CH512816A - Miniaturschalter - Google Patents

Description

  
 



  Miniaturschalter
In der technischen Entwicklung von Bauteilen für die Elektrotechnik und Elektronik besteht die Tendenz, Bauteile immer kleiner zu gestalten, d. h. sie zu miniaturisieren. Ein solcher Bauteil sind Tastschalter, Druckschalter und Drehschalter, welche meistens in Schalttafeln oder Instrumentenplatten zu setzen vorgesehen sind und hierzu ein zylindrisches Gehäuse mit einer Befestigungsmutter aufweisen und mit einem Test-, Druckoder Drehknopf und einem Schalter versehen sind. Bei einem Tastschalter wird der Schalter beim Eindrücken des Tastknopfes von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung umgelegt, wonach er sich beim Loslassen des Tastknopfes in die Ruhestellung zurücklegt. Solche Tastschalter dienen meistens zum Aufschalten von selbsttätig wirkenden Schaltstromkreisen.

  Mitunter spielt es keine Rolle, wenn bei einem solchen Tastschalter die Kontakte schleichend schliessen oder öffnen, mitunter werden aber Schalter verlangt, welche bei langsamem Drücken des Tastknopfes zuverlässig rasch in die Schaltstellung schnappen und bei langsamem Loslassen rasch in die Ruhestellung zurückschnappen. Es bietet keine Schwierigkeiten, einen Taster mit einem Schnappschalter zu versehen, wenn dieser nicht dimensionell beschränkt ist. Wenn aber infolge der Miniaturisierung die äusseren Dimensionen eines Tasters stark beschränkt sind, bietet der Einbau eines Schnappschalters Schwierigkeiten, weil sich ein solcher nicht einfach verkleinern   lässt.    Gleiche Schwierigkeiten liegen vor, wenn der Schalter als Druck- oder Drehschalter ausgebildet ist, d. h. nach einem erstmaligen Drücken bzw.



  Drehen des Betätigungsknopfes in der Arbeitsstellung verbleibt und sich erst nach einem weiteren Drücken bzw. Drehen des Knopfes in die Ruhestellung zurücklegt.



   Die Erfindung will diesen Nachteil vermeiden. Sie betrifft einen Miniaturschalter mit einer eine Schnappschaltvorrichtung tragenden, in einem Gehäuse angeordneten Leiterplatte und einem Betätigungsknopf für die Schnappschaltvorrichtung. Der Schalter ist gekennzeichnet durch einen in die Leiterplatte eingebetteten Permanentmagneten, eine ferromagnetische, in der Ruhestellung am Magneten anliegende Blattfeder als Bewegungskontaktteil, eine zwischen dem einen Ende des Magneten und der Befestigungsstelle der Blattfeder in der Leiterplatte gefangene Kugel und eine den Betätigungsknopf tragende Hülse, die in das Gehäuse axial verschiebbar oder drehbar eingesetzt ist und mit ihrem offenen Endteil zwischen die Gehäuseinnenwand und die Kugel greift, derart,

   dass bei Axialverschiebung oder Drehung des Betätigungsknopfes die Kugel gegen die Blattfeder gedrückt und diese vom Magneten abgehoben wird.



   Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Miniaturschalter mit einer Schnappschaltvorrichtung in einem stark vergrösserten Längsschnitt,
Fig. 2 und 3 die Leiterplatte des Miniaturschalters der Fig. 1 in beidseitigen Ansichten,
Fig. 4 und 5 zwei Einzelheiten des als Drehschalter modifizierten Miniaturschalters der Fig. 1.



