DE2454388A1

DE2454388A1 - Elektrischer schalter mit beweglichen federkontakten, die mit stationaeren kontakten schleifend zusammenwirken

Info

Publication number: DE2454388A1
Application number: DE19742454388
Authority: DE
Inventors: John A Koepke
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 1973-11-16
Filing date: 1974-11-16
Publication date: 1975-05-28
Also published as: AU7512774A; JPS50112770A; GB1482423A; DE2454388C3; BR7409558A; IT1025732B; DE2454388B2; CA1004716A; FR2251902B1; JPS5731604B2; FR2251902A1; NL7414938A; US3860775A

Description

mi. ing. H. NEGENDANK (i97S) bipl.-ing. II. HAUCK · βιρι,-phys. W. SCHMITZ dipping. E. GRAALFS · dipl.-ing. W. WEHNERT · dipl.-phys. W. CARSTENS

nAMBÜKG-MÜNCHEN

ZIISTEIIUWeSANSCHRIFT: 2OOO HAMBURG 36 · NEUER AVAIX 41 PLEASE REPLY TO: _IIUIOS <_O4O) 36 71 SS TTND 36 4115

TELEGH. NBGEDAPATENT HAMBURG

ILLINUISTQOLWuRKS₅ Inc. «ooo München *· mozartstr. ₂3

TELEFON (089) 5 38 05 86

Sbül West Higgins Road teleg*. ««Diiiw« ««»«""

Chicaoo, 111. 6Ü631/US-A

1iiAMBUiio _15ί November 1974

Akte 25 931

Elektrischer Schalter mit beweglichen Federkontakten, die mit stationären Kontakten schleifend zusammenwirken

Ufii die Auswirkungen von Korrosion und Lochfraß in iContafcten von elektrischen Schaltern zu verrinqern, ist es ausqcsnrochen wünschenswert, zwischen zwei Kontaktelementen, die einer Relativbewegung ausgesetzt sind, eine Schi eifbewegung auftreten zu lassen, so daß die Kontaktelemente glatt und sauber bleiben. Zusätzlich zu diesen schleifenden Kontakten ist es bei einer.i elektrischen Schalter auch wünschenswert, eine oder mehrere Stufen vorzusehen, bei denen die gleichen Schalterbasiselemente Anwendung finden können, die jedoch entweder als norrnalerwei se geschlossener oder normalerweise offener Schalter mit einem Minimum an Änderungen der Konstruktion der Schaltstelle ausgeführt werden können, so daß die Kosten für den Schalter auf einem Minimum gehalten werden können.

5 0 9822/0666

_DBD„OH_EBA₁,KAO.HA»B_üBa<B_lz200 70O00) NB. OB/28497 · _DB«_8MBBBANKAO.HAKB_DBO (BI* 20080000) HH. 983 6088 · PO8T80HBCK HM. 2842-200

BAD

Bei deiii Schalter der vorliegendenErfindung besteht jede Schaltstelle aus zwei sich aufwärts erstreckenden, relativ festen, kontakttraqenden Leitungen, die in Kanälen befestigt sind, welche im Schaltergehäuse ausgebildet sind. Das gleiche Federkontakt^! erne nt kann sowohl für die normalerweise offene als auch die normalerweise qeschlossene Schalterkonfiguration eincesetzc werden, wobei üas Kontaktelement lediglich aus einer Position in eine um 18G° gedrehte Position gesetzt werden um t , um den anderen Schaltvorganq zu erhalten.

Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, einen relativ billigen, jedoch verläßlichen Schalter zu schaffen, der eine oder Mehrere Schaltstellen aufweist, von denen eine entweder eine normal erweise offene oder eine normalerweise geschlossene Stelle darstellen kann, der ein Paar von stationären kontakttraqenden Leitungen für jede Schaltstelle aufweist, ein Stellglied zum gleichzeitigen Betätigen aller Schaltstellen, das ein Federkontaktelement für jede Schaltstelle trägt, dessen Orientierung bestimmt, ob die Schaltstelle eine normalerweise offene oder normalerweise geschlossene Schaltstelle ist und dessen Ausbildung einen schleifenden Kontakt mit dem damit zusammenwirkenden stationären Kontaktpaar ermöglicht.

