DE4436979A1 - Mikroschalter als Schnappschalter mit Keilprofil am in dem Schalter schwenkbar gelagerten Kontakthebel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Schnappschalter, welcher durch die Bewegung eines Schaltstückes ausgelöst wird. Dabei wird eine Relativbewegung zwischen einem Schaltelement und einem Keilprofil ausgeführt, wobei ein Federspeicher solange aufge­ laden wird, bis das Schaltelement den höchsten Punkt des Keilprofils passiert hat wobei dann der Federspeicher freige­ setzt wird und den Kontakthebel in seine zweite Schaltlage schlagartig umstellt.

Das Prinzip eines derartigen Schalters ist beispielsweise aus der DE-PS 39 40 285 bekannt. Dabei dient als Schaltelement eine mittels einer Vorspannfeder vorgespannte Schaltwalze, welche während der Schalterbetätigung längs eines Keilprofiles fährt, welches am Ende des Kontakthebels angebracht ist. Die­ ser Schalter wird aus Einzelteilen zusammengesetzt, die in ein Schaltersystem auf einer gemeinsamen Grundplatte eingebaut sind. Ein entsprechender Schalter ist zudem in der DE-OS 39 42 925.3 beschrieben.

Aus der DE-PS 29 28 214 ist es weiterhin beispielsweise be­ kannt, einen Schnappschalter als vorgefertigten Mikroschalter auszugestalten, welcher mittels der entsprechenden Befesti­ gungsvorrichtungen an geeigneter Stelle innerhalb eines größe­ ren Schaltsystems angeordnet werden kann. Es wurde weiterhin vorgeschlagen, den aus der DE-OS 39 40 285 bekannten Schnap­ pschalter als Mikroschalter aufzubauen, der als Schaltblock in ein Schaltsystem eingesetzt werden kann.

Ferner ist es aus der DE-PS 33 36 877 bekannt, einen Schnapp­ schalter mittels zweier gegeneinander wirkender Keilprofile aufzubauen.

Die Erfindung geht daher aus von einem Schnappschalter der sich aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ergebenden Gattung. Unter diese Gattung fällt beispielsweise auch der im Zusammen­ hang mit der DE-OS 44 18 707 vorgeschlagene Schalter. Bei die­ sem Schalter ist ebenso wie bei der DE-PS 33 36 877 das Ende des schwenkbaren Kontakthebels mit einem Keilprofil versehen. Auf dieses Keilprofil wirkt eine unter Federkraft stehende Schaltwalze ein, die während der Betätigung des Schaltstückes über die geknickte Profilfläche läuft. Dabei wird die Drehachse der Schaltwalze in Richtung der sie vorspannenden Vorspannfeder in Nuten geführt, die an seitlichen Backen des Schaltstückes angebracht sind. Bei dieser Konstruktion hat sich als nachteilig herausgestellt, daß das Keilprofil gerade an dem Bauelement angebracht ist, welches durch den Stromüber­ gang und die Schaltvorgänge sich am meisten erhitzt. In Folge dessen neigt das aus Kunststoff bestehende Keilprofil dazu sich in seinen Abmessungen zu ändern. Hierbei kann es gesche­ hen, daß das Keilprofil mit seinen Seitenflächen an den Füh­ rungsbacken der Schaltwalze schleift und durch die sich hier­ durch noch erhöhende Reibung verklemmt. Dieses Verklemmen trägt zu einem verlangsamten Umschaltverhalten bei was wieder­ um die Wärmeentwicklung an dem Kontakthebel erhöht. Durch die sich gegenseitig nachteilig beeinflussenden Effekte ist die ge­ wünschte Zahl von Umschaltungen nicht immer zu erreichen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einem Schalter der beschriebenen Gattung das Schaltverhalten zu verbessern. Die Aufgabe wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ergebende Merkmalskombination gelöst. Die Erfin­ dung besteht im Prinzip also darin, auf die Verwendung einer Schaltwalze generell zu verzichten und das Keilprofil unter Vorspannung an dem Schaltstück anzuordnen. Vorteilhaft ist hierbei, daß der Kontakthebel als einfaches Blechteil sehr einfach ausgestaltet werden kann.

