kontakts
4 eine Oberflächenrauheit
von 0,5 bis 10 μm
aufweist. Dabei soll der Kontakt durch die rauen Oberflächen stabilisiert
werden, indem eine Vielzahl von Kontaktpunkten vorgesehen wird.
Das angegebene Verfahren zum Aufrauen der Oberfläche verwendet eine Druckvorrichtung
mit einer vorbestimmten Oberflächenrauheit
und kann nur Oberflächen
mit Vorsprüngen
vorsehen, deren Enden glatt oder flach sind. Auf diese Weise lässt sich
ein auf den Kontaktflächen
gebildeter Oxidfilm oder ähnliches kaum
brechen, sodass es schwierig ist, den Kontakt bei einem kleinem
elektrischen Strom zu stabilisieren.
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Wenn
weiterhin die Oberflächenrauheit
der Kontaktfläche
bzw. Kontaktflächen
bei 0,5 bis 10 μm liegt
und wenn ein isolierendes Oxid von außen in den Schalter eintritt
oder aufgrund des wiederholten Öffnens
und Schließens
der Kontakte entwickelt wird, kann das eingetretene oder entwickelte
isolierende Oxid mit einer Länge
von 10 μm
oder mehr von der Kontaktfläche
bzw. den Kontaktflächen
vorstehen, wodurch die Kontakte über
das vorstehende isolierende Oxid miteinander in Berührung kommen,
sodass es schwierig ist, einen stabilen Kontakt herzustellen.
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Um
die obigen Probleme zu lösen
wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Schalter gemäß Anspruch
1 bereitgestellt. Bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Schalters
sind in den Unteransprüchen
2 bis 8 definiert.
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Ferner
stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines
Schalters nach Anspruch 1 bereit, um das der Erfindung zugrundeliegende
verfahrensmäßige Problem
zu lösen.
Bevorzugte Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind in den Unteransprüchen
10 bis 12 definiert.
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1 ist
eine Querschnittansicht eines Fahrzeugschalters gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Teilquerschnittansicht des Fahrzeugschalters gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
eine perspektivische Ansicht eines Presswerkzeugs gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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4A, 4B und 4C sind
Teildraufsichten und Querschnittansichten des Fahrzeugschalters
gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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5A und 5B sind
Teildraufsichten und Querschnittansichten eines Presswerkzeugs gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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6 ist
eine Teildraufsicht und eine Querschnittansicht eines Fahrzeugschalters
gemäß einem
Vergleichsbeispiel.
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7 ist
eine Querschnittansicht eines herkömmlichen Fahrzeugschalters.
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8 ist
eine Teilquerschnittansicht des herkömmlichen Fahrzeugschalters.
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Um
das Problem zu lösen,
dass bei der Entwicklung eines Oxidfilms oder ähnlichem auf der Oberfläche eines
fixen Kontakts oder eines beweglichen Kontakts der Kontakt zwischen
diesen Kontakten instabil wird, wird das Presswerkzeug 17 von 3 ein
Mal gegen den beweglichen Kontakt 4 gepresst, um auf der
Oberfläche
des beweglichen Kontakts 4 eine Vielzahl von Vertiefungen 4A und
eine Vielzahl von Vorsprüngen 4B vorzusehen.
Dadurch kann für
die Oberfläche
des beweglichen Kontakts 4 aus einer Silber/Kupfer-Legierung
die in 6 gezeigten Struktur versehen werden. Es wird
geprüft, ob
die gemäß diesem
Ansatz ausgebildeten Vorsprünge 4B einen
auf der Kontaktfläche
entwickelten Oxidfilm oder ähnliches
brechen können,
um die Oberfläche
des beweglichen Kontakts 4 und die Oberfläche des
fixen Kontakts 3 an einer Vielzahl von Punkten miteinander
in Kontakt zu bringen, sodass auch bei einem kleinen elektrischen
Strom ein stabiler Kontakt erhalten werden kann. Unter einem stabilen
Kontakt ist hier ein Zustand zu verstehen, in dem ein elektrischer
Kontakt sichergestellt ist. Unter einem kleinen elektrischen Strom
ist hier ein Strom von ungefähr
0,5 A bis 1 A bei einer Gleichspannung von 12 V für das Leuchten
einer LED oder ähnlichem
zu versehen.
