DE102014008410A1 - microswitch - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Mikroschalter mit wenigstens zwei Kontakten (4, 9). Erfindungsgemäß ist wenigstens ein zusätzlicher Beschaltungskontakt (2) vorgesehen.The invention relates to a microswitch with at least two contacts (4, 9). According to the invention, at least one additional circuit contact (2) is provided.
Description
Die Erfindung betrifft einen Mikroschalter mit wenigstens zwei Kontakten. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Mikroschalter um einen Schalter nach Art eines Tasters oder eines Druckschalters.The invention relates to a micro-switch with at least two contacts. The microswitch is preferably a switch in the manner of a pushbutton or a pressure switch.
Mikroschalter werden in immer komplexeren technischen Maschinen und für immer komplexere technische Anwendungen eingesetzt. Eines von vielen möglichen Beispielen ist die Verwendung von Mikroschaltern in modernen Personenkraftwagen. Mit den Mikroschaltern werden elektrische Signale erzeugt oder gesteuert. Typischerweise kennen Mikroschalter nur die beiden einfachen Schaltzustände ”Ein” und ”Aus”. Diese Schaltzustände sind als Signale aus dem Mikroschalter auslesbar, zum Beispiel durch ein mit dem Mikroschalter verbundenes elektronisches Steuergerät. Für eine bessere Steuerung und Kontrolle der Funktionsabläufe in den komplexen technischen Anwendungen werden mehr unterschiedliche Signale benötigt.Microswitches are being used in increasingly complex technical machines and in increasingly complex technical applications. One of many possible examples is the use of microswitches in modern passenger cars. The microswitches generate or control electrical signals. Typically, microswitches know only the two simple switching states "on" and "off". These switching states can be read out as signals from the microswitch, for example by means of an electronic control device connected to the microswitch. For better control and control of the functional processes in the complex technical applications, more different signals are needed.
Möglich sind Lösungen, bei denen Widerstände, Dioden oder andere elektronische Bauteile innerhalb des Mikroschalters untergebracht sind. Derartige Lösungen sind aber nachteilig in Bezug auf die Flexibilität der Schaltung, der Leistung (damit auch Baugröße der Widerstände) und der Komplexität (zum Beispiel das Anordnen von drei oder mehr Widerständen).Possible solutions are those in which resistors, diodes or other electronic components are housed within the microswitch. However, such solutions are disadvantageous in terms of the flexibility of the circuit, the power (and thus the size of the resistors) and the complexity (for example, the arrangement of three or more resistors).
Eine weitere Möglichkeit ist die äußere Beschaltung von Widerständen in einem Kabelbaum, der mit einem Mikroschalter verbunden ist und so zur Funktionserkennung dienen kann. Jedoch ist der Aufwand hierfür hoch. Die Maßnahme ist somit sehr kostenintensiv. Hinzu kommen ein höherer Platzbedarf und das Risiko elektrischer Kurzschlüsse.Another possibility is the external wiring of resistors in a wiring harness, which is connected to a microswitch and can thus serve for function detection. However, the effort is high. The measure is therefore very expensive. In addition, there is a higher space requirement and the risk of electrical short circuits.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines flexiblen, diagnosefähigen Mikroschalters. Insbesondere soll der Mikroschalter im Hinblick auf die konkrete Schaltung flexibel sein. Komplexe Anordnungen sollen möglich sein, ebenso hohe oder unterschiedliche Leistungen. Die Funktion des Mikroschalters soll besser überwachbar sein.Object of the present invention is to provide a flexible, diagnosable microswitch. In particular, the microswitch should be flexible with regard to the concrete circuit. Complex arrangements should be possible, as well as high or different performances. The function of the microswitch should be better monitored.
