DE4122747C2 - - Google Patents
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- DE4122747C2 DE4122747C2 DE19914122747 DE4122747A DE4122747C2 DE 4122747 C2 DE4122747 C2 DE 4122747C2 DE 19914122747 DE19914122747 DE 19914122747 DE 4122747 A DE4122747 A DE 4122747A DE 4122747 C2 DE4122747 C2 DE 4122747C2
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- H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
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- H01H1/26—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with resilient mounting with spring blade support
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Mehrstufen
schalter mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs
1 und des nebengeordneten Patentanspruchs 2.
Ein Mehrstufenschalter mit diesen Merkmalen ist bekannt (DE-OS
23 23 403). Er hat einen einzigen elastisch biegbaren Schalt
kontakt, der auf einem gehäusefesten Träger aufliegt und so be
festigt ist, daß er in dem Bereich zwischen den Befestigungs
stellen von dem Träger abgehoben werden kann, wobei jedoch sei
ne Länge geringfügig die des Trägers überschreitet. Daraus re
sultiert eine lokale Ausbeulung des Schaltkontakts von dem Trä
ger weg. Die Kuppe dieser Ausbeulung bildet den beweglichen
Kontaktbereich des Schaltkontakts. Dieser wird mittels eines
linear bzw. rotatorisch gleitend entlang dem Schaltkontakt be
wegbaren Betätigungsteils, das wenigstens eine die Ausbeulung
beidseits umfassende Aussparung hat, entlang dem Träger geführt
und dabei mit korrespondierenden Festkontakten, die über den
Längs- bzw. Bogenverlauf des Schaltkontakts diesem gegenüber
stehend verteilt sind, elektrisch kontaktiert.
Der Schaltkontakt ist streifenförmig ausgeführt, so daß eine
Linienberührung zwischen der Kuppe und den jeweils kontaktier
ten Festkontakten erzielt werden kann. In der beschriebenen
Konfiguration des Mehrstufenschalters liegt bei Schaltvorgängen
eine Mischung aus abhebender und gleitender Kontaktierung vor,
weil die Kuppe der Ausbeulung über die Festkontakte abgerollt
wird. Im Grenzbereich des Ausschaltens ergeben sich dabei Über
gänge mit nur geringfügigen abnehmenden Überlappungen zwischen
Schalt- und Festkontakt, was bekanntlich bei höheren Schalt
strömen zu Kontaktschäden durch Lichtbogenbildung und Kontakt
abbrand führen kann.
Außerdem wird der Schaltkontakt nicht direkt an die Festkon
takte angedrückt.
Die DE-AS 11 83 162 beschreibt einen weiteren Mehrstufenschal
ter mit einem einstückig aus biegbarem, leitfähigem Flachmate
rial gefertigten Schaltkontakt mit etwa handförmigem Grundriß,
der einseitig - im Bereich der "Handwurzel" - eingespannt ist
und an dessen von der Einspannung abragender Seite mehrere Kon
taktfinger unterschiedlicher Länge angeformt sind, denen in dem
Gehäuse des Schalters je ein Festkontakt gegenübersteht. Die
Festkontakte sind treppenartig auf unterschiedlichen Höhen
niveaus angeordnet, so daß bei Druckbelastung des Schaltkon
takts - im Bereich des "Handtellers" - durch ein senkrecht zur
Ebene des Schaltkontakts bewegliches Betätigungsglied in Rich
tung auf die Festkontakte dessen Kontaktfinger bei stetiger
Erhöhung des wirkenden Drucks nacheinander mit den jeweils zu
geordneten Festkontakten in elektrischen Kontakt bringbar sind.
Bei Nachlassen des auf den Schaltkontakt aufgebrachten Drucks
werden die Schaltfinger von ihren korrespondierenden Festkon
takten ausschließlich durch die Eigenelastizität von dessen
Material abgehoben.
Ein weiterer Mehrstufenschalter mit einem beidseitig eingespann
ten bandförmigen Schaltkontakt (DE-OS 22 17 445) hat für jede
Schaltstufe ein eigenes, jeweils senkrecht auf den Schaltkontakt
in Richtung auf einen jenseits angeordneten Festkontakt einwir
kendes Betätigungsteil in Form von Schalttasten.
Es ist auch ein elektrischer Mehrstufenschalter bekannt (DE-AS
11 22 606), bei dem eine federbelastete Kugel mittels eines
Betätigungsglieds als Schaltkontakt bewegbar ist, mit dem Stec
kerstifte von an den Schalter anzuschließenden Leitungen als
Festkontakte unmittelbar korrespondieren, die in längs der Be
wegungbahn des Schaltkontakts in dem Schaltergehäuse angeordne
te Steckaufnahmen einsteckbar sind.
Schließlich ist auch ein Schiebeschalter bekannt (DE 23 56 501
A1), mittels dessen manuell verschiebbaren Betätigungsteils
eine federbelastete Kugel als Schaltkontakt unmittelbar mit
mehreren jeweils paarweise angeordneten und über die Kugel kurz
schließbaren Festkontakten kontaktierbar ist.
