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Die
Erfindung betrifft einen Schnappschalter nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.
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Schnappschalter
werden für
vielfältige
Zwecke eingesetzt, wie bei Automobilen zur Detektierung der Schaltstellung
von Betätigungselementen.
Beispielsweise können
Schnappschalter im Türschloß eines
Kraftfahrzeugs für
die Erzeugung von Schaltsignalen entsprechend der Drehstellung des
Schlüssels
eingesetzt sein.
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Ein
derartiger Schnappschalter ist aus der
DE-OS 40 36 236 bekannt. Dieser Schnappschalter besitzt
ein Kontaktsystem, das mittels eines Federhebels betätigbar ist.
Das Kontaktsystem besteht aus wenigstens einem Festkontakt und einer
Schaltzunge. Zwischen der Schaltzunge und dem Federhebel ist eine
Blattfeder eingehängt,
so daß die
Schaltzunge bei Betätigung
des Federhebels schaltend an den Festkontakt anlegbar ist. Dabei
bilden die Blattfeder und die Schaltzunge ein Gelenk, das wiederum
aus einem in der Blattfeder befindlichen Fenster und dem in das
Fenster eingreifenden freien Ende der Schaltzunge besteht.
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Es
hat sich herausgestellt, daß bei
manchen Einsatzfällen,
der Schnappschalter vorzeitig ausfällt. Es werden dann häufig Brüche an der
Schaltzunge oder der Blattfeder im Bereich des Gelenks festgestellt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Schnappschalter derart
zu verbessern, daß die Lebensdauer
des Gelenks erhöht
wird.
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Es
wurde festgestellt, daß das
geschilderte Problem insbesondere dann auftritt, wenn der Federhebel
nach Umschnappen der Schaltzunge einen bestimmten Nachlaufweg überschreitet.
Wie in diesem Zusammenhang weiter herausgefunden wurde, kommen bei
zunehmendem Betätigungsweg
des Federhebels die seitlichen Ränder
des Fensters in der Blattfeder in Anlage an die Schaltzunge. Bei
noch weiterer Betätigung
des Federhebels tritt dann eine Querbiegung an der Blattfeder ein.
Aufgrund dieser Belastung durch die Querbiegung resultiert schließlich die
Lebensdauerreduzierung des Gelenks. Gegebenenfalls bricht dabei
sogar die Blattfeder oder die Schaltzunge im Bereich des Gelenks,
so daß der Schnappschalter
total ausfällt.
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Mit
Hilfe dieser Erkenntnis wird die genannte Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Schnappschalter
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst, insbesondere
indem im Gelenk eine die Querbiegung reduzierende Abkröpfung vorgesehen
ist.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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So
kann die Abkröpfung
am freien Ende der Schaltzunge angeordnet sein, das in das entsprechend
ausgestaltete Fenster an der Blattfeder eingreift. Bevorzugterweise
ist am freien Ende der Schaltzunge eine auf die Größe des Fensters
abgestimmte Nase angeordnet, die das Fenster durchsetzt, so daß sich die
Abkröpfung
am Übergang
von der Schaltzunge zur Nase und damit unmittelbar am und/oder im
Fenster befindet.
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Die
Abkröpfung
kann eine Abwinkelung zur Ebene der Schaltzunge besitzen, wobei
sich für
die Abwinkelung ein Winkel zwischen ca. 45 bis 90 Grad anbietet.
Weiter kann die Abkröpfung
als ein im wesentlichen stufenförmiger
Absatz zwischen der Nase und der Schaltzunge ausgebildet sein. Es
bietet sich dann an, das Nasenende so auszugestalten, daß dieses
ungefähr
parallel zur Schaltzunge verläuft.
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Bevorzugterweise
wird die Größe der Abkröpfung derart
gewählt,
daß sie
im wesentlichen die Dicke der Blattfeder besitzt.
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Zweckmäßig ist
weiter, die Abkröpfung
durch Umformen, wie Biegen, Biegestanzen o. dgl. herzustellen.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß die
Belastung des Gelenks zwischen der Blattfeder und der Schaltzunge
bei der Betätigung
vermindert wird. Insbesondere werden vorzeitige Brüche am Gelenk
verhindert. Ferner wird der Gleitweg der Blattfeder am freien Ende der
Schaltzunge verkürzt.
