DE4413387C2 - Elektrischer Tastschalter - Google Patents
Elektrischer TastschalterInfo
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- DE4413387C2 DE4413387C2 DE19944413387 DE4413387A DE4413387C2 DE 4413387 C2 DE4413387 C2 DE 4413387C2 DE 19944413387 DE19944413387 DE 19944413387 DE 4413387 A DE4413387 A DE 4413387A DE 4413387 C2 DE4413387 C2 DE 4413387C2
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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- H01H13/02—Details
- H01H13/12—Movable parts; Contacts mounted thereon
- H01H13/20—Driving mechanisms
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Description
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Tastschalter mit wenigstens einer
Kontaktstelle mit jeweils wenigstens einem festen Kontakt und einem als
Baugruppe ausgebildeten beweglichen Kontakt, der an einer von einer
ersten Feder beaufschlagten, in einem Wippenträger gelagerte Kon
taktwippe angeordnet ist und durch ein von einer zweiten Feder
beaufschlagten Betätigungselement betätigbar ist.
Schaltgeräte, deren Betätigung mittels einer Druck- oder Wipptaste
vorgesehen ist, werden Tastschalter genannt. Dabei unterscheidet man
nach dem Schaltvorgang zwischen Schaltern und Tastern. Unter Schalter
werden Schaltgeräte verstanden, deren Betätigung zu einer bestimmten
Schaltposition führt, welche erst durch erneute Betätigung wieder geändert
wird. Als Taster hingegen werden solche
Schaltgeräte bezeichnet, die zur kurzzeitigen Schließung bzw. Öffnung von
Stromkreisen dienen, abhängig davon, ob sie als Arbeitsstrom- oder Ruhe
stromtaster eingesetzt werden. Bei Tastern ist von großer Bedeutung, daß
ihre Kontakte nach Betätigungsende, d. h. nach Loslassen des Betätigung
selements selbsttätig in ihre Ausgangsstellung zurückkehren.
In dem DE-Aufsatz "Zwangsöffnung von Kontakten bei Schnappschaltern"
von W. Kok und K. Poschet, 1984, Schaltbau München, wird die Zwangsöff
nung von Kontakten bei Schnappschaltern beschrieben, indem zum Beispiel
bei verschweißten Kontakten an einem Betätiger angeformte Spitzen einen
Zwangsöffnungshebel beaufschlagen, der um einen Drehpunkt schwenkbar
ist und hierdurch eine Kontaktbrücke betätigt. Hierdurch wird die am Betäti
ger angreifende Kraft formschlüssig auf die starre Kontaktbrücke übertragen.
Aus der DE 30 43 133 A1 ist ein elektrischer Tastschalter der eingangs ge
nannten Art bekannt, der ein federbelastetes Betätigungselement aufweist
welches zur Betätigung einer von einer Federwippe beaufschlagten Kon
taktwippe dient. Die Wippfeder ist im Schaltersockel gelagert, während zur
Lagerung der Kontaktwippe ein im Sockel befestigter Wippenträger mit einer
runden Steckachse in eine hierfür vorgesehene quadratische Ausnehmung
in der Kontaktwippe eingreift. Die sich hieraus ergebenden Toleranzketten
lassen den Umschaltpunkt der Kontaktwippe in einem großen Bereich
schwanken, was letztendlich zu Schaltproblemen führen kann. Von Nachteil
ist ferner, daß die große Lagerreibung im Kontaktsystem eine hier uner
wünschte Mittelstellung der Kontaktwippe ermöglicht und hierdurch Fehlkon
taktierungen auftreten können.
Ein Schaltgerät, welches die vorstehend aufgezeigten Probleme konstruktiv
umgeht, ist mit der DE 43 12 307 A1 vorgeschlagen worden, wobei der be
wegliche Kontakt als Baugruppe ausgebildet ist, welche eine Kontaktwippe,
eine erste Feder und einen Wippenträger umfaßt. Dabei ist der bewegliche
Kontakt mit wenigstens einer Schneidenlagerung versehen, und die Kon
taktwippe unter Vorspannung der ersten Feder gemeinsam mit dieser in den
Wippenträger eingesetzt.
Diese vorgeschlagene Lösung, den beweglichen Kontakt als
Baugruppe vormontiert und vorjustiert in das jeweilige
elektrische Gerät einzusetzen, gestattet es, die bislang
unausbleiblichen Toleranzprobleme hinsichtlich der Kon
taktierung auf ein vernachlässigbares Maß zu reduzieren.
