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Die
Erfindung betrifft einen elektrischen Tastschalter.
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Elektrische
Tastschalter weisen ein Gehäuse mit
einem Betätigungselement
zum Auslösen
eines elektrischen Schaltvorganges auf. Mittels einer Betätigung des
Betätigungselementes
wird ein elektrischer Kontakt geschlossen und eine leitende Verbindung
hergestellt. Mit einem Loslassen des Betätigungselementes wird der Kontakt
wieder unterbrochen und damit die elektrisch leitende Verbindung wieder
aufgehoben.
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Mit
einem Tastschalter ist daher das definierte Herstellen und Lösen einer
elektrischen Verbindung möglich.
Tastschalter finden vielfach Anwendung. Sie werden beispielsweise
bei Handbohrgeräten
zum Ein- und Ausschalten des Bohrtriebes eingesetzt. Gegenüber einem
einrastenden Schalter hat der Tastschalter hier den Vorteil, dass
bei einem Loslassen des Tastschalters der elektrische Kontakt sofort
unterbrochen ist und ein Weiterdrehen des Bohrwerkes nicht stattfindet.
Auf diese Weise ist das Verletzungsrisiko eines Anwenders stark
reduziert. Ein weiteres Einsatzgebiet sind Endanschläge von elektrisch
angetriebenen Geräten.
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Für das reversible
Herstellen und Lösen
einer elektrischen Verbindung mittels eines Betätigungselementes ist ein Rückstellelement
erforderlich, das das Betätigungselement
nach einem Loslassen wieder in seine Ausgangsposition zurückführt. In einer
bekannten Ausführungsform
für einen
Tastschalter setzt sich das Rückstellelement
aus einer Blattfeder mit einem endseitig ausgeschnittenen Befestigungslappen
und einer Haltegabel zusammen, zwischen deren Gabelzinken der Befestigungslappen
zur Fixierung der Blattfeder einliegt. Bei einem Betätigen des
Tastschalters wird die Blattfeder gespannt. Ein daraufhin folgendes
Loslassen des Betätigungselementes
entspannt die Blattfeder wieder. Dieses Anspannen und Entspannen
der Blattfeder findet bei jedem Betätigungsvorgang statt. Jedes Mal wird
die Blattfeder dabei einer Wechselbelastung unterzogen. Es ist bekannt,
dass ein derartiger Tastschalter normalerweise deswegen ausfällt, weil
die Blattfeder im Bereich des Befestigungslappens reißt und die
Federwirkung der Blattfeder und somit die Funktion des Tastschalters
nicht mehr gewährleistet ist.
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Ziel
der Erfindung ist es, eine Lösung
anzugeben, die die Standzeit der Blattfeder deutlich verlängert und
somit zu einer deutlich längeren
Lebensdauer des Tastschalters führt.
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Diese
Aufgabe wird für
einen Tastschalter der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass in die Haltegabel ein zusätzlicher Fixierschlitz
eingebracht wird. Dieser Fixierschlitz fluchtet mit der Flachseite
der Blattfeder und nimmt ihren Befestigungslappen derart auf, dass
die Blattfeder über
ihre gesamte Breite an der Haltegabel anliegt. Der Befestigungslappen
dient demnach nur noch zur Fixierung der Position der Blattfeder
in der Haltegabel. Die Wechselbeanspruchung, der die Blattfeder
bei einem jeden Betätigungsvorgang
mittels des Betätigungselements
ausgesetzt ist, wird hingegen von der kompletten Breite ihrer Flachseite aufgenommen.
Die auf die Feder ausgeübte
Kraft verteilt sich demnach auf eine größere Fläche, wodurch das Risiko eines
Ermüdungsbruches
deutlich herabgesetzt ist. Außerdem
wirkt der Ansatz des Befestigungslappens nicht als Kerbe, an der
ein Ermüdungsbruch
besonders bevorzugt ansetzt.
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Das
Einbringen eines zusätzlichen
Fixierschlitzes in der Haltegabel ist einfach in den normalen Fertigungsprozess
integrierbar und bedarf nur geringer konstruktiver Änderungen.
Somit kann die Lebensdauer des Tastschalters ohne zusätzlichen Aufwand
in einfacher Weise deutlich erhöht
werden.
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Vorteilhaft
greifen die Gabelzinken und der Fixierschlitz an den einander gegenüber liegenden Flachseiten
der Blattfeder an. Somit ist die Blattfeder von beiden Seiten gleichermaßen gehalten.
Ein Herausspringen der Blattfeder aus ihrer Halterung ist dadurch
fast ausgeschlossen.
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In
einer Weiterbildung weist die Haltegabel an ihrem sich an die Gabelzinken
anschließenden Ende
ein Kontaktelement auf. Auf diese Weise ist eine einfache und sichere
Kontaktierung bei Betätigung
des Betätigungselementes
erreichbar.