Das dadurch verbesserte Abwälzen
mindert die Bildung von Einkerbungen, die ansonsten bis zum Durchsägen der
Schaltzunge führen
können.
Insgesamt wird durch die Erfindung die mechanische Lebensdauer des
Schnappschalters erhöht.
Gleichzeitig ist eine Vergrößerung des
Nachlaufweges gegenüber
herkömmlichen
Schnappschaltern möglich.
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im
folgenden näher
beschrieben. Es zeigen
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1 einen
Schnitt durch einen Schnappschalter in unbetätigter Stellung,
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2 einen
Schnitt durch einen Schnappschalter wie in 1, jedoch
in betätigter
Stellung,
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3 die
Blattfeder des Kontaktsystems in Draufsicht,
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4 die
Schaltzunge des Kontaktsystems in Draufsicht,
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5 das
Gelenk zwischen der Schaltzunge und der Blattfeder nach dem Stand
der Technik in schematischer Darstellung,
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6 das
Gelenk zwischen der Schaltzunge und der Blattfeder nach der Erfindung
in schematischer Darstellung und
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7 das
Gelenk zwischen der Schaltzunge und der Blattfeder gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel.
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Der
in 1 gezeigte Schnappschalter 1 besitzt
ein Gehäuse 2,
in dessen Innerem ein Kontaktsystem 3 auf einem Sockel 4 angordnet
ist. Am Sockel 4 befinden sich elektrische Anschlüsse 5, 6,
die in das Innere des Gehäuses 2 reichen
und mit Festkontakten 8, 9 des Kontaktsystems 3 in
elektrischer Verbindung stehen. Zwischen den beiden Festkontakten 8, 9 ist
eine Schaltzunge 10 angeordnet, die mit einem Ende im Sockel 4 befestigt
ist und dort wiederum mit einem elektrischen Anschluß 7 in
Verbindung steht. Die elektrischen Anschlüsse 5, 6, 7 enden
in einem Hohlraum 11 des Gehäuses 2, der an der
dem Sockel 4 gegenüberliegenden
Seite offen ist. Dieser Hohlraum 11 kann nach Anbringen
von elektrischen Zuleitungen an die Anschlüsse 5, 6, 7 zum
Schutz vor Umwelteinflüssen
gegebenenfalls mit einem Kunststoff ausgefüllt werden.
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Zur
Betätigung
des Kontaktsystems 3 dient ein Federhebel 12,
der einseitig im Sockel 4 befestigt ist. Zwischen der Schaltzunge 10 und
dem Federhebel 12 ist eine Blattfeder 13 eingehängt, so
daß das Kontaktsystem 3 schnappend
ausgebildet ist. Am Gehäuse 2 befindet
sich ein beweglicher, mit einem Ende aus dem Gehäuse 2 herausragender
Stößel 20.
Die Öffnung 21,
an der der Stößel 20 das
Gehäuse 2 durchdringt,
ist mittels einer Balgdichtung 22 abgedichtet. Der Stößel 20 wirkt
wiederum auf den Federhebel 12 ein, so daß bei Betätigung des
Stößels 20 die
Schaltzunge 10 zwischen den beiden Festkontakten 8, 9 umschnappt.
Die betätigte
Stellung des Schnappschalters 1 ist in 2 gezeigt.
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Um
die Blattfeder 13 zwischen der Schaltzunge 10 und
dem Federhebel 12 einhängen
zu können,
besitzt die Blattfeder 13 in der Nähe der beiden Enden jeweils
ein längliches,
rechteckförmiges
Fenster 14, 15, wie in 3 näher zu sehen
ist. Das dem Sockel 4 abgewandte, der Blattfeder 13 zugeordnete freie
Ende der Schaltzunge 10 ist als Nase 16 ausgebildet,
wie wiederum aus 4 näher hervorgeht. Nach Einhängen der
Blattfeder 13 in die Schaltzunge 10, greift die
Nase 16 in das Fenster 14 derart ein, daß mit der
Blattfeder 13 und der Schaltzunge 10 ein aus zwei
Teilen bestehendes Gelenk 17 gebildet ist, wie wiederum
aus 1 hervorgeht. Vorliegend handelt es sich beim
ersten Teil um die Blattfeder 13 und beim zweiten Teil
um die Schaltzunge 10. Die Nase 16 ist auf die
Größe des Fensters 14 abgestimmt
und durchsetzt das Fenster 14. In das weitere Fenster 15 der
Blattfeder 13 (siehe 3) greift
eine Nase 18 am Federhebel 12 auf entsprechende
Weise ein, so daß zwischen
dem Federhebel 12 und der Blattfeder 13 ebenfalls
ein Gelenk 19 ausgebildet ist.
