DE9319762U1

DE9319762U1 - Schalter, insbesondere Druck-, Schiebe- oder Stößelschalter

Info

Publication number: DE9319762U1
Application number: DE9319762U
Authority: DE
Original assignee: Merit Elektrik GmbH
Current assignee: Merit Elektrik GmbH
Priority date: 1993-12-22
Filing date: 1993-12-22
Publication date: 1995-04-20
Anticipated expiration: 2003-12-23

Description

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DIPL.-ING. KLAUS-JÜRGEN SCHWARZ

PATENTANWALT SCHWARZ, GLUCKSTRASSE 7, D-53115 BONN EUROPEAN PATENT ATTORNEY

Anmelder: 21. Dezember 1993

Merit-Elektrik GmbH
Kaiserstraße 177a

51643 Gummersbach

VNR: 108 545

ANWALTSAKTE
2 661/93

Gebrauchsmuster Schalter, insbesondere Druck-, Schiebe- oder

Stößelschalter

Die Erfindung betrifft einen Schalter, insbesondere einen Druck-, Schiebe- oder Stößelschalter, mit einem Schaltsystem, das zu einem schnellen Schließen oder Öffnen der elektrischen Kontakte des Schalters führt, wobei der Schalter eine gegenüber einem Festkontaktteil bewegliche zweiarmige Schaltbrücke mit einem Nocken aufweist, die auf einem Lagerbock kippbar gelagert ist, und mit einem in Schaltrichtung entlang der Schaltbrücke quer zu dem Lagerbock bewegbaren Betätigungsteil, das einen senkrecht zu der Schaltbrücke federnden Nokken derart aufweist, daß sich die Scheitelpunkte der beiden Nocken überwinden müssen, bevor das Schaltsystem in die angestrebte Schaltstellung gelangt.

Bei einem derartigen bekannten Schiebeschalter
(EP-A-O 112 651) ist eine als Schaltwippe ausgebildete zweiarmige Schaltbrücke am Schaltersockel auf einer als Lagerbock dienenden Kontaktschneide schwenkbar gelagert, die mit einer

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D-53115 Bonn Telegramme* Bonripateit Bonn»* · " I .* (BLZ 38070059) 0503185 (BLZ 37010050) 166927-501

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der beiden Anschlußklemmen des Schalters elektrisch leitend verbunden ist. Die Schaltbrücke besitzt oberhalb der Lagerstelle einen quer zur Betätigungs- oder Schaltrichtung eines Betatigungsschiebers aufragenden symmetrischen Schaltnocken und ist durch eine Abdichtmembran geschützt, auf der der Betätigungsschieber mit einem daran nach oben federnd auslenkbaren, ebenfalls quer zur Schaltrichtung symmetrisch ausgebildeten Schaltnocken entlanggleitet. Infolge der symmetrischen Ausbildung der miteinander zusammenwirkenden beiden symmetrischen Nocken an der Schaltbrücke und am Betätigungsschieber ergibt sich bei jedem Schaltvorgang beim Überschreiten des Totpunktes zwischen den beiden Nocken eine plötzliche schlagartige Umschaltbewegung der Schaltbrücke von der einen in die andere Schaltstellung, die weitgehend abhängig ist von der Betätigungsgeschwindigkeit des Schalters und daher nur schwer unter Kontrolle gehalten werden kann. Die Schalterkonstruktion muß daher so ausgelegt werden, daß sie auch höchsten mechanischen Belastungen infolge unkontrollierter Betätigung standhält.

Dies gilt auch für einen weiteren aus GB-A-730 387 bekannten Schiebeschalter, bei dem die mit einem symmetrischen Nocken ausgebildete zweiarmige Schaltbrücke durch eine als Schaltnocken dienende federbelastete Kugel, die am Schaltschieber in einer zur Schaltrichtung senkrechten Bohrung gegen den Druck einer Schraubenfeder verschiebbar gelagert ist, betätigt wird. Auch bei diesem Schalter wird die Schaltbrücke beim Überschreiten der Totpunktstellung jeweils schlagartig in die andere Schaltstellung bewegt ebenso wie bei einem weiteren bekannten Schnappschalter nach CH-A-288 004, bei dem die Schaltbrücke von einem Nocken betätigt wird, der an einer in Schaltrichtung verschiebbaren Antriebsstange quer zur Schaltrichtung federnd auslenkbar angeordnet ist.