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In
einer Variante weist die Haltegabel an ihrem den Gabelzinken gegeüber liegenden
Ende einen Kontaktsteg auf, der mittels eines kraftschlüssigen Kontakts
mit dem Betätigungselement
einen Schaltvorgang auslöst.
Somit ist eine einfache Betätigung
der Haltegabel zur Herstellung eines elektrischen Kontakts gewährleistet.
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Bevorzugt
weist die Blattfeder einen zweiten endseitig ausgeschnittenen Befestigungslappen
auf, mit dem sie in eine gehäuseseitige
Ausnehmung greift. Auf diese Weise ist die Blattfeder auf eine definierte
Weise an ihrer zweiten Seite gehalten. Die Blattfeder lässt sich
somit hinsichtlich ihrer Federkonstanten exakt an die jeweiligen
Bedürfnisse
anpassen, da mittels der Vorgabe einer festen Halteposition der
Federweg exakt bestimmbar ist.
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In
einer Weiterbildung ist die Haltegabel von einem über das
Betätigungselement
betätigten Schwenkhebel
geführt
und betätigbar.
Somit ist ein Herausspringen der Blattfeder aus der gehäuseseitigen
Ausnehmung oder aus den Gabelzinken der Haltegabel sicher vermieden.
Außerdem
läuft mittels
des Schwenkhebels der Schaltvorgang präziser ab, wodurch sich der
mechanische Verschleiss des Tastschalters verringert und die Lebensdauer
dieses Tastschalters erhöht.
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Zweckmäßig ist
die Haltegabel aus einem leitenden Material gefertigt. Bei dieser
Variante wird die elektrisch leitende Verbindung direkt über die
Haltegabel bewerkstelligt. Zusätzliche
und aufwändige bauliche
Maßnahmen
zur Herstellung einer leitenden Verbindung sind nicht nötig.
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In
einer Weiterbildung ist die Haltegabel aus einem leitfähigen Material,
beispielsweise einem Blech, gefertigt. Insbesondere ein Blech erlaubt
eine besonders einfache und kostengünstige Fertigung der Haltegabel.
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Vorteilhaft
ist die Haltegabel zur Erzielung oder Verbesserung ihrer Leitfähigkeit
galvanisch beschichtet. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine
Silber-, eine Gold- oder eine Silber-Palladium-Schicht.
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Tastschalters mit einer
abgenommenen Gehäusehälfte,
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2 vier
Ansichten der Haltegabel,
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3 zwei
Ansichten der Blattfeder, sowie
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4 das
Einschieben der Blattfeder in die Haltegabel
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1 zeigt
in einer Seitenansicht einen Tastschalter 1 mit einem aus
zwei Gehäusehälften zusammengesetzten
Gehäuse 2,
dessen eine Gehäusehälfte abgenommen
ist. Der Tastschalter 1 weist an seiner Gehäuseoberseite 3 ein
Betätigungselement 4 zum
Herstellen eines elektrischen Kontaktes zwischen einem ersten Kontaktleiter 5 und
einem zweiten Kontaktleiter 6 auf.
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Dieser
Kontakt wird nur bei einer Betätigung des
Betätigungselements 4 hergestellt
und aufrecht erhalten. Bei einem Loslassen des Betätigungselements 4 wird
der Kontakt wieder geöffnet.
Das Öffnen des
Kontaktes geschieht mittels eines Rückstellelements, das aus einer
Haltegabel 7 und einer von dieser Haltegabel 7 gehaltenen
und geführten
Blattfeder 8 besteht und im Inneren des Gehäuses 2 in
einem Schwenkraum 9 angeordnet ist.
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Der
erste Kontaktleiter 5 ist senkrecht zur Gehäuselängsrichtung 10 in
Gehäusequerrichtung 11 von
der Gehäuseunterseite 12 aus
in den Schwenkraum 9 ge führt. Er weist eine erste 90°-Biegung 13 auf,
nach der er im wesentlichen parallel zur Gehäuselängsrichtung 10 im
Schwenkraum 9 verläuft.
Nach einer zweiten 90°-Biegung 14 verläuft der erste
Kontaktleiter 5 wieder in Gehäusequerrichtung 11 in
Richtung der Gehäuseoberseite 3.
An der der Gehäuseoberseite 3 zugewandten
Wandung des Schwenkraums 9 ist eine Gehäusekontur 15 angeordnet,
die das Ende des ersten Kontaktleiters 5 aufnimmt und klemmfixiert.
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In
der zweiten 90°-Biegung 14 des
ersten Kontaktleiters 5 ist eine Ausnehmung 16 angeordnet, die
einen ersten Befestigungslappen 41 der Blattfeder 8,
siehe 3, aufnimmt. Ein zweiter Befestigungslappen 41 der
Blattfeder 8, siehe 3 und 4,
greift in die Gabelzinken 35 der Haltegabel 7, siehe 2 und 4.
