DE102016101586A1

DE102016101586A1 - Mikrosignalschalter

Info

Publication number: DE102016101586A1
Application number: DE102016101586.5A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Jaworek; Udo Balgheim; Jörg Gassmann
Original assignee: Johnson Electric Germany GmbH and Co KG
Current assignee: Johnson Electric Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2016-01-29
Publication date: 2017-08-03

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Mikrosignalschalter (1), der als Schließer fungiert. Dieser Mikrosignalschalter (1) weist in einem Aufnahmeraum (11) des Schaltergehäuses (10) mindestens zwei Kontaktglieder (40, 50) sowie ein elektrisch leitendes Federkontaktelement (30) auf. Das Federkontaktelement (30) ist als Kontaktbrücke zwischen den zwei Kontaktgliedern (40, 50) vorgesehen, wobei mittels eines Betätigungsgliedes (20) der Schaltkontakt hergestellt werden kann. Der erfindungsgemäße elektrische Mikrosignalschalter (1) zeichnet sich durch eine geringe Anzahl von Bauteilen bei einfachem Aufbau des Mikrosignalschalters (1) aus. Des Weiteren ist vorteilhaft, dass bei Vorsehen eines Widerstandes, welcher mit einem Kontaktglied (40, 50) verbunden sein kann, eine Diagnosefunktion auf engstem Bauraum untergebracht werden kann.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Mikrosignalschalter, der als Schließer fungiert. Dieser Mikrosignalschalter weist in einem Aufnahmeraum des Schaltergehäuses mindestens zwei Kontaktglieder sowie ein elektrisch leitendes Federkontaktelement auf. Das Federkontaktelement ist als Kontaktbrücke zwischen zwei Kontaktgliedern vorgesehen, wobei mittels eines Betätigungsgliedes der Schaltkontakt hergestellt werden kann. Das Federkontaktelement dient nach der Schaltung zur Rückstellung des Betätigungsgliedes.
Mikrosignalschalter mit Druckfedern sind bekannt. Diese dienen in der Regel als Rückstellelement nach einer Betätigung des Betätigungsgliedes und bewirken eine Bewegung des Betätigungsgliedes zurück aus der Betätigungsstellung in die Ausgangsstellung. Für den Schaltkontakt zwischen mindestens zwei Kontaktgliedern wird eine separate Kontaktbrücke vorgesehen. Darüber hinaus ist aus dem deutschen Patent DE 10 2008 037 312 B3 ein elektrischer Mikroschalter bekannt, bei dem auf eine zusätzliche Kontaktbrücke verzichtet wird, nämlich eine elektrisch leitende Wendelfeder als Kontaktbrücke vorgesehen ist. Hier sind die Kontaktglieder in Bewegungsrichtung des Betätigungsgliedes übereinander gehalten und zwischen den Kontaktgliedern die Feder angeordnet. Sowohl die Kontaktglieder als auch die Feder sind innerhalb des Betätigungsgliedes vorgesehen und zwar so, dass die Feder einen Kontakt zwischen beiden Kontaktgliedern in der Ruhestellung des Betätigungsgliedes herstellt. Dieser Kontakt kann durch eine Bewegung des Betätigungsglieds unterbrochen werden, dann wird die Feder von einem Kontaktglied weggedrückt. Dieser Mikrosignalschalter wird nur als Öffner eingesetzt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen verbesserten Mikrosignalschalter aus wenigen Bauteilen und mit einem einfachen Aufbau zur Verfügung zu stellen, wobei eine Anwendung als Schließer möglich sein soll.
Diese Aufgabe wird mit einem elektrischen Mikrosignalschalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen beschreiben die Unteransprüche.
Der neue elektrische Mikrosignalschalter umfasst ein Schaltergehäuse mit einem Aufnahmeraum, in dem mindestens zwei Kontaktglieder und ein elektrisch leitendes Federkontaktelement, vorzugsweise in Form einer Druckfeder, angeordnet sind. Die Kontaktglieder ragen als elektrische Anschlüsse aus dem Schaltergehäuse heraus. Ein von außen zu betätigendes Betätigungsglied kann zwischen einer Ruhestellung und einer Betätigungsstellung bewegt werden. Dieses Betätigungsglied ist im Schaltergehäuse geführt und bewirkt einen Schaltkontakt des Federkontaktelementes mit einem der Kontaktglieder. Nach einer Betätigung bewirkt das Federkontaktelement aufgrund seiner Federkraft eine Rückstellung des Betätigungsgliedes, nämlich aus der Betätigungsstellung zurück in die Ruhestellung.