Zur Lösung der Aufgabe weist der erfindungsgemäße Mikroschalter die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Der Mikroschalter ist mit wenigstens einem zusätzlichen Beschaltungskontakt versehen. Als Kontakte werden typischerweise die aus einem Gehäuse des Mikroschalters herausgeführten elektrischen Leiter verstanden. Außerhalb des Gehäuses liegende freie Enden der Kontakte werden als Anschlüsse bezeichnet. Der zusätzliche Beschaltungskontakt ermöglicht die Anordnung zusätzlicher elektronischer Bauteile zwischen den beiden vorhandenen Kontakten und dem zusätzlichen Beschaltungskontakt. Die Bauteile sind so gestaltet, dass an mindestens zwei der nun insgesamt drei vorliegenden Kontakte (einschließlich des Beschaltungskontakts) und in Verbindung mit zwei Zuständen des Mikroschalters (Ein oder Aus) mehr unterschiedliche Signale abgreifbar sind als bei einem Mikroschalter mit nur zwei Kontakten insgesamt.To solve the problem, the micro-switch according to the invention has the features of claim 1. The microswitch is provided with at least one additional circuit contact. As contacts are typically understood the led out of a housing of the microswitch electrical conductor. Outside the housing lying free ends of the contacts are referred to as terminals. The additional circuit contact enables the arrangement of additional electronic components between the two existing contacts and the additional circuit contact. The components are designed so that more different signals can be tapped off at least two of the now present total of three contacts (including the Beschaltungskontakts) and in connection with two states of the microswitch (on or off) than a microswitch with only two contacts in total.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung übernimmt der Beschaltungskontakt nach außen die Funktion eines der zwei Kontakte und weist hierzu einen Anschluss auf. Der Mikroschalter wird demnach über den Anschluss des Beschaltungskontakts einerseits und den Anschluss eines der beiden Kontakte mit zum Mikroschalter führenden elektrischen Anschlüssen verbunden, etwa durch Löten oder Klemmen.According to a further aspect of the invention, the external circuit contact assumes the function of one of the two contacts and has a connection for this purpose. The microswitch is therefore connected via the connection of the circuit contact on the one hand and the connection of one of the two contacts with leading to the microswitches electrical connections, such as by soldering or terminals.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind der Beschaltungskontakt und wenigstens einer der zwei Kontakte in einem Beschaltungsbereich des Schalters durch wenigstens ein elektrisches oder elektronisches Bauteil miteinander verbunden, wobei das Bauteil insbesondere wenigstens einen Widerstand, eine Diode, einen integrierten Schaltkreis (IC) oder einen Operationsverstärker umfasst. Vorzugsweise sind beide Kontakte über ein oder mehrere elektrische oder elektronische Bauteile mit dem Beschaltungskontakt verbunden.According to a further aspect of the invention, the circuit contact and at least one of the two contacts in a circuit region of the switch are interconnected by at least one electrical or electronic component, wherein the component in particular at least one resistor, a diode, an integrated circuit (IC) or an operational amplifier includes. Preferably, both contacts are connected via one or more electrical or electronic components with the Beschaltungskontakt.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind die Bauteile durch Löten, Schweißen, Schneidklemmtechnik oder Krimpen mit dem Beschaltungskontakt und mit den zwei Kontakten verbunden. Auch andere Möglichkeiten zur Verbindung können vorgesehen sein. Wichtig ist eine gute und dauerhafte elektrische Verbindung.According to a further aspect of the invention, the components are connected by soldering, welding, insulation displacement technology or crimping with the Beschaltungskontakt and with the two contacts. Other possibilities for connection can be provided. Important is a good and permanent electrical connection.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist der Beschaltungskontakt mit dem einen der zwei Kontakte durch ein Bauteil verbunden, während der Beschaltungskontakt auch mit dem anderen der zwei Kontakte durch ein Bauteil verbunden ist. Dies ermöglicht die größte Anzahl unterschiedlicher, auswertbarer Signale an den Anschlüssen des Mikroschalters.According to a further aspect of the invention, the circuit contact is connected to one of the two contacts by a component, while the circuit contact is also connected to the other of the two contacts by a component. This allows the largest number of different, evaluable signals at the terminals of the microswitch.