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Die
Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Bei
elektrischen Geräten,
die unter rauhen Betriebsbedingungen eingesetzt werden, sind Vorkehrungen
zu treffen, so daß der
elektrische Schalter vor schädlichen
Einflüssen,
die seine Funktionsfähigkeit
beeinträchtigen,
geschützt
ist. Beispielsweise kann es sich bei solchen schädlichen Einflüssen um Feuchtigkeit,
Staub o. dgl. handeln.
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Ein
derartiger elektrischer Schalter, der als Wippschalter ausgebildet
ist, ist aus der
DE
33 09 593 A1 bekannt geworden. Dieser elektrische Schalter
besitzt ein Gehäuse,
in dessen Inneren sich ein Kontaktsystem befindet. Am Gehäuse ist
ein aus einer Wippe und einer Kappe bestehendes Betätigungsorgan
mit einem Schaltzapfen, der durch eine an der dem Betätigungsorgan
zugeordneten Seite befindliche Gehäuseöffnung in das Gehäuse hineinreicht,
bewegbar gelagert. Bei Betätigung
des Betätigungsorgans
wirkt der Schaltzapfen schaltend auf das Kontaktsystem ein. Zur
Abdichtung des Inneren des Gehäuses
ist am Gehäuse
eine die gesamte Gehäuseöffnung mitsamt
der Wippe überspannnende Dichtmembran
befestigt.
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Bei
dem bekannten Schalter befindet sich die Dichtmembran zwischen der
Kappe und der Wippe. Dadurch muß sich
die Dichtmembran um scharfkantige Krümmungen legen, so daß die Dichtmembran nach
gewisser Gebrauchsdauer brüchig
werden kann. Weiter ist die Dichtmembran im wesentlichen zentral
um den Schaltzapfen angeordnet, wobei Schadstoffe bis zu diesem
zentralen Bereich vordringen können.
Es besteht dann die Gefahr, daß die Schadstoffe
durch Kapillarwirkungen an den Befestigungsstellen zwischen Dichtmembran
und Gehäuse in
das Innere des Gehäuse
eindringen und zerstörerisch
auf das Kontaktsystem einwirken können. Da die gesamte Gehäuseöffnung von
der Dichtmembran überspannt
ist, ist ein Druckausgleich bei Betätigung des Schalters im Inneren
des Gehäuses
nur eingeschränkt
möglich.
Dadurch kann ein die Kapillarwirkung noch verstärkender Pumpeffekt bei Betätigung des
Schalters entstehen. Zudem ist die Anordnung eines Leuchtmittels
für die
Beleuchtung des Schalters nur eingeschränkt möglich, da das Licht durch die
Dichtmembran weitgehend abgeschirmt wird.
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Aus
der
EP 0 404 718 A2 ist
ein wasserdichter Drucktastenschalter für die Anordnung an einer mit
einer Leiterplatte versehenen Montageplatte bekannt. Der Schalter
besitzt einen an der Montageplatte angeordneten Führungsflansch,
in dem eine Führungsbuchse
mit einer daran fixierten Tastenkappe bewegbar gelagert ist. Eine
Dichtmembran in der Art einer hülsenförmigen flexiblen
Kalotte ist mittels des einen Randbereichs an der Montageplatte
befestigt und mittels des anderen Randbereichs zwischen der Führungsbuchse
und der Tastenkappe eingeklemmt. Dieser für die Leiterplatten-Montage
bestimmte Schalter weist kein eigenes Gehäuse auf.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Abdichtung des Schalters
in das Innere des Gehäuses
zu verbessern, so daß die
Lebensdauer des Schalters vergrößert und
die Gefahr der Zerstörung des
Schalters durch Schadstoffeinflüsse
weitgehend ausgeschlossen wird.
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Diese
Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen elektrischen Schalter durch
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Der
Schalter ist insbesondere als Wippschalter ausgebildet. Der Teil
der Dichtmembran, der der jeweils betätigten Seite der Wippe zugeordnet
ist, ist dann in etwa faltenbalgartig im Innenraum der Wippe aufgenommen.
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Zur
einfachen Befestigung kann die Dichtmembran am Gehäuse sowie
dem Betätigungsorgan eingeklemmt
sein. Vorteilhafterweise kann zur Befestigung der Dichtmembran an
deren Randbereich auch jeweils eine Wulst ausgebildet sein. Diese Wulst
greift in eine korrespondierende Nut am Betätigungsorgan sowie der Gehäusewand
ein. Insbesondere kann die Wulst auch mit einer Art von Schnappeffekt
in die Nut eingreifen, so daß die
Dichtungsmembran am Schalter eingespannt ist.
