DE102021105359A1

DE102021105359A1 - Schalter, insbesondere Schnappschalter

Info

Publication number: DE102021105359A1
Application number: DE102021105359.5A
Authority: DE
Inventors: Paul Wirz
Original assignee: Bauch Eng & Co Kg GmbH; Bauch Engineering & Co KG GmbH
Current assignee: BAUCH ENGINEERING GMBH & CO. KG, DE; WIRZ, PAUL, DE
Priority date: 2021-03-05
Filing date: 2021-03-05
Publication date: 2022-09-08
Also published as: CN115036156A; EP4053869A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Schalter (1), insbesondere Schnappschalter, mit wenigstens einem Festkontaktpaar (3, 3'), einer Kontaktbrückeneinheit (2) mit wenigstens einer Kontaktbrücke (5, 5') zum Verbinden zweier Festkontakte (4) des wenigstens einen Festkontaktpaars (3, 3'), einer Antriebseinheit (7) zum Bewegen der daran angeordneten Kontaktbrückeneinheit (2) entlang einer Schaltrichtung (SR) von einer ersten Schaltposition in eine zweite Schaltposition, einer Betätigungseinheit (9) zum Betätigen der Antriebseinheit (7) und einem Übersetzungselement (8) zum Übersetzen einer durch die Betätigungseinheit (9) eingebrachten Betätigungsbewegung in eine Antriebsbewegung der Antriebseinheit (7). Erfindungsgemäß ist die Antriebseinheit (7) in ihrer Antriebsbewegung seitlich mittels einer Begrenzung (10) derart begrenzt, dass die Antriebseinheit (7) bei der Antriebsbewegung in einer Querrichtung (QR), welche quer zur Schaltrichtung (SR) verläuft, begrenzt verschwenkbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schalter, insbesondere Schnappschalter, mit wenigstens einem Festkontaktpaar, einer Kontaktbrückeneinheit mit wenigstens einer Kontaktbrücke zum Verbinden zweier Festkontakte des wenigstens einen Festkontaktpaars, einer Antriebseinheit zum Bewegen der daran angeordneten Kontaktbrückeneinheit entlang einer Schaltrichtung von einer ersten Schaltposition in eine zweite Schaltposition, einer Betätigungseinheit zum Betätigen der Antriebseinheit und einem Übersetzungselement zum Übersetzen einer durch die Betätigungseinheit eingebrachten Betätigungsbewegung in eine Antriebsbewegung des Antriebs.
Schalter, insbesondere Schnappschalter, sind im Stand der Technik vielfach bekannt. So zeigt die GB 1114630 A einen elektrischen Schnellschalter, bei dem die die Schaltbewegung auslösende Kraft von einem Betätigungselement auf einen Antrieb übertragen wird. Das Betätigungselement und der Antrieb werden relativ in entgegengesetzte Richtungen entlang paralleler Linien bewegt. Derartige Schalter haben jedoch den Nachteil, dass die am Antrieb angeordnete Kontaktbrücke stets mittels gleichbleibendem Verbindungsbereich an den Festkontaktpaaren anliegt, wodurch sich der Kontaktwiderstand erhöhen kann. Dadurch kann die Funktion des Schalters beeinträchtigt sein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beseitigen. Aufgabe ist es insbesondere, einen Schalter zu schaffen, der das schrittweise Verbinden der Kontaktbrücke mit den Festkontaktpaaren verhindert und/oder den Kontaktwiderstand verringert.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Schalter mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs.
Vorgeschlagen wird ein Schalter, insbesondere Schnappschalter, mit wenigstens einem Festkontaktpaar, einer Kontaktbrückeneinheit mit wenigstens einer Kontaktbrücke zum Verbinden zweier Festkontakte des wenigstens einen Festkontaktpaars, einer Antriebseinheit zum Bewegen der daran angeordneten Kontaktbrückeneinheit entlang einer Schaltrichtung von einer ersten Schaltposition in eine zweite Schaltposition, einer Betätigungseinheit zum Betätigen der Antriebseinheit und einem Übersetzungselement zum Übersetzen einer durch die Betätigungseinheit eingebrachten Betätigungsbewegung in eine Antriebsbewegung der Antriebseinheit.
Als Festkontaktpaar sind zwei Festkontakte zu verstehen, die quer zur Schaltrichtung voneinander beabstandet sind. Somit kann sich die Antriebseinheit zwischen den voneinander beabstandeten Festkontakten des wenigstens einen Festkontaktpaars in Schaltrichtung hindurchbewegen. Vorzugsweise sind die Festkontakte dabei im Wesentlichen auf einer Ebene normal zur Schaltrichtung angeordnet. Um eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Festkontakten des wenigstens einen Festkontaktpaars herzustellen, werden diese mittels der wenigstens einen Kontaktbrücke der Kontaktbrückeneinheit miteinander verbunden. Der Bereich, an dem die Kontaktbrücke am jeweiligen Festkontakt anliegt, wird Verbindungsbereich genannt. Zum Verbinden des wenigstens einen Festkontaktpaars wird die Kontaktbrückeneinheit mittels der Antriebseinheit in die erste Schaltposition geschaltet. Zum Trennen der Verbindung zwischen den Festkontakten des wenigstens einen Festkontaktpaars wird die Kontaktbrückeneinheit mittels der Antriebseinheit in die zweite Schaltposition geschaltet.
