DE1965581C3 - Elektrischer Tastschalter - Google Patents

Elektrischer Tastschalter

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DE1965581C3
DE1965581C3 DE19691965581 DE1965581A DE1965581C3 DE 1965581 C3 DE1965581 C3 DE 1965581C3 DE 19691965581 DE19691965581 DE 19691965581 DE 1965581 A DE1965581 A DE 1965581A DE 1965581 C3 DE1965581 C3 DE 1965581C3
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Alexander Michael Elmsford; Swartz Jerome Long Island; N.Y. Adelson (V.StA.)
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Wild Rover Corp., Closter, N.J. (V.St.A.)
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Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Tastschalter mit einem federnden Kontaktelement, das einen flexiblen Teil und einen elektrischen Kontaktgabeteil aufweist, wobei der Kontaktgabeteil eine Anzahl Kontaktabschnitte besitzt und eine Festkontaktelementanordnung im Abstand von den Kontaktabschnitten liegt.
Bei einem elektrischen Tastschalter der eingangs genannten Art sind eine Anzahl von miteinander in Berührung stehenden Kontaktabschnitten in einer durchbiegbaren Matte angeordnet, welche sich bei einer Druckausübung gegen die Oberfläche der Matte derart verformt, daß die Kontaktabschnitte voneinander wegbewegt werden und dadurch ein elektrischer Stromkreis unterbrochen wird. Die Einrichtung ist dazu bestimmt, als Alarmanlage zu dienen, die durch einen Einbrecher ausgelöst werden kann oder aber auf unauffällige Weise einen Kontaktdruck auf die Matte, beispielsweise mittels des Ellenbogens, zu ermöglichen, um während eines Einbruchs ein Warnsignal abgeben zu können.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Tastschalter, der zur Erzielung einer geringen Betätigungskraft von beispielsweise etwa 20 oder 30 g mit dünnen und leichten beweglichen Kontakten ausgestattet sein muß, um eine weiche Federwirkung zu erhalten, so auszubilden, daß eine Kontaktverunreinigung und Anlagerungen infolge von Oxiden weitgehend vermieden werden. Die Gefahr einer Oxidbildung ist bei Tastschaltern besonders groß, weil bei derartigen Schaltern die Kontaktdrücke schwächer sind als bei Schaltern üblicher Ausbildung. Infolge der dünnen und leichten Ausbildung des Kontakts steht eine geringere Masse zur Aufnahme des Lichtbogen-Abbrandes und zur Aufnahme der Feinwanderung von Kontaktmaterial sowie mechanischen Verschleißes zur Verfugung.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kontaktabschnitte nebeneinander am flexiblen Teil des federnden Kontaktelements angeordnet sind und bei Betätigung des Schalters mittels Durchbiegung des flexiblen Teils eine Anzahl der Kontaktabschnitte in
Berührung mit der Festkontaktanordnung gelangt, und daß ferner der Abstand ^zwischen der Festkontaktanordnung und den Kontaktabschnitten kleiner als etwa 0,20 mm und so gewählt ist, daß das Verhältnis des Abstandes (d) zur wirksamen Länge L des flexiblen Teils des federnden Kontaktelements weniger als etwa 0,02 beträgt
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird bei Betätigung des Schalters eine im wesentlichen gleichzeitige breitflächige Lichtbogenverteilung als Folge einer elektrischen Kontaktbildung zwischen den Kontaktabschnitten und der Festkontaktanordnung erhalten.
Die erfindungsgemäßen Schalter können bei einer Betätigung durch 20 oder 30 g arbeiten, wobei eine zuverlässige Arbeitsweise über etwa 1 000000 Betätigungen aufrechterhalten wird, ein Kontaktwiderstand von 50 Milliohm erzielt und ein Spannungsstromstärkebereich von beispielsweise mehreren 100 Volt und bis zu 15 Ampere umfaßt wird.
Ein federndes Kontaktelement, welches Wellungen aufweist, deren Scheitel Kontaktgabeteile bilden, ist aus der US-PS 23 20 774 bekannt jedoch wird dort jeweils nur ein eng begrenzter Abschnitt des federnden Elements zur Kontaktgabe eingesetzt, während als Folge der Federausbildung des Elements die Betätigung weiterer Abschnitte gerade verhindert werden soll, so daß die bekannte Anordnung nicht in der erfindungsgemäßen Weise arbeiten kann.
Die Erfindung wird anschließend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 eine vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen kurzhubigen Tastschalters,
Fig.2 eine schaubildliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Schalters,
F i g. 3 eine auseinandergezogene Darstellung, welche die verschiedenen Teile des Schalters nach F i g. 2 zeigt, F i g. 4 eine Unteransicht des Schalters nach F i g. 2,
F i g. 5 in vergrößertem Maßstab eine Ansicht im Schnitt nach der Linie 5-5 in F i g. 4,
F i g. 6 in vergrößertem Maßstab eine Draufsicht des Schalters nach F i g. 2, teilweise weggebrochen,
F i g. 7 in vergrößertem Maßstab eins Ansicht des Schalters im Schnitt nach der Linie 7-7 in F i g. 6,
Fig.8 eine Schnittansicht eines anderen erfindungsgemäßen Schalters,
Fig.9, 10 und 11 vereinfachte Darstellungen von erfindungsgemäßen Reihenparallel-Schaltanordnungen,
F i g. 12 bis 26 vereinfachte Darstellungen verschiedener erfindungsgemäßer federnder Kontaktelemente.
In F i g. 1 ist das Wesen der Erfindung in Anwendung auf einen Schalter dargestellt, der ein gewelltes und elektrisch leitendes federndes Kontiktelement 30 besitzt welches Scheitel 30a und 306 aufweist welche im wesentlichen in zwei parallelen Ebenen liegen. Das Element 30 zeigt geneigte Teile 30c an seinen axialen Enden (von denen jeder einen Winkel 6 mit der Vertikalen bildet) und geneigte Teile 3Od zwischen den Scheiteln 30a und 306 (von denen jeder einen Winkel c mit der Vertikalen bildet. Die Enden des Elements 30 werden von Isolienstützen 32 getragen, die ihrerseits auf einem leitenden Basiselement 34 aufruhen. Eine Klemme 36 ist mit dem Basiselement 34 verbunden und eine Klemme 38 mit dem federnden Kontaktelement 30. Das Element 30 kann durch eine Kraft Q betätigt werden, die auf dieses ausgeübt wird und die das Element so durchbiegt, daß eine Vielzahl von Scheiteln 306 benachbart dem Basiselement 34 auf diesem anfliegen.
