DE9116925U1 - Elektrischer Schalter - Google Patents
Elektrischer SchalterInfo
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Description
Titel
Elektrischer Schalter
Elektrischer Schalter
Anwendungsgebiet der Neuerung
Die Neuerung kommt zur Anwendung bei Schaltern für mittlere
bis hohe elektrische Leistungen.
Stand der Technik
Bei elektrischen Schaltern, die mit öffnenden, schließenden oder wechselnden Schalterkontakten ausgeführt werden, besteht
die vorherrschende Sauweise darin, alle Kontaktbahnen in einer Ebene anzuordnen und eine je nach Anwendungsfal L
unterschiedliche Anzahl SchaLterkontakte mit einer einzigen,
als Nockenwelle ausgeführten, Schaltwalze zu betätigen.
Die Kontakte bestehen üblicherweise aus von der
Schaltwalze direkt betätigten, federnden, Kontaktzungen, die materialeinheitlich mit dem Anschlußbereich verbunden
sind, oder aus Kontaktbügeln, die mit einem Polbereich gelenkig verbunden, über zumeist besonders ausgebildete Kontaktbereiche
mit einem gegenüberliegenden Kontaktbereich eines Anschlußbereiches kontaktieren. Die Kontaktbügel
stützen sich auf einer Druckfeder ab und werden durch diese gegen die Nocken der Schaltwalze gedrückt.
Die zuletzt beschriebene Bauweise ist aufwendiger, wird jedoch wegen des günstigeren Schaltverhaltens bevorzugt.
Wird für die Isolierstoff- Grundplatte solcher Schalter,
Kontaktträger genannt, Elektro- IsoLierkeramik verwendet,
ergibt sich eine aufwendige Bauweise für derartige Schalter. So kommt wegen der Sprödigkeit des Werkstoffes ein
Vernieten der Pol- und Kontaktbereiche mit dem Kontaktträger
nicht in F rage.
Die bei ELektro- IsoLierkeramik typischen großen Maßtoleranzen
führen zu Schwierigkeiten bei der Ausrichtung der Kontakt- und AnschlußeLemente zueinander. Weitere Schwierigkeiten
entstehen bei der Befestigung der Schaltwalze mit dem Kontaktträger und dem Anbringen geeigneter Elemente zur
Befestigung des Schalters am Einsatzort. Der Kontaktträger selbst ist zur Befestigung des Schalters am Einsatzort ungeeignet.
Jede Scha lterkonfiguration erfordert zudem eine
besondere Gestaltung der Kontaktträger.
Bekannt ist die Verwendung von Kontaktträgern aus Duroplast.
Dieser Werkstoff bewirkt bei der Herstellung von Kontaktträgern erheblichen Verschleiß der Preßwerkzeuge,
der noch zusätzlich durch die aus Kostengründen verwendeten Füllstoffe gefördert wird. Die Verarbeitung von Duroplast-Kontaktträgern
kann zudem aus technologischem Erfordernis
nicht abfallfrei erfolgen. Weitere Schwierigkeiten ergeben
sich wegen der Sprödigkeit des Duroplast- Werkstoffes bei der Befestigung von Bauteilen am Kontaktträger. Unterschiedliche
Scha lterkonfigurationen erfordern zudem angepaßte
Kontaktträger. Die bereits beschriebenen Schwierigkeiten
im Hinblick auf die Befestigung der Schaltwalze am Kontaktträger sowie des Schalters am Einsatzort bestehen
auch hier.
Bekannt sind Kontaktträger aus thermoplastischem Werkstoff,
an die entsprechende Bauteile zur Befestigung der Schaltwalze am Kontaktträger sowie des Schalters am Einsatzort
bereits angeformt sind. Im Kontaktträger eingeformte öffnungen
dienen der Aufnahme der Kontakt- und Anschlußelemente.
