DE4324206C2 - Elektrischer Schalter mit Schneidlager und Kontaktfeder - Google Patents
Elektrischer Schalter mit Schneidlager und KontaktfederInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit den
Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Die DE 39 40 285 C2 zeigt einen Kippschalter mit der gleichen
prinzipiellen Wirkungsweise. Dabei ist das Schneidlager in
einem gehäusefesten Lagerstück angeordnet, wobei dann der zu
schaltende Strom über das Lagerstück und das Schneidlager in
den schwenkbaren Kontaktbalken fließt.
Um die Beweglichkeit das Kontaktbalkens gegenüber dem Schwenk
lager zu verbessern, soll auf der einen Seite die Lagerfläche
des Schwenklagers möglichst klein gehalten werden. Anderer
seits bildet die Lagerfläche gleichzeitig die Übertrittsfläche
für den zu schaltenden Strom. Da die Durchtrittsfläche des
Stroms sich durch die Bewegung des Kontaktstücks gegenüber dem
Lagerstück ändert, kann es hier leicht durch das Auftreten von
kleinen Lichtbögen zur Verzunderung kommen, wodurch der Über
gangswiderstand des Lagers für den Strom stark erhöht wird,
was diesen Vorgang noch verstärkt.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Abhilfe hiergegen
einen zum Schneidlager parallelen elektrischen Weg zu
schaffen, der entweder aus einer Blattfeder (DE-PS 762 980)
oder aus einer Litze besteht, welche das Lagerstück mit dem
Kontaktstück verbindet. Die Litze kann an den beiden Elementen
angeschweißt bzw. angelötet sein und schafft somit
einen elektrischen Kurzschluss für den über das Schneidlager
laufenden Stromweg.
Die Verwendung derartiger Litzen ist nicht nur relativ auf
wendig bei der Herstellung und behindert eine Demontage des
Kontaktstücks gegenüber dem Lagerstück, sondern es kann auch
dazu kommen, dass die Verbindung der Litze mit dem Kontakt
stück bzw. Lagerstück durch die häufige Bewegung des Kontakt
stücks brüchig wird und somit das zu behebende Problem nicht
dauerhaft beseitigt werden kann. Gleichzeitig sind aber
aufgrund der erhöhten Langlebigkeit der mit den Schaltern
bestückten Geräte, insbesondere Kraftfahrzeuge, die geforder
ten Schaltzahlen stark erhöht worden. Dies auch dadurch, dass
durch den Ausfall eines Schalters die Funktionsfähigkeit er
heblich größerer Baugruppen gefährdet ist, die dann komplett
ausgewechselt werden müssten.
Aufgabe der Erfindung ist es, die dauerhafte Leitfähigkeit des
Stromwegs in diesem Schalter gegenüber Litzenverbindung zu
verbessern.
Die Aufgabe wird mit einem Schalter gelöst, der die Merkmale
des Anspruchs 1 aufweist.
Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, statt der verwen
deten Litze eine Feder zur elektrischen Überbrückung des
Schneidlagers zu wählen. Eine derartige Feder kann insbeson
dere bei nachfolgend beschriebenen Kippschaltern sehr einfach
montiert werden, da sie sich einfach in das Schneidlager
einlegen lässt und durch das Kontaktstück dauerhaft gehalten
wird. Durch den schleifenden Angriff der Feder am Kontaktstück
wird im Gegensatz zu der abrollenden Bewegung der Lagerflächen
zueinander die Kontaktfläche von Verschmutzung freigehalten,
so dass man eine sich selbst reinigende Kontaktgabe zwischen
Feder und Kontaktstück erhält.
Außerdem wird die Kraft erhöht, mit der die Feder auf das
Kontaktstück einwirkt. Gleichzeitig wird der Aufbau der Feder
vereinfacht. Dabei wird die Feder als einfache Blattfeder
ausgestaltet, deren einer Schenkel am Lagerstück befestigt
ist, während der andere Schenkel unter Vorspannung an einer
Fläche des Kontaktstücks angreift, die parallel zur Schwenk
ebene des Kontaktstücks liegt. Der erste Schenkel kann dabei
auf das Lagerstück aufgeklemmt, geschweißt, gelötet oder in
einer anderen Art leitend mit dem Lagerstück verbunden sein.
Schließlich ist der Aufbau der Feder erheblich vereinfacht.
