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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen Schalter gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs. Ein solcher Schalter eignet sich als Mikroschalter
zur Positionsdetektion und dergleichen.
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Bei einem allgemein bekannten Typ
einer Schaltvorrichtung als Mikroschalter zur Positionsdetektion
sind ein normalerweise geschlossener Kontakt und ein gemeinsamer
Kontakt normalerweise elektrisch miteinander verbunden, und bei
Niederdrücken
eines Gleitstücks
um eine vorbestimmte Hubstrecke werden ein normalerweise geöffneter
Kontakt und der gemeinsame Kontakt elektrisch miteinander verbunden,
um einen anderen Stromkreis zu bilden.
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht einer solchen Art eines herkömmlichen
Schalters.
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Der in dieser Figur dargestellt Schalter
umfaßt
ein Gehäuse 1,
ein Gleitstück 2,
das in dem Gehäuse 1 gleitend
verschiebbar gehalten ist und in bezug auf die Zeichnung nach unten
niederdrückbar
ist, einen clipförmigen
beweglichen Kontakt 3, der an dem Gleitstück 2 befestigt
ist, eine Rückstellfeder 4 zum
Drücken
des Gleitstücks 2 in
der zu der Niederdrückrichtung
entgegengesetzten Richtung, einen normalerweise geschlossenen Kontakt 5,
einen gemeinsamen Kontakt 6 sowie einen normalerweise geöffneten
Kontakt 7. Diese feststehenden Kontakte 5, 6 und 7 sind
in fast regelmäßigen Abständen von dem
Gehäuse 1 wegstehend
angeordnet und mit Anschlüssen 8, 9 bzw. 10 verbunden.
Mit anderen Worten sind eine den normalerweise geschlossenen Kontakt 5 und
den Anschluß 8 aufweisende
Metallplatte, eine den gemeinsamen Kontakt 6 und den Anschluß 9 aufweisende
Metallplatte sowie eine den normalerweise geöffneten Kontakt 7 und
den Anschluß 10 aufweisende
Metallplatte im Abstand voneinander in das Gehäuse 1 eingebettet,
das aus einem Kunstharzmaterial hergestellt ist.
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Wenn bei dem in der beschriebenen
Weise ausgebildeten Schalter ein Betätigungsbereich 2a des
Gleitstücks 2 nicht
niedergedrückt
wird, sind der normalerweise geschlossene Kontakt 5 und
der gemeinsame Kontakt 6 durch den beweglichen Kontakt 3 elektrisch
miteinander verbunden, und der normalerweise geschlossene Kontakt 5 befindet
sich im EIN-Zustand. Da jedoch der gemeinsame Kontakt 6 mit
dem normalerweise geöffneten
Kontakt 7 nicht elektrisch verbunden ist, ist der normalerweise
geöffnete
Kontakt 7 im AUS-Zustand gehalten. Da das Gleitstück 2 dieses
Schalters durch die Rückstellfeder 4 in
seinem nicht niedergedrückten
Zustand normalerweise bis zum obersten Hubbewegungsende nach oben
gedrückt
ist, heißt
dies mit anderen Worten, daß ein
Stromkreis gebildet ist, bei dem die Anschlüsse 8 und 9 miteinander
verbunden sind und die Anschlüsse 9 und 10 nicht
miteinander verbunden sind. Wenn jedoch der Betätigungsbereich 2a des Gleitstücks 2 um
eine vorbestimmte Hubstrecke niedergedrückt wird, werden der gemeinsame
Kontakt 6 und der normalerweise geöffnete Kontakt 7 durch den
beweglichen Kontakt 3 elektrisch miteinander verbunden,
und der normalerweise geöffnete
Kontakt 7 wird vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand umgeschaltet,
nachdem der normalerweise geschlossene Kontakt 5 und der
gemeinsame Kontakt 6 voneinander getrennt sind, wodurch
ein anderer Stromkreis gewählt
wird, in dem die Anschlüsse 8 und 9 nicht elektrisch
miteinander verbunden sind und die Anschlüsse 9 und 10 elektrisch
miteinander verbunden sind. Wenn die auf das Gleitstück 2 ausgeübte Niederdrückkraft
in diesem Zustand aufgehoben wird, erfolgt dadurch, daß das Gleitstück 2 durch
die Federkraft der Rückstellfeder 4 in
seine oberste Hubbewegungsposition nach oben gedrückt wird,
eine Rückkehr
des normalerweise geschlossenen Kontakts 5 in den EIN-Zustand,
und der normalerweise geöffnete
Kontakt 7 kehrt in den AUS-Zustand zurück.
