DE3417554C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter, insbesondere Miniaturschalter, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Schalter weisen einen Stößel auf, der sich axial von einem Gehäuse wegerstreckt und der in das Gehäuse gegen die Vorspannung einer Rückstellfeder (Rückholfeder) hinein­ gedrückt werden kann, um den Schalter zu betätigen. Diese Schalter werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen zur Aktivierung von Warnlichtern, wie einem Handbremsen-Warnlicht zur Anzeige, daß die Handbremse des Fahrzeugs angezogen ist, oder zur Aktivierung der Innen­ beleuchtung verwendet.

Ein derartiger Schalter ist aus der DE 31 02 452 C2 bekannt, bei dem der Stößel ein elek­ trisch leitendes Kontaktelement mit zwei freikragenden Schenkeln trägt, die gegen die Sei­ tenwand des Gehäuses drücken, in der zwei elektrische Anschlußelemente angeordnet sind. In einer Schaltposition werden die beiden elektrischen Anschlußelemente über die zwei Schenkel miteinander verbunden, wodurch ein Schaltkreis geschlossen wird. Wenn der Stößel in das Gehäuse hineingedrückt wird, werden die Schenkel des Kontaktelements relativ zu den elektrischen Anschlußelementen in der Seitenwand des Gehäuses verschoben, wodurch der Schaltkreis in einer weiteren Schaltposition unterbrochen wird. Wird der auf den Stößel aus­ geübte Druck beendet, drückt eine Rückstellfeder den Stößel in die erste Schaltposition zu­ rück.

Solche Schalter sind unzuverlässig, da die freikragende oder freischwimmende Anordnung der elektrischen Kontaktelemente eine begrenzte Bewegung dieser Kontaktelemente axial zu dem Stößel zuläßt. Dadurch entsteht das Risiko, daß die Kontaktelemente im Inneren des Stößels verdreht, verklemmt oder verbogen werden. Eine solche Verbiegung der Schenkel des Kontaktelements birgt die Gefahr in sich, daß der seitliche Druck oder die Vorspannung der Schenkel auf die Anschlußelemente in der Seitenwand des Gehäuses nicht ausreicht, ei­ nen richtigen Kontakt und damit ein sicheres Schließen des Schaltkreises zu bewerkstelligen. Diese Möglichkeit ergibt sich insbesondere dann, wenn die Schenkel des Kontaktelements nach innen hin verbogen sind und daher nicht ausreichend oder sogar überhaupt nicht an der Seitenwand anliegen. Darüberhinaus bieten die herkömmlichen Schalter nur eine sehr geringe Flexibilität für eine unterschiedlich ausgerichtete Anbringung identischer Bauteile, abhängig von den Anforderungen des jeweiligen Anwendungsfalls.

Es besteht somit ein Bedürfnis für einen Schalter, der zuverlässig ist und das Problem der Verklemmung oder Verbiegung der Kontaktelemente vermeidet, der einfach zusammenbau­ bar und wirtschaftlich herstellbar ist, und der unterschiedliche Anschlußgestaltungen oder -anordnungen unter Verwendung gleichbleibender Bauteile gestattet.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst.

Das elektrisch leitende Kontaktelement des erfindungsgemäßen Schalters ist ein Hebel, der durch die Rückstellfeder gegen die Endwand des Stößels gedrückt wird. Somit ist eine axiale Bewegung des Kontaktelements relativ zu dem Stößel nicht möglich. Die die Schwenkachse des Kontaktelements bildende Kante (Gelenkkante) hält dieses in axialer Ausrichtung mit dem Stößel (mit Ausnahme seiner zugelassenen Bewegung), so daß es möglich ist, ein Spiel bzw. eine Lücke zwischen den Seiten und dem Ende des Kontaktelements und den Wänden der Längsausnehmung in dem Stößel aufrechtzuerhalten. Somit besteht also keine Gefahr, daß das Kontaktelement verdreht, verklemmt oder verbogen wird.

Das Kontaktelement kann um die Gelenkkante verschwenkt werden. Verschiedene Federein­ richtungen sind vorgesehen, die mit der Gelenkkante derart zusammenwirken, daß ständig ei­ ne seitliche Federvorspannung auf eine elektrische Kontaktzone des Kontaktelements ausge­ übt wird, durch die diese gegen die Seitenwand des Gehäuses gedrückt wird. In einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung nach den Ansprüchen 8 und 9 ist dafür zusätzlich zu der Rückstellfeder, aber unabhängig von dieser, eine weitere, quer angeordnete Feder vorgesehen, die zwischen dem Kontaktelement und einer Wand der Längsausnehmung angeordnet ist.

In einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung nach Anspruch 10 wird die seitliche Vorspannung des Kontaktelements durch die mit der Gelenkkante zusammenwirkende Rück­ stellfeder allein bewerkstelligt. Durch Versetzen der Gelenkkante des Kontaktelements von einer Eingrifflinie zwischen dem Kontaktelement und der Feder kann die axiale Vorspannung der Rückstellfeder ein ausreichendes Winkelmoment auf das Kontaktelement ausüben, so daß der Kontaktabschnitt des Kontaktelements in guten elektrischen Kontakt mit dem in der Ge­ häusewand angeordneten ersten Anschlußelement gebracht wird.

Gegenüber dem erfindungsgemaßen Schalter hat der Schalter nach der DE 31 02 452 C2 keine Gelenkkante, die eine Verschwenkung des Kontaktelements ermöglicht, und die Rückstellfe­ der drückt den Stößel lediglich in seine obere Position, ohne irgendeinen Abschnitt des Kon­ taktelements für einen guten elektrischen Kontakt gegen das elektrische Anschlußelement in der Seitenwand des Gehäuses zu drücken. Während bei dem herkömmlichen Schalter der seitliche Druck des Kontaktelements also durch eine diesem inhärente Vorspannung oder Torsion bewirkt wird, wird er bei dem erfindungsgemäßen Schalter durch Federelemente be­ wirkt.

Weiterhin wird bei dem erfindungsgemäßen Schalter der elektrische Pfad zum Schließen des Schaltkreises von dem ersten elektrischen Anschlußelement über das Kontaktelement und die Rückstellfeder zu dem zweiten elektrischen Anschlußelement gebildet, das die Rückstellfeder abstützt, da diese unmittelbar an dem Kontaktelement aufliegt. Somit ist es möglich, daß die ersten und die zweiten Anschlußelemente viel leichter im Abstand voneinander angeordnet werden können als bei herkömmlichen Schaltern, bei denen das Kontaktelement die zwei An­ schlußelemente direkt miteinander verbindet. Überdies ist es sehr einfach möglich, die Schalterkonstruktion von einem einfachen Ein/Aus-Schalter mit einem einzigen ersten Anschluß­ element zu einem Zweiweg-Schalter abzuwandeln, bei dem zwei erste Anschlußelemente eaxial zueinander versetzt angeordnet sind. Schließlich gestattet die erfindungsgemäße Schalterkonstruktion unterschiedliche Anordnungen der Anschlüsse unter Verwendung gleichblei­ bender Bauteile für das Gehäuse, den Stößel und die Anschlüsse.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sowie ein Verfahren zum Zusammenbau des erfin­ dungsgemäßen Schalters sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird im Folgenden beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt einer ersten Ausführung eines erfindungsgemaßen Schalters;

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Schalter der Fig. 1;

Fig. 3 und Fig. 4 Endansichten in den Richtungen III bzw. IV des Schalters der Fig. 1;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht des Kontaktelements des Schalters der Fig. 1;

Fig. 6 einen Axialschnitt durch das Kontaktelement und den Stößel der Fig. 1, wobei das Zusammenbauverfahren dargestellt ist;

Fig. 7 einen Axialschnitt durch eine zweite Ausführung eines erfindungsgemaßen Schal­ ters; und

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht des Kontakt­ elements des Schalters der Fig. 7.

Bei der ersten Ausführung gemäß den Fig. 1 bis 6 umfaßt der Schalter ein Gehäuse 2, in dem ein Stößel oder Schlit­ tenelement 4 axial gleitend verschiebbar ist. Der Stößel 4 ist im Schnappsitz in dem Gehäuse aufgenommen, wobei das Gehäuse beim Einsetzen durch eine geneigte Nocken­ fläche einer Riegellasche 6 des Stößels 4 deformiert wird und in seine natürliche Gestalt zurückfedert, wenn die Riegellasche 6 vollständig innerhalb eines Schlitzes 8 in dem Gehäuse 2 aufgenommen ist.

Der Stößel 4 ist in die in der Fig. 1 gezeigte Position unter dem Einfluß einer Rückholfeder 10 vorgespannt, deren eines Ende auf einer Reaktionsfläche eines Anschlußele­ ments 12 sitzt und deren anderes Ende mit einem Querstück 14 eines verschwenkbaren Kontaktelements 16 im Eingriff steht, dessen Gestalt sich am besten aus der Fig. 5 ent­ nehmen läßt. Ein hinterer Abschnitt 18 des Kontaktelements 16 erstreckt sich teilweise in die Feder 10 hinein und wirkt als Federhalter.

