DE19517248C2 - Elektrische Schaltvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Ober­ begriffes des Anspruches 1.

Es sind Schaltvorrichtungen unterschiedlicher Art und Ausbildung bekannt, die ein Soc­ kelteil aufweisen, auf dem z. B. ein thermischer Sensor angebracht ist. Zur Überbrückung einer Schaltstrecke zwischen z. B. zwei Anschlußkontakten ist eine Kontaktfeder vorge­ sehen, die durch den Sensor betätigt wird. Die Kontaktfeder beaufschlagt im geschlosse­ nen Zustand mit einem an ihrem Freiende angebrachten Bewegungskontakt einen am Sockelteil angeordneten Festkontakt, so daß eine leitende Verbindung zwischen den An­ schlußkontaktelementen vorhanden ist, die an dem Sockelteil befestigt sind.

Bei einer bekannten Ausführungsform besteht das Sockelteil aus Keramik, durch Niet­ verbindungen sind die Anschlußelemente sowie die Kontaktfeder und ein Festkontakt mit dem Keramiksockelteil fest verbunden. In einer Ausnehmung des Keramiksockelteils liegt als Sensor eine Bimetallscheibe ein, deren Stellbewegung durch einen Übertra­ gungsstift auf die Kontaktfeder übertragen wird.

Eine weitere Version einer Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 weist ein Sockelteil aus einem Aluminiumoxyd-Keramikplättchen auf, auf dem durch Klammerverbindungen und Niete Anschlußkontaktelemente sowie eine Kon­ taktfeder befestigt sind. Die Kontaktfeder trägt ihrerseits ein Bimetallelement, dessen Stellbewegung auf die sich durchbiegende Kontaktfeder übertragen wird.

Als weiterer Stand der Technik sind tasterbetätigte Schaltvorrichtungen bekannt, die ein Sockelteil haben, das mit den Elementen der Schaltstrecke (Anschlußkontakt, Kontakt­ feder, Bewegungskontakt und Festkontakt) versehen ist und an dem ein manuell betätig­ barer Taster oder eine sonstige Handhabe geführt ist, der eine Betätigung der Kontaktfe­ der ermöglicht.

Aus der DE 33 19 227 C2 ist ein Thermoschalter zur Temperaturüberwachung elektri­ scher Wärmegeräte bekannt, bei welchem das ruhende Ende einer Kontaktzunge und de­ ren Gegenkontakt voneinander isoliert an einem Trägeraufbau befestigt sind. Die Kon­ taktzunge ist mit der zugehörigen Anschlußfahne einstückig ausgebildet und von einer Bimetall-Sprungscheibe derart beaufschlagbar, daß sie von ihrem Gegenkontakt abhebt. Die Kontaktzunge ist mit Ausnahme eines relativ kurzen Längenabschnitts, der aufgrund einer reduzierten Dicke gelenk- oder scharnierähnlich wirkt, starr.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 derart weiterzubilden, daß sie unter Reduzierung der notwendigen Materialarten und Bauteile auf einfache Weise als Massenartikel herstellbar ist. Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Als Kern der Erfindung wird es angesehen, das Sockelteil als metallische flache Platte auszubilden, die im Vormontagezustand zusammenhängt, aber in ihrem Mittelbereich ei­ ne die Platte durchsetzende Trennausnehmung zur Bildung zweier Sockelabschnitte auf­ weist. Die beiden Sockelabschnitte sind durch mindestens einen Überbrückungssteg fest miteinander verbunden, der im Vormontagezustand aus der Plattenebene herausgebogen ist. Der erste Sockelabschnitt trägt die Kontaktfeder, ggf den Sensor oder das Betäti­ gungselement und das zugehörige Anschlußteil. Der zweite Sockelteil trägt den Festkon­ takt mit dem weiteren Anschlußteil.

