DE102007017366B3

DE102007017366B3 - Elektrischer Schalter

Info

Publication number: DE102007017366B3
Application number: DE102007017366A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm SCHNÖDT
Original assignee: ZF Electronics GmbH
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2007-04-12
Filing date: 2007-04-12
Publication date: 2008-09-18
Anticipated expiration: 2027-04-13
Also published as: US7932475B2; PL2135269T3; CN101715599B; ES2350415T3; EP2135269A1; CN101715599A; ATE478431T1; EP2135269B1; US20100084250A1; WO2008125636A1; DE502008001164D1

Abstract

Elektrischer Schalter, insbesondere mit einem elastisch verformbaren, gabelartigen Kontaktgeber mit einem Endbereich, der eine erste und eine zweite Kontaktstelle aufweist. Von dem Kontaktgeber erstrecken sich zumindest eine Zuglasche und zumindest ein gewölbter Bereich derart, dass ein Überführen des Schalters von einer Grundstellung, in der die erste Kontaktstelle mit einer ersten Kontaktfläche in Verbindung steht, in eine Schaltstellung, in der die zweite Kontaktstelle mit einer zweiten Kontaktfläche in Verbindung steht, und umgekehrt dadurch erfolgt, dass sich die Zuglasche verformt und ein Winkel, der in einem Übergangsbereich zwischen dem gewölbten Bereich und dem Endbereich des Kontaktgebers gebildet wird, im Wesentlichen unverändert bleibt.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit einem elastisch verformbaren Kontaktgeber, der gegen eine Federkraft von einer Grundstellung in eine Schaltstellung bewegt werden kann, wobei eine Verbindung des Kontaktgebers von einem ersten auf einen zweiten Wahlkontaktkörper wechselt. Ein Schalter dieser Art wird beispielsweise in EP 0 837 483 A2 als Stand der Technik genannt und ist in 24 der Druckschrift dargestellt.
Bei diesem bekannten Schalter ist in einer Aufnahme ein für beide Schaltzustände gemeinsamer Kontaktkörper, ein elastisch verformbarer Kontaktgeber, ein Betätigungselement, ein erster und ein zweiter Wahlkontaktkörper und ein Hebel in einem Gehäuse angeordnet. Der elastisch verformbare Kontaktgeber weist eine im Wesentlichen langgestreckte Zuglasche und einen in der Draufsicht zu dieser Zuglasche parallel angeordneten gewölbten Bereich auf. Der Kontaktgeber weist weiterhin einen die Zuglasche und den gewölbten Bereich verbindenden Bereich auf, der auf beiden Seiten der Wölbung je eine Kontaktstelle angeordnet hat. Durch ein Betätigungselement, welches von außen betätigbar ist, wird der elastische Kontaktgeber aus einer Grundstellung, in der er mit einem ersten Wahlkontaktkörper in Verbindung steht, elastisch derart verformt, dass der Kontaktgeber mit einem zweiten Wahlkontaktkörper in Verbindung gebracht wird. Durch Loslassen des Betätigungselements entspannt sich der elastisch verformbare Kontaktgeber zumindest teilweise und kehrt in seine Grundstellung zurück, wobei auch das Betätigungselement in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.
Schalter dieser Art werden u. a. im Miniatur- oder Subminiaturbereich ausgeführt und dienen Schaltaufgaben, bei denen ein normalerweise geschlossener elektrischer Kontakt vorübergehend durch mechanische Einwirkung auf das Betätigungselement unterbrochen oder eine Verbindung an einen zweiten Kontakt hergestellt wird, welche für die Zeit in dem sich das Betätigungselement in der Schaltstellung befindet aufrecht erhalten wird. In einer weiteren Anwendung kann das Betätigungselement oder der Kontaktgeber jedoch auch arretiert werden.
Schalter dieser Art sind besonders geeignet für Aufgaben der Positionsdetektion in automatischen Vorgängen. Typische Anwendungsbereiche können aber auch Schließsysteme, Karosserie- und Innenbereiche eines Fahrzeuges sowie verschiedene Positionsabfragen in Haushaltsgeräten oder anderen Mechanismen sein.
Aus der DE 1 989 468 bekommt der Fachmann den Hinweis, dass eine Relativbewegung zwischen den Kontaktstellen, welche im Wesentlichen senkrecht zur Umschaltrichtung ist, von Vorteil ist, damit die Kontaktstellen frei von Abrieb bzw. Schmutzpartikeln bleiben. Die Relativbewegung in dem Schalter wird durch eine Längsdehnung einer in zwei Bereiche aufgeteilten Mittelfeder/Umschaltfeder erreicht. Dabei wird ein starrer Bereich der Umschaltfeder über einen Winkel, der seinerseits durch eine Betätigungsfeder ausgelenkt wird, in Längsrichtung des Schalters bewegt. Bei dieser Dehnung der Umschaltfeder wird der untere mäanderförmige Teil der Umschaltfeder elastisch verformt. Dies geschieht dadurch, dass die Betätigungsfeder um den gemeinsamen Befestigungspunkt mit der Umschaltfeder im Gehäuse ausgelenkt wird, wobei die Umschaltfeder in ihrer Bewegungsfreiheit durch die beiden Kontakte eingeschränkt ist. Damit kommt es bei einer über die Anschlagpunkte der Umschaltfeder hinausgehende Auslenkbewegung der Betätigungsfeder zu einer in Längsrichtung der Betätigungsfeder wirkenden Relativbewegung zwischen der Betätigungsfeder und der Umschaltfeder. Derart, dass die Kontaktstelle auf der Anschlussstelle parallel zur jeweiligen Kontaktebene bewegt wird. Dieser aufwendige Mechanismus hat nicht nur den Nachteil, dass drei Bauteile notwendig sind, um eine Relativbewegung zwischen den Kontakten herzustellen, sondern auch den Nachteil, dass für die zu erzeugende Linearbewegung der Umschaltfeder eine große rotative Auslenkung der Betätigungsfeder notwendig ist, was wiederum zu einer großen Bauweise des Schalters führt.
Auslegeschrift 1 168 993 beschäftigt sich ebenfalls mit einem elektrischen Schnappschalter mit dem Ziel, die Reib- und Abwälzbewegungen der Kontaktstücke kräftiger zu gestalten. Dabei wird ein starrer Kontaktarm, welcher an seinem den Kontaktstellen abweisenden Ende gelenkig gelagert ist, von einem Schaltarm zwischen zwei Klemmen hin- und herbewegt. Der Schaltarm wird dabei seinerseits von einem Betätigungselement an einem Ende ausgelenkt. Das andere Ende des Schaltarms ist an einer gemeinsamen Klemme gelenkig gelagert. Zur Abstützung an einem ersten Kontakt in Grundstellung des Schalters dient eine C-Feder, welche bei Betätigen des Betätigungselements stärker überwölbt wird. Die insgesamt gelenkige Aufnahme des starren Kontaktarms und die kreisförmige Auslenkung des Schaltarms bewirken nur sehr geringe lineare Bewegungen der Kontaktstelle des starren Kontaktarmes auf der Kontaktstelle der Klemme. Auch hier findet keine Linearbewegung der Kontaktstelle des Kontaktarms auf der Kontaktfläche der Klemme statt.
