DE2500655A1 - Handbetaetigter elektrischer schalter - Google Patents

Description

Etablissements Gerard Mang, 7 avenue Claude-Vellefaux, Paris X°, Frankreich

Handbetätigter elektrischer Schalter

Die Erfindung betrifft einen handbetätigten elektrischen Schalter, der gemeinhin als Druckknopfschalter bezeichnet wird.

Bis in die letzte Zeit hinein haben sich der Aufbau und die Eigenschaften solcher Schalter kaum verändert. So mußten ein relativ großer Schaltweg bis zu mehreren Millimetern und eine große Schaltkraft in Kauf genommen werden. Bei moderneren Bauwerken, wie z. B. in Büros und an zahlreichen anderen öffentlichen Orten werden aus ästhetischen und praktischen Gründen an solche Schalter bestimmte charakteristische Forderungen gestellt, und zwar insbesondere eine große Betätigungsfläche, ein möglichst geringer Schgltweg und die Möglichkeit, den Schalter bei Berührung einer beliebigen Stelle der Betätigungsfläche zu bedienen und dabei eine möglichst geringe Kraft aufzuwenden.

Um solche Forderungen zu erfüllen, wurden bereits verschiedene Schaltknöpfe vorgeschlagen, bei denen die Schaltbewegung über Hebel auf einen

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ORJGlNAL INSPECTED

Hydroschalter übertragen wird, so daß nur ein geringer Schaltweg erforderlich ist, was aber die Schaltkrafte beträchtlich ansteigen läßt. Solche Schalter weisen weiter den Nachteil auf, daß sie nur durch Druck auf eine eng begrenzte Stelle zu betätigen sind. Unter diesen Bedingungen entsprechen derartige Schalter nicht den oben aufgestellten Forderungen.

Andererseits gibt es jedoch Schalter, die den oben genannten Forderungen tatsächlich entsprechen. Hierbei handelt es sich um sogenannte Annäherungsschalter. Das Schalten erfolgt hier mit elektronischen Hilfsmitteln, durch Ändern des Widerstandes oder der Kapazität. Diese Schalter haben jedoch den großen Nachteil, daß sie extrem aufwendig und teuer sind. Außerdem ist ein sicheres Schalten nicht in allen Fällen gewährleistet.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Schalter zu schaffen, der an beliebigen Stellen einer relativ großen Betätigungsfläche schon mit geringsten Druck bei kleinstem Schaltweg sicher zu betätigen,aber billiger und einfacher herzustellen ist, als ein herkömmlicher elektronischer Annäherungsschalter.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei einem handbetätigten Schalter zum Schließen elektrischer Stromkreise mit einem Gehäuse, welches sämtliche Schalterteile und Anschlüsse in sich aufnimmt, zwischen den beiden durch den Schalter zu überbrückenden Stromanschlußkontakte, ein oder mehrere feste, durch isolierende Spalte voneinander getrennte, leitende Kontaktflächen und über den Isolierspalten, diese überbrückend, nur wenig bewegliche, durch Federn in der Offenstellung gehaltene Gegenkontakte vorgesehen sind, während die Gehäusedecke durch eine bewegliche, die Schalterbetätigung bewirkende Platte gebildet ist.

Vorzugsweise sind jeweils mehrere selbständige, aus mindestens zwei Kontakten gebildete Kontaktgruppen über die Fläche der Betätigungsplatte derart verteilt angeordnet, daß schon vermittels der Kontakte einer Gruppe das Schließen des Stromkreies bewirkt wird.

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Die vorgesehene Anordnung und die Tatsache, daß die Verbindung jeweils über mehrere voneinander getrennte, hintereinanderliegende Kontaktteile erfolgt, ergibt die Möglichkeit, mit einem außerordentlich geringen Schalterhub auszukommen.

Vorzugsweise sind drei Kontaktgruppen vorgesehen und an den Ecken eines möglichst großen, im Schaltergehäuse unterzubringenden Dreiecks angeordnet. Die Kontakte sind aus auf einer festen Platte oder dem Boden des Schaltergehäuses vorgesehenen einzelnen Kontaktflächen gebildet, deren Form und Anordnung so getroffen ist, daß zwischen ihnen isolierende Spalte verbleiben, über denen sie überbrückende Verbindungskontakte angordnet sind.