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Wenn nun ein nicht dargestellter,
zu detektierender Gegenstand zum Niederdrücken des Gleitstücks 2 ausgelegt
ist, wenn er in eine vorbestimmte Position bewegt ist, so läßt sich
ansprechend auf die Veränderung
eines Signals bei der Stromkreisumschaltung feststellen, daß sich der
Gegenstand in der vorbestimmten Position befindet.
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Wenn bei einem Mikroschalter zur
Positionsdetektion der normalerweise geschlossene Kontakt 5 und
der normalerweise geöffnete
Kontakt 7 rasch von EIN auf AUS bzw. von AUS auf EIN durch
Niederdrücken
des Gleitstücks 2 umgeschaltet
werden, mit anderen Worten, wenn der AUS-Bereich des normalerweise
geschlossenen Kontakts 5 und der EIN-Bereich des normalerweise
geöffneten
Kontakts 7 in bezug auf die Gesamthubbewegungsstrecke des
Gleitstücks 2 ausreichend
koordiniert sind, läßt sich
die zeitliche Steuerung der Detektion beschleunigen, wodurch der
Nutzen steigt. Bei dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen
Schalter ist jedoch aufgrund der Tatsache, dass der gemeinsame Kontakt 6 entlang
der Niederdrückrichtung
des Gleitstücks 2 zwischen
dem normalerweise geschlossenen Kontakt 5 und dem normalerweise
geöffneten
Kontakt 7 angeordnet ist, eine Stromkreisumschaltung nur dann
möglich,
wenn das Gleitstück 2 fest
niedergedrückt
wird. Die zeitliche Steuerung der Detektion läßt sich daher nur schwer beschleunigen.
Da, mit anderen Worten, der Schalter mit der in 3 gezeigten Kontaktstruktur keinen Umschaltvorgang
zu einem gewünschten
Zeitpunkt nach Maßgabe
seiner Verwendung ermöglicht,
besteht wenig Spielraum bei der Ausbildung des Schalters, und es
ist auch schwierig, das Ansprechen der Vorrichtung als Mikroschalter
zur Positionsdetektion zu verbessern.
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Ein mit der gleichen Problematik
behafteter Schalter gemäß Oberbegriff
des Anspruchs 1 ist aus der
DE
26 57 783 A1 bekannt. Bei diesem bekannten Schalter sind
der normalerweise geschlossene, erste Kontakt, der normalerweise
geöffnete,
zweite Kontakt und der gemeinsame Kontakt jeweils aus Federdraht
gebildet, wobei die Feder, der gemeinsame Kontakt und der bewegliche
Kontakt einstückig
aus Federdraht geformt sind. Der bewegliche Kontakt bildet eine
Fortsetzung der Feder an deren oberem Ende, ist zunächst von
dem oberen Ende der Feder weggeführt,
dann in Hubrichtung des Gleitstücks rechtwinklig
umgebogen und etwa in der Mitte der Feder noch einmal rechtwinklig
quer zur Hubrichtung abgebogen und liegt an einem oberen Ende des
ersten Kontakts an. Zwischen dem ersten Kontakt und dem zweiten
Kontakt befindet sich eine aus dem Material des Gehäuses gebildete
Führung,
an dessen Ende ein oberes Ende des zweiten Kontakts anliegt. Wird
das Gleitstück
niedergedrückt,
so. rutscht das untere abgewinkelte Ende des beweglichen Kontakts über die
Führung
so weit, bis das obere Ende des zweiten Kontakts erreicht ist. Hierdurch
ergibt sich eine ähnliche
Problematik, wie sie oben in der Verbindung mit der Beschreibung
des Stands der Technik anhand der
3 erläutert wurde.
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In Anbetracht der vorstehend genannten Probleme
des Standes der Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
in der Schaffung eines Schalters, bei dem sich ein Umschaltvorgang
zu einem gewünschten
Zeitpunkt durchführen
läßt.
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Eine erfindungsgemäße Lösung dieser
Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des Patentanspruchs.
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Da in der vorstehend beschriebenen
Weise der gemeinsame Kontakt und der bewegliche Kontakt durch die
auf dem gemeinsamen Kontakt aufliegende, gut leitende Rückstellfeder
stets elektrisch miteinander verbunden sind, läßt sich ein Umschaltvorgang
dadurch erzielen, dass man eine elektrische Verbindung und Trennung
des beweglichen Kontakts mit dem normalerweise geschlossenen Kontakt
und dem normalerweise geöffneten
Kontakt herstellt, die seitlich nebeneinander auf der Innenwand
des Gehäuses
angeordnet sind, auf der der bewegliche Kontakt eine Gleitbewegung
ausführt.
