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Elektrischer Schalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge
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Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Schalter, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, mit einem bewegbaren Schaltglied, mit einer am Schaltglied mit
seitlichem Spiel gehaltenen und von einer Druck feder belasteten Kontaktbrücke und
mit vier Festkontakten, die in einer Ein-Position von der Kontaktbrücke zueinander
geschaltet sind.
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Die Notwendigkeit, vier Festkontakte in einem Schalter elektrisch
miteinander zu verbinden, besteht zum Beispiel dann, wenn ein Lichtschalter in einem
Kraftfahrzeug die Ausgangsklemmen 58, 58R und 58L besitzt und diese zur gleichen
Zeit positives Potential führen sollen. Auch bei der Steuerung mehrerer Elektromotoren,
von denen jedem ein Positionsschalter zugeordnet ist, der über mehrere Leitungen
mit einem Betriebsschalter verbunden ist, kann es notwendig sein, vier Festkontakte
zusammenzuschalten. Im Zusammenhang mit einer derartigen Anwendung zeigt die DE-OS28
42 695 einen Schalter mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1. bei
diesem bekannten Schalter liegen die Festkontakte in einer Reihe nebeneinander.
Zwei von ihnen nehmen eine absolut feste Lage ein, während sich alle anderen über
Druck federn am Schaltergehäuse abstützen und auf die Kontaktbrücke zu und von ihr
weg bewegbar sind. Die beiden absolut festen Kontakte bestimmen die Lage der Kontaktbrücke,
während die anderen von den Federn gegen die Kontaktbrücke gedrückt werden. Die
Druck federn verursachen neben dem durch sie bedingten Material- und Montageaufwand
auch Schwierigkeiten dabei, einen gleichmäßigen Kontaktdruck zwischen der Kontaktbrücke
und allen Festkontakten zu erhalten.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrischen Schalter mit den
Merkmalen aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzuentwickeln, daß er möglichst
einfach aufgebaut ist und klare Verhältnisse hinsichtlich des Kontaktdrucks vorliegen.
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Insbesondere soll der Montage- und Teileaufwand reduziert werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem elektrischen Schalter,
der die Merkmale aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufweist, dadurch gelöst, daß
die Festkontakte paarweise hintereinander angeordnet sind und daß die Kontaktbrücke
in der Ein-Position an zwei Stellen je zwischen den beiden zu einem Paar gehörenden
Festkontakten liegt, senkrecht zu einer Verbindungslinie zwischen diesen beiden
Stellen das Spiel gegenüber dem Schaltglied besitzt und die
Festkontakte
in eine Richtung schräg zur Federkraft bea-ufschlagt. Bei einem erfindungsgemäßen
elektrischen Schalter nehmen alle vieler Fesffi,ontakte ruhende Positionen ein.
Zusätzliche Druckfedern entfallen, so daß sich der Aufwand für Einzelteile und Montage
reduziert und der Schalter kostengünstiger hergestellt werden kann. Toleranzen in
der Lage der Festkontakte können durch das bewußte seitliche Spiel der Kontaktbrücke
gegenüber dem Schaltglied ausgegliechen werden. Außerdem sind die Festkontakte und
die KOQtalKtbrÜCke so geformt und zueinander-angeordnet, daß die Kontaktbrücke die
Festkontakte in eine Richtung schräg zur Federkraft beaufschlagt. Dies gewährleistet
in Verbindung mit dem Spiel gegenüber dem Schaltglied, daß in jedem einzelnen Schalterexemplar
unabhängig davon, welche aktuelle, durch die Toleranzen von der vorgesehenen Idealposition
abweichende Position ein Festi<ontakt einnimmt, In jedem Fall alle vier Festkontakte
überbrückt werden.
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Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen
werden. So ist es besonders vorteilhaft, wenn gemäß Anspruch 3 die 160ntaktbrücke
um eine parallel zur Federkraft gerichtete Achse verschwenkbar ist. Eine gute Führung
in Richtung der Verbindungslinie zwischen den beiden Stellen an denen die Kontaktbrücke
mit einem Paar Festkontakte zusammenwirkt, und eine Verschwenkbarkeit werden gemäß
Anspruch 4 dadurch gewährleistet, daß die Kontaktbrücke und das Schaltglied in Richtung
der Verbindungslinie über ebene und gekrümmte Kanten und/oder Flächen aneinanderliegen.
