DE3121033C2 - Elektrischer Schalter und Verfahren zur Montage des Schalters - Google Patents

Abstract

Ein elektrischer Schalter, der zusätzlich zu seinem bzw. seinen Schaltwerken auch noch ein aus einem Potentiometerplättchen und einem Schleifer bestehendes Potentiometer aufweist, welches zweckmäßigerweise zusammen mit der Betätigung der Schaltwerke abgegriffen wird, benötigt außer den Anschlußelementen für das oder die Schaltwerke auch noch Anschlußelemente für dieses Potentiometer. Infolgedessen muß im Schalterinnern eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den inneren Enden der Anschlußelemente und dem Potentiometerplättchen erfolgen. Erfindungsgemäß ist das Potentiometerplättchen steckbar mit den Anschlußelementen verbunden, wobei diese Steckverbindung nicht nur den sicheren Halt gewährleistet, sondern zugleich auch den elektrischen Anschluß bewirkt. Das Potentiometerplättchen wird dabei in schlitzförmige Aufnahmen der Anschlußelemente eingesteckt, die durch geeignete Maßnahmen gegen unzulässiges Aufspreizen gesichert werden. Außerdem erfolgt noch ein fester Halt in entsprechenden Gehäusenuten und vorzugsweise auch durch Zäpfchen des Gehäusedeckels, welche man zur Ausbildung von genau passenden Halteelementen beim Befestigen des Deckels am Gehäuse mittels Ultraschall erweicht.

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter mit einem mittels eines Gehäusedeckels verschließbaren Gehäuse, in welchem wenigstens ein Schaltwerk sowie ein rechteckiges und von einem Schleifer beaufschlagtes Potentiometerplättchen angeordnet sind, wobei das Potentiometerplättchen mit Anschlußelementen des Schalters steckbar elektrisch leitend verbunden ist. indem es mit einer Längskante in die Anschlußelemente und mit zwei Querkanten in zwei gegeneinander und zum Gehäusedeckel hin offene Gehäusenuten eingreift.

Ein elektrischer Schalter der eingangs genannten Art ist beispielsweise durch die US-PS 33 58 148 bekanntgeworden. Man verwendet derartige Schalter sehr häufig bei elektrisch angetriebenen Handwerkzeugen vornehmlich bei Schlagbohrmaschinen. Dabei ermöglicht das eingebaute Potentiometer ganz bestimmte Reini-Kungscharakteristiken des Antriebsmotor. Andererseits muß der Schalter vergleichsweise klein gebaut werden, um gegebenenfalls im Griff oder an anderer eng begrenzter Stelle des Handwerkzeugs untergebracht werden zu können. Dies zwingt dazu, sämtliche Bauteile und damit auch das Potentiometerplättchen zu miniaturisieren. An einer Seite muß es mit vorzugsweise drei Anschlußelementen elektrisch leitend verbunden werden. Aus konstruktiven Gründen liegen, diese Verbindungsstellen üblicherweise und so auch Leim bekannten Schalter meist tief im Innern eines engen mittels eines Deckels verschließbaren Schaltergehäuses. Die engen Platzverhältnisse einerseits sowie die geringe Größe andererseits lassen es geboten erscheinen, das Potentiometerplättchen steckbar mit den Anschlußelementen zu verbinden, um Kaltlötstellen oder Beschädigungen durch Löten zu vermeiden.

Bei dem bekannten Schalter wird das Potentiometerplättchen zunächst in entsprechende Gehäusenuten eingeschoben und danach mit zwei Anschlußelementen verbunden. Um das Einschieben nicht unnötig zu erschweren, muß zwischen den Gehäusenuten und den Anschlußelementen ein genügend großes Spiel vorgesehen sein. Das hat jedoch den Nachteil, daß das Potentiometerplättchen, zumindest quer zu seiner Ebene, nicht rüttelfest im Gehäuse sitzt Dies kann, insbesondere beim Einbau in eine Schlagbohrmaschine, die bestimmungsgemäß erheb.Hchen Erschütterungen unterworfen ist, zu Störungen und letztlich zum Ausfall, zumindest des Potentiometers führen.