Um von der ersten in die zweite Schaltposition zu schalten, ist die Kontaktbrückeneinheit an der Antriebseinheit angeordnet. Die Antriebseinheit ist dabei mittels dem Übersetzungselement mit der Betätigungseinheit verbunden. Wird die Betätigungseinheit bewegt bzw. von außen betätigt, so wird mittels des Übersetzungselements die Antriebseinheit bewegt. Als Übersetzungselement ist somit ein Element zu verstehen, welches die durch die Betätigungseinheit eingebrachte Betätigungsbewegung auf die Antriebseinheit übersetzt bzw. überträgt, wodurch sich diese in ihrer Antriebsbewegung bewegt.
Handelt es sich bei dem Schalter insbesondere um einen Schnappschalter bzw. Sprungschalter, so wird die Betätigungsbewegung der Betätigungseinheit mittels des Übersetzungselements in eine, insbesondere entgegengesetzte, schlagartige Antriebsbewegung der Antriebseinheit übersetzt. Dadurch wird die Antriebseinheit schlagartig von der ersten Schaltstellung in die zweite Schaltstellung und/oder umgekehrt bewegt. Dies hat eine geringe Umschaltzeit zwischen der ersten Schaltstellung, in welcher das wenigstens eine Festkontaktpaar verbunden ist, und der zweiten Schaltstellung, in welcher das wenigstens eine Festkontaktpaar getrennt ist, zur Folge.
Erfindungsgemäß ist die Antriebseinheit in ihrer Antriebsbewegung seitlich mittels einer Begrenzung derart begrenzt, dass die Antriebseinheit bei der Antriebsbewegung in einer Querrichtung, welche quer zur Schaltrichtung verläuft, begrenzt verschwenkbar ist. Als verschwenkbar ist hierbei die Eigenschaft der Antriebseinheit zu verstehen, sich zusätzlich zur linearen Verschiebung in Schaltrichtung derart zu bewegen, dass sich ein Verschwenkungswinkel der Antriebseinheit zur Schaltrichtung verändert. Der Verschwenkungswinkel ist somit der Winkel, den die Antriebseinheit, insbesondere deren Mittelebene, mit der Schaltrichtung aufspannt. Die durch die Betätigungseinheit eingebrachte Betätigungsbewegung, welche parallel zur Schaltrichtung verläuft, wird somit auf die Antriebseinheit derart übertragen, dass diese sich in ihrer Antriebsbewegung von der ersten Schaltposition in die zweite Schaltposition begrenzt verschwenken. Aufgrund der Anordnung der Kontaktbrückeneinheit an der Antriebseinheit wird ebenso die wenigstens eine Kontaktbrücke während der Antriebsbewegung und/oder daran anschließend verschwenkt.
Die Festkontakte sind sowohl in Schaltrichtung als auch in Querrichtung stillstehend ausgebildet sind. Nach jedem Schalten der Kontaktbrückeneinheit von der ersten Schaltposition in die zweite Schaltposition bzw. umgekehrt kann sich somit der Verbindungsbereich zwischen Kontaktbrücke und Festkontakt verschieben. Da es sich hierbei nicht um eine geführte, sondern um eine zufällige Verschwenkung handelt, weicht bei einem nachfolgenden Schaltvorgang der Verbindungsbereich in der Regel vom Verbindungsbereich des vorhergehenden Schaltvorgangs zumindest teilweise ab.
Zusätzlich oder alternativ kann sich die Antriebseinheit und dadurch die Kontaktbrücke im Anschluss an das Schalten, also nach dem Bewegen von der ersten Schaltposition in die zweite Schaltposition oder umgekehrt, begrenzt verschwenken. Dadurch ändert sich der Verbindungsbereich während die Kontaktbrücke an den Festkontakten des wenigstens einen Festkontaktpaars anliegt. Durch die dadurch entstehende Reibkraft am Verbindungsbereich wird dieser regelmäßig gesäubert. Dies verhindert eine Erhöhung des Kontaktwiderstands über die Betriebsdauer.
Die Begrenzung begrenzt dabei die Verschwenkung in Querrichtung, d.h. quer zur Schaltrichtung. Der Verschwenkungswinkel der Antriebseinheit mit der Kontaktbrückeneinheit ist somit begrenzt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Kontaktbrücke mit den beiden Festkontakten des wenigstens einen Festkontaktpaars zuverlässig jeweils einen Verbindungsbereich ausbildet. Die Kontaktbrücke verbindet somit die beiden Festkontakte des wenigstens einen Festkontaktpaars auch bei maximaler Verschwenkung der Antriebseinheit.
Vorteilhaft ist es, wenn der Schalter zwei voneinander in Schaltrichtung beabstandete Festkontaktpaare aufweist. Somit weist der Schalter ein erstes Festkontaktpaar und ein zweites Festkontaktpaar auf, welche in Schaltrichtung voneinander beabstandet sind. Zum Verbinden des ersten Festkontaktpaars wird die Kontaktbrückeneinheit mittels der Antriebseinheit in die erste Schaltposition geschaltet. Zum Verbinden des zweiten Festkontaktpaars wird die Kontaktbrückeneinheit mittels der Antriebseinheit in die zweite Schaltposition geschaltet. Der Schalter ist somit als Wechselschalter ausgebildet, der in der ersten Schaltposition die Festkontakte des ersten Festkontaktpaars und in der zweiten Schaltposition die Festkontakte des zweiten Festkontaktpaars miteinander verbindet.
