DE3219853C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrfachschalter nach dem Ober­ begriff des Anspruches 1, der insbesondere als Zünd-Anlasser­ schalter für Kraftfahrzeuge geeignet ist.

Derartige Mehrfachschalter werden je nach Verwendungszweck, z. B. als Zünd-Anlasserschalter für Kraftfahrzeuge oder als Lichtschalter, erheblich belastet. Auch an ihre elektrische und mechanische Zuverlässigkeit werden hohe Anforderungen ge­ stellt. Insbesondere bereitet der mit der Schalthäufigkeit zunehmende Kontaktabbrand Schwierigkeiten. Dieser beruht hauptsächlich darauf, daß die meisten Mehrfachschalter, wie auch der Schalter nach der US-PS 16 57 006, auf dem Prinzip des Schleifkontaktes basieren. Hierbei vollzieht sich die Kontaktgabe durch den beweglichen Schleifkontakt stets an der gleichen Stelle, wodurch gerade an der für eine einwand­ freie Kontaktgabe wichtigen Stelle ein erhöhter Materialab­ brand entsteht. Außerdem erfolgt die Kontaktgabe wie auch die Kontaktunterbrechung relativ langsam, was ebenfalls den Ab­ brand verstärkt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrfachschal­ ter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszubilden, daß die gestellten Anforderungen hinsichtlich elektrischer und mechanischer Belastbarkeit und Zuverlässigkeit bei gleichzei­ tig niedrigen Herstellungskosten in einfacher Weise erfüllt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Kennzeichnungs­ teil des Anspruches 1 gelöst, während besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung in den Ansprüchen 2 bis 5 ge­ kennzeichnet sind.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß am Mittel­ kontakt und am Übergang von der Kontaktachse zur Kontaktrolle der betreffenden Kontaktbrücke keine Stromkreisschließung oder -öffnung und damit auch kein Abbrand entsteht. Außerdem liegt die elektrische Beanspruchung hauptsächlich am äußeren Umfang der Kontaktrolle bzw. Kontaktrollen und an den Fest­ kontakten. Die Kontaktgabe oder Kontaktunterbrechung erfolgt auch nicht an der gleichen Stelle, an der der Schalter seinen Rastpunkt hat, weshalb die Abbrandstellen nicht identisch sind mit den Kontaktstellen, an denen der Schalter in der Einschaltstellung verrastet und über die Dauer des Einschalt­ zustandes Strom fließt. In der Einschaltstellung sind die Kontakte daher stets relativ unbelastet von Abbrand und sauber und gewährleisten einen geringen Übergangswiderstand. Die Kontaktrollen können im Durchmesser und in der Material­ dicke ebenso wie die Festkontakte reichlich dimensioniert werden, so daß bei einfacher und platzsparender Bauweise eine hervorragende Qualität und ein sauberes Schaltverhalten gewährleistet ist.

Jede Kontaktbrücke ist am Mitnehmer vorzugsweise einzeln ge­ führt und besteht zweckmäßig aus einer Achse für die Kontakt­ rolle und einer angeprägten Kontaktfläche für den Mittelkon­ takt.

Das erfindungsgemäße Schaltprinzip mit einer oder mehreren Kontaktrollen von gleichen oder unterschiedlichen Abmessungen im Zusammenwirken mit Steuerbahnen, deren auf- und absteigen­ de Rampen schräg und/oder senkrecht gestaltet sein können, ist nicht nur auf eine Verwendung in Drehschaltern be­ schränkt, sondern läßt sich für jede Bewegungsart um- und ausgestalten. Zum Beispiel können die Kontaktrollen an den Kontaktbrücken von unterschiedlicher Materialdicke sein und dadurch bei entsprechender Ausbildung der Steuerbahnen vielfältige Schaltfunktionen ausführen. Die Kontaktrollen und die zugehörigen Festkontakte können auch in unterschiedlichen Abständen vom Mittelkontakt angeordnet sein und dadurch weitere Möglichkeiten eröffnen, um die unterschiedlichsten Schaltanforderungen zu erfüllen. Dabei bleibt der Anspruch auf lange Lebensdauer bei relativ einfacher, zuverlässiger und kostengünstiger Bauweise erhalten.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine Prinzipskizze der interessierenden Funktions­ teile eines erfindungsgemäßen Schalters in perspekti­ vischer Teildarstellung,

Fig. 2A eine Draufsicht auf den Sockel eines derartigen Schal­ ters, der beispielsweise als Zünd-Anlasserschalter ausgebildet ist, in einer ersten Schaltstellung,

