CH662001A5 - Mikroschalter. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mikroschalter mit einer einseitig gelagerten Schaltwippe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Mit dem fortschreitenden Eindringen der Elektronik in immer weitere Anwendungsgebiete werden bekannte, für Türkontakte, Weggeber, Endschalter usw. verwendete Mikroschalter immer weniger mit Netzspannung (z.B. 220 V)

betrieben, wofür sie ursprünglich entwickelt worden sind. Demgegenüber werden diese Schalter vermehrt für Kleinspannungen von einigen Volt eingesetzt, wobei nur wenige Milliampère zu schalten sind. Auch unter den erwähnten Umständen muss der Schalter eine möglichst flackerfreie Kontakttrennung und eine prellfreie und sichere Kontaktgabe gewährleisten, was mit der bisherigen Anordnung besonders bei relativ langsamer Stösselbetätigung nicht gewährleistet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen bestehenden Mikroschalter mit geringem Aufwand so zu gestalten, dass eine prellfreie, sichere Kontaktgabe und eine flackerfreie Kontakttrennung auch unter den dargelegten Bedingungen gewährleistet ist.

Die Erfindung ist im Anspruch 1 gekennzeichnet.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Mikroschalter bekannter Bauart,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Kontaktpartie eines erfin-dungsgemässen Mikroschalters, dessen Schaltwippe sich in einer labilen Mittelstellung befindet, zum Teil im Schnitt,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Schaltwippe unter Weglassung der in der Fig. 2 oberen Kontakte,

Fig. 4 die an den oberen Kontakten anliegende Schaltwippe,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine andere Schaltwippe und

Fig. 6 eine Seitenansicht der Kontaktpartie analog der Fig. 2, jedoch mit der Schaltwippe nach der Fig. 5.

In der Fig. 1 bedeutet 1 ein Gehäuse eines bekannten Mikroschalters, der in bekannter Weise durch Drücken eines Stössels 2 betätigt wird. Der Weg des Stössels 2 überträgt sich auf eine Zugfeder 3, wobei das freie Ende einer Schaltwippe 4 die Stellung zwischen Festkontakten 5 und 6 ändert.

Das in den Figuren 2 bis 4 sichtbare freie Ende einer Schaltwippe 7 weist im Gegensatz zur Schaltwippe 4 der Fig. 1, die nur einen Kontakt trägt, mehrere Federarme 8,9,10, 11 (Fig. 3) unterschiedlicher Federcharakterisitk auf. Der obere und untere Festkontakt 5 bzw. 6 besitzt je zwei quer zur Längsachse der Schaltwippe 7 verlaufende, im Querschnitt V-förmige Kontaktkanten 12,13 bzw. 14,15, an denen die Federarme 8,9,10,11 je nach Stellung der Schaltwippe 7 mit ihren freien Enden 16,17,18,19 aufliegen.

Die - in der Längsachse der Zugfeder 3 betrachtet - spiegelsymmetrische Schaltwippe 7 ist mit ihrem Ende 20 (Fig. 2 und 3) an zwei feststehenden Schneidenlagern 21 gelagert und wird von der zentral an der an einem Angriffspunkt 22 an der Schaltwippe 7 angreifenden Zugfeder 3 gegen die Schneidenlager 21 gezogen. Das freie Ende der Schaltwippe 7 teilt sich in die vier Federarme 8,9,10,11 und bildet gemäss der Fig. 3 zwei Federarm-Paare 8,9 bzw. 10,11 mit ungleicher Federcharakteristik, die mit zwei ersten bzw. zwei zweiten, den Federarm-Paaren 8,9 bzw. 10,11 zugeordneten Kontaktkanten 12,14 und 13,15 zusammenarbeiten. Das erste Federarm-Paar - harte Federarme 8,9 benannt - ist direkt neben dem Angriffspunkt 22 der Zugfeder 3 an einer Mittelpartie 23 der Schaltwippe 7 frei vorstehend angeformt, während die Federarme des zweiten Federarm-Paares -weiche Federarme 10,11 benannt - je eine grössere freie Länge als die harten Federarme 8,9 aufweisen. Die weichen Federarme 10,11 sind zu diesem Zweck seitlich an die Mittelpartie 23 angeformt und verlaufen, in der Längsrichtung der Schaltwippe 7 betrachtet, zunächst seitlich ausserhalb der Kontaktkanten 12,13,14,15 bis über die zweiten Kontaktkanten 13,15 hinaus und schliesslich zurück in den Bereich der zweiten Kontaktkanten 13, 15. Die freien Enden 16 und s

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

662 001

18 sowie 17 und 19 stehen dann einander gegenüber und haben eine gemeinsame Symmetrieachse.