Es ist auch bekannt, bei Kippschaltern (DE 30 24 510 A1, DE
35 38 380 A1) ein schnelles Schalten der Schaltkontakte zum Ver
hindern von Lichtbögen und Kontaktabbrand zu erreichen, indem
die Schaltkontaktträger an Knickstellen in geeigneter Weise ab
gewinkelt werden. Dadurch werden die Schaltkontakte selbst aus
gehend von einer Ruhestellung bei der Betätigung der Schalter
mittels eines endseitig über den Träger streichenden Stößels
oder dgl. beschleunigt auf ihre korrespondierenden Festkontakte
aufgesetzt bzw. von diesen wieder abgehoben.
Die Erfindung hat die Aufgabe, einen gattungsgemäßen elektri
schen Mehrstufenschalter im Hinblick auf die Kontaktsicherheit
zu verbessern.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patent
anspruchs 1 und des nebengeordneten Patentanspruchs 2 erfindungs
gemäß gelöst.
In beiden Varianten wird der Schaltkontakt lediglich einseitig
eingespannt, so daß sein anderes Ende frei ist.
In der ersten Variante, die als Schließerschalter ausgeführt
ist, wird der Schaltkontakt mittels einer Andruckeinrichtung
des Betätigungsteils sukzessive, ausgehend von seinem einge
spannten Ende, unmittelbar mit den Festkontakten elektrisch
kontaktiert, indem diese ihn von seiner von den Festkontakten
abgewandten Seite her an die Festkontakte andrückt.
Hierbei ist der Schaltkontakt vorzugsweise von
den Festkontakten hinweg federnd vorgespannt.
In der zweiten Variante, die als Öffnerschalter ausgeführt ist,
wird der Schaltkontakt mittels einer Abhebeeinrichtung, die
zwischen seine den Festkontakten zugewandte Seite und die Fest
kontakte selbst führbar ist, sukzessive, ausgehend von seinem
freien Ende, von den Festkontakten abgehoben, wobei er im Ruhe
zustand mit federnder Vorspannung an diesen anliegt.
Die kennzeichnenden Merkmale der Unteransprüche geben vorteil
hafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Mehrstufenschalter
an.
Besonders bevorzugt wird eine Kombination aus den beiden ge
nannten Varianten, in der der Schaltkontakt einerseits von ei
ner Andruckeinrichtung auf die Festkontakte niedergedrückt wird,
andererseits jedoch zum Abheben von den Festkontakten nicht auf
eine Federvorspannung zurückgegriffen wird, sondern der Schalt
kontakt ausgehend von seinem freien Ende mit einer mit der An
druckeinrichtung gekuppelten Abhebeeinrichtung zwangsläufig
abgehoben wird. Damit wird eine Zwangsführung des Schaltkontakts
in beiden Richtungen "Anlegen" und "Abheben" erreicht.
Hierbei kann der Schalter je nach der Ausgangsstellung seines
Betätigungsteils sowohl als Öffner- als auch als Schließerschal
ter betrachtet werden.
Es versteht sich, daß die begrenzte Bewegungsbahn des Betäti
gungsteils sowohl geradlinig als auch gekrümmt sein kann, so
daß entweder ein Schiebe- oder ein Drehschalter realisiert wer
den kann.
Für schnelles Schalten des Schaltkontakts kann dieser vorteil
haft mehrfach - entsprechend der Anzahl der Schaltstufen - an
Knickstellen abgewinkelt sein, so daß für jede Schaltstufe der
an sich bekannte Vorteil der Übersetzung der Bewegung des Be
tätigungsteils am Schaltkontakt in Schnelle zur Geltung kommt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile gehen aus der Zeichnung meh
rerer Ausführungsbeispiele und deren sich hier anschließender
eingehender Beschreibung hervor.
Es zeigen in schematisierter Darstellung
Fig. 1 eine erste Variante des Mehrstufenschalters mit
Schließerfunktion, in welcher ein Schaltkontakt in
Gestalt einer langgestreckten Biegefeder aus Blech
material verwendet wird, in der Ausschaltstellung,
Fig. 2 den Mehrstufenschalter aus Fig. 1 in einer Ein
schaltstellung,
Fig. 3 eine zweite Variante des Mehrstufenschalters mit
Schließerfunktion, in welcher ein Schaltkontakt in
Gestalt einer langgestreckten Biegefeder aus Blech
material mit Knickstellen verwendet wird, in der
Ausschaltstellung,
Fig. 4 den Mehrstufenschalter aus Fig. 3 in einer Ein
schaltstellung,
Fig. 5 eine gegenüber Fig. 4 um 90° gedrehte Schnittan
sicht aus Fig. 4,
Fig. 6 eine dritte Variante eines Mehrstufenschalters ana
log zu Fig. 1 mit einem in Stufen vorgeformten
Schaltkontakt,
Fig. 7 eine vierte Variante eines Mehrstufenschalters, in
der ausgehend von einer Anordnung wie nach Fig. 3
oder 4 die Andruckeinrichtung mit einer Abhebeein
richtung gekuppelt ist, so daß eine Zwangsführung
des Schaltkontakts sowohl beim Anlegen als auch
beim Abheben erreicht wird,
Fig. 8 eine fünfte Variante eines Mehrstufenschalters mit
Öffnerfunktion, in der der Schaltkontakt federnd in
Richtung auf die Festkontakte vorgespannt und mit
tels einer Abhebeeinrichtung des Betätigungsteils
von diesen abhebbar ist.