Fig. 2B eine abgewickelte Seitenansicht vom Mittelkontakt des Schalters zu den äußeren Festkontakten in der Schalt­ stellung von Fig. 2A,

Fig. 3A eine schematische Draufsicht auf den Schalter in einer zweiten Schaltstellung,

Fig. 3B die zugehörige Abwicklung in Seitenansicht,

Fig. 4A eine Draufsicht auf den Schalter in einer weiteren Schaltstellung,

Fig. 4B die zugehörige Abwicklung in Seitenansicht,

Fig. 5A eine Draufsicht auf eine vierte Schaltstellung des Schalters und

Fig. 5B die zugehörige Abwicklung in Seitenansicht, während

Fig. 6A bis 6F eine für den Schalter besonders geeignete einfache Bewegungssperre in verschiedenen Stellungen zeigen.

In einem aus Isolierstoff gefertigten, in der Zeichnung nicht besonders dargestellten Schaltergehäuse mit einem Schalter­ sockel 1 befindet sich ein als Stromzuführung dienender Mittel­ kontakt 2, um den herum mehrere Festkontakte 3 a, 3 b, 3 c, 3 d für verschiedene Verbraucher in radialem Abstand angeordnet sind. Die Stromzuführung vom Mittelkontakt 2 zu jedem der als Stromausgänge dienenden Festkontakte 3 a, 3 b, 3 c, 3 d wird durch eine oder mehrere Kontaktbrücken 4.1, 4.2 hergestellt. Jede der Kontaktbrücken 4.1, 4.2 besteht aus einer Achse 4 a mit angeprägter Kontaktfläche 4 b für die Verbindung mit dem Mit­ telkontakt 2 und einer Kontaktrolle 4 c, die am anderen Ende der Achse 4 a frei drehbar gelagert ist.

Die Festkontakte 3 a, 3 b, 3 c, 3 d sind am Schaltersockel 1 teil­ weise von Steuerbahnen 5 a, 5 b, 5 c eingefaßt, die auch beid­ seitig angeordnet sein können, und die Kontaktbrücken 4.1, 4.2 sind in einem Mitnehmer 6 einzeln geführt, der am Schalter­ gehäuse drehbar gelagert ist und die für den erforderlichen Kontaktdruck zwischen der oder den Kontaktbrücken 4.1, 4.2 und den davon zu verbindenden Mittel- und Festkontakten 2, 3 a, 3 b, 3 c, 3 d sorgenden Druckfedern 7.1, 7.2 aufnimmt. Das Schaltergehäuse ist, da es für die Darstellung der Funktions­ weise des erfindungsgemäßen Schalters nicht erforderlich ist, auch nicht dargestellt. Es vereinigt die Teile des Schalters zu einer Funktionseinheit.

Fig. 2A zeigt eine Draufsicht auf den Schaltersockel 1 mit dem Mittelkontakt 2, den Festkontakten 3 a, 3 b, 3 c, 3 d und zwei Kontaktbrücken 4.1, 4.2 entsprechend der Darstellung von Fig. 1 in einer ersten Schaltstellung, die zugleich die Null-Stellung des Schalters ist. Fig. 2B zeigt das Prinzip des Schaltab­ laufes. Dargestellt ist eine Ausführungsform, wie sie z. B. für Zündanlasserschalter bei Kraftfahrzeugen angewendet werden kann. Dabei ist der Festkontakt 3 a der Parklichtkontakt. In einem Winkel von 60° dazu ist der Festkontakt 3 b für Hauptlicht und Zubehör angeordnet. In einem Winkel von abermals 30° findet sich der Festkontakt 3 c "Zündung", und nochmals in einem Winkel von 30° in gleicher Richtung weiter befindet sich der Fest­ kontakt 3 d "Start". Die beiden Kontaktbrücken 4.1 und 4.2 sind in einem Winkel 8 (Fig. 2A) von 30° zueinander an einem nur in Fig. 1 gezeigten Mitnehmer 6 gelagert, der im Schalterge­ häuse gegenüber dem Schaltersockel 1 drehbar angeordnet ist. Statt der angegebenen Winkelstellungen kann man auch entspre­ chende lineare Abstände einsetzen, beispielsweise bei einem Schiebeschalter, was durch die Bewegungsart des Schalters bedingt ist.