Das bisher Beschriebene beruht auf einer Ausführungsform mit vier Federarmen 8,9,10,11. Viele weitere Ausgestaltungen sind möglich, auch mit nur je einem harten und einem weichen Federarm, doch ist allen gemeinsam, dass eine Mittelpartie 23 und die Federarme 8,9,10,11 der Schaltwippe 7 in unbelastetem Zustand in einer gemeinsamen Ebene liegen.

Nachfolgend wird die Ausführung nach Fig. 2 und 3 weiter beschrieben.

Um eine sichere Kontaktgabe zu erreichen und um zu gewährleisten, dass auch bei sehr langsamer Betätigung des Stössels 2 unmittelbar vor Beginn des Umschaltvorganges kein Zustand eintritt, bei dem die zwischen den freien Enden 16,17sowie 18,19und den Kontaktkanten 12,14bzw. 13,15 auftretenden Kräfte an allen Kontaktstellen auf Null absinken, weisen die Kontaktkanten 12 und 13 sowie 14 und 15 der beiden Festkontakte 5 und 6 einen Höhenunterschied h auf (Fig. 2). Damit wird erreicht, dass der Abstand a zwischen den ersten Kontaktkanten 12,14 grösser ist als der Abstand b zwischen den zweiten Kontaktkanten 13,15. Dies bewirkt, dass beim Umschaltvorgang zuerst die weicher federnden freien Enden 18 und 19 zur Kontaktgabe mit der Kontaktkante 13 oder 15 kommen, und erst nach Einfede-rung der Federarme 10 und 11 auch die freien Enden 16 und 17 die Kontaktkante 12 oder 14 berühren. Die Fig. 4 zeigt die freien Enden 16,17,18,19 an den Kontaktkanten 12 und 13 anliegend. Im Ruhestand, also nach einem Schaltvorgang, bedeutet dies eine mehrfache Kontaktgabe, was einen geringen Übergangswiderstand gewährleistet und eine grosse Sicherheit gegen Störungen infolge von Verschmutzungen gibt. Dies wird in der beschriebenen Anordnung noch dadurch unterstützt, dass jede der vier Kontaktstellen im Prinzip aus einer punktförmigen Berührungsstelle zweier sich kreuzender Berührungskanten bestehen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel wird anhand der Fig. 5 und 6 nachfolgend erläutert. Zur Einsparung von Kontaktmaterial ist es vorteilhaft, wenn die Festkontakte 5 und 6 für beide Schaltlagen der Schaltwippe 7' je nur aus einer Kontaktkante 24 und 25 bestehen. In der Fig. 5 ist die Kontaktkante 25 vereinfachend durch einen Strich dargestellt. Im beschriebenen Beispiel sind ein harter Federarm 26 und zwei weiche Federarme 27,28 nebeneinander in der Ebene der Schaltwippe 7 so angeordnet, dass der harte Federarm 26 in einem ersten Bereich A und die beiden weichen Federarme s 27, 28 in je einem zweiten Bereich B der gemeinsamen Kontaktkante 24 bzw. 25 zusammenarbeiten. Dabei sind die Kontaktkanten 25; 25 zum Beispiel durch Prägen so gestaltet (Fig. 6), dass ein Abstand a zwischen den Berührungsstellen im Bereich A des harten Federarmes 26 grösser ist als ein io Abstand b zwischen den Berührungsstellen in den Bereichen B der weichen Federarme 27, 28. Es besteht somit an jeder Kontaktkante 24 sowie 25 ein Höhenunterschied h zwischen den Bereichen A und B. Damit wird genau gleich wie im Beispiel der Fig. 2 und 3 eine zeitlich gestaffelte Kontaktgabe 15 bzw. Kontakttrennung erreicht.

Statt einen harten Federarm 26 und zwei weiche Federarme 27 und 28 zu verwenden, ist auch eine Aufteilung in zwei harte und einen weichen Federarm möglich.

Die anhand eines Umschalters beschriebenen Anwen-20 dungsbeispiele sind auch auf einfache Ein/Aus-Schalter anwendbar, wobei dann an die Stelle des einen Festkontaktes 5 oder 6 ein fester Anschlag tritt.

Bei allen beschriebenen Ausführungen ist es von Vorteil, wenn die Kontaktstellen vergoldet sind.

25 Durch die unterschiedliche geometrische Anordnung der beschriebenen Federarme 8, 9, 26 einerseits und 10, 11 bzw. 27,28 andererseits weisen diese unterschiedliche Eigenfrequenzen auf, was eine Verkleinerung der Prellzeit beim Einschalten ergibt.

