DE3120517C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solcher Schalter kann beispielsweise als Gabelumschalter bei einem Telefon oder als in eine Wechselstromnetzsteckdose bzw. einen Sockel eingebauter Schalter verwendet werden.

Als Gabelumschalter bei Telefonen sowie Schalter in Netzsteckdosen sind bisher sogenannte Blattfedernschalter verwendet worden. Ein solcher Schalter enthält wenigstens ein Paar elastischer Kontaktblätter, 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 werden kann, um den Schaltvorgang auszuführen. Bei einem 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 Elektroplattieren der Blattfedern mit Silber führt, was beides teuer ist.

Ein Schalter nach dem Obergriff des Patentanspruchs 1 ist aus der GB-PS 10 73 577 bekannt. Bei diesem bekannten Schalter befindet sich eine drehbar gelagerte und an ihrem Umfang mit leitenden Segmenten versehene zylindrische Walze zwischen zwei parallel angeordneten isolierenden Platten. Zwischen den Platten und durch diese hindurch erstrecken sich die Kontaktdrähte derart, daß abhängig von der Drehstellung der Walze ein Kontaktdrahtpaar mittels eines leitenden Segments kurzgeschlossen wird oder nicht. Dabei sind Kontaktdrahtpaare in Achsrichtung der zylindrischen Walze beidseitig zu dieser in Abständen angeordnet.

Aus der DE-OS 28 26 338 ist ein mehrstufiger elektrischer Programmschalter bekannt, der eine in einem Gehäuse drehbar gelagerte zylindrische Walze aufweist, an deren Umfangsfläche ein bestimmtes Leiterbahnenmuster angebracht ist. Auf zwei gegenüberliegenden Seiten befinden sich in Achsrichtung der zylindrischen Walze beabstandete Kontaktfeder, die gegen die Umfangsfläche der Walze drücken und zwischen denen je nach Drehstellung der Walze elektrische Verbindungen bzw. Unterbrechungen in Abhängigkeit von dem Leiterbahnenmuster hergestellt werden.

In der US-PS 36 32 911 ist ein zur Erzeugung von Impulsen vorgesehener Schalter offenbart, der wie der vorgenannte Stand der Technik als Schaltglied eine drehbare Walze aufweist, gegen deren Umfangsfläche an in Axialrichtung versetzten Stellen elastische Kontaktdrähte drücken. Der Grundkörper der Walze besteht aus Metall. Einer der Kontaktdrähte liegt in einer Umfangsnut des Metallkörpers. Axial versetzt zu dieser Nut sind Schaltkörper auf den Metallkörper aufgeschoben, die ihrerseits Umfangsnuten bilden, in denen die anderen Kontaktdrähte liegen. Diese Schaltkörper bestehen in Umfangsrichtung aus einer Folge von leitenden und nicht-leitenden Segmenten, von denen die leitenden Segmente mit dem Grundkörper verbunden sind. Abhängig von der Drehstellung der Walze kann auf diese Weise ein Kontakt zwischen dem direkt mit dem Grundkörper in Berührung stehenden Schaltdraht und einem oder beiden der anderen Schaltdrähte hergestellt bzw. unterbrochen werden. Die Schaltdrähte drücken elastisch gegen die Walze, vermögen aber wegen der zentrischen Lagerung kein Drehmoment auf die Walze auszuüben.

Ein weiterer Schalter mit einer zentrisch gelagerten Walze, an deren Umfang leitende Segmente angeordnet sind, und die mit federnden Schaltzungen in Berührungen steht, ist aus der AT-PS 2 06 965.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schalter der eingangs angegebenen Art zu schaffen, der eine preiswerte Herstellung erlaubt und hohe Zuverlässigkeit bei gleichbleibendem Kontaktdruck gewährleistet.

