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Geräuscharmer Schalter, insbesondere Mikroschalter
Die üblichen Schalter verursachen beim Auftreffen des beweglichen Schalterteiles auf einen Anschlag zur Begrenzung des Schaltweges ein Schaltgeräusch. Bei Installationsschaltern hat man sich bemüht, die- se Erscheinung durch Gummieinlagen od. dgl. zu dämpfen, infolge Abnutzung und Alterung verlieren diese Einlagen jedoch nach einiger Zeit ihre Wirkung. Abgesehen davon sind solche Einlagen nur bei verhältnismässig grossen Schaltern möglich, wogegen sie bei kleinen Schaltern, insbesondere bei Mikro- schaltern, wegen des erforderlichen Platzbedarfes nicht mehr unterzubringen sind.
Anderseits sind aber die Schaltgeräusche, insbesondere wenn die Schalter mit elektroakustischen
Einrichtungen wie Mikrophonen, Verstärkern usw. zusammengebaut sind, ausserordentlich störend, denn die Geräusche werden nicht nur durch die Luft, sondern auch als Körperschall übertragen.
Eingehende Untersuchungen haben nun gezeigt, dass auch die Art des Materials, aus dem der Schalter hergestellt ist, eine Rolle spielt, denn je grösser die innere Dämpfung desselben ist, umso geringer sind die Anschlaggeräusche und die Fähigkeit, das Geräusch weiterzuleiten.
Die Erfindung hat sich diese Erkenntnis zunutze gemacht und eine besondere Konstruktionsregel mit der Verwendung bestimmten Materials kombiniert, woraus sich eine überraschende Geräuschlosigkeit des nach der nachstehend angegebenen Regel konstruierten Schalters ergibt. Insbesondere handelt es sich beim erfindungsgemässen geräuscharmen Schalter um einen Mikroschalter, der als Kipp- oder Schiebeschalter ausgebildet sein kann und wenigstens eine Rastfeder und ein mit ihr zusammenwirkendes Betätigungsorgan für den Schalter aufweist, welcher Schalter dadurch gekennzeichnet ist, dass der Weg des Betätigungselementes ausschliesslich durch die Rastfeder begrenzt ist und wenigstens die mit der Rastfeder in Berührung kommenden Teile des Betätigungselementes aus einem thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise aus der Gruppe der Polyamide, Polyolefine,
Polyacetate u. dgl. hergestellt sind.
Von den bekannten Schaltern unterscheidet sich der erfindungsgemässe Schalter in konstruktiver Hinsicht dadurch, dass ausser den Anschlägen an der Rastfeder keine andern, den Weg des Betätigungsorganes begrenzenden Anschläge vorhanden sind.
Bei Ausbildung des erfindungsgemässen Schalters als Kippschalter ist das Betätigungsorgan als T-för- miger Hebel ausgebildet, dessen Querbalken zwei schräge Flächen nach Art eines Daches aufweist, von denen jeweils eine in einer Endstellung an der im wesentlichen geraden Rastfeder satt anliegt.
Wird der erfindungsgemässe Schalter hingegen als Schiebeschalter ausgebildet, dann bieten sich mehrere Konstruktionsmöglichkeiten an. Eine der Erfindung entsprechende Konstruktion besteht darin, dass das im wesentlichen prismatisch ausgebildete Betätigungselement an seiner der Rastfeder zugewendeten Seite mit einer senkrecht zur Bewegungsrichtung angeordneten stegartigen Erhöhung versehen ist und die parallel zur Bewegungsrichtung liegende Rastfeder zwei im Abstand des Schaltweges angeordnete Krümmungen aufweist, die der Querschnittsform des Steges angepasst sind, so dass der Schieber jeweils in einer seiner Endstellungen an der Rastfeder flach anliegt.
Eine andere konstruktive Ausbildung eines Schiebeschalters nach der Erfindung besteht darin, dass die gleichzeitig als Kontaktfeder wirkende Rastfeder einen über die Länge des Schaltweges schwach gekrümmten Teil aufweist, der beiderseits durch eine scharfe Knickung in der Feder begrenzt ist, wobei der eine Knick in bezug auf die Ebene, in der sich der Schieber bewegt, der Ebene näher liegt, und der
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Schieber einen auf dem gekrümmten Teil der Feder drückend gleitenden keilartigen Steg aufweist, des- sen Weg in jeder Endstellung des Schalters jeweils durch einen der beiden scharfen Knicke in der Feder begrenzt wird.