Auf diese Weise ist die Blattfeder 8 federelastisch gehalten
und gelagert.
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Zusätzlich ist
im Schwenkraum 9 ein im wesentlichen L-förmiger Schwenkhebel 17 als
Führung für die Haltegabel 7 angeordnet.
Der erste Schenkel 18 des Schwenkhebels 17 verläuft im wesentlichen parallel
zur Gehäuselängsrichtung 10 unter
dem zwischen der ersten 90°-Biegung 13 und
der zweiten 90°-Biegung 14 liegenden
Bereich des ersten Kontaktleiters 5 und durchgreift mit
seinem Fixierende 19 eine Ausnehmung 20 im ersten
Kontaktleiter 5. Diese Ausnehmung 20 ist senkrecht
zur Gehäuselängsichtung 10 und
senkrecht zur Gehäusequerrichtung 11 im
ersten Kontaktleiter 5 direkt nach dessen Eintritt in den
Schwenkraum 9 angeordnet. In die Ausnehmung 20 ist
der erste Schenkel 18 des Schwenkhebels 17 eingehängt.
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Der
zweite Schenkel 21 des Schwenkhebels 17 läuft parallel
zur Gehäusequerrichtung 11 in
Richtung der Gehäuseoberseite 3 im
Schwenkraum 9. An seinem Schenkelende 22 durchgreift
der zweite Schenkel 21 von unten die Haltegabel 7,
die einen Kontaktsteg 33 aufweist, siehe 2,
und liegt mit seinem in Richtung der Gehäuseseitenwand 23 umgebogenen
Ende 22 mit seiner Unterseite flächig an der Oberseite des Kontaktstegs 33 an.
Die Oberseite des Schenkelendes 22 liegt am Hebelende 24 des
in den Schwenkraum 9 durch eine Gehäusebohrung geführten Betätigungselements 4 an.
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Wirkt
auf das Betätigungselement 4 keine Kraft,
wird es mittels der Federkraft der Blattfeder 8 über den
Kontaktsteg 33 der Haltegabel 7 und das am Kontaktsteg 33 anliegende
Schenkelende 22 nach oben gedrückt. Als Anschlag weist das
Hebelende 24 eine hutkrempenartige Verbreiterung 25 auf.
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In
die zweite Gehäuseseitenwand 26 ist
ein streifenförmiges
Blech 27 integriert, das in den Schwenkraum 9 an
dessen oberer, der Gehäuseoberseite 3 zugewandter
Wandung hineinreicht und einen Anschlagzylinder 28 als
Ruheanschlag für
eine für
die Kontaktierung vorgesehene Kontaktseite 29 der Haltegabel 8 aufweist.
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Der
zweite Kontaktleiter 6 ist von der zweiten Gehäuseseitenwand 26 aus
in Gehäuselängsrichtung 10 mit
seinem einen Ende durch die Wand des Gehäuses 2 in den Schwenkraum 9 geführt. Er
weist an diesem Ende ein zylinderförmiges Kontaktelement 30 zur
Kontaktierung auf.
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Für die Kontaktierung
des ersten Kontaktleiters 5 mit dem zweiten Kontaktleiter 6 wird
der Betätigungshebel 4 gegen
die Federkraft der Blattfeder 8 in Gehäusequerrichtung 11 in
den Schwenkraum 9 hinein gedrückt. Dabei wird über das
Hebelende 24 und das Schenkelende 22 des Schwenkhebels 17 eine
Kraft auf den Kontaktsteg 33 der Haltegabel 7 ausgeübt. Daduch
werden der unter dem Betätigungshebel 4 liegende
Teil der Haltegabel 7 und der Schwenkhebel 17 in
Gehäusequerrichtung 11 in Richtung
der Gehäuseunterseite 12 bewegt.
Dabei wird die Blattfeder 8 zusammen gedrückt. Bei Überschreiten
einer vorgegebenen Federspannung bewegt sich die Haltgabel 7 mit
ihrem Kontaktende 29, siehe 2, und einem
an dieser angeordneten Kontaktelement 31 schlagartig in
Gehäusequerrichtung 11 in
Richtung auf die Gehäuseunterseite 12 und
das Kontaktelement 31 des zweiten Kontaktleiters 6 zu, bis
sich die beiden Kontaktelemente 30, 31 kontaktieren.
Nun sind der erste Kontaktleiter 5 und der zweite Kontaktleiter 6 über die
Haltegabel 7 leitend miteinander verbunden.
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Mit
einem Loslassen des Betätigungselements 4 entspannt
sich die Blattfeder 8 und das Kontaktende 29 der
Haltegabel 7 bewegt sich aufgrund dessen in entgegengesetzter
Richtung in Gehäusequerrichtung 11 zur
Gehäuseoberseite 3 hin,
bis das Kontaktende 29 am Anschlagzylinder 28 als
seinem Ruheanschlag anliegt.