Durch die DE-OS 28 38 934 ist ein Schalter ähnlicher Art bekanntgeworden. Diese Druckschrift weist jedoch keinen Weg, wie man das Potentiometerplättchen rüttelfest halten kann.

Die Aufgabe der Erfindung besteht infolgedessen darin, einen elektrischen Schalter der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß sich das Potentiometerplättchen rüttelfest halten läßt sowie ein Verfahren zur Herstellung dieses Schalters zu entwickeln.

Zur Lösung dieser Aufgabe wir·!· erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Schalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, entsprechend dem kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs ausgebildet ist. Bei diesem elektrischen Schalter handelt es sich um eine Ausführung, bei welcher der Schleifer vom Betätigungsorgan des Schaltwerks bewegbar ist. Das Potentiometerplättchen dieses Schalters läßt sich dadurch rüttclfcst im Gehäuse halten, daß man seine dem Deckel zugekehrten Ecken in Längs- und Querrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs I formschlüssig fixiert. Auf der gegenüberliegenden Seite ist ein fester Halt durch eine entsprechend gute Klemmverbindung zwischen den Anschlußelementen und dem Potentiometerplättchen gewährleistet. Nachdem letzteres an zwei gegenüberliegenden Enden rüttelfest gehalten ist, spielt es praktisch keine Rolle, welches Spiel an den beiden Querkanten vorgesehen ist, d. h. man kann die Gehäusenuten hinsichtlich ihrer Toleranzen so auslegen, daß sich das Potentiometerplättchen leicht einschieben und in die Anschlußelemente einstecken läßt.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Ansätze am Deckel angeformt sind. Das rüttelfeste Halten des Potentiometerplättchens erreicht man demnach mit dem Aufsetzen und Befestigen des Dckkels am Gehäuse. In das Gehäuse selbst läßt sich das Potentiometerplättchen. wie gesagt, aufgrund des vorgesehenen Spiels problemlos montieren.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die obere Längskante des Potcn-

lioiiielerplättchens Ober die Gchäuse-Auflagcflachc für den Gehäusedeckel hinausragt. Auf diese Weise werden die beiden deckelseitigen Ecken des Potentiometerplättchens besser zugänglich als bei bündiger Anordnung der Längskante mit der oberen Gehäuseauflagefläche. Man erspart sich dadurch besondere Ausbildungen des Gehäuses im Bereich der oberen Enden der beiden Gehäusenuten für die Querkanten.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß auch ein Verfahren zur Montage eines Schalters der vorstehend beschriebenen Art vorgeschlagen, wobei das Potentiometerpiättchen in die Anschlußelemente sowie zwei gegeneinander offene Gehäusenuten eingeschoben wird, und welches entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 4 ausgestaltet ist. Vom Prinzip her erreicht man die rüttelfeste Verbindung zwischen dem Gehäuse bzw. dem Gehäusedeckel und dem Potenticmeterplättchen durch Eingraben der deckelseitigen Ecken des Potentiometerplättchens in eine weiche Masse, die nach dem Umfließen der 2:ugeordneten Ekkcn erstarrt, wobei bei diesem Verfahren die teigige oder plastische Phase des die Ecken übergreifenden Materials zunächst durch Erwärmungeines bei Normaltemperalur festen Werkstoffs herbeigeführt werden muß. Die bekannten Erwärmungsmethoden für Kunststoffe, aus denen Schaltergehäuse und Schalterdeckel üblicherweise und auch im vorliegenden Falle hergestellt werden, sind problemlos in ihrer Handhabung und von hoher Effektivität.