Nach wie vor ungelöst hierbei ist jedoch das Problem, daß
Kontakte infolge hoher Stromstärke aneinander kleben oder
miteinander verschweißen können, was zwangsläufig zur
Zerstörung des Schalters oder weiterer angeschlossener
elektrischer Komponenten führen kann.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Auf
gabe der Erfindung, einen elektrischen Tastschalter der
eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß
eine eindeutige Kontaktgabe einerseits und die bestim
mungsgemäße Kontakttrennung andererseits sicher eingehal
ten werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen erfindungsgemäß die
kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Danach
ist ein mit dem Betätigungselement gekoppeltes Stellglied
vorgesehen, welches die Kontaktwippe bei Betätigung in
die jeweils andere Schaltstellung unmittelbar beauf
schlagt, sofern die Rückstellung der Kontaktwippe durch
die erste Feder unterbleibt. Während beim bestimmungsge
mäßen Betrieb des erfindungsgemäßen Tastschalters die
Kontaktwippe und damit der angeordnete bewegliche Kontakt
je nach Schaltbetätigung durch Einwirkung der ersten Fe
der aus der einen stabilen Position in die andere stabile
Position verschwenkt, kann bei unsachgemäßen Einsatz des
Tastschalters, beispielsweise bei zu hohen Schaltstrom
stärken, ein Verkleben oder gar Verschweißen des bewegli
chen Kontakts mit dem festen Kontakt erfolgen, so daß die
von der ersten Feder aufgebrachte Stellkraft nicht aus
reicht, um eine Trennung der Kontakte herbei zuführen. In
derartigen Fällen kommt das erfindungsgemäß vorgesehene
Stellglied in Eingriff mit der Kontaktwippe und zwingt
diese durch unmittelbare Krafteinwirkung zu der vorgese
henen Schwenkbewegung, in dem das mit dem Betätigungsele
ment gekoppelte Stellglied sich an einer hierfür geeigne
ten Stelle der Kontaktwippe an diese anlegt. Das Stell
glied ist schwenkbar mit dem Betätigungselement gekoppelt
und ist hierdurch in der Lage, die von der Kontaktwippe
bei Betätigung vollzogene Schwenkbewegung ebenfalls aus
zuführen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der elektri
sche Tastschalter als monostabiler Taster ausgebildet,
wobei das Betätigungselement sowie das daran gekoppelte
Stellglied stets in seine Ausgangsstellung zurückkehren,
ebenso wie die Kontaktwippe mit den beweglichen Kontak
ten.
Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß
zur Unterstützung der Rückschwenkbewegung der Kontakt
wippe, die durch Einwirkung der ersten Feder hierzu ver
anlaßt ist, eine dritte Feder mit der Kontaktwippe zusam
menarbeitet und als Rückstellfeder für die Kontaktwippe
dient. Diese dritte Feder ist so angeordnet, daß sie
den Schaltweg der Kontaktwippe begleitet und bei Bedarf
eingreift, nämlich wenn es zu einer unvorhergesehenen
Dauerkontaktierung z. B. infolge Verklemmens der Kontakt
wippe kommt. Hierbei wird die Kontaktwippe von der drit
ten Feder derart beaufschlagt, daß diese vom jeweiligen
Kontakt abhebt.
In weiterer Verbesserung der Erfindung ist die Kontakt
wippe mit Anformungen versehen, welche zum Eingriff mit
der dritten Feder dienen.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin
dung ist der Tastschalter als Wechselschalter ausgebildet
mit zwei festen Kontakten, zwischen denen die Kontakt
wippe bewegbar ist, sei es nun in der Funktion als Schal
ter oder als Taster.
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Ver
besserungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungs
beispieles sollen die Erfindung, vorteilhafte Ausgestal
tungen und Verbesserungen der Erfindung sowie besondere
Vorteile näher erläutert und beschrieben werden.
Es zeigen
Fig. 1 eine Kontaktanordnung mit Betätigungselement in
Seitenansicht,
Fig. 2 die Anordnung gemäß Fig. 1 im Längsschnitt,
Fig. 3 die Anordnung gemäß Fig. 1 von der Seite um 90°
gedreht.
In Fig. 1 sind die wesentlichen Bestandteile eines elek
trischen Tastschalters 10 mit einer Kontaktstelle 12 dar
gestellt. Die Kontaktstelle 12 besteht aus zwei ortsfe
sten Kontakten 14, 16 und einer Kontaktwippe 18 mit an
ihrem einen freien Ende angeordneten beweglichen Kontak
ten 17, 19. Die Betätigung der Kontaktwippe 18 erfolgt
durch ein Betätigungselement 20, das gelenkig mit einem
Stellglied 22 verbunden ist.
Die Kontaktwippe 18 ist von einer hier von der Seite er
kennbaren ersten Feder 24, die als Blattfeder ausgebildet
ist, gegen einen Wippenträger 26 beaufschlagt. Hierbei
stützt sich einerseits die erste Feder 24 gegen einen
Halterahmen 25 ab und andererseits an der Kontaktwippe
18.