Weist die Kontaktbrückeneinheit lediglich die eine Kontaktbrücke auf, so ist diese derart ausgebildet, dass sowohl das erste Festkontaktpaar in der ersten Schaltposition als auch das zweite Festkontaktpaar in der zweiten Schaltposition verbindbar sind. Weist die Kontaktbrückeneinheit zwei Kontaktbrücken auf, so verbindet eine erste Kontaktbrücke in der ersten Schaltposition der Kontaktbrückeneinheit das erste Festkontaktpaar und eine zweite Kontaktbrücke in der zweiten Schaltposition der Kontaktbrückeneinheit das zweite Festkontaktpaar.
Zudem ist es vorteilhaft, wenn die Begrenzung wenigstens zwei in Querrichtung an gegenüberliegenden Seiten der Antriebseinheit angeordnete Begrenzungselemente zum beidseitigen Begrenzen der Antriebsbewegung aufweist. So kann das Verschwenken bzw. Verdrehen der Antriebseinheit und somit der Kontaktbrückeneinheit sowohl in positiver, als auch in negativer Querrichtung begrenzt werden.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn im unverschwenkten Zustand der Antriebseinheit wenigstens eines der Begrenzungselemente von der Antriebseinheit mittels eines Abstands beabstandet ist und/oder wenigstens eines der Begrenzungselemente wenigstens eine Fase und/oder eine Rundung aufweist. Als unverschwenkter Zustand der Antriebseinheit ist dabei der Zustand zu verstehen, in der die Antriebseinheit, insbesondere deren Mittelebene, parallel zur Schaltrichtung angeordnet ist. Der Verschwenkungswinkel ist somit gleich null bzw. ein Nullwinkel. Der Abstand zwischen einem der Begrenzungselemente und Antriebseinheit erstreckt sich dabei in Querrichtung. Wird die Antriebseinheit verschwenkt, so verändert sich deren Erstreckung in Querrichtung. Umso größer der Verschwenkungswinkel der Antriebseinheit, desto weiter erstreckt sich diese in Querrichtung zwischen den Begrenzungselementen. Die Antriebseinheit ist somit soweit verschwenkbar, bis diese an ihren gegenüberliegenden Seiten an einem der Begrenzungselemente anliegt bzw. der Abstand Null ist. So kann die Antriebseinheit innerhalb des Abstand zum jeweiligen Begrenzungselement verschwenkt werden.
Weist wenigstens eines der Begrenzungselemente zusätzlich oder alternativ die Fase und/oder Rundung auf, so ist diese Fase und/oder Rundung vorzugsweise an dem der Antriebseinheit zugewandten Bereich des wenigstens einen Begrenzungselements angeordnet. Dadurch kann die Antriebseinheit über die Fase und/oder Rundung verschwenkt werden. Die Rundung kann dabei zusätzlich zu einem homogeneren Verschwenken der Antriebseinheit führen, da diese beim Verschwenken konstant an der Rundung abgestützt wird.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn der Abstand höchstens 1 mm, vorteilhafterweise höchstens 0,5 mm, beträgt. Hierdurch kann die Verschwenkung mit einem kleinen Verschwenkungswinkel gewährleistet werden. Aufgrund des kleinen Verschwenkungswinkels ist die Bewegung der Kontaktbrücke in Querrichtung ebenfalls klein. Dadurch kann der Verbindungsbereich zuverlässig ausgebildet werden. Zudem kann die Verschwenkung mit einem kleinen Verschwenkungswinkel den Vorteil haben, dass die Antriebseinheit in ihrer Antriebsbewegung dynamischer reagiert, da entstehende Schwingungen reduziert werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn der Schalter wenigstens eine Linearführung zum linearen Führen der Betätigungsbewegung der Betätigungseinheit parallel zur Schaltrichtung aufweist, wobei die Linearführung vorzugsweise wenigstens zwei in Schaltrichtung voneinander beabstandete Führungsbereiche aufweist. Die Betätigungseinheit wird somit linear entlang der Schaltrichtung bewegt. Dies verhindert ein Verkanten der Betätigungseinheit in ihrer Betätigungsbewegung. Wird die Antriebseinheit also in ihrer Antriebsbewegung verschwenkt, so kann mittels der Linearführung die lineare Betätigungsbewegung der Betätigungseinheit gewährleistet werden.
Ebenso bringt es Vorteile mit sich, wenn die Begrenzung und/oder wenigstens eines der Begrenzungselemente in Schaltrichtung zwischen den zwei voneinander beabstandeten Festkontaktpaaren angeordnet ist. Wie vorstehend bereits beschrieben, gewährleistet die Begrenzung und/oder wenigstens eines der Begrenzungselemente, dass die Kontaktbrücke mit den beiden Festkontakten eines der Festkontaktpaare jeweils einen Verbindungsbereich ausbildet. Ist die Begrenzung und/oder wenigstens eines der Begrenzungselemente in Schaltrichtung zwischen den beiden Festkontaktpaaren angeordnet, so können diese in Schaltrichtung ähnlich zu den beiden Festkontaktpaaren beabstandet sein. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Verbindungsbereich sowohl in der ersten Schaltposition am ersten Festkontaktpaar, als auch in der zweiten Schaltposition am zweiten Festkontaktpaar zuverlässig ausgebildet wird.
