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Die
Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Solche
in der Art eines Mikro- und/oder Schnappschalters ausgestaltete
Schalter finden vielfältige Einsatzmöglichkeiten.
Beispielsweise können diese Schalter für verschiedene
Anwendungen in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden.
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Aus
der
DE 195 12 277
A1 ist ein als Schnappschalter ausgebildeter elektrischer
Schalter bekannt. Der Schalter besitzt ein einen Sockel und einen
Deckel umfassendes Gehäuse, in dem ein Kontaktsystem befindlich
ist. Das Kontaktsystem besteht aus einem bewegbaren Schaltkontakt
und wenigstens einem Festkontakt, wobei die elektrischen Anschlüsse
für das Kontaktsystem am Sockel aus dem Gehäuse
herausgeführt sind. Ein bewegliches Betätigungsorgan
ragt zum Schalten des Kontaktsystems an einer Öffnung im
Deckel aus dem Gehäuse heraus. Zur Rückstellung
wirkt mit dem Betätigungsorgan ein elastisches Element
zusammen. Um ein Eindringen von Schadstoffen in das Gehäuseinnere
zu verhindern, ist die Öffnung im Bereich des Betätigungsorgans
in aufwendiger Weise abgedichtet. Desweiteren hat es sich herausgestellt,
daß es beim Betrieb des Schalters zum Verkleben und/oder
Verschweißen des Schaltkontakts mit dem Festkontakt kommen
kann. In einem solchen Fall einer verklebten und/oder verschweißten
Kontaktpaarung ist der Schalter nicht mehr funktionstüchtig.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den elektrischen Schalter
derart weiterzuentwickeln, daß die Abdichtung für
das Gehäuse vereinfacht ist. Insbesondere soll die den
Anschlüssen gegenüberliegende Oberfläche
des Gehäuses komplett von abzudichtenden Schnittstellen
befreit sein, also beispielsweise soll eine Dichtung für
den Drücker, eine Dichtung für das Gehäuse
o. dgl. nicht notwendig sein. Insbesondere soll der elektrische
Schalter derart weiterentwickelt werden, daß die Funktionstüchtigkeit
auch bei einer verklebten und/oder verschweißten Kontaktpaarung
hergestellt ist.
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Diese
Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen elektrischen
Schalter durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Beim
erfindungsgemäßen Schalter ist der Deckel beweglich
am Sockel gelagert und das Betätigungsorgan ist vom Deckel
gebildet. Damit ist ein elektrischer Schalter geschaffen, bei dem
keine Öffnung im Gehäuse für das Betätigungsorgan
erforderlich ist. Insoweit entfällt die Abdichtung im Bereich des
Betätigungsorgans, was zur Vereinfachung sowie Kostengünstigkeit
des Schalters beiträgt. Dennoch ist der Schalter weitgehend
wasser- und/oder staubgeschützt. Weitere Ausgestaltungen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In
einer Weiterbildung dient der Deckel der Abdeckung des Kontaktsystems.
Zweckmäßigerweise ist hierzu der Deckel mit einem
rotatorischen Freiheitsgrad in Befestigungslöchern, und
zwar wenigstens einem Befestigungsloch, am Sockel gelagert. Zur
einfachen Montage des Deckels am Sockel dient ein Rasthakensystem
und/oder eine Welle, das bzw. die in die Befestigungslöcher
eingreift.
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In
einfacher Ausgestaltung ist an dem als Betätigungsorgan
dienenden Deckel ein erster Stößel zur schaltenden
Einwirkung auf das Kontaktsystem angeordnet. Um die Funktionalität
des Schalters noch zu erhöhen, ist ein zweiter Stößel
in der Art eines Zwangstrenners für das Kontaktsystem am
Deckel angeordnet. In seiner zwangstrennenden Funktion bringt der
zweite Stößel bei einem mechanischen Verbund von
Fest- und Schaltkontakt eine direkte Kraft auf den bewegbaren Schaltkontakt
des Kontaktsystems bei Bewegung des Deckels auf. Damit wird ein
am Festkontakt verschweißter Schaltkontakt bei Bewegung
des Deckels zum Umschalten des Kontaktsystems zwangsweise gelöst.
