DE3141678A1 - "elektrischer schalter und sein betaetigungsmechanismus" - Google Patents

"elektrischer schalter und sein betaetigungsmechanismus"

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Description

3H1678
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter.
Der Schalter der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem gegen ein elastisches Element schwenkbaren zwischen einem festen und einem beweglichen Träger angeordneten Anker besteht, wobei der feste und der bewegliche Träger mit Kontaktstiicken versehen sind, die dazu geeignet sind, mit auf den gegenüber liegenden Seiten des schwenkbaren Ankers befestigten Kontaktstücken zusanimenzuarbei ten, urn pine elektrische Verbindung herzustellen, wobei, da der bewegliche Träger durch eine Feder mit einem beweolich^n BetHticunnsorgan verbunden ist, das tewegungsspiel des beweglichen bet3tigunfjsor.ci.ans so ist, daß, bei dessen Betätigung, der Verbindunqspunkt der Feder mit dem Betätigungsorgan von'der einen Seite des Verbindungspunktes dieser Feder mit dem beweglichen Träger zur anderen über einen labilen Gleichgewichtspunkt dieser Feder verschoben wird, um den beweglichen Träger in Richtung des schwenkbaren Ankers in die der Verschiebung des Betätigungsorgans entgegengesetzte Richtung zu verschieben.
Entsprechend einer anderen Eigenschaft der Erfindung ist der bewegliche Träger schwenkbar angeordnet und hat die Form eines Bügels, während sich das Betätigungsorgan zwischen den Schenkeln dieses Bügels vei— schiebt, wobei die Verbinduncjsfeder, die das Betätigungsorgan mit dem Bügel verbindet, spiralförmig ausgebildet und durch ihre beiden Endpunkte mit den Schenkeln des büne's verbunden ist und durch ihr Mittelstück nit dem verschiebbaren Betätigungsorgan. Die beiden auf diese Weise durch das Mittelstück getrennten Teile der Feder sind gegenläufig gekrümmt.
Nach einer anderen Eigenschaft der Erfindung ist der Bügel auf dem festen Träger schwenkbar angeordnet»
Nach einer weiteren Eigenschaft der Erfindung weist das Betätigungsorgan ein Kontaktstück auf, das, zum Zweck seiner Betätigung, mit einem drehbaren Nocken in Kontakt steht.
In den beigefügten Zeichnungen ist ein nichteinschränkendes Beispiel der Frfindunq dargestellt.
- Fin. 1 ist eine in Einzelteile aufgelöste per spei tiνisehe Darstellunr des Schalters»
- Fig. 2 ist eine Schen-azeichrung des Kippens eier Betiitigunpsfeder von der einen.Seite des labilen Gleichgewichtspunkts zur anderen.
- Fig. 3 ist ein Längsschnitt einer Schalteretnheit für Kraftfahrzeuge.
- Fig. k ist ein Schnitt aenrif;: A-/* der Figur 3.
- Fig. 5 ist ein Schnitt cienv-'fi E-B der Fiqur k.
- Fig. 6 ist ein Schnitt re^f C-C der Figur 3.
- Fig. 7 ist ein Schnitt oemriC D-D opr Figur 3.
- Fig. 8 ist ein Schnitt genieß E-E der Figur f..
Die vorliegende Erfindung zielt darauf hin, einen funktionssicheren, zuverlässigen elektrischen Schalter nit geringem Volumen herzustellen, tier das Herstellen von Stromkreisen mit starker Leistung ermöglicht.
Aufgrund seiner Verteile kann ein solcher Schalter dazu gebraucht werden, Schaltereinheiten für Kraftfahrzeuge und insbesondere für Lastkraftwagen zu bilden, deren verschiedene Betätigungsschalter in einer finheit zusammengestellt sine und eine hohe Anzahl von r.etr t irungen von Strnnlrrei se^ mit Starkstrom ermöglichen sollen.
Dazu besteht dieser Schalter aus einem Anker 1 aus stronleitender Material, der schwenkbar in 1. in bogenförmigen Ausschnitten angeordnet ist, die in einen aus stromleitendep Material bestehenden Winkelstahl 2 vorgesehen sirü.