Auch ist es von Vorteil, wenn die Begrenzung und/oder wenigstens eines der Begrenzungselemente derart ausgebildet ist, dass die Kontaktbrückeneinheit in ihrer Antriebsbewegung daran vorbeiführbar ist. Die wenigstens eine Kontaktbrücke der Kontaktbrückeneinheit erstreckt sich in Querrichtung vorzugsweise über die Antriebseinheit hinaus, um so die in Querrichtung beabstandeten Festkontakte eines der Festkontaktpaare zu verbinden. So kann weiterhin das Bewegen der Antriebseinheit zwischen der ersten und der zweiten Schaltposition gewährleistet werden. Darüber hinaus kann so auch bei einer Anordnung der Begrenzung zwischen den beiden Festkontaktpaaren wenigstens eines der Begrenzungselemente mit dem Abstand zur Antriebseinheit beabstandet sein. Dadurch kann eine möglichst kompakte Ausgestaltung des Schalters gewährleistet werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die Begrenzung und/oder wenigstens eines der Begrenzungselemente an einem Gehäuse des Schalters angeordnet oder mit dem Gehäuse einteilig ausgebildet ist. Das Gehäuse nimmt hierbei die festen Bestandteile des Schalters, insbesondere die beiden Festkontaktpaare, auf. Ist die Begrenzung und/oder wenigstens eines der Begrenzungselemente am Gehäuse angeordnet, so ist diese ebenso feststehend ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ kann die Linearführung der Betätigungseinheit am Gehäuse angeordnet sein. Durch eine derartige Ausgestaltung kann eine einfache Konstruktion des Schalters gewährleistet werden, da die Bestandteile des Schalters jeweils mittelbar und/oder unmittelbar durch das Gehäuse gelagert, geführt und/oder begrenzt werden. Ist die Begrenzung und/oder wenigstens eines der Begrenzungselemente mit dem Gehäuse einteilig ausgebildet, so kann die Begrenzung und/oder das wenigstens eine Begrenzungselement beispielsweise als Ausbuchtung und/oder Erhöhung in das Gehäuse integriert sein. Dadurch kann die Herstellung vereinfacht werden, da die Anzahl der Bauteile des Schalters reduziert ist.
Ebenso bringt es Vorteile mit sich, wenn wenigstens einer der Festkontakte und/oder die wenigstens eine Kontaktbrücke, insbesondere im Bereich eines Kontaktbereichs und/oder Verbindungsbereichs, abgewinkelt ausgebildet ist. Die jeweiligen Kontaktbereiche der Festkontakte und der Kontaktbrücke bilden, wenn diese aneinander anliegen, den Verbindungsbereich aus. Der Verbindungsbereich ist dabei, wie bereits beschrieben, der Bereich, an dem die Kontaktbrücke am jeweiligen Festkontakt anliegt. Die Festkontakte jedes Festkontaktpaars und die wenigstens eine Kontaktbrücke erstrecken sich im Wesentlichen in Querrichtung. Sind beide Festkontakte und/oder die wenigstens eine Kontaktbrücke abgewinkelt ausgebildet, so sind diese V-förmig oder umgekehrt V-förmig ausgebildet. Wird die wenigstens eine Kontaktbrücke beim Schalten von der ersten Schaltposition in die zweite Schaltposition und/oder umgekehrt zu den Festkontakten bewegt, so wirkt beim Auftreffen und/oder beim Anliegen der Kontaktbrücke auf die Festkontakte eine Anlagekraft auf die jeweiligen Kontaktbereiche ein. Diese Anlagekraft wirkt bei abgewinkelten Festkontakten und/oder bei der abgewinkelten Kontaktbrücke jeweils zum Teil in Schaltrichtung und in Querrichtung. Dadurch kann die Kontaktbrücke sowohl in Schaltrichtung, als auch in Querrichtung an die Festkontakte angedrückt werden, wodurch die Verbindungsbereiche zuverlässig ausgebildet werden. Zusätzlich oder alternativ kann durch den wenigstens einen abgewinkelten Festkontakt und/oder die wenigstens eine abgewinkelte Kontaktbrücke die Reibung zueinander vergrößert werden, wodurch der Verbindungsbereich gesäubert wird, resultierend in einem stets geringen Kontaktwiderstand.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die wenigstens eine Kontaktbrücke zumindest abschnittsweise flexibel ausgebildet ist. Die Kontaktbrücke ist dabei derart flexibel ausgebildet, dass bei Anlage an einen der Festkontakte auf den Verbindungsbereich die Anlagekraft vergrößert wird. Dies kann die Verbindung zwischen der Kontaktbrücke und dem jeweiligen Festkontakt weiter verbessern.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn die Kontaktbrückeneinheit zwei Kontaktbrücken aufweist, wobei vorzugsweise zwischen den beiden Kontaktbrücken ein Spannelement, insbesondere eine Spannfeder, angeordnet ist. Jede der Kontaktbrücken ist dabei zum Verbinden der Festkontakte unterschiedlicher Festkontaktpaare ausgebildet. Die Kontaktbereiche der zwei Kontaktbrücken sind dabei vorzugsweise voneinander weg gerichtet. Ist das Spannelement zwischen den beiden Kontaktbrücken angeordnet, so ist das Spannelement vorzugsweise die vorgespannte Spannfeder, die als Druckfeder die beiden Kontaktbrücken voneinander wegdrückt. Die Kontaktbrücken sind dabei derart innerhalb der Antriebseinheit angeordnet, dass aufgrund des Spannelements die Kontaktbrückeneinheit in der Antriebseinheit verspannt wird. Durch zueinander korrespondierende Zentrierbereiche kann ein Herausrutschen der Kontaktbrückeneinheit aus der Antriebseinheit zudem vermieden werden. Die Zentrierbereiche werden dabei mittels des Spannelements verspannt.
Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die wenigstens eine Kontaktbrücke wenigstens zwei zumindest teilweise voneinander unabhängige Kontaktschenkel und/oder Kontaktbereiche aufweist. Als Kontaktbereich ist dabei der Bereich zu verstehen, der den Verbindungsbereich von der Kontaktbrücke zu wenigstens einem der Festkontakte herstellen kann. Der Kontaktbereich ist hierbei vorzugsweise am Kontaktschenkel angeordnet. Die Kontaktschenkel sind dabei derart ausgebildet, dass sie die elektrische Verbindung zwischen den beiden Festkontakten eines Festkontaktpaars gewährleisten können. Die zumindest teilweise voneinander unabhängige Ausgestaltung der Kontaktschenkel kann dabei die zumindest teilweise voneinander unabhängige Verbindung zwischen den zwei Festkontakten eines der Festkontaktpaare gewährleisten. Hierfür stellen die zwei zumindest teilweise voneinander unabhängigen Kontaktbereiche einen unabhängigen Kontakt zu einem der Festkontakte eines Festkontaktpaars her. Die Kontaktschenkel verbinden dabei die Kontaktbereiche, die an unterschiedlichen Festkontakten eines der Festkontaktpaaren jeweils den einen Verbindungsbereich bilden, elektrisch miteinander. Dadurch kann bei Ausfall einer der Kontaktschenkel und/oder einer der Kontaktbereiche der andere Kontaktschenkel und/oder der andere Kontaktbereich die Verbindung herstellen.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die wenigstens eine Kontaktbrücke wenigstens einen Isolierbereich zum Isolieren der zumindest teilweise voneinander unabhängigen Kontaktschenkel und/oder Kontaktbereiche aufweist. Der Isolierbereich kann dabei als Abstand zwischen den beiden zumindest teilweise voneinander unabhängigen Kontaktschenkeln und/oder Kontaktbereichen ausgebildet sein. Durch können die zumindest teilweise voneinander unabhängigen Kontaktschenkel und/oder Kontaktbereiche elektrisch voneinander isoliert werden. Dadurch kann eine redundante Verbindung zwischen den Festkontakten des wenigstens einen Festkontaktpaars geschaffen werden. Zudem kann durch den als Abstand ausgebildeten Isolierbereich die zumindest abschnittsweise flexible Ausgestaltung der Kontaktbrücken verbessert werden, wodurch die Anlagekraft bei Anlage an einen der Festkontakte vergrößert wird.
Weitere Vorteile der Erfindung sind in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt:

1 eine schematische Vorderansicht eines geschnittenen Schalters mit einer Kontaktbrückeneinheit in einer ersten Schaltposition gemäß einem Ausführungsbeispiel,
2 eine schematische Vorderansicht eines geschnittenen Schalters mit einer Kontaktbrückeneinheit in einer zweiten Schaltposition gemäß einem Ausführungsbeispiel dem 1,
3 eine schematische Draufsicht einer Kontaktbrücke gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, und
4 eine schematische Vorderansicht eines geschnittenen Schalters mit einer Kontaktbrückeneinheit in einer zweiten Schaltposition gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel.

1 zeigt eine schematische Vorderansicht eines geschnittenen Schalters 1 mit einer Kontaktbrückeneinheit 2 in einer ersten Schaltposition gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Schalter 1 weist ein erstes Festkontaktpaar 3 und ein zweites Festkontaktpaar 3' auf, welche in einer Schaltrichtung SR voneinander beabstandet sind. Jedes der Festkontaktepaare 3, 3' weist zwei voneinander in einer Querrichtung QR, welche quer zur Schaltrichtung SR verläuft, beabstandete Festkontakte 4 auf. Im gezeigten Ausführungsbeispiel verbindet die in der ersten Schaltposition angeordnete Kontaktbrückeneinheit 2 mit einer ersten Kontaktbrücke 5 die Festkontakte 4 des ersten Festkontaktpaars 3. Der Bereich, an dem die erste Kontaktbrücke 5 an den Festkontakten 4 anliegt, wird Verbindungsbereich 6 genannt. Eine zweite Kontaktbrücke 5', welche in einer zweiten Schaltposition die beiden Festkontakte 4 des zweiten Festkontaktpaars 3' verbinden würde, bildet in der in 1 gezeigten Stellung keine Verbindungsbereiche 6 aus. Die zweite Kontaktbrücke 5' und das zweite Festkontaktpaar 3' stehen in der hier dargestellten ersten Schaltposition somit nicht in Verbindung. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind sowohl die Kontaktbrücken 5, 5', als auch alle Festkontakte 4 abgewinkelt ausgebildet.