Das Federkontaktelement ist vorzugsweise eine gewickelte Druckfeder mit zwei Schenkelenden. Ein Schenkelende, beispielsweise das untere Schenkelende, ist mit einem Kontaktglied verbunden und das andere Schenkelende, beispielsweise das obere Schenkelende, wirkt mit einem weiteren Kontaktglied zusammen.
Das Betätigungsglied ist an seiner Unterseite mit einem Aufnahmekörper für das obere Schenkelende des Federkontaktelementes ausgestattet, wodurch das obere Schenkelende vorpositioniert ist. Das obere Schenkelende befindet sich bei dem als Schließer verwendeten Mikrosignalschalter in der Ruhestellung des Betätigungsgliedes in einem definierten Kontaktabstand vom zugehörigen Kontaktglied, wodurch bei Betätigung ein Schaltkontakt an einem definierten Schaltpunkt erzielt wird.
Das Betätigungsglied wird mit seinem Aufnahmekörper im Schaltergehäuse geführt, so dass das obere Schenkelende des Federkontaktelementes bei der Bewegung des Betätigungsgliedes in einer definierten Bahn auf ein Kontaktglied zu oder von einem Kontaktglied wegbewegt wird.
Befindet sich das obere Schenkelende in der Ruhestellung des Betätigungsgliedes in einem Kontaktabstand zu dem zugehörigen Kontaktglied, so bewirkt eine Bewegung des Betätigungsgliedes in Betätigungsrichtung, dass dieses Schenkelende auf das Kontaktglied zubewegt wird und am Schaltpunkt einen Kontakt auslöst. Der Kontaktabstand zwischen dem Schenkelende des Federkontaktelementes und dem zugehörigen Kontaktglied wird dabei so gewählt, dass ein definierter Schaltpunkt vor Beendigung der Bewegung des Betätigungsgliedes erzielt wird, das Schenkelende einen Überhub erfährt, nämlich bei weiterer Bewegung des Betätigungselementes in einem Nachlauf entlang der Kontaktfläche des Kontaktgliedes geschoben und sicher angedrückt wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das mit dem oberen Schenkelende zusammenwirkende Kontaktglied, das aktive Kontaktglied, eine zur Betätigungsrichtung des Betätigungsgliedes schräg ausgerichtete Kontaktfläche besitzt, so dass bei einer Bewegung des Betätigungsgliedes und einer Mitbewegung des oberen Schenkelendes dieses nach einem definierten Schaltpunkt an der schrägen Kontaktfläche des aktiven Kontaktgliedes entlang gleitet und trotz der Eindrehung des Schenkelendes des gewundenen Federkontaktelementes sicher an die Kontaktfläche angedrückt wird. Da das Schenkelende sich beim ersten Andruck an dem aktiven Kontaktglied einzudrehen beginnt, wird für eine sichere Kontaktierung und einem ausreichenden Kontaktdruck des Federkontaktelementes auf das aktive Kontaktglied bereits in der Ruhestellung des Betätigungsgliedes das Federkontaktelement unter eine Vorspannung gebracht, nämlich das obere Schenkelende verdreht im Aufnahmekörper gehalten. Bei dem als Schließer fungierenden Mikrosignalschalter wird durch eine solche Vorspannung sichergestellt, dass der Kontakt nicht wieder gelöst wird.
Das untere Schenkelende ist mit einem Kontaktglied, dem Festkontakt, vorzugsweise fest, verbunden, beispielsweise über eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung.
In einer vorteilhaften Ausführungsform können zusätzlich im Schalter, beispielsweise am Gehäuse oder am aktiven Kontaktglied haptische Elemente vorgesehen sein, die bewirken, dass bei der Betätigung des Mikrosignalschalters, d. h. bei der Bewegung des Betätigungsgliedes, der Schaltpunkt fühlbar wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann zur sicheren Kontaktierung des aktiven Kontaktgliedes das obere Schenkelende des Federkontaktelementes so ausgestaltet sein, dass es mindestens zwei Kontaktpunkte oder zwei Kontaktflächen mit der Kontaktfläche des aktiven Kontaktgliedes besitzt.
