DE19803560A1

DE19803560A1 - Elektrischer Schalter

Info

Publication number: DE19803560A1
Application number: DE1998103560
Authority: DE
Inventors: Kleinle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 1999-08-19
Anticipated expiration: 2018-01-31
Also published as: DE19803560C2

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit einem Gehäuse, mit einem insbeson dere manuell betätigbaren Betätigungselement für den elektrischen Schaltvorgang, mit ei nem im Gehäuse beweglich angeordneten, durch das Betätigungselement betätigbaren elektrischen Schaltelement sowie mit in dem Gehäuse mündenden elektrischen Steckan schlußelementen, welche im elektrischen Kontakt mit dem Schaltelement stehen bzw. durch das Betätigungselement bring bar sind.

Elektrische Schalter sind in vielfältigen Ausführungsformen bekannt, beispielsweise als Schließer, Öffner, Umschalter, Schnappschalter, Tastschalter etc. . Die gattungsgemäßen elektrischen Schalter der eingangs angegebenen Art weisen grundsätzlich ein Gehäuse mit einem Betätigungselement zum Auslösen des elektrischen Schaltvorganges aus. Weiterhin ist ein Schaltelement in Form eines Umschaltkontaktes im Gehäuse integriert, welches mit tels des Betätigungselements betätigt wird. Dieser Umschaltkontakt kann als Schaltfeder oder Kontaktbrücke ausgeführt sein. Der Umschaltkontakt kontaktiert mit der vom Schaltsy stem abhängigen Kontaktkraft auf einen Kontraktträger. Bei diesem Kontaktträger handelt es sich um ein separates Teil, welches aus dem Schalterinnenraum, d. h. Gehäuse heraus geführt ist und als Schalteranschluß genutzt wird, beispielsweise mittels Löt-, Schweiß-, Steck- oder Schraub-Kontakten.

Nachteilig bei diesen bekannten elektrischen Schaltern sind die Kontaktträger, welche als elektrisches Überbrückungsglied zwischen dem Umschaltkontakt und den elektrischen An schlußelementen dienen. Dies bedeutet einen großen technischen Aufwand aufgrund der Vielzahl der Einzelteile. Außerdem führt der Strompfad über eine Vielzahl von Übergangs widerständen, beispielsweise über Stecker - Kontaktträger - Kontaktbrücke - Kontaktträger - Stecker. Diese vier Übergangswiderstände verursachen Kosten, elektrische Verlustleistung sowie Fehlerrisiken.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen technisch ein facheren elektrischen Schalter der eingangs angegebenen Art mit verminderter elektrischer Verlustleistung zu schaffen.

Als technische Lösung wird mit der Erfindung vorgeschlagen, daß die elektrischen Steckanschlußelemente im Steckzustand mit ihren elektrischen Kontaktbereichen ins Innere des Gehäuses ragen und daß das elektrische Schaltelement im unmittelbaren, direkten elektrischen Kontakt mit den elektrischen Kontaktbereichen der elektrischen Steckanschlu ßelemente steht bzw. bringbar ist.

