DE3120517A1

DE3120517A1 - Schalter

Info

Publication number: DE3120517A1
Application number: DE19813120517
Authority: DE
Inventors: Toshio Osaka Kakuta
Original assignee: Hosiden Electronics Co Ltd
Current assignee: Hosiden Corp
Priority date: 1980-05-23
Filing date: 1981-05-22
Publication date: 1982-04-15
Also published as: DE3120517C2; US4384177A

Description

Die'Erfindung betrifft einen Schalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie er beispielsweise als. Gabelumschalter bei einem Telefon oder als in eine V/echselstromnetzsteckdose bzw. einen Sockel eingebauter Schalter verwendet wird.

Als Gabelumschalter bei Telefonen sowie Schalter in Netz-, steckdosen sind bisher sogenannte Blattfedernschalter verwendet worden; Ein solcher Schalter enthält wenigstens ein Paar elastischer Kontaktblätterj die an einem Ende an einem Halter befestigt sind und von denen das andere Ende des einen Kontaktblatts mit Hilfe eines Mitnehmers in und außer Kontakt mit dem anderen Kontaktblatt in einer hin- und hergehenden Bewegung betätigt v/erden kann, um den Schaltvorgang auszuführen. Bei einein solchen Blattfedernschalter hängt die Betätigung des Mitnehmers in großem Maß von dem Hub ab, um den der Mitnehmer bewegt wird. Demzufolge ändert sich die Kraft, mit der die Kontaktblätter in Kontakt miteinander gehalten werden, in relativ großem Ausmaß abhängig von einer geringen Änderung des Bewegungshubs des Mitnehmers, des Antriebsglieds. Der herkömmliche Schalter ist auch insofern ungünstig, als sich eine Einstellung des Schaltzeitpunkts schwierig'erreichen läßt und die Verläßlichkeit gering ist, da die Kontakte zu einer raschen Abnutzung neigen. Eine weitere Schwierigkeit besteht, bei dieser herkömmlichen Anordnung darin, daß Anstrengungen zur Vermeidung solcher Kontaktabnutzung zur Notwendigkeit der Verwendung eines besseren Materials für die Kontakte bzw. zum Elektroplatieren der Blattfedern mit Silber führt, was beides teuer ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schalter zu schaffen, der billiger und im Betrieb verläßlich ist. Er soll ein Betätigungsglied für den Antrieb der Kontaktglieder ent-

halten, das unabhängig von Änderungen seines Bewegungshubs stabil arbeitet, so daß zu allen Zeiten ein Betrieb mit verläßlichem Kontaktdruck gegeben ist. Schließlich soll der gewünschte Schaltzeitpunkt leicht ausgewählt werden können. .

Diese Aufgabe wird ·erfindungsgemäß durch einen Schalter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. ·

Es ist danach vorgesehen, daß ein Segmenthalter aus isolierendem Material drehbar oder beweglich in einem Gehäuse untergebracht ist und eine halbzylindrische Form aufweist* Der Segmenthalter ist um Schwenkzapfen, die außermittig oder exzentrisch in bezug auf die Mitte der Achse des halbzylindrischen Körpers angeordnet sind, : bezüglich der Winkelstellung beweglich. Der Se_;gmenthalter ■ trägt auf seiner Umfangsfläche wenigstens ein leitendes Segment. Kontaktdrähte, die an einem Ende am Gehäuse befestigt sind, werden mit den anderen Enden gegen die Um— fangsflache des Segmenthalters gedrückt und erstrecken sich parallel zueinander in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zur Drehachse des Segmenthalters, wobei die' Kontaktdrähte längs dieser Drehachse im Abstand.voneinander angeordnet sind. Wenn mehrere Segmente am Segmenthalter angebracht sind, dann sind sie längs seiner Drehachse angeordnet und winkelig bzw. in Umfangsrichtung·um diese Drehachse gegeneinander versetzt. Wenn der Segmenthalter ein einziges Segment trägt, dann ist dieses so . ausgebildet,, daß es an verschiedenen Stellen längs der Drehachse des Segmenthalters unterschiedliche Umfangslängen besitzt. Der Segmenthalter weist einen Mitnehmer auf, der von einem Betätigungsglied mitgenommen wird, damit der Segmenthalter bezüglich seiner Winkelstellung bewegt wird. Hierbei werden die Kontaktdrähte über das Segment bzw. die Segmente auf dem Segmenthalter in und außer Kontakt miteinander gebracht. Wenn der Mitnehmer, der mittels dor Schwenkzapfen exzentrisch gehalten ist,

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freigegeben wird, kehrt er unter der Elastizität bzw. Federkraft der Kontaktdrähte, die gegen ihn drücken, automatisch in seine Ausgangsstellung zurück. Da die Kontaktdrähte, auf diese Weise abhängig von einer Winkelbewegung des Segmenthalters in und außer Kontakt mit dem Segment, bzw. den Segmenten gebracht werden, können sie dünner als die herkömmlichen Blattfederkontakte sein und daher ohne große Kosten mit einer geringeren Silbermenge elektroplatiert werden. Ferner kann der Mitnehmer unabhängig von Änderungen im Bewegungshub des Betätigungs-. glieds. mit im wesentlichen konstanter Betätigungskraft betätigt werden, was zu einem Betrieb mit Jederzeit verläßlichem Kontaktdruck führt. Da die Kontaktdrähte und ■ die Segmente in Gleitkontakt miteinander gehalten sind, werden sie an ihren Kontaktstellen poliert, wodurch Schmutz beseitigt und ein verläßlicher Schalterbetrieb erreicht wird.

Der Segraenthalter ist von einer Hülse aus isolierendem Material umfaßt,' die Umfangsschlitze besitzt, welche längs der Hülsenachse eng beabstandet sind und von denen jeder einen der Kontaktdrähte in enger Nachbarschaft zu den anderen ohne direkten Kontakt untereinander aufnimmt. Die Kontaktdrähte können von einem prismatischen Drahthalter gehalten werden, durch den sie sich seitlich erstrecken, wobei jeweils das eine der herausragenden Enden als Anschluß dient. Der Drahthalter ist in dem Gehäuse an einer Stelle nahe einem Ende des Gehäuses eingebaut. Das Gehäuse setzt sich aus einem Paar von Gehäuseteilen oder Gehäusehälften, nämlich einem oberen und einem unteren Gehäuseteil zusammen, von denen das untere Gehäuseteil ein Paar von Seitenplatten aufweist, die jeweilige Lager zur Aufnahme der Schwenkzapfen des Segmenthalters besitzen. Das obere Gehäuseteil ist so mit dem unteren Gehäuseteil zusammengefügt, daß der Segmenthalter drehbar im zusammengebauten Gehäuse gehalten wird.

Wenn die vorliegende Erfindung auf einen mit einer Netzsteckdose kombinierten Schalter angewendet wird, dann besitzt das Gehäuse in einem Teil eine Steckeraufnahmeöffnung, in welche durch ein Loch in einer Trennwand zwischen der Öffnung und einem Schaltermechanismus ein Mitnehmer hineinragt. Wenn ein Stecker in die Öffnung ge steckt wird, betätigt er den Mitnehmer, so daß ein Segmenthalter gedreht oder bewegt wird. Ein Paar von Seiten platten ist einstückig mit der Trennwand längs der Einsteckrichtung ausgebildet, und ein Element mit einer vorderen Stirnplatte und einer Bodenplatte, die. einstückig miteinander ausgebildet sind, ist.so eingesetzt, daß es sich zwischen den Seitenplatten erstreckt. Ein Drahthalter ist zwischen die Trennwand, die Bodenplatte und die Seitenplatten an deren Enden eingesetzt, wodurch ein geschlossenes Gehäuse der Schalteranordnung geschaffen wird. Die 'Seitenplatten besitzen ein Paar gegenüberliegender Nuten, die sich nach hinten erstrecken und ein Paar jeweiliger Schwenkzapfen des Segmenthalters für dessen Winkelbewegung aufnehmen. Der im Gehäuse untergebrachte Segmenthalter wird durch die mit der Bodenplatte einstückige vordere Stirnplatte daran gehindert, aus dem Gehäuse herausgenommen zu werden oder aus ihm herauszufallen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungs- · beispielen unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: ·

Figur 1 eine Querschnittansicht eines ■ Schalters gemäß der Erfindung,.

Figur 2 e.ine perspektivische Explosionsdarstellung des Gehäuses des Schalters von Fig. 1, " . .