Nicht anders liegen die Verhältnisse bei weiteren derartigen Kippschaltern, wie sie aus DE-U-82 33 913, US-A-2 961 505, GB-A-825 456 und US-A-3 867 604 bekannt geworden sind. Bei diesen bekannten Kippschaltern wird die am Schaltersockel oder am Boden des Schaltergehäuses schwenkbar gelagerte Schaltbrücke durch einen am schwenkbaren Kipphebel federnd gelagerten kugel- oder halbkugelförmigen Schaltnocken nach Überschreiten der Totpunktstellung ebenfalls jeweils schlagartig von einer in die andere Schaltstellung bewegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Schalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 ein besonders einfach aufgebautes Schaltsystem zu schaffen, das unabhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit des Schalters stets eine genau kontrollierte Schaltbewegung der Schaltbrücke sicherstellt und dadurch neben einer Verbesserung des Schaltgefühls auch eine qualitative Verbesserung des Schaltvorganges mit sich bringt.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Nocken am Betätigungsteil des Schalters auch in Schaltrichtung federnd auslenkbar angeordnet ist.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch die in Schaltrichtung federnde Anordnung des Nockens am Betätigungsteil des Schalters die Schaltbewegung der Schaltbrücke von einer Schaltstellung in die andere weitestgehend unabhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit des Schalters wird. Bei der Betätigung des Schaltstößels oder Schaltschiebers wird der Betätigungsnocken nicht sogleich mit der gleichen Geschwindigkeit gegen den Nocken an der Schaltbrücke bewegt, sondern kann gegen die Wirkung einer Druck- oder Zugfeder zunächst etwas zurückbleiben und erst im Verlaufe der weiteren Bewegung des Stößels oder Schiebers an dem Nocken der Schaltbrücke aufgleiten bis zur Überwindung der Totpunktstellung, um sodann unter gleichzeitiger Unterstützung durch die in Schaltrich-

• ·

tung auf den Betätigungsnocken wirkende Feder die Schaltbrücke schlagartig in die neue Schaltstellung zu bewegen.

Hierdurch wird die Schaltung oder Umschaltung der Schaltbrücke von einer in die andere Schaltstellung weitestgehend unabhängig von der Betätigungsgeschwindigkeit des Druckstößels oder des Schaltschiebers, was zu einem äußerst positiven und stets gleichbleibenden Schaltgefühl führt bei gleichzeitiger Erhöhung der Schaltgeschwindigkeit, ohne die Funktionsfähigkeit des Schalters in irgendeiner Weise zu beeinträchtigen.

Der Nocken an dem Betätigungsteil des Schalters kann in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gegen den Nocken an der Schaltbrücke selbstfedernd sein. Es ist aber auch möglich, den Nocken an dem Betätigungsteil durch eine Druckfeder zu beaufschlagen.

Die Schaltgeschwindigkeit kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung auch noch dadurch optimiert werden, daß einer oder beide Nocken ein in Schaltrichtung asymmetrisches Profil aufweisen. Hierdurch kann auch das Schaltgefühl weiter verbessert werden.

Eine besonders kompakte und funktionssichere Bauweise eines solchen Schalters ergibt sich ferner dadurch, wenn der Nocken an der Schaltbrücke zwischen seitlichen Einschnürungen, die durch seitliche Führungsköpfe des Lagerbockes geführt sind, ausgeprägt ist. Ein besonders guter Stromübergang zwischen Lagerbock und Schaltbrücke wird dabei dadurch erreicht, daß die Schaltbrücke auf seitlichen Lagerflächen zwischen den Führungsköpfen des Lagerbockes elektrisch leitend aufliegt, insbesondere wenn der Lagerbock zwischen den Lagerflächen unterhalb des Nockens eine Ausstanzung aufweist, so daß an

beiden Lagerflächen ein einwandfreier Stromübergang vorhanden ist.

Weiterhin kann das Schaltgefühl auch noch dadurch optimiert werden, daß der Nocken an dem Betätigungsteil und/oder an der Schaltbrücke als Federzunge ausgebildet ist, wobei auch das Festkontaktteil begrenzt federnd ausgebildet sein kann.

Die Funktionsweise des Schalters kann somit durch entsprechende Gestaltung der Nocken und der miteinander zusammenwirkenden Teile leicht den jeweiligen Erfordernissen angepaßt werden. So können die Nocken des Schalters wahlweise ein- oder mehrteilig mit dem Betätigungsteil gefertigt sein. Ebenso kann jeder Nocken wahlweise aus einem anderen Material als der damit zusammenwirkende andere Nocken und auch als sein eigenes Trägerteil gefertigt sein.

Ein bevorzuges Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch das Schaltsystem eines Druck-, Schiebe- oder Stößelschalters in der Ausstellung der Kontakte,

Fig. 2 eine raumbildliche Darstellung der Lagerung der Schaltbrücke des Schaltsystems an einem gleichzeitig der Stromführung dienenden Lagerbock,

Fig. 3 einen Fig. 1 entsprechenden Schnitt durch das Schaltsystem während eines Schaltvorganges kurz vor dem Überwinden der Scheitelpunkte der Nocken von Betätigungsteil und Schaltbrücke und

Fig. 4 das Schaltsystem nach Überwindung der Scheitelpunkte mit geschlossenen Kontakten in der EIN-Schaltstellung.