In Weiterbildung dieses Verfahrens wird vorgeschlagen, daß die Ansätze mittels Ultraschall erweicht werden. Ultraschallbearbeitung von Kunststoffgehäusen ist bei den heute zur Verfügung stehenden Ultraschallbearbeitungsmaschinen weitgehend ohne Probleme.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert Die Zeichnung zeigt verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung. Hierbei stellen dar

F i g. 1 —3 Draufsichten auf drei verschiedene Ausführungsformen bei abgenommenem Gehäusedeckel,

Fig.4 eire Ansicht des Schalters der Fig. 1, in Pfeilrichtung A gesehen,

F i g. 5 in vergrößertem Maßstab eine abgebrochene Darstellung eines Schnittes entlang der Linie V-V der F i g. 1 in der Ausführungsform nach F i g. 2,

F i g. 6 einen abgebrochenen Schnitt gemäß der Linie Vl-Vl der F ig. 5,

Fig. 7 in vergrößertem Maßstab ein Detail aus der Fig. 1 im Bereich des Schleifers mit der Montagelage des letzteren,

F i g. 8 eine vergleichbare Darstellung mit der Arbeitslage des Schieifers,

F i g. 9 ir> noch stärkerer Vergrößerung eine Draufsicht auf den Schleifer der Fi g. 7 und 8.

Der Schalter besitzt ein vorzugsweise rechteckiges Gehäuse 1 mit vier Seitenwänden 2, 3, 4 und 5 sowie einem Boden 6, das mittels eines Deckels 7 (F i g. 5) verschlossen wird. In einer Führung 8, 9 ist ein Stößel 10 gegen den Widerstand einer Rückstellfeder 12 im Sinne des Doppelpfeils 11 verschiebbar. Die Rückstellfeder ist als Schraubendruckfeder ausgebildet. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. I sind zwei Kontaktarme 13 und 14 in Schneidenlagern 15 bzw. 16 kippbar gelagert. Sie tragen einen bewegbaren Kontakt 17 bzw. 18, der mit einem Festkontakt 19 bzw. 20 zusammenwirkt. An dem den bewegbaren Kontakt aufweisenden einen Hebelarm greift jeweils eine Belastungsfeder 21 bzw. 22 an, die als Schraubenzugieitr ausgebildet ist. Der jeweils andere Hebelarm liegt mit einem hakenartigen Ende 23 bzw. 24 auf einem Nocken 25 b/w. 26 des inneren Stößelendes auf. Wenn man den Stößel 10 in Pfeilrichtung 27 eindrückt, so gleitet das hakenartige Ende 24 des Kontaktarms 14 entlang der steilen Flanke 28 des Nokkens 26, was zu einem schlagartigen Schließen der Kontakte 18, 20 führt. Die Flanke 29 des anderen Nockens 25 verläuft demgegenüber flach, weswegen sich der bewegbare Kontakt 17 seinem Festkontakt 19 wesentlich langsamer nähert.

Ein seitlicher Ansatz 30 des Stößels 10 trägt eine Halterung 31 für einen Schleifer 32. Dieser arbeitet mit einem Potentiometerpiättchen 33 zusammen. Beim Eindrücken des Stößels 10 werden somit nicht nur die beiden Schaltwerke 34 und 35 betätigt, sondern auch das Potentiometer 32, 33 abgegriffen. Beim ersten Ausführungsbeispiel sind die Verhältnisse so, daß, wie bereits erläutert, zunächst die Kontakte 18, 20 geschlossen, gleichzeitig und nachfolgend das Potentiometer auf seiner gesamten Länge abgegriffen und am Ende der Verschiebebevegung des Stößels 10 auch noch die Kontakte 17 und 19 geschlossen werden. Zusätzlich kann man noch einen geringfügigen Überlauf vorgehen, der dann beendet ist, wenn das innere Ende des Stößels 10 an der Innenfläche der Seitenwand 3 auftrifft.