Andere Ziele und Verteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervor, von denen

509822/0668 SAD OWQiNAL- 3 -

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Schalter zeigt, bei dem das Stellglied nicht niedergedrückt ist;

Fig. 2 eine Endansicht des Schalters ist, wobei der Umriß des Stellgliedes in gestrichelten Linien dargestellt ist;

Fig. 3 einen Teilquerschnitt des Schalters zeigt, wobei das Stellglied niedergedrückt ist;

Fig. 4 eine Frontansicht eines beweglichen Federkontaktes ist;

Fig. 5 eine Endansicht des KunststoffsteTlgliedes des Schalters ist; und

Fig. 6 eine Seitenansicht dieses Stellgliedes ist.

Das Innere des erfindungsgemäßen Schalters 10 ist in dem Querschnitt der Fig. 1 gezeigt, wobei, das Stellglied im nicht niedergedrückten Zustand gezeigt ist. Der Zweistufenschalter der Fig. 1 weist eine normalerweise offene Schaltstelle 6 und eine normalerweise geschlossene Schaltstelle auf; es ist jedoch klar, daß der Schalter eine beliebige Anzahl von Schaltstellen haben kann, wozu lediglich das an dieser Stelle beschriebene Bauteil ausgeweitet zu werden braucht. Das Gehäuse 12 für den Schalter Io weist eine all-

- 4 ■ 509822/0666

gemein rechteckförmige kastenähnliche Form auf und ist vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet. Einstückig geformte Blöcke 16,18 und 20 erstrecken sich vom Boden 14 des Gehäuses 12 aufwärts. Zwischen dem Block 16 und der linken Seitenwand 24 des Gehäuses 12 ist ein erster Kanal 22 vorgesehen. Ein zweiter Kanal 26 ist zwischen den Blöcken 16 und 18 angeordnet, wohingegen sich ein dritter Kanal 28 zwischen den Blöcken 18 und 20 befindet. Ein vierter Kanä 30 ist zwischen dem Block 20 und der rechten Seitenwand 32 des Gehäuses 12 angeordnet.

Die normalerweise offene Schaltstelle 6 wird von einem Paar relativ starrer Leitungen 34 und 36 gebildet, die jeweils in den Kanälen 22 und 26 befestigt sind. Von einem zweiten Paar relativ starrer Kontaktleitungen 40 und 42, die jeweils in den Kanälen 28 und 30 befestigt sind, wird eine normalerweise geschlossene Schaltstelle 8 gebildet. Die Leitungen 34 und 36 tragen jeweils die Kontakte 44 und 46, während die Leitungen 40 und 42 jeweils die Kontakte 50 und 52 tragen. Die Leitungen 34,36, 40 und 42 weisen vorzugsweise gekrümmte Bereiche 60 auf, wodurch ein Teil der Leitung an die entsprechenden Horizontalflächen 62 auf den äußeren Blöcken 16 und 20 stoßen kann , wodurch die Zugfestigkeit erhöht wird, falls die Leitungen aus dem Boden des Schaltergehäuses 16 herausgezogen werden sollten. Die unteren Enden der Leitungen 34, 36, 40 und 42 erstrecken sich durch den Boden 14 des Gehäuses 12, um elektrische Verbindungsleitungen (nicht ge-

509822/0666 "⁵

zeigt) aufzunehmen, während die oberen Enden dieser Leitungen vorzugsweise gegen die untere Fläche 69 der Beefcwand 6>7/ zur besseren Unterstützung derselben anstoßen .

