DE102020002700A1

DE102020002700A1 - Mikroschalter rationeller Herstellung

Info

Publication number: DE102020002700A1
Application number: DE102020002700.8A
Authority: DE
Inventors: Nico Diekhaus
Original assignee: EMS ELEKTROMECHANISCHE SCHALTSENSOREN GmbH
Current assignee: EMS ELEKTROMECHANISCHE SCHALTSENSOREN GmbH
Priority date: 2020-05-06
Filing date: 2020-05-06
Publication date: 2021-11-11

Abstract

Die Erfindung betrifft die Entwicklung eines Mikroschalters möglichst rationeller Herstellung mit minimalem Einsatz an Einzelteilen sowie einer Funktionsanforderung für die Schaltleistung und hoher mechanischer Lebensdauer für die Anzahl der Schaltzyklen. Weitergehend handelt es sich dabei um die Realisierung eines Schalters einer kleinen Bauart mit einem Größtmaß kleiner als 10mm. Dabei werden alle Funktionen eines vollwertigen Schalters sowohl für die Anwendungen in elektronischen Schaltkreisen als auch in elektrischen Schaltkreisen und zur Schaltung von hohen elektrischen Lasten wie Lampen etc., also Verbraucher mit Lastströmen > 1A, erfüllt. Die erfindungsgemäße Aufgabe wird in der Art gelöst, dass ein Schalter mit kleinen Abmessungen realisiert wurde, welcher bei der Auslegung der kontaktgebenden Elemente das Funktionsprinzip des Federkontakts (8) verwendet, der direkt betätigt wird und selbstfedernd die Kontaktgabe herstellt.

Description

Schalter dieser Bauart sind als kleine Schalter für kleine Schaltleistung und somit nur zur Schaltung von geringen Schaltströmen geeignet. Der Aufbau solcher Schalter ist in der Regel als Schleifkontaktschalter realisiert.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Schalter mit einem Federkontakt (8) in Verbindung mit einem Ankerkontakt (6) und damit mit neuer Funktionsart realisiert wurde, so dass die Funktionsbasis für hohe Lebensdauer (Anzahl Schaltzyklen) und höhere Schaltströme zu schalten, entwickelt wurde. Vergleichbare Schalter, jedoch mit Gleitkontakten, wie Offenlegungsschrift DE40 14 730 A1 , wo ein Schalter der kleinen Bauart dargestellt ist, sind nicht geeignet für eine hohe Lebensdauer und sind nicht in der Lage höhere Schaltströme (z.B. >1 A) zu schalten.
Die Auslegung des Schalters rationeller Bauart ist durch einen Federkontakt (8), der durch eine Schweißverbindung, Lötververbindung oder anders gestaltete Verbindung (13) mit dem Ankerkontakt (6) fest verbunden ist. Die Schaltereinzelteile sind für zwei Ausführungen des Schalters rationeller Bauart identisch ausgeführt. Mit diesen Komponenten kann durch eine leicht abgewandelte Montage eine Schließer- (2 und 3) und eine Öffnerfunktion (4 und 5) realisiert werden.
Gemäß 2 und 3 wird die Schließerfunktion durch den Federkontakt (8) in der Art gestaltet, in dem der Federkontakt (8) mit seiner Prägung (9) seitlich neben dem Stößel (1) in der Ruhelage an der Schließerschaltgeometrie (10) an dem Stößel (1) anliegt. Beim Betätigen des Schalters bewegt sich der Stößel (1) in Zusammenwirken mit der Druckfeder (7) nach unten und gibt den vorgespannten Federkontakt (8) durch seine Schließerschaltgeometrie (10) frei, wodurch sich die Kontaktfläche des Federkontakts auf die Kontaktfläche des Festkontakts (5) auflegt. In der Position ist der elektrische Kontakt gegeben und die Schließerfunktion ausgeführt. Der Kontakt (12) ist somit in der Ruhelage geöffnet und beim Betätigen geschlossen.
Die weitere Ausführung des Öffnerschalters gemäß 4 und 5 wird mit den identischen Komponenten realisiert. Der Stößel (1) wird beim Öffnerschalter um 180° um seine eigene Achse verbaut. Dadurch stehen Federkontakt (8) mit seiner Prägung (9) und Stößel (1) nun durch die Öffnerschaltgeometrie (11) in Kontakt. In der Ruhelage des Schalters ist der Federkontakt freigängig, sodass er durch seine eigene Vorspannung am Festkontakt (5) anliegt und der elektrische Kontakt (12) in der Ruhelage gegeben ist. Beim Betätigen des Schalters bewegt sich der Stößel (1) in Zusammenwirken mit der Druckfeder (7) nach unten und berührt den vorgespannten Federkontakt (8) mit seiner Öffnerschaltgeometrie (11), wodurch sich die Kontaktfläche des Federkontakts von der Kontaktfläche des Festkontakts (5) wegbewegt. In der Position ist der elektrische Kontakt geöffnet und die Öffnerfunktion ausgeführt. Der Kontakt (12) ist somit in der Ruhelage geschlossen und beim Betätigen geöffnet.
Bezugszeichenliste