Das Betätigungselement 20 wird von einer zweiten Feder 27
beaufschlagt, die als Rückstellfeder für das Betätigungs
element 20 dient und dieses hierzu mittelbar beauf
schlagt, in dem es sich an eine an der Schwenkachse 28
des Stellgliedes 22 angeformte ebene Fläche 29 anlegt,
wodurch das Stellglied in Ruhestellung stets die gleiche
Lage einnimmt, vorzugsweise eine Mittenstellung.
An einer Sockelfläche 30, welche sowohl für den Halterah
men 25 als auch für den Wippenträger 26 als Basis dient
und an welcher sich auch die zweite Feder 27 abstützt,
ist eine dritte Feder 32 verankert, welche als Rückstell
feder für die Kontaktwippe 18 dient. Zu diesem Zweck ist
die Kontaktwippe 18 mit einer ersten Anformung 34 verse
hen, welche oberhalb und unterhalb im Abstand von einem
U-förmig gebogenen Teil 33 der dritten Feder 32 eingefaßt
ist.
Während ein Ende der U-förmigen Anformung 33 der dritten
Feder 32 über eine gelenkähnliche Abwinklung zur Basis 30
geführt ist, befindet sich das andere, freie Ende im Ein
griff mit dem Stellglied 22. Das Stellglied 22 besitzt an
einem hierfür vorgesehenen Schenkel eine Nut 36, in wel
che das freie Ende der U-förmigen Anformung 33 der drit
ten Feder 32 eingreift und so gegen seitliches Auswandern
geführt ist. In Fig. 2 sind diese Merkmale, soweit hier
erkennbar, mit den gleichen Bezugsziffern versehen,
ebenso wie in Fig. 3. Die Wirkungsweise der in den Fig. 1
bis 3 gezeigten Kontaktanordnung 12 mit Betätigungsein
heit 20, 22 wird nachfolgend erläutert.
Bei Betätigung des Betätigungselementes 20 wird das
Stellglied 22 nach unten bewegt und setzt mit seiner Nut
36 am freien Ende der U-förmigen Anformung 33 der dritten
Feder 32 auf. Dadurch wird es hieran gehalten und
schwenkt aus der Mittelsteilung aus bis an einen ersten
Anschlag 38, der am Betätigungselement 20 angeformt ist.
Während sich das Betätigungselement 20 weiter nach unten
bewegt, wird die dritte Feder 32, die über die U-förmige
Anformung 33 in der Nut 36 des Stellgliedes 32 beauf
schlagt ist, gegen die Anformung 34 an der Kontaktwippe
18 gedrückt. Hierbei wird die Kontaktwippe 18 infolge der
Krafteinwirkung der zugeordneten ersten Feder 24 aus ih
rer in den Fig. 1 und 2 gezeigten oberen Schaltstellung
in die untere Schaltstellung mitgenommen, wobei entspre
chend der Betätigung des Betätigungselements 20 das
Stellglied 22 die dritte Feder 32 ausreichend in Richtung
Sockel 30 bewegt, so daß die Kontaktwippe 18 spielfrei
mit seinem beweglichen Kontakt 19 am zugeordneten unteren
festen Kontakt 16 anliegt und diesen sicher kontaktiert.
Bei Entlastung des Betätigungselements 20 wird dieses
durch die Entspannung der ihm zugeordneten zweiten Feder
27 in seine Ausgangsstellung beaufschlagt und nimmt hier
bei das Stellglied 22 mit. Hierdurch wird die als Rück
stellfeder für die Kontaktwippe 18 dienende dritte Feder
32 ebenfalls entlastet und nimmt ihre in den Fig. 1 und 2
dargestellte Ausgangsstellung wieder ein. Auf dem Wege in
die Ausgangsstellung wird die Kontaktwippe 18 durch form
schlüssigen Eingriff seiner Anformung 34 mit der U-förmi
gen Anformung 33 der dritten Feder 32 ebenfalls in die
ursprüngliche Schaltposition gemäß Fig. 1 und 2 ver
schwenkt.
Bei dieser Schalthandlung dient die dritte Feder 32 durch
Eingriff mit der Anformung 34 an der Kontaktwippe 18 le
diglich als Initiator für die jeweilige Schalthandlung
der Kontaktwippe 18, welche anschließend selbständig in
folge der Krafteinwirkung der zugeordneten ersten Feder
24 die gewünschte Schaltposition erreicht. Eine Behinde
rung durch die dritte Feder 32 bzw. durch das Stellglied
ist ausgeschlossen, da die zur Betätigung der Kontakt
wippe dienenden Bauelemente, nämlich das Stellglied 22
und die Rückstellfeder 32 seitlich neben der Kontaktwippe
18, d. h. außerhalb des Schwenkweges der Kontaktwippe 18
angeordnet sind.