In Fig. 1 ist ein Mehrstufenschalter 1 in einer ersten Ausfüh
rungsform mit nur strichpunktiert angedeutetem Gehäuse 1′ dar
gestellt. Sein Betätigungsteil 2 ist um eine gehäusefeste Achse
3 mittels einer Handhabe 4 manuell schwenkbar. Das Betätigungs
teil 2 hat in der gezeigten Draufsicht etwa Kreissektorform; an
seinem von der Achse 3 abgewandten freien Ende 5 ist es mit ei
ner Andruckeinrichtung 6 in Gestalt einer einstückig angeform
ten, kreisbogenförmigen Führungsschiene 6S versehen, die winklig
von dem teilweise weggeschnittenen sektorförmigen Teil des Betä
tigungsteils - in die Zeichnungsebene hinein nach unten - abragt.
Die Führungsschiene wiederum trägt ein Andruckelement 7, das
vorzugsweise aus einem hochelastischen, gleitfähigen und verschleißfesten Kunststoff,
z. B. Polytetrafluorethylen (PTFE), Polyamid und dgl. - also ohne elektrische Kontakt
funktion - hergestellt ist.
Im Gehäuse 1′ ist ein Schaltkontakt 8, der aus einem gut lei
tenden, federnden und bogenförmig vorgeformten Blechstreifen
besteht, einseitig an einem Ende 8E fest eingespannt und elek
trisch über eine Leitung 8L anschließbar. Die Einspannung des
Schaltkontakts 8 befindet sich unterhalb der Ebene des sektor
förmigen Teils des Betätigungsteils 2 etwa auf dem durch den
Innenradius der Führungsschiene 6S bzw. dem Andruckelement 7
vorgegebenen Abstand von der Achse 3, von welchem der Schalt
kontakt 8 mit einem freien Ende 8F abragt.
Festkontakte 9, die vorzugsweise in an sich bekannter Weise
unmittelbar durch die zylindrischen Kontaktstifte von Steckern
gebildet sind, sind in Aufnahmen 10 - die nur als Halbschalen
angedeutet sind - des Gehäuses 1′ nur zu ihrer mechanischen
Halterung eingesteckt. Ferner sind an die Festkontakte 9 bzw.
an die Stecker angeschlossene Leitungen 11 angedeutet.
Die Aufnahmen 10 sind im Gehäuse entlang eines Kreisbogens an
geordnet, dessen Radius etwa dem Innenradius der Führungsschie
ne 6 des Betätigungsteils 2 entspricht bzw. etwas kleiner ist
als der Abstand der Einspannung des Schaltkontakts 8 von der
Achse 3. Sie liegen also auf einer Linie, die entlang der Be
wegungsbahn des Betätigungsteils 2 verläuft.
Ersichtlich ist der Mehrstufenschalter 1 hier ausgeschaltet,
denn der Schaltkontakt 8 liegt an keinem der vier Festkontakte
9 an.
Durch Schwenken der Handhabe 4 um die Achse 3 - was hier durch
nicht dargestellte mechanische Anschläge oder dgl. nur inner
halb eines Winkelbereichs von ca. 90° ermöglicht wird, wobei
jede der möglichen Schaltstellungen des Betätigungsteils in
bekannter Weise durch nicht dargestellte mechanische Rasten
definiert sein kann - wird der Mehrstufenschalter 1 geschaltet.
Wenn die Handhabe 4 im Uhrzeigersinn geschwenkt wird, gleitet
das Andruckelement 7 der Führungsschiene 6S über die Bogenau
ßenseite, also die von den Festkontakten abgewandte Seite, des
Schaltkontakts 8, so daß dieser aufgrund der über das Andruck
element 7 von der Führungsschiene 6S auf ihn ausgeübten Kraft
entlang der kreisförmigen Bewegungsbahn der Führungsschiene 6
des Betätigungsteils 2 gebogen wird. Mit fortschreitender Bie
gung wird die Bogeninnenseite des Schaltkontakts 8 mit den Fest
kontakten 9 nacheinander in elektrischen Kontakt gebracht, so
daß eine elektrische Verbindung zwischen der Leitung 8L zum
Schaltkontakt und einer bzw. mehreren der Leitungen 11 geschal
tet wird.
Fig. 2 zeigt die von der Ausschaltstellung am weitesten ent
fernte Einschaltstellung des Betätigungsteils 2 und des Schalt
kontakts 8, in der alle Festkontakte 9 mit der Leitung 8L ver
bunden sind.
In dieser Ausführung ist der Mehrstufenschalter z. B. als Ge
bläsestufenschalter verwendbar, wenn jedem Festkontakt ein be
stimmter Widerstand zur Einschaltung der unterschiedlichen Ge
bläsestufen vorgeschaltet ist.
