DE3211049A1

DE3211049A1 - Schiebeschalteranordnung

Info

Publication number: DE3211049A1
Application number: DE19823211049
Authority: DE
Inventors: Jack A. 46514 Elkhart Ind. English
Original assignee: CTS Corp
Current assignee: CTS Corp
Priority date: 1981-03-25
Filing date: 1982-03-25
Publication date: 1982-10-07
Also published as: FR2502838A1; IT1155659B; IT8267369A0; US4352964A; GB2097591B; JPS57165926A; GB2097591A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Miniatur-Schiebe- und -Kippschalteranordnungen in Form der sogenannten DIP-Schalter, deren Anschlußanordnung der von integrierten Schaltungen entspricht, so daß die Miniatur-Schalteranordnungen leicht in gedruckte Schaltungen einsetzbar sind.

In der Elektronikindustrie besteht ein erheblicher Bedarf an Miniatur-Schaitern, die in Form von DlP-Schaltern ausgebildet sind und mit gedruckten Schaltungen verwendbar sind, um das Öffnen und Schließen von Schaltungskreisen auf diesen gedruckten Schaltungen zu ermöglichen. Es ist eine Vielzahl derartiger Schalter bekannt, die jedoch in vielen Fällen eine derartige Größe aufweisen, daß sie nicht automatisch und maschinell auf eine gedruckte Schaltungsplatte einsetzbar sind. Die weitere Miniaturisierung von Schaltern auf eine Größe, die ein automatisches maschinelles Einsetzen ermöglicht, ruft eine Anzahl von Problemen hervor, die überwunden werden müssen. Hierbei ist es selbstverständlich erforderlich, daß die Schalteranordnung so wenig Herstellungsschritte wie möglich erfordert und daß sich dennoch eine strukturell feste und zuverlässige Konstruktion ergibt. In dieser Hinsicht ist es weiterhin von Bedeutung, daß die Schaltanordnung wasserdicht ist, weil derartige Schalter üblicherweise auf bedruckten Schaltungsplatten unter Verwendung von Schwallöttechniken befestigt werden, was zum Eindringen von Flußmittelresten in die Schalter führen kann, wenn die Teile nicht dicht abschließen. Es ist wünschenswert, daß die Anzahl der Herstellungsschritte so

gering wie möglich ist, damit die Gefahr einer Beschädigung der Einzelteile so weit wie möglich verringert wird und die Qualität des Produktes vergrößert wird.

Bei einem bekannten Miniatur-Schalter der eingangs genannten Art (US-PS 4 092 504) ist eine größere Anzahl von Herstellungsschritten erforderlich, so daß sich die Probleme hinsichtlich des Zusammenbaus einer Vielzahl von Teilen ergeben. Bei diesem Schalter werden die einzelnen Anschlüsse während eines Stanzens eines Metallstreifens vollständig geformt und dann in ein Basisteil mit einer Vielzahl von Kanälen eingelegt, und die Anschlußschenkel werden nach unten hin abgebogen, bevor ein Gehäuse über diesem Basisteil befestigt wird. Es ist vorzuziehen, die Anschlüsse erst dann zu formen, wenn sie fest gehaltert sind, um eine sehr genaue Anordnung jedes Anschlusses bezüglich des gegenüberliegend angeordneten Anschlusses zu erzielen.

Ein weiterer Schalter der eingangs genannten Art (US-PS 3 944 760) ist nicht klein genug, um mit Hilfe eines maschinellen Vorganges in gedruckte Schaltungen eingesetzt zu werden, er verwendet jedoch einzelne freitragende Anschlußarme, die in getrennte Hälften eines Basisteils mit Hilfe eines Einsatzformverfahrens eingeformt werden. Aus Gründen der billigen Herstellung wäre es wünschenswert, wenn eine Schalteranordnung geschaffen werden könnte, die sowohl für Schiebeschalter als auch für Kippschalter verwendet werden könnte, was bisher jedoch nicht möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Miniatur-

Schalteranordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die weniger Herstellungsschritte erfordert und die eine leichte Einhaltung hoher Toleranzen bei sehr geringen Abmessungen ermöglicht, wobei sich eine weitere Vereinfachung dadurch ergeben soll, daß der größte Teil der Bauteile für Schiebe- und Kippschalteranordnungen gleich ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 bzw. 5 angegebene Erfindung gelöst. Ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung derartiger Schalteranordnungen ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 11 angegeben.

Das Verfahren zur Herstellung der Schalteranordnungen unterscheidet sich hinsichtlich Schiebeschaltern oder Kippschaltern lediglich durch unterschiedliche Betätigungsvorrichtungen und unterschiedlich ausgebildete Deckel, wobei alle übrigen Teile gleich sind, was die Herstellung wesentlich vereinfacht. Die Miniatur-Schalteranordnungen sind klein genug, um mit Hilfe von automatischen Maschinen in eine gedruckte Schaltungsplatte eingesetzt zu werden, und sie weisen ein wasserdichtes Gehäuse auf, das das Eintreten von Plußmittelresten während Schwallötvorgängen verhindert. Die Formung der Anschlüsse erfolgt derart, daß eine sehr genaue Anordnung der beiden gegenüberliegend angeordneten Anschlüsse erreicht werden kann, wobei gleichzeitig unabhängig von der Art des Schalters bzw. der Betätigungsvorrichtung die gleiche doppelt freitragende Kontaktvorrichtung verwendet wird, die eine Materialermüdung der Kontaktvorrichtung weitgehend verringert, wobei die Betätigungsvorrichtungs-Kontakt-

Vorrichtungs-Baugruppe leicht mit Hilfe automatischer Maschinen zusammengesetzt werden kann.