Die Steuerbahnen 5 a, 5 b, 5 c am Schaltersockel 1 sind so ausge­ legt, daß die Kontaktrolle 4 c der Kontaktbrücke 4.1 in der ersten Schaltstellung von Fig. 2A und Fig. 2B von den Kontakt­ flächen der Festkontakte 3 b und 3 c abgehoben ist und mit die­ sen Kontaktflächen erst nach einer Weiterbewegung in Schalt­ verbindung kommt. In der Null-Stellung von Fig. 2A und Fig. 2B ist lediglich der Parklichtkontakt 3 a durch die Kontaktbrücke 4.2 mit dem Mittelkontakt 2 verbunden. Die Kontaktrolle 4 c der Kontaktbrücke 4.1 steht auf der Steuerbahn 5 a und hat so­ mit keine elektrische Verbindung mit dem zweiten Festkontakt 3 b. Die Kontaktrolle 4 c der Kontaktbrücke 4.1 ist so breit ausge­ legt, daß sie auf die neben den Festkontakten angeordneten Steuerbahnen 5 a, 5 b, 5 c aufläuft, während die Kontaktrolle 4 c der zweiten Kontaktbrücke 4.2 schmäler ist und zwischen den Steuerbahnen 5 a, 5 b, 5 c auf gleichbleibender Ebene über die Festkontakte 3 a, 3 b, 3 c abrollt.

Wird nun der Schalter betätigt und aus der Null-Stellung von Fig. 2A und Fig. 2B um einen Winkel von 60° in die Fahrtstel­ lung geschaltet, so stellt zunächst nach einer Winkeldrehung von 30° (Fig. 3A und Fig. 3B) die Kontaktrolle 4 c der Kontakt­ brücke 4.1 eine leitende Verbindung zum Festkontakt 3 b her. Bevor nun bei weiterer Drehung in die Fahrtstellung von Fig. 4A und Fig. 4B die Steuerbahn 5 b die Kontaktrolle 4 c vom Fest­ kontakt 3 b wieder abhebt, rollt die schmälere Kontaktrolle 4 c der Kontaktbrücke 4.2 ebenfalls auf den Festkontakt 3 b, wo­ durch vorübergehend von beiden Kontaktbrücken 4.1 und 4.2 eine leitende Verbindung vom Mittelkontakt 2 zum Festkontakt 3 b hergestellt wird, nämlich so lange, bis die Steuerbahn 5 b mit fortschreitender Schalterdrehung die Kontaktrolle 4 c der Kontaktbrücke 4.1 vom Festkontakt 3 b wieder abhebt.

Bei Erreichen einer Winkeldrehung von 60° (Fig. 4A und Fig. 4B) rollt die Kontaktrolle 4 c der Kontaktbrücke 4.1 wieder von der Steuerbahn 5 b auf einen weiteren Festkontakt, nämlich den Fest­ kontakt 3 c, und stellt eine zusätzliche leitende Verbindung her. Da die Kontaktrolle 4 c der Kontaktbrücke 4.2 auf dem Festkontakt 3 b steht, sind in dieser Schaltstellung also zwei Stromkreise eingeschaltet.

Auf dem Wege in die nächste Schaltstellung "Start" von Fig. 5A und Fig. 5B übernimmt die Kontaktrolle 4 c der Kontaktbrücke 4.2 die Verbindung zum Festkontakt 3 c bereits, bevor die Kontakt­ rolle 4 c der Kontaktbrücke 4.1 von der Steuerbahn 5 c angeho­ ben wird und im Zuge der Weiterdrehung des Mitnehmers 2 mit den daran gelagerten Kontaktbrücken 4.1, 4.2 von der Steuer­ bahn 5 c wieder ab- und auf den Festkontakt 3 d aufrollt.

Der Festkontakt 3 d ist so gestaltet, z. B. L-förmig abgewinkelt, daß er selbst nach langem Gebrauch und entsprechendem Kontakt­ abbrand noch ausreichend Kontaktmaterial aufweist. Der L- oder auch U-förmige Kontakt 3 d, der zur Kontaktrolle 4 c hin offen ist, ist so ausgebildet und angeordnet, daß im Neuzustand des Schalters theoretisch die Kontaktrolle 4 c der Kontaktbrücke 4.1 bei Erreichen der Schaltstellung "Start" die waagerechte und senkrechte Kontaktfläche des Festkontaktes 3 d gleichzeitig berührt bzw. sich bei der Rückbewegung gleichzeitig von beiden Kontaktflächen löst. Diese Rückbewegung erfolgt genau umge­ kehrt, wie vorstehend für den Einschaltweg beschrieben.