Figur 3 eine perspektivische Darstellung eines Segmenthalters, · '

Figur 4 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Segmenthalters von Fig. 3,

Figur 5 eine perspektivische Darstellung des Schalters von Fig. 1, wobei ein Gehäuseteil und das Betätigungsglied entfernt sind,

■Figur 6 eine perspektivische Ansicht der von einem Drahthalter getragenen Kontaktdrähte ,

Figur 7 eine perspektivische Ansicht eines Betätigungsglieds,

Figur 8 ein graphische Darstellung der Kontaktkraft der Kontaktdrähte, des Hubs des Betätigungsglieds, der zur Betätigung des Betätigungsgliedierforderlichen Kraft und des Moments über dem Drehwinkel des Segraenthalters,

Figur 9 eine perspektivische Ansicht eines Schalters gemäß einer anderen Ausführungsform,

Figur 10 eine perspektivische Explosionsdarstellung des in Fig. 9 gezeigten Schalters,

Figur 11 eine Querschnittsansicht eines Schalters einer weiteren Ausführungsform, .

.Figur 12 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Schalters von Fig. 11,

Figur 13 eine Draufsicht von vorn auf einen Netzsteckdosenschalter, bei dem die Erfindung eingesetzt ist,

Figur 14 eine Seitendraufsieht des in Fig. 13 gezeigten Schalters,

Figur 15 eine Draufsicht von unten auf den Schalter von Fig. 13,

Figur 16 eine Draufsicht von hinten auf den Schalter von Fig. 13,

Figur 17 eine Querschnittsansicht längs der Linie a-a von Fig. 13, '

Figur 18 eine Draufsicht von vorn auf ein Gehäuse für den Schalter von Fig. 13,

Figur 19 eine Draufsicht von.unten auf das Gehäuse von Fig. 18, ·

Figur 20 eine Querschnittsansicht längs der Linie b-b von Fig. 18,

Figur 21 eine Draufsicht von vorn auf eine Bodenplatte mit einer Stirnplatte des Schalters von Fig. 13,

Figur 22 eine Draufsicht von vorn auf : die Bodenplatte in Fig. 21, ·

Figur 23 eine Draufsicht von unten auf die Bodenplatte von Fig. 21,

• Figur 24 eine Querschnittsansicht längs

der Linie c-c von Fig. 22,

Figur 25 eine perspektivische Ansicht j eines kontaktdrähtehaltenden Drahthalters ^: ! des in Fig. 17 gezeigten Schalters,

Figur 26 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Segmenthalters des Schalters von Fig. 17t

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Figur 27 eine Querschnittsansicht eines weiteren Netzsteckdosenschalters, in dem die vorliegende Erfindung verkörpert ist,

Figur 28. eine vergrößerte perspektivische Teilansicht eines Teiles des Schalters von Fig. 27V

Figur 29 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Dicke einer Kupferschicht und des Durchmessers eines Kontaktdrahts für gewisse Leitfähigkeiten hiervon und . " '

Figur 30 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen dem Durchmesser und der Strombelastbarkeit eines Kontaktdrahts.

Die Erfindung soll zunächst in einer Ausführungsform beschrieben werden, die sich zur Anwendung etwa bei Gabelumschaltern von Telefonen eignet.

Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, umfaßt ein Schalter ein Gehäuse 11, das aus zwei zusammengesetzten Gehäuseteilen oder -halften 12, 13 besteht, welche aus Kunstharz geformt bzw. gegossen sind. Das Gehäuseteil 12 besitzt eine Bodenplatte 14, ein Paar gegenüberliegender Seitenplatten 15, 16, die mit der Bodenplatte einstückig sind und längs deren Kanten rechtwinkelig von dieser abstehen, sowie eine Stirnplatte 17, die einstückig mit der Bodenplatte 14 und den Seitenplatten 15, 16 an .deren Enden verbunden ist. Die Seitenplatten 15, 16 besitzen angrenzend an die Stirnplatte 17 erhöhte Teile. Das Gehäuseteil 13 ist über dem Gehäuseteil 12 angeordnet und bedeckt den Raum zwischen dessen Seitenplatten 15, Das Gehäuseteil 13 besitzt eine Deckplatte 18_? von der Kantenteile gegen die oberen Flächen der niedrigeren

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Teile der Seitenplatten 15, 16 gehalten werden. Die Deckplatte 18 Besitzt außerdem einstückige Seitenplatten 21, 22 und 23, die gegen die oberen Flächen der erhöhten Teile der Seitenplatten 15, 16 und der Stirnplatte 17 gehalten werden.

Eine einstückige U-förmige Verbindungszunge 24 erstreckt sich von der Seitenplatte 23 nach unten in Richtung zur Bodenplatte 14 und wird in einem Schnappeingriff mit einem Vorsprung 25 auf der Stirnplatte 17 gehalten. Die · Verbindungszunge 24 ist in einer flachen Ausnehmung 26 in der Außenfläche der Stirnplatte 17 aufgenommen und wird durch diese geführt. In ähnlicher Weise erstreckt sich ein'Paar einstückiger, U-förmiger Verbindungszungen 27, 28 von gegenüberliegenden Kanten der Deckplatte 18, der Verbindungszunge 24 abgewandt, nach unten. Diese Verbindungszungen 27, 28 werden in einem Schnappeingriff mit einem jeweiligen Vorsprung 32 (nur einer ist gezeigt) eines Paares von Vorsprüngen auf den Seitenplatten 15 bzw. 16 gehalten. Die Seitenplatten 15, 16 besitzen in ihrer geweiligen Außenfläche eine flache Ausnehmung 33, 34, in denen die Verbindungszungen 27 bzw. 28 aufgenommen sind, und zwar so, daß .sie' mit den Seitenplatten 15 bzw. 16 fluchten. Die Gehäuseteile 12, 13 werden auf diese Weise zu dem Gehäuse 11 zusammengefügt. ■ · ' . .

In das Gehäuse 11 ist eine Segmentanprdnung drehbar ein-' gebaut, wie dies in den Figuren 3 und 4 dargestellt ist. Die Segmentanordnung besteht im wesentlichen aus einem tialbzylindrischen Segmenthalter 3^_f ^der a*¹ seinen Enden ein Paar von Schwenkzapfen 36, 36 besitzt, die axial von ihm abstehen und außermittig oder exzentrisch, in bezug auf die Mitte einer Achse 37 des Segmenthalters 35 ange-Drdnet sind. Der Segmenthalter 35 trägt auf einer Urafangs Eläche mehrere leitende Segmente 41, 42 und 43 {bei der iargestellten Ausführungsform sind es drei Segmente), die iü Längsrichtung des Segmenthalters 35 angeordnet sind.

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und winkelig bzw. in Umfangsrichtung um die Mitte der Achse 37 versetzt sind. Die Segmente 41, 42 und 43 sind in Übereinstimmung mit der Krümmung der Umfangsfläche des Segmenttialters 35 gekrümmt. Damit Außenflächen der Segmente 41 - 43 mit der Umfangsfläche des Segmenthalters 35 fluchten, sind in der Umfangsfläche Ausnehmungen 44,.45 und 46 entsprechend der jeweiligen Lage der Segmente.41 - 43 ausgebildet und die Segmente 41 - 43 in diese eingesetzt. Wie später beschrieben werden wird, sind mehrere parallele Kontaktdrähte nahe zueinander angeordnet, deren entfernte Enden gegen die Umfangsfläche 38 des Segmenthalters 35 gedrückt v/erden. Um zu verhindern, daß diese Kontaktdrähte einander berühren, ist der Segmenthalter 35 komplementär in eine im wesentlichen halbzylindrische Hülse 48 eingepaßt, die mehrere Umfangsschlitze 49 besitzt. Die Umfangsschlitze 49 sind in Axialrichtung der Hülse 48 im Abstand voneinander angeordnet und bilden zwischen sich mehrere Trennwände -47, durch welche die Kontaktdrähüe im Abstand voneinander gehalten werden. Die Umfangsschlitze 49 liegen paarweise"über den Segmenten 41 - 43, so daß diese jeweils durch Paare der Schlitze 49 freiliegen..

Wie in den Figuren 2 und 5 dargestellt," besitzen die Seitenplatten 15, 16 des Gehäuses 11 neben der Stirnplatte 17 eine jeweilige Lagerausnehmung 51, 52, die einander zugewandt sind und die Schwenkzapfen 36, 36 des Segmenthalters 35 aufnehmen, damit dieser eine Winkelbewegung oder Schwenkbewegung im Gehäuse 11 um die Schwenkzapfen 36, 36 ausführen kann.