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Zur
Montage weist das Gehäuse 2 des
Tastschalters 1 zwei Montagebohrungen 32 auf,
durch die für
eine Fixierung des Tastschalters 1 bevorzugt Schrauben
geführt
werden.
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Die
erste Zeichnung in der 2 zeigt die Haltegabel 7 in
einer Draufsicht. Das Kontaktende 29 und der Kontaktsteg 33 der
Haltegabel 7 sind über zwei
Seitenstege 34 miteinander verbunden. An dem Kontaktende 29 ist
das Kontaktelement 31 angeordnet. Weiter sind an diesem
Kontaktende 29 die beiden Gabelzinken 35 angeordnet,
zwischen denen der Befestigungslappen 41 der Blattfeder 8,
siehe 3 und 4, einliegt sowie der Fixierschlitz 36, der
die Blattfeder 8 zusätzlich
aufnimmt und abstützt.
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Die
weiteren Zeichnungen dienen lediglich der Verdeutlichung der Gestalt
der Haltegabel 7. Der Schnitt A-A in Längsrichtung 37 durch
die Mitte der Haltegabel 7 zeigt deutlich, dass die Gabelzinken 35 und
der Fixierschlitz 36 in entgegengesetzte Richtungen weisen.
Somit ist eine besonders gute Stabilisierung der Blattfeder 8 erreicht.
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Der
Schnitt B-B quer zur Längsrichtung 37 im Bereich
der Gabelzinken 35 und des Fixierschlitzes 36 zeigt
dies noch einmal.
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Die
Ansicht C-C schließlich
zeigt die Haltegabel 7 von außen von der Seite her gesehen.
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3 zeigt
in der ersten Zeichnung die Blattfeder 8 in einer Draufsicht.
Die Blattfeder 8 weist einen zentralen Federkörper 38 auf.
An beiden Enden des zentralen Federkörpers 38 setzen Federenden 39 an,
die gegenüber
der Ebene des Federkörpers 38 in
Längsrichtung 43 um
einen Biegewinkel 40 gebogen sind. An den beiden Federenden 39 setzt
jeweils ein Befestigungslappen 41 an. Einer der beiden Befestigungslappen 41 rastet
in der im Bild nicht dargestellten Ausnehmung 16 ein, die
im ersten Kontaktleiter 5 in der zweiten 90°-Biegung 14 angeordnet
ist, siehe 1. Der zweite Befestigungslappen 41 liegt mit
seinen beiden Flachseiten 42 zwischen den Gabelzinken 35 der
Haltegabel 7 ein und wird zusätzlich durch den Fixierschlitz 36 fixiert.
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Der
Schnitt A-A in Längsrichtung 43 durch die
Mitte der Blattfeder 8 verdeutlicht die Aufbiegung der
beiden Federenden 39 um den Biegewinkel 40 gegenüber dem
Federkörper 38 noch
einmal.
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4 zeigt,
wie die Blattfeder 8 zwischen die beiden Gabelzinken 35 und
den Fixierschlitz 36 der Haltegabel 7 in Einschubrichtung 44 eingeschoben wird.
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- 1
- Tastschalter
- 2
- Gehäuse
- 3
- Gehäuseoberseite
- 4
- Betätigungselement
- 5
- erster
Kontaktleiter
- 6
- zweiter
Kontaktleiter
- 7
- Haltegabel
- 8
- Blattfeder
- 9
- Schwenkraum
- 10
- Gehäuselängsrichtung
- 11
- Gehäusequerrichtung
- 12
- Gehäuseunterseite
- 13
- erste
90°-Biegung
- 14
- zweite
90°-Biegung
- 15
- Gehäusekontur
- 16
- Ausnehmung
- 17
- Schwenkhebel
- 18
- erster
Schenkel
- 19
- Fixierende
- 20
- Ausnehmung
- 21
- zweiter
Schenkel
- 22
- Schenkelende
- 23
- Gehäuseseitenwand
- 24
- Hebelende
- 25
- hutkrempenartige
Verbreiterung
- 26
- zweite
Gehäuseseitenwand
- 27
- Blech
- 28
- Anschlagzylinder
- 29
- Kontaktende
- 30
- Kontaktelement
- 31
- Kontaktelement
- 32
- Montagebohrung
- 33
- Kontaktsteg
- 34
- Seitensteg
- 35
- Gabelzinke
- 36
- Fixierschlitz
- 37
- Längsrichtung
- 38
- zentraler
Federkörper
- 39
- Federende
- 40
- Biegewinkel
- 41
- Befestigungslappen
- 42
- Flachseite
- 43
- Längsrichtung
- 44
- Einschubrichtung