Da sich außerdem der
Abstand zwischen dem normalerweise geschlossenen Kontakt und dem
normalerweise geöffneten Kontakt
sowie die Befestigungspositionen derselben ohne jegliche Einschränkung im
Hinblick auf den gemeinsamen Kontakt beliebig wählen lassen, ist es möglich, einen,
Umschaltvorgang zu einem gewünschten
Zeitpunkt nach Maßgabe
der Verwendung des Schalters durchzuführen.
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Die Erfindung und Weiterbildungen
der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen
eines Ausführungsbeispiels noch
näher erläutert. In
den Zeichnungen zeigen:
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1 eine
Querschnittsansicht eines Schalters zur Positionsdetektion gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
auseinandergezogene Perspektivansicht des in 1 gezeigten Schalters; und
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3 eine
Querschnittsansicht eines Schalters des Standes der Technik.
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Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
wird nun unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.
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Der in den 1 und 2 gezeigte
Schalter besitzt im großen
und ganzen ein Gehäuseelement 11, das
ein unteres bzw. inneres Gehäuseteil
bildet, ein Gleitstück 12,
das von dem Gehäuseelement 11 gleitend
verschiebbar gehalten ist und in bezug auf 1 nach unten niederdrückbar ist, einen beweglichen
Kontakt 13, der ein federnd nachgiebiges Stück 13a aufweist,
und an dem Gleitstück 12 angebracht ist,
eine gut leitende Rückstellfeder 14,
die an ihrem einen Ende durch das Gleitstück 12 in Druckkontakt mit
dem beweglichen Kontakt 13 gehalten ist und an ihrem anderen
Ende auf einer inneren Bodenebene 11a des Gehäuseelements 11 aufliegt,
eine auf dem Gehäuseelement 11 angeordnete
elastische Kappe 15 zum Abdecken eines Betriebsbereichs
bzw.
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Betätigungsbereichs 12a des
Gleitstücks 12, ein
oberes bzw. äußeres Gehäuseteil 16 zum
Aufnehmen des Gehäuseelements 11 in
diesem, wobei die Kappe 15 durch eine Öffnung 16a des Gehäuseteils 16 nach
außen
ragt, sowie ein Betätigungsglied 17,
das an dem oberen Gehäuseteil 16 schwenkbar gehaltert
ist und mit der Kappe 15 in Berührung steht. Das Gehäuseelement 11 besitzt
einen gemeinsamen Kontakt 18, der auf dessen inneren Bodenebene 11a freiliegt,
einen normalerweise geschlossenen Kontakt 19 und einen
normalerweise geöffneten
Kontakt 20, die auf einer Innenwand 11b freiliegen,
welche relativ zu der inneren Bodenebene 11a stehend angeordnet
ist, einen sich von dem gemeinsamen Kontakt 18 wegerstreckenden
Anschluß 21,
einen sich von dem normalerweise geschlossenen Kontakt 19 wegerstreckenden
Anschluß 22 sowie
einen sich von dem normalerweise geöffneten Kontakt 20 wegerstreckenden
Anschluß 23.
Mit anderen Worten ist das Gehäuseelement 11 gebildet
mit einer den gemeinsamen Kontakt 18 und den Anschluß 21 aufweisenden
Metallplatte, einer den normalerweise geschlossenen Kontakt 19 und
den Anschluß 22 aufweisenden
Metallplatte sowie einer den normalerweise geöffneten Kontakt 20 und
den Anschluß 23 aufweisenden
Metallplatte, die in voneinander beabstandeten Positionen in das
Gehäuseelement 11 eingebettet
sind. Da sich in Bezug auf die Zeichnungen ein unterer Endbereich
der als Schraubenfeder ausgebildeten Rückstellfeder 14 in
federnd nachgiebiger Berührung
mit dem gemeinsamen Kontakt 18 befindet, sind der bewegliche
Kontakt 13 und der gemeinsame Kontakt 18 durch
die Rückstellfeder 14,
die zur Druckbeaufschlagung des Gleitstücks 12 in der zu der
Niederdrückrichtung
entgegengesetzten Richtung dient, stets elektrisch miteinander verbunden. Da
der bewegliche Kontakt 13 ein vorderes Ende des federnd nachgiebigen
Stücks 13a in
Gleitkontakt mit der Innenwand 11b des Gehäuseelements 11 bringt, erfolgt
dann, wenn das Gleitstück 12 relativ
zu dem Gehäuseelement 11 in
Bezug auf die Zeichnungen nach unten und oben bewegt wird, eine
Gleitbewegung des federnd nachgiebigen Stücks 13a auf der Innenwand 11b in
einer derartigen Weise, daß es sich
von dem normalerweise geschlossenen Kontakt 19 trennt und
mit dem normalerweise geöffneten Kontakt 20 in
Berührung
tritt bzw. sich von dem normalerweise geöffneten Kontakt 20 trennt
und mit dem normalerweise geschlossenen Kontakt 19 in Berührung tritt.