   Die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform eines   Miniaturschalters    weist ein aus zwei zylindrischen, voneinander abgesetzten Teilen bestehendes Gehäuse 51 mit einem Flansch 52 und einem Schraubengewinde 53 mit einer Mutter 54 zur Befestigung an einer Platte auf. In der Axialebene des Gehäuses 51 ist eine Leiterplatte 55 angeordnet, welche mittels der Sockelstücke 56, 57 einer     z veiteiligen,    im wesentlichen zylindrischen Hülse 58, die in das Gehäuse 51 eingesetzt ist, am Gehäuse 51 befestigt ist. Zu diesem Zweck, und insbesondere, um eine axiale Verschiebung der Leiterplatte   5.5    zu verhindern, weist jedes Sockelstück 56, 57 einen in ein entsprechendes Loch in der Leiterplatte greifenden Zapfen auf.

  In Fig. 1 sind der Einfachheit halber ein in der Schnittebene liegender Zapfen 58 des Sockelstücks 56 und ein Loch 59 der Leiterplatte 55 dargestellt. In der praktischen Ausführungsform sind in der Leiterplatte 55 zwei Löcher 60 in Querrichtung und aus der Schnittebene versetzt vorgesehen (vgl. Fig. 2 und 3). Die Leiterplatte 55 ist zudem mit ihren Längskanten in entsprechende Längsnuten an den Längsrändern der zweiteiligen Hülse eingesetzt (nicht dargestellt). Die Leiterplatte 55 steht aus den Sockelstücken 56, 57 und gibt die Leiter der Leiterplatte frei.



   Der an die Sockelteile 56, 57 angrenzende Teil der Hülse 58 liegt an der Wand des Gehäuses 51 an und ist in dieses eingepresst. Ein Bund 61 der Hülse 58 liegt an einem Absatz 62 des Gehäuses 51 und fixiert beim Einpressen der Hülse deren Längslage bezüglich des Gehäuses. Der oberhalb des Bundes 61 liegende Teil der Hülse 58 weist gegenüber der Innenwand des Gehäuses 51 allseitig einen Zwischenraum 63 auf. Zudem ist die Hülse 58 an einer der Fläche der Leiterplatte 55 gegenüberliegenden Seite mit einer kreisförmigen Öffnung 64 versehen, die einen sich bis zur Leiterplatte 55 erstreckenden rohrförmigen Kragen 65 aufweist.



   Eine Schiebehülse 66 liegt schiebbar im Gehäuse 51 und weist einen Bund 67 als Anschlag auf dem Flansch 52 auf. Als Anschlag in der anderen Bewegungsrichtung der Schiebehülse 66 ist in eine Ringnut des Flansches 52 ein Sprengring 68 eingesetzt. Der dargestellte Vorsprung 90 ist vorläufig nicht zu beachten, da er zu einer weiteren Ausführungsform gehört. Die Schiebehülse 66 stützt sich auf eine Feder 69, so dass ein Absatz der Schiebehülse 66 am Sprengring 68 anliegt. Die Feder 69 liegt mit ihrem unteren Ende auf einer aus Isoliermaterial bestehenden Scheibe 70 auf, deren zentrale Bohrung eine Glüh- oder Glimmlampe 71 aufnimmt. Die Lampe 71 stützt sich kontaktseitig auf eine in Fig. 1 nicht dargestellte, an der fest im Gehäuse 51 liegenden Leiterplatte 55 befestigte Fassung ab, die anhand der Fig. 2 und 3 nachstehend beschrieben wird.

  Die Schiebehülse 66 trägt an ihrem freien Ende einen in einer metallenen Hülse 72 gefassten Betätigungsknopf 73 aus durchsichtigem oder durchscheinendem Material. Das im Gehäuse liegende Ende der Schiebehülse 66 ist zu einem dünnwandigen Kragen 74 verlängert, der sich beim Drücken des Betätigungsknopfes 73 zwischen die Innenwand des Gehäuses 51 und eine vom Kragen 65 der Hülse 58 gefassten und in ein Loch 75 der Leiterplatte 55 eingesetzten Kugel 76 schiebt.



