DE2611021C3 - Elektrischer Schalter für gedruckte Schaltungen mit einem aus Federdraht gebogenen Schaltglied - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, der durch die DE-AS 16 40 264 bekannt ist.

Der in dieser Auslegeschrift beschriebene Schalter besitzt ein in sich endlos geschlossenes Schaltglied aus Federdraht. Die beiden Schenkel des Schaltgliedes, die den beiden seitlichen Kontaktstiften 2 und 4 gegenüberliegen, sind an ihren Enden über einen Abschnitt des Schaltgliedes verbunden, welcher die Einbuchtung 10 umfaßt. Dieser Abschnitt hält die beiden Schenkel — abgesehen von einer zeitweisen, geringfügigen Verformung während des Schaltvorganges — in einer bestimmten gegenseitigen Winkelstellung. Deshalb kann die Schleife 8 (Aufstecköffnung), mit welcher das Schaltglied auf dem mittleren Kontaktstift 3 gelagert ist, auch nicht als eine die Schenkel vorspannende Feder wirken. Dies bedeutet, daß der Kontaktdruck, mit welchem das Schaltglied des bekannten Schalters an s jeweils einem der seitlichen Kontaktstifte 2 und 4 anliegt, letztlich von dem Nocken 12 am Betätigungsglied aufgebracht werden muß und daher, will man nicht die Betätigungskräfte für eine Veränderung der Schaltstellung zu groß werden lassen, auf einen ίο vergleichsweise niedrigen Wert begrenzt ist Da außerdem beim Umschalten des bekannten Schalters der Nocken 12 an der Ausbuchtung 10 des Schaltgliedes unter Zusammendrücken desselben entlanggleiten muß, begünstigt die entsprechende Reibung eine schleichenls de Kontaktgabe.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, der mit relativ niedrigen Betätigungskräften ohne die Gefahr schleichender Kontaktgabe und unter Erreichung hohen Kontaktdrukkes umschaltbar ist

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 gekennzeichnet

Beim erfindungsgemäßen Schalter sind die frei endenden Schenkel des Schaltgliedes von der Torsionsfeder vorgespannt und liegen unter Wirkung dieser Vorspannung normalerweise an den beiden Mitnahmeflächen des Betätigungsgliedes an. Bei Veränderung der Schaltstellung des Betätigungsgliedes gibt die eine oder jo andere Mitnahmefläche den zugeordneten Schenkel für eine Bewegung relativ zum zugeordneten Kontaktstift unter Wirkung der von der Torsionsfeder ausgeübten Vorspannung frei. Dies bedeutet einerseits, daß sich jeder Schenkel des Schaltgliedes mit außerordentlich hohem, nämlich der Torsionsfeder-Vorspannung entsprechenden Kraft »selber« an den zugeordneten Kontaktstift anlegen kann, und andererseits eben deswegen auch keine hohen Betätigungskräfte notwendig sind, weil der Kontaktdruck nicht durch die Betätigungskraft aufgebracht zu werden braucht. Außerdem ist durch die Freigabe des jeweiligen Schenkels eine schnelle Kontaktgabe bzw. -trennung unter weitgehender Unabhängigkeit von der Betätigungsgeschwindigkeit des Betätigungsgliedes gewährleistet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
^rio Es zeigt

F i g. 1 die Draufsicht einer Ausführungsform eines Schalters nach der Erfindung,

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in F i g. 1, Fig. 3 eine Fig. 1 ähnelnde Draufsicht, die eine Betätigungsstellung des Schalters veranschaulicht,

F i g. 4 die Draufsicht eines weiteren Schalters nach der Erfindung,

Fig.5 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines festen Kontaktes,

F i g. 6 eine Seitenansicht einer Anordnung zum Befestigen von Tragzapfen für einen beweglichen oder einen festen Kontakt an der Unterlage einer gedruckten Schaltung, und

F i g. 7 die teilweise als waagerechter Schnitt gezeichnete Draufsicht einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalters.

