DE2602302A1

DE2602302A1 - Elektrischer schalter

Info

Publication number: DE2602302A1
Application number: DE19762602302
Authority: DE
Inventors: Alec John Heap
Original assignee: Lucas Electrical Co Ltd
Current assignee: Lucas Electrical Co Ltd
Priority date: 1975-01-25
Filing date: 1976-01-22
Publication date: 1976-07-29
Also published as: ES444533A1; IT1053428B; FR2298874A1

Description

PATENTANWALTS BÜR O D-4 DÜSSELDORF · SCHUMANNSTR. 97

PATENTANWÄLTE:
Dipl.-lng. W. COHAUSZ · Dipl.-lng. W. FLORACK · Dipl.-lng. R. KNAUF ■ Dr.-lng., Dipl.-Wirtsch.-lng. A. GERBER · Dipl.-lng. H. B. COHAUSZ

The Lucas Electrical Company Limited

Well Street

GB-Birmingham 21. Januar 1976

Elektrischer Schalter

Die Erfindung "betrifft einen elektrischen Schalter.

Ein elektrischer Schalter gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Körper, ein zur Bewegung im Körper zwischen einer ersten, einer zweiten und einer dritten im Abstand liegenden Position dem Körper gegenüber gelagertes Glied, durch Bewegung des Glieds dem Körper gegenüber betätigbare elektrische Schalterkontakte, ein vom Glied getragenes Biegelelement, das sich duroh das Glied erstreckt und in ihm verschiebbar ist, zwischen dem Glied und dem Riegelelement wirkende Hastmittel, die das Riegelelement in einer von einer ersten und einer zweiten im Abstand liegenden Position dem Glied gegenüber freigebbar halten, ein Widerlager am Körper, mit dem das Element zusammenwirkt, in der zweiten Position des Elements, derart, daß eine Bewegung des Glieds in seine dritte» Position aus seiner zweiten Position verhindert wird, erste Auflaufmittel am Körper, mit denen das Element während der Bewegung des Glieds aus seiner dritten Position in seine zweite Position zusammenwirkt, derart, daß das Element aus seiner zweiten Position in eine Zwischenposition zwischen seiner ersten und zweiten Position verlagert wird, das Element aus seiner Zwischenposition in seine zweite Position spannende Federmittel und zweite Auflaufmittel am Körper, mit denen das Element während der Bewegung des Glieds aus seinerzweiten Position in seine erste Position zusammenwirkt, derart, daß das Element aus seiner zweiten Position in seine erste Position zurück-

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ORIGINAL INSPECTED

geführt wird, und dirtte Auflaufmittel am Körper, mit denen dae Element während der Bewegung des Glieds aus seiner zweiten Position in seine dritte Position zusammenwirkt, derart, daß das Element aus seiner ersten Position in seine zweite Position bewegt wird, wobei die Anordnung eine solche ist, daß das Element und das Widerlager eine Bewegung des Glieds aus seiner zweiten Position in seine dritte Position verhindern, außer wenn die vorhergehende Bewegung des Glieds aus seiner ersten Position in seine zweite Position erfolgte.

Torzugsweise sind die Federmittel, die das Biegelglied aus seiner Zwisohenposition in seine zweite Position spannen, ein Federglied der Bastmittel.

Zweckmäßigerweise wird das Glied durch Federkraft aus seiner dritten Position in seine zweite Position gespannt, derart, daß bei Freigabe des Glieds in der dritten Position das Glied in die zweite Position zurückkehrt.

Vorzugsweise ist das Glied zur Drehung im Körper gelagert, und vorzugsweise erstreckt sich das Biegelelement durch das Glied auf einem Durchmesser desselben.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

Fig. 1 ein schematischer Längsschnitt durch einen Drehschalter, Fig. 2, 3 und 4 schematische Schnitt in Querrichtung durch den in Fig. 1 gezeigten Schalter, die jeweils drei verschiedene Positionen des Rotors des Schalters dem Körper ödes schalters gegenüber darstellen, und

Fig. 5 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 eines praktischen Ausführungsbeispiels des in Fig. 1 gezeigten Schalters.