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 Segmenthalter trägt auf seiner Umfangsfläche wenigstens ein leitendes Segment. Kontaktdrähte, die an einem Ende am Gehäuse befestigt sind, werden mit den anderen Enden gegen die Umfangsfläche 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 der Schwenkzapfen exzentrisch gehalten ist, 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 Knoten mit einer geringeren Silbermenge elektroplatiert werden. Ferner kann der Mitnehmer unabhängig von Änderungen im Bewegungshub des Betätigungsglieds 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 Segmenthalter 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 einer 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 gesteckt wird, betätigt er den Mitnehmer, so daß ein Segmenthalter gedreht oder bewegt wird. Ein Paar von Seitenplatten 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.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Querschnittansicht eines Schalters,

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Gehäuses des Schalters von Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Segmenthalters,

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

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

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der von einem Drahthalter getragenen Kontaktdrähte,

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines Betätigungsglieds,

Fig. 8 eine graphische Darstellung der Kontaktkraft der Kontaktdrähte, des Hubs des Betätigungsglieds, der zur Betätigung des Betätigungsglieds erforderlichen Kraft und des Moments über dem Drehwinkel des Segmenthalters,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines Schalters gemäß einer anderen Ausführungsform,

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

Fig. 11 eine Querschnittsansicht eines Schalters einer weiteren Ausführungsform,

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

Fig. 13 eine Draufsicht von vorn auf einen Netzsteckdosenschalter, bei dem der Schalter eingesetzt ist,

Fig. 14 eine Seitendraufsicht des in Fig. 13 gezeigten Schalters,

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Fig. 24 eine Querschnittsansicht längs der Linie c-c von Fig. 22,

Fig. 25 eine perspektivische Ansicht eines kontaktdrähtehaltenden Drahthalters des in Fig. 17 gezeigten Schalters,

Fig. 26 eine perspektivische Explosionsdarstellung des Segmenthalters des Schalters von Fig. 17,

Fig. 7 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen der Dicke einer Kupferschicht und des Durchmessers eines Kontaktdrahts für gewisse Leitfähigkeiten hiervon und

Fig. 8 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 Fig. 1 und 2 gezeigt, umfaßt ein Schalter ein Gehäuse 11, das aus zwei zusammengesetzten Gehäuseteilen oder -hälften 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 Seitenplatten15, 16 besitzen angrenzend an die Stirnplatte 17 erhöhte Teile. Das Gehäuseteil 13 ist über den Gehäuseteil 12 angeordnet und bedeckt den Raum zwischen dessen Seitenplatten 15, 16. Das Gehäuseteil 13 besitzt eine Deckplatte 18, von der Kantenteile gegen die oberen Flächen der niedrigeren 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 jeweiligen 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 Segmentanordnung drehbar eingebaut, wie dies in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist. Die Segmentanordnung besteht im wesentlichen aus einem halbzylindrischen Segmenthalter 35, der an 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 angeordnet sind. Der Segmenthalter 35 trägt auf einer Umfangsfläche mehrere leitende Segmente 41, 42 und 43 (bei der dargestellten Ausführungsform sind es drei Segmente), die in Längsrichtung des Segmenthalters 35 angeordnet sind 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 Segmenthalters 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 werden. 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 Kontaktdrähte 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 Fig. 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 Fig. 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 35 gedrückt. Dabei werden die anderen Enden der Kontaktdrähte 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 54 besitzt an seinen Enden ein Paar von Nuten 57, 58 (Fig. 6), wobei in jede Nut jeweils eine der Rippen 55, 56 der Seitenplatten 15, 16 eingepaßt ist. Beim Zusammenbau 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 12 gesetzt, wobei die Umfangsfläche 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 Umfangsfläche 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. 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 Fig. 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 (Fig. 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 Fig. 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 65, 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 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 Schultern 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 wird, 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 Drahthalter 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 des 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. 1 gezeigt ist.