Wie nan am besten den Figuren. 5 und 6 entnehmen kann,, wird ein einstiückiges Stellglied 64 verwendet, das vorzugsweise aus Kunststoff geformt ist. Auf dem Stellglied 64 befindet sich ein einstückig an dieses angeformter manuell zu betätigender Druckknopf §6, der

etereii.
sich/die 'Öffnung 65 in der Deckwand 67 des Gehäuses nach oben erstreckt- Das Stellglied 64 ist mit einer Federsicherung 68; versehen, die aus einem Paar von sich nach unten erstreckenden Schenkeln 70 und 72besteht. An den oberen Enden der Schenkel 70 und 72 sind zwei Eintiefungen 73 und 74 aus-geformt^ die einen gekrümmten Vorsprung 76 zwischen sich aufweisen. Die Eintiefungen und 74 nehmen das obere Ende einer Rückzugfeder SO auf, die benötigt wird, um das Stellglied 64 nach Freigabe des Knopfdruckes in seine nicht niedergedrückte Stellung zurückzuführen. Der mittlere Block 18 des Gehäuses 12 weist eine Eintiefung Έ2 auf, die das untere Ende der Feder 80 aufnimmt, so daß diese gegen die Fläche 84 der Eintiefung 82 stößt.

509822/0666

Ua die beweglichen Kontakte des Schalters 10 zu halten, ist das Stellglied 54 mit eimer- relativ dünnen Strebe 86 von allgemein rechteckigem Querschnitt versehen, die vorzugsweise einstückig mit dem Stellglied 64 ausgebildet ist. Die KohtakthaTteelemente 88 und 90 sind auf der Strebe 86, vorzugsweise einstückig mit dieser ausgebildet, und die beweglichen metallischen Federfcoratakte 92 und 94 werden auf den Haiteelementen 88 und 90 durch ihre natürliche Elastizität gehalten.

Die Wirkungsweise des erfin'dungsgemäßenSchalters kann man anvfeesten den Figuren 1 und 3 entnehmen. In Fig. 1 ist der Schalter gezeigt, wenn das Stellglied 64 nicht niedergedrückt ist, und in Fig. 3, wenn das Stellglied niedergedrückt ist. Wenn das Stellglied 64 nicht/tiedergedrückt ist, befindet sich der bewegliche Kontakt 92 der Schaltstelle 6 nicht im Eingriff mit den stationären Kontakten 44 und 46, wohingegen sich der bewegliche Kontakt SO der Schaltstelle 8 in Kontakt mit den stationären Kontakten 50 und 52 befindet. Der Kontakt 92 weist zwei allgemein J-föriBige elastische Bereiche und 108 aufs deren lange Segmente 115 und 117 im Abstand von damit zusammenwirkenden benachbarten Teilen der gabelförmigen Arme 110 und 112 des Halteelementes 88 angeordnet sind, wenn das Stellglied 64 nicht niedergedrückt ist. Die Kontakte 92 und 94 weisen eine dünne, flache Form auf und sind vorzugsweise aus einer

Beryllium-Kupfer-Legierung hergestellt, mit vertikaler Gefügerichtung, wie man Fig. 4 entnehmen kann. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, ist die Dicke der Kanten 114 der Kontakte 92 und 94 viel geringer als die Breite dieser Kontakte, die im wesentlichen der Breite der Seitenwand 116 des zugehörigen Halteelementes entspricht.