Zunächst auf Fig. 1 bis 4 bezugnehemdnd, weist der ScMter einen hoh-

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len, zylindrisohen_t aus Kunststoff geformten Körper 11 auf, der an einem Ende durch einen einstückigen Soden 12 verschlossen ist. Der Boden 12 ist mit einer «ylindrisehen Ausnehmung 13 versehen, in der ein axiales Ende eineszylindrischen Rotors 14 aufgenommen wird. Eine Abdeckung (nicht dargestellt) verschließt das offene Ende des Körpers 11 und lagert drehbar einen Zapfen 15, der sich vom Rotor 14 koaxial dazu erstreckt. Der Rotor 14 ist also zur Drehung im Körper 11 um die Längsachse des Körpers 11 gelagert.

Ortsfeste elektrische Kontakte (nicht dargestellt) sind vom Körper 11 getragen, und an ihnen kann ein Brüokenkontakt (nicht dargestellt) angreifen, der vom Rotor I4 getragen wird. Eine Drehung des Rotors 14 dem Körper 11 gegenüber bewegt den beweglichen Brückenkontakt den ortsfesten Kontakten gegenüber, um verschiedene elektrische Stromkreise in verschiedenen Winkelpositionen des Rotors 14 dem Körper gegenüber zu schließen.

Der Rotor I4 ist mit einer sich diametral erstreckenden Durchgangsbohrung 16 in wesentlichen rechteckigen Querschnitts versehen. In der Bohrung 16 ist ein Riegelelement 17 aus Kunstharz verschiebbar aufgenommen, das eine Länge hat, die größer als der Durohmesser des Rotors 14 ist. Die Breite des Riegelelements I7 ist im wesentlichen gleich der Breite der Bohrung 16, und damit ist das Riegelelement 17 in einem relativ engen, aber frei gleitenden Sitz in der Bohrung 16 in einer Ebene im rechten Winkel zur Drehachse des Rotors I4 angeordnet. Ton einer Seite des Elements 17 stehen erste und zweite Querrippen 1Θ, 19 dreieckigen Querschnitts vor, und zwischen den Rippen 18, 19 befindet sich eine Erhöhung 21. Die Wand der Bohrung 16, die zu den Rippen 18, 19 und zur Erhöhung 21 zeigt, ist mit zwei Paaren querliegender Nuten 22, 25 und 24, 25 versehen. Die querliegenden Hüten 22-25 haben einen dreireoikigen Querschnitt, und die Scheitel der luten 24, 25 sind in einem Abstand voneinander entfernt, der gleich dem Abstand der Scheitel der Rippen 16, 19 ist. Entsprechend befinden sich die Scheitelnder Nuten 22, 25 in einem Abstand voneinander, der gleich dem Abstand der Scheitel der Rippen 18, 19 ist, und

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die Nuten 22, 2J haben eine größere Breite als die Nuten 24, 25. Eine Druckfeder 26 wirkt zwischen dem Rotor 14 und der Seite des Elements 17 gegenüber der Seite, die die Kippen 18, 19 trägt. Die Feder 26 drückt also die Eippen 18, 19 in. das eine oder in das andere Paar Nuten. In Fig. 1 sind die Rippen 18, 19 im Eingriff in den Nuten 24, 25 gezeigt, und es versteht sich, daß das Element 17 nach links aus der dargestellten Position verlagert werden kann, um die Rippen 18, in die Nuten 22 bzw. 2J eingreifen zu lassen. Die Feder 26, die Rippen 18, 19 und die Nuten 22-25 bilden also eine Rastanordnung zum freigebbaren Festhalten des Riegelelements in einer von einer ersten und einer zweiten im Abstand liegenden Position dem Rotor I4 gegenüber. Zur Vereinfachung wird die Position des Riegelelements 17 dem Rotor I4 gegenüber, die in Fig. 1 gezeigt ist und in der die Rippen 18, I9 in den ITu ten 24 bzw. 25 eingreifen, als die erste Position des Elements dem Rotor gegenüber bezeichnet, während die Position' des Elements I7» in der die Rippen 18, 19 in die Nuten 22 bzw. 23 eingreifen, als die zweite Position des Elements I7 bezeichnet wird.