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung weist der Schalter eine Schließerfunktion auf, wobei einer der zwei Kontakte insbesondere ein Unterkontakt ist. Bei Betätigung des Mikroschalters, zum Beispiel durch Drücken eines Tastknopfes, schließt der Mikroschalter die elektrische Verbindung von einem Ankerkontakt zum Unterkontakt. Vorzugsweise weist der Unterkontakt keinen Anschluss nach außen auf. D. h., der Beschaltungskontakt ersetzt nach außen den Unterkontakt. Der andere von außen zugängliche Kontakt ist vorzugsweise der Ankerkontakt. According to a further aspect of the invention, the switch has a normally open function, wherein one of the two contacts is in particular a bottom contact. Upon actuation of the microswitch, for example by pressing a button, the microswitch closes the electrical connection from an armature contact to the bottom contact. Preferably, the lower contact has no connection to the outside. D. h., The wiring contact replaced to the outside of the bottom contact. The other externally accessible contact is preferably the armature contact.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung weist der Mikroschalter eine Öffnerfunktion auf, wobei einer der zwei Kontakte insbesondere ein Oberkontakt ist. Somit wird bei der Betätigung des Mikroschalters ein elektrischer Kreis geöffnet bzw. eine elektrische Leitung unterbrochen. Vorzugsweise ist der Oberkontakt ohne Anschluss nach außen ausgebildet. D. h., der Beschaltungskontakt ersetzt nach außen hin den Oberkontakt.According to a further aspect of the invention, the microswitch has an opener function, wherein one of the two contacts is in particular a top contact. Thus, an electrical circuit is opened or interrupted an electrical line upon actuation of the microswitch. Preferably, the upper contact is formed without connection to the outside. That is, the circuit contact replaced outwardly the top contact.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist ein Dichtrahmen am Mikroschalter oder um den Mikroschalter herum vorgesehen, insbesondere zur Bildung einer elektrisch isolierten Funktionseinheit mit einem gegen Verschmutzung oder Feuchtigkeit geschützten Beschaltungsbereich. Im geschützten Beschaltungsbereich sind vorzugsweise die elektrischen oder elektronischen Bauteile angeordnet.According to a further aspect of the invention, a sealing frame is provided on the microswitch or around the microswitch, in particular for the formation of an electrically insulated functional unit with a protected against contamination or moisture Beschaltungsbereich. In the protected wiring area, the electrical or electronic components are preferably arranged.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ragen aus dem Beschaltungsbereich nur ein Anschluss des Beschaltungskontakts und ein Anschluss eines der zwei Kontakte heraus, während ein Anschluss des anderen Kontakts insbesondere verborgen ist und nicht aus dem Beschaltungsbereich herausragt. Der Beschaltungsbereich ist vorzugsweise durch den Dichtrahmen geschützt.According to a further aspect of the invention, only one connection of the wiring contact and one connection of one of the two contacts protrude from the wiring region, while a connection of the other contact is in particular concealed and does not protrude from the wiring region. The wiring area is preferably protected by the sealing frame.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist der Beschaltungskontakt über einen ersten Widerstand mit einem der zwei Kontakte verbunden. Außerdem ist der Beschaltungskontakt über einen zweiten Widerstand mit dem anderen der zwei Kontakte verbunden, wobei der erste Widerstand niederohmiger ist als der zweite Widerstand. Vorzugsweise ist der erste (niederohmige) Widerstand an den Oberkontakt oder Unterkontakt angeschlossen, während der zweite (höherohmige) Widerstand an den Ankerkontakt angeschlossen ist.According to a further aspect of the invention, the circuit contact is connected via a first resistor to one of the two contacts. In addition, the circuit contact is connected via a second resistor to the other of the two contacts, wherein the first resistor is lower impedance than the second resistor. Preferably, the first (low resistance) resistor is connected to the top contact or bottom contact, while the second (higher resistance) resistor is connected to the armature contact.