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Mit
dem zuvor genannten Verfahren können Vertiefungen 4A und
Vorsprünge 4B auf
der Kontaktfläche
ausgebildet werden, wobei es jedoch schwierig ist, die Enden der
Vorsprünge 4B zu
schärfen. Folglich
weist die Kontaktfläche
wie in 6 gezeigt weiterhin flache Bereiche 4C auf,
die kaum eine Wirkung zum Brechen des auf der Kontaktfläche entwickelten
Oxidfilms oder ähnlichem
aufweisen. Die Stabilität
der elektrischen Verbindung des in 6 gezeigten
Schalters beim Öffnen
und Schließen
der Kontakte bei einem Strom von ungefähr 0,5 bis 1 A bei einer Gleichspannung
von 12 V wurde wie folgt geprüft.
Schalter mit wie in 6 gezeigt geformten Kontakten
wurden getestet, um das Öffnen
und Schließen
der Kontakte bei einem Strom von 0,5 A bei einer Gleichspannung
von 12 V zu prüfen.
Nachdem die Kontakte mit einer vorbestimmten Anzahl von Wiederholungen
in einer die Oxidation fördernden
Atmosphäre
geschaltet wurden, erhöhte
sich der Verbindungswiderstand einiger Schalter. Dieses Ergebnis
zeigt, dass die in 6 gezeigte Kontaktform nicht
ausreicht, um den Kontakt bei einem kleinen Strom zu stabilisieren.
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Durch
das Prüfen
von verschiedenen Formen für
die Kontaktfläche
und verschiedenen Verfahren zum Erhalten einer Kontaktfläche mit
einer bevorzugten Form wurde das Konzept der vorliegenden Erfindung
entwickelt.
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In
dem Schalter der vorliegenden Erfindung ist eine Vielzahl von Vertiefungen,
deren Ränder
einander teilweise überlappen,
auf der Oberfläche
eines beweglichen Kontakts und/oder eines fixen Kontakts, der mit
dem beweglichen Kontakt kontaktiert wird oder von diesem getrennt
wird, in dem Gehäuse
ausgebildet. In der vorliegenden Ausführungsform wird der bewegliche
Kontakt als zweiter Kontakt bezeichnet und wird der fixe Kontakt
als erster Kontakt bezeichnet. Durch das Ausbilden der Vielzahl
von Vertiefungen mit den überlappenden
Rändern
kann eine Vielzahl von Vorsprüngen
mit spitzen Enden vorgesehen werden. Also auch wenn ein isolierender
Film wie etwa ein Oxidfilm auf der Oberfläche vorhanden ist, brechen
die Vorsprünge
mit den spitzen Enden den Film, sodass ein stabiler Kontakt vorgesehen wird.
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Die
Vielzahl von Vertiefungen in dem Schalter der vorliegenden Ausführungsform
können
verschiedene Größen aufweisen.
Durch das Vorsehen von Vertiefungen mit verschiedenen Größen, können die
Vorsprünge
auf der Kontaktfläche
mit einer feineren Größe und mit
spitzeren Enden vorgesehen werden.
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Das
Verfahren zum Herstellen des Schalters der vorliegenden Erfindung
umfasst das mehrfache Pressen eines Presswerkzeugs, das mit einer
Vielzahl von vorstehenden Teilen versehen ist, gegen die Oberfläche des
beweglichen Kontakts oder des fixen Kontakts, um eine Vielzahl von
Vertiefungen auf der Oberfläche
zu bilden. Dadurch wird die Herstellung eines Schalters mit einem
stabilen Kontakt vereinfacht.
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Bei
dem Verfahren zum Herstellen des Schalters der vorliegenden Erfindung
können
die vorstehenden Teile des Presswerkzeugs wie quadratische Pyramiden
geformt sein. Auf diese Weise können
die auf der Kontaktfläche
ausgebildeten Vorsprünge
spitze Enden aufweisen, wobei außerdem ein Presswerkzeug durch
Schneiden oder Schleifen einfacher ausgebildet werden kann als andere
Presswerkzeuge mit komplex geformten vorstehenden Teilen.
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Die
auf einer Oberfläche
des ersten Kontakts und/oder des zweiten Kontakts gemäß dem Verfahren
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Vorsprünge können Vorsprünge umfassen, deren Enden einen
spitzwinkligen Querschnitt aufweisen.
