DE3437393A1 - Schalter - Google Patents

Schalter

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DE3437393A1
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Wilbert E. Park Ridge Ill. Beller
George D. Skokie Ill. Geogacakis
George Niles Ill. Obermann
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    • H01H23/28Tumbler or rocker switches, i.e. switches characterised by being operated by rocking an operating member in the form of a rocker button with three operating positions
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    • H01H2300/01Application power window

Description

W.29374/84- 20/Ne
The Singer Company, Stamford, Connecticut (V.St.A.)
Schalter.
10
Die Erfindung bezieht sich auf die Ausbildung eines Momentkontaktschalters und insbesondere auf einen Kipp- oder Schwinghebel-Momentkontaktschalter, der für die Kraftfahrzeugtechnik nützlich ist.
Momentkontaktschalter werden typischerweise in der Kraftfahrzeugindustrie eingesetzt, und zwar beispielsweise, um das Anheben und Absenken kraftbetätigter Scheiben in Kraftfahrzeugen durch eine örtlich getrennte Betätigung zu steuern. Diese Schalter müssen die notwendigen Ströme bewältigen können, die zum Antrieb des Motors erforderlich sind, sie müssen darüber hinaus in höchstem Maße betriebszuverlässig sein. Auch ist ein kurzer Weg des Schalterbetätigungsteils erwünscht. Selbstverständlich ist ein wirtschaft-
licher Aufbau aus einfachen Teilen für einen einfachen Zusammenbau ebenfalls ein erwünschtes Charakteristikum. Ein Zweck der Erfindung besteht daher darin, einen Momentkontaktschalter mit Kipphebel in seinem Aufbau zu verbessern.
Erreicht wird dies durch einen Momentkontaktschalter nach den Ansprüchen.
Der Momentkontaktschalter gemäß der Erfindung weist eine Mehrzahl von vorstehenden Teilen und eine elektrisch leitende Torsionsfeder auf, deren mittlerer Spulenteil an dem einen der Pfosten befestigt ist, wobei die Feder erste und zweite Enden aufweist, die von dem mittleren Spulenteil nach außen wegstehen. Die Enden der Torsionsfeder sind in Richtung auf einen Kontakt mit dem entsprechenden Pfosten vorgespannt. Ein Betätigungsteil ist schwenkbar befestigt und so angeordnet, daß er mit der Torsionsfeder zusammenarbeitet, so daß, wenn sich der Betätigungsteil in einer neutralen Stellung befindet, eine erste Einstellung in bezug auf das Kontaktieren der Federenden mit den entsprechenden Pfosten vorgesehen ist und, wenn der Betätigungsteil zu der einen Seite von der neutralen Stellung aus verschwenkt wird, eine zweite Einstellung vorhanden ist, wobei bei Verschwenkung des Schwenkteils in die entgegengesetzte Richtung eine dritte Einstellbedingung bzw. Schaltbedingung bedingt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Pfosten mit einer Nut in dem Bereich vorgesehen, wo sie mit den entsprechenden Federenden in Berührungslage angeordnet sind.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert.
Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht einer ersten Ausführungsform eines Momentkontaktschalters gemäß der Erfindung, wobei
einige Teile des Schalters weggelassen worden sind.
Fig. 2 ist eine Querschnxttsansicht nach 2-2 der Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht nach 3-3
der Fig. 2.
Fig. 4A bis 4C sind schematische Darstellungen, die teilweise elektrische Verbindungen und auch mechanische Teile zeigen, um die drei Schaltbedingungen des in Fig. 1 gezeigten
Schalters zu veranschaulichen.
Fig. 5 ist eine zweite Ausführungsform eines Momentkontaktschalters gemäß der Erfindung. Fig. 6 ist eine Schnittansicht gemäß 6-6 der Fig. 5.
Fig. 7 ist eine Querschnxttsansicht gemäß 7-7 der
Fig. 7.
Die Fig. 8A bis 8C sind schematische Darstellungen, die teilweise die elektrischen Verbindungen und die mechanischen Teile wiedergeben, die
die drei Bedingungen des in Fig. 5 gezeigten Schalters veranschaulichen.
In Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform des Momentkontaktschalters 10 gemäß der Erfindung gezeigt. Der Schalter 10 weist ein Isoliergehäuse 12 auf, welches vorzugsweise aus einem Basisteil 14 und einem Deckelteil 16 besteht. Eine Mehrzahl elektrisch leitender Pfosten 18, 20, 22, 24, 26 und 28 steht durch den Basisteil 14 in den Innenraum des Isoliergehäuses 12 hinein vor. Die Pfosten 18 bis 28 können in irgendeiner Art und Weise an dem Basisteil 14 befestigt sein, in der Zeichnung sind sie mit erweiterten Schultern ausgebildet, die zur einen Seite des Basisteils 14 angeordnet sind, wobei Friktionsklemmteile an den Pfosten an der anderen Seite des Basisteils 14 für einen festen Sitz sorgen.
Die Teile der Pfosten 18 bis 28, die nach außen von dem Gehäuse 12 vorstehen, werden verwendet, um elektrische Kontakte für den Schalter 10 herzustellen, beispielsweise durch Einsetzen in ein zweckmäßig bemessenes Gehäuse. Der Teil der Pfosten 18 bis 2 8 im Inneren des Gehäuses 12 dient als fester Schalterkontakt. Die Funktion des bewegbaren Schaltteils wird durch die elektrisch leitenden Torsionsfedern 30 und 32 bewerkstelligt. Die Feder 30 hat einen mittleren Spulenteil 34 und ein erstes Ende 36 und ein zweites Ende 38, wobei diese von dem Spulenteil 34 vorstehen. Der mittlere Spulenteil 34 ist auf dem Pfosten 20 angeordnet, wobei die Enden 36 und 38 in Richtung auf einen Kontakt mit den Pfosten 24 und 28 vorgespannt sind. Entsprechenderweise weist die Feder 32 einen mittleren Spulenteil 40 auf, der an dem Pfosten 26 angeordnet ist. Erste und zweite Enden 42 und 44 stehen von dem mittleren Spulenteil 40 vor und sind in Kontaktlage mit den Pfosten 18 und 22 vorgespannt.
Um die Schaltfunktion durchzuführen, ist ein Betätigungsteil 46 vorgesehen. Der Betätigungsteil ist zur schwenkbaren Bewegung in dem Deckelteil 16 so angeordnet, daß er um einen Schwenkzapfen 48 verschwenkbar ist. Der Betätigungsteil 46 ist mit einem Schulterteil 50 unterhalb des Schwenkzapfens 48 ausgebildet, und ein Federbetätigungsteil 52 ist unter der Schulter 50 angeordnet. Wie aus den Fig. 1 und 2 zu erkennen, ist der Federbetätigungsteil 52 längs einer Diagonalen des rautenförmigen Bereichs angeordnet, der durch die vorstehenden Arme der Federn 30 und 32 zwischen den spulenförmigen Teilen 34 und 40 gebildet ist. Der Betätigungsteil 52 ist mit einem oberen Teil zur Kontaktierung des oberen Arms der Federn 30 und 32 ausgebildet, und ein unterer Teil ist vorgesehen, um mit den unteren Ar-5 men der Federn 30 und 32 in Kontakt zu treten. Der Schal-
ter 10 ist mit einem Paar von Drahtfedern 54 und 56 ausgebildet, welche auf die Schulter 50 einwirken, um den Betätigungsteil 46 in einer neutralen Stellung zu halten, wobei die Enden der Federn 54 und 56 gegen Vorsprünge des Deckelteils 16 drücken.