   Der Aufbau der aus einem Isoliermaterial bestehenden Leiterplatte 55 geht aus den Fig. 1 und 3 hervor. An der Stirnseite der Leiterplatte 55 sind zwei Lampenkontaktstücke 77 und 78 mittels Niete 79 (Fig. 2, 3) angebracht, von welchen das Kontaktstück 77 seitlich und federnd am Sockel der eingesetzten Lampe 71 anliegt, während das andere Kontaktstück 78 mit dem zentralen Anschluss der Lampe unter dem Druck der Feder 69   (Fig.    1) in Berührung steht. Zwei Leiterzüge 80 81 (Fig. 3) verbinden die Kontaktstücke 77, 78 mit zwei Anschlussbohrungen 82, 83, die sich in dem aus dem Gehäuse 51 ragenden Teil der Leiterplatte 55 (Fig.



  1) befinden.



   An die Leiterplatte ist ein Schnappschalter montiert, welcher eine Blattfeder 35 als Bewegungskontaktteil aufweist. Diese Blattfeder hat wechselseitig zwei Kontaktniete 36, 37 und zwischen diesen eine Kröpfung 38, welche durch ein Loch 39 der Leiterplatte greift, wodurch die Kontaktniete 36, 37 zu beiden Seiten der Leiterplatte zu liegen kommen und der Kontaktniet 36 zusammen mit einem Festkontakt 40 auf der Leiterplatte einen Ruhekontakt und der Kontaktniet 37 mit einem Festkontakt 41 auf der Leiterplatte einen Arbeitskontakt bilden. Die Blattfeder 35 ist mit einem Niet 42 an der Leiterplatte befestigt. In die Leiterplatte ist ein Permanentmagnet 44 eingesetzt, der zweiteilig ausgebildet ist, wobei die der Blattfeder 35 zugewandten Flächen entgegengesetzte magnetische Pole N und S haben. Die aus Stahl bestehende Blattfeder liegt als Anker am Magnet 44 an.



   Wie bereits erwähnt, weist die Leiterplatte ein Loch 75 zur Aufnahme der Kugel 76 (Fig. 1) auf. Beim Drücken des Betätigungsknopfes 73 schiebt sich der Kragen 74 der Schiebehülse 66 zwischen die Innenwand des Gehäuses 51 und die Kugel 76 und drückt diese gegen die Blattfeder 35. Die als Anker am Magneten 44 gehaltene Blattfeder wird durch den Druck der Kugel 76 vom Magneten abgerissen und schnappt infolge ihrer Federspannung aus der in Fig. 1 dargestellten Ruhestellung in die Arbeitsstellung, in welcher der Arbeitskontakt 37, 41 geschlossen ist. Beim Loslassen des Knopfes 73 wird die Blattfeder plötzlich vom Magneten angezogen und schnappt dadurch in die dargestellte Ruhelage.



   Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, weist die Leiterplatte 55 beidseitig Leiterbeläge auf, die einerseits als Festkontakte 40, 41 des Schnappschalters und andererseits als Verbindungsleitungen 84, 85 und 86 der genannten Festkontakte und der Blattfeder 35 mit Anschlussbohrungen 87, 88 und 89 dienen.



   Zum Auswechseln einer defekten Lampe 71 wird in einfacher Weise der Betätigungsknopf 73 samt Schiebehülse 66 gegen die Rückhaltekraft des Sprengrings 68 vom Gehäuse 51 abgezogen. Da die Zusammenstellung Lampe 71, Scheibe 70, Feder 69 lose ist, kann eine neue Lampe ohne Mühe oder Hilfswerkzeug eingesetzt und durch erneutes Einrasten der Schiebehülse 66 hinter dem Sprenring 68 fixiert werden.



   Der in Fig. 1 dargestellte Schalter ist als Tastschalter ausgebildet, indem die beschriebene Schnappschaltvorrichtung beim Loslassen des Betätigungsknopfes 73 selbsttätig in ihre Ruhestellung zurückkehrt. Durch eine einfache Modifikation kann der Tastschalter in einen Druckknopfschalter umgewandelt werden, bei welchem die Schnappschaltvorrichtung in der Arbeitsstellung eingerastet bleibt und erst durch eine weitere Betätigung des Knopfes wieder in die Ruhestellung zurückkehrt.



