DE3925152A1 - Elektrischer schalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 3.

Die Lebensdauer der aus der Praxis bekannten elektrischen Schalter wird insbesondere durch Abbrandrückstände an den Kontaktelementen begrenzt. Diese Abbrandrückstände sind haupt­ sächlich eine Folge der bei öffnenden Kontaktelementen zwi­ schen deren Kontatkflächen auftretenden Schaltlichtbögen und der bei schließenden Kontaktelementen zwischen deren Kon­ taktflächen aufgrund von Prellschwingungen auftretenden Prell-Lichtbögen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen elektrischen Schalter der eingangs genannten Art zu schaffen, dessen Lebensdauer durch Abbrandrückstände an den Kontaktelementen nicht begrenzt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Kennzeichen des Patentanspruchs 1 bzw. 3 gelöst.

Beim Ein- und Ausschalten des erfindungsgemäßen Schalters wird nach Zurücklegen einer ersten Schaltstrecke der Kontakt beider Kontaktelemente mittelbar über das Hilfskontaktelement hergestellt bzw. gelöst und somit der Stromkreis geschlossen bzw. geöffnet, wobei die beschriebenen Lichtbögen auftreten können. Folglich entstehen keine Lichtbögen zwischen den (eigentlichen) Kontaktflächen der Kontaktelemente bzw. der Kontaktbrücke, wenn diese Kontaktflächen sich nach Zurücklegen einer zweiten Schaltstrecke berühren bzw. voneinander lösen.

Die Lichtbögen und der daraus resultierende Abbrand treten nur zwischen den Berührungsflächen des Hilfskontaktelementes und des gegenüberliegenden Kontaktelementes bzw. der Kontakt­ brücke auf und werden auf diese Weise von den für die Lebens­ dauer des Schalters entscheidenden (eigentlichen) Kontakt­ flächen mit dem Ergebnis einer längeren Leben dauer fernge­ halten. Außerdem werden Silber- oder Goldüberzüge nicht ab­ getragen oder durchschlagen, so daß der Spannungsabfall über den Kontaktelementen auf einem kontant niedrigen Wert bleibt.

Vorzugsweise ist an jedem Kontaktelement ein Hilfskontakt­ element befestigt. Dadurch wird das Auftreten von Lichtbögen an beiden (eigentlichen) Kontaktstellen verhindert, auch wenn beispielsweise die Kontaktbrücke ungenau geführt und sich deshalb in Schrägstellung, d. h. mit unterschiedlichen Ab­ ständen den beiden Kontaktelementen annähert bzw. sich von diesen entfernt.

Zur weiteren Erhöhung der Lebensdauer des erfindungsgemäßen Schalters kann jedes Hilfskontaktelement lösbar, vorzugsweise im Kraftschluß, am jeweiligen Kontaktelement befestigt sein. Vorteilhafterweise ist jedes Hilfskontaktelement aus einem gegen insbesondere Abbrand widerstandsfähigem Material, bei­ spielsweise Federstahl, hergestellt. Dadurch wird die Lebens­ dauer des erfindungsgemäßen Schalters noch weiter erhöht.

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Aus­ führungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Schalters gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung der Schaltelemente des Schal­ ters nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Draufsicht des Schalters nach Fig. 1, und

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in Fig. 3.

Der erfindungsgemäße Schalter 1 ist gemäß Fig. 1 als Ge­ triebeschalter ausgebildet und dazu vorgesehen, den Rückfahr­ scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs ein- und auszuschalten, wenn der Rückwärtsgang eingelegt bzw. herausgenommen wird.

Der Schalter 1 umfaßt ein Gehäuse 2, das an seinem unteren Ende mit einer unteren Vertiefung 3 und seinem oberen Ende mit einer oberen Vertiefung 4 versehen ist. Kontaktelemente 5 in Form von flachen Kontaktstiften durchsetzen Durchgangs­ kanäle im Gehäuse 2, wobei sie sich durch die obere Vertiefung 4 bis unmittelbar unterhalb des oberen Gehäuserandes 6 er­ strecken und um ein vergleichsweise geringes Maß von einer Erhebung 7 des Bodens 8 der unteren Vertiefung 4 aus in die­ selbe hineinragen. Die obere Vertiefung 4 mit den darin be­ findlichen oberen Enden der Kontaktstifte 5 ist zur Aufnahme eines nicht gezeigten Steckers mit Verbindungskabel für den Anschluß an den nicht gezeigten Rückfahrscheinwerfer vorge­ sehen.