Die erfindungsgemäße Miniatur-Schalteranordnung weist ein kastenförmiges Isoliergehäuse auf, das mit Hilfe eines Einsetζformverfahrens um Sätze von gegenüberliegend angeordneten Anschlüssen angeformt wird, die aus einem vorher gestanzten Metallstreifen geformt sind. Wenn das kastenförmige Gehäuse im Einsatζformverfahren um die Vielzahl von Anschlüssen herum angeformt wird, formt das Gesenk gleichzeitig die Anschlußköpfe, während die Anschlüsse fest an ihrer Position innerhalb des Formgesenkes gehalten werden, worauf der Einsatzformvorgang durchgeführt wird. Die obere Oberfläche jedes Anschlusses schließt glatt mit dem benachbarten Isoliermaterial des Bodenteils des Gehäuses ab und die Anschlüsse erstrecken sich seitlich aus dem Gehäuse zu einem verbleibenden Metallträgerstreifen heraus. Das Gehäuse weist eine Vielzahl von getrennten Kammern auf, die durch die Seitenwände des kastenförmigen Gehäuses und eine Vielzahl von Wänden gebildet sind, die sich quer über der Bodenplatte erstrecken. In jeder Kammer ist eine Betätigungs-ZKontaktvorrichtungs-Baugruppe angeordnet. Die Betätigungsvorrichtung besteht aus Isoliermaterial und schließt einen sich nach oben erstreckenden Vorsprung sowie eine Längsöffnung durch den Hauptteil der Betätigungsvorrichtung ein. An einem Ende der Längsöffnung befindet sich ein sich nach unten erstreckender Anschlag. Die Kontaktvorrichtung ist durch eine doppelt freitragende Kontaktvorrichtung gebildet, die einen ersten Teil einschließt, der in Rückwärtsrichtung gebogen ist und an einem Ende einen sich nach unten erstreckenden herabhängenden bogenförmigen

Kontaktkopf aufweist. Die Kontaktvorrichtung wird automatisch in die Längsöffnung eingesetzt und das andere Ende der Kontaktvorrichtung liegt gegen den Anschlag der Betätigungsvorrichtung an, um die Kontaktvorrichtung in der Betätigungsvorrichtung für eine Bewegung mit dieser festzulegen.

In jede Kammer wird eine Betätigungs-ZKontaktvorrichtungs-Baugruppe eingelegt, worauf ein Deckel mit einer Vielzahl von Öffnungen, die das Vorspringen von Teilen der Betätigungsvorrichtung ermöglichen, über die Teilbaugruppe aus dem Gehäuse und den Betätigungs-ZKontaktvorrichtungs-Baugruppen aufgesetzt und am offenen Ende des Gehäuses durch Warmverpressen befestigt wird. Eine seitliche Bewegung der Betätigungsvorrichtung bewirkt eine Bewegung des Kontaktkopfes in und außer Eingriff mit den Anschlußköpfen. Die Kippschalter-Betätigungsvorrichtung weist ein Isolierteil mit einer Längsöffnung und entweder unter einem Winkel verlaufenden Vorsprüngen oder einem Betätigungszapfen auf, der sich am oberen Bereich durch die Öffnungen des Deckels erstreckt. Die Betätigungsvorrichtung weist einen nach unten vorspringenden Anschlag und einen sich nach außen erstreckenden Anschlag auf, wobei die Kontaktvorrichtung in der Längsöffnung derart angeordnet ist, daß ein Ende der Kontaktvorrichtung durch den nach unten vorspringenden Anschlag festgelegt ist. Die Betätigungsvorrichtung weist kreissektorförmige seitliche Vorsprünge auf, deren bogenförmige Abschnitte auf der Oberseite der Seitenwände des Gehäuses ruhen, wenn sich die aus der Betätigungsvorrichtung und der Kontaktvorrichtung bestehende Teilbaugruppe in der Gehäusekammer befindet. Der Deckel weist eine Anzahl von Öffnungen und

quer verlaufenden herabhängenden Wänden auf, und jede quer verlaufende herabhängende Wand weist eine kerbenförmige Öffnung zur Aufnahme des oberen Teils der kreissektorfÖrmigen seitlichen Vorsprünge der Betätigungsvorrichtung auf. Die Öffnungen der Querwände legen die kreissektorförmigen Vorsprünge der Kippschalter-Betätigungsvorrichtungen auf den Oberkanten der Seitenwände des Gehäuses fest, so daß, wenn die Betätigungsvorrichtung verschwenkt wird, die bogenförmigen Teile der Vorsprünge in Gleiteingriff mit der Oberkante der quer verlaufenden Gehäusewände kommen.

Die Miniatur-Schalteranordnung kann maschinell mit Hilfe von automatischen Maschinen in gedruckte Schaltungsplatten eingesetzt werden. Das kastenförmige Gehäuse, das im Einsetzformvorgang um die Anschlüsse herum geformt ist, ergibt eine Konstruktion, die das Eintreten von Flußmittel oder anderen Verunreinigungen in das Innere des Schalters verhindert. Die Bohrungen in dem Bodenteil, die sich dadurch ergeben, daß das Formgesenk zur Formung der Anschlußköpfe während des Einsetzformvorganges verwendet wird, können abgedichtet werden, wenn dies erwünscht ist. Weil die Anschlußköpfe während des Formvorganges geformt werden, wird jeder Anschluß fest innerhalb des Gesenkes gehalten, während der Formvorgang durchgeführt wird, so daß irgendein fehlerhaftes Biegen der Anschlüsse vermieden wird, das zu einer ungeeigneten Lage der Anschlußköpfe bezüglich einander führen könnte. Zusätzlich schließt die obere Fläche jedes Anschlusses glatt mit der Oberfläche des Bodenteils ab und diese Einbettung der Anschlüsse in den Bodenteil des isolierenden Gehäuses ergibt eine weitere Vergrößerung der Festigkeit und