Dabei ist eine Ausbildung gemäß Anspruch 5 besonders günstig. Die gekrümmten Kanten
undioder Flächen lassen sich leicht an das Schaltglied anbringen, da dieses normalerweise
aus Kunststoff gespritzt ist. Eine besonders zweckmäßige Konstruktion ergibt sich
dabei gemäß Anspruch 7 dadurch, daß die Kontaktbrücke die Form eines U-förmig gebogenen
Bügels hat, der über zwei Aussparungen in seinen Schenkeln in das Schaltglied eingehängt
ist, und daß das Schaltglied an der Innenseite der Schenkel mit einer gekrummten
Kante bzw. Fläche anliegt.
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Die Kippbarkeit der Kontaktbrücke um eine Achse senkrecht zur Verbindungslinie
der beiden Stellen,-an denen sie mit den Festkontakten zusammenwirkt, und senkrecht
zur Richtung der Federkraft wird in besonderer Weise gemäß Anspruch 8 dadurch unterstützt,
daß die gekrümmte Fläche nur eine geringe Höhe hat und sich am unteren Rand des
Schaltglieds befindet und daß die übrigen Teile der zu einem Schenkel der Kontaktbrücke
weisenden Flächen des Schaltglieds zurückgesetzt sind.
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Während sich die Ausbildungen gemäß den Ansprüchen 3 bis 8 vor allem
darauf beziehen, wie auf günstige Weise eine Lageänderung der Kontaktbrücke gegenüber
dem Schaltglied erreicht werden kann, enthalten die Ansprüche 9 bis 17 Weiterbildungen
eines erfindungsgemäßen elektrischen Schalters im Hinblick auf die Formen der Festkontakte
und der Kontaktbrücke. So besteht eine vorteilhafte Möglichkeit, die Festkontakte
von der Kontaktbrücke in einer Richtung schräg zur Federkraft beaufschlagen zu lassen,
gemäß Anspruch 9 darin, daß jedes Paar der Festkontakte eine Rinne bildet, in der
die Kontaktbrücke liegt. Am günstigsten hat sich dabei eine Rinne mit einem keilförmigen
Querschnitt erwiesen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß Anspruch 12 die Kontaktbrücke
an ihrer Unterseite Nocken trägt, die auf den einander zugekehrten oberen Kanten
jedes Paares von Festkontakten au fliegen und teilweise in den freien Raum zwischen
den beiden Festkontakten eines Paares hineinragen. Zweckmäßigerweise besitzen die
beiden Nocken eine Kegelform. Bei einer derartigen Form ist gewährleistet, daß die
Kontaktbrücke nur punktförmig an jedem Festkontakt anliegt. Auch dann, wenn jedes
Paar der Festkontakte eine Rinne bildet, ist diese punktförmige Anlage von Vorteil.
Durch sie wird nämlich die VerscRwenkbarkeit der Kontaktbrücke unterstützt. Die
Nocken erhält man auf einfachste Weise dadurch, daß man sie aus der Kontaktbrücke
ausprägt.
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Mehrere Ausführungsbeispiele eines erfindungsgemäßen elektrischen
Schalters sind in den Figuren der Zeichnung dargestellt. Anhand dieser Beispiele
soll die Erfindung nun näher erläutert werden.
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Es zeigen Figur 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen
elektrischen Schalter, Figur 2 eine Draufsicht auf die Bodenplatte des elektrischen
Schalter aus Figur 1 mit den Festkontakten und zwei Kontaktbrücken, Figur 3 eine
Ansicht in Richtung des Pfeiles A aus Figur 2, jedoch mit Schaltglied und im eingeschalteten
Zustand des Schalters,
Figur 4 eine Draufsicht auf das Schaltglied
aus ien Figuren 1 und 7 .nit der mit Spiel eingehängten Kontaktbrüdxe un Figur 5
die schematische Ansicht eines Paares von Festkontakten mit Kontaktbrücke in anderer
Ausbildung.