DE 1 917 411 U , von der als nächstkommender Stand der Technik ausgegangen wird, beschreibt einen elektrischen Schalter mit einem einteiligen elastisch verformbaren Kontaktgeber, welcher aus drei Bereichen aufgebaut ist: einem in allen Schaltzuständen flachen Blattfederbereich, einem Bereich einer Druckfederzunge und einem freien Endbereich. Auf dem Blattfeder-/Umschaltfederbereich sind auf den gegenüberliegenden Flächen eine erste und eine zweite Kontaktstelle angeordnet. Von dem Umschaltfederbereich erstreckt sich eine Druckfederzunge, die sich an einem Schneidenlager abstützt. Der freie Endbereich ist gegenüber der Umschaltfeder um etwa 180° umgebogen und stützt sich an einem Vorsprung am Gehäuse ab. Bei Überführen des Schalters von einer Grundstellung, in der die Umschaltfeder mit einem oberen Kontakt in Verbindung steht, in eine Schaltstellung, in der die Umschaltfeder mit einem Kontakt in Verbindung steht, wird die Druckfederzunge überwölbt, wobei gleichzeitig der Blattfederbereich (ohne eine Verformung zu erfahren) von dem Betätigungsglied in Richtung des Umschaltpunktes geführt wird. Nach Passieren des Umschaltpunktes schnappt die Umschaltfeder von dem oberen Kontakt auf den unteren Kontakt um.
Durch die Veränderung der Überwölbung der Druckfederzunge kommt es bis zum Erreichen des Umschaltpunktes auf dem Anschlussstück (Kontakt) zu einer leichten Reibbewegung der Umschaltfeder auf der Kontaktstelle des oberen Anschlussstücks. Dabei stellt man fest, dass je kleiner die Bauweise des Schalters und je kürzer die Schaltwege des Schalters gewählt werden, desto kleiner ist die Reibbewegung der Umschaltfeder auf den jeweiligen Anschlussstücken.
In dem bekannten Schalter aus dem in EP 0 837 483 A2 genannten Stand der Technik ist ein Federmechanismus für den Kontaktgeber bekannt, welcher für die Umschaltung von einer ersten Kontaktstelle auf eine zweite Kontaktstelle verantwortlich ist. Dabei sind speziell der Abstand der beiden Wahlkontaktkörper und die Federstärke der Blattfeder wichtige Einflussgrößen. So ist es für den bekannten Schalter vorteilhaft, eine relativ starke Blattfeder im gewölbten Bereich einzusetzen, um die Kontaktkräfte an der ersten bzw. zweiten Kontaktstelle sicher zu gewährleisten. Durch eine solche starke Blattfeder erhöhen sich zwangsläufig auch die Betätigungskräfte für einen derartigen Schalter und die Zuglasche muss daher so biegesteif wie möglich ausgebildet werden.
Die Abstützung des gewölbten Bereichs mit seinem freien Ende an dem gemeinsamen Kontaktkörper bewirkt, dass der Kontaktgeber nach oben gedrückt wird, wobei die Anlage an der ersten Kontaktstelle ein Drehmoment derart bewirkt, dass das freie Ende der Zuglasche, welches an dem Hebel befestigt ist, den Hebel zusammen mit dem Betätigungselement in die Ausgangsstellung drückt. Wird das Betätigungselement ins Gehäuse hinein bewegt, so bewegt sich das freie Ende der Zuglasche auf den Abstützpunkt des gewölbten Bereiches zu, und wenn dieser erreicht ist, herrscht ein Gleichgewicht in der Art, dass eine Weiterbewegung des freien Endes der Zuglasche eine lineare Bewegung des Endbereiches des Kontaktgebers von der ersten Kontaktstelle auf die zweite Kontaktstelle ausgelöst wird. Bevor sich jedoch der Kontaktgeber von der ersten Kontaktstelle löst, also bevor die Zuglasche den Abstützpunkt des gewölbten Bereiches erreicht, wird an der ersten Kontaktstelle eine lineare Bewegung in Längsrichtung der Zuglasche bewirkt. Dies erfolgt deswegen, da die Zuglasche an dem Hebel, welcher drehbar in dem Gehäuse aufgenommen ist befestigt ist, eine Kreisbogenbewegung um den Drehpunkt des Hebels ausführt. Gleichzeitig ist der Endbereich des Kontaktgebers durch den Anlagepunkt der Kontaktstelle in seiner Bewegung in Richtung auf die Kontaktfläche gehemmt und vollzieht deshalb nur den Teil der Bewegung der Zuglasche, der in Längsrichtung des Schalters gerichtet ist.
Nach Passieren des Schaltpunktes, d. h. nachdem die Zuglasche den Abstützpunkt des gewölbten Bereichs passiert hat, wechselt der Endbereich von der ersten Kontaktstelle auf die zweite Kontaktstelle. Dies geschieht in einer in etwa linearen, senkrecht zur Zuglasche gerichteten Bewegung bzw. durch eine im Wesentlichen parallele Verschiebung des Kontaktgebers in Betätigungsrichtung des Betätigungselements. Nach dem Umschalten vollzieht die zweite Kontaktstelle des Kontaktgebers bei weiterer Bewegung der Zuglasche eine weitere bogenförmige Bewegung, wobei die zweite Kontaktstelle auf ihrem Auflagepunkt in gleicher Drehrichtung wie die bogenförmige Bewegung der Zuglasche abrollt. Es kommt daher auf der zweiten Kontaktstelle zu einer stark verminderten linearen Bewegung bzw. zu einem stark verminderten Gleiten oder Reiben der Kontaktstelle auf der Kontaktfläche in Längsrichtung des Schalters. Unter bestimmten geometrischen Bedingungen geht die lineare Bewegung der Kontaktstellen auf den Kontaktflächen gegen Null.
Damit auch bei oftmals geforderten geringen Betätigungskräften, zwischen den beiden Kontaktstellen zuverlässig geschaltet werden kann, sollte auf beiden Kontaktstellen eine lineare Bewegung in oder gegen die Zugrichtung der Zuglasche, d. h. im Wesentlichen in Längsrichtung der Aufnahme bzw. des Gehäuses erfolgen. Durch eine derartige Linearbewegung auf den einzelnen Kontaktflächen wird deren Sauberkeit aufrechterhalten und es können größere Lasten bei gleichem Kontaktdruck geschaltet werden als wenn eine solche Linearbewegung nicht stattfindet.
Für den bekannten elektrischen Schalter bedeutet dies, dass an dem ersten Wahlkontakt eine höhere Last geschaltet werden könnte als an dem zweiten Wahlkontakt. Somit bestimmt die zweite Kontaktstelle in dem bekannten Schalter die durch den elektrischen Schalter schaltbare Last.
