EP0698901B1 - Drucktastenschalter - Google Patents

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EP0698901B1
EP0698901B1 EP95110697A EP95110697A EP0698901B1 EP 0698901 B1 EP0698901 B1 EP 0698901B1 EP 95110697 A EP95110697 A EP 95110697A EP 95110697 A EP95110697 A EP 95110697A EP 0698901 B1 EP0698901 B1 EP 0698901B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching
spring
switch
plunger
slide
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP95110697A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0698901A1 (de
Inventor
Herbert Dr. Bonrath
Gerhard Hochgesang
Ulrich Brüggemann
Hans-Karl Heil
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Preh GmbH
Original Assignee
Preh GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Preh GmbH filed Critical Preh GmbH
Publication of EP0698901A1 publication Critical patent/EP0698901A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0698901B1 publication Critical patent/EP0698901B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/12—Movable parts; Contacts mounted thereon
    • H01H13/20—Driving mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/26—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members
    • H01H13/28—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members using compression or extension of coil springs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/50—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member
    • H01H13/56—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member the contact returning to its original state upon the next application of operating force
    • H01H13/562—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member the contact returning to its original state upon the next application of operating force making use of a heart shaped cam

Definitions

  • the invention relates to a push button switch, in particular Power switch, with contacts fixed to the housing and at least one means a plunger movable contact bridge, with a spring switch, that between the plunger and a manually operated Switch slide is effective, and with a locking device for the Switch slide, the switch slide alternately when pressed goes into the on position and the off position.
  • Such switches are used to separate the electrical devices from the Consumer electronics, especially used in television sets.
  • Such a push button switch is known from DE-AS 1 590 503. It has been shown that such push button switches despite the Jump switch by means of the slide switch in an undesirable manner are manipulable so that the contact pressure is influenced. If at such push button switches the slide switch is not sufficient is operated quickly, so it is very slow and / or only partially is pushed through, despite the spring mechanism, that the contact pressure with which the contact bridge is fixed to the housing Contacts, goes to zero and maintain this state manually can be. This has an increase in contact resistance and consequently contact heating. So that's a increased contact wear. It can also become a Overheating of the push button switch come, not only that Functionality or lifespan reduced, but also a Forms fire hazard source.
  • a push button switch is known with a locking device that a backdrop and one engaging in this Has locking fingers as locking parts. To in the direction of actuation to counteract an overuse of its actuator one of the locking parts can be avoided by a spring means held.
  • the springs of the spring switch mechanism pass through their tensioned state when the slide switch moves. If the plunger begins to move, it is braked by the friction surface pairing before it reaches a point of transition, while the necessary contact pressure is maintained. The point of transition is only reached when the springs are in a stronger state of tension than without the deliberate delay in the movement of the plunger in front of the point of transition; the plunger also passes through the transition point more quickly. As a result, the switching point and thus the contact pressure can hardly be influenced by incorrect actuation of the slide switch. There is therefore no danger that the slide switch is manipulated and / or blocked in positions in which an increased contact resistance or arc leads to overheating and the associated increased wear or to a source of fire hazards.
  • the object of the invention is therefore based on the generic Push button switch, the switching behavior, especially with regard to the contact improve.
  • the above object is for a push button switch of the type mentioned by the features of claim 1.
  • a housing (1) of the push button switch has a base part (2) and a cover part (3). At the bottom part (2) there are two pairs of contacts (4.5 or 6.7) attached. Each pair of contacts (4.5 or 6.7) is one Contact bridge (8.9) assigned. It is a two-pole Counter.
  • the plunger (10) is at the bottom part (2) there is a plunger (10) in the direction of the longitudinal axis (L) slidably mounted.
  • the plunger (10) has two chambers on, in the compression springs (11,12) are inserted. These are supported on the one hand in each case on a pin (13) of the chamber and on the other hand the contact bridge (8 or 9).
  • the contact bridge (8 or 9) has for this an indentation (14).
  • the contact bridges (8,9) protrude on both sides of the longitudinal axis (L) through openings (15) in the plunger (10) in which they have play.
  • a spring-elastic tongue (16) is formed on the plunger (10), with a hump (17) formed on the base part (2) in the further interacts in a manner described in more detail below.
