DE4128315C1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrfachschalter nach dem Ober­ begriff des Anspruches 1 oder des Anspruches 2, der insbeson­ dere für Kraftfahrzeuge bestimmt ist.

Die Erfindung geht aus von einem Stande der Technik, wie er aus DE 34 14 161 A1 bekannt geworden ist. Aus DE 33 15 994 C2 und DE 32 19 853 A1 sind ähnliche Schalter bekannt.

Es hat sich gezeigt, daß bei derartigen Mehrfachschaltern mit zunehmender Betriebsdauer der Kontaktabbrand zwischen den Kontaktrollen der Kontaktbrücken und den außenliegenden Fest­ kontakten an bestimmten gleichbleibenden Stellen eintreten kann, wodurch die Funktionssicherheit solcher Schalter beein­ trächtigt werden kann, ohne daß die übrigen Bereiche der Kontaktteile in ihrer Funktionsfähigkeit durch einen Kontakt­ abbrand eingeschränkt wären.

Aus DE 34 14 161 A1 ist ein Mehrfachschalter bekannt, ins­ besondere für Kraftfahrzeuge, mit einem am Schaltersockel angeordneten Eingangsfestkontakt und mehreren abgehenden Festkontakten, die mit dem Eingangsfestkontakt durch eine oder mehrere, durch Rampen und damit zusammenwirkende Steuer­ teile gesteuerte Kontaktbrücken verbunden werden können. Die Kontaktbrücken sind an einem gegenüber dem Schaltersockel drehbaren oder verschiebbaren Mitnehmer unter Wirkung von den erforderlichen Kontaktdruck zwischen Kontaktbrücke und Ein­ gangsfestkontakt einerseits und Kontaktbrücke und Festkon­ takten andererseits erzeugenden Druckfedern gelagert und einzeln geführt. Jede Kontaktbrücke weist entweder eine ge­ genüber dem Mitnehmer frei drehbare Achse auf, die mit einer Kontaktrolle auf den abgehenden Festkontakten abrollt, oder eine auf der Achse jeder Kontaktbrücke drehbar angeordnete Kontaktrolle, wobei jede Kontaktbrücke oder Kontaktrolle über ihren Steuerteil mit der Steuerrampe unmittelbar zusammen­ wirkt. Bei diesem Mehrfachschalter sind die Kontaktrollen selbst die mit den Steuerbahnen oder Rampen zusammenwirkenden Steuerteile.

Bei einem weiteren Mehrfachschalter nach DE 33 15 994 C2 sind die Steuerteile nicht die Kontaktrollen selbst, sondern Ver­ längerungen der Achsen der Kontaktbrücken.

Aus der DE-Patentanmeldung C 8013 VIIIb/21c, angemeldet am 6. August 1953, bekanntgemacht am 31. Oktober 1956, ist eine Kontaktanordnung für Schaltgeräte mit einer Kontaktrolle bekannt, bei der die Kontaktrolle zur Vermeidung der schädli­ chen Einwirkungen von Schaltfunken und Lichtbögen bei der Kontaktgabe eine kleine Drehung erfährt und somit die Kon­ taktgabe bei der folgenden Schaltung an einer anderen Stelle der Rolle erfolgt. Die Stromein- und -ausschaltung erfolgt bei dieser bekannten Kontaktanordnung dadurch, daß ein Kon­ taktklotz auf die Mantelfläche der Kontaktrolle aufgesetzt bzw. von dieser abgehoben wird, wobei die Kontaktfläche des Kontaktklotzes ein wenig von der rechtwinkligen Lage zur Bewegungsrichtung des Kontaktklotzes abweicht, so daß der Kontaktdruck nicht durch den Rollenmittelpunkt geht, wodurch ein Drehmoment auf die Rolle ausgeübt wird, das eine Drehung der Rolle zur Folge hat. Eine solche Konstruktion ist jedoch für einen Einsatz bei Mehrfachschaltern der eingangs genann­ ten Art, bei denen die Kontaktgabe und die Kontaktaufhebung der Kontaktrollen durch Rampen gesteuert wird, nicht geeig­ net.

