DE4428285C1 - Drucktastenschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drucktastenschalter, insbesondere Netzschalter, mit gehäusefesten Kontakten und wenigstens einer mittels eines Sprungstößels beweglichen Kontaktbrücke, mit einem Sprungschalt­ werk, das zwischen dem Sprungstößel und einem manuell betätigbaren Schaltschieber wirksam ist, und mit einer Rasteinrichtung für den Schaltschieber, wobei der Schaltschieber beim Eindrücken wechselweise in die Einschaltstellung und die Ausschaltstellung geht.

Solche Schalter werden zur Netztrennung von elektrischen Geräten der Unterhaltungselektronik, insbesondere bei Fernsehgeräten, verwendet.

Aus der DE-AS 15 90 503 ist ein derartiger Drucktastenschalter be­ kannt. Es hat sich gezeigt, daß solche Drucktastenschalter trotz des Sprungschaltwerks mittels des Schaltschiebers in unerwünschter Weise so manipulierbar sind, daß der Kontaktdruck beeinflußt wird. Wenn bei derartigen Drucktastenschaltern der Schaltschieber nicht hinreichend zügig betätigt wird, er also sehr langsam und/oder nur teilweise durchgedrückt wird, kann es trotz des Sprungschaltwerks dazu kommen, daß der Kontaktdruck, mit dem die Kontaktbrücke an den gehäusefesten Kontakten anliegt, gegen Null geht und dieser Zustand manuell auf­ rechterhalten werden kann. Dies hat eine Erhöhung des Kontaktwider­ stands und demzufolge eine Kontakterhitzung zur Folge. Damit ist ein erhöhter Kontaktverschleiß verbunden. Außerdem kann es zu einer Überhitzung des Drucktastenschalters kommen, die nicht nur dessen Funktionsfähigkeit bzw. Lebensdauer vermindert, sondern auch eine Brandgefahrenquelle bildet.

Ein ähnlicher Drucktastenschalter ist in dem DE-GM 91 01 126 be­ schrieben. Bei diesem soll ein Kontaktprellen vermieden werden. Auch bei diesem Schalter treten die genannten Probleme auf.

In der DE 31 50 046 A1 ist ein Schiebeschalter beschrieben, bei dem durch eine Trennmechanik etwa verschweißte Kontakte aufgerissen werden sollen. Dadurch sind die eingangs genannten Probleme nicht behoben.

In der DE 28 39 108 A1 ist ein anderer Drucktasten-Schnappschalter gezeigt. Bei diesem muß der Schaltschieber zum Einschalten bzw. Aus­ schalten in unterschiedlichen Richtungen betätigt werden. Bei dem Schalter nach der DE 28 39 108 A1 sollen eine Lichtbogenbildung und ein Kontaktprellen vermieden sein. Hierfür ist eine Verriegelungsein­ richtung vorgesehen, die den Sprungstößel in seinen beiden Endlagen blockiert und die durch die Bewegung des Schaltschiebers lösbar ist. Auch bei diesem Schalter sind unerwünschte Manipulationen möglich, durch die die oben genannten Probleme auftreten.

Ein weiterer Drucktastenschalter ist in der DE 20 31 364 A1 be­ schrieben. Auch bei diesem verrastet der Schaltschieber nicht bei jedem Einschieben wechselweise in der Einschaltstellung und in der Ausschaltstellung. Um ein Schnappverhalten zu erreichen, wird ein mit einer Schnappfeder verbundenes Glied über einen Nocken geschoben.

In der DE 43 01 192 C1 ist schließlich ein Drucktastenschalter beschrieben, bei dem manuelle Betätigungen kaum zu einem erhöhten Verschleiß und zu einer Funktionssicherheit führen. Eine Reibflächenpaarung zwischen dem Sprungstößel und einem gehäusefesten Teil führt kurz vor dem durch Verschieben des Schaltschiebers eingeleiteten Umschnappen des Sprungschaltwerks zu einer erhöhten Reibung zwischen dem Sprung­ stößel und dem gehäusefesten Teil, wodurch das Umschnappen des Sprung­ stößels verzögert wird.

