DE19501855A1 - Verfahren zur Herstellung einer mehrere eigenständige elektrische Schalter aufweisenden Schalteranordnung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einem gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches durchzuführenden Verfahren zur Herstellung einer mehrere eigenständige elektrische Schalter aufweisenden Schalteranordnung aus.

Nach einem solchen Verfahren hergestellte Schalteranordnungen sind in der Regel dafür vorgesehen, um über ihre elektrischen Schalter die Ein- und Ausschaltung von Stromkreisen bzw. die Umschaltung von einem auf einen anderen Stromkreis zu ermöglichen. Die Betätigung solcher elektrischer Schalter kann zum Beispiel durch ein Verschwenken einer Betätigungswippe durch ein Niederdrücken einer Drucktaste usw. erfolgen. Zur Herstellung einer solchen, mehrere eigenständige elektrische Schalter aufweisenden Schalteranordnung ist die Montage einer beachtlichen Vielzahl von unterschiedlichst ausgebildeter Bauteile notwendig.

Eine nach einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff hergestellte elektrische Schalteranordnung ist durch die DE 42 04 372 C2 bekannt geworden. Bei dieser elektrischen Schalteranordnung werden die ortsfest im Isolierstoffgehäuse gehaltenen Anschlußkontaktteile und Festkontaktteile aus einem ersten Kontaktblechzuschnitt durch Stanzen und Biegen hergestellt. Die Festkontaktteile dienen gleichzeitig als Leiterbahnen und sind einstückig mit den aus dem Isolierstoffgehäuse nach außen geführten Anschlußkontaktteilen versehen. Alle bewegbaren Schaltkontaktelemente werden durch Stanzen und Biegen aus einem zweiten Kontaktblechzuschnitt hergestellt und müssen durch einen separaten Befestigungsvorgang wie z. B. durch Nieten, Schweißen usw. an entsprechenden Stellen mit den Festkontaktteilen verbunden werden. Solch eine Befestigungsstelle erzeugt aber nicht nur einen entsprechenden Übergangswiderstand sondern deren Herstellung ist auch mit einem beachtlichen Aufwand verbunden.

Außerdem ist durch die DE 30 04 065 C2 ein Verfahren zur Herstellung eines einzelnen Drucktastenschalters bekanntgeworden, bei dem die Anschlußkontaktteile, das ortsfest im Isolierstoffgehäuse gehaltene Festkontaktteil und das bewegbare Schaltkontaktelement aus einem einzigen Blechzuschnitt hergestellt sind. Zur Herstellung der Anschlußkontaktteile, des Festkontaktteiles und des Schaltkontaktelementes sind aber eine ganz beachtliche Anzahl komplizierter und sehr genau durchzuführender Stanz- und Biegeoperationen notwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren anzugeben nach welchem die Herstellung einer mehrere eigenständige elektrische Schalter aufweisenden Schalteranordnung durch möglichst wenige und einfach auszuführende Arbeitsschritte möglich ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst.

Besonders vorteilhaft bei einem derartigen Verfahren ist, daß wegen der besonders wenigen einzeln zu montierenden Bauteile, auf kostengünstige Art und Weise eine elektrische Schalteranordnung von hoher Qualität und Zuverlässigkeit entsteht.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, dabei zeigen

Fig. 1 einen ebenen Kontaktblechzuschnitt

Fig. 2 einen Kontaktblechzuschnitt gemäß Fig. 1 nach Durchführung aller notwendigen Biegeprozesse

Fig. 3 eine fertige elektrische Schalteranordnung mit montierten Betätigungsgliedern im Vollschnitt.

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, besteht eine nach einem solchen Verfahren hergestellte elektrische Schalteranordnung hauptsächlich aus einem einzigen Kontaktblechzuschnitt 1, einem Isolierstoffgehäuse 2 und zwei beweglich daran gelagerten Betätigungsglieder. Eines der Betätigungsglieder ist dabei als Drucktaste 3 und eines als Wippe 4 ausgebildet.