Dies gilt auch für eine weitere, aus DE-GM 16 94 862 bekannte Kontaktanordnung bei Schalt- und Regelgeräten mit Kontaktrol­ len, bei denen die Kontaktrollen zur Verringerung der Kontak­ treibung in der Regel nicht zylindrisch ausgeführt werden, sondern zweckmäßig eine ballige Gestalt erhalten, während die Kontaktschienen bzw. Kontaktbahnen eben sein oder eine nuten­ artige Vertiefung aufweisen können. Hierbei werden die Kon­ taktrollen schräggestellt, um eine Gleitbewegung zu erzeugen, die zunächst eine Selbstreinigung beim Schaltvorgang bewirkt, jedoch aufgrund der Verdrehung der Kontaktrollen gegenüber der Kontaktbahn auch jeweils andere Kontaktstellen ergibt. Auch diese bekannte Kontaktanordnung ist jedoch für Mehrfach­ schalter der eingangs genannten Art aus den oben aufgeführten Gründen ebenfalls nicht geeignet.

Aus der US-PS 28 20 126 ist eine Kontaktrolle mit einer ge­ rändelten Umfangsfläche bekannt, die eine Reibhaftung bei der Drehung der Kontaktrolle um ihre Längsachse durch einen un­ mittelbaren Eingriff mit der Kontaktfläche an einer Festkon­ takt-Bank erzeugt. Dadurch, daß die Kontaktrolle mit ihrer gerändelten Umfangsfläche jedoch direkt mit der Oberfläche des Festkontaktes in Berührung kommt, wird die Reibhaftung infolge des unvermeidbaren Kontaktabbrandes an der Kontakt­ rolle ständig verändert, so daß von einer kontrollierten Weiterdrehung der Kontaktrolle bei jedem Schaltvorgang keine Rede sein kann.

Kontaktwalzen mit einer eine erhöhte Reibung aufweisenden Kontaktfläche sind aus der DE-OS 29 09 585 bekannt, wobei die Kontaktwalze wenigstens im Bereich ihrer äußeren Zylinder­ fläche zumindest abschnittsweise aus einem durch Zusatz von leitfähigen Partikeln (Metallstaub) leitend gemachten Gummi oder Kunststoff besteht. Hierbei geht es jedoch darum, daß ein mit solchen Kontaktrollen ausgestatteter Dreh- oder Schiebeschalter eine hohe Verschleißfestigkeit und große Betriebssicherheit, insbesondere Kontaktsicherheit, beim wahlweisen Verbinden von leiterbahnartigen, relativ dicht nebeneinanderliegenden Kontaktflächen, die auf einer Isolier­ stoffplatte angeordnet sind, aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Lebensdauer und die elektrische Belastbarkeit und damit die Zuverlässigkeit von Mehrfachschaltern nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder Anspruch 2 mit einfachen technischen Mitteln dahingehend weiter zu verbessern, daß der Kontaktabbrand sowohl an den rotierenden Kontaktteilen als auch an den Festkontakten über deren gesamte Kontaktflächen besser verteilt wird.

Diese Aufgabe wird in einer ersten Ausführungsform des gat­ tungsgemäßen Mehrfachschalters nach dem Kennzeichen des An­ spruches 1 dadurch gelöst, daß jede Kontaktbrücke an ihrem mit der Rampe in Berührung kommenden Steuerteil eine eine Reibhaftung zur Drehung der Kontaktbrücke mit der Kontaktrol­ le um ihre Längsachse erzeugende Umfangsfläche aufweist, während nach dem Kennzeichen des dem Anspruch 1 nebengeord­ neten Anspruches 2 vorgesehen ist, daß die Kontaktrolle an ihrem mit der Rampe in Berührung kommenden Steuerteil eine eine Reibhaftung zur Drehung der Kontaktrolle um ihre Längs­ achse erzeugende Umfangsfläche aufweist.

