NL9201255A - Drukschakelaar. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Drukschakelaar.

De uitvinding heeft betrekking op een drukschakelaar waarin het indrukken en vrijgeven van een drukelement tot gevolg heeft dat de contacten van de schakelaar worden in-en uitgeschakeld, en meer in het bijzonder op een kleine of miniatuurdrukschakelaar met afmetingen van bijvoorbeeld een lengte van 4mm, een breedte van 8 mm en een hoogte van 6 mm en opgenomen in een isolerend huis.

Een drukschakelaar is doorgaans geschikt om een elektrische keten om te schakelen door indrukken en vrijgeven van een drukelement en wordt algemeen gebruikt voor elektrische toestellen, die behoren bij een FD, een DTA en dergelijke. Helaas kunnen de gangbare drukschakelaars niet zowel een goedkope vervaardiging als een goed schakelgedrag vertonen. Meer in het bijzonder gaat een drukschakelaar die goedkoop te vervaardigen is in duurzaamheid en/of schakelgedrag achteruit, terwijl deze die een goede duurzaamheid vertonen duur zijn. Aldus zou het zeer wenselijk zijn om een drukschakelaar te ontwikkelen met verlaagde vervaardi-gingskosten en welke een bevredigende duurzaamheid en schakelgedrag vertoont.

Bij een drukschakelaar die als boven dient te zijn geminiaturiseerd, is een ruimte die benodigd is voor de schakelbewerking of een afstand tussen een verplaatsbare contactzijde en een vaste contactzijde ingesteld op 1 mm of kleiner, bijvoorbeeld 0,5 mm. Om deze reden is het noodzakelijk om veranderingen van de afmetingen te beperken tot zo weinig als 0,2 mm. Desalniettemin is de gangbare drukschakelaar op een verplaatsbare zijde van een dergelijk contact aangebracht met een veeronderdeel, dat als een bladveer, een draadveer of dergelijke is gebogen, ongeacht de kwaliteit van de drukschakelaar, om daardoor afhankelijk van het veeronderdeel uitgebreid in kwaliteit te kunnen worden gevarieerd, en kan in hoofdzaak niet beantwoorden aan bovengenoemde afmetingsvereisten.

De uitvinding beoogt een drukschakelaar te verschaffen die zeer klein kan worden vervaardigd tegen lage kosten, waarbij geen variaties in de vervaardigingskwaliteit zullen optreden en die in voldoende mate kan worden onderhouden om met een hoge frequentie tijdens een lange tijdperiode te worden gebruikt. Ook wordt beoogd een drukschakelaar te verschaffen welke een goede schakelwerking heeft.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat de drukschakelaar wordt gekenmerkt door een in zijaanzicht U-vormig veerelement met een bovendeel, een gebogen deel en een onderdeel, welk onderdeel is verdeeld in een bovenste contactdeel en een onderste contactdeel waarvan de lengte groter is dan die van het bovenste contactdeel; een houder met een bovenplaat, een in zijaanzicht U-vormig deel en een onderplaat en in het midden voorzien van [een draagas; de bovenplaat die aan het vrije einde daarvan samenwerkt met een drukmiddel voor het scharnierend door drukken bewegen van de houder rond de draagas wanneer daarop een kracht wordt uitgeoefend; en waarbij de bovenplaat, het U-vormig deel en de onderplaat op een binnenoppervlak daarvan zijn gevormd met een in zijaanzicht U-vormige uitsparing welke zich uitstrekt rond de draagas; het U-vormig veerelement is aangebracht in deze op-neemuitsparing van de houder door het naar binnen drukken van het bovendeel en het onderdeel van het veerelement, e.e.a. zodanig dat houder en U-vormig veerelement in combinatie een contactveerelement vormen en voorts gekenmerkt door: een huis voor het opnemen van het contactveerelement en door het feit dat het contactveerelement scharnierend via de draagas in het huis wordt ondersteund waarbij het onderste contactdeel buigzaam en onder druk in aanraking is met een eerste vast contact en de bovenplaat van de houder aanligt tegen een aanslag voor het begrenzen van de schar-nierbeweging van de houder, veroorzaakt door de herstel- kracht van het veerelement, en het bovenste contactdeel ligt op een voorafbepaalde afstand boven een tweede vaste contact.

Voorkeursuitvoeringsvormen der drukschakelaar zijn beschreven in de conclusie 2 t/m 4.