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Zur
Umschaltung des Schnappschalters 1 von der unbetätigten Stellung
nach 1 in die betätigte
Stellung gemäß 2 ist
ein gewisser Betätigungsweg
s des Stößels 20 notwendig.
In der betätigten
Stellung bildet die Verlängerung
zwischen den beiden Gelenken 17, 19 mit der Verlängerung
des Festkontakts 8 einen Winkel α , wie in 2 näher bezeichnet
ist. Zwischen der Schaltzunge 10 und der Blattfeder 13 im
Gelenk 17 tritt ein weiterer Winkel β auf.
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Wird
nun der Stößel 20 entsprechend
einem Nachlaufweg weiter bewegt, so nimmt der Betätigungsweg
s zu und der Winkel α wird
vergrößert, während der
Winkel β verkleinert
wird.
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Zur
besseren Verdeutlichung der Erfindung soll zunächst das Verhalten eines Gelenkes 17' zwischen der
Schaltzunge 10' und
der Blattfeder 13' bei einem
Schnappschalter 1 nach dem Stand der Technik näher erläutert werden.
Ein derartiges Gelenk 17' ist
in 5 vergrößert in
schematischer Darstelllung gezeigt. Dabei ist die Blattfeder 13' in der unbetätigten Stellung
mit durchgezogenen Linien und in der betätigten Stellung mit dünnen gestrichelten
Linien gezeichnet.
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In
der betätigten
Stellung liegt die Nase 16' der
Schaltzunge 10' in
den Bereichen 23, 23' am Rande des Fensters 14' der Blattfeder 13' an. Aufgrund
dieser Anlage der Nase 16' an
der Blattfeder 13' in
den Bereichen 23, 23' kann ein gewisser minimaler Winkel β' zwischen der Schaltzunge 10' und der Blattfeder 13' nicht weiter
unterschritten werden. Wird der Schnappschalter 1 mittels
des Stößels 20 entsprechend
eines Nachlaufweges noch weiter betätigt, so verklemmt die Nase 16' im Fenster 14' bei Erreichen
des minimalen Winkels β' und es treten dann
Querbiegungen der Blattfeder 13' auf. Diese Querbiegungen können zu
einem Bruch der Blattfeder 13' führen. Zumindestens reduzieren
die Querbiegungen die Lebensdauer der Blattfeder 13'.
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Zur
Vermeidung derartiger Querbiegungen ist im Gelenk 17 an
dem Ende des zweiten Teils, nämlich
am Ende der Schaltzunge 10, eine Abkröpfung 24 angeordnet.
Eine derartige Abkröpfung 24, die
sich bevorzugt am Übergang
von der Schaltzunge 10 zur Nase 16 befindet, so
daß die
Abkröpfung 24 unmittelbar
am und/oder im Fenster 14 befindlich ist, ist näher in 6 zu
sehen. In 6 ist wiederum die unbetätigte Stellung
der Blattfeder 13 mit durchgezogenen Linien und die betätigte Stellung
mit dünnen
gestrichelten Linien eingezeichnet. In der betätigten Stellung kommt die Nase 16 der
Schaltzunge 10 aufgrund der Abkröpfung 24 lediglich
in einem Bereich 23 des Fensters 14 zur Anlage
an die Blattfeder 13. Der nunmehr zwischen der Schaltzunge 10 und der
Blattfeder 13 auftretende minimale Winkel β ist, wie
man im Vergleich zur 5 deutlich sieht, jedoch kleiner
als der Winkel β'. Somit ist der Nachlaufweg für den Stößel 20 größer als
beim Stand der Technik, ohne daß ein
Verklemmen der Nase 16 im Fenster 14 auftritt,
so daß Beschädigungen
an der Blattfeder 13 vermieden sind.
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Die
Abkröpfung 24 verläuft mit
einer Abwinkelung zur Ebene des zweiten Teils, nämlich zur Ebene der Schaltzunge 10.