  • a first slope (18) the hump (17) and a first slope (19) of the tongue (16) form a first pair of friction surfaces.
  • a second slope (20) of the hump (17) and a second slope (21) of the tongue (16) form a second Friction surface pairing (see. Fig. 2, Fig. 4).
  • a slide switch (22) in the direction of Longitudinal axis (L) slidably mounted in the direction of the longitudinal axis (L) protrudes beyond the housing (1) and outside the housing (1) a receiving pin (23) for a push button, not shown forms.
  • An approximately heart-shaped backdrop (27) is formed on the slide switch (22), which is used to guide a locking lever (28).
  • the locking lever (28) engages in the profile with a hexagonal pin (29) Backdrop (27).
  • a notch (30) is provided on the outside of the base part (2), into which a curve (31) of the locking lever (28) engages.
  • the locking lever (28) also has a outside of the bottom part (2) Approach (32) which engages in a compression spring (33), which at the same time the return spring (33) for the slide switch (22).
  • the return spring (33) lies in a chamber (34) of the slide switch (22) and is held in this by a projection (35).
  • the locking lever (28) has on its return spring (33) facing Side a slope (36) so that the locking lever (28) the tendency has, stored in the notch (30) with its pin (29) in one Preferred direction to pivot - in Fig. 1, 3 to the right -.
  • the described push button switch is mechanically simple assemble. All parts can be viewed from the same side (In Fig. 1 perpendicular to the plane of the drawing, in Fig. 2 from the right in the bottom part 2) are inserted.
  • the springs described can be used mechanically. In the same direction it will Cover part (3) placed on the left in Figures 1, 3 Longitudinal axis (L) is shown. Pins formed on ribs (37) (38) and pin (39) engage in bores (40) of the base part (2)
  • a lower peripheral edge (41) of the base part (2) forms a support for a circuit board, not shown, with which the contacts (4 to 7) can be connected.
  • the contacts (4 to 7) are protected within the edge (41) so that no particles of can reach the outside of the contacts (4 to 7).
  • the Switch slide (22) by means of the return spring (33) against a stop (42) pressed.
  • the compression springs (26) are relatively relaxed and the plunger (10) is pressed by these against a stop (43).
  • the compression springs (11, 12) press the contact bridges (8, 9) against Edges (44) of the openings (15).
  • the contact bridges (8,9) are included spaced from the contacts (4.5 or 6.7).
  • the switch slide (22) moved in the direction of insertion (E).
  • the backdrop (27) moves with a guide section (47) opposite the pin (29) the locking lever (28).
  • the compression springs (26) tensioned, which go over their dead center.
  • the plunger (10) remains motionless.
  • the compression springs (26) act in the opposite direction, so that the plunger (10) now accelerates against the direction of insertion (E) becomes.
  • Movement strikes the second slope (21) of the tongue (16) on the second Slant (20) of the hump (17), these slants now as friction surfaces lie together.
  • the slide switch (22) For regular switching of the push button switch from the on position in the off position, the slide switch (22) actuated in the direction of insertion (E).
  • the slide switch (22) hits an edge (46) the bottom part (2).
  • the plunger (10) is still and held by the compression springs (26) so that its compression springs (11, 12) the necessary contact pressure between the contact bridges (8,9) and the Maintain contacts (4.5 or 6.7).
  • the slide switch (22) is then released, or in itself undesirably manipulated slowly returned. In both In cases it moves in under the action of the return spring (33) Direction (Z).
  • the compression springs (26) stretch up to theirs Dead center. Shortly before reaching the dead center begins to move the plunger (10) in direction (E). Because of the between the edges (44) and the contact bridges (8,9) existing free strokes (c) the contact bridges (8,9) from the edges (44) are not yet acted upon.
  • a free stroke (d) that is smaller than the free stroke (c).
  • the slide switch is in an intermediate position manipulated, in which the slopes (18, 19) are already against each other apply and the compression springs (26) in the area of their dead center then there is still no dangerous increase in the contact resistance between the contact bridges (8,9) and the Contacts (4.5 or 6.7) and also not the risk of manipulable Arcing.