Je nach Verwendungszweck kann für derartige Schalter eine Be­ wegungssperre erforderlich sein, die das Schließen eines be­ stimmten Stromkreises erst nach Durchführung eines festgelegten Schaltablaufes ermöglicht. So soll bei Zündanlasserschaltern der Kontakt "Start" erst erneut betätigt werden können, sobald der Schalter zuvor in der "Aus"-Stellung war. Durch das vor­ stehend beschriebene Schalterprinzip ist es möglich, eine einfache, robuste und zuverlässige Bewegungssperre zu verwen­ den. Sie kann durch zwei zusammenwirkende Teile 11, 12 ge­ bildet werden, die in Fig. 6A bis 6E in verschiedenen Stel­ lungen gezeigt sind und von denen eines Bestandteil eines feststehenden Schalterteiles, z. B. des Schaltersockels 1, und das andere Bestandteil des beweglichen Mitnehmers 2 sein kann.

Das eine Teil 11 der Bewegungssperre ist an einer Längsseite 11 a im Querschnitt glatt und an der anderen Längsseite 11 b mit einer Stufe 11 c versehen. Das andere Teil 12 hat die beiden Längsseiten 12 a und die Kurzseiten 12 b im Querschnitt jeweils parallelogrammartig zueinander angeordnet mit schräg gestellten Auflaufkanten. Beide Teile 11, 12 sind aus elastischem Material gefertigt und fluchten mit ihrer senkrechten Mittellinie in Be­ wegungsrichtung des Schalters, und zwar je nach Bewegungsart entweder radial oder linear. Werden die Teile 11 und 12 auf­ einander zu bewegt und treffen schließlich mit ihren schrägen Auflaufkanten aufeinander (Fig. 6B), so gleitet das Teil 12, sich leicht abbiegend, an die Seite 11 a des Teiles 11. Wird die Bewegung über die Zwischenstellung von Fig. 6C bis in die End­ stellung des Schalters fortgesetzt (Fig. 6D), so stellt sich Teil 12 wieder in seine Normalstellung.

Wird nun zurückgeschaltet (Fig. 6D und Fig. 6E), so weicht das Teil 12 der Stufe 11 c des Teiles 11 aus, bis es (Fig. 6F) hin­ ter dieser einrastet. Der Schalter kann nun nicht mehr in die Schaltstellung "Start" von Fig. 6D gebracht werden, ohne daß zuvor die Ausgangsposition von Fig. 6A angesteuert worden ist.

Diese Bewegungssperre erfordert keinen besonderen konstrukti­ ven Aufwand, ist zugleich jedoch äußerst robust.

Claims (5)

1. Mehrfachschalter, insbesondere Zünd-Anlasserschalter für Kraftfahrzeuge, mit einem am Schaltersockel angeordneten Mittelkontakt und mehreren äußeren Festkontakten, die mit dem Mittelkontakt durch eine oder mehrere Kontakt­ brücken in wechselnder Schaltfolge verbunden werden können, wobei die Kontaktbrücken im Schaltergehäuse an einem gegenüber dem Schaltersockel drehbaren Mitnehmer gelagert sind und der erforderliche Kontaktdruck zwi­ schen Kontaktbrücke und Mittelkontakt einerseits und Kontaktbrücke und Festkontakten andererseits durch Druckfedern erzeugt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Kontaktbrücke (4.1, 4.2) eine frei drehbare Kontaktrolle (4 c) für die Kontaktgabe zu den Festkontakten (3 a, 3 b, 3 c, 3 d) aufweist.

2. Mehrfachschalter nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jede Kontaktbrücke (4.1, 4.2) am Mitnehmer (6) einzeln geführt ist.

3. Mehrfachschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Kontaktbrücke (4.1, 4.2) aus einer Achse (4 a) für die Kontaktrolle (4 c) mit einer angeprägten Kontaktfläche (4 b) für den Mittelkontakt (2) besteht.

4. Mehrfachschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kon­ taktrollen (4 c) der Kontaktbrücken (4.1, 4.2) in glei­ chem oder unterschiedlichem radialem Abstand zum Mittel­ kontakt (2) angeordnet sind.

5. Mehrfachschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Fest­ kontakte (3 a, 3 b, 3 c, 3 d) ein- oder beidseitig teilweise von Steuerbahnen (5 a, 5 b, 5 c) für die Kontaktrollen (4 c) der Kontaktbrücken (4.1, 4.2) eingefaßt sind.