Nachteilig ist an dieser Lösung, daß bei eventuell auftretenden lokalen überhitzungen der Kontakte Verformungen
des Kontaktträgers und damit Veränderungen der Lage der Kontakt- und Anschlußelemente auftreten können, die zum
Ausfall der Kontaktträger führen.
Aus DE 35 40 639 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Schalters bekannt, bei dem ein vorgefertigtes, aus leitfähigem
Material bestehendes, Trägerband mit Anschluß-, Pol- und Kontaktbereichen durch einen thermoplastischen
Werkstoff vollständig umhüllt wird. Im Pol-, Kontakt- und im Brückenbereich ist die Umhüllung ausgespart. Nach Fertigstellung
der Umhüllung werden die einzelnen Schalter durch Teilen der Trägerbandabschnitte hergestellt. Der in
der Umhüllung ausgesparte Brückenbereich wird nach erfolgter Umhüllung des Trägerbandes mit Plastwerkstoff in der
verbliebenen Aussparung entfernt und so die elektrische Trennung der einzelnen Kontaktbahnen voneinander erreicht.
Das beschriebene Verfahren hat den Nachteil, daß auf diese Weise nur kleine Schaltereinheiten hergestellt werden können.
Die vollständige Umhüllung der Kontaktbahnen führt zu lokalen Wärmestaus innerhalb der Kontaktbahnen, die ein Verformen
der thermoplastischen Umhüllung hervorrufen können. Das beschriebene Verfahren ist deshalb nur zur Herstellung von
Schaltern für geringe Scha Lt Leistungen geeignet.
Die in DE 35 40 639 gewählte Anordnung der Kontaktbereiche sieht lediglich eine Ausführung der Schalter als Druck- oder Schiebeschalter vor.
Die in DE 35 40 639 gewählte Anordnung der Kontaktbereiche sieht lediglich eine Ausführung der Schalter als Druck- oder Schiebeschalter vor.
Die Gestaltung des Trägerbandes sieht eine Befestigung der Schalter mittels der herausstehenden Anschlußstreifen vor.
Damit ist der Einsatz dieser Schalter auf Fälle beschränkt, bei denen die Schalter auf ein Substrat, beispielsweise eine
Leiterplatte, aufgelötet werden. Dadurch ist das Einsatzgebiet dieser Schalter wesentlich beschränkt.
Ziel der Neuerung
Ziel der Neuerung ist es, Schalter zu schaffen, die kostengünstig hergestellt werden können.
Wesen der Neuerung
- Aufgabe der Neuerung
- Aufgabe der Neuerung
Die Aufgabe der Neuerung besteht darin, Schalter zu schaffen,
die die Nachteile der bekannten Schalterausführungen
nicht aufweisen und zudem einen einfachen konstruktiven
Aufbau bei gleichzeitig großer Variabilität der Schalterkonfiguration
haben. Es ist ferner Aufgabe der Neuerung, Schalter zu schaffen, die mit einem Minimum an Verfahrensschritten herzustellen sind und bei denen notwendige Modifikationen
der Schalter möglichst in die Letzten Verfahrensschritte verlagert werden können.
- Merkmale der Neuerung
Neuerungsgemäß besteht der Schalter aus einem Kontaktträger
aus thermoplastischem Werkstoff mit stirnseitig materialeinheitlich
angeformten Flanschen zur Befestigung der Schalter am Einsatzort sowie zur Aufnahme einer Schaltwalze
und von Sicherungselementen. In einer Ausnehmung des Kontaktträgers
befindet sich ein mit einer an der SchaLtwalze
vorhandenen Verzahnung als Rastwerk wirkender Federindex.
Einander gegenüberliegende Kontakt kämme, bestehend aus Anschluß-
Pol-, Kontakt- und Brückenbereichen werden mit dem thermoplastischen Werkstoff umgössen und so untrennbar mit
diesem verbunden. Die Anschluß-, Pol- und Kontaktbereiche
beider Kontakt kämme sind in ihren Aktivzonen freistehend.