Durch eine Stanzoperation wird zunächst der in Fig. 1 gezeigte ebene Kontaktblechzuschnitt 1 hergestellt. Wie desweiteren insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, besteht der einstückige Kontaktblechzuschnitt 1 aus einem ersten Zuschnittsbereich für vier Anschlußkontaktteile 5, zwei weiteren Zuschnittsbereichen für zwei Festkontaktteile 6, 7, drei dritten Zuschnittsbereichen für vier bewegbare Schaltkontaktteile 8, 9, 10, 11 sowie einem letzten Zuschnittsbereich für ein Federelement 12. In dem in Fig. 1 gezeigten Fertigungszustand stehen die verschiedenen Zuschnittsbereiche über mehrere Stege 13 einstückig miteinander in Verbindung. Außerdem ist eines der vier Anschlußkontaktteile 5 über eine erste Leiterbahn 14 mit den beiden Festkontaktteilen 6, 7 und eines der vier Anschlußkontaktteile 5 über eine zweite Leiterbahn 15 mit den beiden im fertigen Zustand der Drucktaste 3 zugeordneten bewegbaren Schaltkontaktteilen 8, 9 verbunden. Je ein weiterer Anschlußkontakt 5 steht über eine dritte Leiterbahn 16 bzw. eine vierte Leiterbahn 17 mit den beiden im fertigen Zustand der Wippe 4 zugeordneten bewegbaren Schaltkontaktteile 10, 11 in Verbindung.

Der erste Zuschnittsbereich zur Herstellung der Anschlußkontaktteile 5 ist im wesentlichen kammförmig ausgebildet, so daß jeder der vier Zinken ein Anschlußkontaktteil 5 darstellt. Der erste der zwei weiteren Zuschnittsbereiche weist eine pilzförmige Kontur auf und ist zur Erzeugung des im fertigen Zustand der Drucktaste 3 zugeordneten ersten Festkontaktteiles 6 vorgesehen. Im mittleren Bereich des ersten Festkontaktteiles 6 befindet sich eine, zur Aufnahme eines Stützsteges 20 vorgesehene fensterartige Ausnehmung. Der zweite der zwei weiteren Zuschnittsbereiche des Kontaktblechzuschnittes 1 ist im wesentlichen U-förmig ausgebildet und zur Erzeugung des im fertigen Zustand der Wippe 4 zugeordneten zweiten Festkontaktteiles 7 vorgesehen. Im Bereich seiner Basis weist das zweite Festkontaktteil 7 ebenfalls eine zur Aufnahme eines Stützsteges 20 vorgesehene fensterartige Ausnehmung auf. Die beiden im fertigen Zustand der Drucktaste 3 zugeordneten Schaltkontaktteile 8, 9 weisen jeweils im wesentlichen eine langgestreckte rechteckförmige Kontur auf und stehen über eine an die zweite Leiterbahn 15 angebundene Basis 21 direkt miteinander in Verbindung. Somit ist der für die beiden Schaltkontaktteile 8, 9 vorgesehene dritte Zuschnittsbereich im wesentlichen T-förmig ausgebildet. Die beiden übrigen dritten Zuschnittsbereiche sind zur Herstellung der beiden im fertigen Zustand der Wippe 4 zugeordneten Schaltkontaktteile 10, 11 jeweils im wesentlichen L-förmig ausgebildet. Der letzte Zuschnittsbereich für das Federelement 12 ist im wesentlichen rahmenförmig ausgebildet, wobei die beiden Rahmenlängsseiten außer über die beiden Schmalseiten zusätzlich über ein parallel zu diesen verlaufendes, zentral angeordnetes Brückenglied 22 in Verbindung stehen. Zur Bildung eines Lagers sind beiderseits an das Brückenglied 22 parallel zu den Rahmenlängsseiten verlaufende Laschen 23 angeformt.