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Im
Folgenden werden Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 bis 5 beschrieben.
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Es
ist zu beachten, dass Komponenten, die mit den oben mit Bezug auf
den Stand der Technik beschriebenen Komponenten identisch sind,
durch gleiche Bezugszeichen angegeben werden, wobei hier auf eine
wiederholte Beschreibung dieser Komponenten verzichtet wird.
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In
den folgenden Ausführungsformen
wird die vorliegende Erfindung mit Bezug auf das Beispiel eines
Fahrzeugschalters beschrieben.
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1 ist
eine Querschnittansicht eines Fahrzeugschalters gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Der Fahrzeugschalter 101 der
vorliegenden Erfindung umfasst ein kastenartiges Gehäuse 1,
das aus einem isolierenden Kunstharz ausgebildet ist und in dessen
oberer Fläche
eine Öffnung
vorgesehen ist, sowie einen annähernd
zylindrischen Körper 2,
der ebenfalls aus Kunstharz ausgebildet ist. Das Gehäuse 1 umfasst
Anschlüsse 13C,
die sich von der unteren Fläche 1A nach
unten erstrecken, sowie eine Vielzahl von fixen Kontakten 13,
die an einer oberen Seite des Gehäuses 1 vorgesehen
sind.
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Der
Fahrzeugschalters 101 umfasst weiterhin bewegliche Kontakte 14 aus
einem leitenden Metall. Zwischen den beweglichen Kontakten 14 und
der unteren Fläche
des Gehäuses 1 wird
eine Druckfeder 5 in einem etwas zusammengedrückten Zustand
gehalten, um die beweglichen Kontakte 14 von unten zu den
fixen Kontakten 13 zu drücken. Die Druckfeder 5 ist
ein elastisches Glied. Die fixen Kontakte 13 werden während des
Kontakts mit den beweglichen Kontakten 14 über die
beweglichen Kontakte 14 miteinander verbunden, um Schaltkontakte
zu bilden.
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Sowohl
die fixen Kontakte 13 als auch die beweglichen Kontakte 14 sind
aus einer Silber/Kupfer-Legierung kuppelförmig ausgebildet. Wie in der Teilquerschnittansicht
von 2 gezeigt, sind die kuppelförmigen Oberflächen der
fixen Kontakte 13 mit einer Vielzahl von Vertiefungen 13A und
Vorsprüngen 13B mit
verschiedenen Höhen
zwischen ungefähr
10 und 300 μm
ausgebildet. Entsprechend sind die kuppelförmigen Flächen der beweglichen Kontakte 14 mit
einer Vielzahl von Vertiefungen 14A und Vorsprüngen 14B mit
einer Höhe
von mehr als 10 μm
und nicht mehr als 300 μm
versehen. Die fixen Kontakte 13 und die beweglichen Kontakt 14 kontaktieren einander
an einer großen
Anzahl von Punkten an den spitz endenden Vorsprüngen 13B und 14B.
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Wenn
die Höhe
der Vorsprünge 13B und 14B gleich
10 μm oder
weniger ist, kann der Kontakt zwischen den fixen Kontakten 13 und
den beweglichen Kontakten 14 bei einem kleinen Strom nicht vollständig stabilisiert
werden. Wenn ein isolierendes Oxid, das von außen in den Schalter eintritt
oder aufgrund des wiederholten Öffnens
und Schließen
der Kontakte entwickelt wurde, von der Kontaktfläche vorsteht, dann geraten
die Kontakte über
das vorstehende isolierende Oxid miteinander in Kontakt. Deshalb
ist es schwierig, einen stabilen Kontakt zu erreichen.
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Wenn
dagegen die Höhe
größer als
300 μm ist,
bleiben mehr flache Bereiche übrig
bzw. werden weniger Vorsprünge
auf der Kontaktfläche
gebildet, sodass die Höhe
nicht ausreicht, um den Kontakt zu stabilisieren.
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Um
den isolierenden Film wie etwa einen auf der Kontaktfläche entwickelten
Oxidfilm zu brechen, wodurch der Kontakt zwischen den Kontakten
sichergestellt und damit die Kontaktstabilität erhöht wird, weisen die Enden der
Vorsprünge 13A vorzugsweise einen
spitzwinkligen Querschnitt auf.