Mit besonderem Vorteil ist mit jeder StromanschlußK&Ueai eine Hauptkontaktfläche verbundenwobei zwischen diese Hauptkontaktflächen an mehreren Stellen jzwischenkontaktflächen derart eingeschaltet sind, daß jeweils zwei Isolierspalte verbleiben. Über diesen Spalten ist jeweils ein besonderer Verbindungskontakt vorgesehen.

Eine weitere vorteilhafte Schalterausbildung ist dadurch gegeben, daß sämtliche Verbindungskontakte auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sind, der durch eine bewegliche Zwischenplatte gebildet ist, in welcher an den verschiedenen Stellen Aussparungen, Kammern oder dgl. für die Unterbringung der einzelnen Verbindungskontakte vorgesehen sind, in denen die Verbindungskontakte nach Art eines Bajonettverschlusses unter Zwischenschaltung einer Feder geha Iten sind. Die Zwischenplatte deckt sich zweckmäig auf dem Gehäuseboden vorgesehenen Führungsstücken.

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Weitere Vorteile und Besonderheiten des erfindungsgemäßen Schalters werden in der nachfolgenden Beschreibung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Die beigefügten Zeichnungen zeigen:

Figur 1 eine Seitenansicht einer theoretischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Schalters;

Figur 2 eine Draufsicht auf den Schalter gemäß Figur 1, bei Fortlassung der beweglichen Steuerplatte;

Figur 3 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform des Schalters;

Figur 4 eine Draufsicht auf die Tragplatte des Schalters mit den darauf vorgesehenen Leiterbahnen und den Verbindungskontakten;

Figur 5 eine Ansicht von unten auf die bewegliche SchalterpIarte mit den Schaltkontakten;

Figur 6 eine perspektivische Darstellung, die die Montage der Schaltkontakte in den entsprechenden Halterungen zeigt und

Figur 7 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Schalter, der in eine Wand eingelassen ist.

Eine wesentliche Besonderheit des erfindungsgemäßen Schalters besteht darin, daß die Verbindung zwischen den Anschlußklemmen 1 und 2 durch mehrere Kontaktplatten 3 hergestellt wird, die durch mehrere Isolierbereiche voneinander getrennt sind. Diesen gegenüber sind die beweglichen Schaltkontakte 5 angeordnet, mit denen die Kontaktplatten 3 leitend miteinander verbunden werden können·

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Die verschiedenen Schaltkontakte 5 sitzen auf einer gemeinsamen Platte i die gleichzeitig als Steuerplatte dient und sich auf Federn gegenüber der Grundplatte 4 abstützt.

Um den Schalter zu betätigen und den Stromkreis zu schließen, ist daher lediglich auf die Platte 6 zu drücken, wobei sich die Schaltkontakte 5 auf die Kontaktplatten 3 auflegen.

Aufgrund der Aufteilung der Leiterbahn in verschiedene, voneinander getrennte Kontaktflächen, ist es möglich, den Abstand zwischen ihnen und den Schaltkontakten 5 sehr stark zu vermindern, beispielsweise auf einen Wert von 0,2 mm. Jedem Schaltkontakt entsprechen zwei Übergänge. Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsform sind drei Schaltkontakte vorhanden, so daß sechs Schaltübergänge auftreten. In diesen Fall addieren sich die Abstände von 0,2 mm zu einer Gesamtlänge von 1,2 mm.

Die Anzahl der Schaltkontakte läßt sich verändern und somit den gewünschten Gegebenheiten anpassen.

Um eine sichere Funktion des Schalters und eine Serienfabrikation mit engen Toleranzen zu ermöglichen, ist eine besondere Ausführungsform des Schalters erforderlich, die ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist. Ein derartiger Schalter ist in den Figuren 3 bis 6 dargestellt.

Dieser Schalter umfaßt ein Gehäuse 8, aus Isolierstoff , beispielsweise aus Kunststoff Spritzguß. Auf dessen Boden liegt eine feste Platte 9, die die verschiedenen voneinander getrennten Kontaktauflagen 10 und gleichzeitig die Anschlußklemmen 11 und 12 des Schalters trägt. Die Kontaktflächen können als gedruckte Schaltung auf der Platte 9 ausgeführt sein, wobei in der Mitte die Anschlußklemmen 11, 12 angeordnet sind.

