DE19631310A1 - Mit Kontakten auf der Leiterplatte zusammenwirkender Mikroschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalter, bei mindestens zwei Festkontakte über eine senkrecht zur Kontaktebene bewegte Schaltbrücke miteinander verbindbar sind. Ein derartiger Schalter ist beispielsweise aus der DE-OS 34 47 622 bekannt (siehe beispielsweise Fig. 2).

Bei dem bekannten Schalter sind nicht nur die bewegliche Schaltbrücke, sondern auch die Festkontakte innerhalb des Schaltergehäuses angeordnet. Man erhält somit eine in sich geschlossene vormontierte Einheit, die als Mikroschalter auf einen Träger wie eine Leiterplatte aufgesetzt werden kann.

Nachteilig bei dem bekannten Schalter ist es, daß die An­ schlußfahnen der Festkontakte noch mit Anschlüssen oder elek­ trischen Leitungen auf einer Leiterplatte speziell verbunden werden müssen.

Die Erfindung geht daher aus von einem Schalter der sich aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ergebenden Gattung. Aufgabe der Erfindung ist es, den Aufbau des Schalters weiter zu ver­ einfachen und die Festkontakte direkt mit den Leiterbahnen einer Leiterplatte oder deren Anschlußfahnen verbinden zu kön­ nen. Die Erfindung wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ergebende Merkmalskombination gelöst. Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, die Kontakte in einem ersten Schritt unmittelbar an geeigneter Stelle auf der Lei­ terplatte zu befestigen und danach den verbleibenden Teil des Schalters auf die Leiterplatte aufzusetzen und so den Schalter zu einem Gesamtschalter zu ergänzen. Dabei ist es nicht unbe­ dingt notwendig, daß die Festkontakte als massive Teile ausge­ führt sind, mit denen die Leiterplatte bestückt wird. Vielmehr können die Festkontakte auch Leiterbereiche auf der Leiter­ platte selbst sein, soweit sich hierdurch die Anzahl der ge­ forderten Schaltzyklen erreichen läßt. Während nun bei den bekannten Schaltern die räumliche Zuordnung von Festkontakten zur bewegbaren Schaltbrücke innerhalb des Schaltergehäuses fest vorgegeben ist, muß bei dem erfindungsgemäßen Schalter dafür gesorgt werden, daß die Lage des Gehäuses und damit auch die Lage der Schaltbrücke den Festkontakten auf der Leiter­ platte räumlich genau entspricht. Hierzu empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach An­ spruch 2. Die Verwendung von Anschlußleitungen oder Anschluß­ stücken gleichzeitig zur Befestigung des Schaltergehäuses auf der Leiterplatte ist naturgemäß nur dann gegeben, wenn der­ artige elektrische Kontakte für elektrische Bauelemente in­ nerhalb des aufsetzbaren Schalterteils benötigt werden. Ist dies nicht der Fall, so wird man das verbleibende Schalter­ gehäuse in der üblichen Weise durch Verklemmen, Verrasten, verschrauben oder eine andere geeignete Befestigungsart gegen­ über der Leiterplatte fixieren.

Da die bewegbare Kontaktbrücke unmittelbar auf die Festkontak­ te auf der Leiterplatte aufsetzen soll, müssen entsprechende Durchbrechungen innerhalb des Schaltergehäuses vorgesehen sein. Andererseits ist es notwendig, die Schaltbrücke inner­ halb des verbleibenden Gehäuseteils des Schalters exakt in Richtung der Festkontakte auf der Leiterplatte zu führen, so daß ein Bezug zwischen der Ebene der Leiterplatte und der Be­ wegungsrichtung des bewegbaren Kontaktes geschaffen werden muß. Eine einfache Lösung hierfür schlägt die Erfindung gemäß Anspruch 3 vor. Das Prinzip besteht darin, daß zum einen nach dem Einbau das Schaltergehäuse exakt zur Leiterbahn ausgerich­ tet sein wird. Der mit dem Gehäuse verbundene Führungszapfen sorgt dann dafür, daß auch das Betätigungsglied, an welchem wiederum die bewegbare Schaltbrücke angeordnet ist, exakt senkrecht zur Leiterplatte geführt wird.