Die Pol- und Kontaktbereiehe der einander gegenüberliegenden
Kontaktkämme sind in einem definierten Abstand zueinander angeordnet. Dieser Abstand wird durch einen Kontaktbügel,
der mit einem Ende in den Polbereich eines Kontaktkammes eingehängt ist und am anderen Ende eine in bekannter
Weise gefertigte Einrichtung zur Erhöhung der Leitfähigkeit
der Kontaktstelle trägt, überbrückt.
Der Kontaktbügel wird durch eine Feder gegen die Schaltwalze,
welche in bekannter Meise als Nockenwelle ausgeführt ist, gedruckt. Der Kontaktbügel realisiert in Verbindung
mit der Feder und der Nockenwelle die Schal t funkt ion des Scha Lters.
Am Kontaktträger oder auch erst am fertig montierten Schalter
sind die beim Umgießen der Kontaktkämme noch vorhandenen Brückenbereiche entfernt und so die elektrische Isolierung
der einzelnen Schaltereinheiten voneinander verwirklicht.
Zur Herstellung bestimmter Scha Lterkonfigurationen
können die Brückenbereiche an bestimmten Stellen des Schalters
auch nach dessen Fertigstellung verbleiben.
Ein am hinteren Flansch des Kontaktträgers anzusetzendes
Kupplungsstück, das mittels entsprechender Schnappelemente in die Bohrungen des Flansches eingreift und mit weiteren
Schnappelementen den Flansch umgreift, dient zum Ankuppeln weiterer baugleicher Schalter, deren verlängerte Schalterachse
in eine Bohrung der Schalterachse des vorderen Schalters
eingreift und von dieser formschlüssig geführt wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung kann unter Benutzung
des oben beschriebenen Kupplungsstückes an den erfindungsgemäßen
Schalter ein konstruktiv angepaßter, an sich bekannter Thermoschalter, der elektrisch unabhängig
vom oben beschriebenen Schalter wirkt, an den hinteren
Flansch desselben angesetzt werden und damit neben der Scha Lt funktion auch überwachungs-, Steuerungs- und Regelfunktionen
realisiert werden.
Bei der Ausführung dieses Verfahrensschrittes kann ein
Teil der Brückenbereiche belassen werden, um die Schalter
elektrisch zu konfigurieren.
In weiteren Verfahrensschritten können die Schalter durch
Ansetzen eines KuppLungsstuckes am rückwärtigen Flansch mit weiteren gleichartigen Schaltereinheiten komplettiert werden.
Ausführungsbeispiele
Die Neuerung wird nachfolgend anhand von 3 Ausführungsbei
spielen und 6 Fig. näher beschrieben.
Ausführungsbeispiel 1
In diesem, in Fig. 1 bis Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Kontaktkamm 1, bestehend aus mehreren Anschluß-
2, und Kontaktbereichen 3 sowie mindestens einem Brückenbereich 4, wobei die Kontaktbereiche 3 eine der Senkung
des Kontaktübergangswiderstandes dienende Kontaktplatte
5 bekannter Bauart tragen können, einem zweiten Kontaktkamm 6, der anstelle der Kontaktbereiche 3 jedoch Polbereiche
7 mit mittig eingebrachten Bohrungen 8 trägt, im Abstand a gegenüberliegend angeordnet und mit geeigneten Mitteln,
zweckmäßigerweise in äer Gußform, fixiert. Die Anschlußbereiche
2 sind gegenüber den Kontakt kämmen um 90° abgewinkelt und stehen zur Längsachse der Kontaktkämme 1;6
um etwa 45° Grad verdreht. Im AusführungsbeispieL sind die
Anschlußbereiche 2 als Steckanschlüsse ausgeführt. Es ist
auch möglich, diese in bekannter Weise als Schraub-, Klemm-Löt-
oder Wickelanschluß auszuführen.