Das Gehäuse 2 ist so ausgebildet, daß es mit seinem unteren, die Vertiefung 3 aufweisenden Teil in einer Einsenkung 9 des Schraubenkopfes 10 einer Schraube 11 eingesetzt werden kann. Im eingesetzten Zustand ist der untere Gehäuse-Rand 12 von einem Absatz 13 der Einsenkung 9 abgestützt. Die Schraube 11 ist zum Einschrauben in ein nicht gezeigtes Getriebegehäuse vorgesehen. Ein Stößel 14, der beim Einlegen des Rückwärts­ ganges betätigt wird, durchsetzt eine Bohrung 15 im Schrauben­ kopf 10 und im Schraubenbolzen 16 der Schraube 11. Der Stößel 14 ist länger als die Bohrung 15 und umfaßt ein oberes, hohl ausgebildetes Teilstück 17 und ein unteres Teilstück 18, be­ stehend aus einem oberen Abschnitt 19 und einem unteren Ab­ schnitt 20. Beide Teilstücke 17, 18 sind axial gegeneinander bewegbar. Zu diesem Zweck ragt das untere Teilstück 18 mit seinem oberen Abschnitt 19 in das obere Teilstück 17 hinein und ist an dessen Kopfende mittels einer Druckfeder 21 abge­ stützt. Der obere Abschnitt 19 weist einen kleineren Durch­ messer als der untere Abschnitt 20 und dieser wiederum einen kleineren Durchmesser als das obere Teilstück 17 auf. Eine Stufe 22 in der Bohrung 15 dient als Anschlag für das obere Teilstück 17 und begrenzt die Bewegung des Stößels 14 nach unten. Eine Dichtungsscheibe 23 ist innerhalb der Einsenkung 9 zur Abdichtung der Bohrung 15 gegenüber der unteren Ver­ tiefung 3 angeordnet.

Innerhalb der unteren Vertiefung 3 ist an jedem Kontaktelement 5 ein Hilfskontaktelement 24 im Kraftschluß befestigt. Jedes Hilfskontaktelement 24 ist aus Federstahl hergestellt und umfaßt zwei im wesentlichen V-förmige Teile 25, 26, die sich in zwei um 90° versetzten Ebenen erstrecken. Das V-förmige Teil 25 ist innerhalb einer Kanalerweiterung 27 des vom je­ weiligen Kontaktelement 5 durchsetzten Durchgangskanals derart angeordnet, daß sich seine beiden Schenkel am Kontaktelement 5 und einer Wandung 28 der Kanalerweiterung 27 federnd ab­ stützen. Das V-förmige Teil 26 ist außerhalb der Kanalerwei­ terung 27 angeordnet und erstreckt sich parallel zur Ebene des jeweiligen Kontaktelementes 5, wobei seine Scheitelstelle 29 entfernt vom und sein freies Ende 30 nahe dem Kontakt­ element 5 in einer Ebene angeordnet ist, die weiter als das freie Ende des Kontaktelementes 5 vom Boden 8 der Vertiefung 3 entfernt ist.

Ferner ist in der unteren, kreisförmigen Vertiefung 3 eine ebenfalls kreisförmige, als Platte ausgebildete Kontaktbrücke 31 in Längsrichtung L des Gehäuses 2 verschiebbar angeordnet.

Zwischen dem Boden 8 und der Kontaktbrücke 31 befindet sich eine spiralförmige Druckfeder 32.

Die Funktion des erfindungsgemäßen Schalters ist wie folgt:
Beim Einlegen des Rückwärtsganges wird durch ein entspre­ chendes Getriebeteil der mit seinem unteren Ende in das Ge­ triebe hineinragende Stößel 15 der Schraube 11 unter ent­ sprechender Mitnahme der Dichtungsscheibe 23 und der Kontakt­ brücke 31 gegen die Kraft der Druckfeder 32 in Richtung des Bodens 8 der Vertiefung 3 verschoben. Wie am besten in der schematischen Darstellung nach Fig. 2 zu erkennen ist, gelangt die Kontaktbrücke 31 nach Zurücklegen einer ersten Schalt­ strecke a in Kontakt mit beiden Hilfskontaktelementen 24, so daß der Stromkreislauf über diese und damit die Kontakt­ elemente 5 geschlossen wird und der Rückfahrscheinwerfer brennt. Abbrandrückstände insbesondere als Folge von Prell­ schwingungen der Kontaktbrücke 31 gegenüber den Hilfskontakt­ elementen 24 treten an den Berührungsflächen dieser beiden Schaltelemente 24, 31 auf und werden auf diese Weise von den eigentlichen Kontaktflächen 33 der Kontaktelemente 5 und der Kontaktbrücke 31 ferngehalten.