Wie insbesondere aus der Fig. 2 hervorgeht, ist der Kontaktblechzuschnitt 1 mit seinen verschiedenen Zuschnittsbereichen derart ausgelegt, daß zur Herstellung der einzelnen Funktionsteile lediglich Biegeoperationen notwendig sind, die im wesentlichen im Bereich von 90° liegende Abwinkelungen darstellen. Im besonders einfachen Maße gilt dies für die beiden Festkontaktteile 6, 7 und die beiden im fertigen Zustand der Wippe 4 zugeordneten Schaltkontaktteile 10, 11, welche jeweils lediglich senkrecht aus der Ebene des Kontaktblechzuschnittes 1 ausgestellt werden müssen. Dabei werden die Festkontaktteile 6, 7 jeweils um ihre mit der ersten Leiterbahn 14 in Verbindung stehende und das Schaltkontaktteil 10 um seine mit der dritten Leiterbahn 16 sowie das Schaltkontaktteil 11 um seine mit der vierten Leiterbahn 17 in Verbindung stehende Basis um 90° abgewinkelt. Die freien Enden der beiden Schaltkontaktteile 10, 11 sind somit den freien Endbereichen des im fertigen Zustand der Wippe 4 zugehörigen Festkontaktteiles 7 zugeordnet. Auch die beiden im fertigen Zustand der Drucktaste 3 zugeordneten Schaltkontaktteile 8, 9 lassen sich recht einfach herstellen, wobei sich außerdem eine recht kurze, für eine einfache Fertigung vorteilhafte Toleranzkette ergibt. In einem ersten Biegeprozeß werden auch die Schaltkontaktteile 8, 9 um ihre gemeinsame mit der zweiten Leiterbahn 15 in Verbindung stehende Basis 21 um 90° aus der Ebene des Kontaktblechzuschnittes 1 ausgestellt jedoch anschließend jeweils an der gemeinsamen Basis 21 nochmals um 90° abgewinkelt, so daß zwei parallel zueinander verlaufende langgestreckte Kontaktfedern entstehen. Die beiden freien Enden 24 der Kontaktfedern werden letztendlich um etwa 80° abgewinkelt, so daß eine nicht ganz geschlossene, das Festkontaktteil 6 umfassende rahmenartige Kontaktanordnung gebildet ist. Auch das Federelement 12 wird in einem ersten Biegeprozeß senkrecht aus der Ebene des Kontaktblechzuschnittes 1 ausgestellt, wobei anschließend die beiden an das Brückenglied 22 angeformten Laschen 23 rechtwinklig abgebogen werden, so daß diese ein U- förmiges Lager bilden. Zur Lagerung des Federelementes 12 nehmen die beiden Laschen 23 einen Stützsteg 20 des Isolierstoffgehäuses 2 zwischen sich auf und außerdem kommen die beiden Schmalseiten des Federelementes 12 in taschenförmigen Ausnehmungen 25 des Isolierstoffgehäuses 2 zu liegen. Bedingt durch die ebenfalls kurze Toleranzkette und die langgestreckte rahmenartige Ausbildung des Federelementes 12, ergibt sich auf einfache Art und Weise eine klapperfreie Lagesicherung der noch zu montierenden Wippe 4. Auch die Herstellung der als Schneid-Klemmkontakte ausgebildeten Anschlußkontaktteile 5 ist besonders einfach, weil zur Aufnahme der elektrischen Leitungen lediglich eine U-förmige Biegezone in jedes der Anschlußkontaktteile 5 eingebracht werden muß. Alternativ können die Anschlußkontaktteile 5 bei Bedarf selbstverständlich auch als flache Kontaktmesser ausgebildet sein. Auch in dem in der Fig. 2 gezeigten Fertigungszustand stehen die verschiedenen Zuschnittsbereiche des Kontaktblechzuschnittes 1 noch weiterhin über die bereits erwähnten Stege 13 einstückig miteinander in Verbindung, wobei die Trennstellen als kreisförmige Linien angegeben sind.