Neben der bisher gezeigten Drehschalter-Konfiguration kann auch
ein Schiebeschalter mit geradliniger Handhabenbewegung in glei
cher Weise mit nur einem einzigen biegbaren Schaltkontakt verse
hen werden, wie aus Fig. 3 hervorgeht. Eine Handhabe 4′ eines
Betätigungsteils 2′ dient zur geradlinigen manuellen Verschie
bung einer Andruckeinrichtung 6′ in Gestalt einer geraden Füh
rungsschiene 6S′, die ihrerseits mit drei Andruckelementen 7′
bestückt ist, entlang einer Gehäuseführung 3′. In gleicher Wei
se wie bei der vorstehend gezeigten Ausführung sind drei Fest
kontakte 9 in Aufnahmen 10 des Schaltergehäuses 1′ in einer
geraden Reihe, also wieder entlang der Bewegungsbahn des Betä
tigungsteils, nebeneinander mechanisch festgelegt; die Abstände
der Andruckelemente 7′ untereinander entsprechen den Abständen
der Festkontakte 9 untereinander.
Ein Schaltkontakt 8′ ist wiederum als einseitig im Gehäuse 1′
an einem Ende 8E eingespannte Blechfeder mit einem freien Ende
8F ausgeführt. Er ist - ebenso wie der Schaltkontakt 8 aus Fig.
1 und 2 - ausgehend von seiner Einspannung zunächst an
einer Abbiegung 12 rechtwinklig abgebogen; seine Längserstrec
kung, in der er elastisch biegbar ist, verläuft im wesentlichen
entlang der Reihe der Festkontakte. Er weist zwei gleichsinnig
gerichtete Knickstellen 13 auf, die jeweils zwischen zweien der
Festkontakte 9 liegen.
Ausgehend von der in Fig. 3 gezeigten Ausschaltstellung läßt
sich die Handhabe 4′ mit der Führungsschiene 6′ nach rechts
schieben; in Fig. 4 ist die zweite Einschaltstellung gezeigt,
in welcher die Handhabe 4′ noch nicht ganz bis zum rechten An
schlag geschoben ist. Die Bewegungsmöglichkeiten der Handhabe
4′ sind durch kleine Pfeile angedeutet.
In dem Moment, in dem das am weitesten rechts angeordnete An
druckelement 7′ an den Schaltkontakt 8′ im Bereich von dessen
rechtwinkliger Abbiegung 12 anläuft und weitergeschoben wird,
wird der
Schaltkontakt 8′ elastisch nach unten gebogen und kommt dabei
unterseitig auf seinem zwischen der Abbiegung 12 und der linken
Knickstelle 13 gelegenen Abschnitt in elektrischen Kontakt mit
dem linken Festkontakt 9. Wird die Handhabe 4′ weiter nach
rechts geschoben, gelangt das rechte Andruckelement 7′ zu der
linken Knickstelle 13; gleichzeitig läuft das mittlere Andruck
element 7′ bereits an der Abbiegung 12 an. In der gezeigten
Stellung klemmen das rechte und das mittlere Andruckelement 7′
jeweils einen Abschnitt des Schaltkontakts 8′ zwischen sich und
einem der Festkontakte 9 ein; die linke Knickstelle 13 ist "ge
glättet", während die rechte Knickstelle 13 ihren Knickwinkel
beibehält. Der rechte Festkontakt 9 ist mithin noch nicht mit
dem Schaltkontakt 8′ kontaktiert; dies kann erst durch Weiter
schieben der Handhabe 4′ nach rechts erreicht werden.
Die Abbiegung 12 und die Knickstellen 13 haben die Wirkung, daß
die Schiebebewegung der Handhabe 4′ und der Führungsschiene 6′
am Schaltkontakt 8′ in Schnelle übersetzt werden; sie bewirken
schnelles Aufsetzen und Abheben des Schaltkontakts auf die bzw.
von den Festkontakten 9.
Da letztere, wie bereits erwähnt, als zylindrische Steckerstif
te ausgeführt werden sollen, und der Schaltkontakt 8′ - wie der
Schaltkontakt 8 aus Fig. 1 und 2 auch - aus flachem Blechmate
rial gefertigt ist, kommt es beim Schalten des Mehrstufenschal
ters zu Linienberührungen zwischen dem Schaltkontakt 8′ und den
Festkontakten, so daß auch relativ hohe Ströme sicher geleitet
und geschaltet werden können.
Eine verdeutlichende Schnittdarstellung entlang der Linie V-V
in Fig. 4 ist in Fig. 5 zu sehen; sie zeigt, daß ein Stecker
14 mit einer Leitung 11 von einer Seite in eine als Wandbohrung
hergestellte Aufnahme 10 des Gehäuses 1′ eingesteckt ist. Sein
Steckerstift ragt in das Gehäuse 1′ hinein; oberhalb des Stec
kerstiftes, dessen Endbereich unmittelbar einen Festkontakt 9
des Schalters bildet, verläuft der als Blechbiegefeder ausge
führte Schaltkontakt 8′, der durch die Andruckfeder 7′ auf den
Steckerstift niedergedrückt ist. Ebenso wird eine Ausführungs
möglichkeit für die Gehäuseführung 3′ des Betätigungsteils 2′
mit Handhabe 4′ und Führungsschiene 6′ durch die Schnittansicht
noch besser verdeutlicht.