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Der
Fahrzeugschalter 101 umfasst weiterhin eine Spiralrückstellfeder 6 und
eine Abdeckung 7 zum Abdecken der Öffnung auf der oberen Fläche des
Gehäuses 1.
Die Rückstellfeder 6 wird
in einem etwas komprimierten Zustand zwischen der unteren Fläche des
Betätigungskörpers 2 und
der unteren Fläche 1A des
Gehäuses 1 gehalten,
um den Betätigungskörper 2 nach
oben zu drücken.
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Die
Abdeckung 7 ist mit einem hohlen zylindrischen Teil 7A versehen,
der sich nach oben erstreckt und die Betätigungsstange 2A des
Betätigungskörpers 2 derart
aufnimmt, dass diese vertikal bewegt werden kann. Das obere Ende
der Betätigungsstange 2A steht über den
hohlen zylindrischen Teil 7A hinaus.
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Im
Folgenden wird vor allem ein Verfahren zum Herstellen von fixen
Kontakten 13 und beweglichen Kontakten 14 in entsprechend
aufgebauten Fahrzeugschaltern 101 erläutert.
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In
einem ersten Schritt werden fixe Kontakte 13 und bewegliche
Kontakte 14 auf einem vorbestimmten Halter derart gehalten,
dass die Kontaktflächen
nach oben ausgerichtet sind. Dann wird ein Presswerkzeug 17 mit
einer Vielzahl von vorstehenden Teilen 17A auf seiner unteren
Fläche
wie in der perspektivischen Ansicht von 3 gezeigt
nach unten gesenkt und gegen die Kontaktfläche gepresst. Wenn mit dem
Pressen aufgehört
wird und das Presswerkzeug 17 entfernt wird, sind eine
Vielzahl von Vertiefungen 14A zum Beispiel etwas nach oben links
versetzt auf den Oberflächen
der beweglichen Kontakte 14 wie in der Teildraufsicht und
der Querschnittansicht von 4A gezeigt
ausgebildet.
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Das
Presswerkzeug 12 kann vergleichsweise einfach durch Schneiden,
Schleifen oder ähnliches
ausgebildet werden, indem die vorstehenden Teile 17A auf
der unteren Fläche
des Presswerkzeugs 17 als quadratische Pyramiden mit einer
Höhe von
ungefähr
350 μm und
einem spitzen Winkel von ungefähr
60 Grad in einem Rastermuster mit Intervallen von ungefähr 200 μm in der
X-Richtung und in der Y-Richtung ausgebildet werden.
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Wenn
das Presswerkzeug 17 an einer ersten vorbestimmten Position
gegen die Kontaktfläche
gepresst wird, werden eine Vielzahl von Vorsprüngen 14B derart ausgebildet,
dass ihre Enden wie in 4A gezeigt mit Intervallen von
ungefähr
200 μm in
einem Rastermuster etwas nach oben links versetzt auf der Oberfläche des
beweglichen Kontakts 14 angeordnet sind. Es ist schwierig,
die Enden der flachen Bereiche in dem Rastermuster zu schärfen, sodass
die Vorsprünge 14B weiterhin
flache Bereiche 14D an ihren Enden aufweisen.
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In
einem folgenden Prozess wird das Presswerkzeug 17 um ungefähr 100 μm nach unten
rechts wie in 4B gezeigt versetzt und an einer
zweiten Position gegen die Kontaktfläche gepresst. Durch dieses
zweite Pressen können
eine Vielzahl von Vertiefungen 14E etwas nach unten rechts
versetzt derart ausgebildet werden, dass ihre Kanten die Kanten der
zuvor ausgebildeten Vertiefungen 14A überlappen. Daraus resultiert,
dass die Oberfläche
des beweglichen Kontakts 14 eine Vielzahl von Vorsprüngen 14 mit
spitzen Enden aufweist.
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Wenn
in diesem Prozess das Presswerkzeug 17 um nicht weniger
als 200 μm
versetzt wird, was dem Intervall zwischen den vorstehenden Vorsprüngen 17A entspricht,
verursacht das zweite Pressen, dass einige der Vorsprünge 14B mit
flachen Bereichen 14D an ihren Enden übrig bleiben, sodass nicht
alle Vorsprünge 14B spitze
Enden aufweisen.