Kurze Strom- und Spannungsspitzen, wie sie z. B. beim Schalten von Kondensator- oder Induktionslasten auftreten, können zum Verschweißen der Kontakte führen. Durch die lineare Reibbewegung der Kontaktoberflächen zueinander werden während der Betätigung des Schalters Verschweißungen der Kontakte unverzüglich wieder aufgebrochen. Je kleiner also der lineare Reibweg ist, desto wahrscheinlicher ist eine Kontaktverschweißung. Bei dem bekannten Schalter geht an der zweiten Kontaktstelle die lineare Reibbewegung durch die Drehbewegung des Kontaktgebers in ein reines Abrollen der Kontaktstelle auf der Kontaktfläche über. Verunreinigungen oder Partikel lagern sich im Laufe der Lebensdauer auf den Kontaktflächen ab und führen zu Verschweißungen zwischen den Kontaktstellen und den Kontaktflächen.
Bei stärkeren Verunreinigungen oder größeren Partikeln kann ein derartiges Abrollen zu einem elektrischen Ausfall des Schalters führen, da diese Partikel nicht durch eine Reibbewegung der Kontaktstellen von den Kontaktflächen entfernt werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Schalter mit einem Federmechanismus bereitzustellen, bei dem sowohl auf einer ersten Kontaktfläche als auch auf einer zweiten Kontaktfläche eine ausreichende lineare Bewegung stattfindet, und so die Nachteile des Standes der Technik vermieden werden. Dabei soll ein einfacher Aufbau, eine einfache Herstellung sowie eine einfache Montage als auch ein zuverlässiger Betrieb mit einer langen Lebensdauer gewährleistet sein.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit einem Schalter gemäß Anspruch 1.
Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Schalters sind in den abhängigen Unteransprüchen angegeben.
Der elastisch verformbare Kontaktgeber des erfindungsgemäßen Schalters ist dabei ebenso wie im Stand der Technik so bewegbar, dass der Kontaktgeber mit den Kontaktstellen wechselweise mit zwei Kontaktflächen von Wahlkontaktkörpern in leitender oder nicht leitender Verbindung steht. Durch eine flexiblere Ausbildung der Zuglasche gegenüber dem gewölbten Bereich wird erreicht, dass beim Bewegen des Hebels, an dem die Zugfeder angebunden ist, eine Verformung der Zugfeder bewirkt wird und ein Endbereich des Kontaktgebers, in seiner abgewinkelten Position bezüglich des gewölbten Bereichs des Kontaktgebers nahezu unverändert gehalten wird. Durch Aufrechterhalten des Winkels zwischen dem gewölbten Bereich und dem Endbereich wird erreicht, dass zwischen der Kontaktstelle und der Kontaktfläche keine Drehbewegung um den Auflagepunkt der Kontaktsteile auf der Kontaktfläche stattfindet. Gleichzeitig wird durch die erzwungene bogenförmige Bewegung der Zuglasche der Kontaktpunkt auf der Kontaktfläche in eine lineare Bewegung in Längsrichtung der Aufnahme gezwungen, da die Anlage des Endbereichs an eine Kontaktfläche eine Bewegung in Richtung der Flächennormalen der Kontaktfläche verhindert.
Unter Längsrichtung des Schalters wird dabei die Hauptausdehnungsrichtung der Zuglasche in der Grundstellung des Schalters bezeichnet. Unabhängig von der Einbaulage des erfindungsgemäßen Schalters soll diese Richtung auch als die horizontale Richtung des Schalters bezeichnet werden. Die vertikale Richtung des Schalters wird durch den Abstand der beiden Kontaktflächen definiert, wobei mit „oben" die Seite des Kontaktgebers bezeichnet wird, in der sich das Betätigungselement in der Grundstellung befindet.
Auf Grund der Beibehaltung bzw. nur geringfügigen oder minimalen Änderung des Winkels zwischen dem Endbereich des Kontaktgebers und dem gewölbten Bereich des Kontaktgebers wird an beiden Kontaktflächen eine Drehung der Kontaktstelle um den Auflagepunkt der Kontaktstelle auf der Kontaktfläche vermieden. Daher findet auch auf der zweiten Kontaktfläche eine lineare Bewegung in Längsrichtung der Aufnahme statt, und Verunreinigungen oder Partikel können effektiv von dieser entfernt werden. Sogar ein Verschweißen der Kontaktstelle mit der Kontaktfläche kann dadurch weitestgehend verhindert werden. Bei dennoch auftretenden Verschweißungen können diese durch die Kräfte, die in Längsrichtung des Schalters wirken, aufgebrochen werden.
Vorzugsweise wird der Kontaktgeber so ausgestaltet, dass er zwei gewölbte Bereiche beabstandet voneinander aufweist, zwischen welchen eine derart ausgebildete Zuglasche angeordnet ist, dass diese ohne den Winkel zwischen gewölbtem Bereich und Endbereich zu verändern, elastisch verformbar ist. In der Draufsicht sind die beiden gewölbten Bereiche im Wesentlichen parallel zu der flexiblen Zuglasche. Der Endbereich des Kontaktgebers verbindet an einer Seite bzw. an einem Ende die beiden gewölbten Bereiche und ein Ende der Zuglasche. Der Kontaktgeber hat in der Draufsicht somit eine in etwa gabelartige Erscheinungsform, welche mindestens zwei Fortsätze bzw. Zinken aufweist. Dabei ist mindestens ein Fortsatz als Zuglasche und ein Fortsatz als gewölbter Bereich ausgebildet. Das Ende des gewölbten Bereiches stützt sich im eingebauten Zustand am für beide Schaltzustände für die Durchleitung eines elektrischen Signals notwendigen gemeinsamen Kontaktkörper ab. Das Ende der Zuglasche ist an einem Endbereich des drehbar gelagerten Hebels befestigt. Wird der drehbar gelagerte Hebel durch das Betätigungselement ausgelenkt, so verformt sich im Wesentlichen nur die Zuglasche, wobei die Verformung im elastischen Bereich bleibt. Die Befestigungsstelle der Zuglasche am Endbereich des Hebels beschreibt gleichzeitig eine bogenförmige Bewegung. Durch die erzwungene bogenförmige Bewegung der Befestigungsstelle bzw. des Verbindungspunktes zwischen Zuglasche und Hebel und der gleichzeitigen Abstützung des Endbereiches über die Kontaktstellen auf den Kontaktflächen wird erreicht, dass eine Kraft in Längsrichtung des Schalters erzeugt wird, die die Kontaktstelle auf der Kontaktfläche linear in etwa horizontal bewegt. Durch die bezüglich der Zuglasche relativ steife Anbindung des gewölbten Bereiches des Kontaktgebers an den Endbereich des Kontaktgebers wird bei Auslenkung des Hebels ein Winkel im Übergangsbereich zwischen dem gewölbten Bereich und dem Endbereich nicht verändert.