Bei den beiden anderen Ausführungsbeispielen (F i g. 2 jnd 3) ist nur jeweils ein Schaltwerk 36 bzw. 37 vorhanden, deren Kontakte am Beginn des Potentiometerabgriffs geschlossen werden. Selbstverständlich können auch anders ausgebildete Schaltwerke Verwendung finden, deren Kontakte je nach Schaltaufgabe geschlossen bzw. geöffnet werden.

Das vorzugsweise ebene und rechteckige Potentiometerpiättchen 33 wird in Fig. 1 senkrecht zur Bildebene in drei Anschlußelemente 38, 39, 40 eingesteckt und ist damit elektrisch leitend verbunden. In analoger Weise erfolgt die mechanische und elektrische Verbindung des Potentiometerplättchens 33 mit den Änschiußeiementen 41 bis 43 und 44 bis 46 der Schalter gemäß F i g. 2 und 3. Sie sind je nach Konstruktion durch eine der Seitenwände oder aber den Boden 6 des Gehäuses na^h außen hindurchgeführt und können dort als Steckanschlüsse, Lötanschlüsse od. dgl. für einen elektrischen Leiter ausgebildet sein.

Die F i g. 5 und 6 zeigen diese Verbindung des Potentiometerplättchens 33 mit seinen Anrchlußelementen (vorzugsweise drei) besonders deutlich. Die Halterungen bzw. schlitzförmigen Aufnahmen (48) zum klemmenden Festhalten des Potentiometerplättchens 33 bei gleichzeitiger Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung mit den Anschlußelementen 38 bis 46 werden durch die inneren. U-förmig gestalteten Enden 47 der betreffenden Anschlußelemente gebildet. Die freien U-Schenkelenden jedes Anschlußelements 38 bis 46 weisen je eine Verdickung 49 bzw. 50 auf, die, wie F i g. 6 zeigt, gegeneinander weisen und in die schlitzförmige Aufnahme hineinragen. Dadurch erreicht man einerseits einen punktförmigen elektrischen Anschluß mit dem elektrischen Teil des Potentiometerplättchens und andererseits eine hche Flächenpressung und damit starke Haltekraft. Letzteres rührt ausschließlich aus der elastischen Auffederung der U-Schenkel 51, 52 in Pfeilrichtung 53 bzw. 54 her. Je nach Ausbildung der Gehäuseaufnahme 55 für das U-förmige Ende 47 kann man die federelastische Auslenkung auch auf einen der beiden Schenkel beschränken. Bei den Anschlußelementen der Fig. 1 greift jeder U-Schenkel der Anschlußelemente 38, 39, 40 in eine sich in seiner Längsrichtung erstrekkende Gehäusenut 56 bzw. 57 ein. deren Längsrichtung

senkrecht zur Bildebene in F i g. 1 verläuft. Der Abstand des Nutgrunds der einen Gehäusenut 56 von demjenigen der anderen Gehäusenut 57 ist nur geringfügig größer als der Außenabstand der beiden U-Schenkel 51,52 vor dem Einschieben des Potentiometerplättchens 33. Damit ist beim Einschieben des Potentiometerplättchens nur eine durch diese Differenz bestimmte federelastische Auslenkung der U-Schenkel möglich, und man vermeidet auf diese Weise ein Überdehnen, d. h. ein plastisches Verformen oder eine andere bleibende Be-Schädigung der U-Schenkel bzw. der schlitzförmigen Aufnahme 48.