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Das Schaltergehäuse 10 des Schalters aus den Figuren 1 bis 4 setzt
sich aus einem Rahmen 11 und einer Bodenplatte 12 zusammen7 die den Rahmen 11 auf
der einen Seite verschließt. Am Rahmen 11 ist eine Betätigungswipp 13 drehbar gelagert,
die mit zwei Fingers 14 durch eine Zwischendecke 15 des Rahmens 11 hindurch in einen
Raum 16 greift, der nach unten von der Bodenplatte 12 und nach oben von der Zwischendecke
15 begrenzt wird. Im Raum 16 sind die beiden Finger 14 der Betätigungswippe 13 mit
einem Schaltglied 17 gekoppelt5 das insgesamt drei Schaltstellungen einnehmen kann,
in denen es durch eine Rastvorrichtung, bestehend aus der Kugel 18, der Druckfeder
19 und der Rastkurve 20, verrastet ist.
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In der Bodenplatte 12 sind insgesamt sieben Festkontakte angeordnet.
Von diesen dient der Festkontakt 25 lediglich als Stromzuführung zu einer Glühlampe
26 und braucht deshalb nicht näher betrachtet zu werden. Die anderen Festkontakte
sind zu zwei Gruppen zusammengefaßt, die in Bewegungsrichtung des Schaltglieds 17
hintereinander angeordnet sind und zu denen jeweils drei Festkontal<te gehören,
die senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schaltglieds 17 nebeneinander liegen.
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Die beiden Festkontakte 27 sind als einfadhe rechte Winkel ausgebildet,
deren eine Schenkel die Bodenplatte 12 senkrecht als Flachstecker verläßt und dessen
anderer Schenkel in der Bodenplatte 12 liegt. Zu jeder Gruppe von Festkontakten
gehören noch zwei Kontakte 28 und 29, die jeweils einander gleich, jedoch verschieden
von den Festkontakten 27, aus Bandmaterial geformt sind. Sie setzen sich aus einem
Flachstecker 307 einem rechtwinklig von diesem abgebogenen und in der Ebene der
Bodenplatte 12 liegenden Abschnitt 31 und einem wiederum rechtwinklig vom Abschnitt
31 in Richtung des Flachsteckers 30 abgebogenen Endabschnitt 32 zusammen. Jeder
der Festkontakte 28 und 29 hat also eine U-Provil, wobei die beiden Schenkel, im
vorliegenden Beispiel die Abschnitte 30 und 32, verschieden lang sind. Zwei Festkontakte
28 und 29 bilden jeweils ein Paar und sind, um 1800 gegeneinander verdreht, in der
Bodenplatte 82 montiert.
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Die Endabschnitte 32 liegen benachbart und in einem gewissen Abstand
zueinander in Aussparungen 33 der Bodenplatte 12. In Bewegungsridltung des Schaltglieds
17 liegen die beiden Festkontakte 28 und die beiden Festkcntakte 29 jeweils hintereinander.
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Mit den beiden Festkontakten 27 wirkt die Kontaktbrücke 40, mit den
vier Festkontakten 28 und 29 die Kontaktbrücke 41 L zusammen. Um die Anzahl von
verschiedenen Teilen möglichst gering zu halten, sind die beiden Kontaktbrücken
40 und 41 genau gleich ausgebildet. Sie besitzen im wesentlichen die Form eines
U-förmig gebogenen Bügels mit zwei Schenkeln 42, in denen sich jeweils eine Aussparung
43 befindet, und dem die beiden Schenkel 42 verbindenden Steg 44, aus dem in der
Nähe des Schenkels 42 auf die Festkontakte zu zwei kegelförmige Nocken 45 ausgeprägt
sind. Bei der Kontaktbrücke 40 werden die Festkontakte 27 von der Spitze der Nocken
45 beaufschlagt. Bei der Kontaktbrücke 41 dagegen liegen die Nocken jeweils zwischen
den beiden zu einem Paar gehörenden Festkontakten 28 und 29 und beaufschlagen diese
seitlich an der abgerundeten Kante zwischen den Abschnitten 31 und 32. Pro Nocken
45 werden also zwei Festkontakte miteinander verbunden.
