DE2510902B2 - Elektrischer Schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit einer elektrisch verlaufenden, bügelförmi- ■>(> gen Feder, deren Bügel-Mittelstück an einem insbesondere verschiebbaren Betätigungsorgan anliegt und deren seitliche Bügelenden schwenkbar und vorgespannt in ortsfesten Lagern abgestützt sind. Ein Schalter dieser Art ist an sich bereits bekannt. Bei verschiedenen v> Anwendungsgebieten, insbesondere der Datenverarbeitung wird Wert auf einen deutlich spürbaren Druckpunkt beim Schalten gelegt. Dieser ist bei der vorbekannten Ausführung nicht vorhanden.

Demnach besteht die Aufgabe der vorliegenden <" Erfindung darin, einen Schalter der eingangs genannten Art zu schaffen, der einen beim Umschalten fühlbaren Druckpunkt besitzt.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Schalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, · > welcher erfindungsgemäß in der im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 beschriebenen Weise ausgebildet Bei diesem Schalter steigt die Betätigungskraft zunächst an, um dann nach Erreichen eines Höchstwertes abzufallen. Dadurch erreicht man am Betätigungsorgan, insbesondere einer Betätigungstaste einen leicht zu fühlenden Druckpunkt, welcher der Bedienungsperson signalisiert, daß der Schalter in die Umschaltlage geht oder bereits gekommen ist Dieser Schalter ist in zweckmäßiger Weise monostabil, d. h. nach Wegfall der Betätigungskraft kehren die Feder und der Kontaktarm in die Ausgangslage zurück, wobei sie ggf. das Betätigungsorgan zurückstellen, sofern es keinen separaten Rückstellmechanismus besitzt oder anderweitig zurückgeführt wird. Die Charakteristik beim Rücklauf entspricht im wesentlichen derjenigen bei der Betätigung des Schaltermechanismus. Von Vorteil ist der relativ lange Rücklaufweg der Taste vor dem Lösen der Kontakte. Man erzielt dadurch ein relativ zügiges Trennen der anliegenden Kontakte. Andererseits kommt aufgrund des erwähnten Druckpunktes beim Schalten der bewegbare Kontakt schlagartig am Festkontakt zur Anlage.

Wissenschaftliche Untersuchungen haben ergeben, daß der Kraftaufwand bei einem Schalter mit spürbarem Druckpunkt geringer ist als bei einem Schalter ohne solchen Druckpunkt. Das hängt vermutlich damit zusammen, daß die Bedienungsperson bei der letztgenannten Art deswegen einen größeren Kraftaufwand erbringt, wr.il sie nie ganz sicher ist, ob die Kontakte auch tatsächlich geschlossen sind. Um dies sicher zu stellen, wird bei der vorbekannten Schalterart das Betätigungsorgan bis zur maximal erreichbaren Endstellung bewegt, während bei dem erfindungsgemäßen Schalter das Betätigungsorgan bereits kurz nach Erreichen des Druckpunktes losgelassen werden kann und man nicht auf das Auftreffen beispielsweise der Taste am Gehäuse angewiesen ist. Wenn man überlegt, daß es heutzutage Berufe gibt, die ein stundenlanges Bedienen von Tasten erfordern, so wird deutlich, welch enorme Bedeutung dem spürbaren Druckpunkt eines solchen Schalters, insbesondere Talers zukommt. Man bezeichnedt eine ansteigende Tastenkraft als ein »taktiles Schwellsignal«.

Eines der Lager der bügeiförmigen Feder ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung mit einem Schalteranschlußelement elektrisch leitend verbunden. Der Strom kann daher von diesem Schalteranschlußelement über die bügeiförmige Feder und den Kontaktarm zum Gegenkontakt fließen.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zwischen einer der oberen, insbesondere der dem bogenförmigen Lagerstück zugeordneten und der unteren Ausbuchtung ein annähernd geradeverlaufendes Verbindungsstück gelegen ist und das Betätigungsorgan an diesem Verbindungsstück anliegt oder beim Umschalten anlegbar ist. Das anliegende oder anlegbare Ende des Betätigungsorgans kann daher genügend breit gehalten werden, ohne daß die Gefahr eines Einklemmens in eine der Ausbuchtungen oder zwischen zwei Ausbuchtungen gegeben ist. Der Kontaktarm erstreckt sich vorzugsweise etwa parallel oder leicht geneigt zur Feder und er muß nicht notwendigerweise geradlinig verlaufen, vielmehr kann er auch eine bogen- oder winkelförmige Gestalt besitzen. Insofern kann das vorstehend genannte Merkmal nur einen Richtwert geben. Im übrigen ist noch zu berücksichtigen, daß die Feder mil dem Kontaktarm im losen Zustand eine andere Forrr· einnehmen als nach dem Einsetzen in das Gehäuse, weil die Feder dort bekanntlich unter

Vorspannung steht. Die Feder und der Kontaktarm sind in zweckmäßiger Weise einstückig hergestellt. Der Federquerschnitt entspricht vorzugsweise demjenigen einer Blattfeder und das Material muß selbstverständlich elektrisch gut leitend sein.