Im Falle der F i g. 6 greift lediglich der U-Schenkel 51 in eine solche Gehäusenut 57 ein. weswegen dort die elastische Auslenkung des U-Schenkels 52 in anderer Weise begrenzt wird. Hierzu ist ein Anschlag 58 vorgesehen, der am Zwischenstück 59 der Anschlußelemente 41 bis 46 vorgesehen ist und die seitliche Herausführung der Änschiußelctneiiie aus dem Gehäuse ermöglicht, wie dies aus F i g. 2 und 3 entnommen werden kann. Im übrigen zeigt die F i g. 6, daß ein Lappen 60 des Anschlußelements in eine entsprechend geformte Aufnahme des Gehäusebodens eingreift und dadurch dessen genaue Lage sichert. Der F i g. 5 entnimmt man, daß die untere Längskante 61 von den Anschlußelementen 38 bis 46 festgehalten wird, während zwei Querkanten 62 und 63 in zwei gegeneinander offene Gehäusenuten 64 bzw. 65 hineinragen und dort einen sicheren Halt des Plättchens gewährleisten. Die obere Längskante 66 ragt über die Auflagefläche 67 für den Deckel 7 etwas hinaus, jo Ihren beiden Ecken 68 und 69 ist je ein Zäpfchen 70 bzw. 7i des Deckels 7 zugeordnet. Letzterer und das Gehäuse sind aus Kunststoff hergestellt. Wenn man den Dekkel nach dem losen Aufsetzen auf das Gehäuse im Bereich der Zäpfchen 70 und 71 insbesondere mittels Ultraschall erwärmt, so wird das Material der Zäpfchen 70 und 7! v/eich, und info^edessen können sich die Ecken 68 und 69 des Potentiometerplättchens 33 beim vollständigen Aufsetzen des Deckels 7 auf die Auflagefläche 67 in die erweichten Zäpfchen eindrücken. Nach Wegfall der Erwärmung erstarren die Zäpfchen und sie halten dann die beiden Ecken spielfrei fest. Auf diese Weise erreicht man eine insbesondere rüttelfeste Arretierung des Potentiometerplättchens 33 im Schaltergehäuse, und dadurch werden natürlich auch die elektrischen Verbindungen zwischen dem Potentiometerplättchen und den Anschlußelementen 38 bis 46 selbst bei robustem Betrieb in einer Schlagbohrmaschine auf Dauer gesichert.

Der Stößel 10 bzw. dessen seitlicher Ansatz 30 weist eine Haltenut 72 für den Schieiter 32 auf. die sich quer zur Betätigungsrichtung 27 des Stößels, also in Richtung der Schleiferbreite erstreckt. Wenn man den Schleifer 32 beispielsweise senkrecht zur Bildebene (Fig. 7) von oben nach unten in diese Nut 72 einschiebt, so kommt die vom Betrachter abgewandte Längskante des Schleifers 32 bzw. des Schleifer-Befestigungsendes 73 an einer Anschlagfläche 74 zur Anlage. Bei diesem Einschieben nimmt der Schleifer beispielsweise die in Fi g. 7 gezeigte Stellung ein. Nachfolgend verschwenkt man ihn im Sinne des Pfeils 7, so daß er schließlich die aus Fig.8 ersichtliche Arbeitsstellung einnimmt. Statt der beschriebenen Einfädelung senkrecht zur Bildebene kann man das insbesondere S-förmig gestaltete Befestigüngscndc 73 des Schleifers 32 auch in Richtung des t-.~. Pfeils 76 in die im Querschnitt L- oder etwa dreieckförmige Haltenut 72 einfädeln. Dieser Nutquerschnitt schafft eine Stützleiste 77. die in der Arbeitsstellung vom freien S-Schenkel des Schleifers 32 Untergriffen wird. Das S-Mittelstück liegt vorzugsweise an der Niitwandung 78 an. Der andere S-Schenkel geht in den oder gemäß dem Ausführungsbeispiel der F i g. 9 in die Schleiferarme 79 und 80 über, die vortcilhaftcrwcisc auch noch gefiedert sind. Das leichte Einfädeln des Schleifers 32 in einer der beiden Richtungen ist dadurch möglich, daß die Breite der Haltenut im Bereich des freien Endes der dreieckförmigen Stützleiste 77 größer, insbesondere etwa doppelt so groß ist wie die Dicke des Schleifers bzw. des Schleifer-Befestigungsendes 73. was man insbesondere gut aus F i g. 8 ersieht. Eine Verschiebesicherung in Pfeilrichtung 81, d. h. von der Anschlagfläche 77 weg, verhindert man vorteilhafterweise durch angeformte Widerhaken 82. Diese können sich gegebenenfalls in das Kunststoffmaterial des Stößels 10 eingraben. Im übrigen ist der Stößel 10 abgedichtet durch das Gehäuse bzw. die Gehäusewandung 2 nach außen hindurcriccführ* Sein zumindest an dieser Stelle kreisrunder Querschnitt durchsetzt eine im Schaltergehiiu.se verankerte Dichtmanschette 83.