Zuverlässigkeit der Schalteranordnung. Die geringe Größe des Schalters macht es schwierig, einen nur einseitig freitragenden Kontaktarm für die Kontaktvorrichtung zu verwenden. Die Verwendung einer doppelt freitragenden Kontaktvorrichtung ergibt nicht nur eine Möglichkeit zur Befestigung der Kontaktvorrichtung in der.Betätigungsvorrichtung, sondern halbiert auch die inneren Beanspruchungen der Kontaktvorrichtung. Hierdurch wird die Lebensdauer der Kontaktvorrichtung vergrößert und es ergibt sich die erforderliche Elastizität für eine derartige Kontaktvorrichtung. Die Kontaktvorrichtung weist, damit insgesamt eine beispielsweise haarnadelförmige Form auf, wobei das freie Ende eines Schenkels an dem Anschlag der Betätigungsvorrichtung anliegt, während das freie Ende des anderen Schenkels durch den Kontaktkopf verlängert ist. Schließlich kann die aus der Betätigungsvorrichtung und der Kontaktvorrichtung bestehende Teilbaugruppe automatisch in Form von Hassenteilen hergestellt werden, unabhängig davon, ob der fertige Schalter einen Schiebeschalter oder einen Kippschalter darstellt. Die Teile können sich hierbei nicht mehr voneinander trennen und es besteht keine Gefahr eines Biegens oder Beschädigens der Kontaktvorrichtungen. Sobald die Teilbaugruppe fertiggestellt ist, ist der einzige freiliegende Teil der Kontaktvorrichtung durch den bogenförmigen Kopf gebildet. .

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Schalteranordnung besteht darin, daß eine Vielzahl von gleichen Teilen sowohl für Schiebe- als auch für Kippschalteranordnungen verwendet werden kann, wobei lediglich zwei unterschiedliche Teile für die verschiedenen Schalterarten erforderlich sind. Wenn eine Kippschalteranordnung erwünscht ist,

so muß eine Kippschalter-Betätigungsvorrichtung und ein isolierender Gehäusedeckel verwendet werden, der quer verlaufende herabhängende Wände mit Kerben aufweist. Die aus dem Gehäuse und den Anschlüssen bestehende Teilbaugruppe wird für beide Konstruktionen verwendet.

Weiterhin ergibt die erfindungsgemäße Schalteranordnung eine wesentliche Verringerung der Anzahl der Herstellungsschritte. Die Schalterbaugruppe kann in einfacher Weise dadurch hergestellt werden, daß der Anschlußträgerstreifen gestanzt wird, daß das Gehäuse um diese Anschlüsse herum geformt wird, worauf die Kontaktvorrichtungen geformt und automatisch in die Betätigungsvorrichtungen eingesetzt werden. Anschließend werden die aus Betätigungsvorrichtung und Kontaktvorrichtung bestehenden Teilbaugruppen in die Kammern des Gehäuses eingesetzt und es wird der entsprechende Deckel über dem offenen Ende des Gehäuses befestigt, worauf der Trägerstreifen abgeschnitten wird. Bei diesem Herstellungsvorgang ist lediglich eine minimale Anzahl von Herstellungsschritten erforderlich und die verschiedenen Einzelteile sind während des Herstellungsvorganges vollständig geschützt, wobei geringe Toleranzen hinsichtlich der Abmessungen und der Lage der Teile erzielbar sind.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen noch nähe.r erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1A und 1B isometrische Ansichten der

Ausführungsformen der Miniatur-Schiebeschalteranordnung bzw. der Miniatur-Kippschalteranordnung,

Fig. 2 . eine Schnittansiclit der Ausführungsform der Miniatur-Schiebeschalteranordnung nach Fig. 1A,

Fig. 3 eine Schnittansicht der Ausführungsform der Miniatur-Kippschalteranordnung nach Fig. 1B in der geschlossenen Schalterstellung,

Fig. 4- eine Schnittansicht der Miniatur-Kippschalteranordnung nach Fig. 3 iⁿ der offenen Schalterstellung,

Fig. 5 eine Darstellung, die die Bauteile der Miniatur-Schiebeschalter- und Miniatur-Kippschalteranordnungen bei den verschiedenen Zusammenbaustufen zeigt, wobei die Pfeile den Verlauf, des Zusammenbaus andeuten.

In den Zeichnungen und insbesondere in den Fig. 1 und 2 ist die mit Hilfe von maschinellen Einrichtungen in gedruckte Schaltungen einsetzbare Miniatur-Schiebeschalteranordnung allgemein mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet, während die Kippschalteranordnung allgemein mit der·Bezugsziffer 12 bezeichnet ist. Die Schiebeschalteranordnung 10 weist ein kastenförmiges Gehäuse 14 mit einem Bodenteil 16, Seitenwänden 18, Endwänden 20 und quer verlaufenden Gehäusewänden 19 auf. Die Wände 18, 19 und 20 bilden Kammern 21. Das Gehäuse 14 ist durch Einsatzformen

um eine Vielzahl von gegenüberliegend angeordneten Anschlüssen 22 herum hergestellt. Die Anschlüsse 22 bestehen jeweils aus einem in den Bodenteil und die Wand des Gehäuses 14 eingebetteten Längs ab schnitt 24 und einem äußeren, nach unten abgebogenen Abschnitt 26. Jeder Anschluß 22 weist einen halbkugelförmigen Anschlußkopf 28 auf, dessen Umfang in den Bodenteil 16 eingebettet ist. Die Anschlußköpfe der gegenüberliegend angeordneten Anschlüsse 22 sind über einer Öffnung 30 angeordnet, die sich in dem Bodenteil 16 befindet. Die Öffnung 30 wird als Ergebnis eines kombinierten "Verformungs- und Einsatzformvorganges gebildet, bei dem das Formgesenk die Anschlußköpfe formt, wenn das Gesenk schließt und der Einsat ζformvorgang durchgeführt wird.