Eine derartige Schaltvorrichtung kann besonders vorteilhaft als thermische Schaltvorrich­ tung ausgebildet sein, das Betätigungs- oder Stellelement ist in diesem Falle ein eine Stellbewegung auslösender thermischer Sensor, beispielsweise eine Bimetallscheibe oder Bimetallsprungscheibe, die mit der Kontaktfeder in Wirkverbindung steht. Das Betäti­ gungselement kann aber auch als manuell betätigbare Taste ausgebildet sein, die lediglich die in Öffnungsrichtung vorgespannt Kontaktfeder in Schließstellung drückt. Schließlich ist es denkbar, in der Schaltvorrichtung eine manuelle Handhabe oder einem sonstigen Auslöser mit einem thermischen Sensor zu kombinieren, der bei Betätigung der Handha­ be (Taste) rückgesetzt werden kann.

Sobald das Sockelteil mit seinen beiden Sockelabschnitten fest auf einer Trägerfläche montiert ist, wird eine elektrische Trennung der beiden Sockelabschnitte durch Abtren­ nen der Überbrückungsstege vorgenommen, wobei der Schneidvorgang außerhalb der Ebene des Sockelteils abläuft.

Besonders einfach läßt sich der Schneidvorgang durchführen, wenn der Überbrückungs­ steg die Form eines nach unten offenen U-förmigen Körpers aufweist. Durchtrennt wer­ den die zur Sockelebene hinlaufenden U-Schenkel möglichst sockelnah, so daß keine überstehenden spitzen Teile vom Überbrückungssteg übrig bleiben.

Besonders vorteilhaft an einer Vorrichtung mit zwei im Bereich der Trennausnehmung angeordneten Überbrückungsstegen ist die Möglichkeit, eine mechanische Vorprüfung der Schaltstrecke vorzunehmen. Durch zwei U-förmige Überbrückungsstege hängen im Vormontagezustand die beiden Sockelabschnitte sehr fest aneinander, so daß mit Sicher­ heit gewährleistet ist, daß die Schaltstrecke im getrennten, d. h. montierten Zustand noch dieselben Schalteigenschaften aufweist wie im geprüften Vormontagezustand.

Vorteilhaft auf den Schneidvorgang wirkt es sich aus, wenn die Überbrückungsstege rechtwinklig aus der Sockelebene herausgebogen sind. Die Überbrückungsstege sind einstückig mit den Abschnitten des Sockelteils ausgebildet und liegen beim Stanzvorgang noch in der Sockelebene, sie haben die Form von nach außen zu den Sockelkanten hin offenen U-Körpern. In einem Zwischenfertigungsschritt werden die Überbrückungsstege dann senkrecht aus der Sockelebene herausgebogen, um den besonders vorteilhaften Schneidvorgang zu ermöglichen.

Darüber hinaus hat sich herausgestellt, daß die beiden in einer planaren Ebene liegenden Sockelabschnitte sehr verwindungssteif über rechtwinklig hochgebogene U-förmige Körper miteinander verbunden werden können, was sich vorteilhaft auf die Montage und Schaltgenauigkeit der Schaltvorrichtung auswirkt. Im Bereich der Überbrückungsstege hat die Schaltvorrichtung quasi die Form eines verwindungsstabilen U-Profils.

Besonders vorteilhaft auf Fertigung und Kosten wirkt sich die Tatsache aus, daß die An­ schlußelemente einstückig mit den jeweils zugehörigen Sockelabschnitten ausgebildet werden können.

Die Trennausnehmung kann sich in einer Lagerausnehmung im Bereich des ersten Soc­ kelabschnittes fortsetzen, die etwa die Kontur eines Sensors aufweisen kann, der bei­ spielsweise als runde Bimetallscheibe ausgebildet ist. Die Bimetallscheibe kann dann quasi in der Sockelebene liegen, wodurch der Schalter insgesamt sehr flach baut und eine sehr unmittelbare Übertragung der in den Schalter einfließenden Wärme auf den Bime­ tallsensor erfolgt. Ein sehr rasches Ansprechen der Schaltvorrichtung ist die vorteilhafte Folge davon.

Die Anschlußelemente sind winklig aus der Ebene der Sockelabschnitte hochgebogen, so daß Steckschuhe sehr einfach auf die Anschlußelemente aufgesteckt werden können.