Der Schalter kann ohne Abweichung vom Grundprinzip, wie bereits erläutert, mit den unterschiedlichst gestalteten Anschlußelementen 38 bis 46 versehen sein. Diese dienen im Falle eines elektrischen Handwerkzeugs vornehmlich zum Anschluß von elektrischen Leitern für interne Schaltungen. Aus diesem Grunde sind ihre auße '.liegenden freien Enden meist als Stecker ausgebildet. Für den Anschluß des Netzkabels sind Schraubenanschlüsse vorgeschrieben. Aus diesem Grunde sind in entsprechende Aufnahmen des Gehäuses 1 Schniubklemmen 84 und 85 senkrecht zur Bildebene (Fig. I) von oben nach unten eingeschoben. Sie liegen in bevorzugter Weise an der vom Drücker 86 des Stößels 10 abgewandten Seite des Schalters, d. h. im Bereich der Schalter-Seitenwand 3. Das begünstigt sowohl die Montage des Schalters als auch den Netzanschluß. Im übrigen ist gemäß F i g. 1 der Festkontakt 20 unmittelbar an der Schraubklemme 85 angebracht.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektrischer Schalter mit einem miuels eines Gehäusedeckels (7) verschließbaren Gehäuse, in welchem wenigstens ein Schaltwerk (34 bis 37) sowie ein rechteckiges und von einem Schleifer (32) beaufschlagtes Potentiometerplättchen (33) angeordnet sind, wobei das Potentiometerplättchen mit Anschlußelementen (38 bis 46) des Schalters steckbar elektrisch leitend verbunden ist, indem es mit einer Längskante (61) in die Anschlußelemente (38 bis 46) und mit zwei Querkanten (62, 63) in zwei gegeneinander und zum Gehäusedeckel (7) hin offene Gehäusenuten (64, 65) eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß die deckelseitigen Ecken (68, 69) des Potentiometerplättchens (33) in vom Gehäusedeckel (7) vorspringenden erweichbaren Ansätzen (70, 71) in Längs- und Querrichtung formschlüssig fixiert gehii ".εη sind.

2. Schaker nach Anspruch !, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (70, 71) am Deckel angeformt sind.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Längskante (66) des Potentiomeierplättchens (33) über die Gehäuse-Auflagefläche (67) für den Gehäusedeckel (7) hinausragt.

4. Verfahren zur Montage eines Schalters nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Potentiometerplättchen (33) in die Anschlußelemente (38 bis 46) sowie in die zwei Gehäusenuten eingeschoben und der Gehäusedeckel aufgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der üeckel\/) lose auf das Gehäuse (1) aufgesetzt und mhteis der erweichbaren Ansätze (70, 71) im Bereich der zugeordneten Plattchenecken (68,69) abgestützt wird, daß nunmehr die Zäpfchen erwärmt und dadurch erweicht werden, daß der Deckel (7) anschließend oder gleichzeitig in seine Endlage gebracht wird, wobei die erweichten Ansätze auf ihre Plättchenecke aufgedrückt und dabei zu passenden Haltelementen geformt werden, und daß die erwärmten Teile nachfolgend abgekühlt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansätze (70, 71) mittels Ultraschall erweicht werden.