Fig. 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 Umfangsfläche 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 Bewegungshub des Betätigungsglieds 62 darstellen. Aus dieser Graphik ist ersichtlich, daß die zur Betätigung des Betätigungsglieds 62 erforderliche Kraft sich nur geringfügig 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 werden, 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 Anordnung, 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 elektroplattiert 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 elektroplattiert 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 Segmentanordnung 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, in denen entsprechende Teile mit gleichen Bezugszahlen wie in den Fig. 1 und 7 versehen sind, besitzt ein Segmenthalter 35 an einem Ende eine einstückig ausgebildete Welle 187, die einem Schwenkzapfen 36 in bezug auf eine Achsmittel 37 diametral gegenüberliegend angeordnet ist und in einem Einschnitt 188 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, die sich einstückig von dem Ende der Hülse erstreckt, das dem Ende des Segmenthalters 35, an welchem sich die Welle 187 befindet, entgegengesetzt ist. Ein Hebel 192 ist an der Welle 191 angebracht und steht senkrecht von der Welle 191 ab. Die Welle 191 erstreckt sich durch einen Einschnitt 193 in einer Seitenplatte 15 des Gehäuseteils 12 aus dem Gehäuse 11 nach außen heraus. Die Wellen 187 und 191 mit ihrem jeweiligen Hebel 189 bzw. 192 werden langemäßig 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 Fig. 1 und 9 dargestellt sind, kann eine Feder eingesetzt werden, um die Rückstellung der Segmentanordnung in deren Ausgangslage zu unterstützen.

Die Fig. 11 und 12 zeigen einen Schalter einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Gleiche oder entsprechende Teile in den Fig. 11 und 12 sind mit gleichen oder entsprechenden Bezugszahlen wie in den Fig. 1-7 versehen. Ein Gehäuseteil 12 besitzt mehrere Kontaktdrahthalter 196, 197, die längs gegenüberliegenden Stirnplatten 17, 17′ angeordnet sind. Kontaktdrähte 53-1, 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, 17′ 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, 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, 23′, von denen sich ein Paar jeweiliger Verbindungszungen 24, 24′ nach unten erstreckt. Die Verbindungszungen 24, 24′ sind in einem Schnappeingriff 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 Umfangsfläche des Segmenthalters 35 gehalten, wie sie 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, 53-2 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 Fig. 13-26 zeigen eine andere Schalteranordnung, der vom Aufbau her eine Stromversorgungs- Steckdose oder -kupplung bzw. ein -sockel zugeordnet ist. Wie in den Fig. 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 paralleler Anschlußstifte 83, 84 trägt, die sich in die Steckeraufnahmeöffnung 81 erstrecken. Die Anschlußstifte 83, 84 erstrecken 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 in 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, in welchen der Stecker in die Öffnung 81 hineinsteckbar bzw. aus ihr herausziehbar ist. Eine Verbindungsplatte 97 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, einanderzugewandt, sich von den vorderen Enden der Seitenwände 95, 96 abgrenzend an das offene Ende der Öffnung 81 nach hinten erstrecken, wie in den Fig. 18 und 20 gezeigt. Die Seitenwände 95 und 96 besitzen auch ein Paar jeweiliger Vorsprünge 101, 102, die an Außenflächen der Seitenwände 95, 96 im wesentlichen entsprechend den Nuten 98, 99 angeordnet sind und sich verjüngende Oberflächen aufweisen, die nach hinten allmählich ansteigen (Fig. 18 und 19). 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 Führungsnuten 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. 102 angeordnet sind. Zwischen die Seitenplatten 95, 96 ist eine Bodenplatte 107 eingepaßt, so daß der Schaltermechanismus 93 zwischen der Trennwand 94 und der Bodenplatte 107 aufgenommen wird. Wie am besten aus den Fig. 21-24 ersichtlich, ist die Bodenplatte 107 im wesentlichen rechteckig und besitzt eine vordere Stirnplatte 108 (Fig. 17 und 24), die rechtwinkelig von ihr absteht und eine Breite besitzt, die etwas größer als die der Bodenplatte 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 Befestigungsgliedern 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 107 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, 96 in die Löcher 113, 114 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 54 in Richtung auf die Trennwand 94, wie dies in Fig. 17 gezeigt ist. Der Drahthalter 54 besitzt eine Seite, die sich im wesentlichen parallel zur Anordnung der Kontaktdrähte 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 53-1, 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 Umfangsfläche 38. Der Segmenthalter 35 ist komplementär in einer Hülse 48 aufgenommen, die eine ähnliche Form bzw. Kontur wie der Segmenthalter 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 Umfangsfläche 38 des Segmenthalters 35 eingesetzt (Fig. 26). Das Segment 41 besitzt einen rechteckigen mittleren Teil 41 a und ein Paar von Endteilen 41 b, 41 c, die sich an entgegengesetzten Enden des mittleren Teils 41 a voneinander weg erstrecken. Der mittlere Teil 41 a und die Endteile 41 b, 41 c sind parallel zur Achse des Segmenthalters 35 angeordnet und haben alle den gleichen Krümmungsradius wie die Umfangsfläche 38 des Segmenthalters 35. Die Hülse 48 besitzt Schlitze 49, die durch Trennwände 47 begrenzt sind und von denen jeder einen der Kontaktdrähte 53-1, 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 41 b bzw. 41 a 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.