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Am Schaltglied 17 sind durch drei parallel zu den Kontaktbrücken umlaufende
Stege 46, 47 und 48 zwei Aufnahmen für die Kontaktbrücken gebildet. Durch Rastnasen
49, die in die Aussparungen 43 der Schenkel 42 der Kontaktbrücken eingreifen, sind
diese unverlierbar am Schaltglied 17 gehalten. Wie die Figur 3 deutlich zeigt, entspricht
der Abstand zwischen den beiden Stegen 46 und 47 etwa der Breite der Kontaktbrücke
40. Diese wird also durch das Schaltglied 17 seitlich geführt. Der Abstand zwischen
den Stegen 47 und 48 dagegen ist, wie aus den Figuren 3 und 4 hervorgeht, deutlich
breiter als die Kontaktbrücke 41, so daß zwischen dieser und dem Schaltglied ein
Spiel 50 auftritt. Die Kontaktbrücke 41 kann also gegenüber dem Schaltglied 17 seitlich
verschoben werden und damit Toleranzen in der Lage der vier Festkontakte 28 und
29 ausgleichen. Die Kegelform der Nocken 45 erlaubt es, daß sich dazu die Kontaktbrücke
leicht um eine Achse, die senkrecht auf ihrem Steg 44 steht, verschwenken kann und
sich nicht verklemmt.
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Um trotz der Verschwenkbarkeit eine gute Führung in Bewegungsrichtung
zu erhalten, sind die den Schenkeln 42 der Kontaktbrücke 41 I zugewandten Stirnseiten
des Schaltglieds 17 in besonderer Weise ausgebildet. Und zwar setzen sie sich aus
einer zylindrisch gekrümmten Fläche 55, die sich von der Unterseite des Schaltglied
17 aus eine gewisse Höhe nach oben erstreckt und einer ebenen Fläche 56 zusammen,
die vom oberen Ende der Fläche 55 bis zur Oberseite des Schaltglieds 17 reicht und
allmählich vom Schenkel 42 zurückweicht. Der Radius der zylindrischen Flächen 55
entspricht in etwa dem Abstand zwischen den inneren Flächen der beiden Schenkel
42 der Kontaktbrücke
41, ihre Mittelachse ist jeweils die Schnittgerade
einer KJ'attelebene zwischen den beiden Stegen 47 und 48 des Schaltglieds 17 mit
der innenfläche der Schenkel 42 der Kontaktbrücke 416 Die Figur 5 zeigt zwei Festkontakte
28 und 29 und die Kontaktbrücke 4 1 einer zweiten erfindungsgemäßen Schalterausführung.
Die Kontaktbrücke 41 kann dabei in genau der gleichen Weise in einem Schaltglied
aufgenommen sein wit: bei dem Beispiel aus den Figuren 1 bis 4. Bei dem Beispiel
aus Figur 5 verlaufen die Endabschnitte 32 der Festkontakte 28 und 29 nicht parallel
zu den Abschnitten 30, sondern im Winkel dazu, so daß sie eine keilförmige Rinne
57 für die Kontaktbrücke 41 bilden. An dieser sind nun keine Auspr2gungen 45 mehr
notwendig. Diese kann nun direkt mit ihrem Steg auf den Endabschnitten 32 aufliegen.
Um eine gute Verschwenkbarkeit zu gewährleistenR ist an den Steg der Kontaktbrücke
41 für jeden Festkontakt 28 oder 29 eine kreissegmetartige Ausbuchtung 58 angebracht.
Dadurch ergeben sich zwischen den Festkontakten und der Kontaktbr.utcke 41 punktförmige
Berührungsstellen. Diese kann man natürlich auch dadurch erreichen, daß man die
Endabschnitte 32 der Festkontakte 28 und 29 in Längsrichtung der Kontaktbrücke gewölbt
und den Steg der Kontaktbrücke mit geraden Kanten ausführt.
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Die Beschreibung der Ausführungsbeipiele zeigt besonders deutlich,
daß durch die Erfindung ein elektrischer Schalter geschaffen ist, bei dem auf äußerst
einfache Weise eine sichere Verbindung zwischen vier Festkontakten hergestellt wird.
Da die vier Kontaktstellen nahe beieinanderliegen, ist außerdem der Spannungabfall
an der Kontaktbrücke sehr gering.