Dabei ist die Feder im wesentlichen U-förmig ausgestaltet,
wobei das Kontaktstück zwischen den beiden offenen Schenkeln
der Feder eingespannt ist und zwischen diesen eine Schwenkbe
wegung ausführt. Die Feder kann dabei zwischen Lagerstück und
Gehäuse eingeklemmt sein, so dass bei der Befestigung des
Lagerstücks im Gehäuse gleichzeitig die Feder fixiert wird.
Der Stromweg und damit auch der elektrische Widerstand lässt
sich in Weiterbildung der Erfindung durch die Merkmale nach
Anspruch 2 herabsetzen. Dabei greift die Feder an dem
Kontaktstück in einem Bereich an, der den an dem Kontaktstück
befestigten Kontakten besonders nahe ist.
Eine andere besonders vorteilhafte Weiterbildung hinsichtlich
der Befestigung der Feder bei einer bestimmten Ausgestaltung
des Kippschalters ist durch die Merkmale nach Anspruch 3 ge
geben. Dabei wird von einem Kippschalter ausgegangen, bei dem
ein das Kontaktstück schwenkendes Schaltstück im wesentlichen
in Längsrichtung des Kontaktstückes auf dieses federnd ein
wirkt. In diesem Falle, bei dem das Kontaktstück federnd in
dem Schneidlager gehalten wird, ist es gemäß Anspruch 3
besonders günstig, wenn der dritte Schenkel (Basisschenkel)
der U-förmigen Feder zwischen Lagerfläche des Kontaktstücks
und der zugehörigen Lagerfläche des Lagerstücks federnd
eingeklemmt ist. Man erhält somit eine große Übergangsfläche
zwischen Lagerstück und Feder, die sich durch die Bewegung des
Kontaktstücks nicht ändert. Gleichzeitig wird die Schaltkraft
des Schaltstücks zur Befestigung der Feder mit genutzt.
Soweit das Schneidlager derart ausgestaltet ist, dass das den
Kontakten abgewandte Ende des Kontaktstücks in von den Kon
takten abgewandter Richtung in eine Öffnung unterhalb der
Lagerfläche ragt, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfin
dung die Merkmalskombination nach Anspruch 4. Dabei werden
einander entsprechende Öffnungen von Feder und Lagerstück
fluchtend angeordnet, so dass der Basisschenkel der Feder
rahmenförmig wird (siehe Fig. 5), wobei die die Lagerflächen
tragenden seitlichen Vorsprünge des Kontaktstücks die Feder
auf dem Lagerstück halten. Dabei können zusätzlich noch Maß
nahmen getroffen werden, die eine Verschiebung des Basis
schenkels gegenüber dem Lagerstück verhindern, wie seitliche
Ansätze, die das Lagerstück seitlich umgreifen, Vorsprünge,
die in entsprechende Nuten im Lagerstück eingreifen oder
Ausnehmungen in der Feder, die mit entsprechenden Vorsprüngen
am Lagerstück zusammenwirken.
Um die Kontaktgabe zwischen Feder und Kontaktstück und den
Reinigungseffekt noch zu vergrößern, wird die Berührungsfläche
des Schenkels der Feder an der Seitenfläche des Kontaktstücks
durch entsprechende vorspringende Ausgestaltung der Feder in
diesem Bereich gemäß Anspruch 5 herabgesetzt, so das sich nur
noch eine im wesentlichen linien- oder kreisabschnittsförmige
Berührungsfläche ergibt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.
Darin zeigen:
Fig. 1 einen Kippschalter mit einem in einer ersten Lage
befindlichen Kontaktstück,
Fig. 2 einen geringfügig gegenüber Fig. 1 abgewandelten
Kippschalter mit einem in einer zweiten Lage
befindlichen Kontaktstück,
Fig. 3 eine vereinfachte Seitenansicht des Schalters
nach Fig. 2,
Fig. 4 in vergrößerter und vereinfachter Darstellung ei
ne Kontaktfeder in der Lage nach Fig. 3 und
Fig. 5 eine Draufsicht auf die Kontaktfeder nach Fig. 4.
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Kippschalter, dessen
prinzipielle Wirkungsweise in der Patentschrift DE-PS 39 40 285
ausführlich beschrieben wird.