  • the slope (19) parallel to the slope (18) and that to the slope (20) parallel slope (21) have different angles of inclination on, which are adapted to the described modes of operation.
  • the slopes (18, 19) are steeper than the slopes (20, 21) because the bevels (18,19) increase the effect of the springs (26) serve as energy storage and the slopes (20, 21) only braking should work.
  • the friction surface pairings (18, 19; 20, 21) can also be designed in this way be that they are not oblique to the direction of insertion (E), but parallel to lie to this. A resilient element is in this case unnecessary.
  • the surfaces leading to increased friction can then be designed with an appropriate surface structure be.
  • the locking lever (28) in the base part (2) is stored. He is then in this by means of an additional spring supported, its entrainment when moving in the direction of pull (Z) enables. It is also in reverse of the conditions described possible to store the locking lever (28) on the slide switch (22) and then to provide the backdrop (27) on the base part (2). If the locking lever (28) not the movement of the slide switch (22) when pulling in the direction of pull (Z) leaves free, the backdrop (27) can instead be mounted so that it participates in the movement of the locking lever (28) during such a movement.
  • FIG. This serves for example, the display of the respective switching state of the push button switch.
  • a first arm (50) of a shift rocker engages in this (51) a.
  • a second leg (52) of the shift rocker (51) has a circular opening (53) into which a pin (54) engages, which is formed on the extension (25) of the plunger (10).
  • the bolt (56) is on the cover part (3) (see Fig. 2) designed.
  • the contacts are in this intermediate state the contact bridges (8, 9) and the contacts (4, 5 and 6, 7) still so far apart that no arcing can occur.
  • this intermediate state there is play (S1) in the bearing recess (55) free, so that under the action of the now tensioned compression springs (26) (only one compression spring is shown in each of FIGS. 5 to 8) Jump plunger (10) against the locking in the manner described
  • the slide switch (22) snaps into the switch-on position shown in FIG. 7, in which the contacts are closed.

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)
  • Switches With Compound Operations (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft einen Drucktastenschalter, insbesondere Netzschalter, mit gehäusefesten Kontakten und wenigstens einer mittels eines Sprungstößels beweglichen Kontaktbrücke, mit einem Sprungschaltwerk, 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 1 590 503 ist ein derartiger Drucktastenschalter bekannt. 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 aufrechterhalten werden kann. Dies hat eine Erhöhung des Kontaktwiderstands 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 beschrieben. 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. Ausschalten 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 Verriegelungseinrichtung 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 beschrieben. 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.
Aus der DE 36 44 437 C1 ist ein Drucktastenschalter bekannt mit einer Rasteinrichtung, die eine Kulisse und einen in diese eingreifenden Rastfinger als Rastteile aufweist. Um in Betätigungsrichtung einer Überbeanspruchung seines Betätigungsgliedes entgegenzuwirken ist eines der Rastteile durch ein Federmittel ausweichbar gehalten.
In der DE 43 01 192 C1, die die Grundlage für den Oberbegriff des Anspruchs 1 bildet, ist ein Drucktastenschalter beschrieben, bei dem manuelle Betätigungen kaum zu einem erhöhten Verschleiß und zu einer Funktionsunsicherheit 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 Sprungstößel und dem gehäusefesten Teil, wodurch das Umschnappen des Sprungstößels 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 Brandgefahrenquelle 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 gehäusefesten Kontakten abbremsen, wodurch ein Prellen der Kontakte unterdrückt wird. Obwohl der aus der DE-C 43 01 192 bekannte gattungsgemäße Drucktastenschalter bereits eine hohe Funktionssicherheit aufweist, lassen sich weitere Verbesserungen hinsichtlich Funktion und Schaltverhalten erreichen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ausgehend von dem gattungsgemäßen Drucktastenschalter, das Schaltverhalten, insbesondere hinsichtlich der Kontaktgabe zu verbessern.
Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Drucktastenschalter der eingangs genannten Art durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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 verwendet 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 erfolgt. 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 Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1
eine Aufsicht eines Drucktastenschalters in Ausschaltstellung, teilweise geschnitten,
Figur 2
eine Seitenansicht des Drucktastenschalters in Ausschaltstellung, im Schnitt,
Figur 3
eine Figur 1 entsprechende Darstellung des Drucktastenschalters in Einschaltstellung
und
Figur 4
eine Figur 2 entsprechende Ansicht des Druckttastenschalters in Einschaltstellung;
wobei die Figuren 1 bis 4 den schon in der älteren Patentanmeldung DE-A-43 01 192 beschriebenen Drucktastenschalter zeigen und
Figur 5 und Figur 6
Aufsichten eines erfindungsgemäßen Drucktastenschalters mit Schaltschwinge beim Einschaltvorgang (Übergang von der Ausschaltstellung in die Einschaltstellung) und
Figur 7 und Figur 8
Aufsichten des erfindungsgemäßen Drucktastenschalters 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 Druckknopf 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) ausgebildet, 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) vorgesehen, 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 Rückstellfeder (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 Figuren 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.
Die Funktionsweise des beschriebenen Drucktastenschalters ist etwa folgende:
In der in den Figuren 1, 2 dargestellten Ausschaltstellung ist der Schaltschieber (22) mittels der Rückstellfeder (33) gegen einen Anschlag (42) gedrückt. Die Druckfedern (26) sind relativ entspannt und der Sprungstößel (10) ist von diesen gegen einen Anschlag (43) gedrückt. Die Druckfedern (11,12) drücken die Kontaktbrücken (8,9) gegen Ränder (44) der Durchbrüche (15). Die Kontaktbrücken (8,9) sind dabei von den Kontakten (4,5 bzw. 6,7) beabstandet.
Soll der Schalter umgeschaltet werden, dann wird der Schaltschieber (22) in Eindrückrichtung (E) verschoben. Die Kulisse (27) verschiebt sich dabei mit einem Führungsabschnitt (47) gegenüber dem Zapfen (29) des Rasthebels (28). Beim Verschieben des Schaltschiebers (22) werden die Druckfedern (26) gespannt, die dabei über ihren Totpunkt gehen. Bis dahin bleibt der Sprungstößel (10) unbewegt. Nach Überschreiten des Totpunktes wirken die Druckfedern (26) in Gegenrichtung, so daß der Sprungstößel (10) nun entgegen der Eindrückrichtung (E) beschleunigt wird. Nach einer im Hub (a) (vgl. Fig. 2) zunächst freien Bewegung trifft die zweite Schräge (21) der Zunge (16) auf die zweite Schräge (20) des Höckers (17), wobei diese Schrägen nun als Reibflächen aneinanderliegen. Diese Reibflächen gleiten nun unter Verschwenkung der Zunge (16) aneinander, wodurch die Bewegung des Sprungstößels (10) abgebremst wird, so daß die Kontaktbrücken (8,9) dann abgebremst auf die Kontakte (4,5 bzw. 6,7) treffen. Dadurch ist ein Kontaktprellen vermieden oder wenigstens verringert. Nach dem Auftreffen der Kontaktbrücken (8,9) auf die Kontakte (4,5 bzw. 6,7) bewegt sich der Sprungstößel (10) noch so weit weiter, daß sich die Ränder (44) von den Kontaktbrücken (8,9) entfernen. Der Kontaktdruck ist nun durch die Druckfedern (11 bzw. 12) gewährleistet.
Beim Loslassen des Schaltschiebers (22) geht der Zapfen (29) des Rasthebels (28) in eine Rastaufnahme (45) der Kulisse (27). Der Drucktastenschalter steht nun in der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Einschaltstellung.
Wird in an sich zur Schalterbetätigung nicht vorgesehenen Weise am Schaltschieber (22) bzw. dessen Druckknopf in Zugrichtung (Z) gewaltsam gezogen, dann wird bei Drucktastenschaltern nach dem Stand der Technik die Rasteinrichtung, nämlich die Kulisse (27) oder der Rasthebel (28), beschädigt. Wird bei dem beschriebenen Drucktastenschalter am Schaltschieber (22) in Richtung (Z) gezogen, dann nimmt die Kulisse (27) den Rasthebel (28) in Zugrichtung (Z) mit. Dies ist möglich, da sich der Rasthebel (28) in dieser Richtung (Z) nicht am Gehäuse (1), sondern über die Druckfeder (33) am Schaltschieber (22) abstützt. Der Schaltschieber (22) ist also für eine Bewegung in der Zugrichtung (Z) frei. Wird bei einer solchen Betätigung der Schaltschieber (22) so weit bewegt, daß er auf den Anschlag (42) trifft, dann schnappt der Sprungstößel (10) in der unten näher beschriebenen Weise mittels der Druckfedern (26) des Sprungschaltwerks aus der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung.