Der erfindungsgemäße elektrische Mikrosignalschalter zeichnet sich durch eine geringe Anzahl von Bauteilen bei einfachem Aufbau des Mikrosignalschalters aus. Er kann für verschiedene Anwendungsfälle als Schließer eingesetzt werden. Zusätzlich ist es vorteilhaft, dass mit den gleichen Bauteilen auch ein Öffner oder Umschalter realisierbar ist, wobei erst bei der Montage des Mikrosignalschalters durch Auswahl der entsprechenden aktiven Kontaktglieder der spätere Einsatz festgelegt wird. In vorteilhafter Weise wird bei einem als Schließer einsetzbaren Mikrosignalschalter nach kurzem Hub des Betätigungsgliedes ein Kontakt hergestellt und führt ein langer Überschub zu einer sicheren Kontaktierung. Die Kontaktglieder können dabei einfache Stanz- oder Biegeteile sein.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung beschrieben. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Mikrosignalschalters ohne zwei Seitenwände des Schaltergehäuses,
2 eine Schnittansicht durch den Mikrosignalschalter gemäß 1,
3 eine perspektivische Ansicht des Mikrosignalschalters von 1 ohne Gehäuse,
4 eine perspektivische Seitenansicht des Mikrosignalschalters gemäß 3,
5a eine perspektivische Ansicht eines Federkontaktelementes,
5b eine perspektivische Ansicht eines weiteren Federkontaktelementes,
5c eine perspektivische Ansicht eines weiteren Federkontaktelementes,
6 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Mikrosignalschalters ohne zwei Seitenwände,
7a ein perspektivischer Ausschnitt eines weiteren Mikrosignalschalters mit haptischem Element,
7b ein perspektivischer Ausschnitt eines weiteren Mikrosignalschalters mit haptischem Element,
8 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Mikrosignalschalters ohne Gehäuse,
9 eine perspektivische Seitenansicht eines weiteren Mikrosignalschalters ohne Gehäuse,
10a eine perspektivische Ansicht eines weiteren Mikrosignalschalters ohne Gehäuse mit integriertem Widerstand,
10b Schaltbild zu der Ausführung gemäß 10a.
Die Zeichnung zeigt in den dargestellten Figuren unterschiedliche Mikrosignalschalter 1. Diese sind der Übersichtlichkeit halber jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen, soweit es gleiche Bauteile betrifft, auch wenn die Bauteile unterschiedliche Ausgestaltungen haben.
Die Mikrosignalschalter 1 weisen, auch wenn nicht immer dargestellt, ein Schaltergehäuse 10 auf, welches in diesen Ausführungsbeispielen zweigeteilt ist und einen Sockel 13 sowie ein Oberteil 12 mit den Seitenwänden und der Gehäuseoberseite umfasst. Die Gehäuseoberseite wird von einem Betätigungsglied 20 in Form eines Stößels durchgriffen, welcher von einem Balg 25 umgeben ist. Innerhalb des Schaltergehäuses 10 ist ein Aufnahmeraum 11 für die Kontaktglieder 40 und 50.
Die 1 zeigt einen Mikrosignalschalter 1, der als Schließer fungiert. Hier sind im Aufnahmeraum 11 zwei Kontaktglieder 40, 50, nämlich der Festkontakt 40 und das aktive Kontaktglied 50 dieses Mikrosignalschalters 1 vorgesehen. Beide Kontaktglieder 40, 50 ragen aus dem Schaltergehäuse 10 nach unten als elektrische Anschlüsse 41, 51 heraus. Bei diesen Kontaktgliedern 40, 50 handelt es sich um einfache Stanzteile, die im Sockel 13 des Schaltergehäuses 10 gelagert sind. Als Kontaktbrücke zwischen den Kontaktgliedern 40, 50 fungiert ein elektrisch leitendes Federkontaktelement 30 in Form einer Druckfeder. Dieses Federkontaktelement 30 besitzt, wie besser aus 3 zu ersehen, einen unteren Schenkel 34, der mit dem Festkontakt 40 fest verbunden ist. In diesem Fall durch eine Quetschverbindung. Eine Lötverbindung wäre in gleicher Weise möglich. Der obere Teil des Federkontaktelementes 30, insbesondere das obere Schenkelende 33, wird von einem an der Unterseite des Betätigungsgliedes 20 vorgesehenen Aufnahmekörper 21 in Position gehalten. Wie aus 2 zu ersehen, wird der obere Teil des Federkontaktelementes 30 in einem in Betätigungsrichtung X ausgerichteten Aufnahmekanal 22 des Aufnahmekörpers 21 aufgenommen. Das obere Schenkelende 33 ragt aus dem Aufnahmekörper 21 seitlich durch einen