Die Bimetallscheibe wird auf ihrer Unterseite peripher durch Stützlappen oder eine Randauflage beaufschlagt, so daß sie durch die über sie hinweg verlaufende Kontaktfeder in der Lagerausnehmung fixiert werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, wenn parallel neben der Kontaktfeder noch Federn oder Andruckschenkel vorgesehen sind, die die Bi­ metallsprungscheibe in ihrem Randbereich gegen die sie unterstützenden Vorsprünge drücken.

Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungsfiguren näher er­ läutert. Diese zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Schaltvorrichtung im Vormontagezustand

Fig. 2 einen Mitte-Längsschnitt durch eine Schaltvorrichtung gemäß Fig. 1

Fig. 3 eine Seitenansicht der Schaltvorrichtung mit angreifendem Schneidwerkzeug

Fig. 4 eine Seitenansicht einer auf einer Unterlage montierten betriebsfertigen Schalt­ vorrichtung

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine modifizierte Schaltvorrichtung im Vormontagezustand

Fig. 6 eine Draufsicht auf zwei zusammenhängende Schaltvorrichtungen im Vormon­ tagezustand

Fig. 7 eine Seitenansicht einer modifizierten Schaltvorrichtung mit Taste.

Zunächst wird auf Zeichnungsfigur 1 bezug genommen.

Die Schaltvorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einem Sockelteil 2, einem Betäti­ gungs- oder Stellelement 3, einer in Verbindung mit dem Betätigungs- oder Stellelement 3 stehenden, eine Schaltstrecke überbrückenden Kontaktfeder 4, die im geschlossenen Zustand mit einem an ihrem Freiende 5 angebrachten Bewegungskontakt 6 einen am Sockelteil 2 angeordneten Festkontakt 7 beaufschlagt. Ferner sind am Sockelteil 2 An­ schlußelement 8 vorgesehen, die mit Festkontakt 7 bzw. Bewegungskontakt 6 leitend verbunden sind.

Das Sockelteil 2 besteht im Vormontagezustand, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, aus einer im wesentlichen flachen, metallischen Platte 10, aus der lediglich einige Elemente, auf die nachfolgend eingegangen wird, hochgebogen sind. Im Mittelbereich 9 ist die das Sockel­ teil 2 bildende Platte 10 mit einer Trennausnehmung 11 versehen, so daß das Sockelteil 2 in zwei Sockelabschnitte 2a und 2b aufgeteilt ist. Die beiden Sockelabschnitte 2a, 2b sind durch Überbrückungsstege 12 miteinander verbunden, die aus der Plattenebene hochge­ bogen sind, wie dies insbesondere in Fig. 2 deutlich zu sehen ist. Die beiden Überbrüc­ kungsstege 12 übergreifen die äußeren Bereiche der Trennausnehmung 11, so daß im Vormontagezustand gemäß Fig. 1 die beiden Sockelabschnitte 2a und 2b fest und starr miteinander verbunden sind.

Der erste Sockelabschnitt 2a trägt die Kontaktfeder 4 sowie das Betätigungs- und Stelle­ lement 3, der zweite Sockelabschnitt 2b ist mit dem Festkontakt 7 versehen. Jeder Soc­ kelabschnitt 2a, 2b ist ferner mit einem der Anschlußelemente 8 versehen.

Nachfolgend wird insbesondere auf Fig. 3 und 4 bezug genommen.

Fig. 4 zeigt eine der möglichen Befestigungsarten der Sockelabschnitte 2a, 2b auf einer Trägerfläche 20. Die beiden Sockelabschnitte 2a, 2b sind durch eine Klebeschicht auf der Trägerfläche 20 befestigt, so daß z. B. ein guter Wärmefluß von der Trägerfläche in die Sockelteile 2a, 2b hinein gewährleistet ist, falls die Schaltvorrichtung als thermische Schaltvorrichtung 1 ausgebildet ist. Sobald ein sicherer Halt der beiden Sockelteile 2a, 2b auf der Trägerfläche 20 z. B. durch Aushärten der Klebeschicht 25 sichergestellt ist, greift eine Trennschere 30 an die Überbrückungsstege 12 an und schneidet diese im Be­ reich der Sockelteiloberfläche durch einen außerhalb der Ebene des Sockelteils 2 ablau­ fenden Schneidvorgang ab, so daß die beiden Sockelabschnitte 2a, 2b elektrisch vonein­ ander getrennt sind. Die Kontaktfeder 4 kann damit ihre elektrische Überbrückungsfunk­ tion erfüllen und die beiden Anschlußelemente 8 elektrisch verbinden oder trennen, ab­ hängig von der Bewegung des Betätigungs- oder Stellelementes 3.