Zum regelmäßigen Umschalten des Drucktastenschalters aus der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung, wird der Schaltschieber (22) in der Eindrückrichtung (E) betätigt. Dabei verschiebt sich die Kulisse (27) gegenüber dem Zapfen (29) des Rasthebels (28), so daß der Zapfen (29) die Rastaufnahme (45) unter der Wirkung der auf die Schräge (36) drückenden Druckfeder (33) in Richtung des Pfeils (A) verläßt (vgl. Fig. 3). Nach einem kurzen Hub (b), der nur so groß sein muß, daß der Zapfen (29) des Rasthebels (28) aus der Rastaufnahme (45) geht, trifft der Schaltschieber (22) auf einen Rand (46) des Bodenteils (2). Bis dahin ist der Sprungstößel (10) unbewegt und durch die Druckfedern (26) so gehalten, daß seine Druckfedern (11,12) den notwendigen Kontaktdruck zwischen den Kontaktbrücken (8,9) und den Kontakten (4,5 bzw. 6,7) aufrechterhalten.
Es wird dann der Schaltschieber (22) losgelassen, oder auch in an sich unerwünschter Weise manipuliert langsam zurückgeführt. In beiden Fällen bewegt er sich unter der Wirkung der Rückstellfeder (33) in Richtung (Z). Dabei spannen sich die Druckfedern (26) bis zu ihrem Totpunkt. Schon kurz vor dem Erreichen des Totpunktes beginnt sich der Sprungstößel (10) in Richtung (E) zu bewegen. Wegen des zwischen den Rändern (44) und den Kontaktbrücken (8,9) bestehenden Freihubs (c) werden die Kontaktbrücken (8,9) dabei von den Rändern (44) noch nicht beaufschlagt. Zwischen der ersten Schräge (18) des Höckers (17) und der ersten Schräge (19) der Zunge (16) besteht in der Einschaltstellung ein Freihub (d), der kleiner ist als der Freihub (c). Die als Reibflächen wirkenden Schrägen (18, 19) treffen also aufeinander, bevor die Ränder (44) die Kontaktbrücken (8,9) beaufschlagen. Die Reibflächenpaarung der Schrägen (18,19) führt dazu, daß das Umschnappen des Sprungstößels (10) bzw. der Kontaktbrücken (8,9) verzögert wird. Erst wenn die von den Schrägen (18,19) gebildeten Reibflächen aneinander abgeglitten sind, wobei sich die federbelastete Zunge (16) verschwenkt, und wobei der Spannungszustand der Druckfedern (26) zunimmt, treffen die Ränder (44) des Sprungstößels (10) auf die Kontaktbrücken (8,9), wobei sich die Schrägen (18,19) voneinander gelöst haben. Die Kontaktbrücken (8,9) schnellen dabei schlagartig von den Kontakten (4,5 bzw. 6,7). Der Drucktastenschalter kommt dann in die in Figur 1 und 2 dargestellte Ausschaltstellung.
Bevor der Umspringpunkt erreicht ist, bei dem sich die Kontaktbrücken (8,9) von den Kontakten (4,5 bzw. 6,7) schlagartig lösen, kann der Benutzer am Schaltschieber (22) manipulieren, ohne daß er dadurch jedoch die Kontaktbrücken in einen Zustand bringen kann, in dem sie mit ungenügendem Kontaktdruck auf den Kontakten (4,5 bzw. 6,7) anliegen. Wird der Schaltschieber beispielsweise in eine Zwischenstellung manipuliert, in der die Schrägen (18,19) schon aneinander anliegen und die Druckfedern (26) im Bereich ihres Totpunktes stehen, dann ist dadurch noch keine gefährliche Erhöhung des Kontaktübergangswiderstands zwischen den Kontaktbrücken (8,9) und den Kontakten (4,5 bzw. 6,7) und auch nicht die Gefahr einer manipulierbaren Lichtbogenbildung gegeben.