Um die Lage der Führungshülse mit der Schaltbrücke auf dem Führungszapfen festzulegen und ein Verdrehen der Hülse gegen­ über dem Zapfen zu verhindern, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 4. Da der Zapfen auf dem Gehäuseboden angeordnet ist und dieser wieder auf der Leiterplatte sitzt, empfiehlt sich bei der Verwendung elektrischer Bauteile innerhalb des Schaltergehäuses die Merk­ malskombination nach Anspruch 5. Hierbei werben im Bereich des Führungszapfens angeordnete elektrische Einrichtungen wie bei­ spielsweise Dioden oder ähnliches über die Durchgangslöcher mit Strom versorgt, indem die Anschlußleitungen dieser Ein­ richtungen durch die Durchgangslöcher geführt und mit der Lei­ terplatte verlötet sind (siehe auch Merkmale nach Anspruch 9).

Um die entgegen der Beaufschlagungsrichtung gerichtete Rück­ hohlkraft für das Betätigungsglied zu erhalten, wird in Wei­ terbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 6 vorgeschlagen. Danach steht das Betätigungsglied unter einer Federspannung, wobei die Rückholfeder sich mit ihrem anderen Ende an dem Gehäuseboden angreift. Auf diese Weise wird das Betätigungsglied entgegen der Kraft der Rückstellfeder in Richtung zum Gehäuseboden eingedrückt, wobei die bewegbare Schaltbrücke in Kontakt zu den Festkontakten auf der Leiter­ platte kommt.

Um die Bewegung des Betätigungsgliedes und damit der Hülse in Richtung der von der Rückstellfeder auswirkenden Kraft zu be­ grenzen, werden die Merkmale nach Anspruch 7 in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen.

Vielfach ist es erwünscht, beim Betätigen des erfindungsgemä­ ßen Schalters einen deutlichen Druckpunkt zu besitzen, bei dessen Überschreiten der Schalter die Festkontakte miteinander kontaktiert. Hierzu kann einerseits eine entsprechende Ausge­ staltung zwischen Führungsnuten und Führungsvorsprüngen (An­ spruch 4) dienen. Bei hohen Schaltzahlen empfiehlt sich aber die Anwendung der Merkmale nach Anspruch 8. Gemäß der Merk­ malskombination nach Anspruch 9 können die Verbindungsdrähte zwischen elektrisch betätigten Bauelementen innerhalb des Schaltergehäuses und der Leiterplatte, an der diese fixiert sind, die Befestigung des Schalters auf der Leiterplatte über­ nehmen oder zumindest zu dieser Befestigung beitragen.

Wie auch aus der DE-OS 34 47 622 bekannt, wird die Brücke mit­ tels einer Feder gegenüber dem Betätigungsglied vorgespannt, um sicherzustellen, daß die Schaltbrücke beim Durchschaltzu­ stand der Festkontakte unter Vorspannung elastisch auf diesen aufliegt. Hierzu dient in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 10, wobei in Fortbildung der Erfindung eine Lasche der aus einem leitfähigen Material (Me­ tall) bestehenden Brücke dafür sorgt, daß die Vorspannfeder der Brücke diese nicht in Richtung Festkontakte aus der Hülse bzw. dem Schaltergehäuse ziehen kann. Hierdurch ergibt sich eine sehr einfache Konstruktion. In dem Betätigungsglied wird man hierzu entsprechende Aufnahmeöffnungen vorsehen, an denen sich die Vorspannfeder abstützen kann, die mit ihrem anderen Ende auf die Schaltbrücke einwirkt.

