DE602004001118T2

DE602004001118T2 - Mikroschalter mit Funktionsänderung anhand der Blattfeder

Info

Publication number: DE602004001118T2
Application number: DE602004001118T
Authority: DE
Inventors: Stephane Schneider Electric Ind. SAS Collot; Bernard Schneider Electric Ind. SAS Truchet; Christian Schneider Electric Ind. SA Roux
Original assignee: Crouzet Automatismes SAS
Current assignee: Crouzet Automatismes SAS
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2004-09-06
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2024-09-07
Also published as: DE602004001118D1; FR2862808A1; FR2862808B1; ES2264555T3; EP1533822A1; SI1533822T1; EP1533822B1; ATE329360T1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft einen Mikroschalter, d.h. eine Einrichtung mit kleinen Abmessungen, die eine elektrische Schaltfunktion gewährleistet.
STAND DER TECHNIK
Mikroschalter werden häufig in zahlreichen Anwendungsgebieten eingesetzt, in denen elektrische Schaltfunktionen genutzt werden, wie zum Beispiel im Kraftfahrzeugbau oder in Elektrohaushaltsgeräten. Je nach zu erfüllender Schaltfunktion kann es sich dabei um Einrichtungen handeln, die bei Betätigung als Schließer einen Stromfluss herstellen, als Öffner einen Stromfluss unterbrechen, oder als Wechsler beim Übergang von ihrer Ruhestellung in ihre Arbeitsstellung zwischen zwei Stromkreisen umschalten.
Die Erfindung betrifft Mikroschalter mit einem Gehäuse, das einen als Sockel dienenden Teil, aus dem mehrere Anschlüsse herausgeführt sind, sowie einen als Deckel dienenden Teil umfasst, in welchem Gehäuse ein Abschalt-Schnappmechanismus gelagert ist, der die Schaltfunktion entsprechend einem Schließer, einem Offner oder einem Wechsler gewährleistet. Ein solcher Mikroschalter nach dem jetzigen Stand der Technik ist zum Beispiel in den Druckschriften DE19834888, US5181603 oder EP0789373 beschrieben.
Bei den bestehenden Mikroschaltern erfolgt die Festlegung der Schalterfunktion zu einem frühen Zeitpunkt während der Herstellung. Dabei kommt es insbesondere häufig vor, dass bestimmte, aus dem als Sockel dienenden Gehäuseteil herausstehende Anschlüsse entfernt werden. Ebenso ist es häufig, dass der Abschalt-Schnappmechanismus je nach der vom Mikroschalter zu erfüllenden Schaltfunktion unterschiedlich ausgelegt ist.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Nachteile von Mikroschaltern nach dem jetzigen Stand der Technik zu beheben, indem sie eine Festlegung der Schalterfunktion zu einem späteren Zeitpunkt während der Herstellung sowie geringere konstruktive Unterschiede zwischen den Schalterausführungen aufgrund einer großen Zahl von Bauteilen ermöglicht, die in allen Einrichtungen unabhängig von der jeweils zu erfüllenden Schaltfunktion eingesetzt werden können.
Zu diesem Zweck liegt der Erfindung ein elektrischer Mikroschalter gemäß dem Patentanspruch 1 zugrunde.
Nach besonderen Ausgestaltungen der Erfindung umfassen die Funktionsfestlegungsmittel nur eine oder gar keine Nase, um die Funktion des Schalters als Öffner, Schließer oder Wechsler festzulegen.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung umfassen die Funktionsfestlegungsmittel zwei Nasen, die dazu dienen, sich am ersten bzw. am zweiten ortsfesten Anschlag abzustützen, wobei mindestens eine der beiden Nasen entfernt wird, um den Betrieb des Mikroschalters als Schließer, Öffner oder Wechsler zu ermöglichen.
