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Die
Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter, insbesondere Mikroschalter
in oder an einem Kraftfahrzeugtürverschluss,
mit einem Gehäuse mit
Basis und Deckel, ferner mit zumindest zwei in der Basis angeordneten
Kontaktelementen, und mit einer an ihrem festen Ende an das eine
Kontaktelement angeschlossenen Kontaktfeder, welche mit ihrem freien
Ende im Zuge einer Schnappbewegung mit dem anderen Kontaktelement
in elektrischen Kontakt gebracht werden kann, wobei auf die Kontaktfeder
zu diesem Zweck ein Betätigungselement arbeitet,
um sie von ihrer Ruheposition in ihre Schnappposition zu überführen.
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Derartige
elektrische Schalter sind bekannt, wozu auf die
DE 35 30 221 A1 oder auch
die
DE 697 02 216
T2 verwiesen wird. Mit Hilfe der Kontaktfeder bzw. eines
zugehörigen
Schnappfedermechanismus wird erreicht, dass die Kontaktfeder zwei
stabile Positionen einnehmen kann, nämlich die Ruheposition und
die Schnappposition. Als Folge hiervon werden die beiden Kontaktelemente
durch die Kontaktfeder miteinander elektrisch verbunden, so dass
sich der Zustand einer zugehörigen
elektrischen Schaltung ändert.
Denn in der Ruheposition der Kontaktfeder sind die beiden Kontaktelemente
elektrisch voneinander separiert.
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Solche
elektrischen Schalter bzw. Mikroschalter werden beispielhaft und
nicht einschränkend in
oder an Kraftfahrzeugtürverschlüssen eingesetzt. Mit
ihrer Hilfe kann beispielsweise die Position einer Drehfalle ("zu" oder "offen") abgefragt werden.
Ebenso beispielhaft und nicht einschränkend die Stellung eines Verriegelungshebels
("entriegelt" oder "verriegelt"). Aus diesem Grund
sind derartige Schalter bzw. Mikroschalter besonders klein von ihren
Abmessungen her. Tatsächlich
ist das zumeist quaderförmige Gehäuse regelmäßig nur wenige
Millimeter lang, wobei sich auch die anderen Abmessungen im Millimeterbereich
bewegen.
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Im
Rahmen der
DE 697
02 216 T2 wird ein Schalter beschrieben, in dessen Basisabschnitt
drei Kontaktelemente eingekapselt sind. Das Gleiche gilt für die
DE 35 30 221 A1 ,
die ebenfalls auf drei Kontaktelemente in einer Grundplatte zurückgreift.
Dadurch können
jeweils zwei der Kontaktelemente wechselweise elektrisch miteinander
verbunden werden.
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Derartige
elektrische Kontaktzustände
werden heutzutage jedoch meistens nicht mehr benötigt. Denn beim Einsatz solcher
Schalter in Kraftfahrzeugtürverschlüssen kommt
es meistens darauf an, lediglich eine Stellung des Schalters abzufragen
(beispielsweise Drehfalle "offen"). Aus diesem Grund
ist man in der Praxis dazu übergegangen,
bei den bekannten elektrischen Schaltern einen Kontakt nicht zu
verwenden und als Blindkontakt auszulegen. Das ist jedoch vor dem
Hintergrund des enormen Kostendruckes in der Automobilindustrie
unbefriedigend.
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Der
Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, einen elektrischen
Schalter der eingangs beschriebenen Ausgestaltung vom Aufwand und
den damit verbundenen Herstellungskosten her zu optimieren.
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Zur
Lösung
dieser technischen Problemstellung schlägt die Erfindung bei einem
gattungsgemäßen elektrischen
Schalter vor, dass die Kontaktfeder in ihrer Ruheposition mit ihrem
freien Ende an einem als Bestandteil der Basis und/oder des Deckels
ausgebildeten Anschlag anliegt.
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Im
Gegensatz zum Stand der Technik greift die vorliegende Erfindung
also üblicherweise
auf die lediglich zwei in der Basis angeordneten Kontaktelemente
zurück.
Meistens wird nur und ausschließlich mit
diesen beiden Kontaktele menten gearbeitet. Auf diese Weise kann
der erfindungsgemäße elektrische Schalter
nur zwischen zwei elektrischen Zuständen unterscheiden, nämlich "elektrische Verbindung
hergestellt" und "elektrische Verbindung
unterbrochen" zwischen
den beiden Kontaktelementen. Das ist für nahezu alle heutigen Anwendungen
in oder an einem Kraftfahrzeugtürverschluss
völlig
ausreichend.