   Hierzu wird gemäss Fig. 1 der obere Teil der Schiebehülse 66 unterhalb des Bundes 67 mit einem ringförmigen Vorsprung 90 versehen, der schräge Flächen aufweist. Beim Drücken des Knopfes 73 greift der Vorsprung 90 am Sprengring 68 an und drückt diesen radial nach aussen, bis der Vorsprung unterhalb des Sprengrings zu liegen kommt. Der Sprengring nimmt dann seine ursprüngliche Lage ein, so dass die Schiebehülse 66 durch den nun gegen den Druck der Feder 69 am Sprengring 68 anliegenden Vorsprung 90 daran gehindert ist, in die ursprüngliche Stellung zurückzukehren, wenn der Knopf 72, 73 losgelassen wird. Der   Arbeitskontakt 37, 41 bleibt somit geschlossen. Um den Schalter in seine Ruhestellung zu bringen, wird der Knopf 72, 73 nach oben gezogen, so dass der Vorsprung 90 nun mit seiner anderen angeschrägten Fläche über den Sprengring 68 gleitet.



   Eine weitere Ausbildung des vorliegenden Miniaturschalters als Drehschalter ist ausschnittsweise in Fig. 4 und 5 dargestellt. Der Schalter nach Fig. 4 unterscheidet sich vom Schalter der Fig. 1 dadurch, dass eine Betätigung des Knopfes 72, 73 in Längsrichtung verhindert ist, indem der Bund 91 der Hülse 92 in Längsrichtung vergrössert ist und dauernd am Flansch 52 anliegt. Stattdessen kann auch die Hülse 92 mit einer Nut versehen sein, so dass der Sprengring 68 teils in der Nut des Flansches 52 und teils in der Nut der Hülse 92 liegt, so dass diese in Längsrichtung nicht verschoben werden kann. Ferner ist der dünnwandige Kragen 93 nach unten verlängert. An einer Stelle seines Umfanges weist er ein Loch 94 auf, dessen Mittelpunkt auf gleicher Höhe wie der Mittelpunkt der Kugel 76 liegt, so dass die Kugel in das Loch 94 zu liegen kommt.

  Die übrigen Teile des dargestellten Schalters entsprechen denjenigen des Schalters nach Fig. 1. Wird nun der
Knopf 72, 73 und damit die Hülse 92 gedreht, so drückt der Kragen 93 die Kugel 76 aus dem Loch 94. Dadurch wird die Kugel gegen die Blattfeder 35 gedrückt, die in der Folge vom Magneten 44 abgelöst wird und in die Arbeitsstellung schnappt, wie dies bereits anhand der Fig. 1 beschrieben wurde. Um eine definierte, der Arbeitsstellung entsprechende Drehstellung des Knopfs bzw. der Hülse zu erzielen, kann der Kragen 93 ein weiteres Loch (nicht dargestellt) aufweisen, dessen Durchmesser wesentlich kleiner ist als derjenige des
Lochs 94 und die gegenüber dem Loch 94 um beispielsweise   60     versetzt ist. In der definierten Arbeitsstellung schnappt dann die Kugel 76 in dieses kleinere Loch, ohne dass jedoch die Blattfeder in die Ruhelage zurück schnappt.

  Dies ist erst möglich, wenn der Knopf 73 weiter oder umgekehrt gedreht wird, bis die Kugel 76 wieder vom Loch 94 aufgenommen wird.