In einer anderen Ausführungsform ist nur ein gewölbter Bereich an dem Kontaktgeber vorgesehen, der in der Draufsicht mittig zwischen zwei Stegen der Zuglasche angeordnet ist. Dabei ist der gewölbte Bereich derart stabil ausgeführt, dass es bei Verformung der seitlichen Zuglaschenbereiche zu keiner Winkeländerung zwischen dem gewölbten Bereich und dem Endbereich kommt. Das freie Ende des gewölbten Bereiches ist wiederum auf dem gemeinsamen Kontaktkörper abgestützt und die beiden Zuglaschenbereiche sind an dem Ende, das dem Endbereich abgewandt ist, miteinander verbunden und an dem Hebel befestigt. Auch in dieser Ausführungsform werden bei einem Auslenken des Hebels bzw. des Anbindungspunktes der Zuglasche an dem Hebel im Wesentlichen nur die Zuglasche bzw. die Zuglaschenbereiche, welche seitlich neben dem gewölbten Bereich angeordnet sind, verformt. Gleichzeitig mit der Verformung der Zuglasche wird die Wölbung des gewölbten Bereiches elastisch verformt, wobei jedoch der Winkel, welcher streng mathematisch von einer Tangente an den gewölbten Bereich an der Knicklinie zwischen gewölbtem Bereich und Endbereich und dem Endbereich aufgespannt wird, während der Bewegung des Verbindungspunktes der Zuglasche im Wesentlichen nicht verändert wird. Durch Abstützen der Kontaktstellen auf den jeweiligen Kontaktflächen der Wahlkontaktkörper wird die bogenförmige Bewegung, welche der Verbindungspunkt der Zuglasche am Hebel vollzieht, in eine lineare Bewegung in Längsrichtung der Aufnahme bzw. des Schalters erzwungen. Dies geschieht sowohl an der ersten Kontaktfläche, bei der der elektrische Schalter in Grundstellung ist, als auch an der zweiten Kontaktfläche, wenn sich der elektrische Schalter in einer Schaltstellung befindet.
Durch die erfindungsgemäß erzwungenen linearen Bewegungen der Kontaktstellen auf den Kontaktflächen sowohl auf dem ersten Wahlkontaktkörper als auch auf dem zweiten Wahlkontaktkörper wird erreicht, dass störende Fremdschichten mechanisch beseitigt werden. Die Reibbewegung der Kontaktstellen auf den Kontaktflächen ist ebenfalls von Bedeutung, wenn der Schalter unter negativen Umweltbedingungen betrieben werden muss und beispielsweise Oxydschichten, Silikatschichten oder andere unerwünschte Ablagerungen an den Kontaktflächen auftreten. Durch die einfache erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kontaktgebers lässt sich also erreichen, dass eine Selbstreinigung der Kontaktflächen und der Kontaktstellen in dem erfindungsgemäßen elektrischen Schalter mit Federmechanismus erfolgt. Durch die Reibbewegungen auf beiden Kontaktflächen, wird einem Verschweißen der Kontaktstellen mit den Kontaktflächen entgegengewirkt. Dies hat zur Folge, dass mit dem erfindungsgemäßen Schalter größere Lasten als mit dem Schalter gemäß dem Stand der Technik bei gleich stark ausgebildeter Kontaktfeder/Kontaktgeber geschaltet werden können.
Durch die im elastischen Bereich ohne großen Kraftaufwand deformierbare Zuglasche kann mit wenig Kraftaufwand, d. h. mit geringer Schaltbetätigungskraft, durch eine geeignete Ausgestaltung des gewölbten Bereiches eine hohe Kontaktkraft erzeugt werden, bei gleichzeitiger Erzielung eines großen Reibweges, d. h. der Länge der Reibbewegung auf der jeweiligen Kontaktfläche.
Hinsichtlich der Ausführungsform ist der erfindungsgemäße Schalter nicht auf Ausführungsformen beschränkt, wie sie beispielsweise aus dem oben genannten Stand der Technik bekannt sind, sondern erfindungswesentlich ist demgegenüber eine steife Anbindung des gewölbten Bereiches des Kontaktgebers an den Endbereich des Kontaktgebers und eine flexible Anbindung der Zuglasche an den Endbereich, d. h. eine im elastischen Bereich leicht deformierbar ausgestaltete Zugfeder. Die Zugfeder bewegt den Endbereich des Kontaktgebers im Wesentlichen linear und parallel zu den Kontaktflächen der Wahlkontaktkörper bei gleichzeitiger elastischer Überwölbung des gewölbten Bereichs des Kontaktgebers.
Erfindungsgemäß spielt es dabei keine Rolle, ob ein Drehpunkt des Hebels, welcher durch das Betätigungselement ausgelenkt wird, in Längsrichtung vor oder hinter dem Kontaktbereich der Kontaktstelle und der Kontaktflächen angeordnet ist. Vorzugsweise ist jedoch der Kontaktbereich des Schalters zwischen der Befestigungsstelle der Zuglasche an dem Hebel und dem Drehpunkt des Hebels angeordnet. Durch eine derartige Anordnung wird die Winkelbewegung des Hebels im Drehpunkt und damit der auftretende Kraftverlust auf ein Minimum reduziert und somit die Betätigungskraft so gering wie möglich gehalten. Der für die Drehbewegung des Hebels effektive Hebelarm pendelt dabei um sein Maximum.
Darüber hinaus wird durch eine möglichst langgestreckte Ausbildung des Hebels, d. h. durch eine Anordnung des Drehpunkts und der Befestigungsstelle auf verschiedenen Seiten des Kontaktbereiches erreicht, dass trotz hoher Kontaktkräfte, welche aus dem gewölbten Bereich resultieren und für die notwendige Kontaktkraft sorgen, die Betätigungskräfte für den Schalter unter Ausnutzung von Hebelverhältnissen gering bleiben.
Bevorzugt wird das Betätigungselement in einer linearen Richtung senkrecht zu den Kontaktflächen der Wahlkontaktkörper bewegt und lenkt dabei den Hebel derart aus, dass der Verbindungspunkt am nicht drehbar gelagerten Ende des Hebels eine Kreisbewegung beschreibt. Diese Kreisbewegung wird durch die Abstützung der Auflagepunkte der Kontaktstellen auf den Kontaktflächen über die Zuglasche in eine lineare Bewegung der Auflagepunkte der Kontaktstellen auf den Kontaktflächen umgesetzt. Die Auslenkung, d. h. die Drehung des Hebels, kann bei geeigneter Anordnung des Betätigungselementes auch durch eine Drehbewegung des Betätigungselementes erfolgen. Hierbei ist es beispielsweise denkbar, dass ein Betätigungselement eine Verlängerung der Zuglasche oder des Hebels bildet.
Herkömmlich wird das Betätigungselement durch Drücken von einer Grundstellung in eine Schaltstellung gebracht, in der die zweite Kontaktstelle die zweite Kontaktfläche berührt. Bei Loslassen des Betätigungselements, werden der Kontaktgeber und das Betätigungselement aufgrund der elastischen Spannung innerhalb der Zuglasche und des gewölbten Bereiches durch den Hebel, der mit dem Betätigungselement in Kontakt ist, wieder in die Grundstellung gebracht.
In einer weiteren Ausführungsform kann das Betätigungselement auch in der Schaltstellung arretiert werden, um beispielsweise bei wiederholter Betätigung des Betätigungselements durch die elastische Teilentspannung des Kontaktgebers wieder in die Grundstellung gebracht zu werden.