1.: Stößel
2.: Dichtung
3.: Deckel
4.: Träger
5.: Festkontakt
6.: Ankerkontakt
7.: Druckfeder
8.: Kontaktfeder
9.: Prägung der Kontaktfeder
10.: Schließerschaltgeometrie am Stößel (1)
11.: Öffnerschaltgeometrie am Stößel (1)
12.: Kontaktstelle
13.: Verbindungsstelle an Ankerkontakt (6) und Federkontakt (8)
14.: Hebelschlitz im Deckel (3)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 4014730 A1 [0002]

Claims

Es wurde ein Mikroschalter rationeller Herstellung entsprechend 1 bis 5 entwickelt, der für die Anwendung als Mikroschalter mit der Erfüllung von hohen Anforderungen, wie der hohen Lebensdauer (>500.000 Schaltzyklen) und dem Schalten von kleinen Strömen (<5mA) als auch hohen Strömen (> lA),bestehend aus dem Federkontakt (8) mit seiner Prägung (9), damit festverbundenen Ankerkontakt (6), dem Festkontakt (5), dem Stößel (1), der Druckfeder (7), der Dichtung (2), dem Deckel (3) und dem Träger (4), geeignet ist.
Mikroschalter rationeller Bauart, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federkontakt (8) mit einer Betätigungsgeometrie (10) bzw. (11) beim Betätigen mittels des Stößels (1) den elektrischen Kontakt öffnet bzw. schließt.
Mikroschalter rationeller Bauart nach Anspruch 1, wo der Stößel (1) zwei unterschiedliche Schaltgeoemetrien (10) und (11) aufweist und somit die unterschiedlichen Schaltertypen (Öffner / Schließer) durch eine um 180° gedrehte Montagerichtung des Stößels (1) um 180° im Schaltystem realisiert.
Mikroschalter rationeller Bauart nach Anspruch 1, wobei der Federkontakt (8) eine Biegeverformung aufnimmt, womit der Radius die Aufnahme der Biegespannungen in dem Federkontakt (8) in der Weise über eine längere Strecke verteilt und die Federeigenschaft des Federkontakts (8) begünstigt, so dass die Ermüdung des Kontaktfedermaterials weitreichend verhindert wird.
Mikroschalter rationeller Bauart nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfeder (6) gemäß 2 und 3 eine Vorspannung aufweist, die beim Entlasten durch den Stößel (1) die selbstständige Schließung des Stromkreises, Festkontakt (5) und des Federkontakts (8) an der Kontaktstelle (12) bewirkt, wobei die Federkraft der Kontaktfeder (8) auch die Kontaktkraft auf dem Festkontakt (5) darstellt.
Mikroschalter rationeller Bauart nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktfeder (6) gemäß 4 und 5 eine Vorspannung aufweist, die in der Ruhelage des Stößels (1) den geschlossenen Stromkreis herstellt. Der Festkontakt (5) und der Federkontakt (8) sind an der Kontaktstelle (12) verbunden, wobei die Federkraft der Kontaktfeder (8) auch die Kontaktkraft auf dem Festkontakt (5) darstellt.
Mikroschalter rationeller Bauart nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federkontakt (8) eine Prägung (9) als Betätigungskontur besitzt, welche durch den Stößel (1) mit einen horizontalen Hub der Federkontakt betätigt wird.