Weiterhin wird ein weiterer Nachteil des früher vorgeschlage­ nen Schalters vermieden, der darin bestand, daß die Schaltwal­ ze regelmäßig außerhalb der Längsachse des Kontakthebels an diesem über das Keilprofil angreift. Somit ergeben sich bei dem vorgeschlagenen Schalter erhebliche Drehmomente hinsicht­ lich des Kontakthebels, die während der Befestigung des Schaltstückes die Kraft verändern, mit welcher der an dem Kon­ takthebel befestigte Kontakt auf dem Festkontakt aufliegt. Mittels der Erfindung ist dieser Nachteil beseitigt, da die Kraft des Keilprofils immer nur auf die Längsachse des Kon­ takthebels einwirkt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Keilprofil inner­ halb des Schaltstückes wegen der kurzen Abmessungen des gesam­ ten Keilprofils sehr zuverlässig und kippfrei gelagert werden kann. Aufgrund des relativ langen Kontakthebels, an dessen Ende das Keilprofil bei dem früher vorgeschlagenen Schalter befestigt war, ist eine derart kippfreie Lagerung nur schwer möglich, was die Arbeitsweise des vorgeschlagenen Schalters zusätzlich behindern kann.

Eine besonders einfache Lagerung des Keilprofils innerhalb des Schaltstücks ist durch die aus Anspruch 2 ersichtliche Merk­ malskombination gegeben. Eine hierzu besonders einfache Ausge­ staltung zeigen die Merkmale nach Anspruch 3. Dabei kann der Hohlkörper sowohl kreiszylindrisch aufgebaut sein, was eine besonders einfache Form ergibt als aber auch einen viereckigen Querschnitt haben, was zu einer Lagesicherung des Keilprofils gegen Verdrehen um dessen Längsachse beiträgt.

Um ein Auswandern des Kontakthebels zu verhindern und eine seitliche Führung des Keilprofils zu erreichen, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 4. Da die Anordnung des Keilprofils am Schaltstück nicht dazu neigt, das Keilprofil aufzuheizen ist hier eine vergleichsweise eng tolerierte Führung möglich, wodurch ein exaktes Schaltverhalten des erfindungsgemäßen Schalters unter­ stützt wird. Um gleichzeitig aber auch ein Einwirken des Schaltelementes am Ende des Kontakthebels auf die vorderen Enden der Führungsbacken des Schaltstückes zu verhindern, emp­ fiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombi­ nation nach Anspruch 5. Somit ist eine exakte Führung des Schaltelementes über die Dachfläche des Keilprofils auch dann gewährleistet, wenn aufgrund hoher Schaltleistungen der Kon­ takthebel eine beachtliche Erwärmung zeigt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Dabei wird auf die Beschreibung der oben genannten Schnappschalter Bezug genommen, so daß nur die Merkmale erläutert werden, die im Zusammenhang mit der vorlie­ genden Erfindung wesentlich sind. Im Zusammenhang mit den ver­ bleibenden aus der Zeichnung erkennbaren Merkmalen wird somit auf die oben genannten Beschreibungen von Patentanmeldungen verwiesen.

Es zeigen:

Fig. 1 in skizzierter Form einen Schnitt durch einen erfin­ dungsgemäßen Mikroschalter,

Fig. 2 eine Seitenansicht auf das Schaltstück 4 mit dort geführten Keilprofil und

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Schaltstück nach Fig. 2 in geschnittener Form.

Die Zeichnung zeigt ein Schaltergehäuse 5, welches aus mehre­ ren Einzelteilen, beispielsweise durch Verrasten zusammenge­ setzt sein kann. In das Innere des Gehäuses 5 des Mikroschal­ ters ragt ein Anschlußstück 6, in dem das Ende eines Kontakt­ hebels 1 in an sich bekannter Weise schwenkbar gelagert ist.