Nachdem der Kontaktblechzuschnitt 1 wie beschrieben in dem in der Fig. 2 gezeigten Fertigungszustand gebracht worden ist, wird dieser von einem - nicht gezeigtem - Montagewerkzeug aufgenommen und wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht in das Isolierstoffgehäuse 2 eingesetzt. Zur Befestigung des Kontaktblechzuschnittes 1 sind an das Isolierstoffgehäuse 2 vier Befestigungsdome 18 angeformt, welche im Kontaktblechzuschnitt 1 bzw. in den Leiterbahnen 14, 16, 17 vorhandene Befestigungsöffnungen 19 haltend durchgreifen. Außerdem graben sich beim Einsetzen mehrere an den Kontaktblechzuschnitt 1 angeformte widerhakenähnliche Vorsprünge 27 in das Material des Isolierstoffgehäuses 2 ein. Die Lagesicherung des Kontaktblechzuschnittes 1 am Isolierstoffgehäuse 2 ist somit auf einfachste Art und Weise gewährleistet. Nachdem der Kontaktblechzuschnitt 1 im Isolierstoffgehäuse 2 festgelegt worden ist, werden die Stege 13 mittels entsprechender Schneidstempel abgetrennt, womit die Vereinzelung des Kontaktblechzuschnittes 1 durchgeführt ist. Damit stehen die vier Anschlußkontaktteile 5 jeweils über ihre zugehörige Leiterbahn 14, 15, 16, 17 mit den jeweils ebenfalls zugehörigen Festkontaktteilen 6, 7 bzw. Schaltkontaktteilen 8, 9 bzw. mit dem zugehörigen Schaltkontaktteil 10, 11 in Verbindung. Das Federelement 12 ist hingegen ein Einzelteil ohne jegliche Verbindung zu einem der übrigen Einzelteile des Kontaktblechzuschnittes 1. Aus dem Kontaktblechzuschnitt 1 sind somit fünf Einzelteile entstanden.

Zur Abstützung bzw. Lagerung der Anschlußkontaktteile 5, der Festkontaktteile 6, 7, der Schaltkontaktteile 8, 9, 10, 11 und des Federelementes 12 sind entsprechend ausgebildete Stützstege 20 an das Isolierstoffgehäuse 2 angeformt. Zum einen Teil greifen die Stützstege 20 durch im Bereich der Festkontaktteile 6, 7 angebrachte fensterartige Ausnehmungen und zu einem anderen Teil sind die Stützstege 20 so an das Isolierstoffgehäuse 2 angeformt, daß sie jeweils der Basis der Schaltkontaktteile 8, 9, 10, 11 zugeordnet sind. Durch die Stützstege 20 wird im Zusammenspiel mit den Befestigungsdomen 18, den Befestigungsöffnungen 19 und den widerhakenähnlichen Vorsprüngen 27 sichergestellt, daß jedes aus dem Kontaktblechzuschnitt 1 entstandene Einzelteil lagegesichert entsprechende seiner Funktion im Isolierstoffgehäuse 2 angeordnet ist.