Die Scheitel 3OA des Elements 30 befinden sich in einem Abstand </(in der ^Richtung) vom Basiselement 34. Die Länge des Elements 30 ist mit L in der axialen oder X-Richtung bezeichnet Für ein solches Element steht die axiale Kraft Pxm der axialen Durchbiegung χ nach dem folgenden Ausdruck in Beziehung
P = kx
wobei k der axiale Federkoeffizient ist Wenn der Abstand d verhältnismäßig klein gewählt wird, so daß der Ausdruck d/L viel kleiner als Eins ist kann gezeigt werden, daß die Querdurchbiegung y sich zur Querkraft q wie folgt verhält
>Λ11Λ_!_
L a\kL) 3
Wenn der Ausdruck (2) nach Q aufgelöst wird, wird der folgende Ausdruck erhalten
Für eine verhältnismäßig kleine Durchbiegung, bei der d/L viel kleiner als Eins ist steht die Kraft die erforderlich ist, um eine solche Durchbiegung zu bewirken, durch eine Konstante
k
U
im Verhältnis zum Kubus der Durchbiegung. Dieses Kubusverhältnis ergibt eine Verstärkung der Durchbiegung in der y-Richtung im Vergleich zu der Verlagerung, die in der X-Richtung bei der gleichen Kraft erhalten werden würde. Zur Erläuterung kann der obige Ausdruck (2) in der folgenden Form neu angeschrieben werden.
Der Zähler Q stellt die Kraft dar, die in der Querrichtung ausgeübt wird, um eine Durchbiegung y hervorzurufen, während der Nenner ky die Federkraft darstellt die in der axialen oder in der X-Richtung ausgeübt werden müßte, um die gleiche Durchbiegung y zu erhalten. Der Quotient aus den beiden ist ein Kräftevergleich und steht im Verhältnis zum Quadral des Quotienten y/L· Es wurde festgestellt, daß das Verhältnis y/L für die Durchbiegung d zur Betätigung des Schalters im allgemeinen weniger als 0,02 sein soll Das Quadrat ist 0,0004, was anzeigt daß die Kraft Q, die zur Betätigung des Schalters erforderlich ist, in der Tai verhältnismäßig klein im Vergleich zu der Kraft ist, di« notwendig ist, um die gleiche Durchbiegung d in dei X- Richtung herbeizuführen.
Die obigen Ausdrücke zeigen die Verstärkung dei Durchbiegung an, die erfindungsgemäß verwendet wird um eine »Tastdruck«-Betätigung bei einem Schalter zi erhalten. Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 führ eine verhältnismäßig geringe Betätigungskraft Q, di< gegen das Element 30 ausgeübt wird, zu eine ausreichenden Durchbiegung für einen Kontakt zwi sehen den Scheiteln 306 und dem Basiselement 34 Wegen des verhältnismäßig geringen Trennungsabstan
des d zwischen den Scheiteln und dem Basiselement besteht die besondere Arbeitsweise des Schalters darin, daß ein Kontakt mit dem Basiselement über nahezu den ganzen Flächeninhalt des federnden Kontaktelements 30 hergestellt wird. Die in F i g. 1 dargestellte Grundform des Schalters ergibt daher einen Kontakt über einen großen Bereich zwischen den Schalterelementen. Ein Kontakt wird zwischen diesen Elementen durch die Vielzahl von Scheiteln 306 hergestellt Die Scheitel 306 bilden den Kontaktgabeteil des Elements 30 und sind elektrisch leitende Segmente, welche parallele elektrische Kontakte ergeben. Die Wellungen des Elements 30 machen dieses flexibel und bilden den federnden Teil dieses Elements. Jeder Scheitel 306 ergibt eine Berührungslinie, die in ihrer Erstreckung von der ,5 Abmessung des Elements 30 in einer Richtung senkrecht zu den x- und /Richtungen in F i g. 1 abhängt
Der eigentliche Kontakt wird an einer Vielzahl von Punkten in der »Linie« hergestellt, so daß der Kontakt zwischen jedem Scheitel 306 und dem Basiselement 34 als eine erweiterte Linie einzelner Punktkontakte betrachtet werden kann, die eine erweiterte Kontaktzone bilden. Die Vielzahl von Scheiteln 306 ergeben erweiterte Kronen paralleler Kontakte, wodurch der vom Schalter geführte Strom über die Zonen verteilt wird und die Stromverteilung über das Element 30 relativ gleichmäßig gemacht wird. Bei den herkömmlichen Schaltern, bei denen ein Kontakt nur an einem einzigen Punkt oder an wenigen solchen Punkten hergestellt wird, ist die Stromverteilung nicht gleichmä-Big und kann eine beträchtliche Verschweißung zwischen den Schalterelementen und ein Abbrand sowie eine Lichtbogenbildung stattfinden.
Wenn die Kraft Q nach unten gegen das Element 30 in F i g. 1 ausgeübt wird (die Kraft Q ist in F i g. 1 als Punktkraft gezeigt; dies ist eine wirksame Illustration der Kraft, die nicht punktförmig zu sein braucht sondern über den ganzen Bereich des Elements 30 ausgeübt werden kann), so daß im wesentlichen alle Scheitel 306 gleichzeitig das Basiselement 34 berühren. Der Kontakt über einen großen Bereich wird noch dadurch gefördert wenn das Element 30 gekrümmt vorgesehen wird (konkav zum Basiselement 34). Nach der Betätigung zum Kontakt mit dem Basiselement 34 liegen die Scheitel 306 in einer Ebene und machen guten ^5 Kontakt mit dem Basiselement Es können einige Kontakte aufeinanderfolgend entstehen, jedoch können infolge der Vielzahl der betroffenen Scheitel 306 verschiedene Kombinationen von Scheiteln Kontakt mit dem Basiselement 34 zu verschiedenen Zeitpunkten machen. Auf diese Weise können sich die Wege des tatsächlichen Stromflusses von Betätigung zu Betätigung verändern, so daß durch das Element 30 praktisch eine wahllose bzw. willkürliche Verteilung der Stromwege erhalten wird. Dies trägt zur Lebensdauer des Schalters so bei, daß der Stromfluß nicht auf irgendwelche besondere Kontaktzonen beschränkt ist
Zur weiteren Erläuterung der Arbeitsweise des Schalters nach F i g. 1 wird darauf hingewiesen, daß es bekannt ist, daß, wenn zwei nominell glatte, flache Oberflächen in scheinbaren Kontakt über einen wesentlichen Bereich gebracht werden, der tatsächliche Kontakt nur an einer kleinen Anzahl mikroskopisch kleiner Bereiche stattfindet Drei solche Kontaktbereichpunkte genügen, die beiden Flächen zu lokalisieren. &s Daher ist nur ein kleiner Bruchteil der verfügbaren mechanischen Kontaktfläche bei den herkömmlichen Schaltern elektrisch lotend. Die Bauform nach Fig. 1, bei der das federnde Element 30 mit erweitertem Kontakt von periodischer Gitterlinien- oder gewellte^ Form verwendet wird, um Mehrfachpunktleitungsberei ehe zu erzielen, wird ein viel größerer Teil dei scheinbaren Kontaktfläche benutzt, so daß sie einei Gestaltung mit einer einzigen äquivalenten scheinbarer Fläche weit überlegen ist. Der Schalter ergibt eine annähernd gleichzeitige oder systematische Folge gesteuerter Stöße zur Verringerung des Kontaktwider Standes und der Verlustleistung, der Verteilung de Lichtbogenbildung und zur Herabsetzung des mechani sehen Verschleißes, der Materialwanderung u. dgl. Bei dieser Bauform wird eine angemessene Strombelastbar keit trotz der dabei angewendeten geringen Kräfte^ erzielt, d. h.