Dadurch ist ein elektrischer Schalter von hoher konstruktiver Einfachheit sowie mit deutlich reduzierten elektrischen Verlustleistungen geschaffen. Die Grundidee des erfindungsge mäßen elektrischen Schalters liegt in einem integrierten Steckanschluß mit Direktkontaktie rung. Dies bedeutet, daß nicht mehr wie bisher für jeden Anschluß ein zusätzlicher Kon taktträger benötigt wird, welcher aus dem Gehäuseinnenraum herausgeführt ist und als Anschluß für die elektrische Litzen genutzt wird. Vielmehr ist der erfindungsgemäße elektri sche Schalter derart konzipiert, daß das Schaltelement (Schaltfeder oder Kontaktbrücke) direkt auf dem Steckanschlußelement, beispielsweise einem Flachstecker kontaktiert. Das Schaltergehäuse ist dabei derart ausgeführt, daß die Steckanschlußelemente von außen über einen Einsteckkanal direkt eingesteckt werden können, so daß sie mit ihren vorderen elektrischen Kontaktbereichen im Wirkungsbereich des Schaltelements (Schaltfeder oder Kontaktbrücke) liegen. Somit entfallen am Beispiel eines Schnappschalters im Hinblick auf die bisherigen Ausführungsformen drei Schalterelemente, nämlich zwei Kontaktträger sowie ein Lagerbügel. Aufgrund der einfachen Konstruktion führt dies zu einer drastischen Redu zierung des Schalterpreises. Außerdem führt der Strompfad nur über zwei Übergangswi derstände, nämlich Stecker - Schaltfeder/Kontaktbrücke - Stecker mit daraus resultierender verminderter elektrischer Verlustleistung im Gegensatz zu den vier Übergangswiderständen bei herkömmlichen Schaltern. Außerdem sind die Fehlerrisiken vermindert. Dies wird erfin dungsgemäß - wie ausgeführt - dadurch erreicht, die Litzenanschlüsse so zu konfektionie ren, daß diese gleichzeitig als Litzenkonfektion sowie als Direktkontakt für den Umschalt kontakt dienen. Die Steckanschlußelemente, insbesondere Steckzungen, ersetzen somit erfindungsgemäß die Kontraktträger und übernehmen zweierlei Funktionen, nämlich zum einen die Kontaktierung mit dem Schaltelement (Schaltfeder oder Kontraktbrücke) sowie zum anderen die elektrische Weiterleitung des elektrischen Stroms nach außen. Dabei er folgt wie bisher die elektrische Kontaktierung über mechanischen Druck. Wie zuvor bereits erwähnt, sind an die Steckanschlußelemente, insbesondere Steckzungen gleichzeitig die Enden der Kabellitzen angebracht.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen elektrischen Schalters schlägt vor, daß die elektrischen Steckanschlußelemente an den vorderen Enden von elektrischen Lei tern angeordnete Steckzungen sind. Dadurch ist auf technisch sehr einfache Weise ein elektrischer Schalter mit integriertem Steckanschluß geschaffen. Bei den Steckzungen kann es sich beispielsweise um Flachsteckkontakte handeln. Diese Steckzungen sind so auszu führen, daß das Schaltelement (Schaltfeder oder Kontaktbrücke) direkt auf dem Flachstec ker kontaktiert. Außerdem ist das Schaltergehäuse so ausgeführt, daß die Flachstecker von außen direkt eingesteckt werden können. Wie zuvor bereits erwähnt, ersetzen diese Steck zungen die bei den herkömmlichen Schaltern verwendeten Kontaktträger, welche aus dem Schaltergehäuse herausgeführt sind. Die Kontaktierung der Steckzungen mit der Schaltfe der erfolgt über mechanischen Druck.

Eine weitere Weiterbildung des erfindungsgemäßen Schalters schlägt vor, daß die elektri schen Steckanschlußelemente in dem Gehäuse verrastbar sind. Zu diesem Zweck sind das Steckergehäuse sowie die Steckanschlußelemente mit miteinander korrespondierenden Verrast- bzw. Schnappelementen versehen, welche als Sekundärverrastung für die Flach stecker dienen und somit ein Herausziehen der Flachstecker aus dem Gehäuse verhindern. Der Schalter kann somit nur einmal mit den Flachsteckern verbunden bzw. angeschlossen werden. Beim Entfernen der Flachstecker wird der Schalter zerstört. Zur technischen Reali sierung der Rastverbindung ist das Gehäuse im Bereich des Einsteckkanals vorzugsweise mit Rastausnehmungen versehen, in denen Rastnasen der Steckzungen nach dem Hinein schieben in den Einsteckkanal formschlüssig einrasten.

Alternativ ist es aber auch denkbar, daß die elektrischen Steckanschlußelemente wieder herausziehbar sind. Dies kann durch eine spezielle Formgebung der Steckzunge erreicht werden.

Eine weitere Weiterbildung des erfindungsgemäßen elektrischen Schalters schlägt vor, daß das Schaltelement vor dem Einstecken des Anschlußsteckelements mit einer Schutzein richtung versehen ist. Dadurch wird das Schaltelement (Schaltfeder oder Kontaktbrücke), welches sich beim Einstecken der Steckzunge in Ruhestellung befindet, mittels eines im Schalterinnern angebrachten Schutzes vor Beschädigung durch die Steckerzunge beim Einstecken geschützt. Dieser Schutz kann mittels eines im Schalterinnern über ein Film scharnier angespritzten Abstandhalters erfolgen.

Eine weitere Weiterbildung des erfindungsgemäßen elektrischen Schalters schlägt vor, daß das Schaltelement - wie zuvor bereits erwähnt - eine Schaltfeder oder eine im wesentlichen starre Kontraktbrücke ist. Die Schaltfeder ist dabei in eine Kulisse im Schalterinnenraum eingeschnappt. Sie wird beim Einstecken der entsprechenden Steckzunge über eine Preß passung verbunden.

Eine weitere Weiterbildung schlägt vor, daß das Schaltelement im elektrischen Kontaktbe reich eine die elektrische Leitfähigkeit verbessernde galvanische Oberflächenbehandlung aufweist. Eine derartige galvanische Oberflächenbehandlung für eine verbesserte elektri sche Leitfähigkeit hängt von der Strombelastung sowie von der geforderten Lebensdauer des Schalters ab.