Die Fig. 4A bis 4C zeigen,wie der Schalter 10 eingesetzt werden kann, damit er als Momentkontaktschalter mit zwei Stellungen und zwei Polen als Reversierschalter eingesetzt werden kann. Fig. 4A zeigt den Schalter 10 in seiner neutralen Stellung. Der Schalter 10 ist mit einem elektrischen Stromkreis über einen Gleichstrommotor 58 für zwei Richtungen und eine Batterie 60 verbunden. Bei der Batterie 60 kann es sich beispielsweise um eine Kraftfahrzeugbatterie handeln, wobei der Motor 58 der Antriebsmotor für eine Scheibe sein kann. In jedem Falle ist die Anode der Batterie mit dem Pfosten 24 verbunden, während die Kathode der Batterie 60 mit der Erde verbunden ist. Der Motor 58 ist mit den Vorsprüngen 20 und 26 verbunden. Die Vor-
Sprünge 18 und 28 sind geerdet. Zusätzlich sind die Vorsprünge 22 und 24 miteinander elektrisch verbunden, beispielsweise durch ein leitendes Kissen 62, welches an der unteren Fläche des Basisteils 14 befestigt ist.
In Fig. 4A ist der Schaltteil 46 in seiner neutralen
Stellung gezeigt, das Federende 38 ist mit dem Pfosten 28 in elektrisch leitender Verbindung und die Feder 42 mit dem Pfosten 18 in Kontakt, während die Enden 36 und 44 nicht mit den Pfosten 24 und 22 in Kontakt sind. Unter dieser Bedingung des Schalters 10 ist kein Stromweg von der Batterie 60 über den Motor 58 geschlossen.
Die Fig. 4B zeigt die Bedingungen, die entstehen, wenn der Schaltteil 46 nach rechts (bei Blickrichtung nach den Fig. 1 und 3) umgelegt worden ist, so daß der Federbetätigungsteil 52 nach links verschwenkt wird.
In dieser Lage sind die Federenden 36 und "+2 mit ihren entsprechenden Vorsprüngen 24 und 18 außer Eingriff, während die Federenden 3 8 und 44 in Kontakt mit den entsprechenden VorSprüngen 28 und 22 sind. Wie durch die Pfeile in Fig. 4 B gezeigt, kann ein Strom von der Anode der Batterie 60 zu dem Pfosten 24 fließen, von dort durch das Kissen 62 zum Pfosten 22, durch das Federende 44 der Feder 32 zu dem Vorsprung 26, durch den Motor 58 in einer ersten Richtung, zu dem Vorsprung 20 und zu dem Ende 38 der Feder 30 und von dort durch den Pfosten 28 zur Erde. Der Motor 58 wird auf Grund dieser Konstellation in einer ersten Richtung angetrieben.
Fig. 4C erläutert die Bedingungen, die vorliegen, wenn der Schaltteil 46 bei Blickrichtungen der Fig. 1 und 3 nach links umgelegt worden ist, so daß der Federbetätigungsteil 52 nach rechts gedrückt wird. In diesem Zustand haben die Federenden 38 und 44 keine Verbindung mit dem Vorsprüngen 28 und 22, wohingegen die Enden 36 und 42 mit den entsprechenden Pfosten 24 und 18 inKontakt sind. Den Pfeilen folgend ist ein Stromkreis geschlossen, der von der Anode der Batterie 60 zum Pfosten 24, durch die Federenden 36 zum Pfosten 20, durch den Motor 58 in einer zweiten Richtung, zum Pfosten 26, durch das Federende 42, durch den Pfosten 18 zur Erde
5 führt. Entsprechend dreht sich der Motor 58 in einer
zweiten Richtung.
In der vorangehend beschriebenen Ausführungsform üben die Torsionsfedern 30 und 32 eine Zentrierwirkung auf den Betätigungsteil 46 aus, so daß die Federenden 54 und 56, falls dies gewünscht sein sollte, weggelassen werden könnten.
Zur betriebssicheren Schalterbetätigung, ohne daß Süberkontakte verwendet werden, ist eine hohe Kontaktkraft und ein Kontaktwischen zwischen den Endkontakt-5 pfosten und den Federkontaktarmen erforderlich. Entspre-
chend sind die Pfosten 18, 22, 24 und 28 mit einer Nut ausgebildet, in welcher sie durch die entsprechenden Schaltenden so kontaktiert werden, daß eine Wischkontaktierung erreicht wird, wenn der Federbetätigungsteil 52 die Federenden aus der Nut herausdrückt und auch wenn die die Feder vorspannende Kraft die Feder in die Nut hineindrückt.