Eine Kantenfläche 20 des Kontaktelements 16 steht mit einer linken Fläche des Stößels 4 im Eingriff, so daß sie als Gelenkkante dient, um welche das Kontaktelement schwenken kann. Falls erwünscht, kann diese Kante 20 als Messerkante oder gerundete Kante gestaltet sein, um die Schwenkfreiheit des Kontaktelements 16 zu verbessern.

Der Hauptteil des Kontaktelements 16 erstreckt sich durch einen Endschlitz 22 in dem Stößel 4 als freikragender Teil hindurch, der in einer Längsvertiefung 24 in dem Stößel gelegen ist. Am vorderen Ende des Kontaktelements 16, also dem von der Rückholfeder 10 abgewandten Ende, ist das Kontaktelement nach unten abgebogen, so daß es eine gerundete elektrische Kontaktzone 26 aufweist, die ge­ mäß der Fig. 1 im elektrischen Kontakt mit einem ersten Anschluß 28 steht, sowie einen Federhalter-Nasenabschnitt 30, der sich seitlich zur Längsvertiefung 24 erstreckt. Der Federhalter-Nasenabschnitt 30 steht im Eingriff mit einem Ende einer Schrauben-Druckfeder 32, deren anderes Ende in einem Schacht 34 im Stößel 4 aufgenommen ist. Die Feder 32 drückt die elektrische Kontaktzone 26 quer zur Vertiefung entweder gegen die obere Innenwand des Gehäuses oder gegen den ersten Anschluß 28, und zwar in Abhängigkeit von der axialen Stellung des Stößels 4.

Wenn sich der Stößel 4 beim Gebrauch in der Stellung der Fig. 1 befindet, ist der Schalter eingeschaltet, wobei ein elektrisch leitender Pfad von dem ersten Anschluß 28 über das Kontaktelement 16 und die Rückholfeder 10 zum zweiten Anschluß 12 gebildet ist. Beim Niederdrücken des Stößels 4 in Richtung des Pfeiles III der Fig. 1, bewegt sich die elektrische Kontaktzone 26 des Kontakt­ elements 16 von dem ersten Anschluß 28 weg und tritt in Anschlag an die obere Seitenwand des Gehäuses 2, so daß der Schalter den ausgeschalteten Zustand einnimmt.

Die Flexibilität der Konstruktion zeigt sich beim Ver­ gleich der Fig. 2 bis 4. Ein Metallträgerstreifen 36 ist um das Gehäuse 2 herum angeordnet, um den Schalter beispielsweise an einem Motorfahrzeugkörper zu befestigen. Der erste Anschluß 28 umfaßt einen spatenförmigen Kon­ taktabschnitt 29, der sich seitlich von dem Gehäuse 2 wegerstreckt, sowie den Anschlußteil, der die Veranke­ rung des Anschlusses in dem Gehäuse bewirkt. Der Anschluß ist durch eine nach außen gedrehte Riegellasche her­ kömmlicher Gestalt gehalten. Dieser Anschluß 28 könnte in seinen Schlitz in dem Gehäuse 2 von der rechten Seite der Fig. 2 her eingesetzt worden sein, so daß sein spaten­ förmiger Kontaktabschnitt die Stellung 29′ eingenommen hätte, die in gestrichelten Linien in der Fig. 2 gezeigt ist. Mit den genau gleichen Komponenten könnte also der Schalter seinen ersten Anschluß 28 entweder von der rechten oder von der linken Seite zugänglich haben, was in der Mo­ torfahrzeugindustrie von Wichtigkeit ist, da die Gestal­ tung von Fahrzeugen mit Linkssteuerung und Rechtssteuerung die Spiegelbildlichkeit von Bauteilen höchst wünschens­ wert macht.