Wahlweise ist mindestens ein elektronisches Bauteil auf der Oberfläche oder im Inneren des erfindungsgemäßen Mikroschalters montiert und elektrisch direkt mit zwei benachbarten Anschlüssen verbunden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Zum besseren Verständnis sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung unter Angabe weiterer Vorteile und Merkmale näher erläutert. Dabei zeigen
1 eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Mikroschalters,
2 eine Draufsicht eines erfindungsgemäßen Mikroschalters ohne den als Deckel dienenden Gehäuseteil,
3 eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Mikroschalters in der Ruhestellung,
4 eine teilweise geschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Mikroschalters in der Arbeitsstellung,
5a bis 12c Beispiele für elektronische Schaltungen, die mit den auf der Oberfläche oder im Innern des erfindungsgemäßen Mikroschalters montierten Bauelementen realisiert werden können.
GENAUE BESCHREIBUNG EINER VORZUGSWEISEN AUSGESTALTUNG DER ERFINDUNG
Die 1 zeigt eine erste Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Mikroschalters. Der Mikroschalter umfasst ein Gehäuse, das aus einem als Sockel dienenden Teil (10), aus dem mehrere elektrische Anschlüsse (11, 12, 14) herausgeführt sind, sowie aus einem als Deckel dienenden Teil (20) (nicht dargestellt) besteht.
In das Gehäuse ist ein Abschalt-Schnappmechanismus eingesetzt, der die Schaltfunktion anwendungsabhängig als Schließer, Öffner oder Wechsler gewährleistet. Dieser Schaltmechanismus umfasst gemäß der herkömmlichen Ausführung eine leitende Blattfeder (40) mit einer Zunge (45), die einer im wesentlichen in Längsrichtung wirkenden Vorspannung ausgesetzt ist. Je nach Stellung des Mikroschalters erlaubt die Blattfeder die Herstellung einer elektrischen Kontaktverbindung zwischen einem Anschluss (11) und einem der beiden anderen Anschlüsse (12) und (14). Der besondere Aufbau des in der 1 gezeigten Mikroschalters ist Gegenstand einer unabhängigen Patentanmeldung, stellt jedoch keine einschränkende Bedingung dar, da die vorliegende Erfindung in jeder beliebigen Art von Mikroschalter nach dem bisherigen Stand der Technik zum Einsatz kommen kann.
Die leitende Blattfeder (40) umfasst auf herkömmliche Art und Weise einen beweglichen Abschnitt mit einer oder mehreren Kontaktzonen, die wahlweise eine besondere Oberflächenbehandlung erfahren haben oder auch separat ausgeführte Kontaktstücke tragen können, wobei die Kontaktzone bzw. die Kontaktzonen dazu dienen, eine mechanische und elektrische Kontaktverbindung mit einem oder mehreren feststehenden Kontakten einzugehen, welche elektrisch mit den Anschlüssen (12, 14) verbunden sind, die aus dem als Sockel dienenden Gehäuseteil herausgeführt sind.
So wird die Blattfeder (40) bei einem Mikroschalter, der als Wechsler zwischen einer Arbeitsstellung und einer Ruhestellung umschalten soll, mit einer Kontaktzone versehen, die dazu dient, eine mechanische und elektrische Kontaktverbindung mit einem ersten feststehenden Kontakt herzustellen, welcher mit einem aus dem als Sockel dienenden Gehäuseteil (10) herausgeführten ersten Anschluss (12) elektrisch verbunden ist, sowie des weiteren mit einer Kontaktzone versehen, die dazu dient, eine mechanische und elektrische Kontakt verbindung mit einem zweiten Kontakt herzustellen, der elektrisch mit einem zweiten Anschluss (14) verbunden ist. Arbeitet der Mikroschalter als Öffner oder Schließer, um eine elektrische Kontaktverbindung in der Arbeitsstellung zu unterbrechen bzw. herzustellen, weist die Blattfeder (40) nur eine, auf einer ihrer Seiten ausgebildete Kontaktzone auf, die dazu dient, in der Ruhestellung bzw. in der Arbeitsstellung des Mikroschalters eine mechanische und elektrische Kontaktverbindung mit einem feststehenden Kontakt herzustellen, der mit einem der Anschlüsse (12, 14) verbunden ist.