Im Falle, daß einer der beweglichen Kontakte 17, 19 an
der Kontaktwippe 18 mit einem festen Kontakt 14, 16 ver
klebt, so daß die Stellkraft der zugeordneten ersten Fe
der 24 zur Betätigung der Kontaktwippe 18 nicht mehr aus
reicht, erfolgt das Lösen der Kontaktwippe 18 bzw. des
daran befindlichen beweglichen Kontakts 17, 19 vom zuge
ordneten festen Kontakt 14, 16 durch unmittelbare Kraft
einwirkung wie folgt. Die Kontaktwippe 18 befindet sich
in der erwähnten Stellung, beispielsweise im Kontakt mit
dem unteren festen Kontaktstück 16. Hierbei drückt die
als Rückstellfeder dienende dritte Feder 32 gegen die An
formung 34 an der Kontaktwippe 18, ohne jedoch die Ver
bindung zwischen dem festen Kontaktstück 16 und dem be
weglichen Kontaktstück 19 lösen zu können. Das Betäti
gungselement 20 mit dem daran gekoppelten Stellglied 22
befindet sich in seiner Ausgangsstellung. Dabei ist das
Stellglied 22 aufgrund der Krafteinwirkung durch die
zweite Feder 27 in Mittelstellung gehalten. Zwischen der
Nut 36 des Stellgliedes 22 und der Rückstellfeder 32 ist
ein Abstand, so daß bei Betätigung des Betätigungsele
ments 20 nicht der mit der Nut 36 versehene Schenkel des
Stellgliedes 22, sondern ein gegenüber befindlicher zwei
ter Schenkel 37 mit der Kontaktwippe 18 in Eingriff
kommt, indem dieser Schenkel 37 auf eine zweite, jenseits
des Schwenkpunktes der Kontaktwippe 18 an dieser angeord
neten Anformung 35 auftrifft und bei weiterer Betätigung
des Betätigungselements 20 nach unten beaufschlagt. Hier
durch wird aufgrund der so eingeleiteten Hebelkraft das
bewegliche Kontaktstück 19 vom unteren festen Kontakt
stück 16 gelöst und die Kontaktwippe 18 schwenkt in ihre
Ausgangsstellung zurück. Um ein Umschwenken des Stell
gliedes 22 hierbei zu verhindern ist am Betätigungsele
ment 20 ein zweiter Anschlag 39 angeformt, der form
schlüssig mit dem Stellglied 22 zusammenarbeitet.
Ein weiterer Vorteil dieser Ausgestaltung ist darin zu
sehen, daß ein Druckpunkt vor dem Umschalten spürbar ist
und darüber hinaus der Umschaltvorgang ein deutliches
Schaltgeräusch hörbar werden läßt, so daß jede Schalt
handlung erkennbar ist.
Claims (7)
1. Elektrischer Tastschalter (10) mit wenigstens einer Kontaktstelle
(12) mit jeweils wenigstens einem festen Kontakt (14, 16) und einem als
Baugruppe ausgebildeten beweglichen Kontakt (17, 19), der an einer von
einer ersten Feder (24) beaufschlagten, in einem Wippenträger (26)
gelagerten Kontaktwippe (18) angeordnet ist und durch ein von einer
zweiten Feder (27) beaufschlagten Betätigungselement (20) betätigbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß ein mit dem Betätigungselement (20) gekop
peltes Stellglied (22) vorgesehen ist, welches die Kontaktwippe (18) bei
Betätigung in die jeweils andere Schaltstellung unmittelbar beaufschlagt,
sofern die Rückstellung der Kontaktwippe (18) durch die erste Feder (24)
unterbleibt.
2. Tastschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Stellglied (22) die Kontaktwippe (18) durch formschlüssigen Eingriff
beaufschlagt.
3. Tastschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Tastschalter (10) als monostabiler Taster ausgebildet ist und daß
das Betätigungselement (20) stets in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.
4. Tastschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine
dritte Feder (32) vorgesehen ist, welche als Rückstellfeder für die
Kontaktwippe (18) dient.
5. Tastschalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
dritte Feder (32) die Schaltbetätigung der Kontaktwippe (18) durch
formschlüssigen Eingriff einleitet.
6. Tastschalter nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die dritte Feder (32) über eine Anformung (34) an der
Kontaktwippe (18) mit dieser in Eingriff gelangt.
7. Tastschalter nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schalter (10) als Wechselschalter mit zwei festen
Kontakten (14, 16) versehen ist, zwischen denen die Kontaktwippe (18)
bewegbar ist.
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