DE102007062357B4

DE102007062357B4 - Leistungsschalter mit einem über eine Kontaktbahn beweglichen Schleifkontakt

Info

Publication number: DE102007062357B4
Application number: DE102007062357A
Authority: DE
Inventors: Thomas Ofenhitzer
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2007-12-22
Filing date: 2007-12-22
Publication date: 2010-03-18
Anticipated expiration: 2027-12-23
Also published as: DE102007062357A1

Abstract

Leistungsschalter (1), insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit einer Achse (2) und einer Handhabe, die mit der Achse (2) zur Bedienung des Leistungsschalters (1) verbunden ist und mindestens einem über eine Kontaktbahn (5) beweglichen Schleifkontakt (7), gekennzeichnet durch eine Bimetallfeder (3), die den mindestens einen Schleifkontakt (7) auf die Kontaktbahn (5) drückt und sich an einer Ausnehmung in der Achse (2) abstützt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Leistungsschalter, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit mindestens einem über eine Kontaktbahn beweglichen Schleifkontakt.
Es ist allgemein bekannt, die Energiezufuhr für Verbraucher über Leistungsschalter zu schalten. In Kraftfahrzeugen ist ein typisches Anwendungsbeispiel ein Bedienelement für die Fahrzeugbeleuchtung oder ein Heizungsgebläse. Aus der Offenlegungsschrift DE 10 2005 055 305 A1 ist ein Bedienelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt, bei dem ein Schleifkontakt über eine Kontaktschleifbahn bewegt wird.
Bei derart ausgebildeten Leistungsschaltern führt der Übergangswiderstand zwischen Schleifkontakt und Kontaktbahn zu einer Erwärmung des Übergangs, damit zu einem Abbrand und einer weiteren Erhöhung des Übergangswiderstands. Dieser Effekt wird durch Alterung, Abnutzung, Verschmutzung oder veränderte Betriebsbedingungen zusätzlich verstärkt. In der US 2,285,624 A ist ein Schalter beschrieben, bei dem ein wenigstens teilweises bimetallisches Kontaktelement mittels einer Feder auf zugehörige Kontakte gedrückt wird und so ausgestaltet ist, dass der den Kontakt herstellende Anpressdruck der Feder bei Funkenbildung erhöht wird. Der mögliche Einfluss der thermischen Erwärmung der Feder auf den Kontaktwiderstand bleibt bei der US 2,285,624 A unberücksichtigt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Leistungsschalter bereitzustellen, der bei Erwärmung zuverlässiger eine Erhöhung der den Schleifkontakt auf die Kontaktbahn drückenden Kontaktkraft bewirkt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Leistungsschalter nach Anspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Anspruch 8 betrifft die spezifische Verwendung eines solchen Schalters in einem Kraftfahrzeug.
Erfindungsgemäß wird ein Leistungsschalter mit einer Achse und einer Handhabe, die mit der Achse zur Bedienung des Leistungsschalters verbunden ist, und mit mindestens einem über eine Kontaktbahn beweglichen Schleifkontakt vorgeschlagen, der sich ferner dadurch auszeichnet, dass ferner eine Bimetallfeder vorgesehen ist, die den wenigstens einen Schleifkontakt auf die Kontaktbahn drückt und sich an einer Ausnehmung in der Achse abstützt. Bei einer Erhöhung der Temperatur im Kontaktbereich zwischen Schleifkontakt und Kontaktbahn erhöht die Bimetallfeder die Kraft auf den Schleifkontakt, wodurch der Übergangswiderstand verringert wird. Dazu besteht bevorzugt ein thermischer Kontakt zwischen der Bimetallfeder und dem Schleifkontakt.
Optional sind eine oder mehrere Nicht-Bimetallfedern vorgesehen, die eine Grundkraft auf den Schleifkontakt ausüben. Die durch die Nicht-Bimetallfedern erzeugte Grundkraft wird dann temperaturabhängig von der Bimetallfeder verstärkt.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist der Schleifkontakt auf einem Träger angeordnet. In diesem Fall drücken die Bimetallfeder und die optionalen Nicht-Bimetallfedern bevorzugt auf den Träger, der die Federkraft an den Schleifkontakt weiterleitet. In vorteilhafter Weise weist der Träger eine oder mehrere Auflageflächen auf der Kontaktbahn auf. Dadurch liegt der Träger an mehreren Stellen auf der Kontaktbahn auf und ein Verkanten des Trägers im Leistungsschalter wird verhindert.
Der Träger des Schleifkontakts ist beispielsweise symmetrisch zu einer Handhabe des Leistungsschalters ausgebildet. Dadurch wird kein Moment auf die Handhabe ausgeübt und ein Verkanten des Trägers zusätzlich verhindert. Bei einer symmetrischen Ausgestaltung ist der Träger des Schleifkontakts bevorzugt ringförmig ausgebildet. Besonders vorteilhaft ist die Bimetallfeder ebenfalls symmetrisch ausgestaltet.
In einer Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Bimetalfeder als Tellerfeder ausgebildet. Eine Tellerfeder erzeugt eine besonders symmetrische Kraft auf den Schleifkontakt beziehungsweise den Träger.
In vorteilhafter Weise wird der erfindungsgemäße Leistungsschalter in einem Kraftfahrzeug verwendet, insbesondere zur Bedienung eines Heizungsgebläses.