Dieser Anker 1 weist auf seinen gegenüber liegenden Seiten
elektrische Kontaktstücke K und 1 auf, die jeweils gegenüber den elektrischen Kontaktstücken 3·. und k. eingeordnet sind, die auf einer aus stronlei tender« Material bestehenden Grundplatte 3 und auf einer schwenkbaren eus strorrleitendem Material bestehenden Bügel k vorgesehen sind.
Dazu ist dieser Bügel k durch die Endpunkte seiner Schenkel schwenkbar in ^2, auf zwei Flügeln 3? der festen Grundplatte 3.
Zwischen beiden Schenkeln des Eügels k ist die in der Mitte
gelegene Trennwand S1 eines Schlittens 5 eingebaut, der sich in Gleitschienen 6 eines Gehäuses 6 verschiebt.
Der Winkelstahl 2 und die Grundplatte 3 sind in 2. uno 3, mit den Stromleitern des zu betätigenden Stromkreises verbunden.
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Auf dem Winkel stahl 2 und auf dem Anker 1 sind Buckel vornesehen, die die Schraubenfeder 7 so halten, daß das Kontaktstück 1„ vom- Kontaktstück 3, entfernt gehalten wird.
Zwischen dem Schlitten 5 und dem Bügel *t ist außerdem eine spiralförmige Feder 8 angeordnet, deren nichtspiralförmiges Mittelstück in 8. in einer auf dem Mittelteil 5, des Schlittens 5 vorgesehenen Kerbe eingehakt ist und deren beide Endstücke in 8„ in.auf den Schenkeln des Bügels h voroesebenen Kerben eingehakt sind, wobei die beiden auf diese V/eise durch das Mittelstück getrennten Teile der Feder 8 gegenläufig gekrümmt sind» Der Schalter arbeitet wie folgt :
Wenn sich der Schlitten 5 in Richtung des Pfeils M verschiebt, indem er auf das Kontaktstück 59 wirkt, bewirkt das in 8. in die Feder 8 eingehakte Mittelstück 5, eine Verdrehung dieser Feder, bis sich dieser Punkt 8 , wo das Mittelstück eingehakt ist, auf der durch die Schwenkpunkte h~ des Bügels *» und die Einhakpunkte ί der Endstücke der Feder 8 abgegrenzten Ebene befindet.
Im Laufe der Bewegung des Schlittens 5 wird die Feder 8 von der Stellung 8, in die Stellung 8. gebracht (s. Fig. 2), die einem labilen C-lei chgewi chtspunkt der Feder 8 entspricht.
In Wirklichkeit kippt die Feder 8, sobald sie diesen Gleichgewichtspunkt überschritten hat, in die Stellung Sn., was das Schwenken des Bügels ^ · in Pachtung des Ankers 1 bewirkt, um in einer ersten Phase die Kontaktstücke h und 1 miteinander in Verbindung zu !ringen und in einer zweiten Phase die Feder 7 zusammenzudrücken, damit der Anker 1 geschwenkt wird und die Kontakts^ücke ^- und 3< in Kontakt gebracht werden, ohne Ausf al Izei t ί η tier elektrischen Versorgung des angeschlossenen Stromkreises.
So stellt man fest, daß, wenn die Kontaktstücke 1, und h. in der ersten Phase in Kontakt sind, der Stromkreis, wie folgt, geschlossen ist :
- Verbindung 3,» Grundplatte 3» Flügel 37» Schwenkpunkte k„, bügel k, Kontaktstücke k.t 1_, Anker 1, Schwenkpunkt 1-, Winkelstahl 2 und Verbindungsbereich 2..
Da sich dieser Stromkreis schließt, indem die Kontaktstücke 1_ und h. miteinander in Kontakt gebracht werden, sind diese Kontaktstücke in einem Material wie Wolfran ausgeführt, des der durch die Lichtbogen verursachten Abnutzung (Durchbrennen, Oxydation, Verleimung) wirksam standhalt.
Bei der zwei ton Schliefjzeit des Schalters sind die Kontakt-Stücke 1„ und 3, miteinander in Kontakt gebracht, was die Schließung des Stromkreises mit folgender Verbindung bewirkt :
- Verbindung 3-. feste Grundplatte 3, Kontaktstücke 3,, 1-, Anker 1, Schwenkpunkt L Winkelstahl 2, Verbinounrsberei ch 2,.