Das gezeigte Schaltsystem eines Schalters 1, der beispielsweise ein Druck-, Schiebe- oder Stößelschalter sein kann, ist so ausgebildet, daß die Überwindung eines Scheitelpunktes zwischen den Nocken 2a, 3a des Betätigungsteils 2 und einer zweiarmigen Schaltbrücke 3 beim EIN- oder AUS-Schaltvorgang zu einem schnellen Schließen oder Öffnen der elektrischen Kontakte 4, 5 des Schalters 1 führt.

Das Betätigungsteil 2 kann eine Drucktaste, ein Schieber oder ein Stößel sein und wirkt auf ein Schieberteil 6 mit einem Nocken 2a ein, der ein federndes Bestandteil des Schieberteils 6 sein oder unter dem Einfluß einer Druckfeder 7 stehen kann, die den am Schieberteil 6 federnd gelagerten Nocken 2a gegen die Schaltbrücke 3 mit dem Nocken 3a drückt. Die Schaltbrücke 3 ist auf einem am Boden oder Sockel des Schaltergehäuses unterhalb des Schieberteils 6 quer zur Schaltrichtung 9 angeordneten Lagerbock 8 kippbar gelagert und weist einen Kontaktniet 10 auf, der mit einem Kontaktniet 11 an einem vorzugsweise gering federnden Festkontaktteil 12 zusammenwirkt. Je nach Belastung des Schalters 1 können die Kontaktniete 10, 11 auch durch Ausprägungen oder Punzungen an den miteinander zusammenwirkenden Kontaktteilen ersetzt werden.

Dadurch, daß das Festkontaktteil 12 begrenzt federnd ausgebildet ist, wird die Gefahr des Kontaktprellens verringert. Der Lagerbock 8 ist zugleich Stromzuführung oder Stromabnehmer für die Schaltbrücke 3.

Der Nocken 2a ist mit einem Träger 14 am Betätigungsteil 2 des Schalters 1 gegen die Wirkung einer weiteren Feder 7a

auch in Schaltrichtung 9 auslenkbar angeordnet. Die Feder 7a kann eine Druckfeder oder bei entsprechender Anordnung auch eine Zugfeder sein. Beide Nocken 2a, 3a haben ein in Schaltrichtung 9 asymmetrisches Profil mit einer steilen vorderen und einer flacher abfallenden hinteren Flanke.

Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, ist der Nocken 3a an der Schaltbrücke 3 zwischen seitlichen Einschnürungen 3b, die durch seitliche Führungsköpfe 8a des Lagerbockes 8 geführt sind, ausgeprägt. Die Schaltbrücke 3 liegt auf seitlichen Lagerflächen 8b zwischen beiden Führungsköpfen 8a elektrisch leitend auf. Der Nocken 3a kann ebenso wie der Nocken 2a als asymmetrisch geformte Federzunge ausgebildet sein. Um die Federwirkung des Nockens 3a nicht zu behindern, weist der Lagerbock 8 zwischen den Lagerflächen 8b unterhalb des Nokkens 3a eine Ausstanzung 8c auf.

Fig. 1 zeigt die Ruhestellung des Schaltsystems, die in diesem Ausführungsbeispiel gleichzeitig die AUS-Stellung ist.

Bei einer Betätigung des Stößels oder der Drucktaste gemäß Fig. 3 gleitet der Nocken 2a des Schieberteils 6 auf der Oberfläche der Schaltbrücke 3 unter dem Druck der Druckfeder 7 gegen den Druck einer Rückstellfeder 13 und trifft auf den Nocken 3a der Schaltbrücke 3, wodurch sich der Widerstand gegen das Betätigungsteil 2 erhöht. Hierdurch steigt die Betätigungskraft an, bis die Scheitelpunkte der miteinander zusammenwirkenden beiden Nocken 2a, 3a gemäß Fig. 4 überschritten sind, was nicht nur zu einem abrupten Nachlassen der erforderlichen Betätigungskraft führt, sondern auch zu einem außerordentlich schnellen Schließen der Kontakte 4, 5. Bei der umgekehrten Bewegung des Schieberteils 6 unter der Wirkung der Rückstellfeder 13 erfolgt ebenso das kritische Öffnen der Kontakte 4, 5 erst beim Überwinden der Scheitel-

punkte zwischen den beiden Nocken 2a, 3a schnell und damit vorteilhaft.