Eine andere Variante der Erfindung besteht darin, daß das freie Federende in einem Schneidenlager gelagert ist, welches sich insbesondere am inneren Ende einer Anschlußklemme, Lötfahue od. dgl. des Schalters befinden. Dieses Merkmal kommt insbesondere der billigen Herstellung des erfindungsgemäßen Schalters und seiner raschen Montage sowie der leichten Austauschbarkeit von Feder und Kontaktarm zugute. Das andere Federende ist, wie bereits erläutert wurde, mit Hilfe des bogenförmigen Lagerstücks in einer entsprechend geformten Ausnehmung, beispielsweise des Schaltergehäuses, gelagert.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß das freie Ende des Kontaktarmes gefiedert ist und insbesondere je Fiederelement einen Kontakt, z. B. Kontaktniet, trägt. Dabei ist insbesondere an die Verwendung von Goldkontakten gedacht.

Wenn die Feder mit dem Kontaktarm da·. Schneidenlager mit seiner Anschlußklemme und der Gegenkontakt mit einem weiteren Anschlußelement jeweils einstückig gefertigt werden, so kann man den erfindungsgemäßen Schalter aus fünf Teilen herstellen, sofern das Schaltergehäuse und das beispielsweise als Taste ausgebildete Betätigungsorgan je ein einziges Teil, insbesondere Kunststoffteil sind.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch den erfindungsgemäßen Schalter bei geöffneten Kontakten,

Fig. 2 dieselbe Darstellung bei geschlossenen Kontakten,

Fig. 3 eine alternative Ausgestaltung des freien Kontaktarmendes in der Draufsicht,

Fig.4 eine Seitenansicht der nicht vorgespannten Feder mit dem Kontaktarm,

Fig. 5 ii. etwas vergrößertem Maßstab eine Darstellung gemäß den Fig. 1 und 2 mit den verschiedenen Bewegungsphasen von Feder und Kontaktarm,

F i g. 6 ein Diagramm zur Darstellung des Zusammenhangs zwischen Betätigungskraft und Belätigungsvveg.

Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen einpolige,! Taster, dessen Gehäuse 1 in eine entsprechend dimensionierte Ausnehmung 2 einer Piatte 3 eingesprengt ist. Letztere kann beispielsweise einem Kleinrechner angehören. Das als Taste ausgebildete Betätigungsorgan 4 i;>t in bekannter, nicht näher gezeigter Weise mittels einer oder mehrerer Druckknopfveroindungen mit dem Gehäuse 1 verbunden, wobei diese Verbindungen das Eindrücken des Betätigungsorgans 4 in Pfeilrichtung 5 gestatten, andererseits aber das Betätigungsorgan 4, welches durch die Feder 6 in Richtung des Pfeils 7 belastet ist, gegen Abheben vom Gehäuse 1 sichern.

Die Feder 6 ist unter Vorspannung in das Gehäuse 1 eingesetzt. Sie ist einstückig mit dem Kontaktarm 8 gefertigt (Fig. 4). Dabei sie die Feder 6 und der Kontaktarm 8 über ein bogenförmiges Lagerstück 9 miteinander verbunden und einstückig hergestellt. Am freien Ende des Kontaktarmes 8 kann ein Kontaktniet 10 od. dgl. befestigt werden. Gemäß F i g. 3 ist das freie Ende 11 des Kontaktarmes 8 gefiedert, wobei jedes Federelement 12 einen Kontaktnict 10 trägt. Der F i g. 4 entnimmt man die C estalt der Feder 10 und des Kontaktarmes 8 im ungespannten Zustand der Feder. Letztere besteht im wesentlichen aus einem gerade verlaufenden Blattfederelemeni, mit welchem der leicht auswärts gebogene Konlaktarm 8 einen spitzen Winkel bildet. Hierbei trägt die Feder 2 im seitlichen Abstand voneinander gelegene, bogenförmige, entgegen der Betätigungsrichtung 5 weisende obere Ausbuchtungen 13 und 14. Zwischen diesen beiden befindet sich eine zusätzliche, in Betätigungsrichtung weisende unlere

ic Ausbuchtung 15. Letztere geht unmittelbar in die obere Ausbuchtung 14 über, während sie von der anderen oberen Ausbuchtung 13 einen seitlichen Abstand hat, der von einem gerade oder annähernd gerade verlaufenden Verbindungsstück 16 überbrückt wird.