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Bei dem auf diese Weise ausgebildeten Schalter
sind dann, wenn das Betätigungsglied 17 nicht
durch einen zu detektierenden, nicht dargestellten Gegenstand niedergedrückt wird
und der Betätigungsbereich 12a des
Gleitstücks 12 nicht
niedergedrückt
wird, der normalerweise geschlossene Kontakt 19 und der
gemeinsame Kontakt 18 durch den beweglichen Kontakt 13 und
die Rückstellfeder 14 elektrisch
miteinander verbunden, wie dies in 1 gezeigt
ist, und der normalerweise geschlossene Kontakt 19 befindet
sich im EIN-Zustand. Der normalerweise geöffnete Kontakt 20 und
der gemeinsame Kontakt 18 sind jedoch nicht elektrisch
miteinander verbunden, und somit befindet sich der normalerweise
geöffnete
Kontakt 20 im AUS-Zustand.
Mit anderen Worten heißt
dies, daß das
nicht nach unten gedrückte
Gleitstück 12 durch
die Rückstellfeder 14 in die
oberste Hubbewegungsposition nach oben gedrückt ist. Zu diesem Zeitpunkt
ist ein Stromkreis gebildet, bei dem die Anschlüsse 21 und 22 elektrisch miteinander
verbunden sind und die Anschlüsse 22 und 23 nicht
elektrisch miteinander verbunden sind.
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Da das Betätigungsglied 17 in
bezug auf 1 eine Schwenkbewegung
im Uhrzeigersinn ausführt,
wenn es von dem zu detektierenden Gegenstand niedergedrückt wird,
und dabei das Gleitstück 12 durch
die zur Schaffung, einer wasserdichten Anordnung dienende Kappe 15 nach
innen niederdrückt,
wird der bewegliche Kontakt 13 von dem normalerweise geschlossenen
Kontakt 19 getrennt, und die elektrische Verbindung zwischen
dem normalerweise geschlossenen Kontakt 19 und dem gemeinsamen
Kontakt 18 wird zu dem Zeitpunkt aufgehoben, zu dem der
Betätigungsbereich 12a des
Gleitstücks 12 um
eine vorbestimmte Hubbewegungsstrecke niedergedrückt worden ist. Außerdem wird
der bewegliche Kontakt 13 mit dem normalerweise geöffneten
Kontakt 20 in Berührung
gebracht, und der normalerweise geöffnete Kontakt 20 und
der gemeinsame Kontakt 18 sind dann durch den beweglichen Kontakt 13 und
die Rückstellfeder 14 elektrisch
miteinander verbunden. Mit anderen Worten heißt dies, daß durch das Umschalten des
normalerweise geöffneten
Kontakts 20 von AUS auf EIN unmittelbar nach dem Umschalten
des normalerweise geschlossenen Kontakts 19 von EIN auf
AUS ein anderer Stromkreis gewählt
wird, in dem die Anschlüsse 21 und 22 nicht elektrisch
miteinander verbunden sind, sondern die Anschlüsse 21 und 23 elektrisch
miteinander verbunden sind.
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Wenn der zu detektierende Gegenstand,
der das Betätigungsglied 17 niedergedrückt hat,
entfernt wird und die auf das Gleitstück 12 ausgeübte Niederdrückkraft
aufgehoben wird, nachdem der normalerweise geöffnete Kontakt 20 somit
in den EIN-Zustand geschaltet
worden ist, wird dadurch, daß das
Betätigungsglied 12 durch
die Federkraft der Rückstellfeder 14 in
die oberste Hubbewegungsposition gedrückt wird, das Betätigungsglied 17 durch
den Betätigungsbereich 12a nach
oben gedrückt
und in die Ausgangsposition zurückgeführt, wobei
der normalerweise geschlossene Kontakt 19 in den EIN-Zustand zurückkehrt
und der normalerweise geöffnete Kontakt 20 in
den AUS-Zustand zurückkehrt.