Der zweite Anschluß 12 ist gemäß den Fig. 2 bis 4 mit einem einstückigen spatenförmigen Kontaktabschnitt 13 versehen, der allgemein senkrecht zum Verankerungsteil des Anschlusses liegt. Der spatenförmige Kontaktabschnitt 13 kann derart positioniert werden, daß er über dem Ober­ teil des Gehäuses 2 liegt, wie mit durchgezogenen Linien in den Fig. 1 und 2 gezeigt, oder er kann in die Stellung 13′ gedreht werden, so daß er sich in Längsrichtung von dem Ende des Gehäuses wegerstreckt. In der erstgenannten Stellung steht er im elektrischen Kontakt mit dem Ver­ ankerungsstreifen 36, der einen elektrischen Pfad nach Masse bildet. In der letztgenannten Stellung wird der Schalter ein Zweianschluß-Schalter, der von Erde bzw. Masse isoliert ist. Dies kann bei einigen Motorfahrzeugen von Bedeutung sein, insbesondere bei denjenigen, welche eine Mikroprozessorsteuerung aufweisen; von besonderem Vorteil ist es dabei, daß es der erfindungsgemäße Schal­ ter gestattet, identische Komponenten in zwei alternati­ ven Gestaltungen zusammenzubauen, um entweder eine Einzel­ anschluß- oder eine Zweianschluß-Gestaltung zu bilden.

Es ist anzumerken, daß der Schalter genauso einfach als Zweistellungs-Schalter anstelle eines einfachen Ein-Aus- Schalters gestaltet werden kann, und zwar lediglich dadurch, daß mehr als ein erster Anschluß 28 vorgesehen wird, die axial zueinander entlang des Gehäuses 2 versetzt sind.

Die Fig. 6 zeigt den Zusammenbau des Schalters der Fig. 1 bis 5, und insbesondere die Art und Weise, in der die Feder 32 zwischen die Nase 30 des Kontaktelements 16 und den Schacht 34 der Vertiefung 24 montiert wird. Die Ver­ tiefung bzw. Ausnehmung 24 hat eine derartige Größe, daß sie die Feder 32 aufnimmt, welche in Längsrichtung zur Vertiefung 24 liegen kann, wenn die Feder entspannt ist, wie in der Fig. 6 gezeigt. Wenn die Nase 30 des Kontakt­ elements 16 durch den Endschlitz 22 in den Stößel 4 ein­ gesetzt wird, tritt sie automatisch mit der Feder 32 in Eingriff. Durch eine Kombination einer Drehbewegung in Richtung des Pfeiles A und einer Schiebebewegung in der allgemeinen Richtung des Pfeiles B, wird das Kontaktele­ ment 16 durch den Schlitz 22 eingeführt und hebt die Fe­ der 32 aus der horizontalen Position der Fig. 6 in die vertikale Position der Fig. 1 an. Ein leichter Finger­ druck auf den gekrümmten Teil 26 des Kontaktelements 16 genügt dann, um die Feder 32 komprimiert zu halten, während der Stößel 4 in das Gehäuse 2 in Richtung des Pfeiles III der Fig. 1 eingeführt wird.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine alternative Ausführung der Erfindung, wobei die mit der Ausführung der Fig. 1 gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Ausführung der Fig. 7 unterscheidet sich von der der Fig. 1 einzig darin, daß die Verwendung einer Kompressionsfeder 32 vermieden wird, um die elektrische Kontaktzone 26 des Kontaktelements 16 radial auswärts zum Schlitz 24 zu drücken. Statt dessen liefert die Rückholfeder 10 die erforderliche Vorspannung, und zwar aufgrund der Tatsache, daß die Gelenkkante 20 des Kon­ taktelements 16 seitlich aus der Kontaktzone mit der Feder 10 herausversetzt ist. Diese seitliche Versetzung liefert das erforderliche Winkelmoment, um die Kontakt­ zone 26 des Kontaktelements 16 in gutem elektrischem Kontakt mit dem ersten Anschluß 28 zu halten, wenn der Stößel in der in der Fig. 7 gezeigten Position steht.

Claims (11)

1. Elektrischer Schalter, insbesondere Miniaturschalter, bei dem sich ein Stößel (4) axial von einem Gehäuse (2) wegerstreckt und in das Gehäuse (2) hinein gegen eine Rück­ stellfeder (10) zur Ausführung der Schalterbetätigung gedrückt werden kann, wobei der Stößel (4) ein elektrisch leitendes Kontaktelement (16) mit einem freikragenden Ab­ schnitt trägt, der gegen eine Seitenwand des Gehäuses (2) drückt, in der mindestens ein erstes elektrisches Anschlußelement (28) freiliegend angeordnet ist, und wobei ein zweites elektrisches Anschlußelement (12) an einem Ende des Gehäuses (2) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich der freikragende Abschnitt des Kontaktelements (16) durch einen Endschlitz (22) in dem Stößel (4) in eine in diesem vorgesehene Längsausnehmung (24) hineinerstreckt, daß das Kontaktelement (16) eine Gelenkkante (20) aufweist, die durch die Rückstellfeder (10) gegen eine Endfläche des Stößels (4) gedrückt wird, wobei das Kontaktelement (16) um die Gelenkkante (20) verschwenkbar ist, um eine elektrische Kontaktzone (26) an dem freikragenden Abschnitt in Kontakt mit einer Seitenwand der Längsausnehmung (24) zu bringen, und daß Federeinrichtun­ gen (32, Fig. 1; 10, Fig. 7) vorgesehen sind, die die elektrische Kontaktzone (26) quer zu der Längsausnehmung (24) gegen die Seitenwand des Gehäuses (2) drücken.