Ra
YQ
wobei R der Kontaktwiderstand im eingeschalteten Zustand ist, der für ein geringes Q normalerweise groß ist Dies wird durch die große Gesamtkontaktfläche erreicht Da der Kontakt durch einzelne Abschnitte in paralleler Anordnung hergestellt wird, kann eine Anzahl von Abschnitten Fehler bei der Herstellung des Kontakts aufweisen, wobei jedoch die übrigen strom führenden Abschnitte die Wirkungen solcher Fehler überwinden. Beispielsweise können unvoraussagbare Zufälle ein vorzeitiges Ausfallen eines einzelnen Abschnitts verursachen, d. h. an einem der Scheitel 136, beispielsweise ein ernster lokalisierter Lichtbogenüber gang, ein Abbrand oder das Eindringen eines nichtlei tenden Staubteilchens, das nicht weggewischt wird, jed< von welchen Ursachen das Versagen eines herkömmli chen Schalters zum Schließen eines Stromkreises verursachen kann. Ein solches Problem hat lediglich eine Verringerung des Wirkungsgrades des Schalters nach F i g. 1 (beispielsweise eine Verringerung um 5% zu Folge, ohne daß die grundsätzliche Nutzbarkeit de: Schalters beeinträchtigt wird. Die leistung des Schal ters wird daher wegen der verschiedenen Zahlen von Scheiteln, die zur Kontaktherstellung zusammenwirken können, nicht ernstlich verschlechtert, sofern nicht viele solche Scheitel ausfallen.
Wenn das Federelement 30 gebogen wird, bewegen sich die Scheitel 306 etwas in der Richtung der x-Achse, da die winkelige Lage 6 und eder Teile des Elements 30 eine Wischwirkung verursacht, die sich im Sinne de Herstellung eines guten Kontakts auswirkt und ferner Verschweißungen bricht, die sich zwischen dem Element 30 und dem Basiselement 34 gebildet haben können, wie nachfolgend näher erläutert wird.
Der Schalter nach F i g. 1 stellt einem nichtlinearen mechanischen Tastmechanismus unter Verwendung von Bauelementen und Materialien dar, weit innerhalb eines angemessenen linearen Gestaltungsbereichs (linear mit bezug auf die x-Richtung) fallea Wie nachstehend nähe; erläutert wird, kann ein weiterer Bereich von Abständen d, Druckempfindlichkeit und Nennspannungen und -Stromstärken dadurch erhalten werden, daß eine Anzahl verschiedener physikalischer Parameter der Grundform des Schalters, wie in Fig. 1 gezeigt, einschließlich des Materials und der Dicke des federnden Kontaktelements, der Formungstechnik, der Winkel 6 und c, der äußeren mechanischen Verbindun gen und der Zahl und der Größe der erweiterten Kontaktabschnitte oder Scheitel 306, verändert wird. Druckempfindlichkeitsveränderungen von Schalter zu
Schalter machen die Grundform des Schalters als Druckwand geeignet, der zum Beispiel in jedem Falle so eingestellt wird, daß er zum Schließen eines Stromkreises auf Grund einer gegebenen ausgeübten Kraft betätigt wird.
Der Kontaktabstand bei offenem Stromkreis, beispielsweise der Abstand d in Fig. 1, und der Verankerungslaschenwinkel (b in Fig. 1) sind kritisch bei der Bestimmung des Aktivierungsdruckes, der zur Betätigung des Schalters erforderlich ist. Der Spaltab- ,0 stand c/wird normalerweise zwischen 0,06 und 0,10 mm (0,0025) und (0,004") gehalten, kann jedoch bis zu 0,20 mm (0,008') betragen. Durch den kurzen Hub wird das Gefühl vermieden, daß der Schalter tatsächlich zur Betätigung niedergedruckt wird, so daß die Empfindung einer einfachen Tastberührung des Schalters erhalten wird. Der Verankerungslaschenwinkel ist wichtig: die zur Aktivierung erforderliche Kraft und die Fähigkeit des federnden Kontaktelements 30, zu ihrem ursprünglichen Spalt d zurückzukehren, kann dadurch geregelt werden, daß der Verankerungslaschenwinkel sowie die Abmessungen und die Materialeigenschaften des federnden Leiters selbst dementsprechend eingestellt werden. Die Federrückführung dieses biegsamen Leiters trägt ebenfalls dazu bei, jede Verschweißung beim Schließen und öffnen des Stromkreises zu vermeiden, was zusammen mit dem Walzen und Gleiten die erwähnte Selbstreinigungswirkung ergibt Je größer der Verankerungslaschenwinkel, desto geringer ist der Aktivierungsdruck, der erforderlich ist, wodurch auch der Spaltabsiand d und die erzeugten Rückstellkräfte verringert werden. Es wurde festgestellt, daß der Wirkungsgrad der Bauform im Gebrauch sich verbessert, da die Kontaktpunkte das Bestreben haben, sich selbst in volle Ausfluchtung einzubrennen, wodurch ein wahrer vielfacher, wenn nicht gleichzeitiger, Kontakt erhalten wird.
Fig.2 zeigt eine schaubildliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Schalters. Wie sich aus F i g. 2 sowie aus F i g. 3 ergibt, welch letztere eine auseinandergezogene Darstellung des Schalters, die alle seine Teile zeigt gibt besitzt der Schalter ein Gehäuse 40, das Bohrungen 42 und 44 enthält Zwei Basis- oder Klemmenelemente 46 und 48 sind in diesen Bohrungen angeordnet Gewöhnlich werden diese Klemmenelemente beim Preßformen des Gehäuses 40 mit eingeformt Das Gehäuse 40 ist vorzugsweise aus einem Kunststoff. Ein Metallring 50, beispielsweise aus Aluminium, dient als Wärmeableiter sowie als Abstützfläche für die Ränder eines federnden Kontaktelements 52 Das Element 52 weist eine Platte 52a auf (geringfügig gekrümmt), die als der federnde TeU des Elements dient An der Platte ist eine Anzahl Drähte 54 befestigt, welche den Kontaktgabetefl des Elements 52 bilden und zur Berührung der Klemmenelemente 46 und 48 dienen. Eine Scheibe 56 (z. B. eine Phenolharzscheibe), ist über dem federnden Kontaktelement 52 angeordnet und eine klare Folie 58, beispielsweise aus Mylar, vervollständigt die Bauelemente des Schalters.