Wenn der Stecker in die Steckeraufnahmeöffnung 81 gesteckt wird, kommen Kontakte im Stecker mit den Anschlußstiften 83, 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 Segmentteile 41 a, 41 c 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 gleichzeitig oder stetig ausgeführt werden, ohne daß die Teile übermäßigen Beanspruchungen ausgesetzt werden, da dieser Schaltvorgang auf einem Gleitkontakt zwischen dem Segment 41 und den Kontaktdrähten 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, 53-2, 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 die Segmenthalter 35 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, 96 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.

Die Kontaktdrähte 53, 53-1, 53-2, 53-3 bestehen vorzugsweise aus drahtförmigen, elastischen Elementen wie Klavierdrähten, 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 Elektroplattierung.

Beispielsweise kann ein Stahldraht mit hohem Kohlenstoffgehalt, wie er für Federn benutzt wird, der mit reinem Kupfer elektroplattiert ist, verwendet werden. Derart vorbereitete Drähte mit 15% IACS Leitfähigkeit (1) und 30% IACS Leitfähigkeit (2) wurden hinsichtlich des Verhältnisses zwischen dem Drahtdurchmesser und der Dicke der aufgebrachten Kupferschicht gemessen. Die Ergebnisse sind in Fig. 27 dargestellt, in der gerade Linien 124 bzw. 125 aufgezeichnet sind. Zur Erzielung von 30% IACS Leitfähigkeit mit einem Stahldraht hohen Kohlenstoffgehalts mit einem Durchmesser von 0,6 mm muß die aufgebrachte Kupferschicht eine Dicke von annähernd 40 µm besitzen. Die Stahldrähte (1), (2) hohen Kohlenstoffgehalts, die auf diese Weise mit reinem Kupfer elektroplattiert wurden, wurden hinsichtlich der elektrischen und mechanischen Eigenschaften gemessen, die mit jenen von Drähten aus Messing, Phosphorbronze und Berylliumkupfer in Tabelle 1 verglichen werden. Wie aus der Tabelle 1 ersichtlich, sind die Leitfähigkeiten der Drähte (1), (2) 13 bis 15 IACS % besser als die Leitfähigkeit der Drähte aus Phosphorbronze. Die Drähte (1), (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 (1), (2) mit 2,05×10⁵ N/mm² (20 500 kg/mm²) bzw. 1,8×10⁵ N/mm² (18 000 kg/mm²) besser als die Drähte aus Messing, Berylliumkupfer und Phosphorbronze, wobei der Elastizitätsmodul von Phosphorbronzedraht 1,1×10⁵ N/mm² (11 000 kg/mm²) beträgt. Da die Drähte (1), (2) geringere spezifische Gewichte als die anderen aufweisen, können unter Benutzung dieser Drähte (1), (2) leichtere Schalter gebaut werden. Die Drähte (1), (2) wurden auch hinsichtlich des Verhältnisses zwischen zulässigen Strömen und Durchmessern gemessen, wovon das Ergebnis in Fig. 28 in Form der Linien 126 bzw. 127 dargestellt ist. Beide Drähte (1), (2) haben eine zulässige Temperatur von 130°C, die größer als diejenige von Phosphorbronzedraht mit 100°C 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. 28 dargestellt sind.