Vorzugsweise weist die konvexe Seite des gewölbten Bereichs des elastisch verformbaren Kontaktgebers auf das Betätigungselement, also nach oben. Dabei wird der Abstützpunkt des gewölbten Bereiches so gewählt, dass sich dieser am gemeinsamen Kontaktkörper auf der Seite der flexiblen Zuglasche abstützt auf der sich die Wölbung nicht befindet. Weiter ist der Abstützpunkt des gewölbten Bereichs an dem gemeinsamen Kontaktkörper in einem Abstand zu der flexiblen Zuglasche angeordnet, so dass die Federkraft des vorgespannt montierten gewölbten Bereiches ein Drehmoment in der Grundstellung des Kontaktgebers erzeugt und so die erste Kontaktstelle am Endbereich des Kontaktgebers mit einer ersten Kontaktfläche des ersten Wahlkontaktgebers vorgespannt in Verbindung steht und das Betätigungselement in seiner Ausgangsstellung verbleibt.
Bei Auslenkung des Hebels, an welchem die Zuglasche befestigt ist, bis zu einem Punkt an dem der vertikale Abstand zwischen der flexiblen Zuglasche und dem Abstützpunkt des gewölbten Bereiches an den gemeinsamen Kontaktkörper Null wird, verbleibt die erste Kontaktstelle in Verbindung mit der ersten Kontaktfläche. Hier ist der Schaltpunkt erreicht, da in diesem Punkt das Drehmoment, welches die erste Kontaktstelle auf die erste Kontaktstelle drückt, wegen des fehlenden Hebelarms ebenfalls Null ist. Bevorzugt ist der Schaltpunkt bzw. der Schaltzeitpunkt auf halbem Weg des Betätigungselementes von der Grundstellung zur Schaltstellung erreicht. Eine derartige Ausgestaltung ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
Wird der Hebel weiter ausgelenkt und die Zuglasche weiter von dem gewölbten Bereich entfernt, so wird der Endbereich des Kontaktgebers durch die Zuglasche auf die zweite Kontaktfläche gezogen. Dabei beschreibt der Endbereich eine nahezu lineare, im Wesentlichen vertikale Bewegung und die zweite Kontaktstelle steht mit der zweiten Kontaktfläche in Verbindung. Hierbei verformt die Kraft, welche auf das Betätigungselement ausgeübt wird, die flexible Zuglasche, und zwingt sie auf eine bogenförmige Bahn. Gleichzeitig wird der gewölbte Bereich elastisch durch die bogenförmige Bewegung der Zuglasche überwölbt.
Durch die Überwölbung des gewölbten Bereiches wird der Winkel, welcher von dem gewölbten Bereich und dem Endbereich aufgespannt wird, nicht verändert. Vielmehr bleibt die Verbindungsstelle von Endbereich und gewölbtem Bereich in ihrer relativen Position zueinander unverändert und wird nur durch die bogenförmige Bewegungsbahn der Zuglasche in ihrer räumlichen Lage verändert. Je weiter der Hebel ausgelenkt wird, was bevorzugt über eine Senkrechte zur Längsausrichtung der Aufnahme geschieht, desto stärker wird der gewölbte Bereich durch die Zuglasche zusammengezogen und überwölbt. Gleichzeitig wird die Zuglasche weiter elastisch deformiert, wobei sie in ihrer räumlichen Anordnung in der Aufnahme auf einer bogenförmigen Bahn bewegt wird.
Durch diese weitere Bewegung der Zuglasche auf der bogenförmigen Bahn und durch die Abstützung bzw. der Auflage der zweiten Kontaktstelle auf der zweiten Kontaktfläche wird eine lineare Bewegung der Kontaktstelle in Längsrichtung des Endbereichs auf der zweiten Kontaktfläche erzeugt.
Speziell bei der Bewegung der flexiblen Zuglasche vom Schaltpunkt in die Schaltstellung, in welcher die zweite Kontaktstelle mit der zweiten Kontaktfläche in Verbindung steht, wird durch die nahezu Unveränderbarkeit des Winkels zwischen gewölbtem Bereich und Endbereich erreicht, dass der Endbereich und die Zuglasche nicht in einer Ebene liegen. Durch die relativ starre Verbindung zwischen gewölbtem Bereich und Endbereich, an dem die Zuglasche ebenfalls befestigt ist, und durch die erzwungene bogenförmige Bahn wird der Endbereich in etwa parallel zu den Kontaktflächen in Richtung auf den Verbindungspunkt der Zuglasche mit dem Hebel zubewegt. Dabei stützt sich die zweite Kontaktstelle mit ihrem Auflagepunkt auf der Kontaktfläche ab, so dass die Bewegungskomponente senkrecht zur Kontaktfläche von dem Endbereich nicht ausgeführt werden kann, und die Kontaktkraft in diese Richtung wirken kann.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Kontaktgeber so in der Aufnahme angeordnet, dass sein gewölbter Bereich auf der gleichen Seite der Zuglasche angeordnet ist wie das Betätigungselement. Allerdings ist auch eine umgedrehte Anordnung des Kontaktgebers, also mit dem gewölbten Bereich auf der anderen Seite, d. h. unter der Zuglasche möglich, wobei bei geeigneter Wahl des Abstützpunkts des gewölbten Bereiches an dem gemeinsamen Kontaktkörper, die Grundstellung und die Schaltstellung miteinander gegenüber oben beschriebener Ausführungsform vertauscht sind. Dabei ändert sich jedoch die Position des Betätigungselementes in der Grundstellung nicht. Allerdings kann das Betätigungselement nicht nur derart angeordnet sein, dass es durch Drücken eine Auslenkung des Hebels herbeiführt, sondern dies kann ebenfalls durch eine Zugbewegung oder eine Drehbewegung erfolgen. Geeignete Umkehrung der Bewegungsabläufe oder Hebelverhältnisse sowie geeignete Änderung der translatorischen Bewegung des Betätigungselements in eine rotatorische oder bogenförmige Bewegung sind für einen Fachmann ein geeignetes Mittel zur Anpassung des Schalters an seine Einsatzbedingungen.
Vorzugsweise ist der Kontaktgeber aus nur einem Material hergestellt. Darunter kann beispielsweise verstanden werden, dass der gewölbte Bereich, der Endbereich und die flexible Zuglasche aus einem ebenen flachen Bandmaterial durch Längsschnitte und geeignete plastische Verformungen hergestellt werden. Der Kontaktgeber kann dabei aus jedem elektrisch leitenden Material hergestellt werden, welches sich innerhalb der Bewegungsgrenzen, speziell der Zuglasche, elastisch verformen lässt. Weiterhin sollte das Material des Kontaktgebers im Verbindungsbereich des gewölbten Bereiches mit dem Endbereich eine derartige Steifigkeit bzw. Festigkeit aufweisen, dass der Winkel, welcher zwischen dem gewölbten Bereich und dem Endbereich aufgespannt wird, bei elastischen Verformungen der Zuglasche nicht verändert wird.