Fig.4 bis 7 zeigen die Einzelheiten des in Fig.2 dargestellten fertigen Schalters. Der Ring 50 ist innerhalb einer Nut 50a im Gehäuse 40 angeordnet Die Enden des federnden Kontaktelements 52 ruhen auf dem Ring 50 auf, wie in Fig.6 gezeigt, so daß das Element 52 in seiner Stellung im Schalter gehalten werden kann, wobei seine Ecken innerhalb von Nuten 60 (siehe auch Fig.3) gehalten werden. Wenn das Element 52 auf den Ring 50 aufgelegt wird, kommen die an der Unterseite des Federelements befestigten Drähte 54 über den Klemmenelementen 46 und 48 zu liegen.
Bei der Herstellung der Einheit werden, wie erwähnt die Klemmenelemente 46 und 48 gewöhnlich mit eingeformt. Zuerst wird der Ring 50 aufgelegt, worauf das Element 52 mit den Drähten 54 folgt. Sodann wird die Scheibe 56 aufgelegt und auf diese die klare Folie 58. Der ganze Schalter wird hierauf in der Weise geschlossen, daß ein Rand 40a des Gehäuses so umgebogen wird, daß er die in F i g. 4 und 7 gezeigte Stellung einnimmt, wodurch das Schichtgebilde aus dem Element 52, der Scheibe 56 und der Folie 58 in seiner Lage gehalten wird.
Wie in F i g. 4 und 5 gezeigt, sind die Basis- bzw. Klemmenelemente 46 und 48 mit Schrauben 70 und 72 versehen, durch welche elektrische Leiter 76 und 78 zu diesen Elementen befestigt werden können. Die elektrischen Leiter können in Nuten 80 und 82 im Gehäuse 40 angeordnet werden.
Beispielsweise Abmessungen für den vorangehend beschriebenen Schalter können sein ein Durchmesser von etwa 25,4 mm (etwa 1") und eine Tiefe von etwa 7,6 mm (0,300"). Der Abstand zwischen den Leitern oder Drähten 54 an der Unterseite des Elements 52 und der Oberseite der Klemmenelemente 46 und 48 kann etwa 0,10 bis 0,13 mm (0,004 bis 0,005") betragen. Das Element 52 kann aus Messing hergestellt sein, etwa 0,05 mm (0,002") dick sein, und die Drähte 54 können vorteilhaft aus Silber-Kadmiumoxyd mit einem Durchmesser von 0,23 bis 0,43 mm (0,009 bis 0,017") sein (wobei bei der dargestellten Ausführungsform insgesamt 8 Drähte in Abständen von 1,27 mm (0,050") voneinander vorgesehen sind). Der Ring 50, von dem angegeben wurde, daß er auch als Wärmeableiter dient kann ein Aluminiumring mit einer Dicke von 1,27 mm (0,050") sein. Die Dicke wird entsprechend dem gewünschten Spalt zwischen der Oberseite der Klemmenelemente 46 und 48 und den Drähten 54 verändert In diesem Zusammenhang ergibt sich insbesondere aus F i g. 7, daß der Ring 50 die Fläche des Elements 32 in einem kleinen Abstand von einer Fläche 40ö des Gehäuses weg hält Die Fläche 40fe dient als Anschlag, welcher die Verlagerung des Federelements 52 begrenzt, so daß, wenn eine übermäßige Kraft Q auf das Federelement ausgeübt wird keine übermäßige Durchbiegung stattfindet
Die Klemmenelemente 46 und 48 können aus Messing mit einer Kontaktfläche an ihrer Oberseite aus Silber-Kadmiumoxyd, wie die in F i g. 7 gezeigte Fläche 48a, hergestellt werden.
Der vorangehend beschriebene Schalter verwendet eine geringe Kraft und einen geringen Hub, um eine wahre mechanische Tastdruckbetätigung zu erhalten, wie vorangehend beschrieben. Das Element 52 ist gewöhnlich geringfügig gekrümmt (nach nnten konkav — siehe F i g. 7), um die Schalterwirkung zu unterstützen. Das Element weist keine zusammengesetzten Kurven auf, so daß die Drähte 54 gerade sind. Die beschriebene Schalterausführungsform kann gewöhnlich bis zu etwa 3 Ampere bei 117 Volt Wechselstrom-Netzspannung betrieben werden.
Das Federelement hat einen Federkoeffizienten k in einer axialen oder A--Richtung und der Spalt {/zwischen den Drähten 54 und der Oberseite des Klemmenelements 48 ist so klein gewählt, daß die Kraft Q, die zum Kontaktschluß innerhalb des Schalters erforderlich ist, zum Kubus der Durchbiegung im Verhältnis steht, wie erwähnt.
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Einer der Vorteile des Schalters nach Fi g. 6 besteht darin, daß ein verhältnismäßig gutes federndes Material, wie Messing, verwendet werden kann, während ein verhältnismäßig gutes Kontaktmaterial, wie Silber-Kadmiumoxyd, für das eigentliche Kontaktgabeelement verwendet werden kann. Die Federungseigenschaften werden im wesentlichen durch das eine Material erzielt, während die Strombelastbarkeit durch ein anderes, besser geeignetes Material erreicht wird.