Die Federn des Sprungschaltwerks durchlaufen bei der Bewegung des Schaltschiebers ihren gespannten Zustand. Beginnt sich dabei der Sprungstößel zu bewegen, dann wird er durch die Reibflächenpaarung vor dem Erreichen eines Umspringpunktes gebremst, wobei der nötige Kontaktdruck erhalten bleibt. Der Umspringpunkt wird dadurch erst bei einem stärkeren Spannungszustand der Federn erreicht, als ohne die gezielte Verzögerung der Bewegung des Sprungstößels vor dem Umspringpunkt; der Sprungstößel durchläuft dabei den Umspringpunkt auch schneller. Dadurch ist durch Fehlbetätigung des Schaltschiebers der Umspringpunkt und damit der Kontaktdruck kaum beeinflußbar. Es besteht also nicht die Gefahr, daß der Schaltschieber in Stellungen manipuliert wird und/oder blockiert, in denen ein vergrößerter Kontaktübergangswiderstand oder Lichtbogen zur Überhitzung und dem damit verbundenen, erhöhten Verschleiß oder zu einer Brandgefahren­ quelle führt. Durch eine weitere Reibflächenpaarung zwischen dem Schwungstößel und dem gehäusefesten Teil läßt sich die Bewegung des Sprungstößels vor dem Anschlagen der Kontaktbrücke an den gehäuse­ festen Kontakten abbremsen, wodurch ein Prellen der Kontakte unter­ drückt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Drucktastenschalter der eingangs genannten Art das Schaltverhalten, insbesondere hinsichtlich der Kontaktgabe zu verbessern.

Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen dem Schalt­ schieber und dem Sprungstößel eine Schaltschwinge vorgesehen ist, daß die Schaltschwinge einerseits am Schaltschieber und andererseits am Sprungstößel angreift und gehäusefest gelagert ist und daß die Schaltschwinge zu Beginn des Einschaltvorgangs und des Ausschaltvor­ gangs den Sprungstößel in Einschaltrichtung bzw. Ausschaltrichtung über eine Teilstrecke des Kontakthubs zwangsweise mitnimmt und nach dieser Teilstrecke das Sprungschaltwerk den Sprungstößel in die Einschaltstellung bzw. Ausschaltstellung bringt.

Dadurch ist erreicht, daß die Geschwindigkeit, mit der die beweglichen Kontakte auf den festen Kontakten auftreffen, herabgesetzt ist. Dies hat zur Folge, daß kleine Prellzeiten und kurze Lichtbögen auftreten, was den Verschleiß der Kontakte reduziert. Es können also trotz hoher Schaltleistung und hohen Schaltzyklen räumlich kleine Kontakte ver­ wendet werden.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei normaler Betätigung des Schalters ein exakter Umspringpunkt eingehalten wird, da das vom Sprungschaltwerk verursachte Umspringen des Sprungstößels am Ende der Teilstrecke aus einer Gleitbewegung des Sprungstößels heraus er­ folgt. Gegenüber bekannten Schalterausführungen ist der Umspringpunkt somit nicht durch Haftreibung beeinflußt. Ein Benutzer wird den Umspringpunkt nicht beeinflussen.

Hinsichtlich des Ausschaltvorganges besteht der Vorteil, daß höchstens ein kleiner Lichtbogen entsteht und auch bei größeren Klebekräften die Kontakte sicher in die Öffnungsstellung gelangen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungs­ beispiels. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht eines Drucktastenschalters in Ausschalt­ stellung, teilweise geschnitten,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Drucktastenschalters in Ausschalt­ stellung, im Schnitt,

Fig. 3 eine Fig. 1 entsprechende Darstellung des Drucktasten­ schalters in Einschaltstellung und

Fig. 4 eine Fig. 2 entsprechende Ansicht des Drucktastenschalters in Einschaltstellung;
wobei die Fig. 1 bis 4 den schon in der DE 43 01 192 C1 beschriebenen Drucktasten­ schalter zeigen und

Fig. 5 und Fig. 6 Aufsichten eines erfindungsgemäßen Drucktasten­ schalters mit Schaltschwinge beim Einschaltvorgang (Übergang von der Ausschaltstellung in die Einschaltstellung) und

Fig. 7 und Fig. 8 Aufsichten des erfindungsgemäßen Drucktasten­ schalters mit Schaltschwinge beim Ausschaltvorgang (Übergang von der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung).

Ein Gehäuse 1 des Drucktastenschalters weist ein Bodenteil 2 und ein Deckelteil 3 auf. Am Bodenteil 2 sind zwei Paare von Kontakten 4, 5 bzw. 6, 7 befestigt. Jedem Kontaktpaar 4, 5 bzw. 6, 7 ist eine Kontaktbrücke 8, 9 zugeordnet. Es handelt sich um einen zweipoligen Schalter.