Selbstverständlich kann bei geeigneter Anbindung des gewölbten Bereiches an den Endbereich – immer unter der Prämisse, dass der Winkel zwischen dem gewölbten Bereich und dem Endbereich bei Verformung des gewölbten Bereichs und der Zuglasche im Wesentlichen nicht geändert wird – die Zuglasche, der gewölbte Bereich oder der Endbereich jeweils aus einem anderen Material gebildet sein. Eine weitere Möglichkeit der Ausbildung des Kontaktgebers wäre ein einstückig hergestellter gewölbter Bereich mit einem in seinem Winkel unveränderbar abgewinkelten Endbereich, woran eine Zuglasche derart beispielsweise drehbar befestigt ist, dass diese mit dem Hebel verbunden werden kann, und so eine Zugkraft in Richtung der Zuglasche auf den Endbereich überträgt, wodurch zum einen die linearen Bewegungen der Kontaktstellen auf den Kontaktflächen gewährleistet wird, und zum anderen der Wechsel der Kontaktstellen von einer Kontaktfläche auf die andere Kontaktfläche durch Auslenken des Hebels bewerkstelligt wird.
Bei der Ausgestaltung des Kontaktgebers sind also viele Möglichkeiten denkbar, wobei jedoch immer die Unveränderbarkeit des Winkels zwischen gewölbtem Bereich und Endbereich des Kontaktgebers bei elastischer Verformung des Kontaktgebers und eine durchgehende Leitfähigkeit von dem Auflagepunkt der Kontaktstelle des Kontaktgebers mit dem Abstützpunkt des gewölbten Bereiches auf dem gemeinsamen Kontaktkörper gewährleistet sein muss. Jedoch ist es denkbar, dass eine der beiden Seiten des Endbereichs des Kontaktgebers an einem der beiden Wahlkontaktkörper keine leitende Verbindung ausbildet, um einzig und allein einen Schalter zu bilden, welcher entweder eine leitende Verbindung oder eine nichtleitende Verbindung bewerkstelligt. Ein sogenannter An-/Ausschalter.
Wie schon für den Kontaktgeber gilt auch für das Material der Kontaktstellen des Kontaktkörpers, dass dieses nicht mit dem Material des Kontaktgebers übereinstimmen muss und vorzugsweise aus dem Material der Kontaktflächen der Wahlkontaktkörper bestehen können.
Weiterhin müssen auch die Kontaktflächen, welche auf den Wahlkontaktkörpern aufgebracht sind, nicht aus dem Material der Wahlkontaktgeber bestehen, genauso wenig wie die Materialien der beiden Wahlkontaktkörper einander entsprechen müssen. Der gemeinsame Kontaktkörper und die beiden Wahlkontaktkörper mit den Kontaktflächen müssen jedoch – dies gilt zumindest für einen Wahlkontaktkörper mit Kontaktfläche – ein elektrisch leitendes Material aufweisen, damit die Funktion des Schalters gewährleistet ist. Bevorzugt wird man jedoch das Material der Kontaktstellen gleich dem Material der Kontaktflächen wählen.
Bevorzugt wird das Betätigungselement, der gemeinsame Kontaktkörper, der Kontaktgeber und die beiden Wahlkontaktkörper in einem Gehäuse angeordnet, welches durch einen Deckel verschlossen wird. Allerdings kann dieses Gehäuse auch eine Aufnahme sein, die weitestgehend unverschlossen ist. Wird der Schalter in feuchten Außenbereichen verwendet, so ist es neben einer geeigneten Abdichtung zwischen Gehäuse und Deckel bevorzugt, dass das Betätigungselement, welches beweglich ist, durch beispielsweise eine Membran zusätzlich gegenüber dem Gehäuse bzw. dem Deckel abgedichtet wird.
Auch wenn die erfindungsgemäß bewirkte lineare Bewegung der Kontaktstellen auf den Kontaktflächen einen guten Schutz gegen Verschweißen der Kontaktstellen mit den Kontaktflächen bietet, so kann dieser Schutz durch Verdrehen der Kontaktstellen um eine Achse, welche bevorzugt parallel zur Zuglasche ist, noch verstärkt werden bzw. ein Ablösen der Verschweißung begünstigt werden. Durch eine so gestaltete Verdrillung des Endbereichs gegenüber der Zuglasche kommt es bei der erzwungenen Linearbewegung gleichzeitig zu einer Art Schraubenbewegung auf den Kontaktflächen und die Verschweißungen der Kontaktstellen mit den Kontaktflächen können leichter aufgebrochen werden bzw. voneinander gelöst werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, näher erläutert. Dabei zeigen die Figuren:
1: eine Schnittdarstellung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters,
2: eine perspektivische Darstellung des Schalters aus 1,
3a) bis d): zeigen den erfindungsgemäßen Schalter gemäß 1 in den verschiedenen Schaltstellungen,
4a) und b): zeigen weitere Ausführungsformen des Kontaktgebers.
1 zeigt einen in etwa zentral in einer Aufnahme 2 bzw. in einem Gehäuse 2 angeordneten Kontaktgeber 8, welcher einen gewölbten Bereich 16, eine Zuglasche 14 und einen Endbereich 18 aufweist. Zwischen dem Endbereich 18 und dem gewölbten Bereich 16 wird ein Winkel 17 aufgespannt, welcher bei elastischer Verformung des Kontaktgebers nahezu unverändert bleibt.
In dem in der 1 in der Grundstellung dargestellten erfindungsgemäßen Schalter liegt eine erste Kontaktstelle 10 im Endbereich 18 des Kontaktgebers 8 an einer ersten Kontaktfläche 22 eines ersten Wahlkontaktkörpers 20 an und bildet über dem Auflagepunkt 34 eine durchgehende leitende Verbindung zwischen dem gemeinsamen Kontaktkörper 6, dem Kontaktgeber 8, der ersten Kontaktstelle 10, dem Auflagepunkt 34, der ersten Kontaktfläche 22 und dem ersten Wahlkontaktkörper 20. In der 1 unterhalb und in etwa parallel zum Kontaktgeber 8, bzw. zu dessen Zuglasche 14 parallel angeordnet befindet sich ein Hebel 28, welcher mit einem Endbereich im Drehpunkt 30 drehbar im Gehäuse 2 befestigt ist. Der Hebel 28 ist weiterhin an einer Befestigungsstelle 32 mit der Zuglasche 14 des Kontaktgebers 8 verbunden. Wird der Hebel 28 durch Betätigen des Betätigungselements 4 um den Drehpunkt 30 gedreht, so wird die Zuglasche 14 in eine bogenförmige Bahn um den Drehpunkt 30 geführt.