Die Kontaktbrückeneinheit 2 ist an einer Antriebseinheit 7 angeordnet. Hierfür weist die Antriebseinheit 7 eine Aussparung auf, in welche die Kontaktbrückeneinheit 2 mittels eines Spannelements 16 eingespannt ist. Das Spannelement 16 ist hierbei als vorgespannte Druckfeder ausgebildet, die die beiden Kontaktbrücken 5, 5' voneinander wegdrückt. Die Aussparung der Antriebseinheit 7 und die jeweilige Kontaktbrücke 5, 5' weisen jeweils einen korrespondierenden Zentrierbereich 17 auf, um ein Herausrutschen der Kontaktbrückeneinheit 2 zu verhindern.
Die Antriebseinheit 7 ist mittels eines Übersetzungselements 8 mit einer Betätigungseinheit 9 verbunden. Wird die Betätigungseinheit 9 von außen betätigt bzw. entgegen der Schaltrichtung SR gedrückt, so wird mittels des Übersetzungselements 8 die Betätigungsbewegung der Betätigungseinheit 9 in eine Antriebsbewegung der Antriebseinheit 7 übersetzt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Übersetzungselement 8 zweiteilig ausgebildet und jeweils in einer Einkerbung der Antriebseinheit 7 und der Betätigungseinheit 9 angeordnet. Die Antriebseinheit 7 ist dabei in Querrichtung QR verschwenkbar ausgebildet. Ein Verschwenkungswinkel a, den die Antriebseinheit 7 bzw. eine Mittelachse ME der Antriebseinheit 7 mit der Schaltrichtung SR aufspannt, kann sich somit während und/oder anschließend an das Bewegen der Antriebseinheit 7 verändern.
Zum Begrenzen der verschwenkbar ausgebildeten Antriebseinheit 7 in Querrichtung QR weist der Schalter 1 eine Begrenzung 10 auf. Die Begrenzung 10 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel aus zwei Begrenzungselementen 11 gebildet, welche in Querrichtung QR an gegenüberliegenden Seiten der Antriebseinheit 7 angeordnet sind. So kann die Antriebsbewegung der Antriebseinheit 7 beidseitig begrenzt werden. Jedes der Begrenzungselemente 11 ist hierbei mittels eines Abstands A von der Antriebseinheit 7 beabstandet. Zudem weist eines der Begrenzungselemente 11 eine Rundung 12 und das andere Begrenzungselement 11 eine Fase 13 auf. Ebenso können bei alternativen Ausführungsbeispielen eine beliebige Kombination aus Abstand A, Rundung(en) 12 und/oder Fase(n) 13 zur Begrenzung der Verschwenkbarkeit der Antriebseinheit 7 verwendet werden. Die hier dargestellte Antriebseinheit 7 liegt in der ersten Schaltposition an keinem der Begrenzungselemente 11 an. Somit ist es vorstellbar, dass die Antriebseinheit 7 während und/oder nach einer erneuten Bewegung in ihrem Verschwenkungswinkel α weiter oder weniger bzw. in negative Querrichtung QR verschwenkt wird. So kann die erste Kontaktbrücke 5 jeweils unterschiedliche Verbindungsbereiche 6 mit den Festkontakten 4 ausbilden.
Die Begrenzungselemente 11 sind hierbei derart an einem Gehäuse 14 angeordnet, dass die Kontaktbrückeneinheit 2 in ihrer Antriebsbewegung daran vorbeiführbar ist. Die vorbeiführbare Ausgestaltung wird hierbei dadurch gewährleistet, dass sich die Begrenzungselemente 11 in eine Dickenrichtung DR, welche normal zur Blattrichtung verläuft, nicht über die komplette Dicke des Schalters 1 erstrecken. Die Kontaktbrückeneinheit 2 kann dabei, wie hier insbesondere mittels der zweiten Kontaktbrücke 5' dargestellt, zumindest kurzzeitig während der Antriebsbewegung in Dickenrichtung DR über wenigstens einem der Begrenzungselemente 11 angeordnet sein. Da im Gegensatz zur Kontaktbrückeneinheit 2 die Antriebseinheit 7 mit den Begrenzungselementen 11 in Kontakt bringbar ist, erstreckt sich diese in Dickenrichtung DR über die Kontaktbrückeneinheit 2 bzw. zumindest über einer der Kontaktbrücken 5, 5' hinaus.
Die Betätigungseinheit 9 ist mittels einer Linearführung, welche zwei voneinander in Schaltrichtung SR beabstandete Führungsbereiche 15, 15' aufweist, linear geführt. Der erste Führungsbereich 15 ist dabei als Durchgangsbohrung für die Betätigungseinheit 9 am Gehäuse 14 ausgebildet. Mittels diesem ersten Führungsbereich 15 kann die Betätigungseinheit 9 entlang der Querrichtung QR und der Dickenrichtung DR führen. Um eine ausreichende Linearführung zu gewährleisten, ist im gezeigten Ausführungsbeispiel der zweite Führungsbereich 15' an gegenüberliegenden Seiten im Innenraum des Gehäuses 14 ausgebildet. Der zweite Führungsbereich 15' kann dabei die Betätigungseinheit 9 wenigstens in Querrichtung QR führen. Die hier ausgebildete Linearführung erlaubt somit der Betätigungseinheit 9 in seiner Betätigungsbewegung lediglich eine Bewegung parallel zur Schaltrichtung SR.