Die Schiebeschalter-Betätigungsvorrichtung 40 besteht aus einem Hauptteil 42, einem nach oben vorspringenden Vorsprung 44 und einem Anschlag 46. Eine Längsöffnung 48 erstreckt sich über die Länge der Betätigungsvorrichtung 40, wobei der Anschlag teilweise ein Ende dieser Öffnung umschließt.

Eine doppelt freitragende Metall-Kontaktvorrichtung 50 besteht aus einem in umgekehrter Eichtung umgebogenen Arm 52, der an einem Ende einen einstückig damit ausgebildeten bogenförmigen Kontaktkopf 54 trägt. Die doppelt freitragende Kontaktvorrichtung 50 ist in der Längsöffnung der Betätigungsvorrichtung 40 derart angeordnet, daß ein Ende 56 der Kontaktvorrichtung gegen den Anschlag 46 der Betätigungsvorrichtung anliegt. Die Berührung zwischen dem Ende 56 und dem Anschlag 46 befestigt die Kontaktvorrichtung in der Längsöffnung derart, daß der einzige

freiliegende Teil der Kontaktvorrichtung 50 der bogenförmige Kontaktkopf 54 ist. Die aus der Betätigungsvorrichtung und der Kontaktvorrichtung bestehende Teilbaugruppe wird in einer in dem Gehäuse 14 ausgebildeten Kammer 21 derart angeordnet, daß der Kontaktkopf 54 zwischen den Anschlußköpfen 28 angeordnet ist und mit diesen in Berührung kommt. Ein Deckel 23 mit einer Anzahl von Öffnungen 25 wird dann über das offene Ende des Gehäuses aufgesetzt, wobei sich die Vorsprünge 44 der Betätigungsvorrichtungen durch die jeweiligen Öffnungen 25 erstrecken. Der Deckel 23 wird dann an dem Gehäuse durch Heißverpressen der Umfangsflansehe 27 an dem Umfang des Deckels 23 herum befestigt.

Jede aus der Betätigungsvorrichtung und der Kontaktvorrichtung bestehende Baugruppe ist dann in der zugehörigen Kammer 21 angeordnet, wobei die Elastizität der Kontaktvorrichtung 50 die Betätigungsvorrichtung 40 gegen den Deckel 23 vorspannt. Eine seitliche Bewegung der Betätigungsvorrichtung verschiebt die Betätigungsvorrichtung derart, daß der Kontaktkopf 54 außer Eingriff mit einem der Anschlußköpfe 28 gebracht wird, wie dies durch die gestrichelte Darstellung in Fig. 2 gezeigt ist. Eine Bewegung der Betätigungsvorrichtung zurück in die Anfangsposition ruft einen erneuten Eingriff des Kontaktkopfes 54 mit beiden Anschlußköpfen 28 hervor.

Die Schiebeschalteranordnung 10 wird mit einer minimalen Anzahl von Herstellungsschritten hergestellt, die aufgrund ihrer Eigenart eine sehr genaue Kontrolle der Abmessungstoleranzen und der Befestigung der einzelnen Teile ermöglichen, so daß die Gefahr einer Beschädigung der

Teile sehr gering ist. Die aus der Betätigungsvorrichtung und der Kontaktvorrichtung bestehende Teilbaugruppe eignet sich für einen automatischen Zusammenbau und eine Massenverarbeitung. Zusätzlich ist die Lebensdauer der Kontaktvorrichtung vergrößert, weil innere Beanspruchungen aufgrund der doppelt freitragenden Konstruktion sehr gering sind.

Die Miniatur-Kippschalteranordnung 12 nach Fig.'1B kann aus den gleichen vorstehend beschriebenen Teilen hergestellt werden, wobei die einzig unterschiedlichen Teile durch eine andere Betätigungsvorrichtung 60 und einen anderen Deckel 80 gebildet sind. Das kastenförmige Gehäuse 14 und die Anschlüsse 22 sowie der Vorgang zur Herstellung dieser Teile ist genauso wie dies im Vorstehenden für die Schiebeschalteranordnung beschrieben wurde. Die Betätigungsvorrichtung 60 des Kippschalters weist einen Hauptteil 62 mit unter einem Winkel verlaufenden, sich nach oben erstreckenden Ansätzen 64, eine sich in Längsrichtung erstreckende durchgehende Öffnung 66 und einen seitlichen Ansatz 68 auf, der als Anschlag dient. Zusätzlich erstreckt sich seitlich von jeder Seite der Betätigungsvorrichtung 60 eine kreissektorförmige Welle 70, die ein bogenförmiges unteres Ende 72 und einen Schwenkpunkt 74 aufweist. Die Kontaktvorrichtung 50 kann wiederum maschinell in die Längsöffnung 66 eingesetzt werden, wie dies weiter oben für die aus der Betätigungsvorrichtung und der Kontaktvorrichtung des Schiebeschalters bestehende Teilbaugruppe beschrieben wurde. Das Ende 56 der Kontaktvorrichtung 50 liegt gegen den Anschlag und seitlichen Ansatz 68 an, der die Kontaktvorrichtung in der Längsöffnung 66 festlegt. Die aus der Betätigungs-

vorrichtung und der Kontaktvorrichtung bestehende Teilbaugruppe ist in einer geweiligen Kammer 21 des Gehäuses derart angeordnet, daß jeder bogenförmige untere Abschnitt 72 der kreissektorformigen Welle 70 auf der Oberkante einer quer verlaufenden Gehäusewand 19 aufliegt.