2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten elek­ trischen Anschlußelemente (28) einen einstückigen, spatenförmigen Kontaktabschnitt (29) aufweisen, der sich seitlich zum Gehäuse (2) erstreckt, sowie einen Verankerungs­ abschnitt, der in einem Querschlitz in dem Gehäuse (2) einrastet.

3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschlitz symmetrisch über die volle Breite des Gehäuses (2) vorgesehen ist, so daß das An­ schlußelement (28) von beiden Seiten her montiert werden kann.

4. Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Rückstellfeder (10) einen elektrischen Pfad durch den Schalter von dem Kontaktelement (16) zu dem zweiten elektrischen Anschlußelement (12) bildet.

5. Elektrischer Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite elek­ trische Anschlußelement (12) einen einstückigen, spatenförmigen Kontaktabschnitt (13) sowie einen Verankerungsabschnitt aufweist, der in einem Endschlitz in dem Gehäuse (2) einrastet und eine Abstützungsfläche für die Rückstellfeder (10) bildet.

6. Elektrischer Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Veranke­ rungsabschnitt und der spatenförmige Kontaktabschnitt (13) senkrecht zueinander ste­ hen.

7. Elektrischer Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite An­ schlußelement (12) in dem Endschlitz in zwei alternativen Stellungen aufgenommen werden kann, wobei sich der spatenförmige Kontaktabschnitt (13) entweder in Längs­ richtung von dem Ende des Gehäuses (2) wegerstreckt oder nahe über dem Oberteil des Gehäuses (2) in elektrischem Kontakt mit einem Montagestreifen (36) zum Befestigen des Schalters in einer Arbeitsposition liegt.

8. Elektrischer Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die die elektrische Kontaktzone (26) des freikragenden Abschnitts des Kontaktelements (16) quer zur Längsausnehmung (24) drückende Federeinrichtung eine Schraubendruckfeder (32) ist, deren eines Ende in einer Wand (34) der Längsausneh­ mung (24) liegt, und deren anderes Ende über einer seitlich wegragenden Nase (30) des Kontaktelements (16) angebracht ist.

9. Elektrischer Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktele­ ment (16) einen gebogenen Metallstreifen umfaßt, der nahe des einen Endes (18) ein Querstück (14) aufweist, das sowohl einen Sitz für die Rückstellfeder (10) als auch die Gelenkkante (20) für das Kontaktelement (16) bildet, und daß am anderen Ende eine abgerundete Schulter als elektrische Kontaktzone (26) gebildet ist, sowie eine Nase (30) zum Eingriff mit der Schraubendruckfeder (32).

10. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die elektrische Kontaktzone (26) des freikragenden Abschnitts des Kontaktelements (16) quer zur Längsausnehmung (24) drückenden Einrichtungen einen seitlichen Ab­ stand zwischen der Gelenkkante (20) und der Eingriffszone zwischen der Rückstellfe­ der (10) und dem Kontaktelement (16) aufweisen, so daß die axiale Vorspannung der Rückstellfeder (10) auf das Kontaktelement (16) auch ein Winkelmoment ausübt, wel­ ches das Kontaktelement (16) um seine Gelenkkante (20) verschwenkt, so daß seine Kontaktzone (26) gegen die Seitenwand des Gehäuses (2) gedrückt wird.

11. Verfahren zum Zusammenbau eines Schalters nach einem der Ansprüche 8 oder 9, da­ durch gekennzeichnet, daß die Schraubendruckfeder (32) in ihrer Längsrichtung in die Längsausnehmung (24) eingelegt wird, in der sie frei aufgenommen ist, und daß dann das Kontaktelement (16) durch den Endschlitz (22) in den Stößel (4) eingesetzt wird, wobei die Nase (30) das Ende der Schraubendruckfeder (32) ergreift und diese in eine Position angehoben wird, in der sie sich quer zum Stößel (4) erstreckt, und zwar durch fortgesetzte Bewegung des Kontaktelements (16) durch den Endschlitz (22) hindurch, bis seine Gelenkkante (20) an der Endwand des Stößels (4) anliegt.