Die beschriebene Anordnung wird mit einem thermoplastischen
Werkstoff in einer Gußform umgössen. Die dabei entstehende Baueinheit 9, die als Kontaktträger 10 für die Kontakt kämme
1;6 an den Stirnseiten Flansche 11 mit Aussparungen 12 zur Aufnahme von kombinierten Befestigungs- und Sicherungselementen
13 und die Montage einer Schaltwalze 18 hat, verbindet
die Kontaktkämme 1;6 unlösbar miteinander.
Der Kontaktträger 10 besitzt im Kontakt- 3 und Polbereich 7 Aussparungen 14, so daß diese frei zugänglich bleiben. Ferner besitzt der Kontaktträger 10 in den Brückenbereichen 4 der Kontakt kämme 1;6 Aussparungen 15, durch die ein Teil der Brückenbereiche nicht mit eingegossen ist.
Der Kontaktträger 10 besitzt im Kontakt- 3 und Polbereich 7 Aussparungen 14, so daß diese frei zugänglich bleiben. Ferner besitzt der Kontaktträger 10 in den Brückenbereichen 4 der Kontakt kämme 1;6 Aussparungen 15, durch die ein Teil der Brückenbereiche nicht mit eingegossen ist.
Zwischen Kontakt- 3 und PoLbereichen 7 hat der Kontaktträger
10 eine Vertiefung, die das aus je einer Spiralfeder 16, einem Kontaktbügel 17 und der Schaltwalze 18 mit Nocken
19 gebildete Schaltwerk aufnimmt.
Der Kontaktbügel hat am polseitigen Ende einen abgewinkelten Ansatz 23, mit dem er in die Bohrung 8 des Polbereiches
7 eingrei ft.
Die Schaltwalze 18 ist als Hohlwelle mit Nocken 19, die
die Scha It funktionen erzeugen, ausgeführt, wird von den
Bohrungen 30 der Flansche 11 geführt und durch die in die Aussparungen 12 der Flansche 11 eingesetzten Befestigungsund
Sicherungselemente 13 fixiert, Sie besitzt eine einseitig abgeflachte Verlängerung 24 zur Aufnahme der Betätigungselemente
und ist im hinteren Teil mit einer Bohrung 25 gleicher Geometrie, wie die Verlängerung 24, versehen.
Durch je ein Befestigungs- und Sicherungselement 13, die in die Aussparungen 12 der Flansche 11 eingesetzt werden, wird die Schaltwalze 18 gesichert. Zugleich ermöglichen die Befestigungs- und Sicherungselemente 13 die Montage des Schalters am späteren Einsatzort.
Durch je ein Befestigungs- und Sicherungselement 13, die in die Aussparungen 12 der Flansche 11 eingesetzt werden, wird die Schaltwalze 18 gesichert. Zugleich ermöglichen die Befestigungs- und Sicherungselemente 13 die Montage des Schalters am späteren Einsatzort.
In die Befestigungs- und Sicherungselemente 13 eingebrachte
Bohrungen 26, die mit Gewinde versehen sein können, dienen der Befestigung des Schalters am Einsatzort. In weiteren
vorteilhaften Ausführungsformen des Schalters können
mittels der Befestigungs- und Sicherungselemente 13 an den
Flanschen 11 auch zusätzliche Steuer-, Regel- oder Betätigungselemente
befestigt werden.
Nach der Herstellung der Baueinheit 10, gegebenenfalls auch
nach dem Erreichen späterer Montagezustände, werden die Brückenbereiche 4 der Kontaktkämme 1;6 mittels geeigneter
Werkzeuge durch die im Kontaktträger 10 vorhandenen Aussparungen 15 hindurch getrennt. Die bis dahin verbundenen
Pol- 7 beziehungsweise Kontaktbereiche 3 der Kontaktkämme
1;6 werden dabei voneinander getrennt, wobei nach dem Trennvorgang zwischen diesen keine Material- oder elektrische
Verbindung mehr besteht.
Durch die formschlüssige Verbindung der Einzelelemente der
Schaltereinheiten mit dem Kontaktträger 10 werden diese sieher
gehalten.