Dadurch, daß bei jeder der beiden Ausführungsformen der Er­ findung gemäß Anspruch 1 ebenso wie gemäß Anspruch 2 jede Kontaktbrücke oder Kontaktrolle an ihrem mit der Steuerrampe in Berührung kommenden Steuerteil eine eine Reibhaftung im Sinne einer Drehung der Kontaktbrücke bzw. der Kontaktrolle erzeugende Umfangsfläche aufweist, ergibt sich der Vorteil, daß die Kontaktbrücke oder die Kontaktrolle unabhängig und getrennt von der elektrischen Kontaktgabe jedesmal dann zwangsläufig gedreht wird, wenn sie mit der Steuerrampe in Eingriff kommt. Da in dem Augenblick der Berührung des Steu­ erteiles der Kontaktbrücke oder der Kontaktrolle mit der Steuerrampe ein minimaler Schlupf entsteht, ehe die Kontakt­ rolle oder die Kontaktbrücke mit der daran befestigten Kon­ taktrolle in Drehung versetzt wird, verlagert sich die Kon­ taktstelle an dem die Kontaktfläche bildenden Umfang der Kontaktrolle bei jedem einzelnen Schaltvorgang schrittweise in Umfangsrichtung, so daß bei längerer Betriebsdauer nach und nach der gesamte Umfang der Kontaktrolle als Kontaktstel­ le zur Verfügung steht. Hierdurch wird die Möglichkeit für einen lokalisierten Kontaktabbrand am Umfang der Kontaktrolle ganz wesentlich reduziert und die Lebensdauer solcher Schal­ ter deutlich verlängert.

Um die erforderliche Reibhaftung für die Drehung der Kontakt­ rolle oder der Kontaktbrücke um ihre Längsachse zu erzeugen, kann die Umfangsfläche des Steuerteils eine Aufrauhung oder Rändelung aufweisen.

Die mit der Steuerrampe in Berührung kommende Umfangsfläche der Kontaktrolle oder der Kontaktbrücke kann aber auch mit einem geeigneten Reibbelag, wie zum Beispiel einer am Außen­ umfang einer Aufsteckhülse befindlichen Haftoberfläche, versehen sein.

Als eine besonders vorteilhafte weitere Maßnahme kann bei einem solchen Mehrfachschalter - entweder selbständig oder in Verbindung mit der Aufrauhung oder Rändelung des Steuerteiles für die Kontaktrolle - erfindungsgemäß aber auch die auf den Festkontakten abrollende Kontaktrolle jeder Kontaktbrücke derart konisch oder ballig geformt sein, daß mit zunehmendem Kontaktabbrand sich am Umfang der Kontaktrolle eine Abbrand­ verlagerung in Richtung der Längsachse der Kontaktbrücke ergibt.

Mit fortlaufendem Gebrauch des Schalters wird hierdurch je­ weils an dem mit den Festkontakten in Kontaktberührung kom­ menden Außenumfang der konisch oder ballig geformten Kontakt­ rolle ein Kontaktabbrand entstehen, wodurch sich der Durch­ messer der Kontaktrolle verkleinert und die Berührungsstelle zwischen Kontaktrolle und Festkontakt sich in Richtung der Längsachse der sich drehenden Kontaktbrücke verlagert mit der Folge, daß an diesen Berührungsstellen noch saubere unbeschä­ digte Kontaktoberflächen in Funktion treten können. Die so entstehende axiale Abbrandverlagerung erhöht an sich schon die Lebensdauer des Schalters. Die Kombination der radialen mit der axialen Abbrandverlagerung am Umfang der Kontaktrolle zusätzlich zu dem schon grundsätzlich kontaktschonenden ram­ pengesteuerten Kontaktrollensystem ergibt daher eine außer­ ordentlich hohe elektrische Belastbarkeit mit hoher Lebens­ dauer solcher Mehrfachschalter bei gleichzeitig ungewöhnlich geringer Kontaktprellung, was insbesondere bei den modernen Motormanagementsystemen von Kraftfahrzeugen sehr bedeutsam ist.

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

Fig. 1 eine Prinzipskizze der hauptsächlich interessieren­ den Funktionsstelle eines erfindungsgemäßen Schal­ ters in perspektivischer Teildarstellung und

Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch den Schalter mit erfindungsgemäß ausgebildeten Kontaktteilen.