Der Deckel 80 weist sich nach unten hin erstreckende Querwände 84 mit kerbenförmigen Öffnungen 86 auf und wird über die Oberseite des Gehäuses 14 aufgesetzt. Die Kerben 86 nehmen die Schwenkpunkte 7^ der Wellen 70 auf, um die Betätigungsvorrichtung 60 in der Kammer zu befestigen, so daß, wenn die Betätigungsvorrichtung verschwenkt wird, der bogenförmige untere Abschnitt 72 in Gleitberührung mit der Oberkante der Wand 19 kommt, wenn die Betätigungsvorrichtung um den Schwerpunkt 74- schwenkt, wobei der Kontaktkopf 5^ mit den Anschlußköpfen 28 in und außer Eingriff kommt, wie dies in den Pig. 3 und 4 gezeigt ist. TJm die Drehung oder das Verschwenken der Betätigungsvorrichtung 60 zu begrenzen, kommt der seitliche Ansatz und der Anschlag 68 mit der unteren Oberfläche des Deckels 80 in Berührung. Der Deckel 80 ist mit dem Gehäuse 14 durch Wärmeverpressen der Umfangsflansehe 27 über den Umfang des Deckels 80 verbunden.

Wie dies in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, kann die Betätigungsvorrichtung 60 auch so konstruiert sein, daß sie einen Vorsprung 63 aufweist, der sich durch die Öffnungen 82 des Deckels erstreckt, um die Betätigungsvorrichtung zu drehen oder zu verschwenken.

Wie dies ohne weiteres aus der Beschreibung der Schiebeschalter- und Kippschalteranordnungen zu erkennen ist,

OO

weist der Schalter eine einfache und leicht herstellbare Konstruktion auf, wobei die meisten Teile sowohl für Schiebeschalter als auch für Kippschalter verwendet werden können. Es sind lediglich unterschiedliche Betätigungsvorrichtungen und Deckel erforderlich, um die unterschiedlichen Arten von Schaltern herzustellen. Das Gehäuse 14· wird um die Anschlüsse 22 herum geformt, was dazu führt, daß die Längsabschnitte 24- im Bodenteil und in den wanden des Gehäuses eingebettet sind. Diese Befestigung der inneren Teile der Anschlüsse ermöglicht eine wesent-?· lieh bessere Kontrolle über die Abmessungs- und Betriebstoleranzen der Schalterbauteile, insbesondere dann, wenn die Anschlußköpfe 28 während des Einsatζformvorganges geformt werden.

In Fig. 5 sind die Herstellungsschritte zur Herstellung beider Arten von Schalteranordnungen 10 bzw. 12 gezeigt. Ein Metallstreifen 90 wird gestanzt, um einen Trägerstreifen 92 und sich seitlich erstreckende Anschlüsse 22 zu bilden. Der Trägerstreifen 92 wird in das Gesenk einer (nicht gezeigten) Einsatζformmaschine eingelegt. Wenn das Gesenk der Einsatzformmaschine geschlossen wird, werden die' Anschlußköpfe 28 geformt und thermoplastisches Material wird um diese Anschlüsse herum im Einsatzformverfahren geformt, um das Gehäuse 14 zu bilden. Das Gehäuse 14- wird dann mit Hilfe des Trägerstreifens 92 weitertransportiert, während die aus dem Gehäuse und den Anschlüssen bestehende Teilbaugruppe die folgenden Schritte durchläuft.

Die Kontaktvorrichtungen 5° werden automatisch entweder in die Betätigungsvorrichtungen 4-0 der Schiebeschalter

oder die Betätigungsvorrichtungen 60 der Kippschalter eingesetzt. Die entsprechenden, aus der Betätigungsvorrichtung und der Kontaktvorrichtung bestehenden Teilbaugruppen werden dann in den Kammern 21 des Gehäuses angeordnet und der entsprechende Deckel wird dann über den Gehäuse-/Anschluß- und Betätigungsvorrichtungs-VKontaktvorrichtungs-Teilbaugruppen angeordnet. Für die Schiebeschalteranordnung wird ein Deckel 23 in die "Umfangsflansche 27 des Gehäuses 14- eingelegt, wobei sich die Vorsprünge 4-4- durch die Öffnungen 25 erstrecken. Der Dekkel 23 wird dann an dem Gehäuse 14 durch Warmverpressen der Flansche 27 um den Umfang des Deckels 23 herum befestigt. In gleicher Weise wird der isolierende Deckel 80 . über eine Gehäuse-VAnschluß- und Betätigungsvorrichtungs-/ Kontaktvorrichtungs-Teilbaugruppe des Kippschalters angeordnet, um das offene Ende des Gehäuses 14- zu verschließen. Die Querwände 84- des Deckels 80 passen mit den Oberkanten der Querwände 19 zusammen, so daß die Kerben 86 die sich seitlich erstreckenden Wellen ^O einschließen. Die unter einem Winkel verlaufenden Ansätze 64- der Betätigungsvorrichtungen 60 des Kippschalters erstrecken sich durch die Öffnungen 82 des Deckels, um eine Betätigung der Schalter zu ermöglichen. Der Deckel 80 wird dann ebenfalls durch Warmverpressen der Umfangsflansche 27 um den Umfang des Deckels 80 herum an dem Gehäuse 14- befestigt. .