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Mit
anderen Worten können
Vorsprünge 14B mit
spitzen Enden ausgebildet werden, indem das Presswerkzeug 17 mit
den vorstehenden Teilen 17A ein Mal in der ersten Position
gegen die Oberfläche des
beweglichen Kontakts gepresst wird, indem dann das Presswerkzeug 17 innerhalb
des Intervalls der vorstehenden Vorsprünge 17A versetzt wird,
und indem anschließend
das Presswerkzeug in der zweiten Position gegen die Oberfläche gedrückt wird,
um Vorsprünge 14E auszubilden,
deren Kanten mit den Kanten der Vertiefungen 14A überlappen.
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Später kann
dann wie in 4C gezeigt, ein Presswerkzeug
mit vorstehenden Teilen verwendet werden, deren Größe kleiner
ist als diejenige der vorstehenden Teile 17A, um an einer
dritten Position eine Vielzahl von Vertiefungen 14F mit
unterschiedlichen Größen und
Positionen auszubilden, die um 45 Grad gegenüber den Vertiefungen 14A und 14E gedreht
sind. Dadurch werden Vorsprünge 14B vorgesehen,
die eine feinere Größe und spitzere
Enden in verschiedenen Höhen
aufweisen. Alternativ hierzu kann die Form der Vertiefungen kontrolliert
werden, indem die Presskraft des Presswerkzeugs 17 geändert wird
und kein Presswerkzeug mit vorstehenden Teilen mit einer anderen
Höhe als
bei den vorstehenden Teilen 17A verwendet wird.
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Der
Fahrzeugschalter der vorliegenden Ausführungsform mit den auf diese
Weise verarbeiteten fixen Kontakten 13 und beweglichen
Kontakten 14 wird allgemein vor einem Bremspedal derart
installiert, dass eine Bestätigungsstange 2A des
Betätigungskörpers 2 durch
einen Hebel oder ähnliches gedrückt wird.
Die Anschlüsse 13C der
fixen Kontakte 13 sind über
eine Steckverbindung oder ähnliches mit
einer Bremsleuchte verbunden.
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Insbesondere
wenn das Bremspedal nicht gedrückt
wird, wird die Betätigungsstange 2A des Betätigungskörpers 2 nach
unten gedrückt,
sodass die Druckfeder 5 und die Rückstellfeder 6 komprimiert
werden, wodurch die beweglichen Kontakte 14 nach unten
von den fixen Kontakten 13 entfernt werden. Folglich werden
die fixen Kontakte 13 elektrisch voneinander getrennt,
sodass die Bremsleuchte ausgeschaltet wird.
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Wenn
in diesem Zustand das Bremspedal niedergedrückt wird, wird der Hebel von
der Betätigungsstange 2A getrennt,
um die auf die Betätigungsstange 2A wirkende
Druckkraft zu entfernen. Folglich bewegt die elastische Wiederherstellungskraft
der Rückstellfeder 6 den
Betätigungskörper 2 nach
oben, sodass die Druckfeder 5 die beweglichen Kontakte 14 nach
oben drückt,
wodurch die beweglichen Kontakte 14 in einen elastischen
Kontakt mit den fixen Kontakten 13 gebracht werden. Daraus
resultiert, dass wie in 1 gezeigt die fixen Kontakte 13 elektrisch
miteinander verbunden werden, um die Bremsleuchte einzuschalten.
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Dabei
ist wie in 2 gezeigt die Oberfläche der
fixen Kontakte 13 mit den Vertiefungen 13A versehen,
deren Kanten einander überlappen,
während die
Oberfläche
der beweglichen Kontakte 14 mit den Vertiefungen 14A versehen
ist, deren Kanten einander überlappen,
sodass die fixen Kontakte 13 und die beweglichen Kontakt 14 an
einer Vielzahl von Punkten an den mit spitzen Enden versehenden
Vorsprüngen 13B und 14B miteinander
in Kontakt kommen. Dadurch wird der Kontaktdruck pro Prunkt erhöht, sodass
ein auf den Kontaktflächen
gebildeter Oxidfilm gebrochen werden kann, wodurch ein stabiler
Kontakt hergestellt werden kann.