De uitvinding verschaft voorts een drukschakelaar als in het voorgaande beschreven, daardoor gekenmerkt dat de vaste contacten zijn aangebracht op een binnenonderopper-vlak van het huis en aansluitingen hebben die naar buiten uit het huis uitsteken, het huis een bovenplaat heeft voorzien van een sleuf waardoor het drukmiddel naar buiten uitsteekt, het huis aan de tegenover elkaar gelegen binnen-en zijoppervlakken daarvan is voorzien van uitsparingen waarin de respectievelijke einden van de draagas zijn aangebracht, het contactveerelement zodanig in het huis is aangebracht dat de draagas in de uitsparingen is opgenomen, het drukmiddel zodanig is aangebracht dat het naar boven uit de sleuf uitsteekt, het onderste contactdeel onder druk in aanraking is met het eerste vaste contact en het bovenste contactdeel ligt boven het tweede vaste contact, terwijl de bovenplaat vast is bevestigd op het huis d.m.v. uitsteeksels gevormd in tegenover elkaar gelegen zijopper-vlakken van het huis en passen in openingen in omlaag gerichte platen aan de tegenover elkaar gelegen einde van de bovenplaat zodat een binnenoppervlak van de bovenplaat fungeert als aanslag voor het begrenzen van de naar boven gerichte scharnierbeweging van de houder onder invloed van het drukcontact tussen het onderste contactdeel met het ene vaste contact.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de tekening. Hierin is: figuur IA een verticaal aanzicht/doorsnede van een uitvoeringsvorm van de drukschakelaar volgens de uitvinding ; figuur 1B een verticaal aanzicht/doorsnede van een andere uitvoeringsvorm van de drukschakelaar volgens de uitvinding waarin het drukelement een drukknop is.

figuur 2 is een verticale doorsnede van een verdere uitvoeringsvorm waarin een contactveer in een huis is opgenomen; figuur 3A, 3B, 3C zijn respectievelijke een bovenaanzicht, een zijaanzicht en een vooraanzicht van de drukscha-kelaar volgens figuur 2; de figuren 4A, 4B, 4C en 4D zijn respectievelijk een bovenaanzicht, een vooraanzicht, een onderaanzicht en een zijaanzicht van een U-vormig veerelement; de figuren 5A, 5B, 5C en 5D zijn respectievelijk een bovenaanzicht, een vooraanzicht, een onderaanzicht en een zijaanzicht van een gewijzigde uitvoeringsvorm van het U-vormig veerelement volgens de figuren 4A t/m 4D; de figuren 6A, 6B, 6C en 6D zijn respectievelijk een onderaanzicht, een vooraanzicht, een bovenaanzicht en een zijaanzicht van een andere uitvoeringsvorm van het U-vormig veerelement uit de figuren 4A t/m 4D; en de figuren 7A, 7B, 7C en 7D zijn respectievelijk een bovenaanzicht, een vooraanzicht en een onderaanzicht en een zijaanzicht van een houder.

Figuur 1 toont een uitvoeringsvorm van de drukschake-laar volgens de uitvinding met een in zijaanzicht U-vormig veerelement A met een bovendeel 1, een gebogen deel 2 en een onderdeel 3, waarbij het onderdeel 3 is verdeeld in een bovenste contactdeel 3a en een onderste contactdeel 3b dat langer is dan het bovenste contactdeel 3a.

De drukschakelaar omvat een houder B met een bovenplaat 4a, een U-vormig deel 4b en een onderplaat 4c met in het midden een draagas 5. De bovenplaat 4a is op het vrije einde daarvan voorzien van een drukmiddel 4 dat de houder scharnierend rond de draagas 5 doet bewegen wanneer op de houder een kracht wordt uitgeoefend. De bovenplaat 4a, het U-vormig deel 4b en de onderplaat 4c zijn gemeenschappelijk op een binnenoppervlak daarvan gevormd met een U-vormige groef of uitsparing 6 welke rond de draagas 5 verloopt. Het U-vormig veerelement A is aangebracht in de uitsparing 6 van de houder B door het naar binnen drukken van het boven deel 1 en het onderdeel 3 (of de bovenste en onderste contactdelen 3a en 3b) van het veerelement A, wat erin resulteert dat de houder B en het veerelement A tezamen een contactveerelement C vormen. Het contactveerelement C wordt scharnierend gedragen door de draagas 5 in een huis D waardoor buigzaam en aandrukkend het onderste contactdeel 3b in contact is met een vast contact 7b en de bovenplaat 4a van de houder B aanligt tegen een aanslag 14 waardoor de naar boven gerichte scharnierbeweging van de houder B, veroorzaakt door de herstelkracht van het veerelement, wordt begrensd. Het bovenste contactdeel 3a bevindt zich op een voorfbepaalde afstand boven een tweede of ander vast contact 7a.