Das Betätigungs- oder Stellelement 3 ist beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1-6 ein thermischer Sensor in Form einer Bimetallscheibe. Es sind aber auch andere Formen von thermischen Sensoren möglich. Ferner ist es denkbar, das Betätigungselement als Taste 50 auszubilden, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Auch eine Kombination zwischen einer Bimetallsprungsscheibe und einer Taste 50 ist möglich, wobei dann die Taste 50 dazu dient, die Bimetallsprungscheibe nach einem Auslösevorgang in eine Einschaltstellung rückzusetzen. Der Schalter wäre dann quasi eine rücksetzbare thermische Sicherung.

Die Überbrückungsstege 12 haben die Form eines nach unten offen U-förmigen Körpers, die Trennung durch die Trennschere 30 erfolgt im Bereich der zur Sockelebene hinlau­ fenden U-Schenkel 13.

Um der Schaltvorrichtung im Vormontagezustand eine hohe Eigenstabilität zu geben, ist es vorteilhaft, wenn zwei im wesentlichen symmetrisch zur Mittellängsachse angeordnete Überbrückungsstege 12 vorhanden sind und die Überbrückungsstege 12 rechtwinklig aus der Sockelebene herausgebogen sind. Dadurch ergibt sich ein insgesamt Querschnitts­ profil in Form eines U-Profils mit relativ hoher Verwendungs- und Verbiegungsstabilität.

Beim Herstellungs-Stanzvorgang liegen die Überbrückungsstege 12 noch in der Ebene des Sockelteils, sie haben dann die Form von nach außen zu den Sockelkanten 15 hin offenen U-Körpern. Die Anschlußelemente 8 sind einstückig mit den Sockelabschnitten 2a, 2b ausgebildet, wie dies am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist. Ferner sind die Anschlu­ ßelemente 8 schräg aus der Ebene der Sockelabschnitte 2a, 2b hochgebogen.

Die Trennausnehmung 11 setzt sich im Bereich des ersten Sockelabschnittes 2a im Form einer Lagerausnehmung 16 fort, die die Kontur der Bimetallsprungscheibe (Sensor 3) hat und mithin rund ist.

Die Kontaktfeder 4 ist mit ihrem Festende 17 auf dem Sockelabschnitt 2a angeordnet und überdeckt mit ihrem Mittelbereich den Sensor 3.

Der Festkontakt 7, der mit dem Bewegungskontakt 6 der Kontaktfeder 4 zusammen­ wirkt, ist auf einer in die Trennausnehmung 12 hineinstehenden Zunge des zweiten Soc­ kelabschnittes 26 angeordnet.

Die Bimetallscheibe wird auf ihrer Unterseite peripher durch Stützlappen 18 beauf­ schlagt, die so dimensioniert sind, daß die Bimetallscheibe im Ruhezustand im wesentli­ chen der Ebene des Sockelteils 2 einliegt. Anstelle der einzelnen Stützlappen ist auch ei­ ne zumindest teilumlaufende, nach innen stehende Randauflage möglich. Auf ihrer Ober­ seite wird sie zum einen durch die Kontaktfeder 4 oder einen von ihr vorstehenden Übertragungsnippel beaufschlagt und damit in der Lauerausnehmung 16 fixiert, bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 sind einstückig mit der Kontaktfeder noch Andruck­ schenkel 19 vorgesehen, die die Bimetallscheibe 3 im Randbereich fixieren.