Fig. 1 zeigt die Funktionsteile der Erfindung am Beispiel eines Drehschalters. Auf einer lediglich als abgebrochenes Teilsegment dargestellten Grundplatte 1 des Schalters ist in der Mitte ein Mittelkontakt 2 angeordnet, der vorzugsweise als Eingangsfestkontakt dient, während näher zum Außenumfang der Grundplatte 1 äußere Festkontakte 3, 3a, 3b angeordnet sind, auf denen Kontaktbrücken 4.1 und 4.2 mit ihren äußeren Kontaktrollen 4c abrollen. Beide Kontaktbrücken 4.1 und 4.2 sind mit rotationssymmetrischen Kontaktteilen 4b ausgebildet, die am anderen Ende der Kontaktbrücken mit dem Mittelkontakt 2 in Kontaktberührung stehen.

Die Kontaktbrücken 4.1 und 4.2 sind an einem im Schalterge­ häuse gegenüber der Grundplatte 1 drehbaren Mitnehmer 6 unter der Wirkung von den erforderlichen Kontaktdruck zwischen jeder Kontaktbrücke 4.1, 4.2 und dem Mittelkontakt 2 einer­ seits und den Festkontakten 3a, 3b andererseits erzeugenden Druckfedern 7.1 und 7.2 gelagert. Jede Kontaktbrücke 4.1 und 4.2 ist am Mitnehmer 6 einzeln geführt und weist eine gegen­ über dem Mitnehmer 6 frei drehbare Achse 4a auf, die mit den rotationssymmetrischen Kontaktteilen an ihren beiden Enden sowohl auf dem Mittelkontakt 2 als auch auf den äußeren Fest­ kontakten 3a, 3b abrollt.

Wie in Fig. 1 und 2 zu erkennen ist, sind die Kontaktteile mit der Achse 4a jeder Kontaktbrücke 4.1, 4.2 einstückig ausgebildet, wobei das auf dem Mittelkontakt 2 abrollende Kontaktteil 4b entweder eine an der Achse 4a einstückig aus­ geformte Kontaktrolle oder eine Kontaktkugel sei kann, die wegen der radialen Anordnung der Kontaktbrücke 4.1 und 4.2 an dem Mitnehmer 6 und dem dadurch bedingten kürzeren Abroll­ weg auf dem Mittelkontakt 2 einen entsprechend geringeren Durchmesser bzw. einen kleineren Abrollumfang als die auf den weiter außen liegenden Festkontakten 3a, 3b abrollende Kon­ taktrolle 4c jeder einzelnen Kontaktbrücke 4.1, 4.2 hat.

Wie in Fig. 1 und 2 weiterhin zu erkennen ist, hat jede Kon­ taktbrücke 4.1 und 4.2 neben der Kontaktrolle 4c einen in Richtung der Längsachse der Kontaktbrücke radial nach außen hervorstehenden Steuerteil 4d, der als ein zylindrischer Steuerfortsatz ausgebildet ist und für jeden Schaltvorgang mit einer radial außerhalb der Festkontakte 3a, 3b angeord­ neten Steuerrampe 5 in Berührung kommt. Dieser Steuerfortsatz weist eine eine Reibhaftung zur Drehung der Kontaktbrücke 4.1, 4.2 um ihre Längsachse erzeugende Umfangsfläche auf, die entweder mit einer Aufrauhung oder einer Rändelung oder aber auch mit einem geeigneten Reibhaftbelag 4e versehen sein kann.

Außerdem haben die Kontaktrollen 4c einen konischen oder gegebenenfalls auch ballig geformten Außenumfang 4f, wie in Fig. 2 zu erkennen ist, so daß sich mit zunehmendem Kontakt­ abbrand am Umfang der Kontaktrolle 4c eine axiale Abbrandver­ lagerung in Richtung der Längsachse der Kontaktbrücke 4.1, 4.2 ergibt.

Durch die Aufrauhung, Rändelung oder den Reibhaftbelag 4e an dem Steuerfortsatz jeder Kontaktbrücke 4.1, 4.2 wird diese mit ihrer äußeren Kontaktrolle 4c jedesmal zwangsläufig ge­ dreht, wenn sie mit der Steuerrampe 5 in Eingriff kommt, wo­ durch sich die Kontaktstelle auf dem Außenumfang der Kontakt­ rolle 4c bei jedem Schaltvorgang verlagert, so daß mit zuneh­ mender Betriebsdauer des Schalters der gesamte Umfang der Kontaktrolle 4c nach und nach als Kontaktstelle zur Verfügung steht.