Alternativ - oder aber auch zusätzlich - zur galvanischen Oberflächenbehandlung kann in einer weiteren Weiterbildung das Schaltelement im elektrischen Kontaktbereich eine oder mehrere, die elektrische Leitfähigkeit verbessernde, zusätzliche Kontaktelemente aufwei sen. Es kann sich dabei um Aufschweißkontakte oder Nietkontakte beispielsweise aus Gold- oder Silber-Legierungen handeln.

Schließlich wird in einer Weiterbildung vorgeschlagen, daß das Betätigungselement direkt an dem Schaltelement angeordnet ist. Beispielsweise kann das Betätigungselement an dem Schaltelement (Schaltfeder oder Kontaktbrücke) angespritzt sein.

Zwei Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen elektrischen Schalters werden nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigt:

Fig. 1a und b einen Schnappschalter;

Fig. 2a und b einen Tastschalter.

Der Schnappschalter der ersten Ausführungsform in den Fig. 1a und b weist ein Gehäuse 1 aus Kunststoff auf, dessen Oberseite in der Zeichnung teilweise weggebrochen ist, um das Innere des Gehäuses 1 sichtbar werden zu lassen.

In dem Gehäuse befindet sich ein metallisches Schaltelement in Form einer Schaltfeder 2 welche im Bereich ihres - in der Zeichnung - linken Endes im Gehäuse 1 festgelegt ist, wäh rend das rechte Ende eine Auslenkung erfahren kann (angedeutet durch den Doppelpfeil). Dieses rechte Ende definiert den elektrischen Kontaktbereich und weist zusätzliche Kon taktelemente 3 in Form von Aufschweißkontakten oder Nietkontakten beispielsweise aus Gold- oder Silber-Legierungen auf.

Weiterhin besitzt das Gehäuse 1 drei Öffnungen mit Einführkanälen 4, nämlich zwei Ein führkanäle 4 im Bereich der Kontaktelemente 3 der Schaltfeder 2 sowie einen einzigen Einführkanal 4 im Bereich des hinteren Endes der Schaltfeder 2. Diese Einführkanäle 4 dienen zur Aufnahme von elektrischen Steckanschlußelementen in Form von Steckzungen 5, an denen jeweils ein elektrischer Leiter 6 in Form eines Litzenkabels angecrimpt ist. Au ßerdem weisen die Steckzungen 5 nach hinten abstehende, federnde Rastnasen 7 auf.

Die Funktionsweise des elektrischen Schalters der Fig. 1a und b ist wie folgt
In Fig. 1a befinden sich die drei Steckzungen 5 der Steckanschlußelemente noch außer halb des Gehäuses 1. Die elektrischen Leiter 6 sind somit noch nicht an den elektrischen Schalter angeschlossen. Zum Anschließen der elektrischen Leiter 6 an den Schalter wer den die drei Steckzungen 5 in ihre zugehörigen Einführkanäle 4 im Gehäuse 1 in Richtung der Pfeile hineingesteckt. Die Rastnasen 7 verrasten dabei innerhalb des Gehäuses 1. Die ser kontaktierte Zustand der elektrischen Leiter 6 ist in Fig. 1b dargestellt. Die - in der Zeichnung - untere Steckzunge 5 kontaktiert dabei das rückseitige Ende der Schaltfeder 2 und definiert einen gemeinsamen elektrischen Anschluß. Die rechte, obere Steckzunge 5 kontaktiert mit der Schaltfeder 2, während die rechte, untere Steckzunge 5 ohne Kontakt ist. Zum Betätigen des Schnappschalters in den Funktionen Öffnen/Schließen wird ein Betäti gungselement 8 manuell nach unten gedrückt, welches sich oben am Gehäuse 1 befindet. Durch dieses Nachuntendrücken des Betätigungselements 8 verschwenkt die Schaltfeder 2 im Bereich der Kontaktelemente 3 nach unten, so daß der elektrische Kontakt zu der rech ten, oberen Steckzunge 5 unterbrochen, jedoch der Kontakt zu der rechten, unteren Steck zunge 5 hergestellt wird. Die Schaltfeder 2 geht dabei mit einem Schnappeffekt in diese untere Kontaktierstellung über. Nach Loslassen des Betätigungselements 8 kehrt die Schaltfeder 2 wieder in ihre obere Ausgangsstellung zurück.