Abweichend von den bisherigen Darstellungen ist es aber auch
möglich, den Schaltkontakt mit den Stirnseiten der Steckerstif
te zu kontaktieren, wenn z. B. die zu schaltenden Ströme nicht
sehr hoch sind. Hierbei können auch unterschiedlich lange Stec
kerstifte an einem Mehrfachstecker vorgesehen werden.
Fig. 6 zeigt als Variante zu Fig. 1 in noch weitergehender
Vereinfachung, daß auch bei einem Mehrstufendrehschalter ein
mit doppelten Knickstellen 13′ in Gestalt von Stufen vorgeform
ter Schaltkontakt 8′′ verwendet werden kann, um schnelles Her
stellen bzw. Aufheben der elektrischen Kontaktierung zu errei
chen, ohne den Grundgedanken des einseitig eingespannten, ge
meinsamen Schaltkontakts für alle Festkontakte zu verlassen.
Mit jeder Schaltstufe des Betätigungsteils 2 wird eine der
Knickstellen elastisch verformt, so daß sich der in der Längs
erstreckung des Schaltkontakts 8′′ daran anschließende Abschnitt
an den jeweils korrespondierenden Festkontakt 9 anlegt. In die
ser Ausführungsform kann auf ein federndes Andruckelement ver
zichtet werden, wenn die Knickstellen 13′ so ausgelegt werden,
daß sie beim Darüberführen der Führungsschiene 6S des Betäti
gungsteils 2 unter Erzeugung einer Verspannung in Richtung auf
die Festkontakte elastisch aufgebogen werden.
Ein Schaltkontakt mit Knickstellen in der in Fig. 6 gezeigten
Art kann selbstverständlich bei Bedarf auch bei einem Schiebe
schalter gemäß Fig. 3-5 Verwendung finden.
Prinzipiell kann jede der in Fig. 1-6 gezeigten Varianten
des Mehrstufenschalters auch mit einer Zwangsführung versehen
werden, indem deren Andruckeinrichtung jeweils mit einer Abhe
beeinrichtung fest gekuppelt werden, die von den freien Enden
der Schaltkontakte 8 bzw. 8′ her jeweils zwischen deren auf die
Festkontakte zu weisende Seite und die Festkontakte selbst ge
führt werden kann, um bei Bewegungen des Betätigungsteils in
Richtung auf die jeweiligen Ausschaltstellungen ein definiertes
Abheben des Schaltkontakts zu erzwingen.
Es sei an dieser Stelle ausdrücklich angemerkt, daß mit der
Angabe "von dem freien Ende her" lediglich eine Bewegungsrich
tung bestimmt werden soll; es soll damit nicht unbedingt aus
gedrückt werden, daß das freie Ende des Schaltkontakts von der
Abhebeeinrichtung freigegeben wird, so daß diese im Extremfall
zunächst das freie Ende unterlaufen müßte, um zwischen den näch
sten Festkontakt und den Schaltkontakt geführt werden zu können.
In der Regel wird der Schaltkontakt vielmehr mit seinem freien
Ende auch in der Extremstellung der Abhebeeinrichtung noch auf
dieser aufliegen. Dies kann durch entsprechende Längenabmessung
des Schaltkontakts sichergestellt werden.
Fig. 7 zeigt hingegen einen Mehrstufenschalter mit einem
zwangsgeführten, mehrfach geknickt vorgeformten Schaltkontakt
8′′ in einer weiteren, von der Anordnung gemäß Fig. 3 und 4
ausgehenden Abwandlung und einer Fig. 4 entsprechenden Schalt
stellung. Hier sind die vier Festkontakte 9 (Steckerstifte)
zwar wiederum in einer geraden Reihe angeordnet, wie es bei
gebräuchlichen Mehrfachsteckern der Fall ist, der Schaltkontakt
8′′ wird aber dennoch mittels eines um eine gehäusefeste Achse
3 schwenkbaren, hier nur gestrichelt angedeuteten Betätigungs
teils 2 mit den Festkontakten 9 kontaktiert bzw. von diesen
abgehoben.
Hierzu wird die linear bewegbare Andruckeinrichtung 6′, die mit
einem elastischen Andruckelement 7′ versehen ist, dessen Länge
dem Gesamtabstand der Festkontakte 9 entspricht, in der wie
derum nur gestrichelt angedeuteten, parallel zu der Linie der
Festkontakte 9 verlaufenden Gehäuseführung 3′ geführt, und das
Betätigungsteil 2 weist an seinem freien Ende eine Gabel 14
auf, die einen von der Andruckeinrichtung 6′ abragenden Zapfen
15 umfaßt.
Natürlich sind auch andere, gleichwertige konstruktive Lösungen
zur Umsetzung der Schwenkbewegung des Betätigungsteils 2 in die
Schiebebewegung der Andruckeinrichtung hier anwendbar, z. B.
eine beidseitig angelenkte Schub-Zugstange oder eine Zahnrad-
Zahnstangen-Kombination.
Das Andruckelement 7′ sitzt auf den von den Festkontakten 9 weg
weisenden Knickstellen des Schaltkontakts 8′′ auf und spannt
diesen in der gezeichneten Stellung auf die drei unteren Fest
kontakte 9.