Da die Kontaktstücke 3, und 1„ mit einer zu der von den
Kontaktstücken 1_ und k hergestellten parallelen Verbindung die-SchlieSunq des Stromkreises bewirken,besteht der Zweck dieser Kontektstücke 3, und 1 nicht darin, den Zerstörunoseffel-.t der Lichtbügen, deren Dauer sich auf die erste Schließzeit beschränkt, aufzunehmen und dem standzuhalten, so daß sie in einem guten stromleitendem Material, wie Silber und Kupfer, auspeführt werden.
Beim öffnen des Stromkreises verschiebt sich aer Schlitten 5 in die dem Pfeil entgegengesetzte Richtung und der Anker 1, der üiioel k und die Feder 8 verschieben sich in die dazu entgegengesetzte Richtung.
Wenn die Feder 8 von der Stellung 0ς in die Stellung 3^ cebracht wird, entfernt sich der Bügel h vom Kontaktstück 3. ; die Feder 7 bewirkt das Schwenken des Ankers 1, so daß die Verbindung der Kontaktstücke 3, und 1„ getrennt wird, wobei die Verbindung der Kontaktstücke 1, und k weiter besteht ; wenn die Feder dann in der Stellung 8, ist, kippt sie plötzlich in die Stellung 8_, was bewirkt, daß die Kontaktstücke 1, und k plötzlich voneinander getrennt werden, so daß der Stromkreis geöffnet wird.
Man stellt also fest, daß des Öffnen des Schalters auch in zwei Phasen geschieht, wobei die Trennunns1ichtbögen erst bei der Trennung der Kontaktstücke 1, und A erscheinen können.
Bemerkt sei auch, daß das Volumen dieses Schalters gering sein kann, da die Kontaktstücke 3i > 1?f K und A. praktisch in einer Reihe wenig entfernt voneinander angeordnet sind und da die Breite des Schalters in der Querrichtung durch die Länge der Feder 8 bestimmt ist.
Bemerkt sei auch, daß diese Feder δ durch ihr Drillmo^ent bezweckt, daß die Schenkel des Bügels b mechanisch und elektrisch mit der Grundplatte 3 in Höhe der Schwenkpunkte k verbunden sind, die aus den äußeren Umschlagen der Schenkel des Bügels k bestehen, Umschläge, die in den Kerben der Seitenkanten 39 der Grundplatte 3 lagern.
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Außerdem kann dieser Schalter aufgrund seiner Bauart Bauteil einer Schaltereinheit werden, sowie die, die in den Figuren h bis 5 dargestellt ist und die dazu bestimmt ist, die Schaltungen de? Beleuchtungs- und Signalhupensystems eines Kraftfahrzeugs auszuführen.
Diese Einheit besteht aus einem Gehäuse 9, das mit einem in drei orthogonale Richtungen beweglichen Schalthebel 10 versehen ist ;
- in eine Richtung :
- durch Schwenken um den Winkel A wird das Ein- oder Aussehalten des Abblendlichts bewirkt ;
- durch Fortsetzen des Schwenkens um den Winkel Λ durch ein Schwenken um B wird das Ein- oder Ausschalten des Fernlichts bewirkt ;
- durch Schwenken um C wird die Lichthupe betätigt.
- In eine zweite Richtung, durch das Drücken auf das Endstück aes Hebels 10 in die Richtung D der Achse dieses Hebels wird die Hupe betätigt.
- In die zu den beiden vorstehenden senkrechte Richtung und durch seitliches Schwenken um die Winkel E und F werden der rechte oder der linke Blinker des Fahrzeugs betätigt.
Das Gehäuse S enthalt drei Schaltvorrichtunnen 13, I^ und 15, deren Betätiguncsschlitten mit 13,, !'■»_, 15 ·■ bezeichnet werden.
Un> die Schaltungen auszuführen, werden die Schlitten 13,, I**, und 15i der Schalter durch denselben Nocken 17 betätigt, der mit einer Rille 18 versehen ist, in der die Kontaktstücke 13- und IA- der Schlitten 13, und ]'-< gelagert sind.
Die Form dieser Rille ist so bemessen, daß den Kontaktstücken 13? und 14_ eine bewegung mit ausreichendem Spiel verliehen wird, damit die Schaltung (in zwei Phasen), se wie sie, bezogen auf die Fig. 1 un 2, erklärt worden ist, ausgeführt wird.
Außerdem weist die Peripherie des Nockens 17 einen Buckel 17, auf, der dszu geeignet ist, in Kontakt mit einem durch eine Feder gedrückten und mit de^ Schlitten 15, des Schalters 10 zusamtsenarbei tenden Kontakts tücl. IS0 gebracht zu werden.