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Als
Material zur Herstellung der Dichtmembran wird ein elastisches Material,
wie Gummi, Silikon-Kunststoff, ein thermoplastisches Elastomer o. dgl.,
gewählt.
Bei Verwendung eines thermoplastischen Elastomers läßt sich
die Dichtmembran als Spritzgießteil
herstellen, wobei die Dichtmembran auch beispielsweise in der Art
eines Zweikomponenten-Spritzgießteils
am Betätigungsorgan
oder der Gehäusewand
angespritzt werden kann.
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Um
die Befestigung des Schalters an einem elektrischen Gerät zu erleichtern,
kann sich an der Gehäusewand,
die sich an die die Gehäuseöffnung enthaltende
Seite des Gehäuses
anschließt,
ein ringsumlaufender Flansch befinden. Der Flansch überdeckt
die Gehäusewandung
um einen Gehäuseausschnitt
am elektrischen Gerät.
Es bietet sich dann an, einen Randbereich der Dichtmembran am Flansch
zu befestigen, indem beispielsweise der Randbereich zwischen dem
Flansch und der Gehäusewandung
des elektrischen Geräts
eingeklemmt ist, wodurch gleichzeitig eine Abdichtung des Gehäuseausschnitts
erzielt wird. Um zusätzlich
noch eine Verbesserung der Abdichtung des Gehäuseausschnitts am elektrischen
Gerät zu
erreichen, kann an dem dem Flansch zugeordneten Randbereich der Dichtmembran
eine zusätzliche,
ringsumlaufende Dichtlippe an der der Gehäusewandung des elektrischen
Geräts
zugewandten Seite angeordnet sein.
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Außerdem kann
das Betätigungsorgan
in einfacher Weise beleuchtbar ausgestaltet werden, indem das Leuchtmittel
in dem offenen, vom Randbereich umgebenen Bereich der Dichtmembran
im Innenraum des Betätigungsorgans
plaziert wird.
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Die
mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß die
Lebensdauer der Dichtmembran vergrößert ist, indem zum einen die an
sich empfindliche Dichtung durch das übergreifende Betätigungsorgan
geschützt
ist und zum anderen der den Schaltzapfen umgebende Bereich von der Dichtmembran
nicht vollständig überspannt
ist. Dadurch findet weiterhin bei Betätigung des Schalters ein Druckausgleich
statt, so daß ein
Pumpeffekt bei der Betätigung
vermieden ist. Die Dichtmembran befindet sich im äußeren Bereich
des Gehäuses,
in Entfernung von dem den Schaltzapfen umgebenden Zentralbereich,
wodurch Schadstoffe mittels der Dichtmembran bereits am äußeren Umfang
des Gehäuses
abgeleitet werden, bevor sie in den Zentralbereich bis zum Schaltzapfen
vordringen können. Dadurch
ist ein Einziehen oder Eindringen von Schadstoffen in das Gehäuse des
Schalter nicht zu befürchten.
Außerdem
ist die Dichtmembran aufgrund des übergreifenden Betätigungsorgans
nach Montage des Schalters am elektrischen Gerät von der Außenseite
nicht mehr sichtbar, was aus gestalterischen Gründen häufig gewünscht ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
und Weiterbildungen der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und
werden im folgenden näher
beschrieben. Es zeigt die
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Fig.
einen Schnitt durch einen elektrischen Schalter.
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Ein
als Wippschalter ausgebildeter elektrischer Schalter 1 ist
in der Figur näher
gezeigt. Der elektrische Schalter 1 besitzt ein Gehäuse 2,
in dem sich ein Kontaktsystem 3 befindet. Das Kontaktsystem 3 besteht
aus einem Festkontakt 4 und einem Schaltkontakt 5.
Der Schaltkontakt 5 ist in der Art eines Hebels an einem
elektrischen Anschluß 6 drehbar
gelagert. Ein weiterer elektrischer Anschluß 7 steht mit dem
Festkontakt 4 in elektrischer Verbindung. Die elektrischen
Anschlüsse 6, 7 ragen
an der Unterseite aus dem Gehäuse 2 des
Schalters 1 heraus.