Gleichzeitig ist der Kontaktgeber 8 mit dem freien Ende des gewölbten Bereiches 16 am Abstützpunkt 36 an dem Kontaktkörper 6 derart angebracht, dass die elastische Verformung des gewölbten Bereiches 16 über den Abstützpunkt 36, welcher unterhalb der Zuglasche 14 angebracht ist, ein Drehmoment auf den Kontaktgeber 8 ausübt, so dass der Auflagepunkt 34 gegen die erste Kontaktfläche 22 gedrückt wird. Durch die wesentlich stärkere Ausgestaltung des gewölbten Bereiches 16 gegenüber der Zuglasche 14 drückt das von ihm ausgelöste Drehmoment den Auflagepunkt 34 weiter gegen die erste Kontaktfläche 22, während die Zuglasche 14 in die bogenförmige Bahn gezwungen wird, bis die Zuglasche 14 den Abstützpunkt 36 erreicht. Dabei verschiebt nur die in Längsrichtung der Aufnahme 2 gerichtete Kraftkomponente den Endbereich 18 des Kontaktgebers 8 in Längsrichtung der Aufnahme 2 auf der Kontaktfläche 22.
Das bedeutet, dass durch die bogenförmige Bewegung der Zuglasche 14 um den Drehpunkt 30 eine lineare Bewegung des Auflagepunktes 34 auf der Kontaktfläche 22 erzielt wird.
Dabei ist die Anordnung der beiden Wahlkontaktkörper 20 und 24 sowie des gemeinsamen Kontaktkörpers 6, des Kontaktgebers 8 und des Betätigungselementes 4 nur ein Ausführungsbeispiel, welches zur Erfüllung verschiedenster Einsatzbedingungen eines derartigen Schalters abgeändert werden kann.
In 2 ist eine perspektivische Darstellung des Schalters aus 1 gezeigt. Hier lässt sich gut erkennen, dass der gewölbte Bereich 16 des Kontaktgebers 8 wesentlich stärker, d. h. stabiler, ausgebildet ist als die Zuglasche 14. Ebenfalls ist der bezüglich des gewölbten Bereichs abgewinkelte Endbereich 18 erkennbar, welcher sich in 2 in der Grundstellung befindet, d. h. die erste Kontaktstelle 10 ist in leitender Verbindung mit dem ersten Wahlkontaktkörper 20. Durch die leicht im elastischen Bereich deformierbare Zuglasche 14 wird erreicht, dass bei Überführung des Kontaktgebers von der Grundstellung in den Schaltpunkt und weiter in die Schaltstellung, im Wesentlichen nur die Zuglasche 14 elastisch verformt wird und der Wölbungsradius des gewölbten Bereiches aufgrund der linearen Bewegung des Endbereichs stärker gekrümmt wird. Weiter ist aus 2 ersichtlich, dass die Winkellage zwischen dem gekrümmten Bereich und dem Endbereich sich nicht verändern wird.
Die 3a) bis d) zeigen den erfindungsgemäßen Schalter gemäß 1 in verschiedenen Stellungen. Dabei zeigt 3a) den Schalter in der Grundstellung, bei der die erste Kontaktstelle 10 in leitender Verbindung mit der ersten Kontaktfläche 22 an dem ersten Wahlkontaktkörper 20 steht. Durch den vertikalen Abstand des Abstützpunktes 36 des gewölbten Bereiches an dem gemeinsamen Kontaktkörper 6 wird durch den gewölbten Bereich 16 ein Drehmoment erzeugt, welches die Kontaktstelle 10 an die Kontaktfläche 22 drückt.
Bei Betätigung des Betätigungselementes 4 wird der Hebel 28 zunächst in den Schaltpunkt, welcher in 3b) dargestellt ist, gebracht. In dieser Position ist der vertikale Abstand zwischen Zuglasche 14 und Abstützpunkt 36 nicht mehr vorhanden und somit ist das Drehmoment, welches die Kontaktstelle 10 an die Kontaktfläche 22 drückt, auf Null gesunken. Wie im Vergleich der 3a) und 3b) erkennbar ist, wird durch die Auslenkung des Hebels 28 im Wesentlichen nur die Zuglasche 14 elastisch deformiert. An dem gewölbten Bereich 16 hingegen lässt sich eine leichte Abnahme des Wölbungsradius feststellen. Der Endbereich jedoch erfährt in seiner Winkelposition bezüglich des Hebels oder bezüglich des Wahlkontaktkörpers 20 praktisch keine Veränderung. Der Auflagepunkt 34 ist nur in seiner horizontalen Lage durch die lineare Bewegung näher an den Kontaktkörper 6 herangerückt, wie aus dem Abstand der beiden vertikalen Linien, welche vom Auflagepunkt 34 in den 3a) und 3b) nach unten bzw. nach oben führen, erkennbar ist. Dieser Abstand stellt die Länge des Reibweges bzw. der linearen Bewegung der Kontaktstelle 10 auf der Kontaktfläche 22 dar.
Wird der Hebel 28 in 3b) weiter nach unten gedrückt, so wird die vertikale Bewegung zunächst direkt im Wesentlichen ohne weitere Deformierung des Kontaktgebers 8 auf diesen übertragen und der Kontaktgeber 8 schließt eine leitende Verbindung mit dem zweiten Wahlkontaktkörper 24, nachdem der Endbereich 18 des Kontaktgebers 8 eine vertikale Bewegung vollzogen hat. Nun liegt die zweite Kontaktstelle 12 mit einem zweiten Auflagepunkt 35 auf der zweiten Kontaktfläche 26 auf. Bei weiterer Bewegung des Betätigungselements 4 wird der Hebel 28 weiter ausgelenkt und zwingt die Zuglasche 14 weiter auf einer bogenförmigen Bahn um den Drehpunkt 30 des Hebels 28. Da der Auflagepunkt 35 die bogenförmige Bewegung der Zuglasche 14 aufgrund seiner Anlage auf der zweiten Kontaktfläche 26 nicht nachvollziehen kann, bewegt sich bei weiterer Auslenkung des Hebels 28 der Auflagepunkt 35 in etwa horizontal auf der zweiten Kontaktfläche 26 auf den gemeinsamen Kontaktkörper 6 zu. Der Reibweg den der Auflagepunkt 35 dabei zwischen dem Schaltzeitpunkt, welcher ebenfalls in 3d) dargestellt ist, und der Schaltstellung, welche in 3c) dargestellt ist, durchläuft, ist durch den Abstand der beiden vertikalen Linien, die von den beiden 3c) und 3d), vom Auflagepunkt 35 nach oben bzw. nach unten führen, verdeutlicht. Dieser Abstand stellt die Länge des Reibweges bzw. der linearen Bewegung der Kontaktstelle 12 auf der Kontaktfläche 26 dar. Dieser Reibweg verbessert die Selbstreinigung der Kontaktfläche 26 und erschwert gleichzeitig ein Verschweißen der Kontaktstelle 12 mit der Kontaktfläche 26.
Der erfindungsgemäße Schalter wird von der Schaltstellung der 3c) in den Schaltpunkt der 3d) überführt indem der Druck auf das Betätigungselement 4 vermindert wird, so dass die potentielle Energie, welche in dem elastisch verformbaren Kontaktgeber 8 gespeichert ist, das Betätigungselement 4 in der Zeichenebene nach oben verschiebt. Überstreicht die Zuglasche den Schaltpunkt, so wie in 3d) dargestellt und in welchem die Zuglasche auf Höhe des Abstützpunktes 36 ist, bewirkt eine weitere Bewegung der Zuglasche 14 nach oben gleichzeitig eine lineare Bewegung des Endbereiches 18 nach oben, wodurch die zweite Kontaktstelle 12 von der zweiten Kontaktfläche 26 abhebt und die erste Kontaktstelle 10 wieder mit der ersten Kontaktfläche 22 in leitende Verbindung tritt.