Für ein zwangsläufiges, nicht nur auf Federvorspannung beru
hendes Abheben des Schaltkontakts 8′′ von den Festkontakten
sorgt eine fest mit der Andruckeinrichtung 6′ gekuppelte, hier
einstückig daran angeformte Abhebeeinrichtung 16 in Gestalt
eines Keils, die vom freien Ende 8F des Schaltkontakts 8′′ her
zwischen dessen auf die Festkontakte 9 zu weisende Seite und
die Festkontakte 9 selbst geführt wird, wenn das Betätigungs
teil 2 gegen den Uhrzeigersinn geschwenkt wird. In der gezeich
neten Stellung steht die Abhebeeinrichtung gerade zwischen dem
Schaltkontakt 8′′ und dem obersten der vier Festkontakte 9.
Wird das Betätigungsteil 2 im Uhrzeigersinn verschwenkt, so
wird der Schaltkontakt 8′′ auch mit dem oberen Festkontakt 9
elektrisch kontaktiert; bei gegensinniger Schwenkung des Betä
tigungsteils 2 werden der Schaltkontakt nacheinander von den
unteren Festkontakten getrennt.
Es ist in einer weiteren Ausgestaltung des Mehrstufenschalters
aber auch möglich, den einzigen, elastisch biegbaren Schalt
kontakt im Ruhezustand mit den Festkontakten in Verbindung zu
halten, wie aus der Darstellung in Fig. 8 hervorgeht, um eine
Öffnerfunktion des Mehrstufenschalters zu schaffen. Es ist hier
zu notwendig, den Schaltkontakt 8′′′ zu den vier Festkontakten
9 hin vorzuspannen; in der hier gezeigten Anordnung sind diese
wieder entlang einem Kreisbogen angeordnet, wobei der Schalt
kontakt 8′′′ radial innen an ihnen anliegt, um seine Vorspan
nung zu unterstützen. Anstelle einer Andruckeinrichtung ist
hier dann eine Abhebeeinrichtung 16 an dem Betätigungsteil 2
vorgesehen, mit der der Schaltkontakt 8′′′, ausgehend von sei
nem freien Ende, sukzessive von den Festkontakten 9 abgehoben
wird, wenn das Betätigungsteil im Uhrzeigersinn geschwenkt wird.
In der gezeichneten Stellung sind zwei Festkontakte frei, wäh
rend der Schaltkontakt 8′′′ an den beiden anderen noch anliegt.
Durch die radial innen in einem Kreisbogen liegende Kontaktie
rung wird ein Abheben des Schaltkontakts von Festkontakten ohne
Zutun der Abhebeeinrichtung verhindert. Bei Bedarf kann aber
auch der Schaltkontakt so geformt werden, daß sein Biegewider
standsmoment nicht über seine Länge konstant ist, sondern vom
freien Ende zum eingespannten Ende hin zunimmt. Dies könnte z. B.
durch einen trapezförmigen Grundriß des Schaltkontakts er
reicht werden, wobei die breitere Grundseite des Trapezes ein
zuspannen wäre.
Es können aber auch statische elastische Andruckelemente
(Schraubendruckfedern, Federstößel, weichelastische Blockele
mente) auf der von den Festkontakten 9 wegweisenden Seite des
Schaltkontakts 8′′′ vorgesehen werden, wie sie in der Figur
durch gestrichelte Kraftpfeile angedeutet sind, die diesen
ständig in Richtung auf die Festkontakte niederdrücken, jedoch
sein Abheben durch die Abhebeeinrichtung 16 erlauben.
Natürlich wird die Abhebeeinrichtung 16 eine derartige Länge
haben, daß der Schaltkontakt 8′′′ auch in der weitestmöglich im
Uhrzeigersinn geschwenkten Stellung des Betätigungsteils 2 si
cher von allen Festkontakten 9 abgehoben bleibt.
Es versteht sich, daß in allen gezeigten Ausführungsformen me
chanische Rasteinrichtungen wie bei üblichen Schaltern vorge
sehen werden, die das Betätigungsteil 2 bzw. 2′ in der einzu
stellenden Ein- bzw. Ausschaltstellung festhalten. Diese sind
aber nicht Gegenstand der Erfindung und daher in den Figuren
nicht dargestellt.
Ferner können Stützstege zwischen je zwei Festkontakten vorge
sehen werden, um ein Abheben des Schaltkontakts von Festkon
takten in dem Moment zu verhindern, wenn das Betätigungsteil
bzw. die Führungsschiene und die Andruckeinrichtung ihre Kraft
auf den Schaltkontakt gerade im Bereich zwischen zweien der
Festkontakte ausüben.
Bei Bedarf können diese Stützstege auch über die dem Schalt
kontakt zugewendete Kontur der Festkontakte in Richtung auf den
Schaltkontakt hinausragen, so daß dieser mittels einer Andruck
einrichtung bzw. eines einzelnen elastischen Andruckelements
immer nur mit einem einzelnen Festkontakt elektrisch verbunden
wird, der dem Andruckelement gerade gegenübersteht, während die
beidseitigen Stützstege ein Abheben des Schaltkontakts von den
übrigen Festkontakten sicherstellen.
Vorteilhaft ist allen gezeigten Ausführungsformen gemeinsam,
daß die Schaltkontakte jeweils nahezu senkrecht auf die Fest
kontakte aufgesetzt und von diesen wieder abgehoben werden.