30 Beim Abschalten wird der Kippvorgang eingeleitet, bevor die Kontaktgabe unterbrochen wird, denn wenigstens eines der freien Enden 18, 19 bzw. 27, 28 bleibt bei Beginn der Kippbewegung während eines ersten Wegstückes der Schaltwippe noch in Berührung mit der Kontaktkante 13 oder 15 35 bzw. 24 oder 25 und trennt erst, wenn die Schaltwippe 7 bereits beschleunigt ist. Damit wird das zeitliche Verweilen der Kontaktstellen in einem Zustand sehr kleiner Berührungskräfte stark verkürzt. Ausserdem ermöglicht die vorteilhafte mehrfache Kontaktgabe, kleine Spanungen und 40 Ströme mit hoher Sicherheit zu schalten, ohne dass gegenüber bekannten Mikroschaltern ein grosser Aufwand erforderlich ist.

B

1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

662001

1. M ikroschalter mit einer einseitig gelagerten, von einem Betätigungs-Stössel und einem Federglied beeinflussten Schaltwippe, die mit ihrem wenigstens einen Kontakt tragenden freien Ende zwei stabile, durch obere und untere Anschläge begrenzte Endstellungen einnehmen kann, wobei wenigstens einer der Anschläge als Festkontakt ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das mit den oberen oder unteren Anschlägen bzw. Festkontakten (5,6) in Berührung kommende freie Ende der Schaltwippe (7,7') aus wenigstens zwei Federarmen (8,9,26; 10,11,27,28) unterschiedlicher Federcharakteristik, wobei harte Federarme (8,9,26) und weiche Federarme (10,11,27,28) vorhanden sind, besteht, und die oberen sowie die unteren Festkontakte (5 bzw. 6) wenigstens eine quer zur Längsachse der Schaltwippe (7) verlaufende Kontaktkante (12,13,24 bzw. 14,15,25) aufweisen, an denen die Federarme (8,9,26 bzw. 10,11,27,28) je nach Stellung der Schaltwippe (7) mit ihren freien Enden (16,17, 26 bzw. 18,19,27,28) so aufliegen, dass beim Ausschaltvorgang immer das freie Ende ( 16,17) eines harten Federarmes (8,9,26) vor dem freien Ende (18,19) eines weichen Federarmes (10, 11,27,28) von der entsprechenden Kontaktkante

( 12,14 bzw. 13,15 ; 24,25) abhebt und beim Einschaltvorgang immer das freie Ende (18,19) eines weichen Federarmes (10, 11,27,28) vor dem freien Ende (16,17) eines harten Federarmes (8,9,26) die entsprechende Kontaktkante (15,13 bzw. 14, 12 ; 25,24) erreicht.

2. Mikroschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelpartie (23) und die Federarme (8,9, 10,11,26,27,28) der Schaltwippe (1,1') in unbelastetem Zustand in einer gemeinsamen Ebene liegen und dass zur Sicherstellung der geforderten Reihenfolge des Abhebens bzw. des Berührens der Federarme (8,9,10,11,26,27,28) von bzw. mit den Festkontakten (5,6) ein Höhenunterschied (h) zwischen den Berührungsstellen an den Kontaktkanten

( 12 u. 14,24 u. 25) mit dem harten Federarm (8,9,26) und den Berührungsstellen an den Kontaktkanten ( 13 u. 15,24 u. 25) mit dem weichen Federarm (10,11,27,28) besteht.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Mikroschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein harter Federarm (8,9) mit je zwei ihm zugeordneten Kontaktkanten (12,14) zusammenarbeitet und wenigstens ein weicher Federarm (10,11) mit je zwei ihm zugeordneten Kontaktkanten (13,15) zusammenarbeitet, wobei der Abstand (a) zwischen den ersten Kontaktkanten ( 12,14) grösser als der Abstand (b) zwischen den zweiten Kontaktkanten (13,15) ist.

4. Mikroschalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein harter Federarm (26) und wenigstens ein weicher Federarm (27,28) in der Ebene der Schaltwippe (7) nebeneinander angeordnet sind und dass der harte Federarm (26) in einem ersten Bereich (A) und der weiche Federarm (27,28) in einem zweiten Bereich (B) der gemeinsamen Kontaktkanten (24; 25) zusammenarbeiten, wobei der Abstand (a) zwischen den Berührungsstellen im Bereich (A) des harten Federarmes (26) grösser ist als der Abstand (b) zwischen den Berührungsstellen im Bereich (B) des weichen Federarmes (27,28).