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Bei dem vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispiel
ist der auf der Innenwand 11a des Gehäuseelements 11 freiliegende
gemeinsame Kontakt 18 durch die gut leitende Rückstellfeder 14 mit
dem beweglichen Kontakt 13 stets elektrisch verbunden, und
der normalerweise geschlossene Kontakt 19 und der normalerweise
geöffnete
Kontakt 20 sind seitlich nebeneinander auf der Innenwand 11b des
Gehäuseelements 11 angeordnet,
die sich im wesentlichen rechtwinklig zu der inneren Bodenebene 11a erstreckt
und als Gleitebene für
das federnd nachgiebige Stück 13a des
beweglichen Kontakts 13 wirkt, so daß sich ein Stromkreis-Umschaltvorgang
dadurch erzielen läßt, daß man das
federnd nachgiebige Stück 13a mit
diesen Kontakten 19 und 20 in Berührung bringt
bzw. von diesen trennt. Auf diese Weise ist es möglich, die Betriebs-Hubbewegungsstrecke des
Gleitstücks 12 zu
reduzieren, die zum Umschalten des normalerweise geöffneten
Kontakts 20 von AUS auf EIN erforderlich ist, und zwar
dadurch, daß man
die Kontakte 19 und 20 auf der Innenwand 11b derart
ausbildet, daß die
Gleitstrecke des federnd nachgiebigen Stücks 13a auf dem normalerweise
geöffneten
Kontakt 20 länger
ist als die Gleitstrecke auf dem normalerweise geschlossenen Kontakt 19,
wodurch sich ein Mikroschalter zur Positionsdetektion schaffen läßt, der
eine rasche Detektion ermöglicht und
ein ausgezeichnetes Ansprechvermögen
besitzt.
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Da es durch eine solche Kontaktkonstruktion außerdem möglich ist,
den Abstand zwischen dem normalerweise geschlossenen Kontakt 19 und
dem normalerweise geöffneten
Kontakt 20 sowie deren Positionen ohne jegliche Einschränkung hinsichtlich des
gemeinsamen Kontakts 18 in beliebiger Weise zu wählen, lassen
sich die AUS-Zeitsteuerung des normalerweise geschlossenen Kontakts 19 und
die EIN-Zeitsteuerung des normalerweise geöffneten Kontakts 20 beliebig
einstellen, wodurch sich ein Umschaltvorgang zu einem gewünschten
Zeitpunkt entsprechend der Verwendung des Schalters erzielen läßt.
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Das Gehäuseelement 11 wird
in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel zwar als Gehäuseteil
verwendet, das den gemeinsamen Kontakt 18, den normalerweise
geschlossenen Kontakt 19, den normalerweise geöffneten
Kontakt 20 und die Anschlüsse 21, 22 und 23 beinhaltet;
diese Kontakte 18 bis 20 sowie die Anschlüsse 21 bis 23 lassen
sich jedoch durch Schneiden bzw. Stanzen derselben Bandmaterialien,
in den gewünschten
Formen sowie durch Einsetzen der zugeschnittenen Materialien in eine
Form für
das Gehäuseelement 11 in
einfacher Weise bilden, wodurch es möglich ist; die Herstellbarkeit
des Schalters in großen
Stückzahlen
zu steigern
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Da sich in der vorstehend beschriebenen Weise
der Abstand zwischen dem normalerweise geschlossenen Kontakt und
dem normalerweise geöffneten.
Kontakt sowie deren Positionen bei dem erfindungsgemäßen Schalter
ohne Einschränkungen
hinsichtlich des gemeinsamen Kontakts in beliebiger Weise wählen lassen,
ergibt sich der bemerkenswerte Vorteil, daß sich ein Umschaltvorgang
zu einem gewünschten
Zeitpunkt nach Maßgabe
der Verwendung erzielen läßt. Dr Spielraum
bei der Ausbildung des erfindungsgemäßen Schalters ist somit vergrößert. Zum
Beispiel ermöglicht
eine Kontaktkonstruktion, bei der sich der normalerweise geöffnete Kontakt rasch
von AUS auf EIN umschalten läßt, die
Schaffung eines Mikroschalters zur Positionsdetektion, der zur Durchführung einer
raschen Detektion in der Lage ist und ausgezeichnet anspricht.