Der Mikroschalter weist ein Gehäuse auf, in welchem vorzugsweise ein Anker beweglich und federnd gehalten ist. Die einzelnen Kontakte ragen in das Gehäuse hinein, vorzugsweise ebenso ein Betätigungselement, etwa ein Tastknopf. Öffnungen im Gehäuse für die Kontakte und das Betätigungselement sind vorzugsweise abgedichtet. Der Beschaltungsbereich liegt außerhalb des Gehäuses. Der genannte Dichtrahmen kann an das Gehäuse angesetzt sein und so den Beschaltungsbereich mit einem Teil des Gehäuses umfassen und abdichten.The microswitch has a housing, in which preferably an armature is movably and resiliently held. The individual contacts protrude into the housing, preferably also an actuating element, such as a push button. Openings in the housing for the contacts and the actuating element are preferably sealed. The wiring area is outside the housing. Said sealing frame can be attached to the housing and thus cover the wiring area with a part of the housing and seal.
Der erfindungsgemäße Mikroschalter weist integrierte Widerstände, Dioden oder andere elektronische Bauteile auf, die als feste Bestandteile des Mikroschalters funktionieren. Die Widerstände, Dioden oder andere Bauteile sind elektrisch und mechanisch mit dem Mikroschalter an dessen Anschlüssen verbunden, so dass sich insgesamt eine neue Funktionseinheit ergibt. Der Mikroschalter erlaubt die Diagnoseabfrage des Schaltzustandes. D. h., es können bei Anlegen einer entsprechenden Spannung an den Mikroschalter verschiedene Signale diagnostiziert werden. Beispielsweise wird der Mikroschalter mit seinen Anschlüssen an eine Steuereinheit angeschlossen, welche die Spannungsabfälle an den Anschlüssen detektiert. Dadurch kann von der Steuereinheit unterschieden werden, ob der Mikroschalter vorhanden ist, sich im geöffneten Zustand befindet, sich im geschlossenen Zustand befindet oder ein Kurzschluss vorliegt. Bei Verwendung von Dioden können zusätzliche Informationen erkannt werden, zum Beispiel die Polarität.The microswitch according to the invention has integrated resistors, diodes or other electronic components which function as fixed components of the microswitch. The resistors, diodes or other components are electrically and mechanically connected to the microswitch at its terminals, so that a total of a new functional unit results. The microswitch allows the diagnosis of the switching state. That is, various signals can be diagnosed upon application of a corresponding voltage to the microswitch. For example, the microswitch is connected with its terminals to a control unit, which detects the voltage drops at the terminals. This can be distinguished from the control unit, whether the micro-switch is present, is in the open state, is in the closed state or a short circuit exists. When using diodes, additional information can be detected, for example the polarity.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung im Übrigen und aus den Ansprüchen. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Further features of the invention will become apparent from the description, moreover, and from the claims. Advantageous embodiments of the invention are explained below with reference to drawings. Show it:
Gezeigt ist ein Mikroschalter
Die Widerstände
Wichtig ist dabei, dass auf Grund der elektrischen Funktion, der Beschaltungskontakt
Das Gleiche gilt für einen Beschaltungskontakt
Folgende Zustände können mit der in
- a) Falls ein Kurzschluss auftritt, ist zwischen
Anschlusspunkten 11 und12 Null Ohm. - b) Im elektrisch geöffneten Zustand (in
1 gezeigt) des Mikroschalters1 ist nur der Widerstand5 in Funktion und der Spannungsabfall kann entsprechend des Widerstandswertes erkannt werden. - c) Im geschalteten Zustand des Mikroschalters
1 (elektrisch geschlossen, in1 nicht gezeigt), sind die Widerstände3 und5 parallel geschaltet und damit kann der so eingestellte Widerstandswert über den sich damit ergebenen Spannungsabfall erkannt werden. - d) Falls die Funktionseinheit
22 anbeiden Anschlüssen 11 ,12 nicht angeschlossen ist oder ein Anschluss keine Verbindung mehr hat, weist die Funktionseinheit einen sehr hohen (unendlichen) Widerstandswert auf, d. h. es steht die volle Spannung an der Steuereinheit an.