Die 1 bis 3 zeigen einen erfindungsgemäßen Mikroschalter, der als Öffner arbeitet. Der bewegliche Abschnitt der leitenden Blattfeder (40) dient hier also dazu, eine mechanische und elektrische Kontaktverbindung mit nur einem feststehenden Kontakt (72) herzustellen, der elektrisch mit einem der Anschlüsse (12) verbunden ist. Aus 1 und 3 ist ersichtlich, dass der bewegliche Abschnitt der leitenden Blattfeder nach einer vorzugsweisen Ausgestaltung mit einem separat ausgeführten Kontaktstück (49) versehen ist, das dazu dient, eine mechanische und elektrische Kontaktverbindung mit dem feststehenden Kontakt (72) herzustellen. Da die leitende Blattfeder (40) hier nicht dazu dient, eine elektrische Kontaktverbindung mit dem anderen Anschluss (14) herzustellen, weist ihre dem als Sockel dienenden Gehäuseteil zugewandte Seite weder eine besonders behandelte Oberfläche auf noch ist ein separat ausgeführtes Kontaktstück auf ihr befestigt. Desgleichen gibt es hier auch keinen mit dem zweiten Anschluss (14) verbundenen feststehenden Kontakt.
Erfindungsgemäß sind sowohl an dem als Sockel dienenden Gehäuseteil (10) als auch an dem als Deckel dienenden Gehäuseteil (20) ortsfeste Anschläge (16, 26) ausgebildet und die leitende Blattfeder (40) des Abschalt-Schnappmechanismus' umfasst Funktionsfestlegungsmittel, die mit dem Anschlag (16) des als Sockel dienenden Gehäuseteils (10) und mit dem Anschlag (26) des als Deckel dienenden Gehäuseteils (20) zusammenwirken, um die Betriebsart des Mikroschalters als Wechsler, Öffner oder Schließer zu ermöglichen. Jeder Anschlag (16, 26) dient dazu, mit einer an der Blattfeder ausgebildeten Nase (41, 42) zusammenzuwirken, und ist so ausgelegt, dass bei Anlage der Nase (41, 42) am Anschlag (16, 26) keine elektrische Kontaktverbindung zwischen der leitenden Blattfeder (40) und einem leitenden Teil eines in der Nähe des betreffenden Gehäuseteils (10, 20) angeordneten Anschlusses (14, 12) hergestellt werden kann.
So umfassen die Funktionsfestlegungsmittel zwei Nasen (41, 42), wobei die erste Nase (41) dazu dient, mit dem ersten ortsfesten Anschlag (16) zusammenzuwirken und die zweite Nase (42) dazu dient, mit dem zweiten ortsfesten Anschlag (26) zusammenzuwirken. Natürlich würde das gleichzeitige Vorhandensein von zwei Nasen (41, 42) verhindern, dass eine elektrische Kontaktverbindung zwischen der leitenden Blattfeder und den entsprechenden Anschlüssen (14, 12) hergestellt wird, und die Einrichtung wäre nicht funktionsfähig. Aus diesem Grund werden eine der Nasen (41, 42) der Funktionsfestlegungsmittel entfernt, wenn der Mikroschalter als Öffner oder als Schließer arbeiten soll, bzw. beide Nasen entfernt, wenn der Mikroschalter als Wechsler arbeiten soll.
In der beispielhaften Ausführung gemäß 1 bis 4 umfassen die Funktionsfestlegungsmittel eine Nase (41), die am Anschlag (16) des als Sockel dienenden Gehäuseteils (10) anliegt und so die leitende Blattfeder (40) daran hindert, eine elektrische Kontaktverbindung mit dem Anschluss (14) herzustellen. Andererseits umfassen die Funktionsfestlegungsmittel keine zweite Nase (42) zur Anlage am ortsfesten Anschlag (26) des als Deckel dienenden Gehäuseteils (20), so dass das am beweglichen Abschnitt der leitenden Blattfeder (40) befestigte separat ausgeführte Kontaktstück (49) eine mechanische und elektrische Kontaktverbindung mit dem feststehenden Kontakt (72) herstellen kann. In der Ruhestellung gewährleistet der Mikroschalter somit eine elektrische Kontaktverbindung zwischen den Anschlüssen (11) und (12), welche Verbindung beim Übergang des Mikroschalters in die Arbeitsstellung unterbrochen wird. Der Mikroschalter arbeitet somit als Öffner.