Wie in den Figuren 1 und 5 gezeigt sind mehrere parallele, elastische Kontaktdrähte 53 relativ nah beieinander im Gehäuse 11 angeordnet. Die Kontaktdrähte 53 werden an · ihren entfernten Enden durch die Umfangsschlitze 49 elastisch gegen die Umfangsfläche 38 des Segmenthalters gedrückt. Dabei werden die anderen Enden der Kontakt-

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drähte 53 in-bezug auf das Gehäuse 11 festgehalten. Wie am besten aus Fig. 6 ersichtlich, erstrecken sich die Enden der Kontaktdrähte 53 durch einen langgestreckten, prismatischen Drahthalter 54 aus isolierendem Material und sind in Längsrichtung des Drahthalters 54 in gleichen Abständen voneinander angeordnet. Der Drahthalter 54 ist im Gehäuse. 11 an einer von der Stirnplatte 17 entfernten Stelle fest angebracht. Wie in Fig. 2 dargestellt, haben die Seitenplatten 15, 16 eine jeweilige Rippe 55, 56, die einander zugewandt sind und sich in einer Richtung normal zur Bodenplatte' 14 erstrecken. Der Drahthalter besitzt an seinen Enden ein Paar von Nuten 57, 58.(Figur 6), wobei in jede Nut jeweils eine der Rippen 55, der Seitenplatten 15, 16 eingepaßt ist. Beim Zusammen-bau wird der Drahthalter 54 zunächst zwischen die Seitenplatten 15, 16 in das Gehäuseteil 12 gesetzt, wobei die Rippen 55, 56 jeweils in die Nuten 57, 58 eingepaßt werden. Dann wird die Segmentanordnung in das Gehäuseteil 1.2 gesetzt, wobei die Umfangsflache 38 des Segmenthalters 35 nach unten der Bodenplatte 14 zugewandt ist, bis die Schwenkzapfen 36, 36 in der jeweiligen Lagerausnehmung 51, 52 aufgenommen sind. Danach wird das obere Gehäuseteil 13 fest mit dem Gehäuseteil 12 in Eingriff ■■ ■ gebracht, damit die Schwenkzapfen 36, 36 und der Drahthalter 54 festgehalten werden. Dabei verschließt, der Drahthalter 54 das eine Ende des Gehäuses 11. Folglich sind die Kontaktdrähte 53 in Axialrichtung des Segmenthalters 35 voneinander beabstandet und werden an ihren freien Enden durch einen der Umfangsschlitze 49 in der Hülse 48 gegen die umfangsflache 38 des Segmenthalters 35 gedrückt. Die Kontaktdrähte 53 besitzen Verlängerungen;, die sich aus dem Gehäuse 11 als Anschlüsse 59 nach außen erstrecken und gemäß Darstellung durch den

Drahthalter 54 hindurch vom Gehäuseteil 13 weg und

über die Bodenplatte 14 des Gehäuseteils 12 hinausragen. .

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Als Alternative können die Rippen 55, 56 am Drahthalter 54 und die Nuten 57, 58 in den Seitenplatten 15, 16 ausgebildet sein.

Wie' in den Figuren 1, 3 und 4 gezeigt, besitzt die Hülse 48 einen einstückigen Mitnehmer 61, der schräg von der Umfangsfläche 38 des Segmenthalters 35 absteht oder auf der den Schwenkzapfen 36 abgewandten Seite der Achsmitte des halbzylindrischen Segmenthalters 35 angeordnet ist. Der Mitnehmer hat die Form einer Stange," die sich parallel zum Segmenthalter 35 erstreckt. Der Mitnehmer 61 kann .mit einem Betätigungsglied 62 in Eingriff gebracht werden, welches durch eine rechteckige Öffnung 64 (Figuren ■ •1'und 2) in der Deckplatte 18 des Gehäuseteils 13 in das Gehäuse 11 hinein und aus ihm heraus bewegbar ist. Das Betätigungsglied 62 umfaßt, wie in den Figuren 1 und 7 dargestellt, einen Körper 63, der durch die rechteckige Öffnung 64 ragt, und ein Paar beabstandeter Beine 65, 66, die einstückig von den Enden des Körpers 63 abstehen und sich parallel vom Körper 63 weg nach unten erstrecken. Die Beine 65, 66 sind beweglich in einem Paar jeweiliger gegenüberliegender Schlitze 67, 68 (Fig.. 2) in den Seitenplatten 15, 16 eingesetzt und erstrecken sich senkrecht zur Bodenplatte 14. Die Bodenplatte 14 besitzt ein Paar von Löchern 71 (nur eines ist gezeigt), die auf die Führungsschlitze 67 bzw. 68 ausgerichtet sind, so daß sich die Beine 65, 66 des Betätigungsglieds durch sie hindurch erstrecken können. Das Betätigungsglied 62 ist in seiner Bewegung in das Gehäuse 11 hinein und aus ihm heraus daher durch die Schlitze 67, 68 und die Löcher 71 geführt, in denen seine Beine Gd₇ 66 gleitbar aufgenommen sind.

Wenn das Betätigungsglied 62 ganz hinuntergedrückt ist, erstrecken sich seine Beine 65, 66 nach unten durch die Löcher 71 hindurch über die Bodenplatte 14 des Gehäuseteils 12 hinaus, wie dies durch Punkt-Strich-Linien in Fig. 1 dargestellt ist. Eine solche Abwärtsbewegung

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des Betätigungsglieds 62 wird durch ein Paar von Stufenteilen oder Anschlägen 73 an den Beinen 65, 66 an ihren einander zugewandten Oberflächen begrenzt. Die Anschläge 73/73 treten, wenn das Betätigungsglied runtergedrückt wird, mit der Bodenplatte 14 des Gehäuseteils 12 in Eingriff und begrenzen dadurch das Ausmaß, um das die Beine 65, 66 aus dem Gehäuse 11 über die Bodenplatte .14 hinaus nach außen ragen. An den Verbindungsstellen zwischen den Beinen 65, 66 und dem Körper 63 des Betätigungsglieds ist ein Paar von Schultern 74 ausgebildet, die von den Anschlägen 73, 73 abgewandt sind und vom Körper 63 seitlich nach außen versetzt sind. Die Schuld tern 74 können mit der Deckplatte 18 des Gehäuseteils-13 neben der rechteckigen Öffnung 64 in Eingriff treten und verhindern, daß das Betätigungsglied-62 unabsichtlich aus dem Gehäuse 11 herausgenommen wird. Beim Zusammenbauen wird das Betätigungsglied 62 in das Gehäuseteil 12 eingesetzt, nachdem dieses bereits mit der Segmentanordnung und dem Drahthalter 54 ausgestattet wurde, so daß der Mitnehmer 61 zwischen den Beinen 65, 66 des Betätigungsglieds unter dessen Körper 63 und mit ihm im Anschlag angeordnet ist, wobei die Beine 65, 66 gleitbar in.den Führungsschlitzen 67, 68 und den Löchern 71 aufgenommen sind. Dann wird das Gehäuseteil 13 ■ auf das Gehäuseteil 12 montiert, wobei der Körper 63 des Betätigungsglieds durch die rechteckige Öffnung 64 in der Deckplatte 18 hindurchgesteckt v/ird, um so das Gehäuse 11 fertigzustellen. Auf diese Weise sind die Segmentanordnung, der Drahthalter 54 mit den Kontaktdrähten 53 und das Betätigungsglied 62 im Gehäuse 11 untergebracht, wobei der Drahthaitor 54 das Gehäuse 11 an einem Ende verschließt.

Der so aufgebaute Schalter kann beispielsweise als Telefon-Gabelumschalter verwendet werden. Ein solcher Gabelumschalter arbeitet wie folgt: bevor das Betätigungsglied 62 niedergedrückt wird, wird ein Paar von

Kontaktdrähten 53 in Berührung mit dem Segment 41 gehalten und über dieses elektrisch verbunden, während die übrigen Kontaktdrähte 53 außer Kontakt mit den Segmenten 42, 43 und miteinander gehalten werden. Wenn das Betätigungsglied '62 niedergedrückt wird, bewirkt es, daß der Mitnehmer.61 die Segmentanordnung um die Schwenkzapfen 36 schwenkt, woraufhin ein anderes Paar von Kontaktdrähten 53 in Kontakt mit dem Segment 43 und über dieses miteinander in Kontakt gebracht wird. Fortgesetztes- Niederdrücken dos Betätigungsglieds 62 führt dazu, daß die Segmentanordnung weiter geschwenkt wird, so daß noch ein weiteres Paar von Kontaktdrähten 53 mit dem Segment 42 und über dieses miteinander in Kontakt tritt. Zu diesem Zeitpunkt ist das Segment 41 außer Kontakt mit dem ersten Paar von Kontaktdrähten 53 geschwenkt, die nunmehr im Kontakt-mit der Umfangsfläche 38 des Segmenthalters 35 gekommen sind und dadurch elektrisch voneinander isoliert sind und den zugeordneten Stromkreis unterbrechen. Nach Lösen der auf das Betätigungsglied 62 einwirkenden Druckkraft schwenkt die Segmentanordnung unter der Elastizität der Kontaktdrähte 53 in ihre Ausgangsstellung zurück, die in Fig. gezeigt ist.