   Die Drehbewegung des Knopfs 73 kann auch durch entsprechende Anschläge begrenzt werden. Dies lässt sich gemäss Fig. 5, die einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 4 zeigt. wobei die Leiterplatte wegge lassen ist, in einfacher Weise dadurch erzielen. dass die beiden Hälften der zweiteiligen Isolierhülse 58 an ihren
Längskanten mit Rippen 95 versehen werden, die an die
Innenwand des Gehäuses 51 anliegen. wenn die Hülse
58 in dieses eingesetzt ist. Die   Drehhülse    92 ist mit zwei
Längsschlitzen 96 versehen, deren   Umfangslänge    dem vorgesehenen Drehwinkel angepasst ist. Die Längs kanten der Schlitze 96 bilden dann zusammen mit den
Längsrippen 95 Anschläge für die Ruhe- und Arbeits stellung des Drehschalters nach Fig. 4.



   In den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist der
Schalter als einpoliger Schalter mit Wechselkontakten ausgebildet. Es ist möglich. diesen Schalter auch mehr polig auszuführen. indem in Fig. 2 und 3 z. B. zwei
Blattfedern 35 mit Kontaktnieten nebeneinander ange ordnet werden, die voneinander isoliert auf der Leiter platte 55 befestigt sind. Die festen Kontakte 40, 41 werden dann ebenfalls paarweise nebeneinander und isoliert voneinander auf der Leiterplatte samt den    Anschlussleiterzügen    vorgesehen. Zur   Betätielmg    der beiden Blattfedern kann wiederum eine einzige Kugel 45 vorgesehen werden. die bei   Betätigung    des Schalters auf beide Blattfedern drückt, z. B. mittels eines die beiden Blattfedern verbindenden Steges aus einem Isoliermaterial.

  Um eine gleichzeitige Betätigung beider Blattfedern zu erzielen, können statt des erwähnten Verbindungssteges auch zwei Kugeln 76 vorgesehen werden, von welchen jede auf eine der Blattfedern durch je ein Loch 75 drückbar ist. Um die beiden Kugeln gleichzeitig in Richtung zu den ihnen zugeordneten Blattfedern zu verschieben, werden diese miteinander fest verbunden, indem sie beispielsweise an zwei vorgesehenen, aufeinanderliegenden ebenen Flächen ihrer Oberfläche miteinander verklebt werden. Der Durchmesser jeder Kugel wird natürlich kleiner gewählt als dies in den Fig. 1 und 4 dargestellt ist. Bei Betätigung des Druckknopfes 73 (Fig. 1) bzw. des Drehknopfes 73 (Fig. 4) drückt dann die Schiebehülse 66 (Fig. 1) bzw. die Drehhülse 92 beide Kugeln gegen die Blattfedern.



   Schalter mit einer Schnappvorrichtung der gezeigten Art können sehr klein dimensioniert werden, ohne dass ihre Zuverlässigkeit und Lebensdauer eine Einbusse erleidet. In einer praktischen Ausführungsform kann der Schalter nach Fig. 1 einschliesslich Lampe und Leiterplatte eine totale Länge von etwa   50mm    und einen grössten Druchmesser von 11 mm aufweisen. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Miniaturschalter mit einer eine Schnappschaltvorrichtung tragenden, in einem Gehäuse angeordneten Leiterplatte und einem Betätigungsknopf für die Schnappschaltvorrichtung, gekennzeichnet durch einen in der Leiterplatte (55) eingebetteten Permanentmagneten (44), eine ferromagnetische, in der Ruhestellung am Magneten anliegende Blattfeder (35) als Bewegungskontaktteil, eine zwischen dem einen Ende des Magneten (44) und der Befestigungsstelle (42) der Blattfeder in der Leiterplatte gefangene Kugel (76) und eine den Betätigungsknopf (73) tragende Hülse (66, 92), die in das Gehäuse (51) axial verschiebbar oder drehbar eingesetzt ist und mit ihrem offenen Endteil zwischen die Gehäuseinnenwand und die Kugel (76) greift, derart, dass bei Axialverschiebung oder Drehung des Betätigungsknopfes (73) die Kugel (76) gegen die Blattfeder (35) gedrückt und diese vom Magneten (44) abgehoben wird.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Miniaturschalter nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (51) ein im wesentlichen zylindrischer Hohlkörper ist, an dessen einem offenen Ende der Betätigungsknopf (73) angeordnet ist und an deren anderem offenen Ende die sich längs der Gehäuseachse erstreckende Leiterplatte (55) mittels eines in das Gehäuse eingesetzten Sockelstücks (56, 57) befestigt ist.