Eine zweite Ausführungsform eines Momentkontaktschalters ist in den Fig. 5 bis 8 gezeigt. Diese Ausführungsform weicht von der bisher geschilderten Ausführungsform dadurch ab, daß die Torsionsfedern eine geradlinige oder gestreckte Ausführungsform haben Cd.h. daß sie nicht einander kreuzen), und daß die Ausgestaltung des Betätigungsteils entsprechend verändert worden ist. Demzufolge weist der Schalter 70 ein Gehäuse 72 mit einem Basisteil 74 auf, der mit einem Abdeckteil 76 abgedeckt ist. Eine Mehrzahl elektrisch leitender Pfosten 7 8 bis 88 erstreckt sich durch den Basisteil 74 in den Innenraum des Gehäuses 72 hinein. Diese Pfosten 7 8 bis 88 können in irgendeiner gewünschten Art und Weise am Basisteil 74 befestigt sein. Der Teil der Pfosten 7 8 bis 88 erstreckt sich von dem Schalter 70 nach außen und wird zur Verbindung der Schalter 70 mit der entsprechenden Schaltung verwendet. Die Teile der Pfosten 7 8 bis 8 8 im Inneren des Gehäuses 72 werden als feste Schaltkontakte verwendet. Die bewegbaren Schaltkontakte sind die Torsionsfedern 90 und 92. Die Torsionsfeder 90 weist einen mittleren Spulenteil 94 auf, welcher an dem Pfosten 80 befestigt ist. In entsprechender Weise ist die Torsionsfeder 92 mit einem mittleren Spulenteil 96 ausgebildet, der auf dem Pfosten 86 angeordnet ist. Die Feder 90 weist Enden 98 und 100 auf, die sich von dem mittleren Spulenteil 94 nach außen erstrecken und in Richtung auf die Pfosten 78 und 82 vorgespannt sind. In entsprechender Weise erstrecken sich die Enden 102 und
104 der Feder 92 nach außen von dem mittleren Teil 96 her gesehen und sind in Richtung auf die Pfosten 84 und 88 vorgespannt. Die Pfosten 78, 82, 84 und 88 sind mit Nuten im Kontaktbereich mit den zugehörigen Federenden ausgebildet.
Um die Schaltfunktion durchzuführen, ist der Schalter 70 mit einem Betätigungsteil 106 versehen, der zur schwenkbaren Bewegung um einen Zapfen 108 ausgebildet ist. Der Betätigungsteil 106 ist mit einer Schulter 110 zur Zusammenarbeit mit einem Paar von Zentrierungsfedern 112 und 114 ausgebildet. Der Kontaktteil 106 weist außerdem einen länglichen Federbetätigungstexl 116 auf, welcher an seinen Enden ein Paar von mit Nocken ausgebildeten Betätigungsteilen 118 und 120 aufweist, welche sich zwischen den entsprechenden Paaren der Federenden befinden und in Funktion treten, wenn sie nach unten bewegt werden, um die entsprechenden Federenden aus den Kontakt mit den entsprechenden Pfosten herauszubringen, und welche, wenn sie nach oben bewegt werden, den entsprechenden Federenden einen Kontakt mit den entsprechenden Pfosten ermöglichen. In der neutralen Lage ermöglichen die Teile 118 und 120 lediglich einem der Federenden einen Kontakt mit dem entsprechenden Vorsprung oder Pfosten. Die Wirkungsweise ist in den Fig. 8A bis 8C erläutert.
Fig. 8A zeigt den Schalter 70, welcher mit einem elektrischen Stromkreis mit einem Reversier-Gleichstrommotor 122 und einer Batterie 124 verbunden ist. Die Anode der Batterie 124 ist mit dem Pfosten 78 verbunden, welcher mit dem Pfosten 88 durch einen leitenden Teil 126 verbunden ist, der sich an der Unterseite des Basisteils 74 befindet. Der Motor 122 ist mit den Pfosten 80 und 86 verbunden. Wie in Fig. 8A gezeigt, befindet sich der Betätigungsteil 106 in seiner Mittel- oder neutralen 5 Lage, es handelt sich um diejenige Stellung, die gegeben
mit
ist, wenn die Federenden 102/dem Pfosten 84 und das Federende 100 mit dem Pfosten 82 verbunden ist, während die Federenden 9 8 und 104 nicht mit den entsprechenden Pfosten 78 und 88 verbunden sind. Entsprechend fließt kein Strom von der Batterie 124 zum Motor 122.