Wird die Betätigungseinheit 9 betätigt und somit im gezeigten Ausführungsbeispiel entgegen der Schaltrichtung SR mittels einer Betätigungskraft gedrückt, so wird die Antriebseinheit 7 mit der darin angeordneten Kontaktbrückeneinheit 2 von der in der 1 dargestellten ersten Schaltposition in die zweite Schaltposition geschaltet. Eben diese zweite Schaltposition ist in 2 dargestellt.
Bei den nachfolgenden Beschreibungen werden für Merkmale, die in ihrer Ausgestaltung und/oder Wirkweise identisch und/oder zumindest vergleichbar sind, gleiche Bezugszeichen verwendet. Sofern diese nicht nochmals detailliert erläutert werden, entspricht deren Ausgestaltung und/oder Wirkweise der Ausgestaltung und Wirkweise der vorstehend bereits beschriebenen Merkmale.
2 zeigt eine schematische Vorderansicht eines geschnittenen Schalters 1 mit einer Kontaktbrückeneinheit 2 in einer zweiten Schaltposition gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1. Im Gegensatz zu 1 ist die Antriebseinheit 7 unverschwenkt ausgebildet. Die Mittelebene ME der Antriebseinheit 7 verläuft somit parallel zur Schaltrichtung SR. Ebenso kann die Antriebseinheit 7 ähnlich zu 1 entlang eines Verschwenkungswinkels α verschwenkt sein.
Um die hier dargestellte zweite Schaltposition der Kontaktbrückeneinheit 2 bzw. der Antriebseinheit 7 zu halten, muss die Betätigungseinheit 9 mittels der Betätigungskraft belastet bleiben. Eine Rückstellfeder 18 bewegt hierbei eine Rückstellkraft, welche der Betätigungskraft entgegenwirkt. Wird die Betätigungskraft verringert, so wird aufgrund der Rückstellkraft die Betätigungseinheit 9 in Schaltrichtung SR bewegt. Mittels des Übersetzungselements 8 wird die Antriebseinheit 7 in entgegengesetzte Richtung und somit entgegen der Schaltrichtung SR bewegt.
Da es sich beim Schalter 1 im dargestellten Ausführungsbeispiel der 1 und 2 um einen Schnappschalter handelt, wird die Betätigungsbewegung der Betätigungseinheit 9 mittels des Übersetzungselements 8 in eine schlagartige Antriebsbewegung der Antriebseinheit 7 übersetzt. Somit kann die Antriebseinheit 7 auch bei einer langsam bewegenden Betätigungseinheit 9 sprunghaft von der ersten Schaltposition in die zweite Schaltposition und umgekehrt bewegt werden.
In 3 ist eine schematische Draufsicht einer Kontaktbrücke 5, 5' gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt, wobei die Kontaktbrücke 5, 5' auch im Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 zum Einsatz kommen kann. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Kontaktbrücke 5, 5' vier teilweise voneinander unabhängige Kontaktschenkel 19 auf. Jeder der Kontaktschenkel 19 weist wenigstens einen Kontaktbereich 20 auf. Jeder der Kontaktbereiche 20 ist dabei derart ausgebildet, dass er, wie im Ausführungsbeispiel der 2 dargestellt, die Verbindungsbereiche 6 von der Kontaktbrücke 5' zu einem der Festkontakte 4 herstellen und dadurch das Festkontaktpaar 3' verbinden kann. Zur Verbindung der Kontaktschenkel 19 und der Kontaktbereiche 20 ist die Kontaktbrücke 5, 5' im Bereich des Zentrierbereichs 17 elektrisch leitend verbunden.
Die unabhängige Ausgestaltung der Kontaktschenkel 19 und der Kontaktbereiche 20 kann mit Hilfe wenigstens eines Isolierbereichs 21 gewährleistet werden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel der 3 ist der Isolierbereich 21 als Durchbruch ausgestaltet. Mittels des Durchbruchs können sich die Kontaktschenkel 19 somit zusätzlich unabhängig voneinander bewegen. Zudem ist die Kontaktbrücke 5, 5' insbesondere aufgrund der teilweise voneinander unabhängigen Kontaktschenkel 19 flexibel ausgebildet.
In 4 ist eine schematische Vorderansicht eines geschnittenen Schalters 1 mit einer Kontaktbrückeneinheit 2 in einer zweiten Schaltposition gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel dargestellt. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der 1 und 2 weist der Schalter 1 hier lediglich ein Festkontaktpaar 3 auf. Zudem weist die Kontaktbrückeneinheit 2 lediglich eine Kontaktbrücke 5 zum Verbinden der beiden Festkontakte 4 des Festkontaktpaars 3 auf.
Ähnlich zu dem in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Antriebseinheit 7 mit der Schaltbrückeneinheit 2 unverschwenkt ausgebildet. Die Mittelebene ME der Antriebseinheit 7 verläuft somit parallel zur Schaltrichtung SR. Ebenso kann die Antriebseinheit 7 ähnlich zu 1 entlang eines Verschwenkungswinkels α verschwenkt sein. Wird die Antriebseinheit 7 mittels der Betätigungseinheit 9 bzw. des Übersetzungselements 8 in die erste Schaltposition gebracht, so ist die Verbindung zwischen den Festkontakten 4 des Festkontaktpaars 3 getrennt. Die Antriebseinheit 7 und damit auch die Kontaktbrückeneinheit 2 können dabei sowohl in der ersten Schaltposition als auch in der zweiten Schaltposition verschwenkt sein.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.