In wesentlichen Teilen des Kontakt- 3 und des Polbereiches
7 sind die Kontaktkämme 1;6 luftisol iert, im hinteren Teil
des Kontakt- 3 beziehungsweise Polbereiches 7 an 3 Seiten
in Plastwerkstoff eingebettet. Dadurch ist die Möglichkeit
gegeben, bei den Schaltvorgängen oder bei der Leistungsübertragung
entstehende Verlustwärme durch Wärmestrahlung
und -konvektion abzuführen.
Ausführungsbeispiel 2
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Schalter mit dem
gleichen Grundaufbau,, wie oben beschrieben, und mit mindestens
2 Schaltereinheiten verwendet. Nach erfolgter Herstellung
des Kontaktträgers 10 werden allerdings nur die Brückenbereiche 4 in den Kontakt kämmen 1;6 durchtrennt, die
zur Sicherung der Schalterfunktion eine elektrische Trennung
erforderlich machen.
Durch diese Verfahrensweise kann ein Schalter je nach der
zu erfüllenden Scha It funktion verschieden konfiguriert werden.
Abhängig von der Konfiguration des Schalters können so
mehrere Schaltereinheiten auf der Kontakt- 3 oder auf der
Polseite 7 para LlelgeschaItet werden.
Ausführungsbeispiel 3
Bei diesem, in Fig. 4 und Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel
wird ein Schalter mit einem Aufbau entsprechend dem in den Ausführungsbeispielen 1 und 2 beschriebenen verwendet
.
Mindestens 2 Schalter beliebiger Konfiguration werden mit
einem Kupplungsstück 20, das an der Rückseite des Schalters 21 angesetzt wird, verbunden. Die Verlängerung der Schalterachse
24 des Schalters 22 greift dabei in die entsprechende Bohrung 25 der Schalterachse 18 des Schalters 21 ein
und bildet so die mechanische Verbindung der Schalterachsen .
Ausführungsbeispiel 4
In diesem, in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel werden
mindestens zwei der in den Ausführungsbeispielen 1 bis
3 beschriebenen Schalter miteinander kombiniert.
Dazu wird am rückwärtigen Flansch 11 des Schalters 21 ein Kupplungsstück 20, das mit Schnappelementen 34 den rückwärtigen Flansch 11 des Schalters 21 außen umklammert, angedrückt.
Dazu wird am rückwärtigen Flansch 11 des Schalters 21 ein Kupplungsstück 20, das mit Schnappelementen 34 den rückwärtigen Flansch 11 des Schalters 21 außen umklammert, angedrückt.
In die rückwärtige Bohrung 25 der Schalterachse 18 des
Schalters 21 wird die Verlängerung der Schalterachse 24
des Schalters 22 bis zum Anschlag eingeschoben. Das Kupplungsstück 20 rastet dabei mittels der Schnappelelemente
33 in die Bohrung 26 des im vorderen Flansch 11 des Schalters 22 eingedrückten Befestigungs- und Sicherungselementes 13 ein, umgreift mittels der Schnappelemente 34
den vorderen Flansch 11 des Schalters 22 und arretiert diesen.
den vorderen Flansch 11 des Schalters 22 und arretiert diesen.
Die so entstandene Schalterkombination kann auf gleiche
Weise durch Anstecken weiterer Scha Ltereinheiten erweitert
werden.