In Fig. 1 ist eine Leiterplatte mit einer Unterlage 1 aus isolierendem Material dargestellt, die mehrere ein

Muster bildende, durch Schraffurlinien gekennzeichnete, aufgedruckte Leiterbahnen 2,3 und 4 trägt Jede der Leiterbahnen 2, 3 und 4 weist an einem Ende einen kreisrunden Abschnitt 2a bzw. 3a bzw. 4a auf, der mit einer zentralen öffnung versehen ist, die sich durch die betreffende Leiterbahn und die Unterlage 1 erstreckt; in F i g. 2 sind nur die öffnungen la und 16 zu erkennen. In die öffnung la ist ein eine Unterstützung für einen elektrischen Kontakt bildender, elektrisch leitender Zapfen 5 mit seinem unteren Ende 5a eingebaut; dieser Zapfen hat einen mit ihm gleichachsigen Flansch 5b, der gemäß Fig.2 mit dem kreispjnden Abschnitt 2a der Leiterbahn 2 durch ein Verbindungsmittel 9, z. B. ein Lötmetall, verbunden ist, um den Zapfen an der Unterlage zu befestigen. Die kreisrunden Leiterbahnabschnitte 3a und 4a sind gemäß F i g. 1 symmetrisch zu dem kreisrunden Abschnitt 2a angeordnet, und in ihre zentralen öffnungen, von denen in Fig.2 nur eine sichtbar ist, sind feste Kontakte 6 und 7 bildende leitfähige Zapfen eingebaut Diese Zapfen sind auf ähnliche Weise an der Unterlage 1 befestigt, d. h. dadurch, daß ihre unteren Enden in die zugehörigen öffnungen eingeführt und ihte Flansche 6a und 7a mit den kreisrunden Abschnitten 3a und 4a durch einen Klebstoff 9 od. dgl. verbunden sind. Somit steht der Tragzapfen 5 in elektrischer Verbindung mit der Leiterbahn 2, und die festen Kontakte 6 und 7 sind an die zugehörigen Leiterbahnen 3 und 4 angeschlossen.

Auf den Tragzapfen 5 ist ein die Form einer Torsionsfeder aufweisendes Schaltglied 8 aus einem elektrisch leitenden, elastischen Drahtmaterial aufgesetzt, dessen Schenkel bewegliche Kontakte 8a und 86 bilden, die durch die Federkraft des Drahtmaterials so vorgespannt sind, daß sie bestrebt sind, sich voneinander weg zu bewegen. Gemäß F i g. 1 ist der eine Schenkel 8a bestrebt, eine Schwenkbewegung im Uhrzeigersinne um den Zapfen 5 auszuführen, während der andere Schenke! 8b bestrebt ist, sich gegenüber dem Zapfen 5 entgegen dem Uhrzeigersinne zu bewegen. Gemäß F i g. 1 und 2 ragen die beiden Schenkel 8a und Bö nach links über die festen Kontakte 6 und 7 hinaus, um durch ein Betätigungsglied 10 betätigt werden zu können. Das Betätigungsglied 10 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material und hat allgemein die Form eines Bechers mit einem Wandausschnitt 10a, der auf der Unterlage 1 symmetrisch zu dem Zapfen 5 und den festen Kontakten 6 und 7 angeordnet ist. Gemäß F i g. 2 hat das Betätigungsglied 10 einen Boden 106, der in Berührung mit der Oberseite der Unterlage 1 steht und eine zentrale öffnung besitzt, durch die ein mit einem Sicherungsring 12 versehener Zapfen 11 ragt. Der Wandausschnitt 10a des Becherteils ist dem Zapfen 5 zugewandt und hat in der Umfangsrichtung eine solche Breite, daß normalerweise das freie Ende des Kontaktes 8a an der Seitenwand 10c und das freie Ende des anderen beweglichen Kontaktes Sb an der zweiten Seitenwand tOd des Wandausschnitts 10a anliegt. An dem Betätigungsglied 10 ist eine gemäß F i g. 1 und 2 radial nach außen ragende Handhabe 1Oe ausgebildet, so daß das Betätigungsglied auf dem Zapfen 11 gedreht werden kann, um den Umschalter zu betätigen. Normalerweise wird das Betätigungsglied 10 jedoch durch eine nicht dargestellte Rasteinrichtung in einer Stellung gehalten, bei der die beiden beweglichen Kontakte 8a und fib von den festen Kontakten 6 und 7 abgehoben sind. Diese Stellung entspricht der Ruheoder Öffnungsstellung des Schalters.