Anschließend werden dem Isolierstoffgehäuse 2, die Drucktaste 3 und die Wippe 4 zugeordnet. Zur Montage wird die Drucktaste 3 dazu in eine seitliche Ausnehmung des Isolierstoffgehäuses 2 eingeschoben und kommt dadurch mit einem an das Isolierstoffgehäuse 2 angeformten Führungssteg 28 in Anlage. Als Führungselement ist an den Führungssteg 28 eine flanschartige Erweiterung 29 angeformt, welche zur Sicherstellung einer linearen Betätigungsbewegung mit ihren Außenflächen an den Innenwänden einer an die Drucktaste 3 angeformten Führungshülse 30 zur Anlage kommt. An die Mantelfläche der Führungshülse 30 sind zwei Anschlagnasen 31 angeformt, die beim Einschieben der Drucktaste 3 zu deren Hubbegrenzung hinter Anschlagbereichen der Innenwandung des Isolierstoffgehäuses 2 clipsartig zu liegen kommen. Die der Betätigungsfläche der Drucktaste 3 abgewandte Fußfläche der Führungshülse 30 ist den freien Enden 24 der beiden bewegbaren Schaltkontaktteile 8, 9 unter Vorspannung zugeordnet. An die Fußfläche der Führungshülse 30 sind zwei Betätigungsansätze 32 angeformt, welche zur Erzeugung eines definierten Druckpunktes bei der Betätigung der Drucktaste 3 jeweils eine Steuerkurve in Art einer halben Sinuswelle aufweisen. Bei der Betätigung der Drucktaste 3 wirken die beiden jeweils in Art einer halben Sinuswelle ausgebildeten, Steuerkurven mit den beiden im Bereich von 80° liegenden Abwinklungen der freien Enden 24 der beiden Schaltkontaktteile 8, 9 zusammen. Dadurch werden beim Niederdrücken der Drucktaste 3 die beiden Schaltkontaktteile 8, 9 aufeinander zubewegt, bis diese letztendlich am Festkontaktteil 6 zur Anlage kommen. Aufgrund der jeweils in Art einer halben Sinuswelle ausgebildeten, Steuerkurven und der zugeordneten Schaltkontaktteile 8, 9 wird bei der Betätigung der Drucktaste 3 ein definierter Druckpunkt in Art eines Schnappeffektes spürbar. Nach Beendigung der Betätigung wird die Drucktaste durch die Federspannung der Schaltkontaktteile 8, 9 automatisch in ihre Ausgangslage zurückgestellt. Durch die verbleibende Vorspannung der Schaltkontaktteile 8, 9 ergibt sich auch beim Auftreten von Vibrationen eine klapperfreie Lagerung der Drucktaste 3.