Die J-förmigen Bereiche 115 und 117 des Kontaktes 92 liegen einander gegenüber und laufen spitzwinklig von dem allgemein U-förmigen Verbindungsbereich 109 auseinander. Die Außenbereiche eines jeden der J-förmigen Bereiche 115 und 117 treten am oberen Ende des Halteelementes 88 mit den Enden der gabelförmigen Arme und 112 in Eingriff, so daß sich die äußeren Enden der Bereiche 106 und 108 bis in unmittelbare Nähe der Innenseiten der gabelförmigen Arme 110 und 112 erstrecken und auf diese Weise während der Betätigung des Sehalters den Kontakt 92 auf seinem Platz halten. Die Segemente und 117 (siehe Fig. 4) weisen einen Abstand von den Armen 110 und 112 auf, wenn die Schaltstelle 6 offen ist, und sie werden in Richtung auf die Seiten der Arme 110 und 112 gedruckt und treten vorzugsweise mit diesen in Eingriff, wenn die Schaltstelle 6 geschlossen wird. Der U-förmige Verbindungsbereich 109 befindet sich am unteren Ende des Halteelementes 88 und wird durch die Elastizität des Kontaktes 92 arretiert gehalten. Wenn der Knopf heruntergedrückt wird, bewegt sich das Stellglied 64 nach unten, gegen die Kraft der Rückzugfeder 80 und bringt

509822/0666 " ⁸ "

auf diese k'eise die J-förmigen Bereiche 115 und 117 des beweglichen Kontaktes 92 in Kontakt mit den stationären Kontakten 44 und 46, so daß der Kreis zwischen den Leitungen 34 und 36 geschlossen wird. Während des Herunterdrückens und Freigebens des Stellgliedes64 schleifen die Bereiche 115 und 117 infolge des von dem Kontaktbereich 115 auf den Kontakt 44 und des von dem Kontaktbereich 117 auf den Kontakt 46 ausgeübten Druckes, der aus der natürlichen Elastizität des Kontaktes 92 herrührt, gegen die Kontakte 44 und 46. Auf diese Weise wird ein Schalter vorgesehen, der einen hohen Kontaktdruck, ein sehr geringes Kontaktprellen und schleifende Kontakte aufweist.

Die normalerweise geschlossene Schaltstelle 8 funktioniert in gleicher Weise wie die normalerweise offene Schaltstelle 6, mit der einzigen Ausnahme, daß diese Stelle anfangs geschlossen und danach geöffnet wird. Die allgemein J-förmigen elastischen Bereiche 118 und des Kontaktes 94 werden anfangs in Kontakt mit den stationären Kontakten 50 und 52 gepreßt, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Die J-förmigen Bereiche 118 und 120 des Kontaktes 94, die einander gegenüberliegen und von einem allgemein U-förmigen Verbindungsbereich 122 spitzwinklig nach außen laufen, befinden sich mit den gabelförmigen Armen 124 und 126 am unteren Ende des Halteelementes 90 in Eingriff. Das Halteelement 90 ist gegenüber dem Halteelement 88 um 180 gedreht. Auf

509822/0666 " ⁹ "

diese Weise schleifen die Bereiche 118 und 120, .wenn der Knopf des Stellgliedes niedergedrückt und dann freigegeben wird, gegen die Kontakte 50 und 52, so daß auf diese Weise die gewünschte Schleifbewegung für die normalerweise geschlossene Schaltstelle 8
erreicht wird.

- 10 -

509822/0666

Claims

Patentansprüche :

Ij Elektrischer Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Gehäuse umfaßt, mindestens eine Schaltstelle, die ein Paar von elektrisch leitenden Leitungen aufweist, auf denen jewäls ein stationäres Kontaktelement angeordnet ist, ein Stellglied, das in dem Gehäuse zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung beweglich ist und ein Kontakthalteelement aufweist, das mit jedem Leitungspaar zusammenwirkt, ferner elastische Mittel, um das Stellglied in Richtung auf seine erste Stellung zu drücken, sowie bewegliche elektrische Kontaktmittel, die auf jedem Halteelement angeordnet sind, wobei die beweglichen Kontaktmittel erste und zweite elastische Kontaktbeieiche aufweisen, die über einen Verbindungsbereich miteinander verbunden sind, wobei ferner die ersten und zweiten Kontaktbereiche Segmente aufweisen, die im Abstand von einem damit zusammenwirkenden benachbarten Teil des jeweiligen Halteelementes angeordnet sind, wenn der Schaltkreis zwischen dem zugehörigen Leitungspaar offen ist, und die durch die stationären Kontaktmittel in Richtung auf den zugehörigen benachbarten Teil der zugehörigen Halteelemente abgelenkt werden, wenn der Schaltkreis geschlossen wird, so daß eine schleifende Bewegung zwischen den beweglichen und stationären Kontaktmitteln stattfindet.