Het U-vormig veerelement A kan zijn uitgevoerd op de wijze als aangegeven in de figuren 5A t/m 5D. Meer in het bijzonder is in een U-vormig veerelement, in zijn geheel aangegeven met het verwijzingscijfer Al in de figuren 5A t/m 5D, het onderdeel 3 uitgevoerd met een U-vormige sleuf 3c, met als gevolg dat er in het middengedeelte daarvan een stripvormig bovencontactdeel 3a is ontstaan.

Het veerelement kan ook zijn uitgevoerd zoals aangegeven in de figuren 6A t/m 6D. In een in zijaanzicht U-vormig veerelement A2 is er een U-vormig veerelement al waarin het vrije einde van het onderdeel 3 dient als bovenste contactdeel 3a en een in zijaanzicht U-vormig veerelement a2 dat wat langer is dan het veerelement al en waarvan het vrije einde van het onderste deel 3 fungeert als onderste contactdeel 3b; zij zijn vast op elkaar bevestigd zodat het bovenste contactdeel 3a ligt boven het onderste contactdeel 3b, zodat in totaal een U-vormig veerelement A2 wordt verkregen.

Het drukelement 4 dat is aangebracht op het vrije einde van de bovenplaat 4a van de houder B kan elke geschikte vorm hebben zolang het om de houder B scharnierend rond de as A omlaag drukt wanneer erop een kracht wordt uitgeoefend. Het kan bijvoorbeeld zijn uitgevoerd met een drukelement 4' dat een geheel vormt met het einde van de bovenplaat 4a en naar boven daaruit uitsteekt, zoals figuur IA toont. Ook kan het zijn voorzien van een drukknop die als apart deel op het vrije einde van de bovenplaat 4a is aangebracht en naar boven uitsteekt, zoals figuur 1B toont.

De figuren 2 en 3A t/m 3C hebben betrekking op een andere uitvoeringsvorm van de drukschakelaar volgens de uitvinding waarin er een contactveerelement C is dat is aangebracht in een huis D met kleine afmetingen. Meer in het bijzonder heeft het huis D een huislichaam 8 dat op het binnenbodemoppervlak daarvan is voorzien van de vaste contacten 7a en 7b. De vaste contacten 7a en 7b hebben aansluitingen 7a' en 7b' die naar buiten uit het huis 8 uitsteken. Het huis D heeft voorts een bovenplaat 9 die is uitgevoerd met een sleuf 10 waardoor een drukelement 4' is ingevoerd. Voorts is het huislichaam 8 op de tegenover elkaar gelegen zijplaten daarvan voorzien van uitsparingen 12 waarin de beide einden van de draagas 5 zijn aangebracht. Het contactveerelement is zodanig in het aldus gevormde huis D aangebracht dat de draagas 5 in de uitsparingen 12 wordt gedragen, het drukelement 4' naar boven uit de sleuf 10 uitsteekt, een onderste contactdeel 3b onder druk in contact is met het vaste contact 7b en het bovenste contactdeel 3 a zich op een vooraf bepaalde afstand d boven het vaste contact 7a bevindt. Daarna wordt de bovenplaat 9 op het huis D vastgezet door middel van uitsteeksels 13a die zijn gevormd op de tegenover elkaar gelegen zijplaten 13 van het huis D en passen in openingen 9b van de omlaag gerichte platen 9a die zijn aangebracht op de tegenover elkaar gelegen einden van de bovenplaat 9. De bovenplaat 9 fungeert, aldus aangebracht op het huis D, als aanslag 14 bij de naar boven gerichte scharnierbeweging van de houder B door het onder druk in contact zijn van het onderste contactdeel 3b met het vaste contact 7b en voorkomt dat het contactveerelement B vrijkomt van het huis D.