Wenn ein Kontaktdraht aus Phosphorbronze hergestellt wird, hat er eine große Härte, und demzufolge kann die Oberflächenhärte einer elektroplattierten Schicht aus Ag, Au oder ähnlichem, falls sie ausreichend dünn ist, auf seiner Fläche analog derjenigen des Drahtmetallmaterials selbst anstelle derjenigen der elektroplattierten Schicht sein. Daher ist es notwendig, eine dicke elektroplattierte Schicht zu haben oder die Unterlage des Drahtes mit Kupfer zu plattieren, um ein besseres Kontaktmaterial zu erhalten. Kein solches Unterlagenelektroplattieren ist jedoch notwendig bei Stahldrähten hohen Kohlenstoffgehalts, die mit reinem Kupfer elektroplattiert 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:

worin ρ₁, ρ₂ die spezifischen Widerstände der Kontaktmaterialien, Pm eine Härte (ausgedrückt als Vickershärte), L der Durchmesser der Kontaktfläche, W eine Last (1 N≦W≦ 1000 N) und (n/L)₀ die Anzahl von Trennungen an der Mittellinie einer Rauhigkeitskurve sind.

Bei den vorangehend beschriebenen Kontaktdrähten mit hohem Kohlenstoffgehalt, die mit reinem Kupfer elektroplattiert sind, sind ρ und Pm klein im Vergelich 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 (1) 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 solch ein Kontaktdraht 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 sowohl bezüglich der mechanischen als auch der elektrischen Eigenschaften gut ist. Bisher ist auf der Oberfläche eines Drahtmaterials eine elektroplattierte Schicht aufgebracht worden, damit der Kontakt an Kontaktflächen stabilisiert wird, während der Strom, der über die Kontakte fließt, in großem Ausmaß von den Eigenschaften des Grundmaterials, auf das die Schicht elektroplattiert ist, abhängt. Ein solcher Kontaktdraht 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 (20)

1. Schalter, umfassend
ein Gehäuse (11) aus einem isolierenden Material,
einen Segmenthalter (35) aus einem isolierenden Material, der drehbar in dem Gehäuse angeordnet ist,
wenigstens ein an der Umfangsfläche des Segmenthalters (35) angebrachtes leitendes Segment (41, 42, 43),
eine Vielzahl elastischer, metallischer Kontaktdrähte (53, 53-1, 53-2, 53-3), die in dem Gehäuse längs der Drehachse des Segmenthalters mit Abständen zwischeneinander angeordnet sind und so von dem Gehäuse (11) getragen werden, daß sie senkrecht zu der Drehachse verlaufen und gegen den Segmenthalter drücken und die zur Bildung von Anschlüssen aus dem Gehäuse herausragen, und
einen an den Segmenthalter (35) angeformten Mitnehmer (61), der zur Erzielung einer Drehbewegung des Segmenthalters (35) und damit zur Herstellung oder Unterbrechung eines elektrischen Kontakts zwischen den Kontaktdrähten über das leitende Segment (41, 42, 43) betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß der Segmenthalter (35) eine im wesentlichen halbzylindrische Form aufweist,
daß die Drehachse (36) gegenüber der Mittelachse (37) des halbzylindrischen Segmenthalters (35) versetzt ist und
daß die Kontaktdrähte auf den Segmenthalter (35) ein Drehmoment um die Drehachse (36) ausüben.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (61) bezogen auf die Mittelachse des Segmenthalters (35) auf der der Drehachse (36) entgegengesetzten Seite angeordnet ist.

3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer in bezug auf die Mittelachse des Segmenthalters auf der gleichen Seite wie die Drehachse angeordnet ist.

4. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein langgestreckter quaderförmiger Drahthalter (54), durch den sich die Kontaktdrähte (53, 53-1, 53-2, 53-3) erstrecken, vorgesehen und in dem Gehäuse (11) befestigt ist.

5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Drahthalter (54) eine Öffnung des Gehäuses (11) verschließt.

6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktdrähte (53, 53-1, 53-2, 53-3) Enden (59) besitzen, die vom Drahthalter (54) aus dem Gehäuse (11) herausragen und rechtwinkelig gegen ein Seitenende des Drahthalters (54) umgebogen sind und als Anschlüsse dienen.

7. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kontaktdrähte (53-1, 53-2) angrenzend an seinen vom Gehäuse (11) getragenen Abschnitt einen Schraubenfederabschnitt (198, 199) aufweist.

8. Schalter nach einem der Ansprüche 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kontaktdrähte (53-1, 53-2) abwechselnd in entgegengesetzte Richtungen erstrecken.

9. Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Kontaktdrähte angrenzend an seinen vom Gehäuse (11) getragenen Abschnitt einen Schraubenfederabschnitt (198, 199) aufweist und das Gehäuse Drahthalter (196, 197) aufweist, von denen jeder einen dieser Schraubenfederabschnitte (198, 199) beherbergt.

10. Schalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Drahthalter (196, 197) einen Schlitz (201, 202) besitzt, durch den sich ein Ende der Kontaktdrähte (53-1, 53-2) erstreckt, um hinsichtlich Richtung und Stellung festgelegt zu sein und die Lage der Schraubenfederabschnitte (198, 199) in den Drahthaltern (196, 197) zu fixieren.

11. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hülse (48) halbzylindrischer Form zur Aufnahme des Segmenthalters (35) und mit in Umfangsrichtung verlaufenden Schlitzen vorgesehen ist, die in Axialrichtung der Hülse mittels zwischenliegenden Trennwänden (47) beabstandet sind und einen jeweiligen Kontaktdraht aufnehmen.

12. Schalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (61) an die Hülse (48) angeformt ist.

13. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl leitender Segmente (41, 42, 43) auf der Umfangsfläche (38) parallel zur Mittelachse angeordnet ist und die Segmente in Umfangsrichtung des Segmenthalters (35) gegeneinander versetzt sind.

14. Schalter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktdrähte den Segmenten (41, 42, 43) paarweise zugeordnet sind.

15. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein einziges leitendes Segment (41) vorgesehen ist und in Umfangsrichtung des Segmenthalters (35) sich ändernde Abmessungen aufweist.

16. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktdrähte einen elastischen Körper aufweisen, der auf seiner Oberfläche einstückig mit einer Schicht guter Leitfähigkeit beschichtet ist, so daß durch die Schicht ein größerer Strom als durch den elastischen Körper fließen kann.

17. 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) des Segmenthalters (35) drehbar gelagert ist.

18. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Betätigungsglied (62), das in das Gehäuse (11) hinein und aus ihm heraus bewegbar ist und, wenn es in das Gehäuse (11) hineingestoßen ist, mit dem Mitnehmer (61) in Eingriff kommt, um den Segmenthalter (35) gegen die an ihn angelegte Vorspannkraft zu drehen.

19. Verwendung des Schalters nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 7 oder 8 in einer Steckdose, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Trennwand (94) zur Bildung einer Öffnung (81) für die entfernbare Aufnahme eines Steckers 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) erstreckt, so daß der Mitnehmer (61) von dem in die Öffnung gesteckten Stecker betätigbar ist, und daß in der Öffnung (81) Stromversorgungsanschlüsse (83) angeordnet sind, die sich parallel zu den Kontaktdrähten (53) erstrecken, um nach Einstecken des Steckers in die Öffnung (81) mit dessen Kontakten in Verbindung zu kommen.

20. Verwendung des Schalters nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Seitenplatten (95, 96) vorgesehen ist, welche sich einstückig von der Trennwand (94) an deren entgegengesetzten Kanten und auf der der Öffnung (81) abgewandten Seite sowie in Richtung des Einsteckens und Herausziehens 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.