DE3022404A1

DE3022404A1 - Elektrischer druckschalter

Info

Publication number: DE3022404A1
Application number: DE19803022404
Authority: DE
Inventors: Werner-Ernst 59980 Werdohl Berginski
Original assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Current assignee: Leopold Kostal GmbH and Co KG
Priority date: 1980-06-14
Filing date: 1980-06-14
Publication date: 1981-12-17
Also published as: DE3022404C2

Description

NElektrischer Druckschalter
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Druckschalter, insbesondere zur Anwendung in Kraftfahrzeugen, mit einer von einer vorgespannten Rückstellfeder belasteten Drucktaste und mit mindestens einem Paar Kontaktgliedern.
In der Kraftfahrzeug-Technik bekannte el elektrische Druckschalter haben entweder einen Schalthub von ca. 0,3 - 0,5 mm oder einen von mehr als 4,5 mm.
Die sogenannten Kurzhubschalter, welche im allgemeinen für leistuugsschwache Bereiche der Schaltungselektronik Anwendung finden, vermögen Ströme von nur ca. 100 mA und Leistungen von ca. 3,5 W zu übertragen. Für größere Leistungen dienen die vorgenannten Druckschalter mit größeren Schalthüben, um auch eine ausreichende Anzahl an Schaltspielen gewährleisten zu können.
Aufgabe der Erfindung ist es nun mit einfachen Mitteln einen robusten, funktionssicheren, fertigungstechnisch- und montagegünstigen Kurzhubschalter vorbeschriebener Gattung für höhere Leistungsübertragung als bislang zu schaffen.
Die Lösung dieser Aufgabe kennzeichnet sich durch folgende Merkmales a.) es ist ein die lineare Bewegung der Drucktaste in eine Drehbewegung um die Drucktastenachse umwandelnder, keilgetriebeartiger Antrieb sinechanisinus vorgesehen, b.) beide Eontaktglieder sind gestellfest gehaltert und es ist eine um die Drucktastenachse drehbar gelagerte und vom Antriebsmechanismus betätigbare Kontaktbrücke angeordnet und c.) es sind federnde Teile vorgesehen, die beim Eindrücken der Drucktaste Energie speichern und die Schaltbewegung vom ALtriebamechnnismus gesteuert stoßartig vollenden.
Auf diese Weise erhält man einen durch Druck betätigbaren elektrischen Stellschalter mit kurzen Strompfaden, bei dem schon ein relativ geringer Drucktasten-Verstellweg von beispielsweise weniger als 1,5 mm genügt um bei geöffnetem Kontakt einen Kontaktstück-Abstand zu erzielen, der einem Mehrfachen des Drucktasten-Verstellweges entspricht.
Zudem ist unabhängig von der z.B. manuellen Betätigung der Drucktaste ein konstantes, stoßartiges Öffnen und Schließen des Kontaktes sichergestellt.
rauch vermögen sich die beim Schalten gleitenden Kontaktstücke selbsttätig zu reinigen, so daß alle Voraussetzungen für eine weitaus höhrere elektrische Belastbarkeit als bekannte druckbetätigte kurzhubige Stell schalter gegeben sind.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der die Schaltbewegungen der Kontaktbrücke vollendenden, federnden Teile ist dadurch gekennzeichnet, daß eines der gestellfesten Kontaktglieder als die Schaltbewegung stoßartig vollendendes, federndes Teil ausgebildet ist, vorzugsweise derart, daß ein Kontaktglied mindestens eine mit einer Umfangsverzahnung an der Kontaktbrücke zusammenwirkende Rastnase aufweist und daß die mit der Rastnase zusammenwirkende Umfangsverzahnung und eine Äntriebsverzahnung so zueinander versetzt angeordnet sind, daß die Zahnflanken der .Antriebsverzahnung und die mit der Umfangsverzahnung zusammenwirkende Rastnase nacheinander aufgleiten und die Kontaktbrücke in Umfangsrichtung verstellen.
Hierdurch wird die Anzahl an erforderlichen Einzelteilen vermindert, wobei mittels des Kontaktgliedes auch die jeweilige Schaltstellung lösbar fixiert wird.