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Der Schalter ist mit drei voneinander unabhängigen Schaltkontaktgruppen ausgestattet, wobei ein sicheres Schließen des Schalters schon gewährleistet ist, wenn nur eine Gruppe Kontakt gibt. Im vorliegenden Fall sind die drei Schalfkonfakfgruppen an den Ecken eines Dreiecks A, B, C (Figur 5) angeordnet, das nach Möglichkeit so groß ist, daß es gerade noch in das Gehäuse 8 hineinpaßt. Jede Kontaktgruppe enthält jeweils zwei Kontakte 13 a, 13 b, 13 c, wobei die Kontakte einer Gruppe so angeordnet sind, daß si durch die Spitzen des Dreieckes A, B, C getrennt sind.

Die Kontaktflächen 10 auf der Platte 9 müssen demgemäß so angeordnet und ausgebildet sein, daß jeder Kontaktgruppe drei Unterbrechungen zugeordnet sind, die durch Kontakte überbrückt werden können. Zu diesem Zweck sind zwei Hauptleitflächen 14 und 15 vorgesehen, die mit den Anschlußklemmen II und 12 in Verbindung stehen. Diese beiden Flächen sind so ausgeführt, daß si sich jeweils unter einzelnen Schaltkontaktgruppen einander gegenüberstehen, und dabei einen ziemlich großen Abstand voneinander haben. Dieser Abstand wird jeweils durch eine Zwischenleitf lache 16 a,

16 b, 16 c überbrückt.

Diese Zwischenleitf lachen sind an den Rändern durch isolierende Zonen 17 a,

17 b, 17 c von den Hauptkontaktflächen 14 und 15 getrennt. Die Schaltkontakte 13 a, 13 b, 13 c jeder Gruppe sind genau über diesen Isolierzonen angeordnet, so daß sie diese bei Betätigung des Schalters überbrücken.

Die Schaltkontakte 13 a, 13 b, 13 c sind in eine bewegliche Zwischenplaffe 18 figur 3) eingelassen, die als gemeinsame Tragplatte dient. Zu diesem Zweck ist die bewegliche Zwischenplatte mit Aufnahmebohrungen 19 versehen, in die jeweils ein Schaltkontakt 13 a, b oder c eingelassen ist. Diese Schaltkontakte bestehen jeweils aus einem metallischen Topf 13 mit seitlichen Laschen 20, die in entsprechende Schlitze der Bohrung.19 eingeführt und gedreht werden, wie bei einem Bajonettverschluß figur 6).

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Die Aufnahmebohrungen 19 in der beweglichen Zwischenplatte 18 weisen dazu zwei diametral gegenüberliegende Aussparungen 21 auf für die Laschen Diese gehen in rechtwinklig zu ihnen angelegte Aussparungen 22 über, die in denen die Laschen 20 des Kontaktes 13 nach einer Drehung einrasten.

Bevor die Schaltkontakte. 13 in die Aufnahmebohrungen 19 eingesetzt werden, wird jeweils eine Feder 24 in die Bohrung eingelassen, die sich auf dem Boden der Bohrung 19 abstützt. Eine Schulter 23 in jeder Aussparung 22 verhindert ein ungewolltes Lösen der Laschen 20.

Die Schaltkontakte 13 können nach ihrer Montage frei in der Bohrung 19 auf- und abbewegt werden, wobei jeweils die Feder 24 zusammengedruckt wird. In der Ruhestellung liegen die Kontakte unter Federwirkung am Rand der Zwischenplatte 18 an. Die Schaltflächen der einzelnen Kontakte befinden

sich dabei alle in einer Ebene.

Die bewegliche Zwischenplatte 18 ist senkrecht gegenüber dem Boden im Gehäuse 8 verschiebbar. Sie wird durch Anschläge 25 gehalten, die auf Blökken 26 am Gehäuseboden 8 befestigt sind. Auf diesen Blöcken bzw. auf einem Bund der Anschläge 25 führt sich die Zwischenplatte 18. Die Anschläge 25 können auf beliebige Weise am Gehäuseboden befestigt sein, beispiels-r weise mit einer Schraube 27.