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Jedes
Mal, wenn der Schalter betätigt
wird, um die Kontakte miteinander in Kontakt zu bringen oder voneinander
zu trennen, verändern
die Vorsprünge 13B und 14B ihre
Kontaktpunkte, wobei die Vorsprünge 13B und
die Vertiefungen 13A gegen die Vorsprünge 14B und die Vertiefungen 14A reiben. Deshalb
werden die Kontaktflächen
wiederholt abgerieben, sodass der Kontakt stets zwischen sauberen Oberflächen hergestellt
wird.
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Gemäß dem Herstellungsverfahren
der vorliegenden Ausführungsform
wird das Presswerkzeug 17 mit den vorstehenden Teilen 17A mehrmals
gegen die Oberflächen
der fixen Kontakte 13 und/oder der beweglichen Kontakte 14 gepresst,
die in Übereinstimmung
mit der vertikalen Bewegung des Betätigungskörpers 2 miteinander
in Kontakt gebracht und voneinander getrennt werden, um Vertiefungen 13A mit
wenigstens teilweise überlappenden
Kanten und/oder Vertiefungen 14A mit wenigstens teilweise überlappenden
Kanten auf den Oberflächen
auszubilden. Dadurch können
die Kontaktflächen
mit Vorsprüngen 13B und/oder 14B mit
spitzen Enden versehen werden. Also auch wenn sich auf den Kontaktflächen ein
Oxidfilm gebildet hat, ein isolierender Film vorhanden ist oder
sich ein isolierendes Oxid oder ähnliches
angesammelt hat, brechen die Vorsprünge 13B und/oder 14B mit
den spitzen Enden diese unweigerlich, sodass ein Fahrzeugschalter
mit einem stabilen Kontakt zwischen den Kontakten sowie weiterhin
ein Verfahren zum Herstellen des Schalters vorgesehen wird.
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Im
Gegensatz zu dem Ansatz des Aufrauens einer Oberfläche durch
eine elektrische Entladungsverarbeitung oder ähnliches ermöglicht das
Herstellungsverfahren der vorliegenden Ausführungsform, dass Vorsprünge 13B und 14B auf
den Kanten der Vertiefungen 13A und 14A mit spitzen
Enden ausgebildet werden, was bei einem einfachen Verarbeitungsdurchlauf
nicht möglich
ist. Das Herstellungsverfahren kann also eine Kontaktfläche mit
einer geeigneten Form ausbilden. Außerdem können die Position und die Anzahl
der Vorsprünge 13B frei
gesteuert werden.
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Durch
das Ausbilden von Vertiefungen 14A, 14E und 14F mit
jeweils unterschiedlichen Größen können die
Vorsprünge 13B und 14B auf
den Kontaktflächen
mit einer feineren Größe und schärfer ausgebildet
werden.
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Durch
das Vorsehen der vorstehenden Teile 17A des Presswerkzeugs 17 in
der Form von quadratischen Pyramiden kann die Kontaktfläche mit
den Vorsprüngen 13B und 14B mit
spitzen Enden versehen werden, wobei das Presswerkzeug außerdem durch
Schneiden, Schleifen oder ähnliches
einfacher ausgebildet werden kann als andere Presswerkzeuge mit
komplex geformten vorstehenden Teilen.
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4B zeigt
einen Fall, in dem ein einziger Typ von Presswerkzeug 17 ein
Mal an einer ersten Position gegen die Kontaktfläche gepresst wird und dann
ein weiteres Mal an einer zweiten Position gegen die Kontaktfläche gepresst
wird, sodass eine Vielzahl von Vertiefungen 14A und 14E gebildet
wird. Dagegen zeigt 4C einen Fall, in dem zusätzlich zu
dem Presswerkzeug 17 ein anderes Presswerkzeug mit einer
anderen Form und einem anderen Intervall der vorstehenden Teile 17A an
einer zweiten Position verwendet wird, um die Vertiefung 14F mit einer
anderen Größe und einem
anderen Intervall als die Vertiefungen 14A und 14E zu
bilden. Die Verwendung des Verfahrens von 4C ermöglicht,
dass die Vorsprünge 14B mit
einer feineren Größe und spitzeren
Enden ausgebildet werden.