Ein ins Innere des Gehäuses 1 ragender zapfenförmiger Ansatz 17 liegt, wie Fig. 1 zeigt, ständig an dem Verbindungsstück 16 an. Genauer gesagt ist es so, daß die Feder 6 unter Vorspannung in das Gehäuse 1 eingesetzt ist und mit dem Verbindungsstück 16 die Taste 4 in ihrer oberen Endlage hält. Das freie Ende ist in einem Schneidenlager 18, welc¹ :s sich am inneren

i7_j« „:~, a—,ui..ßbj~« > ~A_n~ i -»ToUnA ig befindet

drehbar gelagert, während das bogenförmige Lagerstück 9 in ein angeformtes Lager 20 des Gehäuses i eingreift.

Die oberen Ausbuchtungen 13 und 14 dienen der horizontalen Stauchung infolge der Vorspannung, während die untere Ausbuchtung 15 einen Gelenkradius bildet. Die aus der Vorspannung resultierende Kraft an der Betätigungstaste ist relativ gering

In F i g. 5 sind verschiedene Phasen des Schaltvorganges dargestellt. Aufgrund ihrer Numerierung mit den Ziffern 1 bis 5 sind sie leicht verständlich. Beim Schalten macht die Feder bei gleichzeitiger Verschwenkung in ihren beiden Lagern eine Bewegung ins Schalterinnere, wobei sie sich verformt Der Kontaktarm 8 bewegt sich in der Anfangsphase des Umschaltvorganges zunächst entgegen der Betätigungsrichtung 5 und erst anschließend in gleicher Richtung wie die Feder, njimlich in Pfeilrichtung 5. Dadurch ergibt sich die in F i g. 6 gezeigte Charakteristik, in der die Schaltphasen 1 bis 4 n· chmals eingezeichnet sind. Man erkennt deutlich den Anstieg der Betätigungskraft und ihren nachfolgenden raschen Abfall nach Überschreitung der mit 1

<"> bezeichneten Schaltstellung. Die obere Kurve 21 gibt die Verhältnisse beim Schalten und die untere Kurve 22 beim Rückstellen der ausgelegten Teile an. Am unteren Ende des Diagramms sind noch die Schaltfunktionen beim Ein- und Ausschalten symbolisch dargestellt. Man

Vi ersieht daraus, daß die Kontakte beispielsweise beim Zurückschalten relativ lange aneinander anliegen, so daß die Taste 4 annähernd ihren halben Weg zurücklegen kann, bevor die Kontakttrennung stattfindet. Beim Schließen der Kontakte verhält sich der

)"> erfindungsgemäße Schalter ähnlich. Man erreicht dadurch sowohl c^:n zügiges Trennen als auch Schließen der Kontakte.

Das freie Ende 11 des Kontaktarmes 8 bzw. der oder die bewegbaren Kontakte 10 arbeiten mit eine<n Gegenkontakt 2_» zusammen, welcher einstückig mit einer weiteren Lntfahne 24 oder dgl. hergestellt ist. Damit besteht das Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schalters aus lediglich füm Teilen, nämlirh dem Gehäuse 1, dem als Taste ausgebildeten Betätigungsorgan 4 der Feder 6 mit dem Kontaktarm 8 und den beiden Lötfahikm 19 und 24, deren inneres Ende die erläuterten Aufgaben übernehmen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schalter mit einer elektrisch leitenden, bügeiförmigen Feder, deren Bügel-Mittelstück an einem insbesondere verschiebbaren Betätigungsorgan anliegt und deren seitlichen Bügelenden schwenkbar und vorgespannt in ortsfesten Lagern abgestützt sind, gekennzeichnetdurch zwei im seitlichen Abstand voneinander gelegene, bogenförmige, entgegen der Betätigungsrichtung (5) weisende obere Ausbuchtungen (13, 14) und eine zwischen diesen Ausbuchtungen (13,14) befindliche, zusätzliche, in Betätigungsrichtung weisende untere Ausbuchtung (15), wobei ein Federende mittels eines bogenförmigen Lagerstücks (9) mit einem Kontaktarm (8) verbunden ist, der mit einem Gegenkontakt (23) zusammenarbeitet

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eines (18) der Lager mit einem Schalteranschlußelement (19) elektrisch leitend verbünde« ist

3. Scha.fer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einer der oberen, insbesondere der dem bogenförmigen Lagerstück (20) zugeordneten (13) und der unteren Ausbuchtung (15) ein annähernd gerade verlaufendes Verbindungsstück (16) gelegen ist und das Betätigungsorgan (4) an diesem Verbindungsstück anliegt oder beim Umschalten anlegbar ist.

4. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Kontaktarm (8) etwa parallel oder leicht geneigt zur Feder (6) erstreckt.

5. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansptüche, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Federende it einem Schneidenlager (18) gelagert ist, welches sich insbesondere am inneren Ende einer Anschlußklemme, Lötfahne (19) od. dgl. des Schalters befindet.

6. Schalter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (11) des Kontaktarmes (8) gefiedert ist und insbesondere je Fiederelement (12) einen Kontakt, z. B. Kontaktniet (10), trägt.

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