Nachfolgend wird auf Zeichnungsfigur 6 bezug genommen. Beim dort dargestellten Ausführungsbeispiel sind zwei neben einander liegende Schaltvorrichtungen miteinander im Vormontagezustand verbunden, wobei weitere Überbrückungsstege 35 vorgesehen sind, die über die Seitenkanten 15 der Schaltvorrichtungen hinausstehen. Dies bedeutet, daß durch einen einzigen Stanzvorgang zwei oder auch eine Vielzahl von identisch aus­ gebildeten Schaltersockeln hergestellt werden kann, die im zusammenhängenden Zustand auf einer Trägerfläche montierbar ist und beispielsweise als Schalter für eine Tastatur oder ähnliches dienen kann. Die weiteren Überbrückungsstege 35 verlaufen parallel zu einer Seitenkante des Sockelteils 2, sind entsprechend den Überbrückungsstegen 12 aus­ gebildet und ebenso wie diese trennbar.

Bezugszeichenliste

1

Schaltvorrichtung

2

Sockelteil

2

aSockelabschnitt

2

bSockelabschnitt

3

Stellelement

4

Kontaktfeder

5

Freiende

6

Bewegungskontakt

7

Festkontakt

8

Anschlußelement

9

Mittelbereich

10

Platte

11

Trennausnehmung

12

Überbrückungssteg

15

Sockelkanten

16

Lagerausnehmung

17

Festende

18

Stützlappen

19

Klebeschenkel

20

Trägerfläche

25

Klebeschicht

30

Trennschere

35

weitere Überbrückungsstege

50

Taste

Claims (7)

1. Elektrische Schaltvorrichtung (1), im wesentlichen bestehend aus

• 1. einem Sockelteil (2),
• 2. einem Betätigungs- und/oder Stellelement (3)
• 3. einer in Verbindung mit dem Betätigungs- und/oder Stellelement (3) stehenden, eine Schaltstrecke überbrückenden Kontaktfeder (4),
  • 1. die im geschlossenen Zustand mit einem an ihrem Freiende (5) angebrach­ ten Bewegungskontakt (6) einen am Sockelteil (2) angeordneten Festkon­ takt (7) kontaktiert, sowie
• 4. am Sockelteil (2) vorgesehenen Anschlußelementen (8), die mit Festkontakt (7) bzw. Bewegungskontakt (6) leitend verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß
• 5. das Sockelteil (2) im Vormontagezustand aus einer zusammenhängenden, im we­ sentlichen flachen, metallischen Platte (10) besteht,
  • 1. die in ihrem Mittelbereich (9) eine die Platte (10) durchsetzende Trennausneh­ mung (11) zur Bildung zweier Sockelabschnitte (2a, 2b) aufweist, wobei
  • 2. die beiden Sockelabschnitte (2a, 2b) durch mindestens einen aus der Plattenebe­ ne herausgebogenen durchtrennbaren Überbrückungssteg (12) verbunden sind
  • 3. und der erste Sockelabschnitt (2a) die Kontaktfeder (4) ggf. das Betätigungs- und/oder Stellelement (3) und das zugehörige Anschlußteil (8) und
  • 4. der zweite Sockelabschnitt (2b) den Festkontakt (7) mit dem weiteren Anschluß­ teil (8) trägt.

2. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs- und/oder Stellelement (3) ein eine Stellbewegung auslösender thermischer Sensor ist.

3. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungs- und/oder Stellelement (3) eine Taste (50) ist oder eine solche aufweist.

4. Elektrische Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Taste (50) eine Rücksetztaste für den thermischen Sensor ist.

5. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Überbrückungssteg (12) die Form eines nach unten offe­ nen U-förmigen Körpers aufweist.

6. Elektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung des/der Überbrückungssteg(e) (12) im Bereich der zur Sockelebe­ ne hinlaufenden U-Schenkel (13) durchführbar ist.

7. Elektrische Schaltvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im wesentlichen symmetrisch zur Trennausnehmung (11) angeordnete Uberbrückungsstege (12) vorhanden sind.