Die Vereinigung der Funktionen von Rastfeder und Kontaktfeder in einem einzigen Element emp- fielt sich jedoch nur'für einfache Schalter, beispielsweise für einen einpoligen Ein-Ausschalter. Sind jedoch mehrere Kontaktfedern zu betätigen, dann ist es zweckmässiger, eigene Rastfeder vorzusehen und die Kontaktfedern über eigene Schaltelemente zu steuern, wie dies bei den ersten beiden Ausfüh- rungsbeispielen vorausgesetzt wurde.
Ein solcherart aufgebauter Schalter ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass jede Rastfeder einen über die Länge des Schaltweges schwach gekrümmten Teil aufweist, der beiderseits durch einen scharfen Knick in der Feder begrenzt ist, die sich anschliessend wieder in der ursprünglichen Geraden fort- setzt, und der Schieber einen auf den schwach gekrümmten Teil der Rastfeder drückend gleitenden keil- artigen Steg aufweist, dessen Weg in jeder Endstellung des Schalters durch einen der beiden scharfen
Knicke in der Feder begrenzt ist.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Rastfeder der Schalter aus einem runden oder flachen Stahldraht hergestellt.
An Hand der Zeichnung soll nun die Erfindung näher erläutert werden. In Fig. 1 ist ein Kippschalter nach der Erfindung schematisch dargestellt ; die Fig. 2 und 3 zeigen hingegen schematisch je ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Schiebeschalters.
Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Kippschalter gemäss der Erfindung ist mit 1 das Betä- tigungselement bezeichnet. Es besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff, z. B. aus Polyamid, einem
Polyolefin od.'dgl. Es gliedert sich in einen Griffteil 2 und einen mit der Rastfeder 5 aus Runddraht oder einem Flachprofil zusammenwirkenden Teil 4, der zwei schräge Flächen 4a und 4b aufweist, die nach Art eines Daches angeordnet sind. Das Betätigungselement ist um die Achse 3 drehbar gela- gert. In Fig. 1 ist das Betätigungselement in der Mittelstellung stehend dargestellt. In diesem Falle ist die Rastfeder 5 schwach durchgebogen. Befindet sich hingegen das Betätigungselement in einer Endla- ge, dann ist die Rastfeder praktisch vollkommen gestreckt und es liegt entweder die Fläche 4a oder die
Fläche 4b an ihr satt an.
Ein Überdrehen des Betätigungselementes l über eine der beiden Anschlag- stellungen hinaus ist praktisch nicht möglich, weil sich die Aussenkanten der schrägen Flächen 4a, 4b ziemlich nahe bei den Einspannstellen 6 der Rastfeder 5 abstützen und ein Weiterbewegen infolge der Hebelwirkung nicht nur viel Kraft erfordern würde, sondern bei Anwendung von Gewalt auch mit der
Zerstörung des Schalters enden würde.
In Fig. 2 ist die Anwendung der Erfindung auf einen Schiebeschalter dargestellt. Der Schieber, der das Betätigungselement für den Schalter darstellt, ist mit 1 bezeichnet und hat im wesentlichen eine prismatische Form. Er besitzt einen Griffteil 2, der zweckmässigerweise zur Verbesserung der Griffig- keit geriffelt ist. Auf der der Rastfeder 5 zugewendeten Seite trägt das Betätigungselement 1 einen im Querschnitt etwa dreieckigen oder halbkreisförmigen Steg 4, der senkrecht zur Bewegungsrichtung angeordnet ist. Die Bewegungsrichtung selbst ist durch die eingezeichneten Pfeile angedeutet. Parallel zur Bewegungsrichtung liegt die Rastfeder 5, die bei diesem Ausführungsbeispiel zwei im Abstand des
Schaltweges aufeinanderfolgende Krümmungen aufweist, die der Querschnittsform des Steges 4 angepasst sind.
Es ist ersichtlich, dass sowohl in der einen als auch in der andern Endstellung des Schiebers der
Steg 4 in die eine der Krümmungen der Rastfeder einfällt und die Bewegung des Schiebers beendet.
Um die Bewegung deutlich zu begrenzen und ein Verschieben des Betätigungselementes 1 über das vorgesehene Mass hinaus zu verhindern, kann die Rastfeder 5 erforderlichenfalls in der in Fig. 2 strichliert dargestellten Weise nochmals abgebogen sein, so dass die senkrecht stehenden Teile ein unüberwindbares Hindernis für den Schieber abgeben.