Schlitz 23 heraus und wird wie aus 4 zu ersehen, in einem Kontaktabstand A von der Kontaktfläche 52 des aktiven Kontaktgliedes 50 gehalten. In vorteilhafter Weise ist das obere Schenkelende 33 des Federkontaktelementes 30 nicht nur im Betätigungsglied 20 vorpositioniert, sondern wird durch eine geführte Bewegung des Betätigungsgliedes 20 im Betätigungsrichtung X, gezeigt in 1 und 4 entlang einer vorbestimmten Bahn verschoben, nämlich in diesem Fall senkrecht auf das aktive Kontaktglied 50 zu, wo bereits nach einer kurzen Wegstrecke ein definierter Schaltpunkt erzielt wird. Da das Betätigungsglied 20 einen im Vergleich zu diesem Kontaktabstand A wesentlich längeren Betätigungsweg aus der Ruhestellung in seine Betätigungsstellung, d. h. in seiner Endstellung, zurücklegt, erfährt das obere Schenkelende 33 einen Nachlauf und gleitet an der Kontaktfläche 52 des aktiven Kontaktgliedes 50 entlang. Hierbei wird das obere Schenkelende 33 des in Windungen gelegten Federkontaktelementes 30 eingedreht. Um einen sicheren Kontakt und ein ausreichenden Kontaktdruck des oberen Schenkelendes 33 am aktiven Kontaktglied zu gewährleisten, wird das obere Schenkelende 33 bereits in dem Aufnahmekörper 21 des Betätigungsgliedes 20 unter Vorspannung vorpositioniert. In diesem Beispiel weist der Aufnahmekörper 21 an einer vorbestimmten Stelle einen Schlitz 23 in seiner Seitenwandung auf, die von dem oberen Schenkelende 33 durchgriffen wird. Auf diese Weise kann das obere Schenkelende 33 entgegen seiner Federkraft verdreht in diesem Aufnahmekörper 21 des Betätigungsgliedes 20 positioniert und eine Vorspannung erzielt werden, die ausreichend groß ist, um bei Betätigung des Betätigungsgliedes 20 zu einen sicheren Kontakt mit dem aktiven Kontaktglied 50 zu führen und um einen ausreichenden Kontaktdruck auf die Kontaktfläche 52 dieses aktiven Kontaktgliedes 50 auszuüben. Nach einer Betätigung wird das Betätigungsglied 20 durch die Federkraft des Federkontaktelements 30 wieder in die Ruhestellung zurückbewegt. Diese Rückstellung wird zusätzlich durch den vorgesehenen Balg 25 unterstützt.
Bei der Betätigung des Mikrosignalschalters 1 überwindet das obere Schenkelende 33 des Federkontaktelementes 30 in einer vorgesehenen Bahn den Kontaktabstand A. Dazu ist eine Führung des Betätigungsgliedes 20 im Schaltergehäuse 10 vorgesehen. Bei der gezeigten Ausführungsform wird die Führung, wie am besten der 2 zu entnehmen, mit Führungsrippen 24 an der Außenseite des Aufnahmekörpers 21 realisiert. Diese Führungsrippen 24 greifen jeweils in eine Nut ein, die an zwei gegenüberliegenden Seiten des Schaltergehäuses 10 vorgesehen ist und die jeweils von zwei senkrecht verlaufenden, d. h. in Betätigungsrichtung X ausgerichteten, Führungsstegen 15 gebildet sind. Durch das Zusammenwirken der Führungsrippen 24 am Aufnahmekörper 21 des Betätigungsgliedes 20 und der Führungsstege 15 des Schaltergehäuses 10 ist die Bewegung des Betätigungsgliedes 20 in Betätigungsrichtung X vorbestimmt und damit auch die Bahn, welche das in dem Aufnahmekörper 21 gehaltene Schenkelende 33 zur Überwindung des Kontaktabstands A zurücklegt. Zusätzlich wird der untere Teil des Federkontaktelements 30 von einem am Sockel 13 des Schaltergehäuses 10 ausgeformten Dom 14 gehalten, der von unten in das Federkontaktelement 30 eingreift. In vorteilhafter Weise wird ein Mikrosignalschalter mit einer symmetrischen Druckfeder erzielt, der mit einer geringen Anzahl von Bauteilen auskommt und einen geringem Kontaktabstand A des Federkontaktelements 30 zum aktiven Kontaktglied 40 besitzt, bei einem definierten Schaltpunkt schaltet und durch den Überhub und das Gleiten des oberen Schenkelendes 33 an der Kontaktfläche 52 eine sichere Kontaktierung gewährleistet. Der große Nachlauf des oberen Schenkelendes 33 an der Kontaktfläche 52 wird durch die im Verhältnis zur Betätigungsrichtung X schräg ausgerichtete Kontaktfläche 52 erzielt. Eine solche schräg ausgerichtete Kontaktfläche 52 kann in einfacher Weise bei diesem gestanzten Kontaktglied 50 erzielt werden.