Ton der Innenwand des Körpers 11 erstreckt sich radial nach innen ein Widerlager 27, und ein Ende des Riegelelements I7 ist mit einer Fläche 28 versehen, die sich radial in bezug auf den Rotor I4 erstreckt. In der zweiten Position des Riegelelements I7 dem Rotor I4 gegenüber legt sich die Fläche 28 während einer Drehung des Rotors I4 nach links dem Körper 11 gegenüber gegen das Widerlager 27, um eine weitere Drehung des Rotors I4 damit sanach rechts zu verhindern. Wenn sich das Element 17 in eeiner ersten Position bezüglich des Rotors 14 befindet, sitzt das freie Ende des Elements 17 radial innerhalb des innersten Rands des Widerlagers 27, und damit kann der Rotor in Richtung nach links gedreht werden, um die Fläche 28 über das Widerlager 27 hin-*us zu bewegen.

In einer Richtung nach links um die Innenfläche des Körpers 11 herum dem Widerlager 27 gegenüber befindet sich eine erste Auflaufform 29, mit der das Ende des Elements 17 zusammenwirkenrkann, das die Fläche 28 trägt. In Richtung nach rechts dem Widerlager 27 gegenüber im Ab-

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stand dazu befindet sich eine zweite Auflaufform 31» die sich ebenfalls radial nach innen von der Innenfläche des Körpers 11 erstreckt und
die wiederum mit dem einen Ende des Elements 17 zusammenwirken kann. Im
Abstand nach rechts von der Auflaufform 31 befindet sich eine dritte
Auflaufform 32, die sich wiederum radial nach innen von der Innenfläche des Körpers 11 erstreckt und die mit dem gegenüberliegenden Ende 33 des Elements 17 zusammenwirken kann. Eine Hastanordnung (nicht gezeigt), die dem Rotor 14 und dem Körper 11 zugeordnet ist, bestimmt erste und zweite stabile Winkelpositionen des Rotors 14 dem Körper 11 gegenüber, wobei die erste Position in Figur 2 gezeigt ist, in der das Ende des Elements 17, das die Fläche 28 trägt, an der Auflaufform 31 liegt, und die zweite Position in Figur 4 gezeigt ist, in der das Ende des Elements 17» das die Fläche 28 trägt, an dem Widerlager 27 liegt. Der Rotor 14 kann sich auch in Richtung nach links aus der zweiten Position in eine dritte unstabile Position bewegen, die in Fig. 3 gezeigt ist und in der eine
Torsionsfeder (nicht dargestellt) vorgesehen ist, die zwischen dem Rotor 14 und dem Körper 11 während der Bewegung des Rotors aus seiner zweiten Position in seine dritte Position wirkt, so daß bei Freigabe des Rotors in der dritten Position der Rotor in seine zweite Position zurückkehrt.

Um die Funktion des Schalters zu verstehen, sei angenommen, daß sich
der Rotor 14 in seiner ersten Position in bezug auf den Körper 11 befindet und daß das Riegelelement 17 sich in seiner ersten Position bezüglich des Rotors 14 befindet. Weil sich das Riegelelement 17 in seiner ersten Position befindet, liegt die Fläche 28 außerhalb des Bereichs der Auflaufform 31» und auch außerhalb des Bereichs des Widerlagers 27, und damit kann der Rotor in Richtung nach links aus seiner ersten Position in seine zweite Position gedreht worden, und außerdem aus »seiner
zweiten Position in seine dritte Position. Während der Bewegnng des Rotors 14 aus seiner zweiten in die dritte Position dem Körper 11 gegenüber greift das Ende 33 des Elements 17 jedoch an der Auflaufform 32
an, und die Auflaufform 32 verlagert das Element 17 aus seiner ersten
Position dem Rotor 14 gegenüber in seine zweite Position, wobei die
Rippen 16,19 aus den Nuten 24, 25 heraus- und in die Hüten 22, 23 hineinwandern. In der zweiten Position des Elements 17 liegen die Auflauf-