Figur 8 zeigt Kurven 75, 76, 77, 78, 79 und 80, die · · jeweils über dem Winkel, um den die Segmentanordnung oder der Segmenthalter 35 winkelverstellt werden, die Kraft, mit der die Kontaktdrähte 53 in Kontakt mit der Umfangsflache 38 gehalten werden, die Kraft, mit der das Betätigungsglied 62 niedergedrückt wird, das Drehmoment, mit dem die Segmentanordnung winkelverstellt wird, die' Kraft, mit der das Betätigungsglied 62 zurückgestellt wird·, das Drehmoment, das zur Rückstellung .der Segmentanordnung erforderlich ist, bzw. den Bewegungs hub des Betätigungsglieds 62 darstellen. Aus dieser Graphik ist ersichtlich, daß die zur Betätigung des · Betätigungsglieds 62 erforderliche Kraft sich nur gering-

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fügig.ändert, selbst wenn sich der Bewegungshub des Betätigungsglieds 62 ändert. Anders ausgedrückt, das Betätigungsglied 62 kann sich um einen relativ großen Hub mit im wesentlichen konstanter Kraft bewegen. Die Kraft, mit der die Kontaktdrähte 53 die Segmente berühren, bleibt unabhängig von solch einem großen Hub im wesentlichen unverändert, was für einen guten elektrischen Kontakt zwischen den Kontaktdrähten sorgt. Der Schaltzeitpunkt kann leicht und korrekt dadurch ausgewählt v/erden, daß die relative Winkelstellung der Segmente 41 - 43 bestimmt wird. Da die Kontaktdrähte 53 und die Segmente 41-43 im Gleiteingriff miteinander gehalten werden, polieren sie einander und entfernen so automatisch Schmutz oder andere Fremdkörper, d. h. es handelt sich um eine An- · Ordnung, die man "Selbstreinigungskontakt" nennt und die eine hohe Betriebszuverläßigkeit ergibt.

Die Anzahl ein- und auszuschaltender.Stromkreise kann je nach Wunsch durch Änderung der Anzahl von Kombinationen von Segmenten und Kontaktdrähten ausgewählt werden. Da ferner die Segmente 41 - 43 eine geringe Größe besitzen, können sie mit einer geringen Menge von Silber elektroplatiert werden, um die elektrische Leitfähigkeit zu verbessern. In ähnlicher Weise sind die Kontaktdrähte 53 dünn und besitzen eine gewünschte. Querschnittsform, etwa rechteckig oder kreisförmig. Sie können mit einer geringen Silbermenge elektroplatiert werden, um eine Silberschicht ausreichender Dicke aufzubringen. Das alles bedeutet, daß der Schalter gemäß der Erfindung mit geringeren Kosten für einen geringen Kontaktwiderstand unter Verwendung einer geringeren Menge aufgebrachten Silbers, hergestellt werden kann. .

Während bei der dargestellten Ausführungsform die Segmentahordnung durch Drücken des Betätigungsglieds 62 winkelverstellt bzw. verschwenkt wird, können auch andere Anordnungen zum Antrieb der Segmentanordnung eingesetzt werden. Wie beispielsweise in den Fig. 9 und 10 gezeigt,

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·. in' denen entsprechende Teile mit gleichen Bezugszahlen nie in den Figuren 1 und 7 versehen sind, besitzt ein Begmenthalter 35 an einem Ende eine einstückig ausgebildete Welle 187, die einem Schwenkzapfen 36 in bezug auf eine Achsmitte 37 diametral gegenüberliegend angeordnet ist und in einem Einschnitt 183 in einer Seitenplatte 16 eines Gehäuseteils 12 aufgenommen ist, um sich aus einem Gehäuse 11 herauszuerstrecken. Ein Hebel 189 ist senkrecht am vorspringenden Ende der Welle 187 angebracht. Eine Hülse 48 besitzt eine ähnliche Welle 191, iie sich einstückig von dem Ende der Hülse erstreckt, las dem Ende des Segmenthalters 35, an welchem sich iie Welle 187 befindet, entgegengesetzt ist. Ein Hebel L92 ist an der Welle 191 angebracht und steht senkrecht von der Welle 191 ab. Die Welle 191 erstreckt sich durch ainen Einschnitt 193 in einer Seitenplatte 15 des Gehäuseteils 12 aus dem Gehäuse 11 naclr außen heraus. Die fellen 187 und 191 mit ihrem jeweili£en Hebel 189 bzw. L92 werden lagemäßig axial in Ausrichtung zueinander gehalten. Eine Betätigung des Hebels 189 oder 192 führt dazu, daß die Segmentanordnung winkelverstellt wird, so daß aufeinanderfolgende Kontakte zwischen den Segmenten 41 - 43 und den Paaren von Kontaktdrähten 53 auftreten. Bei. dieser Ausführungsform besitzt ein Drahthalter 54 eine nach unten vorstehende Ansatzfläche 195 (Fig. 10), die in eine Ausnehmung 194 in einer Bodenplatte 14 des Gehäuseteils 12 eingesetzt ist, um den Drahthalter 54 gegen Verschieben zu sichern. Bei den Ausführungsformen, die in den Figuren 1 und 9 dargestellt sind, kann eine Feder eingesetzt werden, um die Rückstellung der Segmentanordnung in deren Ausgangslage zu unterstützen.

Die Figuren 11 und 12 zeigen einen Schalter einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Gleiche oder entsprechende Teile in den Figuren 11 and 12 sind mit gleichen oder entsprechenden Bezugsz;üilen wie in den

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Figuren 1-7 versehen. Ein Gehäuseteil 12 besitzt mehrere Kontaktdrahthalter 196, 197, die längs gegenüberliegenden Stirnplatten 17, 17' angeordnet sind. Kontaktdrähte 53-1 j 53-2 aus elastischem, leitendem Material sind mittig bei 198, 199 zu einer Spule gewickelt und besitzen Teile 53-1, 53-2 sowie entgegengesetzte Teile 59-1, 59-2. Die Spulen 198, 199 sind jeweils in. den Drahthaltern 196, 197 aufgenommen, wobei sich die Drahtteile 59-1, 59-2 durch Öffnungen in einer Bodenplatte 14 des Gehäuseteils 12 nach außen erstrecken. Die Drahtteile 53-1, 53-2 und 59-1, 59-2 erstrecken sich unter einem Winkel von etwa 120 Grad, wobei die Drahtteile 53-1, 53-2 nach innen aufeinander.zu bzw. zu den Stirnplatten 17', 17 gerichtet sind. Die Drahtteile 53-1, 53-2 sind abwechselnd im wesentlichen in der Mitte eines Gehäuses 11 angeordnet und voneinander in Richtung im wesentlichen parallel zu den Stirnplatten 17, 17¹ beabstandet. Die Drahthalter -196, 197 besitzen gegenüberliegende. Schlitze 201 bzw. 202, durch welche sich die Drahtteile 53-1, 53-2 hindurch erstrecken und durch die die Drahtteile 53-1, 53-2 .untereinander in ! Abständen gehalten werden.

Ein Segmenthalter 35 ist mittels eines Paares von Lagern 51 j 52 schwenkbar auf dem Gehäuseteil 12 gehalten und zwischen den Stirnplatten 17, 17', im wesentlichen \ parallel zu diesen, angeordnet. Ein anderes Gehäuseteil 13 besitzt ein Paar einander zugewandter Stirnplatten 23»

23⁸, von denen sich ein Paar jeweiliger Verbindungszungen 24, 24' nach unten erstreckt. Die Verbindungszungen 24, 24' sind in einem Schnappeirigriff mit einem Paar entsprechender Vorsprünge 25, 25' auf den Stirnflächen 17, 17' des Gehäuseteils 12 gehalten, wodurch die Gehäuseteile 12, -13 sicher zum Gehäuse 11 vereinigt werden. Im zusammengebauten Zustand im Gehäuse 11 werden die Drahtteile 53-1, 53-2 in Anlage an der untenliegenden Umfangsflache des . .Segmenthalters 35 gehalten, wie dies in Fig. 11 dargestellt

ist. Wenn das Betätigungsglied 62 niedergedrückt -wird,, wird der Segmenthalter 35 verschwenkt, wobei die elektrische Verbindung zwischen einem ausgewählten Paar von Kontaktdrähten hergestellt oder unterbrochen wird. Da die Drahtteile'53-1, 53-?- durch die Spulen 198, 199, die 'in die Drahthalter 196» 197 eingesetzt sind, elastisch gedrückt werden, wird bei dieser Ausführungsform eine ausreichende Elastizität erreicht, obwohl die Drahtteile 53-1, 53-2 gekürzt sind. Zur Befestigung an anderen Anordnungen zur elektrischen Verbindung besitzt das Gehäuseteil 12 ein Paar hakenartiger Beine 118 (nur eines gezeigt), die mit solchen Anordnungen in Eingriff bringbar sind.