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Zweckmäßigerweise
ist das Kontaktsystem am Sockel befestigt, wobei die elektrischen
Anschlüsse für das Kontaktsystem am Sockel, und
zwar an der dem Deckel abgewandten Seite, aus dem Gehäuse
herausragen. Bei einem Schnappschalter ist das Kontaktsystem in
der Art eines Sprungkontaktsystems mit einem Federelement, und zwar
insbesondere einer Zugfeder, und einer Kontaktzunge als Schaltkontakt
ausgestaltet. In kleiner Bauweise wirkt der erste Stößel
auf das Federelement ein, um so den Schaltvorgang des Kontaktsystems
auszulösen. Der zweite Stößel wirkt ebenfalls
in kompakter Anordnung direkt auf die Kontaktzunge zur Zwangstrennung
des Schaltkontakts vom Festkontakt ein.
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Um
eine vollständige Abdeckung des Kontaktsystems vor dem
Eindringen von Schadstoffen zu schaffen, ist der Deckel den Sockel
in der Art einer Hülle übergreifend ausgebildet.
In einfacher Art und Weise ist eine in der Gestaltung weitgehend
freie, dem jeweiligen Einsatzzweck des Schalters anpaßbare
Erhabenheit auf der Außenseite des Deckels als das die
Funktion eines Drückers übernehmende Betätigungsorgan
angeordnet. Schließlich kann eine Art Schenkelfeder mit
dem Deckel und dem Sockel als elastisches Element zur Rückstellung
zusammenwirken. Vorteilhafterweise übt dadurch der den
Anschlüssen gegenüberliegende, als Gehäuseoberteil dienende
Deckel die Funktionen des Drückers, des Zwangstrenners
sowie einer Dichtung für die Einzelteile des Kontaktsystems
aus, womit der Deckel ein kostengünstiges Multifunktionsteil
darstellt.
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Der
einfachen Herstellbarkeit halber besteht der Deckel aus einem Kunststoffteil.
In einfacher Art und Weise ist in das Kunststoffteil der erste Stößel zur
Einwirkung auf das Kontaktsystem einstückig integriert.
Ebenso kann in einfacher Art und Weise der zweite Stößel
in das Kunststoffteil einstückig integriert sein. Desweiteren
kann der erste Stößel und der zweite Stößel
im Inneren des hüllenartigen Deckels in Erstreckungsrichtung
des Kontaktsystems nebeneinanderliegend sowie in der Art von Ansätzen angeordnet
sein. Es bietet sich dann in kostengünstiger Weise an,
den Deckel im Spritzgieß-Verfahren herzustellen, wobei
die beiden Stößel im Inneren des hüllenartigen
Deckels gleichzeitig mitangespritzt werden.
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Zusammenfassend
ist für eine besonders bevorzugte Ausgestaltung nachfolgendes
festzustellen. Auf das den Anschlüssen normalerweise gegenüberliegende
Gehäuseoberteil eines Schnappschalters sowie den Drücker,
den Zwangstrenner und einer eventuell vorhandenen Dichtung als Einzelteile wird
verzichtet. Die Abdeckung des Schaltsystems erfolgt durch ein Kunststoffteil,
welches mit einem rotatorischen Freiheitsgrad in den Befestigungslöchern gelagert
ist. Die Montage erfolgt per Rasthakensystem oder einer Welle, welche
in die beschriebenen Befestigungslöcher eingreift. In das
Kunststoffteil integriert ist ein Stößel, der
auf das Federelement des Sprungkontaktsystems wirkt und so den Schaltvorgang
auslöst. Ein zweiter Stößel bringt mit
seiner zwangstrennenden Funktion nur bei einem mechanischen Verbund
von Fest- und Zungenkontakt eine direkte Kraft auf den beweglichen
Kontaktträger auf. Die Funktion des Drückers übernimmt
eine in der Gestaltung weitgehend freie Erhabenheit auf der Außenseite
der Hülle. Durch das Vereinigen der Kapselfunktion des
Gehäuses gegenüber Umwelteinflüssen sowie
der mechanischen Funktion des Drückers gelingen Material-
und Kosteneinsparungen. Insbesondere ist das Erreichen eines Schutzgrades
IP40 für das Schaltsystem eines Schnappschalters bei gleichzeitiger
Komponenteneinsparung durch die Konstruktion eines beweglichen Betätigungsteils,
welches die Funktion des Deckels, der Dichtung, des Betätigers
sowie der Zwangstrennung vereint, gegeben.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß eine Kosteneinsparung aufgrund der hohen Integration
verschiedener Funktionen in den Deckel gegeben ist. Aufgrund des Entfalls
von Dichtstellen ist die Oberfläche des Gehäuses
im wesentlichen geschlossen und weitgehend ohne die bisherigen Schnittstellen,
wie Dichtung – Drücker sowie Dichtung – Gehäuse,
welche ein Versagenspotential beinhalten. Es ist weiterhin eine
vollständige Kapselung des Gehäuses gegenüber
Fetten und Betriebsmaterialien an der Oberseite des Schalters gegeben.