Gegenüber schleifenden Kontakten ergeben sich dadurch präzise
Schaltpunkte, und es treten keine stetige Änderungen des lei
tenden Querschnitts auf, die bei hohen Schaltströmen ungünstig
sein können. Hingegen sind geringfügige Relativbewegungen zwi
schen dem angedrückten Schaltkontakt und den Festkontakten wäh
rend Schaltbewegungen des Betätigungsteils durchaus möglich und
im Sinne der Kontaktreinhaltung auch erwünscht.
Die gezeigten Varianten von Schaltkontakten werden vorzugsweise
aus Kupferblech oder ähnlich gut elektrisch leitendem Material
mit einer Dicke von etwa 0,5 mm oder weniger gefertigt, um ei
nerseits eine gewisse Eigensteifigkeit und Vorspannbarkeit,
andererseits aber auch einfache elastische Verformbarkeit zu
erzielen.
Neben der bereits erwähnten Verwendung als Gebläse-Stufenschal
ter kann der beschriebene Mehrstufenschalter vorteilhaft z. B.
auch als Scheibenwischer-Schalter oder als Programmwähler für
Automatikgetriebe von Kraftfahrzeugen verwendet werden. Grund
sätzlich ist er natürlich darüber hinaus überall dort verwend
bar, wo mehrere Schaltstufen getrennt oder gleichzeitig mittels
einer Handhabe eingeschaltet bzw. umgeschaltet werden müssen.
Claims (16)
1. Elektrischer Mehrstufenschalter, umfassend
- - einen mittels eines in einem Gehäuse gelagerten und innerhalb eines begrenzten Bereiches bewegbaren Betätigungsteils mit jeder Bewegung des ihn in seiner Längserstreckung in eine bestimmte Richtung entlang einer Bewegungsbahn überstreichenden Betätigungsteils elastisch biegbaren, im Gehäuse festgelegten, elektrisch leitfähigen, streifenförmigen Schaltkontakt,
- - mehrere innerhalb des Gehäuses in einer entlang der Bewegungsbahn des Betätigungsteils verlaufenden Linie angeordnete Festkontakte zur elektrischen Kontaktierung mit dem Schaltkontakt im Zuge von dessen bei Bewegung des Betätigungsteils in eine bestimmte Richtung fortschreitender Biegung,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schaltkontakt (8; 8′; 8′′) durch Einspannung nur eines seiner Enden (8E) in dem Gehäuse (1′) festgelegt ist, während sein anderes Ende (8F) frei ist,
und daß das Betätigungsteil (2; 2′) mit einer den Schaltkontakt (8; 8′; 8′′) von dem eingespannten Ende ausgehend fortschreitend biegenden und ihn von seiner von den Festkontakten (9) abgewandten Seite her auf die Festkontakte (9) drückenden Andruckeinrichtung (6, 6S; 6′, 6S′) verbunden ist.
daß der Schaltkontakt (8; 8′; 8′′) durch Einspannung nur eines seiner Enden (8E) in dem Gehäuse (1′) festgelegt ist, während sein anderes Ende (8F) frei ist,
und daß das Betätigungsteil (2; 2′) mit einer den Schaltkontakt (8; 8′; 8′′) von dem eingespannten Ende ausgehend fortschreitend biegenden und ihn von seiner von den Festkontakten (9) abgewandten Seite her auf die Festkontakte (9) drückenden Andruckeinrichtung (6, 6S; 6′, 6S′) verbunden ist.
2. Elektrischer Mehrstufenschalter, umfassend
- - einen mittels eines in einem Gehäuse gelagerten und innerhalb eines begrenzten Bereiches bewegbaren Betätigungsteils mit jeder Bewegung des ihn in seiner Längserstreckung in eine bestimmte Richtung entlang einer Bewegungsbahn überstreichenden Betätigungsteils elastisch biegbaren, im Gehäuse festgelegten, elektrisch leitfähigen, streifenförmigen Schaltkontakt,
- - mehrere innerhalb des Gehäuses in einer entlang der Bewegungsbahn des Betätigungsteils verlaufenden Linie angeordnete Festkontakte zur elektrischen Kontaktierung mit dem Schaltkontakt,
- - eine mit dem Betätigungsteil verbundene und zwischen die Festkontakte und den Schaltkontakt führbare, diesen fortschreitend von den Festkontakten hinweg biegende Abhebeeinrichtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schaltkontakt (8′′′) durch Einspannung nur eines seiner Enden (8E) in dem Gehäuse (1′) festgelegt ist, während sein anderes Ende (8F) frei ist, daß der Schaltkontakt (8′′′) federnd in Richtung auf die Festkontakte (9) hin vorgespannt ist und im Ruhezustand elektrisch mit diesen kontaktiert ist,
und daß die Abhebeeinrichtung (16) von dem freien Ende (8F) des Schaltkontakts (8′′′) her zu dessen fortschreitender abhebender Biegung zwischen die Festkontakte (9) und den Schaltkontakt (8′′′) führbar ist.
daß der Schaltkontakt (8′′′) durch Einspannung nur eines seiner Enden (8E) in dem Gehäuse (1′) festgelegt ist, während sein anderes Ende (8F) frei ist, daß der Schaltkontakt (8′′′) federnd in Richtung auf die Festkontakte (9) hin vorgespannt ist und im Ruhezustand elektrisch mit diesen kontaktiert ist,
und daß die Abhebeeinrichtung (16) von dem freien Ende (8F) des Schaltkontakts (8′′′) her zu dessen fortschreitender abhebender Biegung zwischen die Festkontakte (9) und den Schaltkontakt (8′′′) führbar ist.