Bei der dargestellten Ausführungsform sind drei Blöcke 26 vorgesehen, jeweils an den Ecken des Dreieckes A, B, C, wie es in Figur 5 gezeigt ist. Einer dieser Blöcke ist zusätzlich als Führung für die Zwischenpjafte 18 gedacht. Dieser Block ist mit 26 α bezeichnet. Außerdem ist ein weiteres Führungsund Zentrierhilfsmittel vorgesehen, beispielsweise ein Bolzen 28, derauf dem Gehäuseboden befestigt ist und in eine Bohrung der Zwischenplatte 18 greift.

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Zwischen die feste Bodenplatte 9 und die bewegliche Zwischenplafte 18 sind Federn 29 eingeschaltet, die die Zwischenplatte mit den Schaltkontakten 13 a, 13 b, 13 c von den Schaltflächen 10 abhebt, wie es in Figur 3 dargestellt ist.

Die bewegliche Zwischenplatte 18 ist mit einer Abdeckplatte 30 versehen, die die Betätigungsfläche des Schalters bildet. Diese Abdeckplatte kann beispeilsweise mit den Federn 31 auf der Zwischenplatte 18 festgeklemmt sein. Da die Leitungsverbindung zwischen den Anschlußklemmen 11 und 12 mehrfach unterbrochen ist und diese Unterbrechungen durch mehrere Schaltkontakte 13 überbrückt werden kann, genügt schon ein sehr geringer Schaltweg e_# wie es bereits oben erklärt wurde.

Zur Betätigung des Schalters, d, h. zur Verbindung der Anschlußkelmmen 11 und 12, ist daher nur eine ganz geringe Bewegung der Platte 30 erforderlich.

Wegen der voneinander unabhängigen Anordnung mehrerer Schaltkontaktgruppen ist es gleichgültig, an welcher Stelle die Betätigungsfläche gedrückt wird. Es ist nicht notwendig, daß alle Schaltkontakte geschlossen werden; es genügt schon, wenn lediglich eine Gruppe die Kontaktflächen 10 überbrückt.

Der erfindungsgemäße Schalter weist daher die gleichen Vorteile auf, wie ein elektronischer Annäherungsschalter, da hier schon das Schließen eines elektrischen Schaltkreises durch den ganz geringen Druck auf die Betätigungsfläche bewirkt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung unterscheidet sich jedoch von den elektronischen Annäherungsschaltern sehr wesentlich im Preis, der viel geringer ist und in etwa dem herkömmlicher Druckknopfschalter entspricht.

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Außerdem ist anzumerken, daß die Funktion der Schaltkontakte 13 und ihre j

Montage sehr einfach gehalten ist, so daß ein geringer Schaltweg vorgesehen werden kann. Durch den einfachen Aufbau des Schalters kann auch leicht eine Serienfertigung durchgeführt werden.

B ist lediglich darauf zu achten, daß die Anschläge 25 auf den Blöcken 26 sehr genau ausgeföhrt sind, da sie den Schaltweg der Schaltkontakte 13 beim Schließen des Schalters bestimmen. Da die Schaltkontakte 13 alle einzeln abgefedert sind, werden Schwankungen der gedruckten Kontaktflächen ausgeglichen. Schließlich werden die Bewegungen der Schaltkon takte durch Anschläge begrenzt, die so angeordnet sind, daß die Schaltkontakte in der Ruhestellung in einer Ebene liegen.

Durch den erfindungsgemäßen oben beschriebenen Aufbau des Schalters kann dieser in völlig neuer Weise vollkommen verdeckt angebracht werden. Der Schalter kann beispielsweise gemäß Figur 7 vollständig in eine Aussparung 32 in einer Wand eingelassen und durch die Wandverkleidung 34 abgedeckt werden, vorausgesetzt, daß diese genügend elastisch ist. Dies ist jedoch im allgemeinen der Fall, da üblicherweise Papier, Kunststoff oder Stoffverkleidungen zur Anwendung gelangen. Der Schalter wird in all diesen Fällen betätigt, indem einfach auf die Wandverkleidung 34 über der Platte 30 gedrückt wird. Der Schalter kann dann durch eine kleine Markierung auf der Wandverkleidung 34 gekennzeichnet sein.

Der erfindungsgemäße Schalter kann jedoch genausogut in herkömmlicher Weise angebracht sein, wobei die Platte 30 sichtbar bleibt. Die Platte 30 kann schließlich mit einer Glimmlampe versehen sein, wodurch ein Leuchtschalter entsteht.