Zur Montage der Wippe 4 wird diese in eine stirnseitige Ausnehmung des Isolierstoffgehäuses 2 eingeschoben, bis zwei an das Isolierstoffgehäuse 2 angeformte Lagerstummel jeweils in eine Lagerausnehmung 33 der Wippe 4 eingreifen. Gleichzeitig kommt die Wippe 4 mit ihrer der Betätigungsoberfläche abgewandten Unterseite 34 unter Vorspannung an dem Brückenglied 22 mit seinen U-förmig zu einem Lager umgebogenen Laschen 23 des Federelementes 12 zur Anlage. Um bei der Betätigung der Wippe 4 je Betätigungsrichtung je einen definierten Druckpunkt zu erzeugen, ist an die Unterseite 34 eine dem Brückenglied 22 zugeordnete W-förmige Steuerkurve eingeformt. Außerdem sind in weitem Abstand zueinander an die Unterseite 34 zwei Betätigungsarme 35 angeformt, welche das rahmenartige Federelement 12 durchgreifen. Mit ihren innen liegenden Endflächen kommt je ein Betätigungsarm 35 an der äußeren Endfläche eines der beiden Schaltkontaktteile 10, 11 zur Anlage. Beim Verschwenken der Wippe 4 in die eine oder andere Richtung, wird eines der Schaltkontaktteile 10, 11 durch einen der Betätigungsarme 35 verbogen, bis letztendlich entweder das Schaltkontaktteil 10 oder das Schaltkontaktteil 11 an dem Festkontaktteil 7 zur Anlage kommt. Durch die W-förmige Steuerkurve wird im Zusammenspiel mit dem Lager des Brückengliedes 22 beim Betätigen der Wippe 4, je Betätigungsrichtung ein definierter Druckpunkt in Art eines Schnappeffektes spürbar. Außerdem stellt das Federelement 12 sicher, daß die Wippe 4 nach Beendigung der Betätigung automatisch ihre Ausgangslage einnimmt. Durch die Vorspannung des Federelementes 12 ergibt sich eine auch beim Auftreten von Vibrationen klapperfreie Lagesicherung der Wippe 4.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung einer mehrere eigenständige elektrische Schalter aufweisenden Schalteranordnung, bestehend aus einem Isolierstoffgehäuse, in dem mehrere durch Stanz- und Biegeoperationen aus Kontaktblech hergestellte Anschlußkontaktteile und Festkontaktteile ortsfest sowie mehrere als langgestreckte Kontaktfedern ausgebildete Schaltkontaktelemente bewegbar gehalten sind, und wobei verstellbar am Isolierstoffgehäuse zumindest zwei, den bewegbaren Schaltkontaktelementen zugeordnete Betätigungsglieder gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß alle der Schalteranordnung zugehörigen Anschlußkontaktteile (5), Festkontaktteile (6, 7) und Schaltkontaktelemente (8, 9, 10, 11) aus einem einzigen Kontaktblechzuschnitt (1) hergestellt sind, wobei die zur Herstellung notwendigen Biegeoperationen im wesentlichen einfache im Bereich von 90° liegende Abwinklungen darstellen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktblechzuschnitt (1) einstückig, zumindest ein zur Erzeugung von Betätigungskräften vorgesehenes Federelement (12) umfaßt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkontaktteile (5), die Festkontaktteile (6, 7), die Schaltelemente (8, 9, 10, 11) und das Federelement (12) gemeinsam durch einen Montagevorgang in das Isolierstoffgehäuse (2) eingesetzt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vereinzelung des Federelementes (12) und der mit Anschlußkontaktteilen (5) versehenen, Festkontaktteile (6, 7), bzw. Schaltkontaktelemente (8, 9, 10, 11) vor dem Einsetzen in das Isolierstoffgehäuse (2) im Montagewerkzeug durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkontaktteile (5), die Festkontaktteile (6, 7), die Schaltkontaktelemente (8, 9, 10, 11) und das Federelement (12) als einstückig zusammenhängender Kontaktblechzuschnitt (1) in das Isolierstoffgehäuse (2) eingesetzt werden und die Vereinzelung erst nach dem Einsetzen durch das Montagewerkzeug vorgenommen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einstückig zu einem einzigen Kontaktblechzuschnitt (1) zusammengefaßten Anschlußkontaktteile (5), Festkontaktteile (6, 7) und Schaltkontaktelemente (8, 9, 10, 11) sowie das Federelement (12) über mehrere Stege (13) miteinander in Verbindung stehen und die Vereinzelung durch ein Auf- bzw. Abtrennen der Stege (13) erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Befestigung widerhakenähnliche Vorsprünge (27) an mehrere Stellen des Kontaktblechzuschnittes (1) angeformt sind, welche sich beim Einsetzen des Kontaktblechzuschnittes (1) in das Isolierstoffgehäuse (2) in dessen Material eingraben.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an das Isolierstoffgehäuse (2) Befestigungsdome (18) angeformt sind, die beim Einsetzen der Anschlußkontaktteile (5), der Festkontaktteile (6, 7) und der Schaltkontaktelemente (8, 9, 10, 11) im Kontaktblechzuschnitt (1) vorhandene Befestigungsöffnungen (19) haltend durchgreifen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Montage der Betätigungsglieder erst erfolgt nachdem die Anschlußkontaktteile (5), die Festkontaktteile (6, 7), die Schaltkontaktelemente (8, 9, 10, 11) und das Federelement (12) in das Isolierstoffgehäuse (2) eingesetzt worden sind.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der am Isolierstoffgehäuse (2) gelagerten Betätigungsglieder als Drucktaste (3) ausgebildet ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eines der am Isolierstoffgehäuse (2) gelagerten Betätigungsglieder als Wippe (4) ausgebildet ist.