Während nun eine Diode direkt innerhalb der Hülse befindlich auf dem Führungszapfen montiert werden kann, kann für die An­ ordnung einer (zusätzlichen) Diode auch in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 11 gewählt werden. Eine besonders dauerhafte und einfache Ausgestaltung der Festkontakte ergibt sich durch die Merkmalskombination nach Anspruch 12. Außer einer Vernietung können die Festkon­ takte aber auch eingepreßt, geklebt oder durch eine andere Verbindung mit der Leiterplatte verbunden sein. Es ist aber auch denkbar, daß die Kontakte, wie weiter oben schon erläu­ tert, direkt Abschnitte der Leiterbahnen auf der Leiterplatte selbst sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schalters,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Schalter nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Schalter nach Fig. 1 und 2.

In Fig. 1 ist eine Leiterplatte 1, die auch als Unterteil des Schaltergehäuses verstanden werden kann, mit zwei Kontaktnie­ ten 2, 3 versehen, welche mit entsprechenden Leiterbahnen auf der Leiterplatte 1 verbunden sind oder die geeignete Anschluß­ fahnen besitzen können.

Auf die Leiterplatte 1 ist ein Schaltergehäuse 4 mittels Ver­ bindungszapfen 5 aufgesteckt und ggf. in geeigneter Weise mit der Leiterplatte verbunden.

Ein Betätigungsglied 7 besitzt zwei Aufnahmetöpfe 8, 9, die zwei Vorspannfedern 10 und 11 aufnehmen. Diese Federn wirken auf eine bewegbare Kontaktbrücke 12 ein, die mittels einer das Kontaktglied umgreifenden Lasche 13 gegenüber dem Betätigungs­ glied 7 gesichert ist. Damit ist die Kontaktbrücke 12 ela­ stisch gegenüber dem Betätigungsglied 7 angeordnet. Das Be­ tätigungsglied kann dabei beispielsweise als manuell betätig­ bare Taste ausgestaltet sein oder aber auch über einen Betäti­ gungshebel indirekt ausgelöst werden.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, geht vom Boden des Schaltergehäu­ ses 4 ein Führungszapfen 14 aus, der von einer Führungshülse 15 des Betätigungsgliedes 7 umfaßt wird und für eine Führung der Hülse auf dem Zapfen sorgt. Um die Lage zwischen Betäti­ gungsglied und Gehäuse festzulegen, greifen zwei von der In­ nenwand der Führungshülse 15 ausgehende Führungsvorsprünge 16, 17 in zugeordnete Führungsnuten 19 in den Führungszapfen 14 ein.

Wichtig ist, daß an dem Zapfen seitlich offene Durchgangslö­ cher 20, 21 vorgesehen sind, welche durch den Boden des Schal­ tergehäuses 4 erreicht werden. Es ist somit möglich, wie in Fig. 2 angedeutet, auf den Zapfen 14 eine Diode aufzusetzen, welche teilweise von der Führungshülse 15 umgeben wird. Die Anschlußleitungen oder geeignete andere Anschlußstücke von anderen elektrischen Einrichtungen werden durch die Durch­ gangslöcher 20, 21 im Gehäuse 4 und entsprechende Löcher in­ nerhalb der Leiterplatte geleitet und auf der Unterseite oder Oberseite der Leiterplatte verlötet. Hierdurch ergibt sich gleichzeitig eine Befestigung des Schalters, in dem die verlö­ teten Anschlußleitungen 22, 23 der Diode das Schaltergehäuse 4 fest auf der Leiterplatte halten. Eine entsprechende Diode 24 ist in Fig. 2 angedeutet, während sie in Fig. 3 aus Gründen der Größe und Transparenz weggelassen wurde.