   2. Miniaturschalter nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die an der Leiterplatte (55) angenietete Blattfeder (35) eine durch ein Loch (39) in der Leiterplatte greifende Kröpfung (38) aufweist und beid seitig der Kröpfung auf je einer Seite der Leiterplatte eine Kontaktstelle (36, 37) mit einem auf der Leiter platte angeordneten Festkontakt (40, 41) bildet.

   3. Miniaturschalter nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Festkontakte (40, 41) der Leiterplatte (55) als Flächen des Leiterbelages auf der Leiterplatte ausgebildet sind, wobei die Leiterplatte auf beiden Seiten mit einem Leiterbelag versehen ist.

   4. Miniaturschalter nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zum elektrischen Anschluss der Blattfeder (35) und der Festkontakte (40, 41) Leiterzüge (84, 85, 86) auf der Leiterplatte (55) an ein über das Gehäuse (51) vorstehendes Ende der Leiterplatte geführt sind.

   5. Miniaturschalter nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im Innern der Hülse (66) eine Schraubenfeder (69) angeordnet ist, die sich einerseits an einem Vorsprung der Hülse und anderseits am Gehäuse (51) abstützt, und dass Mittel (52, 67, 68) vorgesehen sind, um die Längsbewegung der Hülse in beiden Richtungen zu begrenzen.

   6. Miniaturschalter nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (66) und das Gehäuse (51) mit gegenseitig einrastenden Elementen (68, 90) versehen sind, derart, dass die Hülse nach dem Drücken des Betätigungsknopfes (73) in ihrer verschobenen Lage verbleibt.

   7. Miniaturschalter nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (92) eine Bohrung (94) zur Aufnahme der Kugel (76) aufweist, derart, dass beim Drehen des Betätigungsknopfes (73) die Kugel aus der Bohrung und damit gegen die Blattfeder (35) gedrückt wird.

   8. Miniaturschalter nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Sockelstück (56, 57) mit einem an der Innenwand des Gehäuses (51) anliegenden Hülsenteil (58) versehen ist, der eine mit einem Kragen (65) versehene Öffnung (64) zur Halterung der Kugel (76) aufweist.

   9. Miniaturschalter nach den Unteransprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Begrenzung der Drehbewegung des Betätigungsknopfes der Hülsenteil (58) mindestens eine Längsrippe (95) und die Hülse (92) mindestens einen Ausschnitt (96) aufweist, innerhalb welchem die Längsrippe liegt.

   10. Miniaturschalter nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an dem dem Betätigungsknopf (30, 73) benachbarten Ende der Leiterplatte (15, 55) eine Glimm- oder Glühlampe (34, 71) angebracht ist und der Betätigungsknopf eine lichtdurchlässige Fläche aufweist, wobei die Stromzuführungen zur Lampe als an das andere Ende der Leiterplatte führende Leiterzüge (80, 81) auf der Leiterplatte ausgebildet sind.

   11. Miniaturschalter nach den Unteransprüchen 5 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schraubenfeder (69) auf eine in das Innere der Hülse eingebrachte Scheibe (70) abstützt, die ihrerseits mit einer zentralen Öffnung auf dem Sockel der Lampe (71) liegt, welche mit der Stirnseite des Sockels auf der Stirnseite der Leiterplatte (55) steht.

   12. Miniaturschalter nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (55) mit Kontaktstücken (77, 78) für die am Sockel der Lampe (71) befindlichen elektrischen Anschlüsse versehen ist.