Die 5a, 5b, 5c zeigen weitere Ausführungsformen eines Federkontaktelements 30. Der obere Schenkel 33 besitzt durch entsprechende Abbiegungen zwei Kontaktpunkte 331, 332, siehe 5a, oder drei Kontaktpunkte 331, 332, 333, siehe 5b, für einen Schaltkontakt mit der Kontaktfläche 52 des aktiven Kontaktgliedes 50, so dass ein sicherer Kontakt zum Kontaktglied 50 hergestellt wird. Bei einer weiteren Ausführungsform gemäß 5c kann am oberen Schenkelende 33 des Federkontaktelementes 30 auch ein Kontaktplättchen angeschweißt sein, so dass sich zwei oder mehrere Kontaktflächen 334, 335 des Federkontaktelementes 30 mit dem Kontaktglied 50 ergeben.
Ein unteres Schenkelende 34 ist entweder fest mit dem Kontaktglied 40 verbunden, wie in 3 gezeigt oder einstückig mit dem Kontaktglied 40 ausgebildet, wie in den 5a, 5b, 5c gezeigt. In diesem Fall ragt das untere Schenkelende 34 aus dem Schaltergehäuse 10 heraus und das freie Ende des unteren Schenkels 34 bildet den elektrischen Anschluss 41.
Die 6 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Mikrosignalschalters 1. In diesem Fall sind ebenfalls im Schaltergehäuse 10 die Kontaktglieder 40, 50 untergebracht und über ein Federkontaktelement 30 miteinander elektrisch verbindbar. Eine Betätigung erfolgt durch das Betätigungsglied 20 in Betätigungsrichtung X. Auch hier wird der Schaltkontakt zwischen dem Federkontaktelement 30 und dem aktiven Kontaktglied 50 durch die Bewegung des Betätigungsgliedes 20 bewirkt, wobei das obere Schenkelende 33 des Federkontaktelementes 30 durch das Zusammenwirken des Betätigungsgliedes 20 und des Schaltergehäuses 10 zwangsgeführt auf die Kontaktfläche 52 des aktiven Kontaktgliedes 50 zu und entlang einer vorgesehenen Bahn bewegt wird. In diesem Fall ist die Kontaktfläche 52 des aktiven Kontaktgliedes 50 ebenfalls schräg zur Bestätigungsrichtung X des Betätigungsgliedes 20 ausgerichtet. Diese schräge Kontaktfläche 52 ist anders als beim ersten Ausführungsbeispiel von 1 ausgebildet, wo eine Seitenwand des Kontaktgliedes 50 entsprechend beschnitten wurde. In diesem Beispiel ist durch ein Abbiegen das Kontaktgliedes 50 erzielt worden. Hier bildet die breite Vorderfläche des Kontaktgliedes 50 die Kontaktfläche 52, welche vom oberen Schenkelende 33 des Federkontaktelementes 30 kontaktiert wird und an welcher das Schenkelende 33 im Nachlauf entlang gleitet, siehe eingezeichneten Pfeil. Auch in diesem Fall ist der Mikrosignalschalter 1 als Schließer ausgebildet, d. h. bei Betätigen des Betätigungsgliedes 20 wird der Kontakt zwischen den Kontaktgliedern 40, 50 über das als Kontaktbrücke fungierende Federkontaktelement 30 geschlossen.
Bei den meisten bekannten Mikrosignalschaltern wird eine Betätigung mittels des Betätigungsgliedes 20 zum Öffnen oder Schließen eines Kontaktes vorgenommen, ohne dass bei der Betätigung eine solche Kontaktierung haptisch wahrgenommen wird. Für Mikrosignalschalteranwendungen, wo eine solche Wahrnehmung der Kontaktierung gewünscht ist, können haptische Elemente vorgesehen werden. Diese werden am Schaltergehäuse 10 oder am aktiven Kontaktglied 50, bevorzugt am aktiven Kontaktglied 50, angeordnet. Die 7a zeigt beispielsweise einen Vorsprung 53 an der schräg ausgerichteten Kontaktfläche 52 des aktiven Kontaktgliedes 50. Bei der Betätigung, d. h. der Bewegung des Betätigungsgliedes 20, wird das obere Schenkelende 23, das im Schlitz 23 des Aufnahmekörpers 21 des Betätigungsgliedes 20 vorpositioniert ist, auf diesen Vorsprung 23 der Kontaktfläche 52 zubewegt und gleitet bei der Bewegung des Betätigungsgliedes 20 aus der Ruhestellung in die Betätigungsstelle über diesen Vorsprung 53 hinweg an der Kontaktfläche 52 entlang, wobei das Gleiten über den Vorsprung 53 fühlbar ist. In gleicher Weise kann anstatt eines Vorsprungs 53 auch eine Mulde 54 in der Kontaktfläche 52 vorgesehen werden, wie dies in 7b gezeigt ist. Solche Vorsprünge und Mulden können auch an einem aktiven Kontaktglied 50, wie in 6 gezeigt, vorgesehen werden.