Sollen die Leiterbahnen 2 und 3 miteinander verbunden werden, kann man die Handhabe 1Oe gemäß F i g. 1 entgegen dem Uhrzeigersinne schwenken, um das Betätigungsglied 10 auf dem Zapfen 11 entgegen dem Uhrzeigersinne zu drehen, so daß sich der sich an der Seitenwand lOcdes Wandausschnitts 10a abstützende bewegliche Kontakt 8a gegenüber dem Tragzapfen 5 im Uhrzeigersinne bewegen kann. Diese Schwenkbewegung des Kontaktes 8a ist auf die Vorspannung des elastischen Drahtes zurückzuführen. Führt der bewegliehe Kontakt 8a eine solche Schwenkbewegung aus, kommt er unter einem vorbestimmten Druck zur Anlage an dem festen Kontakt 6, so daß eine elektrische Verbindung zwischen den Leiterbahnen 2 und 3 über den Tragzapfen 5, den beweglichen Kontakt 8a und den festen Kontakt 6 hergestellt wird, wie es in Fig.3 gezeigt ist Hierbei wird das Betätigungsglied 10 gemäß F i g. 3 noch weiter gedreht, bis sich die Seitenwand 10c des Wandausschnitts 10a von dem Kontakt 8a abgehoben hat; dann wird das Betätigungsglied in dieser Stellung durch die nicht gezeigte Rasteinrichtung zeitweilig festgehalten. Dreht man das Betätigungsglied 10 entgegen dem Uhrzeigersinne, bewegt die andere Seitenwand iOd des Wandausschnitts 10a den anderen beweglichen Kontakt 8b entgegen seiner elastischen Vorspannung weiter von dem festen Kontakt 7 weg, doch wird hierdurch der Kontaktdruck zwischen dem ersten beweglichen Kontakt 8a und dem festen Kontakt erhöht Bei dieser Stellung des Schalters ist die Leiterbahn 2 mit der Leiterbahn 3 verbunden, jedoch

«) gegenüber der Leiterbahn 4 abgeschaltet.

Soll die Leiterbahn 2 mit der Leiterbahn 4 verbunden werden, kann man die Handhabe 1Oe in der entgegengesetzten Richtung schwenken, um das Betätigungsglied 10 im Uhrzeigersinne zu drehen. Hierdurch wird der

)> andere bewegliche Kontakt 8b zur Anlage an dem festen Kontakt 7 gebracht, während der bewegliche Kontakt 8a von dem festen Kontakt 6 weiter entfernt wird; auf diese Weise wird eine elektrische Verbindung zwischen den Leiterbahnen 2 und 4 hergestellt, während die Verbindung zwischen den Leiterbahnen 2 und 3 unterbrochen wird.

Statt bei dem einpoligen Umschalter nach F i g. 1 bis 3 kann man ein einziges Betätigungsglied auch bei einem zweipoligen Umschalter verwenden, wie es in Fig.4