Beide Schalteranordnungen durchlaufen dann einen abschließenden Pertigungsschritt, bei dem ein (nicht gezeigtes) Gesenk die Anschlüsse formt und den Metallträgerstreifen 92 abtrennt. Die Anschlüsse werden nach unten gebogen, um die Anschlußabschnitte 26 zu bilden, und der

Trägerstreifen 92 und die Teile des Trägers, die zwischen den Anschlüssen und benachbart zu den Gehäusewänden 18 liegen, werden abgeschnitten.

Die Schiebeschalteranordnung wird durch seitliches Verschieben des Ansatzes oder Vorsprunges 44 betätigt, so daß der Kontaktkopf 54 schleifend mit den Anschlußköpfen 28 in oder außer Eingriff kommt, und zwar in Abhängigkeit von der Ausgangsstellung der Betätigungsvorrichtung 40. Dies ergibt ein eindeutiges Gefühl für die Schalterbetätigung, weil die Kontaktvorrichtung leicht nach oben bewegt wird, wenn der Kontaktkopf über einen Anschlußkopf 28 gleitet. Die Elastizität der Kontaktvorrichtung 50 spannt die Betätigungsvorrichtung 40 gegen die Unterseite des Deckels 23 vor. Das Gehäuse bleibt abgedichtet, so daß Lötzinn, Staub und andere Verunreinigungen nicht in das Innere des Schaltergehäuses eindringen können.

Die Kippschalteranordnung wird dadurch betätigt, daß auf denjenigen der unter einem Winkel verlaufenden Ansätze 64 gedrückt wird, der über die obere Oberfläche des Deckels 80 vorspringt, so daß die Betätigungsvorrichtung um den Schwenkpunkt 7^;+ verschwenkt wird und der bogenförmige untere Abschnitt 72 über die Oberkante der Querwand 19 gleitet, wobei der Kontaktkopf 5^- gleitend in und außer Eingriff mit den Anschlußköpfen 28 kommt, und zwar in Abhängigkeit von der Anfangsstellung der Betätigungsvorrichtung 60. Wenn die Betätigungsvorrichtung in eine offene Schalterstellung verschwenkt wird, gleitet der Kontaktkopf 54 über den linken Anschlußkopf 28 nach Pig. 4 und der seitliche Vorsprung 68 kommt mit der unteren Oberfläche des Deckels 80 in Eingriff, um eine weitere

Schwenkbewegung der Betätigungsvorrichtung zu begrenzen. Eine Bewegung des Schalters in die geschlossene Schalterstellung ergibt.sich bei einem Nach-unten-Drücken des Ansatzes 64- derart, daß' die Betätigungsvorrichtung verschwenkt wird und der Kontaktkopf 54· über den linken Anschlußkopf 28 nach Fig. 4 in eine Position gleitet, die zwischen den beiden Anschlußköpfen 28 liegt, in der der Kontaktkopf mit beiden Anschlußköpfen in Kontakt steht, wie dies in Pig. 5 gezeigt ist.

Die maschinell einsetzbaren Miniatur-Schiebe- und -Kippschalteranordnungen weisen eine Konstruktion auf, die sich sehr gut für eine automatische Massenherstellung der Schalterteile und für einen automatischen Zusammenbau eignet. Die verringerte Anzahl von Schritten des Herstellungsverfahrens ermöglicht eine genauere Kontrolle der Abmessungstoleranzen und der Betriebseigenschaften der Teile der Schalteranordnungen und ermöglicht es dem Hersteller, die grundlegenden Teile der Anordnungen für beide Arten von Schalterkonstruktionen zu verwenden. Die beschriebene Schalterkonstruktion löst die vorstehend beschriebenen Probleme hinsichtlich der Konstruktion von Miniatur-Schaltern, die maschinell in eine gedruckte Schaltungsplatte einsetzbar sind. Die beschriebenen Schalterkonstruktionen ermöglichen eine Verbesserung der Qualität der Schalter bei gleichzeitiger automatischer Herstellung, ausgehend von den anfänglichen Formungsschritten bis zur fertigen Schalterbaugruppe. Damit ergeben sich erhebliche Einsparungen an Arbeits- und Maschinenkosten und die Verbesserung der Qualität verringert den Ausschußanteil und den Rücklauf von fehlerhaften Schalteranordnungen.

Claims

Patentanwälte Dip I.ving: Durt: Wa 11 ac h

Europäische Patentvertreter Dipl.-lng. Günther Koch

European Patent Attorneys Dipl.-Phys. Dr.Tino Haibach

Dipl.-lng. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 2 60 80 78 ■ Telex 5 29 513 wakai d

Anmelder: _Datum. 25. März 1982

CTS Corporation ,, , .. _ΛΠ ,._o~ „/,,

North West Boulevard Unser Ze.chen: 1? 422 F/Fu

Elkhart, Indiana /U.S.A.