Bezugszeichenliste

1: Schalter
2: Kontaktbrückeneinheit
3, 3': Festkontaktpaare
4: Festkontakte
5, 5': Kontaktbrücken
6: Verbindungsbereich
7: Antriebseinheit
8: Übersetzungselement
9: Betätigungseinheit
10: Begrenzung
11: Begrenzungselement
12: Rundung
13: Fase
14: Gehäuse
15, 15': Führungsbereiche
16: Spannelement
17: Zentrierbereich
18: Rückstellfeder
19: Kontaktschenkel
20: Kontaktbereich
21: Isolierbereich
SR: Schaltrichtung
QR: Querrichtung
DR: Dickenrichtung
ME: Mittelebene
α: Verschwenkungswinkel
A: Abstand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

GB 1114630 A [0002]

Claims

Schalter (1), insbesondere Schnappschalter, mit - wenigstens einem Festkontaktpaar (3, 3'), - einer Kontaktbrückeneinheit (2) mit wenigstens einer Kontaktbrücke (5, 5') zum Verbinden zweier Festkontakte (4) des wenigstens einen Festkontaktpaars (3, 3'), - einer Antriebseinheit (7) zum Bewegen der daran angeordneten Kontaktbrückeneinheit (2) entlang einer Schaltrichtung (SR) von einer ersten Schaltposition in eine zweite Schaltposition, - einer Betätigungseinheit (9) zum Betätigen der Antriebseinheit (7) und - einem Übersetzungselement (8) zum Übersetzen einer durch die Betätigungseinheit (9) eingebrachten Betätigungsbewegung in eine Antriebsbewegung der Antriebseinheit (7), dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit (7) in ihrer Antriebsbewegung seitlich mittels einer Begrenzung (10) derart begrenzt ist, dass die Antriebseinheit (7) bei der Antriebsbewegung in einer Querrichtung (QR), welche quer zur Schaltrichtung (SR) verläuft, begrenzt verschwenkbar ist.
Schalter (1) nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (1) zwei voneinander in Schaltrichtung (SR) beabstandete Festkontaktpaare (3, 3') aufweist.
Schalter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung (10) wenigstens zwei in Querrichtung (QR) an gegenüberliegenden Seiten der Antriebseinheit (7) angeordnete Begrenzungselemente (11) zum beidseitigen Begrenzen der Antriebsbewegung aufweist.
Schalter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im unverschwenkten Zustand der Antriebseinheit (7) wenigstens eines der Begrenzungselemente (11) von der Antriebseinheit (7) mittels eines Abstands (A) beabstandet ist und/oder wenigstens eines der Begrenzungselemente (11) wenigstens eine Fase (13) und/oder eine Rundung (12) aufweist.
Schalter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand höchstens 1 mm, vorteilhafterweise höchstens 0,5 mm, beträgt.
Schalter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (1) wenigstens eine Linearführung zum linearen Führen der Betätigungsbewegung der Betätigungseinheit (9) parallel zur Schaltrichtung (SR) aufweist, wobei die Linearführung vorzugsweise wenigstens zwei in Schaltrichtung (SR) voneinander beabstandete Führungsbereiche (15, 15') aufweist.
Schalter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung (10) und/oder wenigstens eines der Begrenzungselemente (11) in Schaltrichtung (SR) zwischen den zwei voneinander beabstandeten Festkontaktpaaren (3, 3') angeordnet ist.
Schalter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung (10) und/oder wenigstens eines der Begrenzungselemente (11) derart ausgebildet ist, dass die Kontaktbrückeneinheit (2) in ihrer Antriebsbewegung daran vorbeiführbar ist.
Schalter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzung (10) und/oder wenigstens eines der Begrenzungselemente (11) an einem Gehäuse (14) des Schalters (1) angeordnet oder mit dem Gehäuse (14) einteilig ausgebildet ist.
Schalter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der Festkontakte (4) und/oder die wenigstens eine Kontaktbrücke (5, 5'), insbesondere im Bereich eines Kontaktbereichs (20) und/oder Verbindungsbereichs (6), abgewinkelt ausgebildet ist.
Schalter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kontaktbrücke (5, 5') zumindest abschnittsweise flexibel ausgebildet ist.
Schalter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbrückeneinheit (2) zwei Kontaktbrücken (5, 5') aufweist, wobei vorzugsweise zwischen den beiden Kontaktbrücken (5, 5') ein Spannelement (16), insbesondere eine Spannfeder, angeordnet ist.
Schalter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kontaktbrücke (5, 5') wenigstens zwei zumindest teilweise voneinander unabhängige Kontaktschenkel (19) und/oder Kontaktbereiche (20) aufweist.
Schalter (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Kontaktbrücke (5, 5') wenigstens einen Isolierbereich (21) zum Isolieren der zumindest teilweise voneinander unabhängigen Kontaktschenkel (19) und/oder Kontaktbereiche (20) aufweist.