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form 29 und das Widerlager 27 in der Bewegungsbahn des Endes des Elements 17, das vom Ende 55 entfernt liegt, und bei Freigabe des Rotors 14 in der dritten Position bewegt sich deshalb der Eotor zurück zur zweiten Position hin, und das Ende des Elements 17» das vom Ende 55 entfernt liegt, greift an der Auflaufform 29 an. Das Zusammenwirken der Auflaufform 29 und des Elements 17 verlagert das Element 17 aus seiner zweiten Position zurück zu iheiner ersten Position hin. Die radiale Erstreckung der Auflaufform 29 ist jedoch derart, daß das Element 17 nicht in seine erste Position, sondern in eine Zwischenposition bewegt wird, in der die Feder 26 in Verbindung mit den Hippen 18, 19 und den Wänden der Nutten 22, 25 das Element in seine zweite Position zurückführt, wenn das Ende des Elements 17 aus dem Bereich der Auflaufform 29 heraustritt. Mit der Rückführung des Hotors I4 durch die Torsionsfeder in die zweite Position aus der dritten Position läuft also das SeElement 17 über die Auflaufform 29 und federt in seine zweite Position zurück, so daß in der zweiten Position des Rotors dem Körper gegenüber die Fläche 28 des Elements I7 über dem Widerlager 28 liegt. Die zweite Position des Hotors I4 dem Körper gegenüber ist natürlich eine stabile Position, und wenn ein Versuch unternommen wird, nun den Rotor in Richtung nach links zu drehen, um den Rotor I4 aus seiner zweiten in seine dritte Position zurückzuführen, wird eine solche Drehung des Rotors I4 nach links durch Angreifen der Fläche 28 as Widerlager 27 verhindert. TJm nun den Rotor I4 in seine dritte Positeion zurückzuführen, ist es erforderlich, das Element 17 in seine erste Position dem Rotor Η gegenüber zurückzuführen. Die Auflaufform 51 ist zu diesem Zweck vorgesehen, und es ist deshalb erforderlich, den Rotor in Richtung nach rechts aus seiner zweiten Position zurück in seine erste Position zu drehen, so daß das Ende des Elements 17, das vom Ende 55 entfernt liegt, mit der Auflaufform 5I zusammenwirkt. Das radiale Ausmaß der Auflaufform 5I ist derart, daß beim Laufen über die Auflaufform 5I das Element aus seiner zweiten Position in seine erste Position zurückgeführt wird, so daß die Rippen 18, 19 erneut in den äuten 24, 2^ aufgenommen werden. Dnaoh kann der Rotor natürlich aus seiner ersten Position durch seine zweite Position in die dritte Position gedreht werden, und daraufhin wird das Element 17 zurück in seie-

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ne zweite Position dem Rotor I4 gegenüber durch die Auflaufform 32 in Bereitschaft zur Verhinderung einer anschließenden Bewegung des Rotors aus der zweiten Position in die dritte Position bewegt, ohne in die erste Position zurückzukehren.

Der Schalter ist besonders, wenn auch nicht ausschließlich, zur Verwendung als ein Zündstartschalter in einem Kraftfahrzeug vorgesehen. Bs ist bei einem Kraftfahrzeug wichtig, daß der Starterkreis nicht eingeschaltet werden kann, während der Motor läuft. Die zweite Position des Rotors 14 dem Körper 11 gegenüber ist also eine Zündposition, in der die Zündkreise des Fahrzeugs geschlossen sind, und desie dritte, unstabile Position des Rotors I4 dem Körper 11 gegenüber ist die Startposition, in der der Startermotor eingeschaltet wird, zusätzlich zum Schließen der Zündkreise. Die erete Position des Rotors I4 dem Körper gegenüber kann eine ausgeschaltete Position sein, oder es kann sich um eine Hilfsposition handeln, in der der Zündkreis des Fahrzeugs unterbrochen ist und entwe.der keine Stromskreise oder nur die Hilf sStromkreise geschlossen sind. Es ist also ersichtlich, daß zur Bewegung des Rotors I4 in seine dritte Position zum Einschalten des Startermotors des Fahrzeugs es wichtig ist, daß die vorhergehende Bewegung des Rotors aus der ersten Position in die zweite Position erfolgt ist. Wenn angenommen wird, daß der Motor des Fahrzeugs unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Schalters gestartet worden ist und der Motor läuft, befindet sich der Rotor des Schalters in seiner zweiten Position, und die vorhergehende Bewegung ist von der dritten Position in die zweite Position erfolgt. Unter diesen Umständen ist es natürlich nicht möglich, den Rotor in seine dritte Position zurückzuführen, ohne zuerst den Rotor zurück in seine erste Position zu drehen. Eine Drehung des Rotors in seine erste Position unterbricht die Zündkreise, und der Motor hört zu laufen auf. Danach ist es natürlich möglich, den Motor wieder zu starten.