Titel: "Schiebeschalteranordnung" ,

Patentansprüche

Miniatur-Schiebeschalteranordnung mit einem kastenförmigen Gehäuse mit einem Bodenteil, Seitenwänden und einem Deckel, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (14) eine Anzahl von sich in Querrichtung erstreckenden Wänden (19) aufweist, die in dem Gehäuse einzelne Kammern (21) bilden, daß sich eine Anzahl von Öffnungen (30) zwischen der oberen und unteren Oberfläche des Bodenteils (16) erstreckt und mit den Kammern (21) in Verbindung steht, daß eine Anzahl von Anschlüssen (22) an dem Bodenteil (16) befestigt ist, daß die Anschlüsse in Form von Paaren von gegenüberliegend angeordneten Anschlüssen (22) angeordnet sind, wobei sich ein Paar in jeder der Kammern (21) befindet, daß jeder der gegenüberliegend angeordneten Anschlüsse einen über einer jeweiligen Öffnung (30) angeordneten bogenförmigen Anschlußkopf (28) und einen Längsabschnitt (24) aufweist, der in der oberen Oberfläche des Bodenteils (16) eingebettet ist und sich aus dem Gehäuse (14) heraus erstreckt, daß in jeder Kammer (21) eine Betätigungsvorrichtung (40) angeordnet ist, die einen sich nach oben erstreckenden Betätigungszapfen (44) und eine Längsöffnung (48) aufweist, die

unterhalb einer Oberfläche der Betätigungsvorrichtung ausgebildet ist, daß in jeder Längsöffnung (48) eine doppelt freitragende Kontaktvorrichtung (5°) angeordnet ist, die einen umgekehrt gebogenen Kontaktarm (52) aufweist, der einstückig mit einem bogenförmigen Kontaktkopf (54) ausgebildet ist, daß jede Kontaktvorrichtung (50) mit dem umgebogenen Kontaktarm (52) in einer jeweiligen Längsöffnung angeordnet ist, um die Kontaktvorrichtung (50) in der zugehörigen Betätigungsvorrichtung (40) zu befestigen, und daß der Deckel (23) eine Anzahl von Öffnungen (25) aufweist, durch die sich jeweils ein Betätigungszapfen (44) zur Betätigung des jeweiligen Schiebeschalters hindurch erstreckt.

2. Schiebeschalteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (14) Umfangsflanschansätze (27) aufweist, die über den Umfang des Deckels (22) verformbar sind, um den Deckel an dem Gehäuse zu befestigen.

3. Schiebeschalteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Oberfläche des Bodenteils (16) des Gehäuses (14) glatt mit den oberen Oberflächen der Längsabschnitte (22) der Kontakte abschließt.

4. Schiebeschalteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung einen Vorsprung (46) aufweist, der ein Ende der Längsöffnung

(48) teilweise verschließt, -und daß ein Ende eines umgekehrt abgebogenen Kontaktarms (56) gegen den Vorsprung (46) anliegt, um die doppelt freitragende Kontaktvorrichtung (50) an der Betätigungsvorrichtung (40) für eine Bewegung mit dieser zu befestigen.

Miniatur-Kippschalter mit einem kastenförmigen Gehäuse mit einem Bodenteil, das obere und untere Oberflächen aufweist, mit sich nach oben erstreckenden Wänden um den Umfang des Bodenteils herum und mit einem Deckel, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse eine Anzahl von sich quer erstreckenden Wänden (19) aufweist, die Kammern (21) in dem Gehäuse (14) bilden, daß das Bodenteil (16) eine Anzahl von Öffnungen (30) aufweist, die durch die oberen und unteren Oberflächen des Bodenteils in einer o^eweilis^erL Kammer (21) hindurchlaufen, daß eine Anzahl von gegenüberliegend angeordneten Anschlüssen (22) vorgesehen ist, die in dem Bodenteil eingebettet sind und einen Längsabschnitt (24) und einen halbkugelförmigen Anschlußkopf (28) an einem Ende aufweisen, während sich ein anderes Ende der Anschlüsse aus dem Gehäuse (14) heraus erstreckt, um einen zweiten Abschnitt (26) zu bilden, daß eine Anzahl von Betätigungsvorrichtungen (60) mit einem sich nach oben erstreckenden Betätigungsansatz vorgesehen ist, daß jede Betätigungsvorrichtung (60) eine sich unter einer Oberfläche der Betätigungsvorrichtung (60) erstrekkende Längsöffnung (66), die sich durch die Betätigungsvorrichtung hindurch erstreckt, und einen sich in Querrichtung erstreckenden, einstückig mit der

Betätigungsvorrichtung ausgebildete Lagerzapfen an jeder Seite der Betätigungsvorrichtung (60)- aufweist, daß die Lagerzapfen einen bogenförmigen Abschnitt (72) aufweisen, daß in jeder Kammer (21) des Gehäuses (14) eine Betätigungsvorrichtung (60) angeordnet ist, wobei der bogenförmige Abschnitt (72) jedes Lagerzapfens (70) auf einer der sich in Querrichtung erstreckenden Wände (19) ruht und mit dieser in Gleiteingriff steht, daß ein doppelt freitragender Kontaktarm (50) mit einem umgekehrt abgebogenen ersten Abschnitt (52) vorgesehen ist, der einstückig mit einem sich nach unten erstreckenden bogenförmigen Teil (54) ausgebildet ist und in der Iängsöffnung (66) angeordnet ist, um den Arm (50) in einer jeweiligen Betätigungsvorrichtung (60) zu befestigen, daß der Deckel (80) eine Anzahl von Öffnungen (82) zur Aufnahme der sich nach oben erstreckenden Betätigungsansätze (64) und eine Anzahl von Querwänden (84) aufweist, die jeweils einen Ausschnitt (86) aufweisen, um die Lagerzapfen (70) zu haltern, daß die Lagerzapfen (70) in den Ausschnitten (86) derart aufgenommen sind, daß eine Drehung der Betätigungsvorrichtung (60) einen Gleiteingriff der bogenförmigen Abschnitte (72) mit den jeweiligen sich quer erstrekkenden Wänden (19) des Gehäuses hervorruft und daß hierbei der sich nach unten erstreckende bogenförmige Teil gleitend in und außer Eingriff mit den gegenüberliegend angeordneten halbkugelförmigen Anschlußköpfen (28) gelangt.