Folglich erzielt der erfindungsgemäße Schalter
eine gute Staub- und/oder Wasserdichtheit, insbesondere ist das
Erreichen der Schutzklasse IP40 für den Schalter gegeben.
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Ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen
und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird
im folgenden näher beschrieben. Es zeigen
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1 einen
elektrischen Schalter in perspektivischer Ansicht,
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2 den
Schalter aus 1 mit aufgeschnittenem Deckel,
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3 den
Schalter aus 1 im Längsschnitt,
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4 die
Innenseite des Deckels des Schalters,
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5 einen
weiteren Schnitt durch den Schalter, wobei der Schalter nicht betätigt
ist, und
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6 einen
Schnitt wie in 5, wobei der Schalter jedoch
betätigt ist.
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In 1 ist
ein elektrischer Schalter 1 zu sehen, der in der Art eines
Mikro- und/oder Schnappschalters ausgestaltet ist. Der Schalter 1 besitzt
ein Gehäuse 2, das einen Sockel 3 und
einen Deckel 4 umfaßt. Wie man der 5 entnimmt,
ist im Inneren 5 des Gehäuses 2 ein Kontaktsystem 6 angeordnet, das
aus einem bewegbaren Schaltkontakt 7 und wenigstens einem
Festkontakt 8 besteht. Vorliegend besitzt das Kontaktsystem 6 noch
einen weiteren Festkontakt 9, so daß der Schaltkontakt 7 zwischen
dem Festkontakt 9 entsprechend 5 und dem
Festkontakt 8 entsprechend 6 umschaltet.
Zum Schalten des Kontaktsystems 6 dient ein bewegliches,
in den Deckel 4 integriertes Betätigungsorgan 10,
so daß gemäß 3 das Betätigungsorgan 10 vom
Deckel 4 gebildet ist. Der Deckel 4 ist zur Betätigung
des Betätigungsorgans 10 an Lagerstellen 11 beweglich
am Sockel 3 gelagert. Zur Rückstellung des Deckels 4 aus
der betätigten Lage gemäß 6 in
die Ruhelage gemäß 5 wirkt
ein in 1 angedeutetes, elastisches Element 14 mit
dem Betätigungsorgan 10 beziehungsweise mit dem
Deckel 4 zusammen. Das elastische Element 14 ist
ebenfalls an der Lagerstelle 11 gehalten.
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Wie
man der 2 entnimmt, dient der Deckel 4 der
Abdeckung des Kontaktsystems 6. Um die Bewegung des Deckels 4 zum
Schalten des Kontaktsystems 6 zu ermöglichen,
ist der Deckel 4 mit einem rotatorischen Freiheitsgrad
in Befestigungslöchern 12 am Sockel 3 gelagert,
wie man anhand von 5 erkennt. Der Deckel 4 ist
mittels eines nicht weiter gezeigten Rasthakensystems und/oder einer
Welle 13, die in die Befestigungslöcher 12 eingreift,
am Sockel 3 montiert. Die Welle 13 sowie das Befestigungsloch 12 bilden
somit die Lagerstelle 11. Eine gemäß 2 in
der Gestaltung weitgehend freie Erhabenheit 10 auf der
Außenseite des Deckels 4 ist als das die Funktion
des Drückers übernehmende Betätigungsorgan 4 angeordnet.
Die Form der Erhabenheit 10 läßt sich
der jeweiligen Betätigungsart für den Schalter 1 entsprechend
anpassen.
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Gemäß der 4 besteht
der Deckel 4 aus einem einstückigen Kunststoffteil,
das mittels Spritzgießen hergestellt wird. In das Kunststoffteil 4 ist
ein erster Stößel 15 zur schaltenden
Einwirkung auf das Kontaktsystem 6 bei entsprechender Bewegung
des Betätigungsorgans 10 einstückig integriert.
Wie bereits erwähnt, ist das Kontaktsystem 6 in
der Art eines Sprungkontaktsystems ausgestaltet und weist gemäß 5 ein
aus einer Zugfeder bestehendes Federelement 17 sowie eine
Kontaktzunge 18 als Schaltkontakt 7 auf. Der erste
Stößel 15 wirkt auf das Federelement 17 ein,
um so den Schaltvorgang bei Betätigung des Deckels 4 auszulösen,
wie man durch Vergleich von 5 und 6 sieht.