Eine Schwierigkeit bei herkömmlichen Kontaktschal- ,0 tern und ein Problem, das bei den Schaltern nach Fi g. 1 bis 6 auftritt, ist eine unerwünschte Einschaltstörung, d. h. ein elektrischer Kurzschlußzustand an einem oder mehreren Abschnitten des Schalters. Zur Überwindung dieses Fehlers und um gleichzeitig dem Problem eines ,5 Niederspannungs-Zusammenbruchs entgegenzuwirken, der durch den notwendigerweise geringen Abstand der Schalterelemente hereingebracht wird, ist eine Mehrfach-Reihenspalttechnik vorgesehen. Im besonderen ist, wie bei dem in F i g. 6 dargestellten Schalter ersichtlich, eine erste Reihe Spalte 40 zwischen dem Klemmenelement 46 und den Drähten 54 vorhanden und eine zweite Reihe Spalte zwischen den Drähten 54 und dem losen Element 48, die geschlossen werden müssen, um eine elektrische Verbindung zwischen den Klemmendementen zu schließen. Auf diese Weise wird eine integrale Reihenparallel-Mehrfach-Unterbrechurigswirkung erhalten. Die Reihenspalte befinden sich zwischen den Klemmenelementen und den Drähten, während die Parallelanordnung durch die elektrisch parallel geschalteten Drähte 54 erhalten wird, von denen jeder einem der Scheitel 30Z» in der Schalterrundbauform der F i g. 1 entspricht Was erzielt wird, ist eine Reihenunterteilung eines Lichtbogens unter den einzelnen in Reihe geschalteten Segmenten des Schalters, d.h. zwischen dem Klemmenelement 46 und einem oder mehreren der Drähte 54 und zwischen einem oder mehreren der Drähte 54 und dem Klemmenelement 48. Die Wahrscheinlichkeit von Reihengleichzeitigkeii wird stark erhöht durch die innere Parallelkonstruktion unter Verwendung von Scheiteln 306 oder Drähter· 54. Die Zahl möglicher Kombinationen für die Überbrückung der beiden Klemmenelemente 46 und 48 durch die Drähte 54 ist N2, wobei Ndie Zahl der Drähte 54 ist und die Platte 52a als aus leitendem Material, bestehend angenommen ist Hierbei ist zu erwähnen, daß bei jeder Zahl von Drähten kleiner als N die Kontaktbildung ausbleiben kann, während andere Drähte die Verbindung vervollständigen, so daß der Schalter weiterarbeitet Im wesentlichen hat dann die Reihenparallelanordnung die Lichtbogenspannung innerhalb des Schalters beträchtlich herabgesetzt, die Möglichkeit unerwünschter Einschaltstörungen ausgeschaltet und die Ausschaltzustandspalt- bzw. reine Wiederkehrspannung des Schalters wirksam vervielfacht am einen Überschlag infolge von Leitungseinschaltstößen zu vermeiden, wobei der kurze Hob von beispielsweise 0,10 mm (0,004"), der für eine wahre Tastdrucfcbetätigung notwendig ist, aufrechterhalten wird.
Die Theorie, weiche das Verhalten von Mehrfachunterbrechungen erklärt, sagt nicht nur voraus, daß die Mehrfachspaltanordnung wirksamer als ein einziger Spalt von äquivalenter Breite ist, selbst wenn sie mit einer entsprechenden Geschwindigkeit erzeugt wird, sondern es wird auch die Lichtbogendauer selbst um mehr als 50% dadurch herabgesetzt, dafi die Zahl der Unterbrechungen oder Spalte erhöbt wird. Hieraus ergibt sich, daß die gesamte Herabsetzung durch den inneren Reihenparallelmoduls der Lichtbogenbildung beträchtlich ist und eine Herabsetzung nutzloser und schädlicher Schaltenergie darstellt.
Das federnde Kontaktelement kombiniert aus dem biegsamen Element 52 und den Drähten 54 nach F i g. 6 zeigt eine ausgesprochene Selbstreinigungs- und Wälzwirkung bei Tastbetätigung zusammen mit verstärkten Stoßdrücken infolge der scharfen Krümmung der eigentlichen Draht- und Kontaktsegmente.
F i g. 8 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform eines Schalters mit einem Gehäuse 80, das mit einem Gewinde 80a versehen ist. Das Gehäuse ist mit zwei Basis- bzw. Klemmenelementen 82 und 84 versehen, die in F i g. 9 gezeigt sind. Die Klemmenelemente weisen Stifte 86 und 88 auf, die in sie eingeschraubt sind und zur Herstellung eines elektrischen Kontakts mit den Klemmenelementen dienen.
Ein gewelltes federndes Kontaktelement 90 mit Drähten 92 an seinen unteren Scheiteln ist über den Basiselementen 82 und 84 angeordnet In F i g. 9 sind die Drähte 92 mit gestrichelten Linien dargestellt, um die relative Lage zwischen den Drähten und den Basiselementen anzuzeigen.
Die Enden des Elements 90 werden durch einen Ring 94 in ihrer Lage gehalten. Ein nach oben gebogener Flansch 94a dieses Ringes dient als Anschlag, gegen welche eine Stabilisierplatte % zur Anlage kommt, um den Hub des Elements 90 zu beschränken und dadurch eine Beschädigung des Schalters zu vermeiden. Die Stabilisierplatte wird ihrerseits durch eine Betätigungsplatte 98 betätigt, die von einer Feder 100 getragen wird, welche auf dem Ring 94 aufliegt Ein weiterer Ring 102 hält die Feder 100 in ihrer Lage. Ein mit einem Innengewinde versehener Außenmantel 104 ist auf das mit einem Außengewinde versehene Gehäuse 80 aufgeschraubt, um die Konstruktion des Schalters zu vervollständigen. Zur Betätigung des Schalters wird die Betätigungsplaue 98 berührt. Diese Platte steht mit der Stabilisierplatte durch einen Vorsprung 98a in Verbindung, so daß die Kraft im wesentlichen punktförmig auf die Mitte der Stabilisierplatte aufgebracht wird. Das Element 90 wird so abwärts bewegt, daß die Drähte 92 die Klemmenelemente 82 und 84 berühren, wie bei dem vorangehend beschriebenen Schalter nach F i g. 1 bis 7.
Durch die Stabilisierplatte werden die Eigenschaften des federnden Kontaktelements wirksam verändert, wie nachfolgend näher beschrieben wird, je nachdem, wie die Platte am Element angebracht bzw. befestigt ist
F i g. 9 zeigt das Verhältnis zwischen den Drähten 92 und den Basis- bzw. Klemmenelementen 82 und 84. Fig.9 stellt eine Reihenparallel-Kontaktanordnung dar, welches die gleiche Reihenparallelanordnung wie bei dem Schalter nach F i g. 1 bis 7 ist, nämlich es vervollständigen die Drähte 92 die Reihenschaltung zwischen den in Reihe geschalteten Klemmenelementen 82 und 84. Die Drähte 92 bilden jedoch parallele Verbindungen zwischen diesen Klemmenelementen. Eine andere Anordnung ist in Fig. 10 gezeigt, bei der eine kompliziertere Reihenanordnung verwendet wird. Bei der Ausführungsform nach Fig. 10 werden Basiselemente 110 und 1Ϊ2 sowie ein Basiszwischenelement 114 verwendet Parallelgeschaltete Drähte 116, die von einem federnden Kontaktelement wie das in Fig.3 gezeigte getragen werden, werden mit den Basiselementen 110 und 112 und mit dem Basiszwischenelement 114 in Kontakt gebracht Wenn das Basiselement 110 eine Eingangsklemme ist und das Basiselement 112 eine Ausgangsklemme, vervollständigen die Drähte einen
elektrischen Stromkreis zwischen den beiden Klemmen dadurch, daß sie die eine Verbindung zwischen den Elementen 110 und 114 bilden und die andere Verbindung zwischen den Elementen 114 und 112. Die zusätzliche Reihenanordnung verteilt die Spannungen über die vielen Spalte, die gebildet werden, um die Wirkungen der Lichtbogenbildung u. dgl., wie vorangehend beschrieben, herabzusetzen.