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Der Schalter 1^ dient zum Einschalten des Abblendlichts, rier Schalter 13 zu dem des Fernlichts und der Schalter 15 zu dem der Lichthupe.
Der Nocken 17 ist auf einer Muffe S1 des Gehäuses drehbar montiert ; dieser Nocken arbeitet mit einem Kegelrad 17- zusammen, das mit der Verzahnung 19, eines im Gehäuse 5 durch Achsenabschnitte 19.und 1?„ schwenkbaren bogenstücks 19 kuppelt.
Das Bogenstück 19 ist durch eine zu den Achsenabschnitten 19. und 19-, senkrechte Schwenkachse 20 mit dem Hebel 10 verbunden ; dieses Bogenstück 19 ist auch mit einer Öffnung 19, versehen, die als Durchgang für die gabelförmige Verlängerung 21. des Stücks 21 dient, wobei beide Gabelabschnitte das Endstück des Hebels 10 einrahmen.
Das Stück 21 ist auch auf einer in der Verlängerung der Achse 10 angeordneten Achse schwenkbar in 21. montiert. Dieses Stück 21 weist ein Kontaktstück 22 auf, das durch eine Feder gedrückt wird, die, in Ruhestellung, am Sockel einer V-fÖrmigen Lamelle 23 anliegt, deren Endstücke mit Kontakt-Stücken 23. versehen sind.
Diese Kontektstücke 23-, sind zwi sehen entsprechenden auf den Lamellen lh und 25 vorgesehenen Kontaktstücken angeordnet, so daß sich das Kontaktstück 22 durch Schwenken des Stücks 21 auf den einen Abschnitt der V-förmigen Lamelle 23 stützt, um den Kontakt der Kontaktstücke 23-, entweder mit dem Kontaktstück der Lamelle 25 oder mit dem Kontaktstück Her Lamelle 2k zu sichern und somit auch das Einschalten des linken oder rechten Blinkers, yemäß der Schwenkrichtung des Hebels 10 in die Richtung E oder F.
Wie aus der Figur 5 zu ersehen, weist die Lamelle 23 zwei umgeklappte Lappen 23« auf, die in in einer Stütze 26 des Gehäuses 9 entsprechend geformten Aussparungen gelagert sind.
Die Beibehaltung der durch den Hebel 10 ausgewählten Stellung des Wechselschalters 23, 2*», 25t um das Einschalten des linken oder rechten Blinkers zu bewirken, wird durch den Druckknopf 27 gesichert, der durch eine Feder gedruckt wird und der im Endstück des Hebels 10 gelagert ist, wobei dieser Druckknopf in im bogenstück 19 vorgesehenen Rastkerben 1?, einrastet.
So ist die Winkelstellung der Schwenkungen des Bogenstücks 19 um die Achsenabschnitte 19, und 19, durch den Druckknopf 28 determiniert,
,9·
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d.h. aaß die verschiedenen Winkelstellungen des durch das verzahnte nonenstück 19. betätigten Nockens 17 so determiniert sind, daß die Schalter 13 oder 1*1 geöffnet oder geschlossen bleiben.
Das Bogenstück 19 enthält auch einen zweiten Druckknopf 1?, (s. Fig. 6 und 8), der in Rastkerben eines festen Stücks 20 einrastet.
So weist dieses Stück 20 eine Rastkerbe 2O1 auf, die vom Druckknopf 19/- in der Ruhestellung des F>ogenstücks 19 abgesetzt ist, wobei die Flanken dieser Rastkerbe asymetrisch zu den angrenzenden Rastkerben 20 und 20- geneigt sind.
Die Flanken der Rastkerben 20„ und 20, weisen eine geringere Neigung auf als die der Rastkerbe 20., so daß sich beim Schwenken des Hebels 10 um den Winkel C, um die Lichthupe einzuschalten, der Druckknopf 19/· mit geringem Widerstand entlang der Flanke der Rastkerbe 20, verschiebt, wobei aber der Bedienende , um den Hebel 10 um den Winkel A zu schwenken, um das Abblendlicht einzuschalten, einen größeren Druck auf den Hebel 10 ausüben muß, damit das Kontaktstück 1S^ die Rastkerbe 20. überschreitet.