Am in der Zeichnung dem Betrachter zugewandten Ende der Füh­ rungshülse 15 steht ein vorzugsweise umlaufender Ansatz 25 ab, an dem sich eine Rückstellfeder 26 abstützt, die mit ihrem zweiten Ende an dem Schaltergehäuse angreift. Die Rückstell­ feder 26 zieht somit das Betätigungsglied 4 in seine Ausgangs­ lage nach dessen Betätigung zurück. An das Gehäuse 4 ist wei­ terhin noch eine Fassung 27 für eine weitere Diode vorgesehen, die ebenfalls mit Durchgangslöchern 20, 21 versehen ist, durch welche Anschlußdrähte der in Fig. 3 angedeuteten zweiten Diode 28 geleitet werden können. Die Anschlußdrähte können wiederum zur Befestigung des Schalters gegenüber der Leiterplatte die­ nen, wie weiter oben schon im Zusammenhang mit Diode 24 be­ schrieben. Der zur Befestigung der Fassung gegenüber dem Schaltergehäuse dienende Rahmen kann zusätzlich auch zur Füh­ rung der Aufnahmetöpfe 8, 9 dienen. Wie für den Durchschnitts­ fachmann ersichtlich, kann der erfindungsgemäße Schalter auch als Kippschalter oder als Wechselschalter eingesetzt werden, in dem das erfinderische Prinzip mehrfach angewendet wird. Der erfindungsgemäße Schalter ist für Ströme bis maximal 20 mA einsetzbar, was ungefähr dem 10fachen Wert der bisher bekann­ ten Schalter entspricht.

Um einen Druckpunkt zu erhalten, ist entsprechend Fig. 3 mit einer U-förmigen Spreizfeder 30 versehen, welche durch eine umlaufende Anlaufschräge 31 der Führungshülse bei der Betäti­ gung des Betätigungsgliedes 7 schlagartig aufgespreizt wird, falls die durch das Betätigungsglied ausgeübte Kraft einen definierten Wert überschreitet. Hierdurch erhält man einen sehr deutlichen Druckpunkt, der bei manueller Betätigung einen deutlichen Hinweis auf die nun stattfindende Betätigung gibt und eine versehentliche Auslösung des Schalters aufgrund der relativ großen zum Durchschalten notwendigen Kraft verhindert.

Zusammenfassend kann die Erfindung wie folgt beschrieben wer­ den.

Die Erfindung betrifft einen Kleinstschalter und ist einsetz­ bar bis ca. 20 A (je nach Steckerabgang bzw. Leiterplattenaus­ bildung). Der Aufbau hat folgende Merkmale:

Die Schalterhauptmaße und Schaltcharakteristik entsprechen dem im Handel erhältlichen Schalter. Beide Schalterarten können somit in den gleichen Einbauraum vorgesehen werden.

Der Schalter besteht aus:

• a) Oberteil: Beinhaltet: Gehäuse, mech. Betätigung mit Druck­ punkt und Kontaktbrücke
• b) Unterteil: Beinhaltet nur 2 Kontaktnieten. Diese befinden sich getrennt vom eigentlichen Schalter bzw. auf der Lei­ terplatte
• c) Beleuchtung: Eine LED kann für Suchbeleuchtung oder Funk­ tionsbeleuchtung vorgesehen werden.

Die Montage erfolgt wie folgt:

• - 2 Kontaktnieten werden in die Leiterplatte eingeführt
• - Das Oberteil wird über die 2. Kontakt-Niete aufgesteckt und in der Leiterplatte fixiert
• - Die LED wird von oben durch die Freisparung des Schiebers im Gehäuse fixiert und bis zur Leiterplatte durchgeführt
• - Danach können weitere Elektronikteile auf der Leiterplatte zugefügt werden. Alle diese Teile können dann bzw. durch löten gleichzeitig sicher kontaktiert werden.
• - Für Low-curren-Belastung könnte auf die 2. Kontakt-Niete verzichtet werden.