■r> gezeigt ist. In diesem Fall sind zwei Tragzapfen 15 und 25 einem einzigen Betätigungsglied 20 zugeordnet, und es sind zwei Kontaktdrähte 18 und 28 vorhanden, die auf die Tragzapfen so aufgeschoben sind, daß mit zwei Wandausschnitten 20a 1 und 20a 2 jeweils zwei beweg-

w liehe Kontakte 18a, 186 bzw. 28a, 286 zusammenarbeiten. Das Betätigungsglied 20 besitzt wiederum einen Boden 20b und ist mit einer Handhabe 2Oe versehen, damit sich das Betätigungsglied 20 auf dem Tragzapfen 21 drehen läßt, um einen der beweglichen Kontakte 18a und 186 des Kontaktdrahtes 18 zur Anlage an dem festen Kontakt 16 bzw. 17 zu bringen und hierdurch eine Leiterbahn 22 mit der Leiterbahn 13 bzw. der Leiterbahn 14 zu bringen, und um gleichzeitig einen der beweglichen Kontakte 28a und 28b des anderen

bo Kontaktdrahtes 28 an den festen Kontakt 26 bzw. 27 anzulegen, damit die Leiterbahn 32 mit der Leiterbahn 23 bzw. der Leiterbahn 24 verbunden wird.

Bei beiden vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die festen Kontakte als Zapfen von kor.jtantem Durchmesser dargestellt. Im Gegensatz hierzu zeigt Fig.5 einen festen Kontakt, der mit einer geneigten oder konischen Fläche 6b bzw. Tb versehen sein kann. Hat der feste Kontakt die Form nach Fi ε. 5.

arbeitet der bewegliche Kontakt Sa bzw. Sb mit dem festen Kontakt unter Aufbringen einer Kraftkomponente zusammen, die den beweglichen Kontakt veranlaßt, gemäß F i g. 5 auf der geneigten Fläche 6£> bzw. Tb in Richtung auf einen Abschnitt des festen Kontaktes entlangzugleiten, der einen kleineren Durchmesser hat. Diese Gleitbewegung dient dazu, die Oberfläche des festen rContaVius 6 bzw. 7 sauber zu halten und die K.ontaktfläche zu vergrößern, wodurch die Zuverlässigkeit der Kontaktgabe erhöht wird.

Bei den bis jetzt beschriebenen Ausfiihrungsbeispie len befinden sich die elektrischen Leiterbahnen 2, 3 und 4 auf der Oberseite der Unterlage oder Platte 1. Jedoch wäre es auch möglich, die gedruckte Schaltung vollständig oder teilweise auf der Unterseite der Platte 1 anzuordnen. In diesem Fall ist es gemäß F i g. 6 möglich, den Tragzapfen 5 für den beweglichen Kontaktdraht und die die festen Kontakte 6 und 7 bildenden Zapfen so auszubilden, daß ihre unteren Enden durch öffnungen der Platte 1 ragen, sich über die Unterseite der Platte hinaus erstrecken und sich mit den kreisrunden Abschnitten 2a, 3a und 4a der Leiterbahnen mit Hilfe eines Verbindungsmittels 9 verbinden lassen.

Befestigt man einen der beweglichen Kontakte Sa und Sb des einpoligen Umschalters nach F i g. 1 an der Unterlage 1, während der andere Kontakt beweglich bleibt, erhält man einen einpoligen Ein- und Ausschalter.

Anstelle eines drehbaren Betätigungsgliedes, wie es bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen vorhanden ist, kann man auch ein verschiebbares Betätigungsglied vorsehen. F i g. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem Betätigungsglied 30 aus einem elektrisch isolierenden Material mit zwei eine Gabelung bildenden Enden 30a und 306, von denen jedes eine Innenfläc-hi 30d bzw. 3Oe hat, die unter einem spitzen Winkel zu: Längsachse des Betätigungsgliedes verläuft. Auf dei nicht dargestellten isolierenden Unterlagen befinde:

sich zwei elektrische Leiterbahnen 33 und 34, denei feste Kontakte 36 und 37 zugeordnet sind, die dei vorstehenden Beschreibung entsprechen können. In di< Unterlage ist ein Tragzapfen 35 fest eingebaut, der ir elektrischer Verbindung mit einer Leiterbann 42 steht