Diese Vorrichtung ermöglicht es dem Bedienenden also, die von ihm ausgeführten Betätigungen den verschiedenen beim Schwenken des Hebels 10 auftretenden Widerständen zuzuordnen.
Denn, der Widerstand gegen das Schwenken des Hebels beim Finschalten der Lichthupe durch Schwenken um den Winkel C wird durch cie Schrrastellung der Flanke 20. determiniert, wohingegen der Widerstand gegen das Schwenken des Hebels beim Schwenken um den Winkel A aus der Summe der von den mit den Rastkerben 20. und 19, zusammenarbeitenden Druckknöpfen 28 und 19/ verursachten Widerstände gebildet ist.
Wenn der Bedienende durch Schwenken des Hebels um den Winkel B vom Einschalten des Abblendlichts zum Einschalten des Fernlichts übergehen will, ist der Widerstand gegen das Schwenken in diesem Fall durch den Widerstand determiniert, den das Kontaktstück 28 beim Überschreiten einer der Rastkerben 19r erfährt, dem sich der von dem sich auf der schiefen Ebene bewegenden Kontaktstück 19, verursachte Widerstand hinzufügt.
-If
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Claims (1)

  1. Patentansprüche :
    Elektrischer Schalter, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem gegen ein elastisches Element (7) schwenkbaren4zwischen einer" festen (3) und einer" beweglichen Träger (Λ) angeordneten Anker (i) besteht, wobei der feste und der bewegliche Träger mit Kontaktstücken (3,, *♦,) versehen sind, die dazu geeignet sind, mit auf den gegenüber 1iegenden Seiten des schwenkbaren Ankers (l) befestigten Kontaktstücken (K, K) zusammenzuarbeiten, um eine elektrische Verbindung herzustellen, wobei, da der beweglicne Träger'(O durch eine Feder (8) mit einem beweglichen Betätigungsorgan (5) verbunden ist, das Bewegungsspiel des beweglichen Betätigungsorganes so ist, daß, bei dessen Betätigung, der Verbindungspunkt (S1) der Feder mit dem Betätigungsorgan von der einen Seite des Verbindungspunktes (8_) dieser Feder mit dem beweglichen Träger zur anderen über einen labilen Gleichgewichtspunkt dieser Feuer verschoben wird, um den beweglichen Träger in Richtung des schwenkbaren Ankers in die der Verschiebung des Betätigungsorgans entgegengesetzte Richtung zu verschieben.
    Schalter gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Irriger {k) schwenkbar angeordnet ist und die Form eines Bügels hat, während sich das Betätigungsorgan (5) zwischen den Schenkeins dieses Bügels verschiebt,
    wobei die Verbindungsfeder (S), die das Betätigungsorgan nit der Bfool verbindet, spiralförmig ausgebildet und durch ihre beiden Fndpunkte (E } mit den Schenkeln des Bügels verbunden ist und durch ihr MItteIstück (8.) mit dem verschiebbaren Betätigungsorgan (5). Die beiden auf diese leise durch das Mi ttelstück getrennten Teile uer Feder sind gegenläufig rekrür^it.
    Schalter gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, caP aer ciicel (^) auf eiern festen TrHner schwenkbar anarordnet ist.
    Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 3i dadurch ciek-.-nnzei chnet, dar das betätigungsorgan (5) ein Kontaktstück (5.·) aufweist, cas, zurr. Zwecl- seiner Betätigung, mit einem drehbaren Nocken (17) in Kontakt steht.
    Schalter nach Anspruch h, dadurch Gekennzeichnet, dal: der Mocker (17) "it einer Kille (13) versehen ist, die cas Kontaktstück aufnimmt.
    Schalter nach Anspruch h, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken (17) mit einem Kegelrad (179) versehen ist, das mit einem schwenkbaren verzahnten bogenstück (13,) kuppelt, wobei elastische Anschläge (Tr^, 23) mit F-astkerben (13V» 20) zusamenarbei ten, die die verschieoen.en Stellungen des una des E-oaenstL-chs determinieren.
    7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Nocken nit zwei elastischen Anschlägen zusammenarbeitet, wobei der eine (13^·) nit asymetrisehen Rastkerben (20) zusammenarbeitet.
    δ. Schalter nach den Ansprüchen 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daf- das Betätigungsorgan (17) des Schalters unter der Wirkung einer Rückstellfeder (15O) steht.
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