Claims (12)

1. Schalter, bei welchem mindestens zwei Festkontakte (2, 3) über eine senkrecht zur Befestigungsebene (1) dieser Kon­ takte (2, 3) bewegbare Schaltbrücke (12) miteinander ver­ bindbar sind, wobei die Schaltbrücke (12) gegenüber einem Betätigungsglied (7) federnd abgestützt ist, an welchem die den Schalter betätigende Kraft angreift und welches im Schaltergehäuse (4) direkt geführt ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Festkontakte (2, 3) unmittelbar auf einer Leiterplatte (1) sitzen und daß das Schaltergehäuse fest mit der Leiterplatte verbindbar ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltergehäuse (4) mittels Zentriervorsprüngen (5) auf der Leiterplatte zentriert und durch mindestens ein mit der Leiterplatte (1) verlötetes elektrisches Anschlußstück mit der Leiterbahn verbunden ist.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der auf die Leiterplatte (1) aufsetzbare Boden des Gehäuses einen Führungszapfen (14) aufweist, der sich von der Leiterplatte (1) wegweisend im wesentlichen senkrecht zu dieser erstreckt und das Betätigungsglied (7) eine dem Führungszapfen (14) zugeordnete Führungshülse (15) besitzt, welche längs des Zapfens bewegbar ist.

4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungszapfen (14) an seinen Seiten mit in Zapfenlängs­ richtung sich erstreckenden Führungsnuten (16, 17) versehen ist, welche mit zugeordneten Führungsvorsprüngen (18, 19) zusammenwirken, die von der Innenwand der Führungshülse (15) nach innen ragen.

5. Schalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungszapfen (14) mit vorzugsweise seitlich offe­ nen Durchgangslöchern (20, 21) versehen ist, die durch den Boden des Schaltergehäuses reichen.

6. Schalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (7) an seinen dem Gehäuseboden abgewandten Bereich mit mindestens einem von der Führungshülse (15) radial abstehenden Ansatz (25) ver­ sehen ist, an dem sich eine auf der Hülse (15) sitzende Rückstellfeder (26) mit ihrem ersten Ende abstützt, die mit ihrem zweiten Ende an dem Gehäuseboden angreift.

7. Schalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied in seiner Bewegung in Richtung der durch die Rückstellfeder (26) ausgeübten Kraft durch einen Anschlag begrenzt ist.

8. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zur Erzeugung eines Druckpunktes eine Spreiz­ feder (30) vorgesehen ist, die durch die Stirnfläche der Hülse bei Einwirken einer definierten Kraft auf die Hülse gespreizt wird und hierdurch den Weg für die Führungshülse (15) freigibt.

9. Schalter nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß durch die Durchgangslöcher (20, 21) Anschluß­ drähte (22, 23) einer Diode (24) reichen, welche über dem Zapfen (14) sitzt und aus der Hülse (15) ragt, wobei vor­ zugsweise die mit Leiterbahnen auf der Leiterplatte verlö­ teten Anschlußleitungen (22, 23) das Schaltergehäuse (4) gegen die Leiterplatte (1) fixieren.

10. Schalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltbrücke (12) mit einer Lasche (13) versehen ist, welche an dem Betätigungsglied (7) an­ greift und die Schaltbrücke (12) in ihre Bewegung gegen die Kraft von mindestens einer Vorspannfeder (10, 11) sichert, welche am Betätigungsglied (7) sich abstützend die Schalt­ brücke (12) in Richtung Festkontakte (2, 3) drängt.

11. Schalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an das Schaltergehäuse (4) eine Fassung für eine zweite Diode (28) angegossen ist, deren Anschluß­ drähte durch Öffnungen im Schalterboden ragend mit der Lei­ terplatte (1) verlötbar sind.

12. Schalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Festkontakte (2, 3) mit der Leiter­ platte vernietet sind, wobei die Kontaktnieten vorzugsweise mit Leiterbahnen und/oder Anschlußstücken verbunden sind.