Bei der in Fig. 8B gezeigten Lage ist der Betätigungsteil 106 nach rechts verschwenkt worden (bei Blickrichtung nach Fig. 5 und 7), und das Federende 9 8 ist mit dem Pfosten 78 in Verbindung. Das Gleiche trifft für das Federende 102 und den Pfosten 84 zu, während die Federenden 100 und 104 nicht mit den Pfosten 82 und 88 verbunden sind. Unter dieser Bedingung fließt, wie durch die Pfeile gezeigt, ein Strom von der Anode der Batterie 124 über den Motor 122 zur Erde.
Bei der in Fig. 8C gezeigten Lage ist der Schaltteil 106 nach links verschwenkt worden (bei Blickrichtung der Fig. 5 und 7). Das Federende 100 ist mit dem Pfosten 82, das Federende 104 mit dem Pfosten 88 in Kontakt, während die Federenden 9 8 und 102 außer Kontakt mit den Vorsprüngen 78 und 84 sind. Unter diesen Bedingungen fließt, wie durch die Pfeile gezeigt, von der Batterie 124 ein Strom über den Motor 122.

Claims (9)

WIEGAND . NIEMANN. European Patent Attorneys W. 29374/84· 20/Ne MÖNCHEN DR. M. KÖHLER DR. E WIEGAND t (1932-1980) HAMBURG DIPL-ING. J. GLAESER DIPL-ING. W. NIEMANN t (1937-1982) KONIGSTRASSE 28 D-2000 HAMBURG 50 TELEFON (040) 381233 TaEGRAMME: KARPATENT TaEX 212979 KARP D 11. Oktober 1984 Patentansprüche
1. Momentkontaktschalter mit einem Gehäuse, einer t
Mehrzahl elektrisch leitender Anschlüsse mit Zapfen oder Stutzen, die sich in das Gehäuse hineinerstrecken, einem elektrisch leitenden Torsionsfederelement mit einem mittleren Spulenteil und ersten und zweiten Enden, welche von dem Spulenteil vorstehen, wobei der mittlere Spulenteil an einem ersten der Pfosten angeordnet ist und die ersten und zweiten Enden in Richtung auf einen Kontakt mit dem zweiten und dritten Pfosten vorgespannt sind, und mit einem Betätigungsteil, der zur schwenkbaren Bewegung im Gehäuse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn der Betätigungsteil sich in der neutralen Stellung befindet, das erste Federende mit dem zweiten Pfosten in Kontakt und das zweite Federende außer Kontakt mit dem dritten Pfosten gehalten ist; wenn der Betätigungsteil in der einen Richtung aus der neutralen Lage heraus verschwenkt worden ist, das
erste Federende außer Kontakt mit dem zweiten Pfosten und das zweite Federende mit dem dritten Pfosten in Berührung ist und, wenn der Betätigungsteil in der anderen Richtung aus der neutralen Lage herausgeschwenkt worden
und ist, das erste Federende mit dem zweiten Pfosten in Kontakt/ das zweite Federende außer Kontakt mit dem dritten Pfosten angeordnet ist, und wobei elektrische Verbindungen zu den Pfosten vorhanden sind.
2. Momentkontaktschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten und dritten Pfosten jeweils mit einer Nut im Kontaktbereich mit den Federenden ausgebildet sind.
3. Momentkontaktschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von Pfosten weiterhin vierte, fünfte und sechste Pfosten umschließt, wobei eine zweite elektrisch leitende Torsionsfeder vorgese-
Spulenhen ist, deren mittlerer/teil an dem vierten Pfosten und deren erste und zweite Enden von dem Federteil wegstehen und in Richtung auf einen Kontakt mit den fünfen und sechsten Pfosten angeordnet sind, wobei der Betätigungsteil weiterhin so ausgebildet ist, daß,
wenn der Betätigungsteil sich in der neutralen Stellung befindet, das erste Ende der zweiten Torsionsfeder mit dem fünften Pfosten und das zweite Ende außer Kontakt mit dem sechsten Pfosten angeordnet ist,
wenn der Betätigungsteil in die eine Richtung verschwenkt worden ist, das erste Ende der zweiten Torsionsfeder mit dem fünften Pfosten und das zweite Ende außer Kontakt mit dem sechsten Pfosten angeordnet ist, und
wenn der Betätigungsteil in der anderen Richtung aus der neutralen Stellung verschwenkt ist, das erste Ende der zweiten Torsionsfeder außer Kontakt mit dem fünften Pfosten und das zweite Ende mit dem sechsten 5 Pfosten in Kontakt angeordnet ist,
wobei elektrische Verbindungen zu den Pfosten vorhanden sind.
4. Momentkontaktschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten, dritten, fünften und sechsten Pfosten jeweils mit einer Nut im Bereich des Kontakts mit den entsprechenden Federenden ausgebildet ist.
5. Momentkontaktsehalter mit einem Gehäuse, sechs elektrisch leitenden Anschlußpfosten, die sich in das Gehäuse hineinerstrecken, wobei die Pfosten im wesentlichen parallel zueinander und linienmäßig angeordnet sind, wobei drei zu jeder Seite einer senkrecht zur Längsachse der Pfosten angeordneten Linie ausgebildet sind, mit einem Paar elektrisch leitender Torsionsfederelemente, die jeweils einen zylindrischen Spulenteil und erste und zweite Enden aufweisen, die von dem Spulenteil vorstehen, wobei die Spulenteile auf dem Mittelpfosten an einer entsprechenden Seite der erwähnten Linie angeordnet sind,und die ersten und zweiten Enden der Spulenfedern in Richtung auf Kontaktberührung mit entsprechenden Pfosten auf der entsprechenden Seite der Linie vorgespannt sind, und mit einem Betätigungsteil, der an dem Gehäuse zur Bewegung aus einer neutralen Stellung heraus zu einer von zwei Seiten angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsteil so angeordnet ist, daß, wenn er sich in der neutralen Stellung befindet, das eine Federende j eder Feder mit einem eines Paares von diagonal gegenüberliegenden Endpfosten in elektrisch leitender Verbindung ist und die anderen Federenden jeder Feder außer Kontakt mit den
Pfosten des anderen .. _ ..,_■,. entsprechenden / Paares der diagonal gegenüberliegenden Endpfosten angeordnet ist,
wenn der Betätigungsteil in eine erste Richtung aus der neutralen Stellung herausbewegt ist, die Federenden, die mit den Endpfosten an einem Ende der Linie
angeordnet sind, mit den Endpfosten in Kontakt sind und die Federenden, die den Endpfosten an dem anderen Ende der Reihe zugeordnet sind, außer Kontakt mit den entsprechenden Pfosten angeordnet sind, und wenn der Betätigungsteil in der zweiten Richtung aus der neutralen Stellung herausbewegt ist, die Federenden, die mit den Endpfosten an dem anderen Ende der Reihe angeordnet sind, mit den entsprechenden Endpfosten in Kontakt sind,und die Federenden, die den Endpfosten an dem anderen Ende der Reihe zugeordnet sind, außer Kontakt mit den entsprechenden Endpfosten angeordnet sind, wobei elektrische Verbindungen zu den Pfosten vorgesehen sind.
6. Momentkontaktschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Federelement einen mittleren Spulenteil auf einem entsprechenden Mittelpfosten an der einen Seite der Linie aufweist, und daß ihre Enden sich über diese Linie erstrecken und mit den entsprechenden Endpfosten an der anderen Seite der Linie zusammenwirken.
7. Momentkontaktschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente sich in ihrer Gesamtheit auf der einen Seite der Linie befinden.
8. Momentkontaktschalter nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Betätigungsteil zur Schwenkbewegung um eine Achse senkrecht zu dieser Linie angeordnet ist.
9. Momentkontaktschalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Endpfosten mit einer Nut in dem Bereich des Kontakts mit den entsprechenden Federenden ausgebildet sind.
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