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Weiterhin
kann ein Presswerkzeug mit Graten und Rillen mit einem sägezahnförmigen Querschnitt
anstelle des Presswerkzeugs 17 mit den vorstehenden Teilen 17A in
der Form von quadratischen Pyramiden verwendet werden. In einem
ersten Schritt werden wie in der Teildraufsicht und der Querschnittansicht
von 5A gezeigt, Vertiefungen 14G und Vorsprünge 14H mit
einem sägezahnförmigen Querschnitt
auf der Oberfläche
der beweglichen Kontakte 14 an einer ersten Position ausgebildet,
indem das Presswerkzeug mit den Graten und Rillen mit dem sägezahnförmigen Querschnitt
verwendet wird. In einem nächsten
Schritt wird das Presswerkzeug um einen vorbestimmten Grad gedreht
und es wird ein Pressen an einer zweiten Position durchgeführt, um
eine Vielzahl von Vorsprüngen
mit spitzen Enden zu bilden. Falls nötig, können zusätzliche Pressvorgänge an einer
dritten, vierten oder weiteren Positionen durchgeführt werden.
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Alternativ
hierzu können
wie in 5B gezeigt Vorsprünge 14B mit
spitzen Enden in verschiedenen Höhen
erzeugt werden, indem eine Vielzahl von Vertiefungen 14G und
Vorsprüngen 14H mit
einem sägezahnförmigen Querschnitt
an einer ersten Position unter Verwendung eines ersten Presswerkzeugs
mit Graten und Rillen in einem sägezahnförmigen Querschnitt
ausgebildet werden und indem dann Vertiefungen 14A an einer
zweiten Position unter Verwendung eines zweiten Presswerkzeugs mit
vorstehenden Teilen 17A in der Form von quadratischen Pyramiden
ausgebildet werden.
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Durch
eine Kombination aus verschieden geformten vorstehenden Teile und
durch das Versetzen und Drehen des Presswerkzeugs können verschiedene
Vertiefungen ausgebildet werden, deren Kanten einander überlappen,
um Vorsprünge
mit spitzen Enden in verschiedenen Höhen auf den Kontaktflächen zu
bilden.
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Im
Gegensatz zu der vorstehenden Beschreibung kann auch ein fixiertes
Presswerkzeug verwendet werden, wobei fixe Kontakte 13 und
bewegliche Kontakte 14 mehrere Male gegen das fixierte
Presswerkzeug gedrückt
werden.
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Das
Pressen und Formen der Vielzahl von Vertiefungen kann an einem separaten
Kontakt oder an einem mit Anschlüssen
oder ähnlichem
verbundenen Kontakt durchgeführt
werden. Die Vertiefungen können
gleichzeitig zu dem Verbinden der Kontakte mit den Anschlüssen ausgebildet
werden, um die Anzahl der erforderlichen Schritte und Arbeitsstunden zu
reduzieren.
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In
der vorliegenden Erfindung können
die fixen Kontakte 13 und die beweglichen Kontakte 14 auch
aus Silberzinnoxid oder Silberkadmiumoxid anstatt einer Silber/Kupfer-Legierung
ausgebildet sein. Eine Silber/Kupfer-Legierung mit 60 bis 80 Gewichtsprozent
Silber, 20 bis 40 Gewichtsprozent Kupfer, einigen Gewichtsprozent
Nickel, Magnesium, Zinnoxid, Indiumoxid oder ähnlichem ist jedoch geeigneter
als die zuvor genannten harten und weichen Kontaktmaterialien für das Verbinden
mit und Trennen von einer Gleichspannung, wobei sie außerdem wegen
ihrer Flexibilität
für das
Ausbilden von Vertiefungen geeignet ist.
-
In
der vorstehenden Beschreibung wurde ein Druckschalter für Fahrzeuge
beschrieben, der hauptsächlich
zum Steuern einer Bremsleuchte verwendet wird, wobei bewegliche
Kontakte 14 in Übereinstimmung
mit der vertikalen Bewegung eines Betätigungskörpers 2 mit fixen
Kontakten 14 in Kontakt kommen oder von denselben getrennt
werden. Das Konzept der vorliegenden Erfindung kann jedoch auch
auf andere Typen von Schaltern wie etwa einen Schalter angewendet
werden, bei dem die Kontakte miteinander in Kontakt kommen oder
voneinander getrennt werden, indem eine Blattfeder oder ähnliches
verwendet wird, wobei es sich um einen Schalter zum Erfassen des Öffnens einer
Türe oder
um einen Kippschalter für
Fahrzeuge zum Öffnen
eines Türfensters
handeln kann.