Bei der zweiten Ausführungsform des elektrischen Schalters in den Fig. 2a und b handelt es sich um einen Tastschalter mit einer Schließfunktion. Auch hier ist ein Gehäuse 1 vor gesehen, in welches zwei Steckzungen 5 mit angecrimpten elektrischen Leitern 6 in ent sprechende Einführkanäle 4 einsteckbar und innerhalb des Gehäuses 1 mittels Rastnasen 7 verrastbar sind. Statt der Schaltfeder 2 der ersten Ausführungsform in den Fig. 1a und b ist hier als Schaltelement eine metallische Kontaktbrücke 9 vorgesehen, welche jedoch gleichermaßen an ihren beiden Enden jeweils mit zusätzlichen Kontaktelementen 3 verse hen ist.

Die Funktionsweise dieses Tastschalters der Fig. 2a und b ist wie folgt:

Um die beiden elektrischen Leiter 6 an den Tastschalter anzuschließen, werden die beiden Steckzungen 5 in das Gehäuse 1 eingeführt und innerhalb des Gehäuses 1 verrastet. Zum Betätigen des Tastschalters wird das Betätigungselement 8 nach unten gedrückt, so daß die Kontaktelemente 3 der Kontaktbrücke 9 mit den beiden Steckzungen 5 elektrisch kon taktieren und somit die elektrische Verbindung zwischen den beiden Steckzungen 5 und damit den beiden elektrischen Leitern 6 hergestellt ist. Durch Loslassen des Betätigungse lements 8 wird der Stromfluß wieder unterbrochen, indem die Kontaktbrücke 9 federbelastet in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt.

Der entscheidende Vorteil der beiden Schalter in den Fig. 1a und b sowie Fig. 2a und b - im Vergleich zu herkömmlichen Schaltern - besteht darin, daß auf zusätzliche Zwischen kontaktträger zwischen der Schaltfeder 2 bzw. Kontaktbrücke 9 sowie den Steckanschluß elementen für die elektrischen Leiter 6 verzichtet werden kann, indem eine direkte Kontak tierung zwischen der Schaltfeder 2 bzw. der Kontaktbrücke 9 und den Steckzungen 5 er folgt.

Das Gehäuse 1 mit Gehäusedeckel sowie dem Betätigungselement 8 bestehen aus thermoplastischem Kunststoffmaterial. Die Anschlußmaße sowie Befestigungselemente stimmen in allen Punkten mit den herkömmlichen Schaltern überein, so daß eine vollständi ge Austauschbarkeit mit vorhandenen Standardschaltern besteht.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Schaltfeder

3

Kontaktelement

4

Einführkanal

5

Steckzunge

6

elektrischer Leiter

7

Rastnase

8

Betätigungselement

9

Kontaktbrücke

Claims

1. Elektrischer Schalter
mit einem Gehäuse (1),
mit einem insbesondere manuell betätigbaren Betätigungselement (8) für den elektri schen Schaltvorgang,
mit einem im Gehäuse (1) beweglich angeordneten, durch das Betätigungselement (8) betätigbaren elektrischen Schaltelement (2, 9)
sowie mit in dem Gehäuse (1) mündenden elektrischen Steckanschlußelementen (5), welche im elektrischen Kontakt mit dem Schaltelement (2, 9) stehen bzw. durch das Betätigungselement (8) bringbar sind, dadurch gekennzeichnet,
daß die elektrischen Steckanschlußelemente (5) im Steckzustand mit ihren elektrischen Kontaktbereichen ins Innere des Gehäuses (1) ragen und
daß das elektrische Schaltelement (2, 9) im unmittelbaren, direkten elektrischen Kon takt mit den elektrischen Kontaktbereichen der elektrischen Steckanschlußelemente (5) steht bzw. bringbar ist.

2. Elektrischer Schalter nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Steckanschlußelemente an den vorderen Enden von elektrischen Leitern (6) angeordnete Steckzungen (5) sind.

3. Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Steckanschlußelemente (5) in dem Gehäuse (1) verrastbar sind.

4. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Steckanschlußelemente (5) wieder herausziehbar sind.

5. Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (2, 9) vor dem Einstecken des Anschlußsteckelements (5) mit einer Schutzeinrichtung versehen ist.

6. Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement eine Schaltfeder (2) ist.

7. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement eine im wesentlichen starre Kontaktbrücke (9) ist.

8. Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (2, 9) im elektrischen Kontaktbereich eine die elektrische Leit fähigkeit verbessernde galvanische Oberflächenbehandlung aufweist.

9. Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltelement (2, 9) im elektrischen Kontaktbereich ein oder mehrere, die elektrische Leitfähigkeit verbessernde, zusätzliche Kontaktelemente (3) aufweist.

10. Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (8) direkt an dem Schaltelement (2, 9) angeordnet ist.