3. Elektrischer Mehrstufenschalter nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine mit der Andruckeinrichtung (6, 6S; 6′, 6S′) gekuppelte,
auf den Schaltkontakt (8′′) zu dessen von dem freien Ende (8F)
ausgehender fortschreitender Biegung von den Festkontakten (9)
hinweg einwirkende und bezüglich der Festkontakte (9) zwischen
diese und den Schaltkontakt (8′′) führbare Abhebeeinrichtung
(16).
4. Elektrischer Mehrstufenschalter nach Anspruch 1 oder 3, dessen
Betätigungsteil rotatorisch bewegbar ist,
gekennzeichnet durch
Ausführung des Betätigungsteils (2) als mittels der Handhabe
(4) um eine gehäusefeste Achse (3) schwenkbare Kreissektorfläche
mit einem bogenförmigen, den Schaltkontakt (8) überstreichenden
freien Ende (5) und
der Andruckeinrichtung als eine von diesem winklig abragenden,
mit dem Schaltkontakt (8) zu dessen fortschreitender Biegung
wenigstens mittelbar mechanisch in Kontakt bringbaren Führungsschiene
(6S).
5. Elektrischer Mehrstufenschalter nach Anspruch 1 oder 3, dessen
Betätigungsteil translatorisch bewegbar ist,
gekennzeichnet durch
Ausführung des Betätigungsteils (2′) als mittels der Handhabe
(4′) geradlinig im Gehäuse (1′) entlang einer Gehäuseführung
(3′) verschiebbarer Schlitten mit einer mit dem Schaltkontakt
(8′) zu dessen fortschreitender Biegung wenigstens mittelbar
mechanisch in Kontakt bringbaren Führungsschiene (6S′).
6. Elektrischer Mehrstufenschalter nach Anspruch 4 oder 5,
gekennzeichnet durch
Anordnung wenigstens eines elastischen Andruckelements (7; 7′)
zwischen der Andruckeinrichtung (6, 6S; 6′, 6S′) des Betätigungsteils
(2; 2′) und dem Schaltkontakt (8; 8′; 8′′).
7. Elektrischer Mehrstufenschalter nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch
eine der Anzahl von Festkontakten (9) entsprechende Anzahl von
elastischen Andruckelementen (7′), deren Abstand untereinander
dem Abstand der Festkontakte (9) untereinander entspricht.
8. Elektrischer Mehrstufenschalter nach Anspruch 6 oder 7,
gekennzeichnet durch
Ausführung jedes elastischen Andruckelements (7; 7′) aus einem
Kunststoff.
9. Elektrischer Mehrstufenschalter nach einem der vorstehenden
Ansprüche,
gekennzeichnet durch
wenigstens eine Knickstelle (13; 13′) in der Längserstreckung
des Schaltkontakts (8′; 8′′).
10. Elektrischer Mehrstufenschalter nach Anspruch 9,
gekennzeichnet durch
Anordnung der wenigstens einen Knickstelle (13) in einem Bereich
des Schaltkontakts (8′), der bei dessen elastischer Biegung
zwischen zweien der Festkontakte (9) liegt.
11. Elektrischer Mehrstufenschalter nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch
wenigstens einen zwischen jeweils zweien der Festkontakte (9)
angeordneten, den Schaltkontakt (8′′′) bei dessen fortschreitender
Biegung gegen die vom Betätigungsteil (4′) ausgeübte
Kraft stützenden Stützsteg (15).
12. Elektrischer Mehrstufenschalter nach Anspruch 11,
gekennzeichnet durch
über die dem Schaltkontakt (8′′′) zugewendete Kontur der Festkontakte
(9) in Richtung auf den Schaltkontakt (8′′′) hinausragende
Anordnung des wenigstens einen Stützstegs (15).
13. Elektrischer Mehrstufenschalter nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch
- - Aufnahmen für mit Verbrauchern verbundene Stecker, wobei mindestens einer der Stecker bei einem Schaltvorgang unmittelbar mit dem biegbaren Schaltkontakt elektrisch kontaktierbar ist,
- - Anordnung der Aufnahmen (10) für die Stecker (14; Fig. 5)
innerhalb des Gehäuses entlang der Bewegungsbahn des Betätigungsteils
(2; 2′),
wodurch die in das Gehäuse (1′) hineinragenden Endbereiche der Stecker (14) unmittelbar die Festkontakte (9) des Schalters (1) bilden.
14. Elektrischer Mehrstufenschalter nach Anspruch 1 oder 2,
gekennzeichnet durch
einen mit dem eingespannten Ende (8E) des Schaltkontakts (8;
8′; 8′′; 8′′′) verbundenen elektrischen Anschluß.
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