Dem Kontakt 20 an dem Kontakthebel 1 sind zwei einander gegen­ überliegende Kontakte 22, 23 zugeordnet, die zu den Anschluß­ stücken 10, 11 gehören. In den beiden Schaltlagen des Kontakt­ hebels 1 ist der Kontakt 20 dieses Hebels einmal mit dem schalterfesten Kontakt 23 des Anschlußstücks 10 und das andere Mal mit dem schalterfesten Kontakt 22 des Anschlußstücks 11 verbunden. Die Anschlußstücke 6, 10 und 11 werden in zwei Ebe­ nen in das Schaltergehäuse 5 eingelegt wie dies bereits im Zusammenhang mit den vorgenannten Anmeldungen beschrieben wur­ de. Als Befestigung für die Anschlüsse im Gehäuse dienen Vor­ sprünge bzw. Ausnehmungen, die im Schaltergehäuse 5 mit ent­ sprechenden Elementen der Anschlußstücke zusammenwirken und diese festhalten. Durch Zusammenfügen der Gehäuseteile werden die Anschlußstücke endgültig in dem Gehäuse arretiert.

Das Schaltstück 4 ist in seiner Längsrichtung entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 13 in dem Gehäuse 5 längs ver­ schiebbar. Auf die Rückstellfeder 13 kann verzichtet werden, wenn bei dem Schalter kein Ruhezustand vorgesehen ist, sondern dieser als Umschalter ausgestaltet ist. In diesem Falle muß die Betätigungskraft an dem Schaltstück 4 in zwei Richtungen wirken können, um das Schaltstück 4 in beide Umschaltelagen bringen zu können.

In dem Schaltstück 4 ist eine Führungsausnehmung 14 vorgese­ hen, in der ein Keilprofil 8 mittels eines Führungsansatzes 15 längs verschieblich und gegen den Widerstand einer Vorspann­ feder 16 geführt ist. Dabei wird durch geeignete Mittel ver­ hindert, daß das Keilprofil sich um seine Längsachse drehen kann. Daß kann dadurch geschehen, daß Führungsausnehmung und Führungsansatz einen eckigen Querschnitt besitzen, der ein Verdrehen des Führungsansatzes in der Führungsausnehmung ver­ bietet.

Es kann aber auch durch in der Fig. 1 mittels Strichlinien an­ gedeutete seitliche Backen 17 an dem Schaltstück 4 dafür ge­ sorgt werden, daß die Seitenflächen des Keilprofils parallel zur Betrachtungsebene von Fig. 1 geführt werden und gegenüber dieser nicht kippen können.

Der Kontakthebel 1 ist an seinem dem Keilprofil 8 zugewandten Ende mit einem Schaltelement 18 versehen, welches bei der vor­ liegenden Ausführungsform im wesentlichen die Form eines halbkreisförmigen Zylinders hat, der das Ende des Kontakthe­ bels 1 bildet und mit diesem einstückig verbunden ist.

Damit liegt das Schaltelement 18 linienförmig an der Kontur 19 des Keilprofils 8 an, wobei die Vorspannfeder 16 über das Keilprofil 8, das Schaltelement 18 und den Kontakthebel 1 für einen hinreichenden Auflagedruck des an den Kontakthebel 1 befestigten Kontaktes gegenüber dem dazugehörigen Kontaktes 22 bzw. 23 des Anschlußstückes 11 bzw. 10 sorgt.

Aus den Fig. 2 und 3 ist das Schaltstück 4 zu erkennen, in dem das Keilprofil 8 längs verschiebbar gelagert ist. Neben dem Ansatz 15 ist das Keilprofil 8 noch mit zwei Führungsflü­ geln 25 versehen, die in entsprechenden Nuten des Schalt­ stückes 4 für eine verdrehungsfreie Längsführung des Keilprofils 8 sorgen. Der Führungsansatz 15 kann dementsprechend die Form eines Kreiszylinders haben. Die Führungsflügel 25 sind in Richtung zu dem Keilprofil 8 hin schräg geneigt. Der Neigung dieser Führungsflügel entspricht eine entsprechende Neigung von Anschlagflächen an den die Führungsnuten 26 in dieser Richtung begrenzenden Wänden 27.