Ein haptisches Element kann andererseits auch am Schaltergehäuse 10 vorgesehen sein, beispielsweise in Form eines Vorsprungs 16, gezeigt in 6. Bei einer Betätigung des Betätigungsgliedes 20 springt das obere Schenkelende 33 von diesem gehäuseseitigen Vorsprung 16, was für den Benutzer fühlbar ist.
Wie bereits beschrieben, ist das obere Schenkelende 33 des Federkontaktelementes 30 im Aufnahmekörper 21 vorpositioniert und entgegen seiner Federkraft verdreht sowie unter Vorspannung gehalten. Bei einer Betätigung des Betätigungsgliedes 20 in Betätigungsrichtung X wird das obere Schenkelende 33 weiter aufgedreht. Das bedeutet, dass das Federkontaktelement 30 bei jeder Betätigung einer Biege- und Torsionsbeanspruchung unterliegt. Durch eine besondere Ausgestaltung der Kontaktfläche 52 des Kontaktgliedes 50 kann die Beanspruchung des Federkontaktelementes 30 reduziert werden. Die 8 und die 9 zeigen Kontaktglieder 50 mit einer Kontaktfläche 52, die sich jeweils in einen zur Betätigungsrichtung X schräg ausgerichteten Bereich 52.1 und in einen in Betätigungsrichtung verlaufenden, also in diesen Figuren senkrecht ausgerichteten, Bereich 52.2 unterteilt. Bei Betätigung kontaktiert das Federkontaktelement 30 den schrägen Bereich 52.1 der Kontaktfläche, der Schleifweg des oberen Schenkelendes verläuft entlang dieses schrägen Bereichs 52.1, wobei das Federkontaktelement 30 weiter aufgedreht wird. Kurz hinter dem Schaltpunkt verläuft der Schleifweg dann senkrecht, also ohne eine Erhöhung der Federbelastung. Bei Ausführungsformen des Mikrosignalschalters 1, wo die Kontaktgliedern 50 eine solche Ausgestaltung der Kontaktfläche 52 besitzen, zeigen die Federkontaktelemente 30 eine höhere Lebensdauer.
Weitere besonders vorteilhafte Ausführungsform eines Mikrosignalschalters 1 zeigt die 10a. Hier ist der besseren Übersicht halber wieder das Schaltergehäuse 10 weggelassen worden. Bei der Ausführung des Mikroschalters 1 gemäß 10a handelt es sich um einen Schließer vergleichbar zu der Ausführung gemäß 6. Auch hier wird der Schaltkontakt zwischen dem oberen Schenkelende 33 des Federkontaktelements 30 und dem aktiven Kontaktglied 50 durch die Bewegung des Betätigungsgliedes 20 bewirkt. Zusätzlich ist im Stromkreis ein Widerstand 70 in Reihe geschaltet vorgesehen, wie dem Schaltbild in 10b zu entnehmen ist. Dieser Widerstand 70, z. B. ein SMD-Widerstand, ist mit dem Festkontakt 40 verbunden, beispielsweise über eine Lötverbindung oder eine Schweißverbindung, vorzugsweise mittels eines Lasers, oder über eine Klemmverbindung. Durch eine Messung des Stromkreises, nämlich insbesondere eine Messung der Größe des Widerstandes, kann festgestellt werden, ob ein Schaltkontakt vorliegt oder nicht. In 10b ist das Schaltbild gezeigt, wo noch kein Schaltkontakt vorliegt. Der Widerstand ist unendlich groß. Ohne Schaltkontakt wird also ein Maximalwert für den Widerstand gemessen Wird ein Schaltkontakt hergestellt, d. h. der Stromkreis geschlossen, wird ein Widerstandswert entsprechend dem verwendeten Widerstandes 70 gemessen. Der Schaltkontakt zwischen dem oberen Schenkelende 33 des Federkontaktelements 30 und dem aktiven Kontaktglied 50 wird also durch die Messung des Widerstandswertes des Widerstandes 70 bestätigt. Diese von außen messbaren Widerstandswerte können für eine Diagnose herangezogen und beispielsweise in eine Software-Abfrage eingebunden werden. Die Verwendung von SMD-Widerständen ermöglicht eine kompakte Bauform des Mikroschalters 1, d. h. eine Unterbringung einer Diagnosefunktion auf engstem Bauraum. Der Widerstand 70 ist in den gezeigten Beispielen am Festkontakt 40 vorgesehen. Denkbar sind auch Ausgestaltungen, bei denen der in Reihe geschaltete Widerstand 70 am aktiven Kontakt 50 vorgesehen wird.