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Als
Folge hiervon kann das im Stand der Technik als gleichsam Anschlag
für die
Kontaktfeder fungierende dritte Kontaktelement bzw. der Blindkontakt
entfallen. Dadurch werden nicht unerhebliche Kostenvorteile erreicht.
Denn solche Kontaktelemente müssen üblicherweise
aus Edelmetallen hergestellt werden, um die nötige Funktionssicherheit über Jahre
respektive Jahrzehnte zu gewährleisten.
Wenn nun auf ein solches Kontaktelement verzichtet werden kann und
vielmehr der Anschlag von der (meistens aus Kunststoff gefertigten)
Basis und/oder dem Deckel des Gehäuses zur Verfügung gestellt
wird, so bedeutet dies eine nicht unbeträchtliche Kosteneinsparung für jeden
elektrischen Schalter. Dies umso mehr als enorme Stückzahlen
im Millionenbereich an solchen Schaltern pro Jahr verbaut werden.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen werden nachfolgend beschrieben. So
hat es sich bewährt,
wenn die Kontaktfeder als Federplättchen ausgebildet ist und
die bereits angesprochenen zwei stabilen Positionen (Ruheposition
und Schnappposition) einnehmen kann. Darüber hinaus verfügt das Federplättchen in
der Regel über
drei im Wesentlichen parallele Schenkel, von denen zumindest einer in
Längsrichtung
vorgespannt ist. Schließlich
ist das Federplättchen
meistens an seinem freien Ende mit wenigstens einem Kontaktplättchen ausgerüstet. Der Anschlag
entspricht dabei im Wesentlichen dem Durchmesser des meistens kreisförmigen bzw. scheibenförmigen Kontaktplättchens. – Um die
Kontaktfeder zu beaufschlagen, greift die Erfindung regelmäßig auf
ein als federvorgespannter Betätigungsplunger
ausgeführtes
Betätigungselement
zurück.
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Da
die Basis und/oder der Deckel zumeist aus einem elektrisch isolierenden
(Kunststoff-)Material gefertigt sind, empfiehlt es sich, den Anschlag
integral mit der Basis und/oder dem Deckel auszuführen. Meistens
wird man den Anschlag und die Basis respektive den Anschlag und
den Deckel gemeinsam im Zuge eines einzigen Herstellungsvorganges,
beispielsweise durch Spritzgießen,
herstellen.
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Üblicherweise
ist der Anschlag als an die Basis und/oder den Deckel angeformte
Anschlagsäule ausgebildet.
Durch diese Ausführung
wird gewährleistet,
dass die Kontaktfeder bzw. ihr freies Ende und die dort üblicherweise
vorgesehenen Kontaktplättchen
den nötigen
Abstand von einerseits dem Deckel und andererseits der Basis aufweisen.
In diesem Zusammenhang hat es sich weiter als günstig erwiesen, wenn der Anschlag
an einen Ausleger angeschlossen ist. Meistens wird man mit einem
solchen Ausleger arbeiten, wenn der Anschlag als Bestandteil der Basis
ausgeführt
ist. In jedem Fall wird das freie Ende der Kontaktfeder bzw. werden
die dort üblicherweise vorgesehenen
Kontaktplättchen
durch den Anschlag in etwa mittig in einem zwischen Basis und Deckel eingeschlossenen
Hohlraum gehalten.
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Obwohl
der Anschlag üblicherweise
aus Kunststoff hergestellt ist, kann dieser dennoch elektrisch leitend
ausgebildet sein und somit ein drittes Kontaktelement darstellen.
Beispielsweise lässt
sich eine elektrisch leitende Schicht in den Kunststoff bei dem
Herstellungsvorgang von Basis und/oder Deckel einbetten. Auch ein
metallisierender Überzug
ist denkbar.
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Im
Ergebnis wird ein elektrischer Schalter zur Verfügung gestellt, der sich durch
besondere Kostenvorteile auszeichnet. Denn es sind in der Regel
lediglich zwei Kontaktelemente vorgesehen, die mit Hilfe der Kontaktfeder
entweder miteinander elektrisch verbunden oder nicht elektrisch
kontaktiert werden. Dabei wird die Kontaktfeder in ihrer Ruheposition
am freien Ende an einem Anschlag gehalten, der an die Basis und/oder
den Deckel des Gehäuses
angeformt ist. Das hält
den Aufwand und folglich die Herstellungskosten niedrig. Hierin
sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher
erläutert;
es zeigen:
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1 und 2 den
erfindungsgemäßen elektrischen
Schalter in zwei verschiedenen Ausführungsformen, jeweils mit der
Kontaktfeder in Ruheposition und
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3 die
Ausgestaltung nach 2 mit der Kontaktfeder in Schnappposition.