Die zur Schräge (18) parallelstehende Schräge (19) und die zur Schräge (20) parallelstehende Schräge (21) weisen unterschiedliche Neigungswinkel auf, die an die beschriebenen Funktionsweisen angepaßt sind. Im Regelfall sind die Schrägen (18,19) steiler als die Schrägen (20, 21), weil die Schrägen (18,19) der Steigerung der Wirkung der Federn (26) als Kraftspeicher dienen und die Schrägen (20,21) nur bremsend wirken sollen.
Günstig ist, daß die Zunge (16) sowohl in der Einschaltstellung als auch in der Ausschaltstellung - also die längste Zeit - entlastet ist und nur während des Umschaltens ausgelenkt wird. Es ist auch möglich, die federbelastete Zunge (16) am Bodenteil (2) auszubilden und den Höcker (17) am Sprungstößel (10) vorzusehen.
Die Reibflächenpaarungen (18,19;20,21) können jedoch auch so gestaltet sein, daß sie nicht schräg zur Eindrückrichtung (E), sondern parallel zu dieser liegen. Ein federelastisches Element ist in diesem Fall nicht notwendig. Die zu einer erhöhten Reibung führenden Flächen können dann durch eine entsprechende Oberflächenstruktur gestaltet sein.
Es kann auch vorgesehen sein, daß der Rasthebel (28) im Bodenteil (2) gelagert ist. Er ist dann in diesem mittels einer zusätzlichen Feder abgestützt, die seine Mitnahme bei einer Bewegung in Zugrichtung (Z) ermöglicht. In Umkehrung der beschriebenen Verhältnisse ist es auch möglich, den Rasthebel (28) am Schaltschieber (22) zu lagern und dann die Kulisse (27) am Bodenteil (2) vorzusehen. Wenn der Rasthebel (28) nicht die Bewegung des Schaltschiebers (22) beim Ziehen in Zugrichtung (Z) freiläßt, kann statt dessen die Kulisse (27) so gelagert sein, daß sie bei einer solchen Bewegung die Bewegung des Rasthebels (28) mitmacht.
In Figur 3 ist ein weiterer Schaltkontakt (48) gezeigt. Dieser dient beispielsweise der Anzeige des jeweiligen Schaltzustandes des Drucktastenschalters.
Hinsichtlich der Figuren 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 Schaltschwinge (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 Figur 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 Sprungstößel (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 Kontaktbrücke (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 (S1) 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 Figur 7 gezeigte Einschaltstellung umschnappt, in der die Kontakte geschlossen sind. Nahfolgend stellt sich der bereits beschriebene Freihub (c) zwischen den Kontaktbrücken (8,9) und den Rändern (44) ein. Dieser Vorgang ist vom Benutzer nicht beeinflußbar. 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) gegenüber der Ausführung nach den Figuren 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 Figur 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) entgegen 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 Lagerstelle (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 Freihub (c) (siehe Fig. 3) verringert, wobei sich die Ränder (44) den Kontaktbrücken (8,9) nähern. Unter der Wirkung der gespannten Druckfeder (26) springt dann der Sprungstößel (10) um, so daß das Spiel (S2) 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 Figur 5 gezeigte Stellung über. Bei diesem beschriebenen Ausschaltvorgang ergeben sich durch das momentane Beharren bei Hub (H2) kleiner Lichtbögen zwischen den Kontakten als bei dem Drucktastenschalter nach den Figuren 1 bis 4. Selbst wenn die Kontakte in der Stellung nach Figur 7 kleben sollten, ist durch die Schaltschwinge (51) in der beschriebenen Weise ein sicheres Öffnen der Kontakte gewährleistet.
Bezugszeichenliste 04/94 Pt.
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 Sprungstößels (10) beweglichen Kontaktbrücke (8,9), mit einem Sprungschaltwerk (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 Einschaltstellung und die Ausschaltstellung geht,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Sprungschaltwerk (24, 25, 26) durch eine zwischen dem Schaltschieber (22) und dem Sprungstößel (10) angeordnete Schaltschwinge (51) ergänzt 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) zwangsweise 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) des 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.
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