Am Bodenteil 2 ist ein Sprungstößel 10 in Richtung der Längsachse L verschieblich gelagert. Der Sprungstößel 10 weist zwei Kammern auf, in die Druckfedern 11, 12 eingesetzt sind. Diese stützen sich einerseits jeweils an einem Zapfen 13 der Kammer und andererseits an der Kontaktbrücke 8 bzw. 9 ab. Die Kontaktbrücke 8 bzw. 9 weist hierfür eine Eindrückung 14 auf. Die Kontaktbrücken 8, 9 ragen beidseitig der Längsachse L durch Durchbrüche 15 des Sprungstößels 10, in denen sie Spiel haben.

Am Sprungstößel 10 ist eine federelastische Zunge 16 ausgebildet, die mit einem am Bodenteil 2 ausgebildeten Höcker 17 in der weiter unten näher beschriebenen Weise zusammenwirkt. Eine erste Schräge 18 des Höckers 17 und eine erste Schräge 19 der Zunge 16 bilden eine erste Reibflächenpaarung. Eine zweite Schräge 20 des Höckers 17 und eine zweite Schräge 21 der Zunge 16 bilden eine zweite Reibflächenpaarung (vgl. Fig. 2, Fig. 4).

An dem Bodenteil 2 ist ein Schaltschieber 22 in Richtung der Längsachse L verschieblich gelagert, der in Richtung der Längsachse L über das Gehäuse 1 hinaussteht und außerhalb des Gehäuses 1 einen Aufnahmezapfen 23 für einen nicht näher dargestellten Druck­ knopf bildet.

Am Schaltschieber 22 ist beidseitig der Längsachse L je ein Arm 24 ausgebildet. Zwischen jedem der Arme 24 und einem Fortsatz 25 des Sprungstößels 10 ist eine Druckfeder 26 angeordnet. Dadurch ist zwischen dem Sprungstößel 10 und dem Schaltschieber 22 ein Sprungschaltwerk gebildet.

Am Schaltschieber 22 ist eine etwa herzförmige Kulisse 27 ausge­ bildet, die der Führung eines Rasthebels 28 dient. Der Rasthebel 28 greift mit einem im Profil sechseckigen Zapfen 29 in die Kulisse 27 ein. Außen am Bodenteil 2 ist eine Kerbe 30 vorge­ sehen, in die eine Rundung 31 des Rasthebels 28 eingreift.

Der Rasthebel 28 weist außerdem außerhalb des Bodenteils 2 einen Ansatz 32 auf, der in eine Druckfeder 33 greift, welche zugleich die Rückstellfeder 33 für den Schaltschieber 22 ist. Die Rück­ stellfeder 33 liegt in einer Kammer 34 des Schaltschiebers 22 und ist in dieser durch einen Vorsprung 35 gehalten.

Der Rasthebel 28 weist an seiner der Rückstellfeder 33 zugewandten Seite eine Schräge 36 auf, so daß der Rasthebel 28 die Tendenz hat, gelagert in der Kerbe 30 mit seinem Zapfen 29 in eine Vorzugsrichtung zu schwenken - in Fig. 1, 3 nach rechts -.

Der beschriebene Drucktastenschalter ist maschinell einfach zu montieren. Es können hierfür alle Teile von der gleichen Seite (in Fig. 1 senkrecht zur Zeichnungsebene, in Fig. 2 von rechts in das Bodenteil 2) eingeschoben werden. Auch die beschriebenen Federn lassen sich maschinell einsetzen. In gleicher Richtung wird das Deckelteil 3 aufgesetzt, das in den Fig. 1, 3 nur links der Längsachse L dargestellt ist. An Rippen 37 ausgebildete Zapfen 38 und Zapfen 39 greifen dabei in Bohrungen 40 des Bodenteils 2. Ein unterer umlaufender Rand 41 des Bodenteils 2 bildet eine Auflage für eine nicht näher dargestellte Schaltungsplatine, mit der die Kontakte 4 bis 7 verbindbar sind. Die Kontakte 4 bis 7 liegen innerhalb des Randes 41 geschützt, so daß keine Partikel von außen an die Kontakte 4 bis 7 gelangen können.

Hinsichtlich der Fig. 5 bis 8 wird auf die obigen Ausführungen verwiesen. Im folgenden werden die demgegenüber neuen Teile und Funktionen beschrieben.