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In
das Kunststoffteil 4 ist entsprechend 4 ein
zweiter Stößel 16 einstückig
integriert, der in der Art eines Zwangstrenners wirkt. Wie man anhand
von 5 sieht, wirkt der zweite Stößel 16 direkt
auf die Kontaktzunge 18 ein, um so bei einem an den Festkontakt 9 verschweißten
Schaltkontakt 7 bei Betätigung des Deckels 4 den
Schaltkontakt 7 zwangsweise zu lösen. Der zweite
Stößel 16 bringt also in seiner zwangstrennenden
Funktion bei einem mechanischen Verbund von Festkontakt 9 und
Schaltkontakt 7 eine direkte Kraft auf den bewegbaren Schaltkontakt 7 auf.
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Das
Kontaktsystem 6 ist am Sockel 3 befestigt. Gemäß 3 ragen
elektrische Anschlüsse 19, 20, 21 für
das Kontaktsystem 6 an der dem Deckel 4 abgewandten
Seite am Sockel 3 aus dem Gehäuse 2 heraus.
Die elektrischen Anschlüsse 19, 20, 21,
die in der Art von Stanz-Biege-Teilen aus Metall hergestellt sind,
dienen zur Zuführung der elektrischen Spannung an das Kontaktsystem 6.
Dabei ist gemäß 5 der Festkontakt 8 im
Inneren 5 des Gehäuses 2 am Anschluß 20 und
der Festkontakt 9 am Anschluß 21 angeordnet.
Die Kontaktzunge 18 ist in einem Schneidenlager am Anschluß 19 beweglich
gelagert. Der Anschluß 19 besitzt im Inneren 5 des
Gehäuses 2 eine Öse, in der ein Ende
des Zugfeder 17 eingehängt ist. Das andere Ende
der Zugfeder 17 ist wiederum in der Kontaktzunge 18 eingehängt.
Wie man anhand von 2 erkennt, übergreift
der Deckel 4 den Sockel 3 in der Art einer Hülle.
Der erste Stößel 15 und der zweite Stößel 16 sind
im Inneren 5 des hüllenartigen Deckels 4,
und zwar in Erstreckungsrichtung des Kontaktsystems 6 nebeneinanderliegend,
in der Art von Ansätzen angeordnet, wie man der 3 entnimmt.
Das elastische Element 14 zur Rückstellung des
Deckels 4 ist gemäß 1 in der
Art einer Schenkelfeder ausgestaltet, wobei zwecks symmetrischer
Kraftausübung jeweils eine Schenkelfeder 14 an
den beiden Seiten des Deckels 4 angeordnet ist. Somit übt
der den Anschlüssen 19, 20, 21 gegenüberliegende,
als Gehäuseoberteil dienende Deckel 4 die Funktionen
des Drückers zum Umschalten des Kontaktsystems 6,
des Zwangstrenners für einen verschweißten Schaltkontakt 7 sowie einer
Dichtung für die Einzelteile des Schalters 1 aus.
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Die
Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt. Sie umfaßt vielmehr auch alle fachmännischen
Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche
definierten Erfindung. So kann das beschriebene Gehäuse 2 mit
integriertem Betätigungsorgan 10 nicht nur bei
Schnapp- und/oder Mikroschaltern sondern auch bei sonstigen elektrischen
Schaltern, beispielsweise bei Geräteschaltern, Verwendung
finden. Der erfindungsgemäße Schalter 1 läßt
sich nicht nur in Kraftfahrzeugen sondern auch in Elektrogeräten, Maschinen
o. dgl. vorteilhaft einsetzen.
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- 1
- (elektrischer)
Schalter
- 2
- Gehäuse
- 3
- Sockel
- 4
- Deckel/Kunststoffteil
- 5
- Inneres
(von Gehäuse)
- 6
- Kontaktsystem
- 7
- Schaltkontakt
- 8,
9
- Festkontakt
- 10
- Betätigungsorgan/Erhabenheit
- 11
- Lagerstelle
- 12
- Befestigungsloch
- 13
- Welle
- 14
- elastisches
Element/Schenkelfeder
- 15
- (erster)
Stößel
- 16
- (zweiter)
Stößel
- 17
- Federelement/Zugfeder
- 18
- Kontaktzunge
- 19,
20, 21
- (elektrischer)
Anschluß
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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