Die vorliegende Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Dabei zeigt die einzige 1 eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Leistungsschalters.
Der Leistungsschalter 1, der beispielsweise zur Steuerung eines Heizungsgebläses in einem Kraftfahrzeug verwendet wird, weist ein nicht dargestelltes Gehäuse auf, in dem ortsfest eine Platine 4 angeordnet ist. Die Platine 4 trägt eine in Sektoren unterteilte, ringförmige Kontaktbahn 5. In dem Gehäuse drehbar angeordnet ist eine Achse 2, die mit einer nicht dargestellten Handhabe zur Bedienung des Leistungsschalters 1 verbunden ist. Die Achse 2 steht senkrecht auf der Platine 4.
Parallel zu der Platine 6 angeordnet ist ein ringförmiger Träger 6, der drehfest mit der Achse 2 verbunden ist. Zwischen dem Träger 6 und der Platine 4 sind ein Schleifkontakt 7 und, bezogen auf die Achse 2 spiegelbildlich auf der anderen Seite des Trägers 6, eine Auflagefläche 8 angeordnet. Optional sind über den Träger 6 weitere, nicht dargestellte Auflageflächen bevorzugt äquidistant verteilt. Der Schleifkontakt steht dabei in Kontakt mit der Kontaktbahn 5. Die Mittelpunkte der Kontaktbahn 5 und des Trägers 6 liegen auf der Symmetrieachse der Achse 2
Eine Bimetallfeder 3, die vorliegend als Tellerfeder ausgebildet ist, ist zwischen einer Ausnehmung in der Achse 2 und dem Träger 6 eingespannt. Der Rand der Bimetallfeder 3 liegt über seinem kompletten Umfang auf dem Träger 6 auf. Aufgrund der symmetrischen Ausgestaltung des Trägers 6 und der Bimetallfeder 3 wird die Kraft der Bimetallfeder 3 gleichmäßig auf den Schleifkontakt 7 sowie die Auflagefläche 8 verteilt. Dadurch wird kein Moment auf die Achse 2 ausgeübt und ein Verkanten der Achse 2 im Leistungsschalter 1 vermieden.
Durch eine Verdrehung der Handhabe und damit der Achse 2 sowie des Trägers 6 bewegt sich der Schleifkontakt zwischen verschiedenen Drehstellungen über die Kontaktbahn 5 und versorgt je nach Drehstellung unterschiedliche Verbraucher mit elektrischer Energie beziehungsweise schaltet zwischen verschiedenen Gebläsestufen. Dazu sind beispielsweise der Schleifkontakt mit einer Energiequelle und die Sektionen der Kontaktbahn 5 mit verschiedenen Verbrauchern oder Abgriffen der Primärwicklung eines Gebläsemotors verbunden.
Die Bimetallfeder 3 drückt den Träger 6 in Richtung der Platine 4 und damit den Schleifkontakt 7 sowie die Auflagefläche 8 gegen die Kontaktbahn 5. Die Bimetallfeder ist über den Träger 6 thermisch mit dem Kontaktbereich zwischen Schleifkontakt 7 und Kontaktbahn 5 verbunden. Vergrößert sich der Übergangswiderstand im Kontaktbereich und damit die dortige Temperatur, beispielsweise aufgrund Abbrand, Alterung, Abnutzung oder Verschmutzung, so erwärmt sich die Bimetallfeder 3 und erhöht die Kraft auf den Träger 6. Dadurch wird der Schleifkontakt 7 stärker auf die Kontaktbahn 5 gedrückt und damit der Übergangswiderstand sowie die Temperatur verringert. Zusätzlich steht eine größere Anpresskraft zur mechanischen Reinigung der zum Beispiel verschmutzten Kontaktbahn 5 zur Verfügung.
In einer modifizierten Ausführungsform ist die Auflagefläche 8 ebenfalls als Schleifkontakt ausgebildet und über den Träger 6 elektrisch mit dem Schleifkontakt 7 verbunden. Somit dient der Träger 6 mit den Schleifkontakten 7 und 8 als Brücke zwischen verschiedenen Sektoren der Kontaktbahn 5.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die rotationssymmetrische Ausgestaltung der Bimetallfeder und des Trägers nach dem vorstehenden Ausführungsbeispiel beschränkt. So können der Träger und/oder die Bimetallfeder beispielsweise kreuzförmig oder streifenförmig ausgebildet sein. Statt rotatorisch kann die Handhabe des Leistungsschalters auch translatorisch bedienbar sein.

Claims

Leistungsschalter (1), insbesondere in einem Kraftfahrzeug, mit einer Achse (2) und einer Handhabe, die mit der Achse (2) zur Bedienung des Leistungsschalters (1) verbunden ist und mindestens einem über eine Kontaktbahn (5) beweglichen Schleifkontakt (7), gekennzeichnet durch eine Bimetallfeder (3), die den mindestens einen Schleifkontakt (7) auf die Kontaktbahn (5) drückt und sich an einer Ausnehmung in der Achse (2) abstützt.
Leistungsschalter (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Schleifkontakt (7) auf einem Träger (6) angeordnet ist.
Leistungsschalter (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (6) eine oder mehrere Auflageflächen auf der Kontaktbahn (5) aufweist.
Leistungsschalter (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (6) symmetrisch ausgebildet ist.
Leistungsschalter (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (6) des Schleifkontakts (7) ringförmig ausgebildet ist.
Leistungsschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bimetallfeder (3) als Tellerfeder ausgebildet ist.
Leistungsschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen thermischen Kontakt zwischen der Bimetallfeder (3) und dem Schleifkontakt (7).
Verwendung eines Leistungsschalters (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in einem Kraftfahrzeug, insbesondere zur Bedienung eines Heizungsgebläses.