Die Figuren 13-26 zeigen einen anderen Schalter gemäß der Erfindung, der vom Aufbau her einer Stromversorgungs-Steckdoseoder -kupplung bzw. einem -sockel zugeordnet ist.· Wie in den Figuren 13-17 gezeigt, besitzt der Schalter ein Gehäuse 11, das in seinem oberen Teil (Fig. 17) eine Öffnung 81 zur Aufnahme eines (nicht gezeigten) Steckers aufweist. Die Öffnung 81 ist an einem Ende mittels eines Bodens 82 verschlossen, der ein Paar parallelerAnschlußstifte 83, 84 trägt, die sich in die Steckeraufnahmeöffnung 81 erstrecken. Die Anschlußstifte· 83, 84 erstrekken sich von der Öffnung 81 weg durch den Boden 82 hindurch, in dem sie wie Pfähle verankert sind. Ein Paar von Stromversorgungsanschlüssen 85, 86 ist an den Stiften 83 bzw. 84 gegen den Boden 82 befestigt. An entgegengesetzten Seiten des Gehäuses 11 ist einstückig mit diesem ein Paar von Befestigungsflanschen 87, 88 ausgebildet, in denen ein Paar zentraler Befestigungslöcher 91 bzw. 92 vorgesehen ist.

Das Gehäuse 11 enthält, in seinem unteren Teil (Fig. 17) einen Schaltermechanismus 93 mit einer Trennwand 94 und einem Paar von Seitenwänden 95, 96, die einstückig von entgegengesetzten Randkanten der Trennwand 94 abstehen und sich parallel zueinander in Richtungen erstrecken,

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in welchen der Stecker in die öffnung 81 hineinsteckbar bzw. aus ihr herausziehbar ist. Eine Verbindurigsplatte erstreckt sich zwischen den Seitenwänden 95, 96 und ist der Trennwand 94 zugewandt. Die Seitenwände 95, 96 weisen ein Paar relativ kurzer Nuten 88, 89 auf, die, einanderzugwandt, sich von den vorderen Enden der Seiteriwände 95, 96 angrenzend an das offene.Ende der Öffnung 81'nach hinten erstrecken, wie in den Figuren 18 und 20 gezeigt. Die Seitenwände 95 und 96 besitzen auch ein Paar jeweiliger Vorsprünge 101, 102, die an Außenflächen der Seitenwände 95V 96 im wesentlichen entsprechend den Nuten 98, 99 angeordnet sind und sich verjüngende Oberflächen aufweisen, die nach hinten allmählich ansteigen (Fig. 18 und 19)i Ein Paar relativ langer Führungsnuten 103, 104 ist· in den Seitenwänden 95, 96 an ihren einander zugewandten Oberflächen· ausgebildet und erstreckt sich längs deren unteren Kanten zum vorderen Ende der Seitenwände 95, 96. Die Füh- ■ rungsnuten 103, 104 sind gerade neben der Verbindungsplatte 97 angeordnet. Die Seitenwände 95, 96 enthalten auch ein Paar jeweiliger Führungen 105, 106, die voneinander weggerichtet sind und angrenzend an die Vorsprünge 101 bzw. L02 angeordnet sind« Zwischen die Seitenplatten 95> 96 ist eine Bodenplatte 107 eingepaßt, so daß der Schalternechanismus 93 zwischen der Trennwand 94 und der. Bodenplatte 107 aufgenommen wird. Wie am besten aus den Figuren 21 - 24 ersichtlich, ist die Bodenplatte 107 im wesentlichen rechteckig und besitzt eine vordere. Stirnplatte (Fig. 17 und 24), die rechtwinkelig von ihr absteht und 3ine Breite besitzt,. die etwas größer als die der Boden-¹ platte 107 ist. Die Stirnplatte 108 besitzt ein Paar von Trägern 111, 112, die sich von ihren seitlichen Enden in einer Richtung senkrecht zu ihr und parallel zur Bodenplatte 107 erstrecken. Die Träger 111, 112 besitzen jeweilige Löcher 113, 114 (Fig. 14 und 24). Die Bodenplatte 107 besitzt ein Paar von Führungsstegen 115, 116, längs · Ihren jeweiligen Seitenkanten und ein Paar von Befestigungs-

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gliedern 117, 118 an ihren jeweiligen Randkanten, und · zwar im wesentlichen in deren Mitte. Die Befestigungsglieder 117, 118 dienen dazu, die Schalteranordnung an einem anderen Aufbau anzubringen. Beim Zusammensetzen werden die Führungsstege 115, 116 an der Bodenplatte in die Nuten 103 bzw. 104 in den Seitenplatten 95, 96 eingeführt, und die Träger 111, 112 schließen die Seitenplatten 95, 96 an deren Außenflächen zwischen sich ein, wobei die Vorsprünge 101, 102 an den Seitenplatten 95, in die Löcher 113, 11A- in den Trägern 111, 112 passen. Die Bodenplatte 107 wird auf diese Weise an den Seitenplatten 95, 96 befestigt. Wenn dies geschehen ist, werden die Träger 111, 112 zwischen den Führungen 105, 106 und äußeren Verlängerungen der Trennwand 94 festgehalten.

Der Schaltermechanismus 93 enthält eine Vielzahl von Kontaktdrähten 53-1, 53-2, 53-3, die sich im wesentlichen parallel in eine Richtung erstrecken, in welcher der Stecker hineingesteckt oder herausgezogen wird, und die in einer Richtung, in welcher die Anschlußstifte 83, 84 beabstandet sind, sich im Abstand voneinander befinden. Die Kontaktdrähte werden an ihren einen Enden von einem Drahthalter .54 getragen, der eine im wesentlichen prismatische Form besitzt und gemäß Darstellung in den Fig. 16 und 17 rückwärts im' Schaltermechanismus 93 angeordnet ist. Die Kontaktdrähte 53-1, 53-2, 53-3 erstrecken sich seitlich durch den Drahthalter 54 parallel zueinander und besitzen vorspringende Enden, die im wesentlichen senkrecht nach unten gebogen sind (Fig. 25) und als Anschlüsse 59 dienen. Der Drahthalter 54 besitzt in seiner Seite, von welcher die Anschlüsse 59 vorstehen, Nuten (nicht gezeigt) in welche Teile der Anschlüsse 59 eingepaßt und gehalten sind. Die Kontaktdrähte 53-1, 53-2, 53-3 erstrecken sich im eingebauten Zustand im Schaltermechanismus 93 leicht schräg vom Drahthalter 5.4 in Richtung auf die Trennwand 94, wie dies in Fig. 17 gezeigt ist. Der Drahthalter 54 besitzt eine Seite,

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die sich im wesentlichen parallel zur Anordnung der Köntaktdrähte erstreckt und gegen die Trennwand 94 gehalten ist, sowie eine entgegengesetzte Seite mit einem mittigen, sich verjüngenden Vorsprung 119, dessen Höhe zu den Anschlüssen 59 hin allmählich zunimmt. Der Vorsprung 119 steht im Eingriff mit einem Loch 121 .in der Bodenplatte· 107 zur sicheren Befestigung des Drahthalters 54. Auf diese Weise ist der Drahthalter 54 in eine rückwärtige öffnung, die von der Trennwand 94, den Seitenplatten 95, 96 und der Bodenplatte 107 gebildet wird, eingepaßt und durch den Vorsprung 119 in seiner Stellung verriegelt, so daß er nicht zufällig von der Schalteranordnung abfallen kann.

