DE3115064A1 - Elektrischer druckknopfschalter - Google Patents

Description

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Elektrischer Druckknopfschalter

Die vorliegende Erfindung betrifft Druckknopfschalter, d. h. Schalter, bei denen ein beweglicher Kontakt durch ein Steuerelement betätigt wird, das sich auf einer geradlinigen Bahn bewegt.

Allgemein umfassen diese Schalter zwei feste Kontakte, auf die ein beweglicher Kontakt einwirkt, der aus einem Kontaktplättchen besteht, das an dem Druckknopf befestigt ist und in der einen Position von den festen Kontakten entfernt ist, in der anderen Position aber an den festen Kontakten anliegt, um sie elektrisch zu verbinden.

Uon einem rein theoretischen Standpunkt aus sollten diese Schalter von der Konstruktion her Vorteile gegenüber Schaltern mit kippbar beweglichen Kontakten aufweisen, also den Kippschaltern.

Theoretisch gesehen erfolgt das Schließen der festen Kontakte tatsächlich gleichzeitig, und zwar über das Kontaktplättchen: aufgrund dieser Tatsache ist die Energie aus der Bogenentladung über die beiden Kontakte gleichmäßig verteilt.

In diesem Fall kann die Dimensionierung der beiden Unterbrecherkontakte niedriger sein als bei einem einzigen Unterbrecherkontakt.

Ein solcher Vorteil ist jedoch etwas zweifelhaft, da in der tatsächlichen Praxis die Kontaktunterbrechung nicht absolut gleichzeitig erfolgt, denn Experiments zeigtön-, daß in den meisten Fällen das Abreißen des Kontaktes statistisch jeweils

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zur Hälfte auf die beiden Kontakte v/erteilt ist, falls der Schalter richtig konstruiert ist.

Diese Verteilung ist außerdem abhängig won der Toleranzungenauigkeit bei der Herstellung des Schalters und von der starren Geradlinigkeit der Bewegung des beweglichen Kontaktes.

Tatsächlich kann es vorkommen, daß für gewisse Schalter einer Produktionsserie die Unterbrechung bevorzugt an dem einen Kontaktpunkt auftritt, wobei nicht vorhergesagt werden kann, an welchem von den beiden.

Außerdem sollte beachtet werden, daß die Geschwindigkeit für das öffnen und Schließen eines Kippschalters im allgemeinen von der Federspannung abhängt, die den Totpunkt beim Kippen überbrückt, was zur Folge hat, daß die Geschwindigkeit in einem weiten Bereich unabhängig von der tatsächlichen Handhabung des Schalters durch den Benutzer ist.

Demgegenüber ist bei Druckknopf schaltern - weil es eine direkte Wirkung zwischen dem zur Handhabung dienenden Teil und dem beweglichen Kontakt gibt - die Geschwindigkeit für das Schließen oder Öffnen der Kontakte eine Funktion der Betätigung durch den Benutzer.

Diese Handhabung kann vergleichsweise langsam sein und würde sich daher nachteilig auf die Dauer der Kontaktzeit auswirken.

Auch wenn, theoretisch gesehen, die Abmessungen der Kontakte kleiner sein könnten als für die Kontakte eines Kippschalters, so müssen sie doch in der Praxis unter Berücksichtigung der erwähnten Umstände beträchtlich überdimensioniert werden, was also die Herstellungskosten des Schalters erhöht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabenstellung zugrunde, diese Machteile zu umgehen, indem die Art der Arbeitsweise der Teilkomponenten des Schalters geändert wird, was die Herstellungskonsten der Kontakte verringert ohne die baulich;: Einfachheit des Schalters zu opfern.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung umfaßt die vorliegende Erfindung einen Druckknopfschalter, dessen Druckknopf elastisch in einem Schaltergehäuse bewegt wird, um wenigstens zwei bewegliche Kontakte bezüglich zweier entsprechender fester Kontakte entweder hinzubewegen oder zu entfernen. Kennzeichnend für den Schalter ist dabei, daß die beweglichen Kontakte für eine elastische Schwingbewegung ausgelegt und von dem Druckknopf getragen werden, wobei der Abstand zwischen den festen Kontakten und den zugehörigen beweglichen Kontakten in der Ruheposition des Druckknopfes größer ist, als daß Strom zwischen einem festen und einem beweglichen Kontakt fließen könnte.

Zur besseren Erläuterung der erfindungsgemäßen Merkmale folgt nun eine Beschreibung eines praktischen Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnungen.