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In
den Figuren ist ein elektrischer Schalter dargestellt, bei dem es
sich vorliegend und nicht einschränkend um einen Mikroschalter
handelt, der in einem nicht gezeigten Kraftfahrzeugtürverschluss zum
Einsatz kommt. Beispielsweise mag der Mikroschalter im Einflussbereich
einer Drehfalle angeordnet sein und deren Stellungen "zu" und "offen" an eine ebenfalls
nicht dargestellte Steueranlage übermitteln.
Die Abmessungen des größtenteils
quaderförmigen
Mikroschalters liegen im Millimeterbereich oder darunter.
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Im
Einzelnen setzt sich der elektrische Schalter aus einem Gehäuse 1 mit
Basis 1a und Deckel 1b zusammen. Darüber hinaus
sind wenigstens zwei in der Basis 1a angeordnete Kontaktelemente 2, 3 vorgesehen.
Im Rahmen des Ausführungsbeispiels finden
sich lediglich diese beiden Kontaktelemente 2, 3,
welche an die Steueranlage angeschlossen sind. Dabei überprüft die Steueranlage,
ob zwischen den beiden Kontaktelementen 2, 3 eine
elektrische Verbindung besteht oder nicht.
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Neben
diesen beiden Kontaktelementen 2, 3 ist eine Kontaktfeder 4, 5 im
Innern des Gehäuses 1 angeordnet.
Die Kontaktfeder 4, 5 ist als Federplättchen 4, 5 ausgebildet
und setzt sich aus drei im Wesentlichen parallelen Schenkeln 4, 5 zusammen.
Von diesen parallelen Schenkeln 4, 5 ist der eine
Schenkel 5 in Längsrichtung
vorgespannt, wie man beim Vergleich der 1 und 3 erkennt.
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Die
Kontaktfeder 4, 5 ist an ihrem festen Ende an
das eine Kontaktelement 2 angeschlossen. Dagegen liegt
das freie Ende der Kontaktfeder 4, 5 einem Kontaktanschluss 6 des
Kontaktelementes 3 gegenüber. Bei dem Kontaktanschluss 6 handelt
es sich nicht einschränkend
um ein separates Bauteil aus beispielsweise einem Edelmetall, welches
mit dem Kontaktelement 3 verbunden, beispielsweise verschweißt ist.
Im Gegensatz zu dem Kontaktanschluss 6 ist das Kontaktelement 3 und
auch das Kontaktelement 2 als simples Metallstanzteil aus
beispielsweise Stahlblech gefertigt.
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In
der in den 1 und 2 dargestellten Ruheposition
der Kontaktfeder 4, 5 sind im Bereich des freien
Endes der Kontaktfeder 4, 5 vorgesehene Kontaktplättchen 13 von
dem Kontaktanschluss 6 des Kontaktelementes 3 beabstandet.
Wie der Kontaktanschluss 6 können die Kontaktplättchen 13 ebenfalls
aus Edelmetall gefertigt sein. Üblicherweise
wird man nur das dem Kontaktanschluss 6 gegenüberliegende Kontaktplättchen 13 entsprechend
ausgestalten. Dadurch, dass die Kontaktplättchen 13 von dem
Kontaktanschluss 6 beabstandet sind, findet kein elektrischer
Stromfluss durch das Kontaktelement 2 über die Kontaktfeder 4, 5 hin
zum Kontaktelement 3 statt.
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Nimmt
dagegen die Kontaktfeder 4, 5 ihre in 3 gezeigte
Schnappposition ein, so ist ein solcher elektrischer Stromfluss
vom Kontaktelement 2 über
die Kontaktfeder 4, 5 zum Kontaktelement 3 hin möglich. Damit
die Kontaktfeder 4, 5 von ihrer Ruheposition nach
den 1 und 2 zur Schnappposition in der 3 überführt werden
kann, ist ein Betätigungselement 7, 8, 9 vorgesehen.
Das Betätigungselement 7, 8, 9 arbeitet
auf die Kontaktfeder 4, 5, und zwar auf die beiden
parallelen Schenkel 4, welche zwischen sich den in Längsrichtung
vorgespannten Schenkel 5 aufnehmen.
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Zu
diesem Zweck ist das Betätigungselement 7, 8, 9 im
Detail als federvorgespannter Plunger bzw. Betätigungsplunger 7, 8, 9 ausgebildet,
also als Maschinenteil bzw. Kolben mit zumeist regelmäßigen Taktbewegungen.