F i g. 11 zeigt wieder eine weitere Ausführungsform mit vier gesonderten Basiselementen 120, 122, 124 und ,0 126. Eine erste Gruppe parallel angeordneter und elektrisch verbundener Drähte 128 ist so angeordnet, daß sie Kontakt mit den Basiselementen 120 und 122 hat, während eine zweite Gruppe parallel angeordneter und elektrisch verbundener Drähte 130 so angeordnet ,5 ist, daß sie Kontakt mit den Basiselementen 124 und 126 hat Gewöhnlich sind die beiden Gruppen von Drähten voneinander isoliert, jedoch können sie von einem einzigen federnden Element (nicht gezeigt) getragen werden. Die Anordnung nach Fig. 11 ist beispielsweise als einpoliger Schalter geeignet, in welchem Falle die Basiselemente 120 und 126 Eingangs- bzw. Ausgangsklemmen bilden können. Die Basiselemente 122 und 124 würden elektrisch verbunden sein.
Bei der Betätigung des Schalters dadurch, daß die Drähte 128 und 130 gegen die jeweiligen Basiselemente bewegt werden, werden folgende Verbindungen gebildet: die Drähte 128 überbrücken die Basiseiemente 120 und 122, das Basiselement 122 ist mit dem Basiselement 124 verbunden, die Drähte 130 überbrücken die Basiselemente 124 und 126, um das Eingangssignal am Basiselement 120 mit dem Ausgangsbasiselement 126 zu koppeln. Wie ersichtlich, wird eine Vielzahl von Spalten zwischen den Drähten und den Basiselementen gebildet, wie in Fig.9 und 10 beschrieben, wobei ein Parallelbetrieb durch parallelgeschaltete Drähte 128, 130 erzielt wird.
Ein mehrpoliger Betrieb ist bei der Schalteranordnung nach Fig. 11 ebenfalls möglich. In diesem Falle würden alle Basiselemente voneinander elektrisch isoliert sein und würden die Drähte 128 von den Drähten 130 isoliert sein. Die Basiselemente 120 und 126 können Eingangsklemmen bilden, während die Basiselemente 122 und 124 Ausgangsklemmen bilden können. Die mit den Eingangsbasiselementen 120 und 126 gekoppelten Eingangssignale würden durch die Drähte 128 und 130 mit dem jeweiligen Ausgangsbasiselement 122 bzw. 124 gekoppelt werden.
Hieraus ergibt sich, daß der erfindungsgemäße Schalter ein einpoliger oder mehrpoliger Schalter sein kann. Je nach der Zahl der verwendeten Basiselemente und federnden Kontaktelemente kann ein Betrieb von »m«-EingangspoIen von »««-Ausgangspolen erzielt werden. Es können Gruppen von Drähten gesondert betätigt werden, wenn sie von gesonderten federnden Elementen getragen werden, oder es kann mehr als eine Gruppe von einem gemeinsamen federnden Element getragen werden.
F ϊ g. 12 bis 14 zeigen verschiedene Anordnungen von federnden Kontaktelementen und eine Stabilisierplatte wie bei der Ausführungsform nach Fig. 8. In Fig. 12 ist beispielsweise das Element 140 mit Drähten 142 an den unteren Scheiteln des gewellten Elements versehen. Die Stabilisierplatte 144 ist an mehreren der oberen Scheitel befestigt In F i g. 12 ist die Stabilisierplatte an den beiden Endscheiteln and an einem Mittelscheitel befestigt In Fig. 13 ist die Stabilisierplatte nur an zwei mittleren Scheiteln befestigt und in Fig. 14 ist die Siabilisierplatte nur an den beiden Endscheiteln befestigt. Je nach der Zahl der Scheitel, an denen die Stabilisierplatte befestigt ist, verändert, sich die Steifigkeit des Elements 140, wodurch die Tastdruckeigenschaften des Schalters verändert werden.
Fig. 15 zeigt eine weitere Anordnung mit einem federnden Kontaktelement 150, das durch ein Federmaterial 151 und durch eine Verkleidung 152 aus leitendem Material gebildet wird. Es kann daher die Federungsfunktion abgetrennt und im wesentlichen durch das Material 151 ausgeführt werden, während die Leitungsfunktion durch die Verkleidung 152 ausgeführt wird.
Fig. 16 zeigt eine weitere Ausführungsform des federnden Kontaktelements und eine Stabilisierplatte, bei welcher Isoliersegmente 160 die unteren Scheitel des federnden Kontaktelements von dem Basiselement 162 in Abstand halten.
Fig. 17 bis 26 zeigen eine Anzahl verschiedener Ausführungsformen des federnden Kontaktelements. In Fig. 17 weist das Element 116 einen gewellten Abschnitt 162 und ungewellte Abschnitte 164 und 166 auf, welche die Form waagerechter Teile haben können. Die waagerechten Teile 164 und 166 machen das Gebilde weicher als es der Fall sein würde, wenn der gewellte Teil 162 sich von dem einen Ende des Gebildes zu dessen anderem Ende erstrecken würde.
Fig. 18 zeigt ein federndes Kontaktelement 170 mit zwei gewellten Abschnitten 172 und 174 und einem Zwischenabschnitt 176 in Form eines umgekehrten V. Der mittige Teil 176 in Form eines umgekehrten V ergibt eine seitliche Bewegung der an den Scheiteln des Elements befestigten Drähte 178.
Fig. 19 zeigt ein Element 180, bei welchem sich der gewellte Teil von dem einen Ende des Elements zum anderen erstreckt. Drähte 182 sind an jedem zweiten Scheitel 184 befestigt. Die zwischenliegenden Scheitel 186 können etwas flach geformt sein, um den Drähten eine Gleitwirkung zu verleihen, wenn das Element betätigt wird.