Dabei arbeiten die beiden Schalter nach Fig. 1 und 2 wie
nachfolgend beschrieben. Wird von der in Fig. 1 gezeigten
Ausgangslage aus der Schalthebel 47 in Richtung des Pfei
les A von der Zwischendecke 12 wegbewegt, so folgen ihm
der Stößel 46 und das Schaltstück 16 aufgrund der Schrau
benfeder 45. Die Schaltwalze 21 gleitet an der Flanke 37
des Keilprofils 34 entlang bis zur Spitze 35, wobei die
Druckfeder 22 zunehmend gespannt wird. Nach Überschreiten
der Spitze 35 gleitet die Schaltwalze 21 auf der anderen
Flanke von der Spitze 35 weg, wobei sich die Druckfeder 22
entspannt und den Kontaktbalken 33 schlagartig in die an
dere, nicht gezeigte Ruhestellung bringt, in der der Kon
taktniet 38 am Festkontakt 39 anliegt. Über diesen Fest
kontakt, den Kontaktbalken 33 und dem Lagerstück 30 ist
nun ein Stromkreis geschlossen. Bei der Umschaltung in die
umgekehrte Richtung wird der Schalthebel 47 auf die Zwi
schendecke 12 zu bewegt und durch das Schaltstück 16 über
den Stößel 46 entgegen der Kraft der Schraubenfeder 45
verschwenkt.
Die Ausführung nach Fig. 1 ist ein Öffner, bei dem die
elektrischen Kontakte in der Ruhestellung geschlossen und
in der Arbeitsstellung geöffnet sind.
Wird als Schaltertyp ein Schließer gewünscht, bei dem die
elektrischen Kontakte in der Ruhestellung geöffnet und in
der Arbeitsstellung geschlossen sind und soll dabei die
Ruhestellung des Schalthebels die gleiche wie bei der Aus
führung nach Fig. 1 sein, so wird in der Bodenschale 11
anstelle des Festkontakts 39 ein anderer Festkontakt 55
befestigt, der sich mit einem einen Kontaktniet tragenden
Abschnitt auf der der Zwischendecke 12 zugewandten Seite
des Kontaktbalkens 33 direkt unterhalb der Zwischendecke
12 befindet.
Bei der Ausführung nach Fig. 2 ist dieselbe Zwischendecke
12 wie bei der Ausführung nach Fig. 1 verwendet, die des
halb - unabhängig davon, ob ein Kontakt 55 eingesetzt ist
oder nicht - eine Aussparung 56 aufweist, in die das ver
formte Ende des vom Festkontakt 55 getragenen Kontaktknies
hineinragen kann. Ebenso ist die Bodenschale 11 bei beiden
Ausführungsbeispielen dieselbe und dafür vorbereitet, ei
nen Festkontakt 39 und/oder einen Festkontakt 55 aufzuneh
men.
Auch der Kontaktbalken 33 ist in beiden Ausführungsbei
spielen derselbe. Er ist jedoch bei der Ausführung nach
Fig. 2 so gegenüber der Ausführung nach Fig. 1 auf Um
schlag montiert, daß der Kopf des Kontaktniets 38 nun der
Zwischendecke 12 und insbesondere dem Festkontakt 55 zuge
wandt ist und daß der Vorsprung 48 am Keilprofil 34 nun
mit dem Anschlag 49 an der Bodenschale 11 zusammenwirken
kann.
Die beschriebene Arbeitsweise der beiden Ausführungsformen
des Schalters nach Fig. 1 und Fig. 2 zeigt also, daß zum
einen der Kontaktbalken 33 während des Schaltvorgangs in
einer parallel zur Zeichnungsebene liegenden Ebene ver
schwenkt wird und daß andererseits über das Schaltstück 16
eine federnde Kraft auf das Kontaktstück 33 ausgeübt wird,
die das Kontaktstück federnd gegen ein Lagerstück 30
drängt.
Das Schneidlager des Schalters hat den üblichen Aufbau.