Claims (5)
1. Elektrischer Schalter mit Schalterkörper, auf dem einander
gegenüberliegend Ruhekontaktbereiche mit Anschlußelementen
und in einem dazwischen befindlichen Raum, parallel zu den Ruhekontaktbereichen liegend, eine, Schaltnocken
tragende, Schaltwalze, die im Zusammenwirken mit quer zur
Schaltwalze Liegenden, federbelasteten, Kontaktbügeln, welche
an ihren Endpunkten mit den Ruhekontaktbereichen in Verbindung stehen, angeordnet ist und wenigstens zwei nebeneinanderliegende,
voneinander unabhängig wirkende, nokkengesteuerte, Schaltwerke bildet, gekennzeichnet dadurch,
daß ein Kontaktkamm 1, jeweils bestehend aus Anschluß- 2, Kontakt- 3 und Brückenbereich 4, und ein Kontaktkamm 6, bestehend
aus Anschluß- 2, Pol- 7 und Brückenbereich 4, der Polbereich 7 mit einer Bohrung 8 versehen, im Abstand a einander
gegenüber angeordnet, mit thermoplastischem Werkstoff
teilweise umgössen sind und so die Baueinheit 9 aus Kontaktträger 10 mit den eingegossenen Kontaktkämmen 1;6,
den Flanschen 11 mit Aussparungen 12 zur Aufnahme der Befestigungs- und Sicherungselemente 13 und Bohrung 30 zur
Aufnahme der Schaltwalze 18 sowie Aussparungen 14 im Pol- 7 beziehungsweise Kontaktbereich 3 der Kontaktkämme 6;1, Aussparungen
15 im Brückenbereich 4 sowie einer Ausnehmung 28 zur Aufnahme eines Nocken 31 und einer Spiralfeder 32 entsteht,
komplettiert mit einer aus einer Spiralfeder 16 und Kontaktbügel 17, der an einem Ende mit dem Ansatz 23 in die
Bohrung 8 eingehängt ist, bestehenden Kontaktbrücke, einem aus Nocken 31 und Spiralfeder 32 bestehenden Federindex,
einer Schaltwalze 18 mit Nocken 19, Verlängerung 24 zur Aufnahme von Bedienelementen und einer rückseitig eingebrachten
Bohrung 25, durch die Bohrung 30 der Flansche 11 geführt und je ein in die Aussparung 12 der Flansche 11
eingesetztes Befestigungs- und SieherungseLement 13, wobei
die Brückenbereiche 4 der Kontaktkämme 1;6 nach Herstellung
der Baueinheit 9 im Bereich der Aussparungen 15 unterbrochen sind.
2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet
dadurch,, daß nach dem Herstellen der Baueinheit 9 nur die
Brückenbereiche 4 der Kontakt kämme 1;6 im Bereich der Aussparung
15 getrennt werden, die zur Gewährleistung der elektrischen
Isolation benachbarter Schaltwerke unterbrochen sein müssen.
3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, gekennzeichnet
dadurch, daß nach dem Herstellen der Baueinheit 9 nur bestimmte Brückenbereiche 4 der Kontakt kämme 1;6 im Bereich
der Aussparungen unterbrochen und damit unterschiedliche elektrische
Konfigurationen der Schalter erzeugt worden sind.
4. Elektrischer Schalter, bestehend aus wenigstens zwei,
nach einem der Ansprüche 1 bis 3 ausgeführten Schaltern, bei denen die Schalterachse des vorderen Schalters in einer
Bohrung die Verlängerung der Schalterachse des hinteren
Schalters formschlüssig aufnimmt, gekennzeichnet dadurch,
daß an den rückwärtigen Flansch 11 des Schalters 21 ein Kupplungsstück 20, das mit seitlichen Schnappelementen 34
den FLansch 11 umgreift, angesetzt ist und an dieses wiederum Schalter 22 angedrückt ist, wobei die Schnappelemente
33 in die Bohrungen 26 des im vorderen Flansch 11 des Schalters 22 eingesetzten Befestigungs- und Sicherungselementes
13 einrasten und die Schnappelemente 34 den Flansch 11 des Schalters 22 umgreifen.
5. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß an den rückwärtigen FLansch 11
des hinteren Schalters ein Kupplungsstück 20 mit den, den Flansch 11 umgreifenden, Schnappelementen 34 angesetzt und
an diesem ein konstruktiv angepaßter, mittels der Schnappelemente 33 und 34 gehaltener Thermoschalter bekannter Bauart
befestigt ist.
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Publication number | Publication date |
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DE4132046A1 (de) | 1993-04-08 |
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