Fig.20 zeigt ein federndes Kontaktelement 200 in gewellter Form, dessen Scheitel 202 in einer ersten Ebene liegen, während Scheitel 204 in einer zweiten Ebene liegen und Scheitel 206 und 208 in einer dritten Ebene. An den Scheiteln 206 sind Drähte 210 befestigt. Die Ausbildung nach Fig.20 ergibt eine höhere Packungsdichte der Drähte 210 mit bezug auf die Bauform nach F i g. 19. Ferner ergibt die Verwendung der zwischenliegenden etwas kleineren Scheitel 204 eine stärkere seitliche Bewegung als bei der Ausführungsform nach Fig. 19 und macht ferner die Wirkung etwas weicher. Eine Betätigungs- oder Stabilisierpiatte 212 ist in Fig. 20 mit strichpunktierten Linien dargestellt und gegen die Scheitel 202 angeordnet, was anzeigt daß die Betätigung des Elements durch diese Scheitel, die in der ersten Ebene liegen, stattfindet
F i g. 21 zeigt ein federndes Kontaktelement 220. Bei dieser Ausführungsform sind Drähte 222 vorgesehen, die elektrischen Kontakt mit einem Basiselement (nicht gezeigt) machen und es sind zwei solche Drähte für jede Kontaktzone des Elements vorhanden. Jedes Paar von Drähten ist an einem waagerechten flachen Teil 224 befestigt Das Element weist einen Verankerungslaschenwinkel b auf, mit welchem die Enden 226 des federnden Kontaktelements in den inneren Teil desselben erstrecken. Der innere Tea des Elements weist ferner weitere WinkeDagen für Tefle desselben auf, wie durch die Winkel cig und h dargestellt Die zwischenliegenden Wmkelstellungen verschiedener
Teile des Schalters beeinflussen die seitliche Bewegung der Drähte 222 und haben ferner eine Wirkung auf die Tastdruckeitenschaften des Elements.
F i g. 22 zeigt ein federndes Kontaktelement 230, bei welchem die Kontaktfunktion und die Federungsfunktion im wesentlichen voneinander getrennt sind. Die gewellten Abschnitte 232 und 234 sind an den Enden des Elements vorgesehen, um die notwendige Flexibilität und Federungswirkung zu erzielen. Die Kontaktfunktion wird im Mittelteil des Elements durch Drähte 236 ,0 erhalten, die starr von einem starren Zwischenplattenabschnitt 238 getragen werden. Die Ausführungsform nach Fig.23 ist der in Fig.22 dargestellten mit der Ausnahme ähnlich, daß eine Aufeinanderfolgefunktion vorgesehen ist und ferner die elektrische Kontaktfunktion nicht lediglich durch den Mittelteil ausgeführt wird. Das Element 240 der Ausführungsform nach Fig.23 weist gewellte Endteile 242 und 244 auf, sowie einen Mittelteil 246, der im wesentlichen starr ist, und an dem Drähte 248 befestigt sind. Die oberen Scheitel 250 der gewellten Abschnitte liegen in einer einzigen Ebene. Die unteren Scheitel der gewellten Abschnitte liegen jedoch in verschiedenen Ebenen. Wenn beispielsweise der gewellte Abschnitt 244 betrachtet wird, liegt einer der unteren Scheitel 252 in einer ersten Ebene, ein weiterer unterer Scheitel 254 in einer zweiten Ebene und ein dritter unterer Scheitel 256 wieder in einer anderen unteren Ebene. Die Scheitel 252, 254 und 256 tragen Drähte 258,260 und 262. Diese letzteren Drähte haben verschiedene Abstände von einem Basiselement (nicht gezeigt) und die Drähte machen aufeinanderfolgend Kontakt mit dem Basiselement, wenn das federnde Kontaktelement 240 betätigt wird. Im besonderen macht zuerst der Draht 262 Kontakt, sodann der Draht 260 und schließlich macht der Draht 258 Kontakt in dieser Gruppe von drei Drähte. Die Drähte des Elements können beispielsweise aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, so daß ein anfänglicher Kontakt zuerst mit einem Verhältnismäßig zähen Material hergestellt wird, das eine gute Lichtbogenunterdrückung ergibt, während die aufeinanderfolgenden Kontakte mit weicheren Materialien von geringerem Kontaktwiderstand gemacht werden.
F i g. 24 zeigt ein federndes Kontaktelement 270 mit gewellten Endteilen 272 und 274, einem gewellten Teil 276 im Mittelbereich des Elements und starre Zwischenteile 278 und 280. An den starren Teilen 278 und 280 sind Gruppen von Drähten 282 und 283 befestigt, die mit Basiselementen 284 und 286, welche mit strichpunktierten Linien dargestellt sind. Kontakt machen können. Das Material des Elements 270 soll leitend sein, um einen Leitungsweg zwischen den beiden Gruppen von Drähten 282 und 283 zu erhalten. Die Federwirkung wird im wesentlichen durch die seitliche gewellten Abschnitte 272 und 274 erzielt, während der mittlere gewellte Abschnitt 276 im wesentlichen eine Selbstreinigungswirkung herbeiführt (seitliche Bewegung der Gruppen von Drähten 282 und 283), sowie eine elektrische Verbindung zwischen diesen beiden Drähtegruppen. 6ο
F i g. 25 zeigt ein federndes Kontaktelement 290, das dem in F i g. 22 dargestellten Element 230 ähnlich ist. In diesem Falle sind die Drähte 236 der Ausführungsform nach Fig.22 durch ein gewelltes und flexibles Kontaktgabeelement 292 ersetzt, das an einem starren Plattenabschnitt 294 des Elements befestigt ist. Die gewellten Endabschnitte 296 und 298 entsprechen den gewellten Endabschnitten 232 und 234 in Fig. 22. Eine weitere Abänderung ist jedoch in Fig.25 insofer vorgenommen, als einige der oberen Scheitel de gewellten Endabschnitte am oberen Ende abgeflacl sind, wie bei 300 gezeigt, während zwei Scheit« abgerundet sind, wie bei 302 gezeigt Scheitel 300 un 302 haben verschiedene Höhen und eine Betätigung: bzw. Stabilisierplatte (nicht gezeigt) wird gegen di höheren Scheitel 302 anliegen. Die Tasteigenschafte des Elements 290 nach Fig.25 würden daher von de Tasteigenschaften des Elements 230 nach Fig.2 verschieden sein. Es findet bei der Ausführungsforn nach F i g. 25 wegen der oben abgeflachten Scheitel 30 eine stärkere seitliche oder Selbstreinigungswirkunj
Schließlich zeigt Fig.26 ein federndes Kontakt element 310, das dem Element 270 nach F i g. 24 ähnlicl ist Das Element 310 besitzt gewellte Endteile 312 um 314 und zwei starre Zwischenteile 316 und 318, die durcl einen flexiblen Teil 320 mit einem einzigen Scheite getrennt sind. Die starren Teile 316 und 318 betragen flexible und leitende gewellte Kontaktgabeelemente 322 und 324, von denen jedes dem Element 292 nach F i g. 25 gleich ist Der wesentliche Unterschied gegenüber der Ausführungsform nach F i g. 24 besteht darin, daß die Gruppen von Drähten 282 und 283 durch flexible Kontaktgabeelemente 322 und 324 ersetzt sind. Der gewellte Mittelteil 276 in Fig.24 ist in Fig.26 durch einen Abschnitt 320 mit einem einzigen Scheitel ersetzt Ferner haben bei der Ausführungsform nach F i g. 26 die oberen Scheitel der Abschnitte 312 und 314 verschiedene Höhen (sie sind von der gleichen Höhe an den Enden in Fig.24) und alle Scheitel sind oben abgeflacht (in F i g. 24 sind sie oben rund). Wegen der unterschiedlichen Scheitelanordnungen wird eine etwas abweichende Tastwirkung bei der Ausführungsform nach Fig.26 im Vergleich zur Ausführungsform nach F i g. 24 erzielt
Die vorangehend beschriebenen Ausfuhrungsformen für das federnde Kontaktelement wurden als Beispiele von verschiedenen Bauformen gezeigt die verwendet werden können, um eine Tastdruckbetätigung in einem Schalter zu erzielen.