De werking van het geheel is als volgt:

Wanneer een omlaag gerichte kracht wordt uitgeoefend op het drukelement 7 van het contactveerelement C in het huis D dat door de sleuf 10 van de bovenplaat 9 naar buiten uitsteekt, wordt het contactveerelement zodanig bediend dat het bovendeel 1 naar het onderdeel 3 wordt gedrukt. In de getoonde uitvoeringsvorm wordt het contactveerelement C scharnierend gedragen door het midden van het gebogen deel 2 van de draagas 5 zodat de drukkracht die wordt uitgeoefend op het drukelement 4 de vrije einden van de bovenste en onderste contactdelen 3a en 3b van het onderdeel 3 omlaag zal bewegen. Dit heeft tot gevolg dat het onderste contactdeel 3b buigzaam in contact wordt gedrukt met het vaste contact 7b en verder naar voren wordt gedrukt, zodat het bovenste contactdeel 3a over de voorafbepaalde afstand d omlaag beweegt resulterend in een drukcontact met het vaste contact 7a waardoor de schakelaar wordt gesloten.

Zoals bovenomschreven is een drukkracht uitgeoefend op het drukelement 4 werkzaam voor het scharnierend omlaag bewegen van het vrije einde van het onderdeel 3 zodat het bovencontactdeel in contact komt met het vaste contact en het onderste contactdeel 3b en het bovenste contactdeel 3a kunnen verschuiven op de vaste contacten 7a respectievelijk 7b.

Wanneer nu de drukkracht wordt opgeheven komen de bovenste en onderste delen 1 en 3 van het veerelement elastisch in de uitgangsstand terug, en het onderste contactdeel 3b van het onderdeel 3 komt naar de oorspronkelijke stand terug en blijft daarbij onder druk in aanraking met het vaste contact 7b, terwijl het bovenste contactdeel 3a over de voorafbepaalde afstand d omhoog beweegt waardoor de schakelaar wordt onderbroken.

Zoals uit het voorgaande blijkt is in de drukschake-laar volgens de uitvinding het contactveerelement gevormd door het aanbrengen van een in zijaanzicht U-vormig veerelement in de uitsparing van de nauwkeurig door spuitgieten uit kunststof gevormde houder onder het samengedrukt houden van de bovenste en onderste delen. Een dergelijke constructie voorkomt op effectieve wijze deformtie van het ü-vormig veerelement omdat het wordt vastgehouden in een binnenop- pervlak van de houder over vrijwel de gehele lengte daarvan zodat de bovenste en onderste contactdelen die uit de houder uitsteken nauwkeurig door de houder worden bepaald. Dit geldt in het bijzonder voor het tijdens het onderbreken van de schakelaar vrijgehouden bovenste contactdeel. De onderhavige uitvinding maakt het dus mogelijk dat de bovenste en onderste contactdelen uniform zonder variatie uit de houder uitsteken.

Meer in het bijzonder wordt het U-vormig veerelement als zodanig vervaardigd door het drukken of buigen van een metalen baldveer zodat afhankelijk van het veerelement variaties in de configuratie zullen optreden. Wanneer echter het U-vormig veerelement in de houder is aangebracht voor het assembleren van het contactveerelement zullen variaties geheel zijn geëlimineerd.

Dit betekent ook dat de uitvoering van het contactveerelement in het huis ter verkrijging van de drukschake-laar volgens de uitvinding het mogelijk maakt dat het onderste contactdeel met een constante druk in aanraking is met het ene vaste contact en dat de afstand d tussen het bovenste contactdeel en het andere vaste contact steeds constant zal zijn. De drukschakelaar heeft steeds constante goede schakeleigenschappen met een hoge nauwkeurigheid omdat het drukmiddel verzekert dat het bovenste contactdeel omlaag wordt bewogen over de voorafbepaalde afstand d, resulterend in een positief contact met het ene vaste contact om de schakelaar te sluiten.

De drukschakelaar volgens de uitvinding is uitgevoerd met een U-vormig veerelement uit bladveermateriaal dat wordt gebogen en voorzien van bovenste en onderste contactdelen en vervolgens wordt aangebracht in de houder met het drukmiddel, de draagas en de uitsparing, resulterend in het contactveerelement dat vervolgens in het huis met de vaste contacten wordt aangebracht. De drukschakelaar heeft aldus een eenvoudige structuur, een voldoende stijfheid, kan tegen lage kosten worden vervaardigd en is zeer geschikt voor massaproduktie. Een bladveer die d.m.v. miniatuurpre- cisiebewerking in massa kan worden vervaardigd kan worden gebruikt als het U-vormig veerelement en de houder en het huis kunnen automatisch uit kunststof in massa worden vervaardigd door precisieminiatuurgieten; aldus kan de drukschakelaar volgens de uitvinding met hoge nauwkeurigheid en kleine afmetingen in massa worden vervaardigd. De drukschakelaar heeft een voldoend lange levensduur onder behoud van de schakeleigenschappen.