Im Rahmen des Ausführungsbeispiels
folgt das Betätigungselement 7, 8, 9 bzw.
der Plunger 7, 8, 9 den mehr oder minder
regelmäßigen Bewegungen
der Drehfalle und meldet deren Position ("zu" oder "auf") an die über die
Kontaktelemente 2, 3 angeschlossene Steueranlage.
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Man
erkennt, dass das Betätigungselement 7, 8, 9 einen
Betätigungskopf 7 aufweist,
welcher unmittelbar auf die beiden über den in Längsrichtung eingespannten
Schenkel 5 hinauslaufenden Schenkel 4 arbeitet
bzw. an diesen angeschlossen ist. Eine sich an der Basis 1a abstützende Feder 9 sorgt
dafür, dass
der Betätigungskopf 7 in
Richtung der Ruheposition der Betätigungsfeder 4, 5 vorgespannt
ist.
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Damit
das Betätigungselement 7, 8, 9 das Gehäuse 1 dicht
abschließt,
ist eine flexible Verschlusskappe 8 vorgesehen, welche
sich entsprechend verformt und den Bewegungen des Betätigungskopfes 7 folgt,
wenn beispielsweise die Stellung der Drehfalle abgefragt wird und
als Folge hiervon der Betätigungskopf 7 von
der Position nach den 1 und 2 in die
Stellung entsprechend 3 überführt wird.
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Wenn
nun der Betätigungskopf 7 die
in 3 dargestellte Position einnimmt, so schnappt
die Kontaktfeder 4, 5 um und nimmt ihre in 3 dargestellte Schnappposition
ein. Als Folge hiervon legen sich die Kontaktplättchen 13 des freien
Endes der Kontaktfeder 4, 5 an den Kontaktanschluss 6 des
Kontaktelementes 3 an, so dass nun eine durchgängige elektrische
Verbindung zwischen den beiden Kontaktelementen 2, 3 vorliegt.
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Erfindungsgemäß wird die
als Federplättchen 4, 5 ausgebildete
Kontaktfeder 4, 5 in ihrer Ruheposition entsprechend
den 1 und 2 mit ihrem freien Ende an einem
Anschlag 10 in Anlage gehalten. Dieser Anschlag 10 ist
in der Variante nach der 1 Bestandteil des Deckels 1b.
Dagegen zeigt die abgewandelte Ausführungsform nach der 2 den
Anschlag 10 als Bestandteil der Basis 1b.
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In
beiden Fällen
ist der Anschlag 10 integral mit der Basis 1a respektive
dem Deckel 1b ausgeführt.
Tatsächlich
werden Anschlag 10 und Basis 1a respektive Deckel 1b in
einem Zug gefertigt. Man erkennt, dass der Anschlag 10 als
an die Basis 1a respektive den Deckel 1b angeformte
Anschlagsäule ausgebildet
ist, folglich dafür
sorgt, dass das freie Ende der Kontaktfeder 4, 5 bzw.
die dort vorgesehenen Kontaktplättchen 13 nahezu
mittig im Vergleich zu einem Hohlraum 11 zwischen Basis 1a und
Deckel 1b platziert werden.
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Das
erreicht die Ausführungsform
nach 2 dadurch, dass der Anschlag 10 zusätzlich an einen
umgekehrt L-förmigen
Ausleger 12 angeschlossen ist, welcher seinerseits mit
der Basis 1a verbunden ist. In jedem Fall ist der Anschlag 10 von seinem
Durchmesser bzw. Querschnitt her an den Durchmesser des Kontaktplättchens 13 angepasst bzw.
entspricht diesem.
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Der
Anschlag 10 kann elektrisch leitend ausgebildet sein und
auf diese Weise ein drittes Kontaktelement darstellen. Das ist jedoch
nicht gezeigt. Denkbar ist es in diesem Fall, dass ein elektrischer Leiter
in den – wie
das Gehäuse 1 im
Ganzen aus Kunststoff gefertigten – Anschlag 10 eingebettet
wird. Auch eine metallisierte Beschichtung des Anschlages 10 ist
denkbar. In der Regel sind jedoch die Basis 1a und der
Deckel 1b aus einem elektrisch isolierenden Mate rial gefertigt,
vorliegend als Kunststoffspritzgussteil ausgeführt. Das gilt in gleicher Weise
für den Anschlag 10.
Bei dem Werkstoff für
die Verschlusskappe 9 handelt es sich ebenfalls um einen
Kunststoff, vorliegend einen elastomeren Kunststoff, welcher an
den Deckel 1b respektive die Basis 1a angespritzt
ist. Dadurch wird die Fertigung vereinfacht.