Zur weiteren Beschleunigung der Schaltvorgange ist es vorteilhaft, wenn die in Drehrichtung der Eonttbrücke hinteren Zahnflanken der Umfangsverzahnung steiler als die vorderen Zahnflanken ausgebildet sind.
Zur weiteren Verminderung an erforderlichen Einzelheiten ist es vorteilhaft, wenn als Drucktasten-Rückstellorgan an den Kontaktgliedern federnde die Drucktaste rückstellende Organe angeformt sind.
Bevorzugte Asfiihriingsformen der Schalt stücke sind in den Ansprüchen 6 bis 10 offenbart.
Durch die im Anspruch 11 offenbarten Merkmale wird eine großflächige und demzufolge äußerst robuste Lagerung für die Kontaktbrücke erzielt und gleichzeitig der Wi2atoffauSwand gesenkt.
Auch ergibt sich eine äußerst raumsparende Anordnung für eine Kontrolleuchte.
Im Anspruch 12 ist eine unter Umständen bevorzugte Variante einer vorbeschriebenen Einzelheit gekennzeichnet.
Die im Anspruch 13 gekennzeichneten Merkmale ermöglichen unter anderem die mehrpolige Ausgestaltung des Stell schalters mit mehr als einem Kontaktgliedpaar.
Eine vorteilhafte, Programmschaltungen erlaubende Weiterbildung des vorbeschriebenen Gegenstandes ist in den Pinsprüchen 14 und 15 gekennzeichnet, wobei durch Reihenschaltung mehrerer unterschiedlich programmierter Schalter eine Sicherung gegen unbefugtes Schließen von Strompfaden erreicht werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichaungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen: Fig. 1 einen durch Druck betätigbaren Eurzhub-Stellschalter im Längsschnitt, Fig. 2 - 10 Einzelteile denselben perspektivisch dargestellt und teilweise aufgebrochen bezw. in der Vorderansicht und in der Draufsicht, Fig. 11 der Schalter entsprechend der Linie XI-XI der Fig. 1 gesehen.
Hierbei ist in einem Gehäuse 1 aus Isolierstoff eine Drucktaste 2 aus transparenten Isolierstoff unverdrehbar und axial begrenzt verstellbar gehaltert.
Letzterer ist eine Rückstellfeder zugeordnet, die im folgenden noch näher beschrieben wird.
Damit die Drucktaste 2 durch die Federkraft der Riickstellfeder nicht aus dem Gehäuse 1 herausgedrückt werden kann, sind an allen vier Seiten der Drucktaste 2 Gehäuserandteile unter greifende Rastnasen 3 angeformt.
In der haubenartigen Drucktaste 2 ist ein eine ßtirnverzahnung 4 aufweisender Ring befestigt.
Mit dieser Stirnverzahnung 4 korrespondiert eine Stirnzahnscheibe 5, die auf einem im Gehäuse 1 angeformten, zur Verstellrichtung der Drucktaste 2 koaxial ausgerichteten Lagerzapfen 6 drehbar gelagert ist.
In axialer Richtung stützt sich die Stirnzahnscheibe 5 an einer Zapfenschulter und an am freien Ende des Lagerzapfens 6 angeformten Rastnasen ab.
Der Lagerzapfen 6 ist hohl ausgebildet und längs geschlitzt, damit beim Aufstecken der Stirnzahnscheibe 5 auf den Lagerzapfen 6 die Rastnasen 7 vorrübergehend nach innen ausweichen können.
An der Stirnzahnscheibe 5, die ebenfalls wie der die Stirnverzahnung 4 aufweisende Ring aus Isolierstoff besteht, ist eine ringförmige geschlossene, metallische Kontaktbrücke 8 befestigt.
Letztere besitzt eine angeformte Umfangsverzahnung 9 und einen angeformten Flansch 10.
An letzterem sind eine Mehrzahl auf den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete Eontaktkümpel 11 angeformt. Ihre Anzahl entspricht der halben Zähne zahl der Umfang sverz ahnung 9.
Die Kontaktbrücke 8 korrespondiert mit zwei im Gehäuse 1 gehalterten Kontaktgliedern 12 und 13 (Fig. 7-10).
Letztere sind jeweils aus einem gefalteten Blechzuschnitt aus federndem Werkstoff hergestellt, wobei der die Balte 14 aufweisende, rechteckig profilierte und Zuleitung sanschlußeinrichungen 15 aufweisende Endteil 16 vom Gehäuseinnern her durch einen entsprechend profilierten Gehäusedurchbruch 17 hindurchgesteckt.ist.
Letztere sind im quadratischen Boden des Gehäuses 1 nahe der Gehäuseecken diagonal gegenüber angeordnet.