Der Schaltermechanismus 93 umfaßt ferner- einen Segmenthalter 35,- der drehbar angeordnet ist und ein Segment 41 aufweist, gegen das die Kontaktdrähte 53-1, 53-2, 53-3 'gedrückt werden. Der Segmenthalter 35' besitzt einen Mitnehmer 61, der in die Steckeraufnahmeöffnung 81 vorsteht. Wenn der Stecker in die Öffnung 81 gesteckt wird, wird der Mitnehmer 61 betätigt und bewirkt, daß der Segmenthalter 35 gedreht wird. Dabei wird mittels des Segments 41 ein elektrischer Kontakt zwischen den Kontaktdrähten 53-I₅ 53-2, 53-3 hergestellt oder unterbrochen. Wie in Fig. 26 dargestellt, hat der Segmenthalter 35 eine teilzylindrische Form und ist im Querschnitt ein 220°-Segment. Der Segmenthalter 35 trägt das Segment 41 auf seiner Umfangsflache 38. Der Segmenthalter 35 ist komplementär in einer Hülse 48 aufgenommen, die eine ähnliche Formbzw. Kontur wie der Segmcnthalter 35 aufweist. Der Mitnehmer 61 ist einstückig mit der Hülse 48 ausgebildet und erstreckt sich-tangential von einem Randteil der radialen Oberfläche dieser Hülse 48. .. - ·

Ein Paar von Schwenkzapfen 36, 36 steht von den Enden des Segmenthalters 35 ab und ist außermittig oder exzentrisch in bezug auf die Achsmitte des Segmenthalters 35

angeordnet. Die Schwenkzapfen 36, 36 sind in den Nuten 98, 99 .aufgenommen, damit der Segmenthalter 35 drehbar •zwischen den Seitenplatten 95, 96 getragen wird, wobei der Mitnehmer 61 in beschriebener Weise durch eine rechteckige Öffnung 64 in der Trennwand 94 in die Steckeraufnahmeöffnung 81 vorsteht. Das Segment 41 ist in komplementärer Weise in eine flache Ausnehmung 44 in der Um-.fangsfläche 38 des Segmenthalters 35 eingesetzt (Fig. 26). Das Segment 41 besitzt"einen rechteckigen mittleren Teil 4la und ein Paar von Endteilen 4lb, 4lc, die sich an entgegengesetzten Enden des mittleren Teils 4la voneinander weg erstrecken. Der mittlere Teil 4la und die Endteile 4lb, 4lc sind parallel zur Achse des Segmenthalters 35 angeordnet und haben alle den gleichen Krümmungsradius v/ie die Umfangsflache 38 des Segmenthalters 35. Die Hülse 48 besitzt Schlitze 49, die durch Trennwände 47 begrenzt· sind und von denen jeder einen der Kontaktdrähte 53*-!, 53-2,' 53-3 aufnimmt.

Der Segmenthalter 35 wird durch die Elastizität der Kontaktdrähte. 53-1 bis 53-3 vorgespannt, so daß er in Richtung auf die Steckeraufnahmeöffnung 81 verstellt wird. Da' die Schwenkzapfen 36, 36 in bezug auf die Achsmitte des Segmenthalters 35 exzentrisch angeordnet sind, wird der Mitnehmer 61 ständig so gehalten, daß er in die Steckeraufnahmeöffnung 81 vorsteht. Eine Schraubenfeder (nicht dargestellt) kann zusätzlich vorgesehen werden, · um diese Vorspannung des Segmenthalters 35 zu .unterstützen. Wenn der Mitnehmer 61 in die Steckeraufnahmeöffnung 81 vorsteht, werden die Kontaktdrähte 53-1, 53-2, 53-3 in Kontakt mit den Segmentteilen 4lb bzw. 4la und somit über das Segment 41 in elektrischem Kontakt miteinander gehalten, während auf der: anderen. Seite der-Kontaktdraht 53-3 außer Kontakt mit dem-Segment 41 und somit außer elektrischem Kontakt mit dem Kontaktdraht 53-2 gehalten wird.

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¥enn der Stecker in die Steckeraufnahineüffnung .81- gesteckt wird, kommen Kontakte.im Stecker mit den Anschlußstiften 83_r 84 in elektrischen Kontakt. Zur gleichen Zeit wird der Mitnehmer vom eingeführten Stecker gestoßen und dreht den Segmenthalter 35 um die Schwenkzapfen 36, 36 im Uhrzeigersinn, in der Darstellung von Fig. 17. Dabei wird das Segment 41 außer Kontakt mit dem Kontaktdraht 53-1 verschwenkt, während die Seg- · mentteile 4la, 4lc in Kontakt mit den Kontaktdrähten-■ 53-2 bzw. 53-3 kommen. Die Kontaktdrähte 53-2, 53-3 stehen nun über das Segment 41 in elektrischem Kontakt miteinander. Auf diese Weise werden die Kontaktdrähte 53-1* 53-3 in bezug auf den Kontaktdraht 53-2 ein- und ausgeschaltet. ■

Dieser Schaltvorgang kann gleichmäßig oder stetig ausgeführt werden, ohne daß die Teile übermäßigen Beanspruchungen ausgesetzt werden, da dieser Schaltvorgang auf einem Gleitkontakt zwischen dem Segment 41. und den Kontaktdrahten beruht, welcher von einer Winkelbewegung des Segmenthalters 35 hervorgerufen wird.. Wenn der Stecker aus der Öffnung 81 herausgezogen wird, wird der Segmenthalter 35 in Fig. 17 im Gegenuhrzeigersinn in die in Fig. 17 gezeigte Ausgangsstellung geschwenkt, und zwar unter der Vorspannkraft der Kontaktdrähte 53-1, 53^ra2, 53-3 (oder der Vorspannkraft dieser Kontaktdrähte·· plus derjenigen der Schraubenfeder). Der Segmenthalter .35 wird vor einer übermäßigen Schwenkbewegung gestoppt, wenn ein Kantenteil der Hülse 48, welches entgegengesetzt zum Mitnehmer 61 quer über diese angeordnet ist, mit einer rückwärtigen Kante -des Lochs 64 in Eingriff kommt. . ' · "

Bei einer solchen Anordnung können der Segmenthalter und der Drahthalter 54 einfach dadurch im Gehäuse 11 montiert werden, daß die Schwenkzapfen 36, 36 des Segmenthalters -35 in die Nuten 98, 99 eingesetzt werden und der Drahthalter 54 zwischen die Seitenplatten 95,

eingepaßt wird, wobei die Bodenplatte 107 zwischen den Seitenplatten 95., 96 befestigt ist. .Das Segment 41 und die .Kontaktdrähte 53-1, 53-2, 53-3 liegen gegenüber dem Äußeren nicht frei, so daß kein Schmutz oder Staub an Bereichen anhaften kann, in denen das Segment die Drähte berührt. Der Drahthalter 54 kann an den Seitenplatten 95 und 96 und der Bodenplatte 107 befestigt werden, nachdem die Bodenplatte 107 an den Seitenplatten 95, 96 angebracht wurde. · ·

Während bei der voranstehend beschriebenen Anordnung der Segmenthalter zum Zwecke des Schaltvorgangs winkelig bewegt, d. h. verschwenkt wird, kann er auch so angeordnet werden^ daß er zum Zwecke des Schaltvorgangs geradlinig verschoben wird. Wie beispielsweise in den Fig. 27 und 28 dargestellt, ist ein Segmenthalter 35 in eine Öffnung 64 einer Trennwand 94 zwischen einer Steckeraufnahmeöffnung 81 und einem Schaltermechanismus aufgenommen. Der Segmenthalter 35 enthält einen Mitnehmer 61, der in die Steckeraufnahrneöffnung 81 hineinragt. Wenn ein Stecker 121 in die Steckeraufnahmeöffnung 81 hineingesteckt wird, wird der Mitnehmer 6l vom Stecker 121 angestoßen und bewegt den Segmenthalter 35 in Fig. 27 nach links. Ein Segment 41 ist in die Trennwand 94 eingebettet und liegt vor der Öffnung 64 in .der Trennwand 94 auf deren der Steckeraufnahmeöffnung 81 abgewandten Seite. Ein Steg 122 ist auf dem Segmenthalter 35 an seiner der Steckeraufnahmeöffnung 81 abgewandten Oberfläche angebracht und verläuft parallel zum Segment 41. Ein Segment 42 ist in den Segmenthalter 35 eingebettet und umfaßt einen freiliegenden Teil, der in einer Linie mit dem Steg 122 gehalten ist, wie dies in Fig. 28 dargestellt ist. Kontaktdrähte 53-1, 53-2 erstrecken sich über das Segment 41, während ein Kontaktdraht 53-3 kurz vor dem Segment 41 endet. Solange der Stecker 121 nicht in die Steckeraufnahmeöffnung 81 hineingesteckt ist, liegen die Kontaktdrähte 53-1, 53-2 auf dem Segment 41 und der Kontaktdraht

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■*h

53-3 auf dem Segment. 42. ¥enn äer Stecker 121 in die Steckeraufnahmeöffnung 81 hineingesteckt wird, wird der Segmenthalter 35 in Richtung auf die Kontaktdrähte zu bewegt. Diese Bewegung führt dazu, daß das Segment 42 · über das Segment 41 hinaus vorragt, wobei der Kontaktdraht 53-2 vom Segment 41 abgehoben und mit diesem außer Kontakt gebracht wird. Die Kontaktdrähte 53-2, 53-3 liegen nun auf dem Segment 42. Der Steg 122 dient dazu, den Kontaktdraht 53-1 in einem solchen Ausmaß vorzuspannen, daß alle Kontaktdrähte 53-1 bis 53-3 bei der Betätigung annähernd die gleiche Vorspannung haben,' damit-wahrend"wiederholter Schaltvorgänge gleiche mecha- ■ nische Charakteristiken für die Kontaktdrähte vorhanden sind. Wenn der Stecker 121 aus der Steckeraufnahmeöffnung 81 herausgezogen wird, kehrt der Segmenthalter· 35 unter der elastischen Kraft der Kontaktdrähte 53-1 bis 53-3 in Richtung auf die Öffnung 81 zurück, bis er mit einem' Anschlag 123 an der Trennwand 94 in Eingriff kommt, welcher in die Öffnung 64 ragt.