Claims (5)

1. Een drukschakelaar, gekenmerkt door: een in zijaanzicht U-vormig veerelement met een bovendeel, een gebogen deel en een onderdeel, welk onderdeel is verdeeld in een bovenste contactdeel en een onderste con-tactdeel waarvan de lengte groter is dan die van het bovenste contactdeel; een houder met een bovenplaat, een in zijaanzicht U-vormig deel en een onderplaat en in het midden voorzien van een draagas; de bovenplaat die aan het vrije einde daarvan samenwerkt met een drukmiddel voor het scharnierend door drukken bewegen van de houder rond de draagas wanneer daarop een kracht wordt uitgeoefend; en waarbij de bovenplaat, het U-vormig deel en de onderplaat op een binnenoppervlak daarvan zijn gevormd met een in zijaanzicht U-vormige uitsparing welke zich uitstrekt rond de draagas; het U-vormig veerelement is aangebracht in deze op-neemuitsparing van de houder door het naar binnen drukken van het bovendeel en het onderdeel van het veerelement, e.e.a. zodanig dat houder en U-vormig veerelement in combinatie een contactveerelement vormen en voorts gekenmerkt door: een huis voor het opnemen van het contactveerelement en door het feit dat het contactveerelement scharnierend via de draagas in het huis wordt ondersteund waarbij het onderste contactdeel buigzaam en onder druk in aanraking is met een eerste vast contact en de bovenplaat van de houder aanligt tegen een aanslag voor het begrenzen van de schar-nierbeweging van de houder, veroorzaakt door de herstel-kracht van het veerelement, en het bovenste contactdeel ligt op een voorafbepaalde afstand boven een tweede vaste contact.

2. Drukschakelaar volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het onderdeel van het U-vormig veerelement is voorzien van een U-vormige uitsparing, e.e.a. zodanig dat het boven ste contactdeel stripvormig is en ligt in het midden van het onderdeel.

3. Drukschakelaar volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het in zijaanzicht U-vormig veerelement een eerste in zijaanzicht U-vormig veerorgaan omvat waarvan een vrij einde van het onderdeel fungeert als bovenste contactdeel en een tweede in zijaanzicht U-vormig veerelementorgaan dat langer is dan het eerste veerelementorgaan en waarvan het vrije einde van het onderste deel fungeert als onderste contactdeel terwijl de eerste en tweede contactveerelemen-ten over elkaar zijn aangebracht zodanig dat het bovenste contactdeel ligt boven het onderste contactdeel.

4. Drukschakelaar volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het drukmiddel bestaat uit een drukelement dat integraal is aangebracht op het vrije einde van de bovenplaat en naar boven daaruit uitsteekt danwel een apart op het vrije einde van de bovenplaat aangebrachte drukknop is die naar boven daarvan uitsteekt.

5. Een drukschakelaar volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de vaste contacten zijn aangebracht op een bin-nenonderoppervlak van het huis en aansluitingen hebben die naar buiten uit het huis uitsteken, het huis een bovenplaat heeft voorzien van een sleuf waardoor het drukmiddel naar buiten uitsteekt, het huis aan de tegenover elkaar gelegen binnen- en zijoppervlakken daarvan is voorzien van uitsparingen waarin de respectievelijke einden van de draagas zijn aangebracht, het contactveerelement zodanig in het huis is aangebracht dat de draagas in de uitsparingen is opgenomen, het drukmiddel zodanig is aangebracht dat het naar boven uit de sleuf uitsteekt, het onderste contactdeel onder druk in aanraking is met het eerste vaste contact èn het bovenste contactdeel ligt boven het tweede vaste contact, terwijl de bovenplaat vast is bevestigd op het huis d.m.v. uitsteeksels gevormd in tegenover elkaar gelegen zij oppervlakken van het hui.s en passen in openingen in. omlaag gerichte platen aan de tegenover elkaar · gelegen einde van de bovenplaat zodat een binnenoppervlak van de bovenplaat fungeert als aanslag voor het begrenzen van de naar boven gerichte scharnierbeweging van de houder onder invloed van het drukcontact tussen het onderste contactdeel met het ene vaste contact.