Am einen Arm 24 des Schaltschiebers 22 ist eine Aussparung 49 vorgesehen. In diese greift ein erster Schenkel 50 einer Schalt­ schwinge 51 ein. Ein zweiter Schenkel 52 der Schaltschwinge 51 weist eine kreisförmige Öffnung 53 auf, in welche ein Zapfen 54 eingreift, der am Fortsatz 25 des Sprungstößels 10 ausgebildet ist.

Zwischen den Schenkeln 50, 52 ist an der Schaltschwinge 51 eine Lagerausnehmung 55 ausgebildet, in die mit Spiel ein gehäusefester Bolzen 56 ragt. Der Bolzen 56 ist am Deckelteil 3 (s. Fig. 2) gestaltet.

Ausgehend von der in Fig. 5 dargestellten Ausschaltstellung läuft der Einschaltvorgang etwa folgendermaßen ab:
Wird der Schaltschieber 22 in Eindrückrichtung E betätigt, dann nimmt sein Arm 24 die Schaltschwinge 51 an ihrem Schenkel 50 mit. Diese dreht sich dabei um den Bolzen 56 und nimmt den Sprung­ stößel 10 zwangsweise entgegen der Eindrückrichtung E um eine Teilstrecke des Kontakthubes H mit (vgl. Fig. 5). Durch die Bemessung der Längen L1 bzw. L2 der Schenkel 50 bzw. 52 wird dann ein Zwischenzustand (vgl. Fig. 6) erreicht, in dem zwischen der Kontakt­ brücke 8 und den Kontakten 4, 5 und entsprechend auch zwischen der anderen Kontaktbrücke 9 und den ihr zugeordneten Kontakten 6, 7 ein Resthub H1 frei ist. In diesem Zwischenzustand sind die Kontakte der Kontaktbrücken 8, 9 und die Kontakte 4, 5 bzw. 6, 7 noch so weit voneinander entfernt, daß keine Lichtbogenbildung entstehen kann. In diesem Zwischenzustand ist in der Lagerausnehmung 55 ein Spiel 51 frei, so daß unter der Wirkung der nun gespannten Druckfedern 26 (in den Fig. 5 bis 8 ist jeweils nur eine Druckfeder dargestellt) der Sprungstößel 10 entgegen dem in der beschriebenen Weise verrastenden Schaltschieber 22 in die in Fig. 7 gezeigte Einschaltstellung um­ schnappt, in der die Kontakte geschlossen sind. Nachfolgend stellt sich der bereits beschriebene Freihub c zwischen den Kontaktbrücken 8, 9 und den Rändern 44 ein. Dieser Vorgang ist vom Benutzer nicht beein­ flußbar. Da der Resthub H1 definiert ist und kürzer ist als der Kontakthub H, ist die Auftreffgeschwindigkeit der Kontakte der der Kontaktbrücken 8, 9 auf die Kontakte 4, 5 bzw. 6, 7 gegen­ über der Ausführung nach den Fig. 1 bis 4 erheblich reduziert.

Die Kontakt-Prellzeiten sind also vergleichsweise klein, so daß höchstens kurze Lichtbögen und damit nur ein kleiner Verschleiß der Kontaktwerkstoffe auftritt. Durch den Resthub H1 ist ein exakter Umspringpunkt gewährleistet, den der Benutzer nicht beeinflussen kann.