- a) If a short circuit occurs, is between connection points
11 and12 Zero ohms. - b) In the electrically opened state (in
1 shown) of the microswitch1 is only theresistance 5 in function and the voltage drop can be detected according to the resistance value. - c) In the switched state of the microswitch
1 (electrically closed, in1 not shown), are theresistors 3 and5 connected in parallel and thus the resistance value set in this way can be detected via the resulting voltage drop. - d) If the functional unit
22 at bothconnections 11 .12 is not connected or a connection has no connection, the functional unit has a very high (infinite) resistance value, ie it is the full voltage to the control unit.
Die Ausführung der Funktionseinheit
Weitere Ausführungen eines diagnosefähigen Schalters sind in
Die Ausführungen der unterschiedlichen Beschaltungen sind in den Schaltplänen
Eine weitere der Komplexität ist die Einbringung von einer oder mehreren Dioden
Ebenso können andere Halbleiterbauteile integriert werden, um noch einmal weitere Diagnosemöglichkeiten zu realisieren, z. B. ICs, Operationsverstärker usw. Bevorzugt ist die Verwendung relativ kleiner Bauteile, die in den Beschaltungsbereich, also zwischen die Kontakte außerhalb des Mikroschalters passen.Likewise, other semiconductor devices can be integrated to realize yet another diagnostic options, z. As ICs, operational amplifiers, etc. Preferred is the use of relatively small components that fit into the Beschaltungsbereich, ie between the contacts outside the microswitch.
Ein weiteres Merkmal ergibt sich durch die Kapselung mittels eines Dichtrahmens
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Mikroschaltermicroswitch
- 22
- Beschaltungskontakt ÖffnerversionWiring contact NC version
- 33
- Widerstand IResistance I
- 44
-
Ankerkontakt Mikroschalter
1 Anchor contact microswitch1 - 55
- Widerstand IIResistance II
- 66
-
Verbindung Widerstand
5 mit Beschaltungskontakt2 Connection resistance 5 withwiring contact 2 - 77
-
Verbindung Widerstand
5 mit Ankerkontakt4 Connection resistance 5 with anchor contact4 - 88th
-
Verbindung Widerstand
3 mit Unterkontakt9 Connection resistance3 with sub contact9 - 99
- Unterkontaktunder contact
- 1010
-
Ankerkontakt Mikroschalter
21 Anchor contact microswitch 21 - 1111
-
Anschluss Beschaltungskontakt
2 Connection of thecircuit contact 2 - 1212
-
Anschluss Ankerkontakt
4 Connection anchor contact4 - 1313
-
Schaltsystem Mikroschalter
1 Switching system microswitch1 - 1414
-
Schaltsystem Mikroschalter
21 Switching system microswitch 21 - 1515
- Widerstand IIIResistance III
- 1616
- Widerstand IVResistance IV
- 1717
- Oberkontakttop Contact
- 1818
- Beschaltungskontakt SchließerversionWiring contact normally open version
- 1919
-
Anschluss Beschaltungskontakt
18 Connection of thecircuit contact 18 - 2020
-
Anschluss Anker
10 Connection anchor 10 - 2121
- Mikroschaltermicroswitch
- 2222
- Funktionseinheit „diagnosefähiger Mikroschalter”Functional unit "diagnosable microswitch"
- 2323
- Dichtrahmensealing frame
- 2424
- Funktionseinheit „diagnosefähiger Mikroschalter” mit Diode und WiderstandFunctional unit "diagnosable microswitch" with diode and resistor
- 2525
- Diodediode
Claims (10)
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