Bei den gezeigten Ausführungsformen werden im allgemeinen rechteckige Elemente verwendet Es ist beispielsweise möglich, kreisförmige federnde Kontaktelemente zu verwenden, so lange die Forderung eines geringen Hubes und einer geringen Kraft erfüllt sind.
Die Tastendruckbetätigung weist folgende Vorteile auf:
(a) einen geringen Hub von weniger als etwa 0,20 mm (0,008") und im allgemeinen etwa 0,10 mm (etwa 0,004"), um das Gefühl eines Druckes zu vermeiden und gleichzeitig dem Schalter einen Kontakt über einen großen Flächeninhalt zu geben;
(b) die Wahl der wirksamen axialen Abmessung L des flexiblen Teils des Kontaktelements derart daß das Verhältnis des Hubes d zu L weniger als etwa 0,02 beträgt so daß es innerhalb eines Betriebsbereichs liegt bei welchem die Durchbiegungskraft Q dem Kubus des Hubes entspricht, wodurch eine stärkere Durchbiegung in der Hubrichtung im Vergleich zur Durchbiegung in der axialen Richtung sichergestellt wird;
(c) die Wahl der äquivalenten axialen Federkonstante k derart daß in Kombination mit dem Verhältnis zwischen den Abständen d und L eine verringerte Querkraft die zur Tastdruckbetätigung des Schalters notwenig ist, erhalten wird, weiche weniger als etwa 100 g, vorzugsweise etwa 20 bis 30 g, beträgt;
(d) eine solche Krümmung des federnden Kontakt-
((T
ein wirksamer Kontakt über einen großen erhalten wird;
e erweiterte Kontaktsegmente, um eine omverteilungzu gewährleisten;
Ite in Mehrfach-Serienschaltung, um die Lichtbogenbildung u.dgl. herabzusetzen und um die Verwendung höherer Spannungen als üblich bei kleinen Spalten durch die Verteilung der Gesamtspannung über mehrere Spalte zu ermöglichen;
(g) eine Gesamtausbildung, die zur Selbstreinigung sowie zum Aufbrechen und Verhindern von Verschweißungen beiträgt.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:
1. Elektrischer Tastschalter mit einem federnden Kontaktelement, das einen flexiblen Teil und einen elektrischen Kontaktgabeteil aufweist, wobei der Kontaktgabeteil eine Anzahl Kontaktabschnitte besitzt, und eine Festkontaktanordnung im Abstand von den Kontaktabschnitten liegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktabschnitte (30b, 54, 128, 130, 142, 178, 182, 210, 222, 236, 248, 258,260,262,282,283) nebeneinander am flexiblen Teil des federnden Kontaktelements (30,52,90,150, 160, 170, 186, 200, 220, 230, 240, 270, 290, 310) angeordnet sind und bei Betätigung des Schalters mittels Durchbiegung des flexiblen Teils eine Anzahl der Kontaktabschnitte in Berührung mit der Festkontaktanordnung gelangt, und daß femer der Abstand (d) zwischen der Festkontaktanordnung und den Kontaktabschnitten kleiner als etwa 0,20 mm und so gewählt ist, daß das Verhältnis des Abstandes (d) zur wirksamen Länge L des flexiblen Teils des federnden Kontaktelements weniger als etwa 0,02 beträgt
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 2$ zeichnet, daß die Festkontaktanordnung aus einer Anzahl von getrennten Festkontaktelementen (46, 48, 120, 122, 124, 126) besteht und die Kontaktabschnitte elektrische Verbindungen zwischen den Festkontaktelementen bilden.
3. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Kontaktelement als gekrümmte Platte (52a) ausgebildet ist, an der eine Vielzahl von Drähten (54) befestigt sind.
4. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Festkontaktelemente (46, 48) in einem Gehäuse angeordnet sind und ein metallischer Ring (50) vorgesehen ist, der einen Wärmeableiter bildet und die Festkontaktelemente umgibt, um die Platte (52a) längs ihrer entgegengesetzten Ränder abzustützen.
5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fläche des Gehäuses ein Widerlager für die Anlage der Platte (52a) bildet, um die Querbewegung der Platte zu begrenzen.
6. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Kontaktelement (30) durch eine gewellte Platte gebildet wird und die Wellenscheitel die Kontaktabschnitte bilden.
7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekenn-Zeichnet, daß die Wellenscheitel benachbart dem Festkontaktelement mit Drähten versehen sind, «vefche die erwähnten Kontaktabschnitte bilden.
8. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gewellte Platte (30) mit einem Kontaktgabema'.erial verkleidet ist.
9. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Kontaktelement (240) Scheitel aufweist, die in mehreren Ebenen liegen.
10. Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Scheitel eine geneigte Ebene bilden und diese Scheitel mit dem Festkontaktelement aufeinanderfolgend Kontakt erhalten, wenn das federnde Kontaktelement betätigt wird.
11. Schalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Scheitel aus verschiedenen Materialien hergestellt sind.
IZ Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 11 dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Scheite benachbart dem Basiskontaktelement durch Isolier elemente (316,318) abgestützt sind.
13. Schalter nach den Ansprüche« 9 bis 12 gekennzeichnet durch eine Stabilisierungsplatte (96 212), die gegen diejenigen Scheitel anliegt, die vor der erwähnten Basis am weitesten entfernt sind.
14. Schalter nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch ein Schalterbetätigungselement, das gegen die Stabilisierungsplatte (96) anliegt
15. Schalter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalterbetätigungselement durch eine federnd am Gehäuse gelagerte Betätigungs platte (98) gebildet wird.
16. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das federnde Kontaktelemeni einen flachen Mittelteil (294,316,318) aufweist dei an seinen Rändern gewellte Endteile (196, 198) besitzt und der eine weitere gewellte Platte (292, 322,324) trägt deren Scheitel die Kontaktabschnitte bilden.
DE19691965581 1968-12-30 1969-12-30 Elektrischer Tastschalter Expired DE1965581C3 (de)

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Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1965581A1 DE1965581A1 (de) 1970-07-23
DE1965581B2 DE1965581B2 (de) 1976-07-22
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