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Es ist selbstverständlich, daß sich die Erfindung nicht nur auf die dargestellte Ausführungsfomi beschränkt. So läßt sich beispielsweise die Zahl der Kontaktgruppen und ihre geometrische Anordnung in weiten Grenzen verändern. Bei einem äußerlich viereckig erscheinenden Schalter ist es jedoch vorteilhaft, die Schaltkontakte in einem Dreieck anzuordnen. So werden dabei Schwierigkeiten, die beispielsweise durch eine Deformation der beweglichen Zwischenplafte 18 entstehen, auf ein Minimum reduziert.

Weiterhin läßt sich die Befestigung der Schaltkontakte auf der Zwischenplaite 18 verändern, wobei jedoch zu beachten ist, daß jeder Kontakt zwei Kontakfpunkte aufweist, so daß immer eine isolierende Zone zwischen zwei Leiterbahnen durch den Kontakt Überbrückt werden kann.

Der erfindungsgemäße Schalter kann herkömmliche Tast- oder Druckknopfschalter, ersetzen, insbesondere aus ästhetischen Gründen, wobei vorzugsweise eine große Steuerfläche und ein geringer Schaltweg vorzusehen sind.

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Claims (7)

1. Patentansprüche;

   indbetätigter Schalter zum Schließen elektrischer Stromkreise mit einem Gehäuse, welches sämtliche Schalterteile und Anschlüsse in sich aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden durch den Schalter zu überbrückenden Stromanschlußkontakten (1 und 2 bzw. 11 und 12) ein oder mehrere feste, durch isolierende Spalte (4 bzw. 17 a, 17 b, 17 c) voneinander getrennte, leitende Kontaktflächen (3 bzw. 14, 15, 16 a, 16 b, 16 c) und über den Isolierspalten, diese überbrückende, nur wenig bewegliche, durch Federn in der Offenstellung gehaltene Gegenkontakte (5 bzw. 13 a, 13 b, 13 c) vorgesehen sind, während die Gehäusedecke durch eine bewegliche, die Schalterbetätigung bewirkende Platte gebildet ist.
2. 2. Handbetätigter Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehrere selbständige,aus mindestens zwei Kontakten gebildete Kontaktgruppen über die Fläche der Betätigungsplatte (6 bzw. 30) derart verteilt angeordnet sind, daß schon vermittels der Kontakte einer Gruppe das Schließen des Stromkreises bewirkt wird.
3. 3. Handbetätiger Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß drei Kontaktbereiche vorgesehen und an den Ecken eines möglichst großen im Schaltergehäuse unterzubringenden Dreiecks (A, B, C) angeordnet sind.
4. 4. Handbetätiger Schalter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktbereiche aus auf einer festen Platte oder dem Boden (4) des Schaltergehäuses (8) vorgesehenen einzelnen Kontaktflächen (15, 16 b, 14 oder (15, 16 c_r 14 bzw. 16, 16 a, 14) gebildet sind, deren Form und Anordnung so getroffen ist, daß zwischen ihnen isolierende Spalte (17 b, 17 a, 17 c) verbleiben, über denen sie überbrückende Verbindungskontakte (13 b, 13 a, 13 c) angeordnet sind.

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5. 5. Handbetätiger Schalter, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit jeder Anschlußklemme (11 bzw. 12) eine Hauptkontaktfläche (14 bzw. 15) verbunden ist und zwischen diese an mehreren Stellen Zwischenkontaktflachen (16 a, 16 b, 16 c) derart eingeschaltet sind, daß jeweils mit zwei Isolierspalte (17 a, 17 b, 17 c) verbleiben und über jedem dieser Spalte ein besonderer Verbindungskontakt (13 a, 13 b, 13 c) vorgesehen ist.
6. 6. Handbetätigter Schalternach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungskontakte (13 a, 13 b, 13 c) in Aussparungen (19) einer beweglichen Zwischenplatte (18) nach Art von Bajonettverschlüssen, unter Federwirkung (24) stehend, untergebracht sind.
7. 7. Handbetätigter Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Führung der Zwischenplatte (18) am Gehäuseboden Führungsstücke (25, 26) vorgesehen sind.

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