ίο und auf den ein Schaltglied 38 aufgeschoben ist, das zwe bewegliche Kontakte 38a und 3Sb bildenden Schenke aufweist. Normalerweise werden die beweglicher Kontakte 38a und 3Sb durch die Elastizität de: Materials, aus dem das Schaltglied 38 besteht, in Anlagi an den festen Kontakten 36 und 37 gehalten. Da: Betätigungsglied 30 hat einen Längsschlitz 30c, mit den zwei ortsfeste Führungsstifte 31a und 3ib zusammenar beiten, so daß sich das Betätigungsglied gemäß F i g. 7 ii Richtung des Pfeils verschieben läßt. Die freien Endet der beweglichen Kontakte stehen normalerweise it Berührung mit den Innenflächen 3Od und 3Oe der eini Gabelung bildenden Enden des Betätigungsgliedes Wird das Betätigungsglied gemäß F i g. 7 entgegen den Pfeil bewegt, können sich die beweglichen Kontakte 38; und 3Sb unter der Wirkung ihrer Vorspannung an die zugehörigen festen Kontakte 36 und 37 anlegen; wire jedoch das Betätigungsglied 30 in Richtung des Pfeil: bewegt, veranlassen die Innenflächen 3Od und 3Oe di< beiden beweglichen Kontakte 38a und 3Sb, siel

ίο aufeinander zu zu bewegen und sich hierbei von dei zugehörigen festen Kontakten 36 und 37 abzuheben, un die elektrische Verbindung zwischen den fester Kontakten zu unterbrechen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schalter für gedruckte Schaltungen mit drei an der Leiterplatte der gedruckten Schaltung in elektrischem Kontakt mit Leiterbahnen angebrachten Kontaktstiften, von denen ein mittlerer Kontaktstift ein Schaltglied aus elektrisch leitendem Federdraht trägt, das mit einer aus dem Federdraht gebogenen Windung den mittleren Kontaktstift umschließt und mit zwei von der Windung symmetrisch wegstehenden Schenkeln den beiden anderen, symmetrisch zum mittleren Kontaktstift angeordneten Kontaktstiften seitlich gegenüberliegt, und mit einem an der Leiterplatte beweglich gelagerten Betätigungsglied aus Isolierstoff, das mit dem Schaltglied in Berührung steht und in Abhängigkeit von einer jeweiligen Schaltstellung die beiden Schenkel wahlweise an den jeweils zugeordneten seitlichen Kontaktstift anlegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Windung des Schaltgliedes (8-86; 18-186; 28-286; 38-386) als Torsionsfeder (8; 18; 28; 38) ausgebildet ist und die von der Torsionsfeder wegstehenden Schenkel (8a, 86; 18a, 186; 28a, 286; 38a, 386) V-förmig frei enden, daß die Torsionsfeder im Sinne einer Veränderung des Winkels zwischen den Schenkeln vorgespannt ist, und daß das Betätigungsglied (10; 20; 30) zwei voneinander beabstandete Mitnahmeflächen (10c, 10t/; 20c, 2Od; 3Od, 30e) besitzt, an denen die Schenkel unter der Wirkung der vorgespannten Torsionsfeder anliegen.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder seitliche Kontaktstift (3; 4) eine mit dem zugeordneten Schenkel (8a, 86) des Schaltgliedes (8—86,) zusammenwirkende konische Fläche (66,76) aufweist.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (10; 20) einen zylindrischen, an der Leiterplatte drehbar gelagerten Körper mit einer Dreh-Handhabe (1Oe; 2Oe) umfaßt, bei dem die Mitnahmeflächen (10c, 1Od; 20c, 2Od) durch die axialen Seitenwände eines Wandausschnittes (10a;20a) gebildet sind.

4. Umschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (30) ein an der Leiterplatte verschieblich gelagertes Bauteil umfaßt, das mindestens eine gegenüber der Verschieberichtung unter einem Winkel verlaufende Mitnahmefläche (30e, 3Od^ besitzt.