Für die Erfindung ist es nicht zwingend notwendig, daß die Kontur 19 keilförmig ist. Ebenso ist es nicht notwendig, daß das Schaltelement 18 durch einen halbkreisförmigen Zylinder gebildet ist. Wesentlich für die Erfindung ist nur, daß die für die Vorspannung an dem Kontakthebel 1 sorgende Kontur an einem beweglich innerhalb des Schaltstückes 4 gelagerten Ele­ ment angeordnet ist und daß der bei hohen Schaltleistungen sich erhitzende Kontakthebel frei von einer Kunststoffumsprit­ zung ist, wie sie in den eingangs beschriebenen Anmeldungen vorgeschlagen wurde.

Claims (7)

1. Elektrischer Schalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse (5), mit einem zwischen zwei Endstel­ lungen bewegbaren Kontakthebel (1), der im Gehäuse schwenkbar gelagert ist und mit einem beweglich gelager­ ten Schaltstück (4) und mindestens einem Festkontakt (22), der starr im Gehäuse (5) angeordnet ist und in ei­ ner Endstellung des Kontakthebels (1) von diesem beauf­ schlagt wird, wobei das Schaltstück (4) mittels einer Re­ lativbewegung zwischen einem Schaltelement und einem Steuerprofil (vorzugsweise Keilprofil) (8), die dem Schaltstück bzw. dem Kontakthebel zugeordnet sind, eine Umschaltung des Kontakthebels unter Vorspannung einer Vorspannungsfeder (16) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltstück (4) mit dem mittels einer Vorspannung am Schaltstück federnd abgestützten Steuerprofil (Keil­ profil) (8) versehen ist und daß der Kontakthebel (1) an seinem dem Steuerprofil (8) zugewandten Ende als Schalt­ element (18) eine Abtastfläche aufweist, welche einstückig mit dem Kontakthebel verbunden ist, wobei die Abtast­ fläche auf das Steuerprofil (8) einwirkt und wobei die Abtastfläche zum Steuerprofil hin konvex gekrümmt ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das als Keilprofil ausgestaltetes Steuerprofil (8) einen von dem Schaltelement (18) wegweisenden Führungsansatz (15) aufweist, der sowohl für eine Führung für das Keilprofil im Schaltstück als auch für die Aufnahme einer Vorspann­ feder (16) sorgt.

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsansatz (15) ein topfförmiger Hohlkörper ist, der in seinem Innenraum die Vorspannfeder (16) aufnimmt und dessen Außenfläche als Führungsfläche innerhalb einer entsprechenden Führungsausnehmung (14) im Schaltstück (4) dient.

4. Schalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Schaltstück (4) mit Füh­ rungsbacken (17) versehen ist, welche an den Seitenflä­ chen des Keilprofils (8) angreifen und diese gegen eine Drehbewegung um die Längsachse des Schaltstücks sichern.

5. Schalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kontakthebel (1) mit seinem Schaltelement (18) während der Schalterbetätigung in den Raum zwischen den Führungsbacken (17) eingreift, wobei ein erheblicher Freiraum zwischen der Innenfläche der Backen und den zugeordneten Seitenflächen des Schaltele­ ments (18) gegeben ist.

6. Schalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Keilprofil (8) vorzugsweise am Führungsansatz (15) mit Führungsflügeln (25) versehen ist , die das Keilprofil (8) in zugeordneten Führungsnu­ ten (26) am Schaltstück (4) längs verschiebbar und dre­ hungsfrei führen.

7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnuten an ihrem, dem Kontakthebel zugewandten Ende mit geneigte Anschlagflächen versehen sind, welchen ent­ sprechend geneigte Widerlagerflächen an den Führungsflü­ geln zugeordnet sind.