Die Kontaktdrähte 53, 53-1, 53-2, 53-3 bestehen vorzugsweise aus drahtförmigen, elastischen Elementen wie Klavier- ι drähten, rostfreien Stahldrähten oder aus einer Cu-Ti-Legierung oder einer Be-Cu-Legierung, die hitzebeständig sind und gute mechanische Eigenschaften wie Elastizitätsmodul und Schubmodul aufweisen. Die Drähte sind auf ihrer Oberfläche mit einer Schicht guter Leitfähigkeit etwa aus Cu, Ag, Au beschichtet, etwa durch Elektroplatierung.

Beispielsweise kann ein Stahldraht mit hohem Kohlenstoffgehalt, wie er für Federn benutzt wird, der mit reinem Kupfer elektroplatiert ist, verwendet werden. Derart vorbereitete Drähte mit 15 % IACS Leitfähigkeit (1) und . 30 % IACS Leitfähigkeit (2) wurden hinsichtlich des.Verhältnisses zwischen dem Drahtdurcnmesser und der Dicke der aufgebrachten Kupferschicht gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 29 .dargestellt, in der gerade Linien. 124 bzw. 125 aufgezeichnet sind. Zur Erzielung von 30 % IACS Leitfähig-

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31205Π

keit mit einem Stahldraht hohen Kohlenstoffgehalts mit einem Durchmesser von 0,6 mm muß die aufgebrachte Kupferschicht eine Dicke von annähernd 4-0 pm besitzen. Die Stahldrähte (1), (2) hohen Kohlenstoffgehalts, die auf diese Weise mit reinem Kupfer elektroplatiert wurden^ wurden hinsichtlich der elektrischen und mechanischen Eigenschaften gemessen, die mit jenen von Drähten aus Messing, Phosphorbronze und Berylliumkupfer in Tabelle verglichen werden. Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich, sind die Leitfähigkeiten der Drähte (1), (2) 13 bis IACS % besser als die Leitfähigkeit der Drähte aus Phosphorbronze. Die Drähte (l), (2) besitzen eine gute Korrosionsbeständigkeit (Antikorrosionsfähigkeit) und eine bessere Hitzebeständigkeit als Messing, wobei sie .sich an Berylliumkupfer annähern. Bezüglich des Elastizitätsmoduls, der kennzeichnend für die Federeigenschaften ist, sind die Drähte (l), (2) mit 2,05 χ ΙΟ⁵ N/mm² (20.500 kg/mm²) bzw. 1,8 χ lo⁵ N/mm² (18.000 kg/mm²) besser -als die Drähte aus Messing, Berylliumkupfer und Phosphorbronze, wobei der Elastizitätsmodul von Phosphorbronzedraht 1,1 χ 10⁵ N/mm² (11.000 kg/mm²) beträgt. Da die Drähte (l), (2) geringere spezifische Gewichte als die anderen aufweisen, können unter Benutzung dieser Drähte (l), (2) leichtere Schalter gebaut werden. Die Drähte (l)., (2) wurden auch hinsichtlich des Verhältnisses zwischen zulässigen Strömen und Durchmessern gemessen, wovon das Ergebnis· in Fig. 30 in Form der Linien 126 bzw. 127 dargestellt ist. Beide Drähte (1), (2) haben eine zulässige Temperatur von 130 ⁰C, die größer als diejenige · von Phosphorbronzedraht mit 100 ⁰C ist. Der Draht aus Phosphorbronze wurde auch bezüglich seiner Beziehung zwischen zulässigem Strom und Durchmesser untersucht, wobei die Ergebnisse in Form der Linie 128 in Fig. 30 dargestellt sind.

Tabelle 1

ν. Eigen schaften Mater iarv	Leitfähig keit IACS ■%·	Zugfestigkeit (Kg/mm²) 10 N/mm*	zulässige Temperatur ⁰C	Schubmodul (kg/mm²) 10 N/mm²	Elastizi tätsmodul (Kg/mm²) 10 N/mm²	max. Prüfbe anspruchung (Kg/mm²) 1 0 N/mm²	spezif. Gewicht 10"²N/cm³
Cu-platier- ter Stahlt)	15	180 oder mehr	130	6.800	25.0.0.0	70	⁷'9
Cu-platier- ter Stahl(2)	30	160 oder mehr	130	4.800	18.000	50	8,1
Bronze	25	70 oder mehr	80	4.000	11.000	23	8,5
Phosphor bronze	13-15	95 oder mehr	100	4.500	11.000	40	8,8
BerylLiura- kupfer (8/4 Härte)	25-30	130 oder mehr	1-50	5.000	13.000 .	50	8,2

ν/οπή ein Kontaktdraht aus Phosphorbronze hergestellt wird, "hat er eine große Härte, und demzufolge kann die Oberflüchenhurtü einer elcktroplatierten Schicht aus Ag, Au oder ähnlichem, falls sie ausreichend dünn ist, auf seiner Fläche analog derjenigen des Drahtmetallmaterials selbst anstelle derjenigen der elektroplatierten Schicht sein. Daher ist es notwendig, eine dicke, elektroplatierte Schicht zu haben oder die Unterlage des Drahtes mit Kupfer zu platiereri, um ein besseres Kontaktmaterial zu erhalten. Kein solches Unterlagenelektroplatieren ist jedoch notwendig bei Stahldrähten hohen Kohlenstoffgehalts, die mit reinem Kupfer elektro-.platiert sind.

Es sei angenommen,' daß der konzentrierte Widerstand Rc und der Übergangswiderstand Rt seien. Der Kontaktwiderstand kann ausgedrückt werden als R = Rc + Rt. Der konzentrierte Widerstand Rc ist durch folgende Formel gegeben:

t _¥0.9

4L(n/L)o

worin Q₁, q₂ die spezifischen Widerstände der Kontaktmaterialien, Pm eine Härte (ausgedrückt als Vickershärte), L der Durchmesser der Kontakt fläche, W eine Last (1N<LW <. 1000 N) und (n/L)ο die Anzahl von Trennungen an der Mittellinie einer Rauhigkeitskurve sind.

Bei den vorangehend beschriebenen Kontaktdrähten mit hohem Kohlenstoffgehalt, die mit reinem Kupfer elektroplatiert sind, sind «^ und Pm klein im Vergleich zu den Werten von Phosphorbronzedraht, während L größer als der entsprechende Wert von Phosphorbronze ist, vorausgesetzt daß die Last unverändert bleibt, da die Grundlage eine Cu-Schicht ist. Aus der Formel (l) ist daher ersichtlich, daß der konzentrierte Widerstand Rc der erfindungsgemäßen Drähte kleiner als der von Drähten aus

Phosphorbronze ist.

Kontakte für Schalter waren bisher erfolgreich, weil sie entweder die mechanischen oder die elektrischen Eigenschaften verbesserten. Kontaktdrähte aus einem . elastischen Drahtmaterial, das mit einer Schicht guter Leitfähigkeit beschichtet ist, sind jedoch sowohl bezüglich der mechanischen als auch der elektrischen Eigenschaften gut. Genauer gesagt enthält sol.ch ein Kontakt—■ draht einen Körper aus elastischem Material- mit guten •mechanischen Eigenschaften, der auf seiner Oberfläche einstückig beschichtet ist und Kontaktbereiche mit einer" Schicht guter Leitfähigkeit oder guten elektrischen Eigenschaften umfaßt, so daß das resultierende Produkt sov/ohl bezüglich der mechanischen als auch der elektrischen Eigenschaften gut ist. Bisher ist auf der Oberfläche eines Drahtmaterials eine elektroplatierte Schicht, aufgebracht worden, damit der Kontakt an Kontaktflächen stabilisiert wird, während der Strom, der über die Kon- ■ takte fließt, in großem Ausmaß von den Eigenschaften des Grundmaterials, auf das die Schicht elektroplatiert ist, abhängt. Der Kontakt draht gemäß der Erfindung, läßt es jedoch zu, daß der Strom längs der Oberfläche des Drahtes, die gute elektrische Eigenschaften aufweist, fließt, was dazu führt, daß die gesamten elektrischen Eigenschaften des Kontaktdrahtes verbessert sind.