Das Lagerstück 30 hat dabei einen rechteckigen Durchbruch
31, der parallel zur Zeichenebene von zwei Stegen begrenzt
wird, von denen der eine Steg 60 in Fig. 1 und Fig. 2 an
gedeutet ist. In diesen Durchbruch 60 ragt der Kontaktbal
ken 33 mit einem schmalen, das offene Ende 32 des Kontakt
balkens bildenden Vorsprung, wobei die Seitenflächen des
Endes 32 von den den Durchbruch formenden Flächen der Ste
ge geführt sind. Die Breite des Kontaktbalkens 33 ist über
seine gesamte Länge größer als am Ende 32, so daß zwei
einander gegenüberliegende Absätze 61 entstehen, die
schneidenförmig enden und sich an den Stegen 60 abstützen.
Der Strom fließt über das als An
schluß dienende Kontaktstück 30, die Kontaktfläche zwi
schen Stegen 60 und Absätzen 61 und des Kontaktbalkens 33
sowie diesen selbst zu dem beweglichen Kontakt 38, der
einen elektrischen Übergang zu dem Festkontakt 39
bzw. 55 schafft.
Um nun den Widerstand des Stromweges herabzusetzen, ist
eine Kontaktfeder 62 vorgesehen, die, wie aus Fig. 3 und 4
ersichtlich, im wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt
besitzt. Die Kontaktfeder weist einen ersten Seitenschen
kel 63, einen zweiten Seitenschenkel 64 und als dritten
Schenkel 65, den Basisschenkel, auf.
Die Feder ist mit einer Durchbrechung 66 (Fig. 5) verse
hen, die im wesentlichen die gleichen Abmessungen wie der
Durchbruch 31 besitzt und mit diesem fluchtet. Analog zu
den Stegen 60 werden bei der Kontaktfeder 62 Federstege
67, 68 gebildet, die den Stegen 60 des Lagerstücks 30 zuge
ordnet sind.
Wie weiter oben schon erläutert, wird durch die Kraft der
Druckfeder 22 über die Schaltwalze 21 der Kontaktbalken 33
in der Zeichnung nach unten gedrückt. Die Feder liegt da
mit zwischen den nach unten gedrückten Absätzen 61 des
Kontaktbalkens und den Stegen 60 des ortsfest in dem Ge
häuse 10 verankerten Lagerstücks 30. Durch diese Kraft
wird die Feder gegenüber dem Lagerstück festgehalten und
braucht also nur zusammen mit dem Kontaktbalken 33 am La
gerstück 30 eingesetzt werden. Wie weiter oben schon be
schrieben, läßt sich die Arretierung der Feder gegenüber
dem Lagerstück noch durch einander zugeordnete Vorsprünge
und Ausnehmungen der beiden Bauelemente, durch Umgreifen
von Vorsprüngen an der Feder, aber auch durch Löten oder
Schweißen, verbessern. Wichtig ist nur, daß eine gute Kon
taktgabe zwischen dem Lagerstück 30 und der Kontaktfeder
62 gewährleistet ist.
Nachdem nunmehr der über das Lagerstück
fließende Strom bzw. die dortige elektrische Spannung si
cher und dauerhaft auf die Kontaktfeder übertragen wird,
muß noch für einen Kontakt zwischen den Federschenkeln
63, 64 und dem Lagerbalken 33 gesorgt werden. Dies ge
schieht dadurch, daß im ausgebauten Zustand der Kontaktfe
der 62 der minimale Abstand der beiden Schenkel 63, 64
kleiner ist als die entsprechende Breite des Konstaktbal
kens 33. Auf diese Weise wirken die beiden Federschenkel
63, 64 unter Vorspannung auf die Seitenflächen 69, 70 des
Kontaktbalkens 33 ein, so daß sich hier ein schleifender
und selbstreinigender Effekt ergibt.
Durch eine entsprechend gekrümmte Ausgestaltung der beiden
Seitenschenkel 63, 64 der Feder 62 wird dafür gesorgt, daß
die Auflagefläche dieser Schenkel an den Seitenflächen
69, 70 klein gehalten wird, so daß der Schleif- und Säube
rungseffekt vergrößert wird. In der Praxis geschieht dies
dadurch, daß an den Seitenschenkeln 63, 64 Vorsprünge 71, 72
angeformt werden, die die Schleiffläche vermindern.