An beiden Schenkeln des gefalteten Blechzuschnittes sind jeweils zwei einander entgegengerichtete Federschenkel angeschnitten, wobei diese anschließend abgebogenen Federschenkelpaare 18,19 unterschiedliche Abstände von der Falte 14 haben.
Die von der Falte 14 am weitesten entfernten Federschenkelpaare 18 beider Kontaktglieder 12 und 13 folgen dem Umfang des die Stirnverzahnung 4 aufweisenden Ringes,stützen sich unter Vorspannung an diesem ab undbilden somit rückstellende Organe für die Drucktaste 2.
Das der Falte 14 am nächsten liegende Federschenkelpaar 19 des Kontaktgliedes 12 umfaßt nahe zu über den halben Umfang die Kontaktbrücke 8.
;An den Enden dieser Federschenkel sind in die Um fang sve rz ahnung 9 unter Federvorspannung der Federschenkel eingreifende Rasten 20 angeformt.
Die Federschenkel 19 des Kontaktgliedes 13 haben an ihren Endteilen angeformte Kontaktkümpel 21 sowie radial nach innen gerichtete und an der Unterseite der Stirnzahnscheibe 5 abstützbare Anschläge 22.
An den Endteilen 16 beider Kontaktglieder sind noch die Durchstecktiefe begrenzende Nasen angeformt.
Innerhalb des hohlen Lagerzapfens 6 ist eine Ringnut 23 vorgesehen, indLe Rasten einer Kontrollleuchten-Fassung 24 lösbar eingesprengt sind.
Mindestens an zwei einander gegenüberliegenden Außenseiten des einen frontseitigen Flansch aufweisenden Gehäuses 1 sind Rastnasen 26 angeformt, die die Lochrandteile eines Chassis 27 untergreifen.
Damit diese Rastnasen 26 beim Einstecken des Schalters in ein entsprechend gelochtes Chassis 27 nach innen vorrübergehend zurück weichen können, sind in den Seitenwänden des Gehäuses 1 in den Bereichen der Rastnasen 26 nach unten hin offene Kammern 28 angeformt.
Die elektrischen Zuleitungen können als mit den Kontaktgliedern 12 bezw. 13 verbundene, z.B. bis an die Unterseite des Flansches 25 reichende Stromschienen ausgebildet sein, und zwar insbesondere dann, wenn der Schalter an einer Leiterplatte befestigt wird.
Die Verbindung der Stromschienen mit den Kontaktgliedern 12,13 kann zweckmäßigerweise durch Steckverbindungen erfolgen, wobei vorzugsweise ferner diese Verbindungen durch an den Stromschienen angeschnittene und widerhakenartig abgebogene, mit ihren Endteilen in die Endteile 16 der Kontaktglieder sich evtl. eingrabende Rasten gesichert sein können.
Wird bei diesen in einem Stromkreis eingeschalteten Stellschalter, insbesondere zur Jnwendung in der Eraftfahrzeug-Elektrotechnik, dessen Gehäuse 1 eine Kantenlänge von ca. 2 cm aufweist, die Drucktaste 2 um weniger als 1,5 mm niedergedrückt, gleiten die schrägen Zahnflanken 29 der Stirnverzahnung 4 auf die in Drehrichtung 30 der Stirnzahnscheibe 5 hinteren Zahnflanke und verdrehen die Zahnscheibe sowit bis die Rasten 20 die flachgeneigten Zahnflanken 31 verlassen haben und sich nahe der Zahnspitzen an den steilen Zahnflanken 32 der Umfangsverzahnung 9 abstützen.
Ist jene Stellung erreicht wird die Kontaktbrücke 8 durch die Federkraft der Federschenkel 19 des Kontaktgliedes 12 schlagartig weitergedreht, bis die Rasten 20 in den Zahngründen anliegen und somit den Kontakt zwischen den Ilümpeln 11 und 21 entweder geschlossen oder geöffnet haben.
Die anderen Zahnflanken 33 der Stirnverzahnung 4 sind achsparallel gerichtet.
Unter Umständen kann es vorteilhaft sein die Kontaktkumpel 11 lösbar anzuordnen, um zur Erzielung einer Programm- oder einer Sicherungsschaltung gegen unbefugtes Schließen des Kontaktes den einen oder anderen Ktimpel fortzulassen, so daß z.B. erst nach mehrmaliger Betätigung des Schalters der Kontakt geschlossen wird. Schließt man mehrere derartige Schalter in Reihe, wobei alle diese Schalter zueinander unterschiedlich programmiert sind, wird eine elektrische Kombinations-Sicherungsschaltung erzielt.