Statt als Steuerfortsatz kann der Steuerteil 4d mit der Auf­ rauhung, Rändelung oder einem Reibbelag als Steuerfortsatz auch Teil der Kontaktrolle 4c sein, wenn diese mit der Achse 4a entweder fest verbunden oder auf der Achse 4a frei drehbar angeordnet ist.

Der Mehrfachschalter kann ein Drehschalter oder auch ein Schiebeschalter mit linearer Bewegung sein.

Liste der Bezugszeichen

1 Grundplatte
2 Mittelkontakt
3 Festkontakt
3a Festkontakt
3b Festkontakt
4.1 Kontaktbrücke
4.2 Kontaktbrücke
4a Achse
4b Kontaktteil
4c Kontaktrolle
4d Steuerteil
4e Aufrauhung, Rändelung, Reibbelag
4f Außenumfang
5 Steuerrampe
6 Mitnehmer
7.1 Druckfeder
7.2 Druckfeder

Claims (5)

1. Mehrfachschalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem am Schaltersockel angeordneten Eingangsfestkontakt und mit mehreren abgehenden Festkontakten (3, 3a, 3b), die mit dem Eingangsfestkontakt durch eine oder mehrere, durch Rampen (5) und damit zusammenwirkende Steuerteile (4d) gesteuerte Kontaktbrücken (4.1, 4.2) verbunden werden können, wobei die Kontaktbrücken an einem gegen­ über dem Schaltersockel drehbaren oder verschiebbaren Mitnehmer (6) unter der Wirkung von den erforderlichen Kontaktdruck zwischen Kontaktbrücke und Eingangsfestkon­ takt einerseits und Kontaktbrücke und Festkontakten andererseits erzeugenden Druckfedern (7) gelagert und einzeln geführt sind, und wobei jede Kontaktbrücke (4.1, 4.2) eine gegenüber dem Mitnehmer (6) frei drehbare Achse (4a) aufweist, die mit einer Kontaktrolle (4c) auf den abgehenden Festkontakten (3, 3a, 3b) abrollt und über einen Steuerteil (4d) mit der Rampe (5) un­ mittelbar zusammenwirkt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Kontaktbrücke (4.1, 4.2) an ihrem mit der Rampe (5) in Berührung kommenden Steuer­ teil (4d) eine eine Reibhaftung zur Drehung der Kontaktbrücke mit der Kontaktrolle (4c) um ihre Längsachse erzeugende Umfangsfläche aufweist.

2. Mehrfachschalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem am Schaltersockel angeordneten Eingangsfestkontakt und mit mehreren abgehenden Festkontakten (3, 3a, 3b), die mit dem Eingangsfestkontakt durch eine oder mehrere, durch Rampen (5) und damit zusammenwirkende Steuerteile (4d) gesteuerte Kontaktbrücken (4.1, 4.2) verbunden werden können, wobei die Kontaktbrücken an einem gegen­ über dem Schaltersockel drehbaren oder verschiebbaren Mitnehmer (6) unter der Wirkung von den erforderlichen Kontaktdruck zwischen Kontaktbrücke und Eingangsfestkon­ takt einerseits und Kontaktbrücke und Festkontakten andererseits erzeugenden Druckfedern (7) gelagert und einzeln geführt sind, und wobei jede Kontaktbrücke (4.1, 4.2) eine gegenüber dem Mitnehmer (6) frei drehbare Achse (4a) mit einer auf den abgehenden Festkontakten (3, 3a, 3b) abrollenden Kontaktrolle (4c) aufweist, die auf der Achse (4a) der Kontaktbrücke (4.1, 4.2) drehbar angeordnet ist und über einen Steuerteil (4d) mit der Rampe (5) unmittelbar zusammenwirkt, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kon­ taktrolle (4c) an ihrem mit der Rampe (5) in Berührung kommenden Steuerteil (4d) eine eine Reibhaftung zur Drehung der Kontaktrolle (4c) um ihre Längsachse erzeu­ gende Umfangsfläche aufweist.

3. Mehrfachschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsfläche des Steuerteils (4d) eine Aufrauhung oder Rändelung (4e) aufweist.

4. Mehrfachschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Steuerteil (4d) mit einem Reibbelag (4e) versehen ist.

5. Mehrfachschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktrolle (4c) konisch oder ballig geformt ist.