Wird ausgehend von der in Fig. 7 dargestellten Einschaltstellung der Ausschaltvorgang ausgelöst, wofür der Benutzer in Eindrückrichtung E den Schaltschieber 22 betätigt, dann wird nach Lösen der Verrastung unter der Wirkung der Rückstellfeder 33 der Schaltschieber 22 ent­ gegen der Eindrückrichtung E bewegt. Die Aussparung 49 seines Armes 24 nimmt dabei die Schaltschwinge 51 an ihrem Schenkel 50 mit. Diese schwenkt dabei um die Lagerstelle 57, die zwischen dem Bolzen 56 und der Lagerausnehmung 55 besteht. Gegenüber der Lager­ stelle 57 besteht zwischen der Lagerausnehmung 55 und dem Bolzen 56 ein Spiel S2. Durch die Verschwenkung der Schaltschwinge 51 bewegt ihr Schenkel 52 den Sprungstößel 10 so, daß sich der Frei­ hub c siehe Fig. 3 verringert, wobei sich die Ränder 44 den Kontaktbrücken 8, 9 nähern. Unter der Wirkung der gespannten Druck­ feder 26 springt dann der Sprungstößel 10 um, so daß das Spiel 52 verschwindet und die Kontaktbrücken 8, 9 sich von den Kontakten 4, 5, 6, 7 lösen. In diesem Zwischenzustand (vgl. Fig. 8) besteht ein Hub H2. Danach geht der Sprungstößel 10 in linearer Bewegung in die in Fig. 5 gezeigte Stellung über. Bei diesem beschriebenen Aus­ schaltvorgang ergeben sich durch das momentane Beharren bei Hub H2 kleiner Lichtbögen zwischen den Kontakten als bei dem Drucktasten­ schalter nach den Fig. 1 bis 4. Selbst wenn die Kontakte in der Stellung nach Fig. 7 kleben sollten, ist durch die Schaltschwinge 51 in der beschriebenen Weise ein sicheres Öffnen der Kontakte gewährleistet.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
2 Bodenteil
3 Deckelteil
4-7 Kontakt
8, 9 Kontaktbrücke
10 Sprungstößel
11, 12 Druckfeder
13 Zapfen
14 Eindrückung
15 Durchbruch
16 Zunge
17 Höcker
18, 19 erste Schräge
20, 21 zweite Schräge
22 Schaltschieber
23 Aufnahmezapfen
24 Arm
25 Fortsatz
26 Druckfeder
27 Kulisse
28 Rasthebel
29 sechseckiger Zapfen
30 Kerbe
31 Rundung
32 Ansatz
33 Rückstellfeder
34 Kammer
35 Vorsprung
36 Schräge
37 Rippen
38, 39 Zapfen
40 Bohrung
41 Rand
42, 43 Anschlag
44 Rand
45 Rastaufnahme
46 Rand
47 Führungsabschnitt
48 Schaltkontakt
49 Aussparung
50 1. Schenkel
51 Schaltschwinge
52 2. Schenkel
53 kreisförmige Öffnung
54 Zapfen
55 Lagerausnehmung
56 gehäusefester Bolzen
57 Lagerstelle
a Hub
b Hub
c Freihub
d Freihub
A Richtung
E Eindrückrichtung
H Kontakthub
H1 Resthub
H2 Hub
L Längsachse
L1 Länge des Schenkels 50
L2 Länge des Schenkels 52
S1 Spiel
S2 Spiel
Z Zugrichtung

Claims (4)

1. Drucktastenschalter, insbesondere Netzschalter, mit gehäusefesten Kontakten (4 bis 7) und wenigstens einer mittels eines Sprung­ stößels (10) beweglichen Kontaktbrücke (8, 9), mit einem Sprung­ schaltwerk (24, 25, 26), das zwischen dem Sprungstößel (10) und einem manuell betätigbaren Schaltschieber (22) wirksam ist, und mit einer Rasteinrichtung (27, 28) für den Schaltschieber (22), wobei der Schaltschieber (22) beim Eindrücken (E) wechselweise in die Ein­ schaltstellung und die Ausschaltstellung geht, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Schaltschieber (22) und dem Sprungstößel (10) eine Schaltschwinge (51) vorgesehen ist, daß die Schaltschwinge (51) einerseits am Schaltschieber (22) und andererseits am Sprungstößel (10) angreift und gehäusefest gelagert ist, daß die Schaltschwinge (51) zu Beginn des Einschaltvorganges und des Ausschaltvorganges den Sprungstößel (10) in Einschaltrichtung bzw. Ausschaltrichtung über eine Teilstrecke des Kontakthubs (H) zwangs­ weise mitnimmt und nach dieser Teilstrecke das Sprungschaltwerk (24, 25, 26) den Sprungstößel (10) in die Einschaltstellung bzw. Ausschaltstellung bringt.

2. Drucktastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gehäusefeste Lagerung aus einer Lagerausnehmung (55) an der Schaltschwinge (51) und einem gehäusefesten Bolzen (56) besteht, wobei zwischen dem Bolzen (56) und der Lagerausnehmung (55) Spiele (S1, S2) sowohl in der Einschaltstellung als auch in der Ausschaltstellung bestehen.

3. Drucktastenschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltschwinge (51) einen ersten Schenkel (50) aufweist, der in eine Aussparung (49) des Schaltschiebers (22) eingreift und mittels dieser von dem Schaltschieber (22) verschwenkbar ist.

4. Drucktastenschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltschwinge (51) einen zweiten Schenkel (52) aufweist, der schwenkbar an dem Sprungstößel (10) angreift, wobei der Sprungstößel (10) mittels des Schenkels (52) linear verschieblich ist.