In Fig. 3 ist schliesslich ein weiterer geräuscharmer Schalter nach der Erfindung dargestellt, bei dem die Rastfeder gleichzeitig auch die Kontaktfeder darstellt. Mit 1 ist wieder das Betätigungselement bezeichnet, das ebenso wie bei den andern Beispielen mit einem Griffteil 2 versehen ist. An der gegenüberliegenden Seite des als Schieber ausgebildeten Betätigungselementes ist ein keilartiger Steg 4 vorgesehen, der mit seiner Kante auf einer Krümmung der Rast- bzw. Kontaktfeder 5 gleitet. Die Krümmung ist beiderseits durch einen scharfen Knick in der Feder begrenzt, wodurch der Weg des Schiebers bestimmt ist. Wenn die Flanke jedes Knickes ausreichend hoch gemacht wird, besteht keine Gefahr, dass eine Bewegung des Schiebers über das vorgesehene Ausmass möglich ist. Bei 6 ist die Feder eingespannt.
An ihrem ändern Ende wirkt sie mit dem Kontakt 7 zusammen.
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Im Gegensatz zu den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen, bei denen die Rastfeder aus einem
Stahldraht besteht, ist es bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel zweckmässig, die gleich- zeitig als Kontaktfeder wirkende Rastfeder aus Bronze herzustellen. Um den erforderlichen Kontaktdruck zu erzielen bzw. u-n eine Auf-Zubewegung der Feder zu erhalten, müssen die beiden Enden der Krüm- mung in der Feder in bezug auf die Ebene, in der der Schieber 1 gleitet, von dieser Ebene ungleiche Abstände haben, so dass die Kante des z. B. keilförmigen Steges 4 auf einer schräg liegenden gekrümm- ten Fläche gleitet. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel stellt, wie bereits erwähnt, die
Kontaktfeder gleichzeitig die Rastfeder dar.
Diese beiden Funktionen können aber auch getrennt sein, insbesondere dann, wenn eine grössere Anzahl von Kontakten zu schalten ist. Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist nämlich insbesondere als einpoliger Ein-Ausschalter gedacht, bei dem sich ein grösserer Aufwand nicht lohnt.
Soll der in Fig. 3 realisierte Erfindungsgedanke bezüglich der Ausbildung der Rastung jedoch auf mehrpolige Schalter, beispielsweise Umschalter, angewendet werden, dann ist es zweckmässiger, die Funktion der Rastfeder von jener der Kontaktfedem zu trennen. Hiebei wird für die Rastfedern die in Fig. 3 dargestellte Form beibehalten, nur die Schrägstellung der Krümmung ist nicht erforderlich, weil ja die Kontaktbetätigung durch einen besonderen Schiebeteil, so wie dies bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 und 2 vorausgesetzt wurde, vorgenommen wird und der keilförmige Fortsatz nur mehr die Funktion der Rastung zu übernehmen braucht. Auch ist in diesem Falle eine beiderseitige Einspannung der Enden der Rastfeder möglich.
Es ist auch zweckmässig, bei grösseren Schaltern mit mehreren Kontaktfedern nicht nur eine Rastfeder vorzusehen, sondern wenigstens zwei, die beiderseits des Schalterfedernpaketes oder an beiden Aussenseiten des Schalters angeordnet sein können.
Alle. i erfindungsgemässen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass die Rastfeder selbst den Weg des Betätigungselementes begrenzt und wenigstens die mit der Feder zusammenwirkenden Teile des Schalters aus einem vorzugsweise thermoplastischen Kunststoff hergestellt sind. Aus dieser Kombination ergibt sich eine praktisch vollkommene Geräuschlosigkeit der Schalter, so dass sie auch beispielsweise unmittelbar mit einem Mikrophon in ein Gehäuse zusammengebaut werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Geräuscharmer Schalter, insbesondere Mikroschalter, der als Kipp- oder Schiebeschalter ausgebildet ist und wenigstens eine Rastfeder und ein mit ihr zusammenwirkendes Betätigungsorgan für den
EMI3.1
lich durch die Rastfeder begrenzt ist und wenigstens die mit der Rastfeder in Berührung kommenden Teile des Betätigungselementes aus einem thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise aus der Gruppe der Polyamide, Polyolefine, Polyacetate u. dgl. hergestellt sind.