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An
der Oberseite 15 des Gehäuses 2 ist ein Betätigungsorgan 8,
das vorliegend als drehbar am Gehäuse 2 gelagerte Wippe
ausgebildet ist, bewegbar gelagert. Am Betätigungsorgan 8 ist
ein Schaltzapfen 9 angeordnet, der durch eine an der dem
Betätigungsorgan 8 zugeordneten
Seite 15 befindliche Gehäuseöffnung 10 in das Gehäuse 2 hineinreicht. Der
Schaltzapfen 9 wirkt in bekannter Weise über eine
mittels einer Feder 11 belastete Kugel 12 auf den
Schaltkontakt 5 ein. Dadurch wird bei Betätigung des
Betätigungsorgans 8 durch
den Benutzer das Kontaktsystem 3 geschaltet.
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Wie
man unmittelbar erkennt, ist das Gehäuse 2 bis auf die
Gehäuseöffnung 10 allseitig
geschlossen. Um ein Eindringen von Schadstoffen an der Gehäuseöffnung 10 in
das Innnere des Gehäuses 2 zu
verhindern, ist zunächst
das Betätigungsorgan 8 mit
einem in etwa topfförmig
ausgestalteten Innenraum 14 versehen, der die die Gehäuseöffnung 10 enthaltende
Seite 15 des Gehäuses 2,
nämlich
die Oberseite, überdeckt.
Weiter befindet sich am Gehäuse 2 eine
der Gehäuseöffnung 10 zugeordnete Dichtmembran 13.
Die Dichtmembran 13 ist als eine Art hülsenförmiger Balg mit zwei einander
gegenüberliegenden
Randbereichen 16, 17 ausgebildet, wobei die beiden
Randbereiche 16, 17 jeweils eine zugeordnete Öffnung in
der Dichtmembran 13 vollständig umgeben. Ein Randbereich 16 ist
im Innenraum 14 am Betätigungsorgan 8 und
der andere Randbereich 17 an der Gehäusewand 18, die sich
an die die Gehäuseöffnung 10 enthaltenden
Seite 15 anschließt,
befestigt.
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Zur
Befestigung der Dichtmembran 13 kann am Randbereich 16, 17 der
Dichtmembran 13 jeweils eine Wulst 28, 29 ausgebildet
sein. Die Wulst 28 greift in eine korrespondierende Nut 30 am
Betätigungsorgan 8 ein.
Die Wulst 29 wiederum greift in eine korrespondierende
Nut 31 an der Gehäusewand 18 ein.
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Aufgrund
der Anordnung der Dichtmembran 13 ist wenigstens ein Teil
der Dichtmembran 13 bei Betätigung des Betätigungsorgans 8 in
etwa in der Art eines Faltenbalgs 19 im Innenraum 14 des
Betätigungsorgans 8 aufgenommen.
Insbesondere ist bei einem Wippschalter der Teil der Dichtmembran 13, der
der jeweils betätigten
Seite der Wippe zugeordnet ist, in etwa faltenbalgartig im Innenraum 14 der Wippe
aufgenommen, wie in der Figur anhand der linken Seite des Betätigungsorgans 8 zu
sehen ist. Dadurch ist die empfindliche Dichtmembran 13 vor Beschädigungen
durch das Betätigungsorgan 8 geschützt.
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In
einer Weiterbildung des als Wippschalter ausgebildeten Schalters 1 ist
die Wippe zweiteilig mit einem Aufnahmeteil 20 und einer
Betätigungskappe 21 ausgestaltet.
Am Aufnahmeteil 20 kann der Schaltzapfen 9 einstückig angeformt
sein. Die Betätigungskappe 21 ist
mittels Rasthaken 34 auf das Aufnahmeteil 20 auf
gerastet. Es bietet sich dann an, den Randbereich 16 der
Dichtmembran 13 zwischen einer Wandung 22 des
Aufnahmeteils 20 und einer im Innenraum 14 befindlichen
Fläche 23 der
Betätigungskappe 21 einzuklemmen.
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Solche
elektrischen Schalter 1 werden häufig an einem elektrischen
Gerät befestigt,
indem das Gehäuse 2 in
einem Gehäuseausschnitt
am Gerät mittels
Rastelemente 24 eingeschnappt ist. Ein derartiger Gehäuseausschnitt
mit einer Gehäusewandung 25 ist
an der rechten Seite des Gehäuses 2 mit gestrichelten
Linien angedeutet. Für
diesen Fall befindet sich an der Gehäusewand 18, die sich
an die die Gehäuseöffnung 10 enthaltende
Seite 15 des Gehäuses 2 anschließt, ein
Flansch 26. Der Flansch 26 kann um das Gehäuse 2 an
den Gehäusewänden 18 ringsumlaufend
angeordnet sein. Dieser Flansch 26 überdeckt bei Montage des Schalters 1 am
elektrischen Gerät
die Gehäusewandung 24 um
den Gehäuseausschnitt.