Claims

Patentansprüche

Schalter, bei dem ein elektrischer Kontakt zwischen Kontakten in einem Gehäuse durch Betätigung eines •Mitnehmers von der Außenseite des Gehäuses her hergestellt oder unterbrochen wird, um einen an Anschlüsse des Gehäuses angeschlossenen elektrischen Stromkreis zu schließen oder zu unterbrechen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Segmenthalter (35) aus isolierendem Material vorgesehen ist und in dem Gehäuse (11) verschwenkbar oder verschiebbar ange-. ordnet ist, daß wenigstens ein Segment (41, 42, 43) aus leitendem Material vom Segmenthalter (35) getragen ist, daß eine Vielzahl von elastischen Kon- · ■ ■ taktdrähten aus Metall (53, 53-1, 53-2, 53-3) sich senkrecht zur Achse der Schwenkbewegung oder Schubbewegung des Segmenthalters (35) erstrecken, daß ein \ jeweiliges Ende der Kontaktdrähte (53^ 53-1, 53-2, 53-3) den Segmenthalter (53) in einer Richtung vor- ■ ·· _Ä spannt, um ihn zu drehen oder zu verschieben, daß die Kontaktdrähte an ihrem jeweiligen anderen Ende · ! ^. vom Gehäuse (11) getragen werden, daß diese jeweiligen anderen Enden der Kontaktdrähte (53, 53-1, 53-2, 53-3) als die Anschlüsse dienen, und daß der Mitnehmer (61) mit dem Segmenthalter (35) verbunden ist, wodurch der Segmenthalter gegen die an ihn angelegte Vorspannkraft als Antwort auf eine Betätigung des Mitnehmers (61) schwenkbar oder verschiebbar ist, um einen elektrischen Kontakt zwischen den Kontaktdrähten (53, 53—1, 53-2, 53-3) über das Segment (41, ' 42, 43) herzustellen oder zu unterbrechen. ■

2„ Schalter nach Anspruch 1, >

dadurch gekennzeichnet, daß der Segmenthalter (35) ' , eine im wesentlichen halbzyliridrische Form besitzt, daß auf seiner Umfängsflache (38) das wenigens eine -^

Segment (41 _s 42, 43) angebracht ist, daß der Segment- : halter (35) vom Gehäuse (11) für eine Schwenkbewegung *

um eine zur Achsmitte des halbzylindrischen Segmenthalters exzentrische Achse gehalten ist und daß die Kontaktdrähte (53) längs der Achse der Schwenkbewegung des Segmenthalters (35) im Abstand zueinander angeordnet, sind und gegen die Umfangsfläche· (38) gedrückt werden.

3· Schalter nach Anspruch 2,

• .dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (61) bezogen auf die·Achsmitte des halbzylindrischen Segmenthalters (35) auf der der Schwenkachse entgegengesetzten Seite angeordnet ist.

4. Schalter nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer in bezug auf die Achsmitte des halbzylindrischen Segmenthalters auf der gleichen Seite wie die Schwenkachse angeordnet . ist.

5· Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein prismatischer Drahthalter' (54) aus isolierendem Material vorgesehen ist, durch .den sich die Kontaktdrähte (53) seitlich erstrecken'.

6. Schalter nach Anspruch 5-,

dadurch gekennzeichnet, daß der Drahthalter (54) so am Gehäuse (11) angebracht wird, daß er eine Öffnung des Gehäuses verschließt.

7. Schalter nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktdrähte (53) .Enden (59) besitzen, die vom Drahthalter (54) aus dem Gehäuse (11) herausragen und im wesentlichen rechtwinkelig gegen ein Seitenende des Drahthalters (54) umgebogen sind und als die Anschlüsse dienen.

8. Schalter nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kontaktdrähten (53-1, 53-2) .und.den Anschlüssen (59-1, 59-2) Spulen (198, 199) zwischengesetzt sind.

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9. Schalter·nach einem der Ansprüche 2 oder 8,

dadurch gekennzeichnet, daß sich die Koritaktdrähte (53-1, 53-2) abwechsend in entgegengesetzte Richtungen erstrecken.

10. Schalter nach den Ansprüchen β und 9,

dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11)' Drahthalter (196, 197) aufweist, von denen jeder eine der Spulen (198, 199) aufnimmt, und daß sich die Anschlüsse (59-1» 59-^2) durch das Gehäuse hindurch erstrocken.

11. Schalter nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Drahthalter (196, 197) einen Schlitz (201, 202) besitzt, durch den ein Ende der Kontaktdrähte (53-1, 53-2) sich, erstreckt, . um gerichtet und in Stellung gesetzt zu sein und die ' Lage der Spulen (198, 199) in den Drahthaltern (196, 197) zu fixieren. · ■

12. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hülse (48) vorgesehen ist, die eine ähnliche Kontur wie der Segmenthalter (35) aufweist und in welcher der in sie' eingepaßte Segmenthalter (35) komplementär aufgenommen ist,

; daß die Hülse (.48) Schlitze (49) besitzt, die sich'in j Umfangsrichtung erstrecken und in Axialrichtung der ι Hülse mittels zwischenliegenden Trennwänden (47) beabstandet sind, und daß jeder der Schlitze (49) einen der Kontaktdrähte (53, 53-1, 53-2) aufnimmt, welche · durch die Trennwände (47) daran gehindert sind, miteinander in Kontakt zu treten.

^!13. Schalter nach Anspruch 12,

;, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (61) mit der

ι Hülse (48) verbunden ist.

14ο Sehalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Segmenten (41, 42, 43) auf der Umfangsfläche (38) im wesentlichen parallel zur Achsmitte angeordnet ist und die Segmente

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in Umfangsrichtung gegeneinander winkelmäßig versetzt sind.

15. Schalter nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktdrähte (53) in Paaren gegen die jeweiligen Segmente (41, 42, 43) an deren Umfangsflächen gehalten werden.

16. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 8 oder 9, dadurch.gekennzeichnet, daß ein einziges Segment (41) vorgesehen ist und in Umfangsrichtung des Segmenthalters '(35) sich ändernde Abmessungen aufweist.

17. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktdrahte einen elastischen Körper aufweisen, der auf seiner Ober-

. fläche einstückig mit einer Schicht guter Leitfähigkeit beschichtet ist, so daß durch die Schicht ein größerer Strom als durch den elastischen Körper fließen •kann. - .

18. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11) zwei Gehäuseteile (13, 14) aufweist, von denen das eine angrenzend an eine Trennfläche zwischen den Gehäuseteilen ein Paar von Lagern (51, 52) besitzt, in welchen die Achse (36, 36) der Schwenkbewegung des Segmenthalters (35) drehbar getragen sind.

19. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Trenn-'wand (94) zur Bildung einer Öffnung (81) für die entfernbare Aufnahme eines Steckers im wesentlichen in

. einer Richtung, in welcher sich die Kontaktdrähte (53) erstrecken, aufweist, daß der Mitnehmer (61) sich teilweise durch ein Loch (64), das in der Trennwand (94) ausgebildet ist, in die Öffnung (81) erstrecktj so daß der Mitnehmer (61) von dem in die Öffnung gesteckten Stecker betätigbar ist, und daß in der Öffnung (81) Stromyersorgungsanschlüsse (83) angeordnet sind und

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sich im wesentlichen parallel zu den Kontaktdrähten (53) erstrecken, um nach Einstecken des Steckers in die Öffnung (81) mit dessen Kontakten in Verbindung zu kommen.

20. Schalter nach Anspruch 19,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Seitenplatten (95, 96) vorgesehen ist, welche sich einstückig von der Trennwand (94) an entgegengesetzten Kanten von. dieser und auf der der Öffnung (81) abgewandten Seite sowie in einer Richtung des Einsteckens und Heraus-. Ziehens des Steckers erstrecken, daß eine Bodenplatte (107) mit einer einstückigen vorderen Stirnwand (108) • zwischen den Seitenplatten angebracht ist, daß die vordere Stirnwand ein Ende eines Raums zwischen den Seitenplatten schließt, daß das andere Ende dieses ' Raums von dem Drahthalter (54) geschlossen wird, und daß die vordere Stirnwand (108), die Seitenplatten (95, 96) und der Drahthalter (54) den Segmenthalter (35) und die Kontaktdrähte (53) aufnehmen.

21, Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

j gekennzeichnet durch ein Betätigungsglied (62), daß ■ in das Gehäuse (11) hinein und aus ihm heraus bewegbar ist und, wenn es in das Gehäuse (11) hineinge-. stoßen ist,.mit dem Mitnehmer (61) in Eingriff kommt, um den .Segmenthalter (35) gegen die an ihn angelegte Vorspannkraft zu drehen. '.