Bei allen gezeigten Ausführungsformen ist ein Mikrosignalschalter 1 aus wenigen Bauteilen einfach aufgebaut. Es wird eine Druckfeder als Federkontaktelement 30 verwendet. Besonders vorteilhaft ist des Weiteren, dass erst bei der Montage des Mikrosignalschalters 1 über die Kontaktgabe entschieden werden muss, nämlich ob der Mikrosignalschalter 1 als Schließer eingesetzt werden soll, da ausschließlich die aktiven Kontaktglieder 50 entsprechend dem Anwendungsfall gebogen und montiert werden müssen. In vorteilhafter Weise sind auch Mikrosignalschalter als Öffner oder Umschalter realisierbar, da sich solche Mikrosignalschalter zu den vorbeschriebenen als Schließer fungierenden Mikrosignalschaltern 1 nur durch die Anzahl und Ausgestaltung der Kontaktglieder unterscheiden. Daher ist es in vorteilhafter Weise bei der Montage der Mikrosignalschalter möglich zu entscheiden, ob der Mikrosignalschalter als Schließer oder Öffner oder Umschalter eingesetzt werden soll, um die entsprechenden aktiven Kontaktglieder zu montieren.
Bezugszeichenliste

1: Mikrosignalschalter
10: Schaltergehäuse
11: Aufnahmeraum
12: Oberteil
13: Sockel
14: Dom zur Halterung 30
15: Führungssteg
16: Vorsprung am Gehäuse,
20: Betätigungsglied, Stößel
21: Aufnahmekörper
22: Aufnahmekanal für 30
23: Schlitz für 33
24: Führungsrippen
25: Balg
30: Federkontaktelement
33: Schenkelende
331,332, 333: Kontaktpunkte
334, 335: Kontaktfläche
34: Schenkelende
40: Kontaktglied, Festkontakt
41: Anschluss
42: Klemmaufnahme
50: Kontaktglied, aktiver Kontakt/Schaltkontakt
51: Anschluss
52: Kontaktfläche
52.1: schräger Bereich von 52
52.2: gerader Bereich von 52
53: Vorsprung
54: Mulde
70: Widerstand
A: Kontaktabstand
X: Betätigungsrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102008037312 B3 [0002]

Claims

Elektrischer Mikrosignalschalter aufweisend ein Schaltergehäuse (10) mit einem Aufnahmeraum (11), – mit mindestens zwei Kontaktgliedern (40, 50) im Aufnahmeraum (11), welche jeweils als elektrische Anschlüsse (41, 51) aus dem Aufnahmeraum (11) herausragen, – mit einem elektrisch leitenden Federkontaktelement (30) mit zwei Schenkelenden (33, 34), wobei das Federkontaktelement (30) als Kontaktbrücke zwischen zwei Kontaktgliedern (40, 50) vorgesehen ist, – mit einem zwischen einer Ruhestellung und einer Betätigungsstellung in einer Betätigungsrichtung (X) bewegbaren und im Schaltergehäuse (10) geführten Betätigungsglied (20), wobei das Federkontaktelement (30) aufgrund seiner Federkraft eine Rückbewegung des Betätigungsgliedes (20) aus der Betätigungsstellung in die Ruhestellung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, – dass das Betätigungsglied (20) an seiner Unterseite einen im Schaltergehäuse (10) geführten Aufnahmekörper (21) umfasst, welcher das eine, obere Schenkelende (33) vorpositioniert und in welchem dieses obere Schenkelende (33) des Federkontaktelementes (30) vorgespannt aufgedreht gehalten ist, wobei diese Vorpositionierung des oberen Schenkelendes (33) bei einer Betätigung des Betätigungsgliedes (20) ein weiteres Verspannen, Aufdrehen des Federkontaktelementes (30) ermöglicht, – dass das andere, untere Schenkelende (34) des Federkontaktelementes (30) mit einem Kontaktglied (40) verbunden ist und – dass das obere Schenkelende (33) des Federkontaktelements (30) mit einem weiteren Kontaktglied (50) zusammenwirkt und in der Ruhestellung des Betätigungsgliedes (20) in einem Kontaktabstand (A) vom aktiven Kontaktglied (50) angeordnet ist.
Mikrosignalschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur sicheren Führung des Betätigungsglieds (20) einerseits der Aufnahmekörpers (21) an seiner Außenseite in Betätigungsrichtung (X) ausgerichtete Führungsrippen (24) besitzt, welche mit mehreren in Betätigungsrichtung (X) verlaufenden Führungsstegen (15) zusammenwirken, die an den Wänden des Schaltergehäuses (10), vorzugsweise an zwei gegenüberliegenden Wänden des Gehäuseoberteils (12), vorgesehen sind.
Mikrosignalschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Federkontaktelement (30) in Form einer Druckfeder vorgesehen ist und der Aufnahmekörper (21) einen in Betätigungsrichtung (X) ausgerichteten Aufnahmekanal (22) für das Oberteil des Federkontaktelementes (30) und vorzugsweise am Aufnahmekörper (21) einen Schlitz (23) für die Vorpositionierung des oberen Schenkelendes (33) des Federkontaktelementes (30) besitzt.
Mikrosignalschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Federkontaktelement (30) eine gewickelte Druckfeder ist und das Unterteil des Federkontaktelementes (30) zusätzlich von einem im Sockel (13) des Schaltergehäuses vorgesehenen Dom (14) in Position gehalten wird.
Mikrosignalschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Schenkelende (34) mit dem als Festkontakt vorgesehenen Kontaktglied (40) über eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung fest verbunden ist oder materialeinheitlich mit dem als Festkontakt vorgesehenen Kontaktglied (40) ausgebildet ist.
Mikrosignalschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das im Kontaktabstand (A) zum aktiven Kontaktglied (50) angeordnete obere Schenkelende (33) des Federkontaktelement (30) durch Betätigung des Betätigungsgliedes (20) in Betätigungsrichtung (X) in Schaltkontakt zu diesem aktiven Kontaktglied (50) gebracht werden kann, wobei der Verschiebeweg des Betätigungsgliedes (20) größer ist als der vorgenannte Kontaktabstand (A).
Mikrosignalschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Kontaktglied (50) ein gestanztes oder gebogenes Metallteil ist, welches eine Kontaktfläche (52) besitzt, die schräg zur Betätigungsrichtung (X) ausgerichtet ist.
Mikrosignalschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Federkontaktelement (30) mit haptischen Elementen am Gehäuse oder am Kontaktglied (50) zusammenwirkt, vorzugsweise die schräge Kontaktfläche (52) ein haptisches Element in Form eines Vorsprungs (53) auf der Kontaktfläche (52) oder einer Mulde (54) in der Kontaktfläche (52) besitzt.
Mikrosignalschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltergehäuse (10) einen Vorsprung (16) besitzt, von dem das obere Schenkelende (33) des Federkontaktelements (30) bei Betätigung des Betätigungsgliedes (20) fühlbar herunterbewegt wird.
Mikrosignalschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfläche (52) einen zur Betätigungsrichtung (X) schräg ausgerichteten Bereich (52.1) und hinter dem möglichen Schaltpunkt mit dem oberen Schenkelende (33) einen weiteren Bereich (52.2) besitzt, der in Betätigungsrichtung (X) verläuft.
Mikrosignalschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Schenkelende (33) mit mehreren Kontaktpunkten (331, 332, 333) oder Kontaktflächen (334, 335) ausgebildet ist, so dass es die Kontaktfläche (52) des aktiven Kontaktglieds (50) sicher kontaktiert.
Mikrosignalschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Schaltkontakt zwischen zwei Kontaktgliedern (40, 50), nämlich bei geschlossenem Stromkreis, ein Widerstandswert eines in Reihe geschalteten Widerstandes (70) messbar ist, wobei dieser Widerstand (70) vorzugsweise mit einem Kontaktglied (40, 50) verbunden ist.
Mikrosignalschalter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Widerstand (70) ein SMD-Widerstand ist.