Alle neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung

offenbarten Ein - und+ Kombinationsmerkmale

werden a erfind esentlich angesehen.
Leerseite

Claims

Patentansprüche: Elektrischer Druckschalter, insbesondere zur Anwendung in Kraftfahrzeugen, mit einer von einer vorgespannten Rückstellfeder belasteten Drucktaste und mit mindestens einem Paar Xontaktgliedern, gekennzeichnet durch folgende Merkmales a.) es ist ein die lineare Bewegung der Drucktaste(2)in eine Drehbewegung um die Drucktastenachse umwandelnder, keile triebeartiger Antriebsmechanismus (4,5) vorgesehen, b.) beide Kontaktglieder (12,13) sind gestellfest gehaltert und es ist eine um die Drucktastenachse drehbar gelagerte und vom Antriebsmechanismus (4,5) betätigbare Kont ak tbräcke (8) angeordnet und c.) es sind federnde Teile (19) vorgesehen1 die beim Eindrücken der Drucktaste (2) Energie speichern und die Schaltbewegung vom intriebsmechanismus (4,5) gesteuert stoß artig vollenden.
2. Druckschalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß eines der gestellfesten Eontaktglieder (12) als die Schaltbewegung stoßartig vollendendes, federndes Teil ausgebildet ist.
3. Druckschalter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kontaktglied (12) mindestens eine mit einer UmSangßverzahnung (9) an der Kontaktbräcke (8) zusammenwirkende Rastnase (20) aufweist und daß die mit der Rastnase (20) zusammenwirkende UmSangsverzahnung (9) und eine Antriebsverzahnung (4,5) so zueinander versetzt angeordnet vad, daß die Zahnflanken der Antriebsverzahnung (4,5) und die mit der Umfangsverzahnung (9) zusammenwirkende Rastnase (20) nacheinander aufgleiten und die Kontaktbrücke (8) in UmSangsrichtung verstellen.
4. Druckschalter nach einem der vorhergehenden ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Drehrichtung der Kontaktbrücke (8) hinteren Zahnflanken (32) der Uafangsverzahnung (9) steiler als die vorderen Zahnflanken (31) ausgebildet sind.
5. Druckschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß als Drucktasten-Ruckstellorgan an den Kontaktgliedern (12,13) federnde die Druck taste (2) rückstellende Organe (18) angeformt sind.
6. Druckschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Im Schaltergehäuse (1) unverdrehbar gehalterte Drucktaste (2) innenseitig eine konzentrisch angeordnete Stirnverzahnung (4) aufweist, der eine im Gehäuse (1) koaxial angeordnete, drehbar gelagerte Stirnzahnscheibe (5) gegenüberliegt, daß ferner die Stirnzahnscheibe (5) eine ringförmig ausgebildete Kontaktbrücke (8) trägt, an der die mit der Rastnase (20) des einen Eontaktgliedes (12) zusammenwirkende Umiangsverzahnung (9) angeformt ist, wobei die Stirnverzahnung (5) und die UmSangsverzahnung (9) zueinander gleiche Zähnezahlen aufweisen, und daß die Kontaktbrücke (8) einen die der Drucktaste (2) abgewandte Stirnseite der Stirnzahnscheibe (5) umgreifenden Flansch (10) mit auf den Umfang verteilt angeordneten, erhabenen Kontaktümpeln (11) aufweist, die mit an Kontaktgliedfahnen angeordneten, erhabenen und zum Flansch (10) der Kontaktbrücke (8) hinzielenden Kontaktkümpeln (21) korrespondieren.
7. Druckschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnzahnscheibe (5) in axialer Richtung mittels an der am Gehäuse (1) angeformten Drehachse (6) angeformten Rasten (7) festgelegt ist.
8. Druckschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucktaste (2) angeformte hinter Gehäuserandteile einsprengbare, hubbegrenzende Rasten (3) angeformt sind.
9. Druckschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Bssprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Umiangsverzahnung (9) der Kontaktbrücke (8) zusammenwirkende Kontaktglied (12) zwei, an der Umfangsverzahnung (9) mindestens annähernd diametral gegenüber angreifende Rasten (20) aufweist.
10. Druckschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gestellfesten Kontaktglieder (12,13) jeweils aus einem gefalteten Blechzuschnitt aus federndem Werkstoff bestehen, und der die Falte (14) aufweisende, als Zuleitungsanschluß (15) ausgebildete Endteil (16) durch einen diesem entsprechend profilierten Gehäusedurchbruch (17) von innen nach außen hindurchgesteckt ist, ferner an beiden Blechzuschnittschenkeln jeweils zwei quer abstrebende, einander entgegengerichtete Federschenkel angeschnitten sind, wobei die Federschenkelpaare (1819) unterschiedliche Abstände von der Falte (14) aufweisen und wobei die der Falte (14) am nächsten angeordne tenEFederschenkel (19) als mit der Kontaktbrücke (8) korrespondierende Eontaktfangen und die beiden anderen Federschenkel (19) als auf die Drucktaste (2) wirksame Räckstellfedern ausgebildet sind.
11. Druckßchalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine hohle Stirnzahnscheiben-Drehachse (6), die vorzugsweise ferner im Innern Ealterungen (23) für eine Kontrolleuchte (24) aufweist, wobei zudem in der Drucktaste (2) der Kontrolleuchte gegenüber ein Fenster angeordnet ist.
12. Druckschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, daudurch gekennzeichnet, daß die Drucktaste (2) anstelle eines Fensters aus transparentem Werkstoff besteht.
13. Druckschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine geradzahlige Anzahl an Zähnen der Stirn-und UffangBverzahnungen (5,9) und durch eine gegenüber der jeweiligen Zähnezahl einer Verzahnung (9) um die Hälfte verminderte Anzahl von auf den Umfang der Kontakt brücke gleichmäßig verteilt angeordneten Eontaktkumpeln (11).
14. Druckschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ungleiche, jeweils einen ganzen Vielfachen eines Schaltintervalles entsprechende Abstände zwischen benachbarten Kontaktkumpeln (11) der Kontaktbrücke (8).
15. Druckschalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daB mehreren Schaltern ein gemeinsames Betätigungsglied zugeordnet ist, insbesondere derart, daß die Drucktasten (2) mehrerer, nebeneinander angeordneter Schalter mit einem gemeinsamen Betätigungs glied überbrückt sind.