Figur 1 ist ein Längsschnitt durch einen Druckknopfschalter. Figur 2 ist ein Schnitt entlang der Linie H-II aus Figur 1.

Figur 3, 4 und 5 sind Darstellungen von betrieblichen Positionen des Schalters aus Figur 1 und 2.

Figur 6 und '7 sind schematische Darstellungen von Schaltern, die in vergleichbarer Ueise arbeiten wie die Schalter aus den vorstehenden Abbildungen.

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Uie Figur 1 und 2 zeigen, enthält der Druckknopfschalter, dessen grundsätzliche Anordnung won Einzelteilen allgemein bekannt ist, ein Gehäuse 10, in dem ein Druckknopf 11 für eine axiale Reuegungsrichtung geführt ujird. Der Druckknopf wird gegen die Spannung einer Druckfeder 12 bewegt und hat einen konventionellen Haltemechanismus 13, der ihn entweder in der herabgedrückten Position festhält oder aber den Druckknopf wieder freigibt, wenn er erneut gedruckt wird.

Auf dem Druckknopf sind zwei bewegliche Kontakte 20 befestigt, die jeder durch einen Stift 21 geführt und durch eine Feder 22 gegen ein Widerlager 23 gedruckt werden. Der Kontakt 20 trägt zwei Kontaktpunkte 24 und 25, die dazu dienen mit zugehörigen zwei Kontaktpunkten 26 und 27 in Berührung gebracht zu werden, die auf Anschlußklemmen 28 und 29 in fester Position auf dem Schaltergehäuse 10 befestigt sind.

Im herabgedrückten Zustand bewirkt der Druckknopf 11, daß die Kontaktpunkte 24 und 25 elastisch an den Kontakten 26 und 27 anliegen, d.h. durch eine Bewegungskraft, die ausreicht, um das Kontaktplättchsn 20 vom Uiderlager 23 zu lösen, so daß ein zuverlässiges gegenseitiges Aufeinanderliegen zwischen den Kontakten sichergestellt ist.

In Figur 3, 4 und 5 ist die Arbeitsweise der Kontakte dargestellt, die die Grundlage der Erfindung bildet.

Die Abbildungen zeigen schematisch die Möglichkeiten, wie die Kontaktelemente betätigt werden können, wobei der Aufbau des Schalters zur Vereinfachung nicht dargestellt ist.

Figur 3 zeigt die Kontakte, wenn der Schalter ausgeschaltet ist. In diesem Falle ruht das Kontaktplättchen 20 auf seinem Uiderlager 23, und die Punkte 24, 25 sind von den Punkten 26, entfernt.

Es sollte jedoch erwähnt werden, daß die Klemmen 28 und 29 die Kontaktpunkte 26 und 27 auf verschiedenen Ebenen enthalten, d.h. die Abstände zu den zugehörigen Kontaktpunkten 24, 25 sind aus den zuvor erwähnten Gründen verschieden.

Uenn nun der Druckknopf herabgedrückt wird, um den Schalter einzuschalten, nimmt der Schalter die Position aus Figur 4 ein, wobei sich die Punkte 24 und 26 berühren, während die Punkte 25 und 27 immer noch einen gewissen Abstand a_ zueinander haben.

Dieser Abstand a_ muß ausreichend groß sein, d.h. er muß größer sein als der Abstand, bei dem ein merklicher Funkenüberschlag in Luft auftritt, unabhängig davon, ob der Schalter ein- oder ausgeschaltet ist.

Für Schalter, die keinem Spezialzweck dienen, kann a_ in der Größenordnung von wenigen Millimetern sein.

Unter diesen Umständen ist ersichtlich, daß die Kontaktpunkte 24 und 26 nicht unter Belastung geschlossen werden, d.h. bei offenem Stromkreis. Sie können daher dementsprechend dimensioniert werden unö brauchen nicht aus kostbarem Metall zu sein.

Durch ein weiteres Herabdrücken des Druckknopfes wird das Plättchen 20, das bei 24 aufliegt, nicht mehr parallel bewegt sondern es kippt um Punkt 24 und löst sich daher von dem Widerlager 23. In der Praxis nimmt der Schalter die in Figur gezeigte Position ein, und Punkt 25 nähert sich Punkt 27 und zwar mit der doppelten Geschwindigkeit, mit der der Druckknopf herabgedrückt wird. Für das Kippen des Plättchens 20 ist lediglich erforderlich, daß es auf dem Stift 21 einen geeigneten Spielraum hat.