Vorteilhaft ist das Prinzip, daß die zum Umschalten die
nende Kraft der Druckfeder 22 gleichzeitig zum Halten der
Kontaktfeder 62 mit ausgenutzt wird. Die Feder selbst
sollte aus einem Material bestehen, welches sowohl federt,
eine gute elektrische Leitfähigkeit besitzt, und gleich
zeitig eine erhebliche mechanische Festigkeit, um durch
den Schleifvorgang nicht beschädigt zu werden. Als Material
empfiehlt sich hier Cu-Be (Kupfer-Beryllium). Für den
Kontaktbalken 33 kann beispielsweise Messing verwendet
werden, welches u. U. versilbert ist. Es ist auch zu beach
ten, daß bei einer Halterung der Kontaktfeder 62 aus
schließlich durch die Kraft der Druckfeder 22 die über die
beiden Schenkel 63, 64 angreifende Kraft nicht zu groß ge
macht wird, damit infolge der Reibungskraft nicht die Fe
der 62 gegenüber dem Lagerstück 30 bewegt werden kann.
Claims (5)
1. Elektrischer Schalter mit einem gehäusefesten Lagerstück
(30), in dem über ein Schneidlager (60, 61) ein Kontakt
balken (33) schwenkbar gelagert ist, wobei der zu schal
tende Strom vom Lagerstück (30) über das Schneidlager
(60, 61) zu dem schwenkbar gelagerten Kontaktbalken (33)
geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich an
dem Lagerstück abstützende Kontaktfeder (62) aus elek
trisch leitendem Material unter Vorspannung schleifend an
dem Kontaktbalken (33) angreift, dass die Kontaktfeder
(62) eine im wesentlichen U-förmig ausgebildete
Blattfeder mit drei Schenkeln (63, 64, 65) ist, wobei der
eine Schenkel (65) gegenüber dem Lagerstück (30)
arretiert ist und der zweite Schenkel (64, 65) in der
Schwenkebene des Kontaktbalkens (33) an diesem angreifen,
wobei die einander gegenüberliegenden Schenkel (63, 64)
mit gegeneinander gerichteter Kraft an den den Schenkeln
zugewandten Seitenflächen (69, 70) des Kontaktbalkens
(33) angreifen.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
die Kontaktfeder (62) im Bereich des Schneidlagers (60,
61) des Lagerstücks und an einem zwischen dem
Schneidlager (60, 61) und einem zu schaltenden Kontakt (38)
am Kontaktbalken (33) liegenden Bereich am Kontaktbalken
(33) angreift.
3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass in an sich bekannter Weise in Längsrichtung des
Kontaktbalkens (33) eine zum Schneidlager (61, 62)
weisende Federkraft vorgesehen ist, die den Kontaktbalken
(33) im Schneidlager hält und dass ein Teil des den
ersten und zweiten Schenkel (63, 64) miteinander verbin
denden dritten Schenkels (65) der Kontaktfeder (62)
zwischen zumindest einer Lagerfläche (61) des Kontakt
balkens (63) und der entsprechenden Lagerfläche (60) des
Lagerstücks (30) die Kontaktfeder (62) eingespannt ist.
4. Schalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
der dritte Schenkel (65) der auf dem Lagerstück (30)
aufliegenden Kontaktfeder (62) und das Lagerstück (30)
eine Öffnung (31, 66) besitzen, wobei die beiden
Öffnungen miteinander fluchtend angeordnet sind, dass das
lagerseitige Ende des Kontaktbalkens in die Öffnungen
(31, 66) ragt und dass die Lagerflächen (61) des
Kontaktbalkens (33) auf dem rahmenförmigen dritten
Schenkel (65) abgestützt sind.
5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an
dem ersten und zweiten Schenkel (63, 64) der Kontaktfeder
(62) zwei im wesentlichen gegeneinander weisende Vor
sprünge (71, 72) angeformt sind, die überwiegend linien
förmig an den Seitenflächen (69, 70) des Kontaktbalkens
(33) angreifen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19934324206 DE4324206C2 (de) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | Elektrischer Schalter mit Schneidlager und Kontaktfeder |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19934324206 DE4324206C2 (de) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | Elektrischer Schalter mit Schneidlager und Kontaktfeder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4324206A1 DE4324206A1 (de) | 1995-01-26 |
DE4324206C2 true DE4324206C2 (de) | 2002-06-27 |
Family
ID=6493198
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19934324206 Expired - Fee Related DE4324206C2 (de) | 1993-07-19 | 1993-07-19 | Elektrischer Schalter mit Schneidlager und Kontaktfeder |
Country Status (1)
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DE (1) | DE4324206C2 (de) |
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