Beim Ausführungsbeispiel nach 6 beträgt der Winkel δ der Abwinkelung
ca. 45 Grad. Falls es für
den jeweiligen Anwendungszweck ausreicht, kann der Winkel δ auch geringer
als 45 Grad sein. Bevorzugt ist jedoch den Winkel δ größer als
45 Grad zu wählen,
wobei der Winkel δ bis
zu 90 Grad betragen kann. Je größer dieser
Winkel δ gewählt wird,
umso größer ist
der Nachlaufweg für den
Stößel 20,
ohne daß ein
Verklemmen im Gelenk 17 auftritt. Eine Abwinkelung der
Abkröpfung 25 mit einem
Winkel δ von
90 Grad ist näher
in 7 gezeigt. Hierbei wird der Nachlaufweg für den Stößel 20 maximal,
da dann eine parallele Ausrichtung zwischen der Schaltzunge 10 und
der Blattfeder 13 ermöglicht
ist, so daß der
minimale Winkel β zu
Null wird. Wie dort zu sehen ist, bildet dann die Abkröpfung 25 einen
im wesentlichen stufenförmigen
Absatz zwischen der Nase 16 und dem zweiten Teil, nämlich der
Schaltzunge 10.
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Das
Nasenende der Nase 16 ist mit einem zweckmäßig ausgewählten Winkel
zur Ebene der Schaltzunge 10 ausgerichtet. Vorzugsweise
verläuft das
Nasenende der Nase 16 jedoch ungefähr parallel zur Schaltzunge 10,
wie aus den
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6 und 7 hervorgeht.
Die Abkröpfung 24, 25 besitzt bevorzugt
eine Größe, die
im wesentlichen der Dicke des ersten Teils, nämlich der Blattfeder 13 entspricht,
wie man deutlich anhand der 7 sieht.
Falls gewünscht
kann die Abkröpfung 24, 25 jedoch
auch eine andere Größe besitzen.
Die Abkröpfung 24, 25 ist
vorteilhafterweise durch ein entsprechendes Umformverfahren, wie
Biegen, Biegestanzen o. dgl. der Schaltzunge 10 hergestellt.
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Bei
den gezeigten Ausführungsbeispielen handelt
es sich beim ersten Teil des Gelenks 17 um die Blattfeder 13 und
beim zweiten Teil um die Schaltzunge 10. Somit ist das
Fenster 14 in der Blattfeder 13 befindlich und
bei dem in das Fenster 14 eingreifenden Ende handelt es
sich um das freie Ende der Schaltzunge 10. Die Abkröpfung 24, 25 ist
wiederum am freien Ende der Schaltzunge 10 angeordnet.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese beschriebenen und dargestellten
Ausführungsbeispiele
beschränkt. Sie
umfaßt
vielmehr auch alle fachmännischen
Weiterbildungen im Rahmen des Erfindungsgedankens. So kann es sich
auch umgekehrt beim zweiten Teil des Gelenks um die Blattfeder und
beim ersten Teil um die Schaltzunge handeln, wobei das Fenster in der
Schaltzunge angeordnet ist und das eine Ende der Blattfeder in das
Fenster eingreift. Falls gewünscht
kann auch in dem weiteren Gelenk 19 zwischen dem Federhebel 12 und
der Blattfeder 13 eine Abkröpfung in der beschriebenen
Art angeordnet sein.
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- 1
- Schnappschalter
- 2
- Gehäuse
- 3
- Kontaktsystem
- 4
- Sockel
- 5,6,7
- elektrischer
Anschluß
- 8,9
- Festkontakt
- 10,10'
- Schaltzunge
- 11
- Hohlraum
(im Gehäuse)
- 12
- Federhebel
- 13,13'
- Blattfeder
- 14,14',
-
- 15
- Fenster
(in Blattfeder)
- 16,16'
- Nase
(an Schaltzunge)
- 17,17'
- Gelenk
(zwischen Schaltzunge und Blattfeder)
- 18
- Nase
(an Federhebel)
- 19
- Gelenk
(zwischen Federhebel und Blattfeder)
- 20
- Stößel
- 21
- Öffnung (im
Gehäuse)
- 22
- Balgdichtung
- 23,23'
- Bereich
(am Rand des Fensters)
- 24
- Abkröpfung
- 25
- Abkröpfung (weiteres
Ausführungsbeispiel)