Das Schaltsystem ist ferner so ausgebildet, daß, wie in Fig. 1 bis 4 gezeigt ist, bei Bewegung des Betätigungsteiles 2 in Betätigungs- oder Schaltrichtung 9 der Nocken 2a mit seiner steileren Flanke auf eine Flanke des Nockens 3a trifft. Hierdurch baut sich bei fortdauernder Betätigung Kraft zunächst in der Feder 7a, dann in der Feder 7 auf und zwar solange, bis diese Kraft zur gegenseitigen Überwindung der Scheitelpunkte der Nocken 2a und 3a ausreicht. Im Augenblick der Überwindung der Scheitelpunkte kippt die Schaltbrücke 3 von der einen in die andere Schaltstellung um und - allein durch die Kraft der sich entspannenden Federn - erreicht der Schalter seine angestrebte Stellung. Dieses vermittelt dem Benutzer ein sehr positives Schaltgefühl. Der Vorgang ist im Prinzip in beiden Bewegungsrichtungen identisch, wobei zum Beispiel bei einem Druckschalter die eine Bewegungsrichtung manuell, die andere durch Federkraft betätigt bzw. erzeugt wird.

Es kann der Wunsch bestehen, dem Benutzer des Schalters bei dessen Betätigung das Gefühl eines Druckpunktes zu vermitteln. Zu diesem Zweck ordnet man die steilen Flanken der in Schaltrichtung 9 asymmetrisch ausgebildeten Nocken 2a und 3a so an, daß sie zueinander stehen und damit gleichzeitig die flacheren Flanken der Nocken 2a und 3a bei der federbewirkten Rückstellung des Schalters zusammenwirken, was eine durchaus wünschenswerte und vorteilhafte Gestaltung ist, da eine zuverlässige Rückbewegung auch durch eine schwächere Rückstellfeder 13 sichergestellt werden kann. Dies wiederum reduziert die vom Benutzer aufzuwendende Betätigungskraft.

Andererseits besteht aber auch häufig der Wunsch nach einer sehr weichen Schalterbetätigung verbunden mit einer sehr

hohen Schaltgeschwindigkeit. Hierfür kommt eine Lösung in Frage, bei der bei der Schalterbetätigung in Schaltrichtung 9 die flacheren Flanken der beiden Nocken 2a und 3a aufeinandertreffen und nach Überwindung der Scheitelpunkte die steileren Flanken einen sehr schnellen Schaltvorgang bewirken.

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ANWALTSAKTE 2 661/93

Liste der Bezuqszeichen

1 Schalter

2 Betätigungsteil 2a Nocken

3 Schaltbrücke 3a Nocken

3b Einschnürungen

4 Kontakt

5 Kontakt

6 Schieberteil

7 Druckfeder 7a Feder

8 Lagerbock

8a Führungsköpfe

8b Lagerflächen

8c Ausstanzung

9 Schaltrichtung

Kontaktniet Kontaktniet Festkontaktteil Rückstellfeder Träger

Claims

Schutzansprüche

Schalter, insbesondere Druck-, Schiebe- oder Stößelschalter, mit einem Schaltsystem, das zu einem schnellen Schließen oder Öffnen der elektrischen Kontakte des Schalters führt, wobei der Schalter eine gegenüber einem Festkontaktteil bewegliche zweiarmige Schaltbrücke mit einem Nocken aufweist, die auf einem Lagerbock kippbar gelagert ist, und mit einem in Schaltrichtung entlang der Schaltbrücke quer zu dem Lagerbock bewegbaren Betätigungsteil, das einen senkrecht zu der Schaltbrücke federnden Nocken derart aufweist, daß sich die Scheitelpunkte der beiden Nocken überwinden müssen, bevor das Schaltsystem in die angestrebte Schaltstellung gelangt, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (2a) am Betätigungsteil (2) des Schalters (1) auch in Schaltrichtung (9) federnd auslenkbar angeordnet ist.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Nocken (2a) an dem Betäti-

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gungsteil (2) gegen den Nocken (3a) an der Schaltbrücke (3) selbstfedernd ist.
3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder beide Nocken (2a, 3a) ein in Schaltrichtung (9) asymmetrisches Profil aufweisen.
4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a durch gekennzeichnet, daß der Nocken (3a) an der Schaltbrücke (3) zwischen seitlichen Einschnürungen (3b) , die durch seitliche Führungsköpfe (8a) des Lagerbockes (8) geführt sind, ausgeprägt ist.
5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Schaltbrücke (3) auf seitlichen Lagerflächen (8b) zwischen den Führungsköpfen (8a) des Lagerbockes (8) elektrisch leitend aufliegt.
6. Schalter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Lagerbock (8) zwischen den Lagerflächen (8b) unterhalb des Nockens (3a) eine Ausstanzung (8c) aufweist.
7. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a durch gekennzeichnet, daß der Nokken (2a, 3a) an dem Betätigungsteil (2) und/oder an der Schaltbrücke (3) als Federzunge ausgebildet ist.
8. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a durch gekennzeichnet, daß das Festkontaktteil (12) begrenzt federnd ausgebildet ist.