Es bietet sich dann weiter an, den Randbereich 17 der Dichtmembran 13 am
Flansch 26 zu befestigen, beispielsweise indem der Randbereich 17 über den
Flansch 26 gestülpt
und zwischen dem Flansch 26 und der Gehäusewandung 25 des elektrischen
Geräts
eingeklemmt ist. Hierbei kann selbstverständlich die Nut 31 zur
Aufnahme des Wulstes 29 dem Randbereich 17 der
Dichtmembran 13 zugeordnet, im Flansch 26 befindlich
sein.
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Dabei
ist vorteilhafterweise gleichzeitig der Gehäuseausschnitt am elektrischen
Gerät vor
dem Eindringen von Schadstoffen abgedichtet. Die Abdichtung des
Gehäuseausschnittes
kann noch weiter verbessert werden, indem an dem dem Flansch 26 zugeordneten
Randbereich 17 der Dichtmembran 13 eine zusätzliche
Dichtlippe 27 an der der Gehäusewandung 25 des
elektrischen Geräts
zugewandten Seite angeordnet ist. Die Dichtlippe 27 ist
aus darstellerischen Gründen
in der Figur übertrieben
groß eingezeichnet
und kann entlang des gesamten Randbereichs 17 an der Dichtmembran 13 umlaufend
vorgesehen sein.
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Die
Dichtmembran 13 kann aus Gummi, Silikon-Kunststoff o. dgl.
bestehen. Besonders bevorzugt ist die Verwendung eines thermoplastischen Elastomers
als Material für
die Dichtmembran 13, wobei deren Herstellung vorzugsweise
als Spritzgießteil
erfolgt. Man kann dann in einfacher Weise die Dichtmembran 13 bereits
in der Art eines Zweikomponenten-Spritzgießteils am Betätigungsorgan 8 oder
der Gehäusewand 18 anspritzen,
so daß die Montage
vereinfacht ist.
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Soll
das Betätigungsorgan 8 des
elektrischen Schalters 1 beleuchtbar ausgestaltet sein,
so kann ein Leuchtmittel 32 im Innenraum 14 des
Betätigungsorgans 8 angeordnet
sein. Aufgrund der hülsenförmigen Ausgestaltung
der Dichtmembran 13 besitzt die Dichtmembran 13,
wie bereits erwähnt, Öffnungen
im Randbereich 16, 17. Das Leuchtmittel 32 wird
nunmehr derart im Betätigungsorgan 8 angeordnet,
daß es
wenigstens teilweise dem offenen, vom Randbereich 16 umgebenen
Bereich 33 der Dichtmembran 13 zugeordnet ist.
Dadurch ist eine Beeinträchtigung
der Leuchtkraft des Leuchtmittels 32 vermieden.
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Die
Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel
beschränkt. Sie
umfaßt
vielmehr auch alle fachmännischen
Weiterbildungen im Rahmen des Erfindungsgedankens. So kann die Erfindung
nicht nur an Wippschaltern sondern auch an Druckschaltern o. dgl.
Verwendung finden.
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- 1
- elektrischer
Schalter
- 2
- Gehäuse
- 3
- Kontaktsystem
- 4
- Schaltkontakt
- 5
- Festkontakt
- 6,
7
- elektrischer
Anschluß
- 8
- Betätigungsorgan
- 9
- Schaltzapfen
- 10
- Gehäuseöffnung
- 11
- Feder
- 12
- Kugel
- 13
- Dichtmembran
- 14
- Innenraum
(von Betätigungsorgan)
- 15
- Seite
(von Gehäuse;
Oberseite)
- 16,
17
- Randbereich
(Dichtmembran)
- 18
- Gehäusewand
- 19
- Faltenbalg
- 20
- Aufnahmeteil
- 21
- Betätigungskappe
- 22
- Wandung
(an Aufnahmeteil)
- 23
- Fläche (am
Innenraum der Betätigungskappe)
- 24
- Rastelement
(an Gehäuse)
- 25
- Gehäusewandung
(an elektrischem Gerät)
- 26
- Flansch
- 27
- Dichtlippe
- 28,
29
- Wulst
- 30,
31
- Nut
- 32
- Leuchtmittel
- 33
- offener
Bereich (der Dichtmembran)
- 34
- Rasthaken