Bei weiterer Verschiebung des Stößels 15 und damit der Kon­ taktbrücke 31 gegen die Kraft der Druckfeder 32 und der Kraft der ausweichenden Hilfskontaktelemente 24 wird nach Zurück­ legen der zweiten Schaltstrecke b der Kontakt zwischen den eigentlichen Kontaktflächen 33 hergestellt. Falls der Stößel 15 trotz des bereits erfolgten Kontaktes zwischen den Kontakt­ elementen 5 und der Kontaktbrücke 31 weiter verschoben wird, beispielsweise wegen einer den Abstand zwischen diesen Schalt­ elementen 5, 31 bei ausgeschaltetem Schalter - siehe Fig. 1 - übersteigenden Länge, dann schiebt sich sein unteres Teil­ stück 18 gegen die Kraft der Feder 21 in sein oberes Teilstück 17 hinein. Dadurch wird die Länge des Stößels 15 ver­ kürzt und eine Beschädigung des Schalters vermieden. Da die Kontaktflächen 33, wie bereits erwähnt, frei von Abbrandrück­ ständen und auch anderen, die Kontakte nachteilig beeinflus­ senden Veränderungen sind, gewährleisten sie einen einwand­ freien Kontakt, wenn nach längerer Betriebszeit die Berüh­ rungsflächen zwischen den Hilfskontaktelementen 24 und der Kontaktbrücke 31 Abbrandrückstände und andere Veränderungen aufweisen.

Wenn der Rückwärtsgang herausgenommen wird, läuft der vorbe­ schriebene Vorgang in umgekehrter Reihenfolge ab. Auch in diesem Fall treten Abbranderscheinungen, die insbesondere eine Folge von Schaltlichtbögen sind, lediglich an den Berüh­ rungsflächen zwischen den Hilfskontaktelementen 24 und der Kontaktbrücke 31, nicht jedoch an den eigentlichen Kontakt­ flächen 33 auf. Auf diese Weise wird die Lebensdauer des Schalters erheblich verlängert. Zum gleichen Zweck können die Hilfskontaktelemente 24, sobald sie zu starke Abbrander­ scheinungen aufweisen, infolge ihrer Kraftschlußbefestigung an den Kontaktelementen 5 leicht aus den Kanalerweiterungen 27 herausgezogen und gegen neue Hilfskontaktelemente 24 aus­ getauscht werden.

Claims (9)

1. Elektrischer Schalter mit zwei Kontaktelementen, die re­ lativ zueinander bis zur gegenseitigen Berührung ihrer Kon­ taktflächen und zurück bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß an wenigstens einem Kontaktelement (5) ein über dessen Kontaktfläche (33) in Richtung des anderen Kontaktelementes (5) mit einem bestimmten Uberstand (b) überstehendes, federnd bewegbares Hilfskontaktelement (24) befestigt ist, dessen Federkraft kleiner als die die gegenseitige Annäherung der beiden Kontaktelemente (5) bewirkende Beaufschlagungskraft und dessen Federweg mindestens gleich dem Uberstand (b) ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kontaktelement (5) stationär und das andere Kontaktelement (5) bewegbar ist.

3. Elektrischer Schalter mit zwei stationären Kontaktelementen und einer bewegbaren Kontaktbrücke, die in Richtung der beiden Kontaktelemente bis zur Berührung mit deren Kontaktflächen und zurück bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an we­ nigstens einem Kontaktelement (5) ein über dessen Kontakt­ fläche (33) in Richtung der Kontaktbrücke (31) mit einem be­ stimmten Überstand (b) überstehendes, federnd bewegbares Hilfskontaktelement (24) befestigt ist, dessen Federkraft kleiner als die die Annäherung der Kontaktbrücke (31) an die beiden Kontaktelemente (5) bewirkende Beaufschlagungskraft und dessen Federweg mindestens gleich dem Überstand (b) ist.

4. Schalter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß an jedem Kontaktelement (5) ein Hilfskontaktelement (24) befestigt ist.

5. Schalter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß jedes Hilfskontaktelement (24) lös­ bar am jeweiligen Kontaktelement (5) befestigt ist.

6. Schalter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Hilfskontaktelement (24) im Kraftschluß am jeweiligen Kon­ taktelement (5) befestigt ist.

7. Schalter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß jedes Hilfskontaktelement (5) aus einem gegen insbesondere Abbrand widerstandsfähigen Material hergestellt ist.

8. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Hilfskontaktelement (24) aus Federstahl hergestellt ist.

9. Schalter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der elektrische Schalter als Ge­ triebeschalter (1) ausgebildet ist.