Haraus ergibt sich nun, daß die erfindungsgemäße Konstruktion gleichzeitig die Forderung nach erhöhter Schließgeschuindigkeit des Schalters und die Forderung erfüllt, daß für das Schließen des Schalters unter Belastung nur ein ausgewähltes Kontaktpaar in Frage kommt.

Ersichtlicherueise wird der gleiche Effekt beim öffnen des Schalters erzielt, wobei Stromstöße die Kontaktpunkte des Schalters stark beanspruchen können.

Tatsächlich durchläuft also der Schalter nacheinander die in den Abbildungen 3, 4 und 5 gezeigten F-Ositionen, und zwar für das Ausschalten in der umgekehrten Reihenfolge uie oben für das Einschalten beschrieben wurde.

Für Fachleute ist ersichtlich, daß Änderungen und Abwandlungen im Rahmen der Erfindung vorgenommen werden können.

Der Abstandsgradient zwischen den geöffneten Kontakten kann dadurch erzielt werden, daß das Niveau des Punktes 25 anders ist als das vom Punkt 24, oder aber auch dadurch, daß die Höhe der Punkte auf dem Kontaktplättchen 20 verschieden ist (wie Figur 6 zeigt), oder aber dadurch, daß die Widerlager entsprechend angebracht sind, durch die die Ruheposition des Kontaktplättchens festgelegt ist, wir Figur 7 zeigt.

Zusammenfassend läßt sich sagen, die Verbindungslinie zwischen den Kontakten auf dem Kontaktplättchen, das zusammen mit dem Druckknopf bewegt wird, und die Verbindungslinie zwischen den zugehörigen festen Kontaktpunkten bilden einen Uinkel miteinander und werden erst dann zueinander parallel, wenn sämtliche Kontaktpunkte einander berühren.

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Die Ausführungsform der Rastteile für das Kontaktplättchen 20 kann beliebig sein, soueit gewährleistet bleibt, daß das Kontaktplättchen elastisch kippen kann, nachdem sich das erste Kontaktpaar berührt.

Es gibt außerdem keine Einschränkung für die Anzahl von Kontaktplättchen 20, die ein Druckknopf eines Schalters haben kann: der Schalter kann ein einziges Kontaktplättchen für einpolige Schalter und zwei Kontaktplättchen für bipolare Schalter enthalten.

Außerdem ist ersichtlich, daß der Druckknopfschalter so ausgelegt sein kann, daß er nur dann eingeschaltet ist, uenn der Druckknopf unten festgehalten wird, außerdem kann es sich um einen Mehruegschalter handeln.

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Claims (3)

Elektrischer Druckknopfschalter PATENTANSPRÜCHE

1. / Elektrischer Druckknopfschalter, dessen Druckknopf (11) elastisch in einem Schaltergehäuse (10) bewegt uird, um wenigstens zwei bewegliche Kontakte (24, 25) bezüglich zweier entsprechender fester Kontakte (26, 27) entweder hinzubewegen oder zu entfernen, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kontakte für eine elastische Hinbewegung ausgelegt sind und von dem Druckknopf getragen werden, wobei der Abstand zwischen den festen Kontakten und den zugehörigen beweglichen Kontakten in der Ruheposition des Druckknopfes größer ist, als daß Strom zwischen einem beweglichen und einem festen Kontakt fließen könnte.

2. Druckknopfschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die'beweglichen Kontakte v/on einem Metallplättchen (20) gehalten werden, das beweglich auf dem Druckknopf angebracht ist und gegen die Kraft eines elastischen Elements (12) bewegt wird, welches das Kontaktplättchen gegen Uiderlager (23) drückt, die die Ruheposition definieren.

Bayerische Vereinsbank München,Kto.-Nr.882495 PLZ 70020270) · Deutsche Bank München,Kto.-Nr.82/08050 PLZ 70070010)

Postscheckamt München, Kto.-Nr. 1633 97- 802 PLZ 700100 80)

3. Druckknopfschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte eine passende Größe haben und aus einem solchen Material bestehen, das im einen Fall geeignet ist für jene Kontaktpunkte, die im unbelasteten Zustand schließen und den geringsten Abstand zueinander haben, und im anderen Fall
geeignet ist für jene Kontaktpunkte, die unter Belastung
schließen und den größten gegenseitigen Abstand aufweisen.