- 11 -

509822/0666
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Letung einen elektrischen Kontakt umfaßt, der die stationären Kontaktmittel vorsieht.
3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel von einer Schraubenfeder vorgesehen werden und daß das Stellglied aus einem einzigen Stück Kunststoff hergestellt ist, das die

sowie Halteäemente einschließt /eine Federaufnahme zur Aufnahme des einen Endes der Schraubenfeder und eine Haltestrebe für die Halteelemente.
4. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse zwei Seitenwände und eine Vielzahl von einstückig ausgebildeten Blöcken aufweist, die so angeordnet sind, daß der Abstand zwischen inneren Blöcken eine erste Reihe von Kanälen bildet und der Abstand zwischen äußeien Blöcken und den benachbarten Seitenwänden des Gehäuses eine zweite Anzahl Kanäle, wobei jede Leitung des Schalters in einem der Kanäle im Abstand zu den anderen Leitungen des Schalters befestigt ist.

- 12 -

509822/0666
5. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes bewegliche Kontaktmittel einen allgemein U-förmigen Verbindungsbereich und ein Paar von allgemein J-förmigen Bereichen aufweist, die einander gegenüberliegen und von dem U-förmigen Bereich spitzwinklig nach außen verlaufen, wobei jedes Halteelement einen der U-förmigen Verbindungsbereiche aufnimmt und ein Paar gabelförmige Arme aufweist, die sich, wenn der zugehörige elektrische Schaltkreis offen ist, mit den zugehörigen J-förmigen Bereichen in Eingriff befinden, jedoch nur an deren äußeren Bereichen.
6. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zwischen jedem Paar der elektrisch leitenden Leitungen entweder eine normalerweise offene oder eine normalerweise geschlossene Schaltstel Ie,

je nach Ausrichtung des zugehörigen Halteelementes

und des damit verbundenen beweglichen Kontaktmittels

in eine erste Richtung oder in eine im wesentlichen

um 180 gedrehte zweite Richtung, ist.
7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der beweglichen Kontaktmittel einen allgemein U-förmigen Verbindungsbereich und ein Paar von allgemein J-förmigen Bereic ten aufweist, die einander gegenüberliegen und von dem U-förmigen Bereich spitzwinklig nach außen laufen, wobei jedes

- 13 509822/0666

- is - · 2^54388

Halteelement einen der U-förmigen Verbindungsbereiche aufnimmt und ein Paar gabelförmige Arme aufweist, die sich, wenn der zugehörige elektrische Schaltkreis offen/ist, in Eingriff mit den zugehörigen J-förmigen Bereichen befinden, jedoch nur an deren äußeren Bereichen.
8. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Leitung einen elektrischen Kontakt aufweist, der das stationäre Kontaktmittel vorsieht.
9. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Mittel von einer Schraubenfeder vorgesehen werden und daß das Stellglied aus einem einzigen Kunststoffstück hergestellt ist, das die Halteelenente umfaßt, eine Federsicherung zur Aufnahme des einen Endes der Schraubenfeder und eine Strebe für die Halteelemente.
10. Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse zwei Seitenwandungen und eine Vielzahl von einstückig geformten Blöcken aufweist, die so angeordnet sind, daß der Abstand zwischen inneren

und

Blöcken eine erste Anzahl Kanäle bildet/der Abstand zwischen den äußeren Blöcken und den benachbarten Seitenwandungen des Gehäuses eine zweite Anzahl Kanäle, wobei die Leitungen des Schalters in den Kanälen so befestigt sind, daß jede Leitung im Abstand

zu den anderen Leitungen angeordnet ist. 509822/066 8