6. Kippschalteranordnung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die quer verlaufenden Lagerzapfen (70) durch keilförmige seitliche Vorsprünge gebildet sind, die den bogenförmigen Abschnitt (72) auf der Unterseite aufweisen und in einem Schwenkpunkt (74-) enden, der in dem Ausschnitt (86) aufgenommen ist.

7· Kippschalteranordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvorrichtung (60) weiterhin einen sich nach unten und außen erstreckenden Vorsprung (68) aufweist, der teilweise ein Ende der Längsöffnung (66) verschließt und einen Anschlag für einen Eingriff mit einem Ende (56) des ersten Abschnittes (52) des Kontaktarms (50) bildet, um diesen Arm an der Betäti-. gungsvorrichtung für eine Bewegung mit dieser zu befestigen, und daß der sich nach unten und außen erstreckende Vorsprung (68) einen Anschlagarm zur Begrenzung der Drehbewegung der Betätigungsvorrichtung (60) bildet.

8. Kippschalteranordnung nach einem der Ansprüche 5 7, gekennzeichnet durch Umfangsverlängerungen (27) der Wände des Gehäuses die über den Umfang des Deckels (80) verformbar sind und diesen Deckel an dem Gehäuse befestigen.

9· Kippschalteranordnung nach einem der Ansprüche 5 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder sich nach oben erstreckende Betätigungsansatz (64) der Betätigungsvorrichtung (60) einen

Griffansätζ (63) bildet, der sich von der Betätigungsvorrichtung (60) aus durch eine Jeweilige Öffnung (82) in dem Deckel (80) erstreckt und eine Betätigung ermöglicht.

10. Kippschalteranordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet., daß die obere Oberfläche des Bodenteils (16) glatt mit der oberen Oberfläche der Längsabschnitte (24) der Kontakte (22) abschließt.

11. Verfahren zur Herstellung einer Miniatur-Schalteranordnung, gekennzeichnet durch die Schritte des Stanzens von Abschnitten eines Ausgangsmetallstreifens an ausgewählten Stellen zur Erzeugung von gegenüberliegenden Teilen zur späteren Formung von Anschlußelementen an den Mittelbereichen, des Weiterbewegens des Ausgangsmetallstreifens an eine Formstation, an der ein Kunstharzgehäuse über den gestanzten Metallstreifen angeformt wird, wobei gleichzeitig die f^e^enüberln elenden Teile der Anschlixßelemente in bogenförmige Kontaktflächen verformt werden, so daß genau festgelegte und genau getrennte Paare von bogenförmigen Anschlußoberflächen gebildet werden, wobei die Abmessung der Trennung zwischen benachbarten Kontakten durch die Verformung der gegenüberliegenden Anschlußbereiche in bogenförmige Anschlußoberflächen bestimmt ist, und daß nachfolgend das Ausgangsmetallstreifenmaterial von dem geformten Gehäuse und den ausgestanzten Anschlußteilen abgeschnitten wird.

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12. Verfahren nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch den Schritt des Biegens der Anschlußteile quer zum Gehäuse.

13· Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch die Schritte des Einsetzens einer Kontaktvorrichtung in jede. einerAnzahl von Betätigungsvorrichtungen, der Anordnung der aus der Kontaktvorrichtung und der Betätigungsvorrichtung bestehenden Korabination in jeweilige Kammern des geformten Kunstharzgehäunes und der Festlegung der Betätigungsvorrichtungen in den Kammern derart, daß eine Relativbewegung der Kontaktvorrichtungen zwischen offenen und geschlossenen Schalterstellungen relativ zu den gebogenen Anschlußoberflächen der Anschlüsse möglich ist.

14. Verfahren nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch den Schritt des Heißverpressens eines Deckels mit dem Gehäuse über den Betätigungsvorrichtungen, um diese im zusammengebauten Zustand gegenüber dem Gehäuse und den Anschlüssen festzulegen.

15« Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch den Schritt der vorgespannten Befestigung jeder Kontaktvorrichtung, die in Form einer doppelt freitragenden oder haarnadelförmig gebogenen Feder ausgebildet ist, in den Betätigungsvorrichtungen, so daß jede Kontaktvorrichtung dauernd vorgespannt ist und eine Vorspannung der Betätigungs-

vorrichtung gegen den Deckel und einen Eingriff der Kontaktvorrichtung mit zumindest einem der gegenüberliegenden "bogenförmigen Anschlußoberflächen bewirkt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15» gekennzeichnet durch den Schritt der Befestigung jeder Betätigungsvorrichtung für eine Schwenkbewegung, so daß die Bewegung der Kontaktvorrichtung zwischen den offenen und geschlossenen Schalterstellungen gegenüber den bogenförmigen Anschlußoberflächen der Anschlüsse durch eine Schwenkbewegung der Betätigungsvorrichtung erreicht wird.

17- Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15» dadurch gekennzeichnet, daß jede Betätigungsvorrichtung für eine Schiebebewegung seitlich in dem Gehäuse befestigt ist, so daß die Bewegung der Kontaktvorrichtung zwischen den offenen und geschlossenen Schalterstellungen gegenüber den bogenförmigen Anschlußoberflächen durch die Schiebebewegung bewirkt wird.