Die weitere Entspannung des elastisch deformierten Kontaktgebers 8 führt zu einem weiteren Anheben der Zuglasche 14 und dadurch zu einem Rückkehren des Betätigungselements 4 in seine Ausgangsstellung sowie des Kontaktgebers 8 in seine Grundstellung, welche in 3a) dargestellt ist. Damit kann aus den 3a) bis 3d) ein kompletter Schaltzyklus entnommen werden, welcher hier jedoch nur beispielhaft an einem Ausführungsbeispiel eines elektrischen Schalters mit Federmechanismus dargestellt ist.
In den 4a) und 4b) werden zwei Ausführungsformen für einen Kontaktgeber 8 gezeigt, wobei in der 4a) der gewölbte Bereich 16 zwei Wölbungen außerhalb einer mittig angeordneten Zuglasche 14 aufweist. Der Kontaktgeber, welcher in 4b) dargestellt ist, weist einen zentralen gewölbten Bereich 16 auf, an dessen äußeren Flanken jeweils die Zuglasche 14 vorbeigeführt wird, welche an den dem Endbereich 18 gegenüberliegenden Enden miteinander verbunden sind.
Aus den beiden Ausführungsformen in 4a) und 4b) lässt sich gut erkennen, dass der gewölbte Bereich 16 im Vergleich zu der Zuglasche 14 wesentlich stabiler ausgestaltet ist, und somit die Anbindung des Endbereichs 18 an den gewölbten Bereich 16 so stabil ist, dass bei einer elastischen Deformierung der Zuglasche 14 ein Winkel 17 zwischen dem Endbereich 18 und dem gewölbten Bereich 16 im Wesentlichen nicht verändert wird.

2: Aufnahme
3: Deckel
4: Betätigungselement
6: gemeinsamer Kontaktkörper
8: Kontaktgeber
10: erste Kontaktstelle
12: zweite Kontaktstelle
14: Zuglasche
16: gewölbter Bereich
17: Winkel
18: Endbereich
20: erster Wahlkontaktkörper
22: erste Kontaktfläche
24: zweiter Wahlkontaktkörper
26: zweite Kontaktfläche
28: Hebel
30: Drehpunkt
32: Befestigungsstelle
34: erster Auflagepunkt
35: zweiter Auflagepunkt
36: Abstützpunkt

Claims

Elektrischer Schalter, mit einem einteiligen, elastisch verformbaren, insbesondere gabelartigen Kontaktgeber (8), der einen Endbereich (18) aufweist, auf dem eine erste Kontaktstelle (10) und eine zweite Kontaktstelle (12) angeordnet sind, und von welchem Endbereich (18) sich zumindest eine Zuglasche (14) und zumindest ein gewölbter Bereich (16) erstrecken, wobei ein Überführen eines Betätigungselements (4) von einer Grundstellung, in der die erste Kontaktstelle (10) mit einer ersten Kontaktfläche (22) in Verbindung steht, in eine Schaltstellung, in der die zweite Kontaktstelle (12) mit einer zweiten Kontaktfläche (26) in Verbindung steht, und umgekehrt dadurch gekennzeichnet ist, dass sich die Zuglasche (14) elastisch verformt und die Wölbung des gewölbten Bereiches (16) durch lineare Verschiebung der Kontaktstellen (10; 12) auf den jeweiligen Kontaktflächen (22; 26) elastisch verformt wird.
Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, mit einer Aufnahme, in welcher angeordnet sind: a) ein gemeinsamer Kontaktkörper (6), b) der elastisch verformbare Kontaktgeber (8), der auf der konvexen Seite des Endbereichs (18) die erste Kontaktstelle (10) und der auf der konkaven Seite des Endbereichs (18) die zweite Kontaktstelle (12) aufweist, und das dem Endbereich (18) gegenüberliegende Ende des gewölbten Bereiches (16) an dem gemeinsamen Kontaktkörper (6) abgestützt ist, c) ein Betätigungselement (4), welches bei Betätigung den Schalter von der Grundstellung in die Schaltstellung überführt, d) ein erster Wahlkontaktkörper (20) mit der ersten Kontaktfläche (22) und ein zweiter Wahlkontaktkörper (24) mit der zweiten Kontaktfläche (26), wobei zwischen den beiden Kontaktflächen (22; 26) der Endbereich (18) des Kontaktgebers (8) hin- und herschaltbar ist, e) ein zwei Endbereiche aufweisender Hebel (28), wobei der eine Endbereich drehbar um einen Drehpunkt (30) gelagert ist und an dem anderen Endbereich, der an dem Betätigungselement (4) anliegt, die Zuglasche (14) des Kontaktgebers (8) befestigt ist:
Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Zuglasche (14) im Vergleich zu dem gewölbten Bereich (16) flexibler ausgebildet bzw. leichter verformbar ist.
Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kontaktstellen (10; 12) bei Betätigung des Betätigungselements (4) vor und nach einem Wechsel der Verbindung Bewegungen in Längsrichtung der Aufnahme auf der jeweils zugehörigen Kontaktfläche (22; 26) ausführen.
Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die konvexe Seite des gewölbten Bereichs (16) des Kontaktgebers (8) dem Betätigungselement (4) zugewandt oder abgewandt ist.
Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Abstand zwischen dem Drehpunkt (30) des Hebels (28) und der Befestigungsstelle (32) der Zuglasche (14) an dem Hebel (28) größer oder kleiner ist als der Abstand zwischen einem Auflagepunkt (34; 35) einer Kontaktstelle (10; 12) auf der zugehörigen Kontaktfläche (22; 26) und der Befestigungsstelle (32) der Zuglasche (14).
Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schalter oder der Kontaktgeber (8) in der Schaltstellung temporär arretierbar ist.
Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kontaktstellen (10; 12) des Kontaktgebers (8) aus einem anderen Material bestehen als die Zuglasche (14) und/oder der gewölbte Bereich (16).
Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kontaktflächen (22; 26) der Wahlkontaktkörper (20; 24) aus dem gleichen Material bestehen wie die Kontaktstellen (10; 12).
Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Wahlkontaktkörper (20; 24) aus einem anderen Material bestehen als die Kontaktflächen (22; 26).
Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Aufnahme (2) ein Gehäuse ist, das mit einem Deckel (3) verschlossen ist.
Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kontaktstellen (10; 12) um eine Achse parallel zu der Längsrichtung der Aufnahme verdrehbar sind.
Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Kontaktstellen (10; 12) um eine Achse senkrecht zu der Längsrichtung der Aufnahme bei der Betätigung des Schalters im Wesentlichen nicht verdreht werden.
Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine der beiden Kontaktflächen nur als Begrenzung für den Kontaktgeber dient und nicht leitend ausgeführt ist.