Ein praktisches Ausführungsbeispiel des vorstehend beschriebenen Schalters ist in Fig. 5 gezeigt, in der Teile, die dem vorstehend beschrie-■faenden Aueführungsbeispiel entsprechen, die gleichen Bezugszahlen tra- ' gen. Wie zu sehen ist, ist der Rotor I4 im Gehäuse 11 drehbar und trägt

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eine bewegliehe Eontaktplatte 4I, die Konetaktstücke trägt, von denen eines bei 42 gezeigt ist. Die Kontaktstücke 4² greifen an Pestkontakten 45 an» die um clen Boden 12 herum angeordnet sind, wobei die Festkontakte 43, an denen die Kontaktstücke 4² angreifen, durch die Platte 4I elektrisch miteinander verbunden werden. Federn 44» öLie zwischen dem Rotor 14 und der Platte 4I wirken, drücken die Stücke 42 in einen Angriff an die Festkontakte 45· Das Riegelelement I7 wirkt mit dem Rotor 14 und der Innenwand des Gehäuses 11 in der vorstehend beschriebenen Weise zusammen, um die Bewegungsfolge des Rotors zu bestimmen, und eine federgespannte Kugel 45» die vom Rotor I4 getragen ist, legt sich gegen eine Auflaufform an der Abdeckung des Gehäuses, um einen Rastmechanismus zu schaffen, der stabile Positionen des Rotors dem Gehäuse gegenüber zu bestimmen.

Ansprüche

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Claims

Ansprüche

1. Elektrischer Schalter, gekennzeichnet durch einen Körper, ein zur Bewegung im Körper zwischen einer ersten, einer zweiten und einer dritten im Abstand liegenden Position dem Körper gegenüber gelagertes Glied, durch Bewegung des Glieds dem Körper gegenüber betätigbare elektrische Schalterkontakte, ein vom Glied getragenes Hiegelelement, das sich durch das Glied erstreckt und in ihm verschiebbar ist, zwischen dem Glied und dem Riegelelement wirkende Hastmittel, die das Hiegelelement in einer von einer ersten und einer zweiten im Abstand liegenden Position dem Glied gegenüber freigebbar halten, ein Widerlager am Körper, mit dem das Element zusammenwirkt, in der zweiten Position des Elements, derart, daß eine Bewegung des Glieds in seine dritte Position aus seiner zweiten Position verhindert wird, erste Auflaufmittel am Körper, mit denen das Element während der Bewegung des Glieds aus seiner dritten Position in seine zweite Position zusammenwirkt, derart, daß das Element aus seiner zweiten Position in eine Zwischenposifcion zwischen seiner ersten und zweiten Position verlagert wird, das Element aus seiner Zwischenposition in seine zweite Position spannende Federmittel und zweite Auflaufmittel am Körper, mit denen das Element während der Bewegung des Glieds aus seiner zweiten Position in seine erste Position zusammenwirkt, derart, daß das Element aus seina? zweiten Position in seine erste Position zurückgeführt wird, und dritte Auflaufmittel am Körper, mit denen das Element während der Bewegung des Glieds aus seiner zweiten Positedon in seine dritte Position zusammenwirkt, derart, daß das Element aus seiner ersten Position in seine zweite Position bewegt wird, wobei die Anordnung eine solche ist, daß das Element und das Widerlager eine Bewegung des Glieds aus seiner zweiten Position in seine dritte Position verhindern, außer wenn die vorhergehende Bewegung des Glieds aus seiner ersten Position in seine zweite Position erfolgte.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federmittel, die das Riegelelement aus seiner Zwischenposition in seine zweite Position spannen, ein Federeglied der Hastmittel sind.

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3· Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Glied durch Federkraft aus seiner dritten Position in seine zweite Position gespannt ist, derart, daß bei Freigabe des Glieds in der dritten Position das Glied in die zweite Position zurückkehrt.

4· Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß das Glied zur Drehung im Körper gelagert ist und das Eiegelelement sich durch das Glied auf einem Durchmesser sdesselben erstreckt.

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