Auf diese Weise ist es erfindungsgemäß möglich, unabhängig von der durch den Mikroschalter auszuführenden Schaltfunktion für den Sockel (10) und für den Deckel (20) Gehäuseteile gleicher Form zu verwenden. Es ist insbesondere möglich, in allen Fällen drei aus dem als Sockel dienenden Gehäuseteil (10) herausgeführte Anschlüsse (11, 12, 14) zu verwenden. Die Differenzierung der Schaltfunktion erfolgt an der leitenden Blattfeder (40) durch Entfernen einer der Nasen (41, 42) zur Festlegung des Schalterbetriebs als Schließer oder Öffner bzw. durch Entfernen beider Nasen (41, 42) zur Festlegung der Schalterfunktion als Wechsler. Jede Kontaktzone kann auf herkömmliche Art und Weise oberflächenbehandelt oder mit einem separat ausgeführten Kontaktstück versehen werden, und zwar wahlweise entweder an der leitenden Blattfeder (40) oder an den elektrisch mit den Anschlüssen (12, 14) verbundenen ortsfesten Teilen.
Bei einer Mikroschalterbaureihe mit Offner-, Schließer- und Wechslerfunktion ist es dank der Erfindung möglich, nur eine Ausführung des als Sockel dienenden Gehäuseteils (10) mit einem ortsfesten Anschlag (16), eine Ausführung des als Deckel dienenden Gehäuseteils (20) mit ebenfalls einem ortsfesten Anschlag (26), sowie eine Ausführung des Abschalt-Schnappmechanismus' zu verwenden, der eine leitende Blattfeder (40) mit zwei Nasen (41, 42) umfasst, wobei die Funktionsfestlegung zu einem späten Zeitpunkt während der Herstellung durch Entfernen einer der Nasen oder beider Nasen der leitenden Blattfeder (40) erfolgt. Auf diese Weise wird die industrielle Herstellung des Produkts vereinfacht sowie die Anzahl der verschiedenen Teile und damit auch die betriebswirtschaftlichen Kosten dieser Teile verringert.
Darüber hinaus erlaubt die Erfindung eine Verbesserung der derzeitigen Systeme, in denen Mikroschalter verwendet werden. Mikroschalter werden nämlich am Allgemeinen in Kombination mit elektrischen oder elektronischen Bauelementen verwendet, um komplexere Funktionen realisieren zu können. Die Abmessungen der Mikroschalter erlauben eine Montage der Bauelemente direkt auf der Gehäuseoberfläche oder im Innern des Gehäuses sowie deren elektrische Verbindung mit den Anschlüssen. Mikroschalter nach dem jetzigen Stand der Technik besitzen jedoch in Abhängigkeit von der zu realisierenden Schaltfunktion unterschiedliche Sockelteile. Insbesondere sind nur zwei Anschlüsse aus dem Gehäuse herausgeführt, wenn der Schalter als Öffner oder als Schließer ausgelegt ist. Durch die von der jeweiligen Funktion des Mikroschalters unabhängige Verfügbarkeit von drei Anschlüssen (11, 12, 14) einschließlich solcher Fälle, in denen einer der Anschlüsse ungenutzt bleibt und daher elektrisch isoliert ist, kann eine sehr große Anzahl von Funktionen realisiert werden, indem Bauteile einfach auf der Gehäuseoberfläche montiert oder in das Gehäuse eingesetzt und elektrisch mit den Anschlüssen (11) und (14) und/oder mit den Anschlüssen (12) und (14) verbunden werden. Die Verbindung des Mikroschalters mit der jeweiligen Anwendung erfolgt dabei über seine Anschlüsse (11 und 14) oder (21 und 14) bzw. (11 und 12) oder (11, 12 und 14).
So zeigen die 5a, 6a, 7a und 8a schematische Darstellungen eines erfindungsgemäßen Mikroschalters, auf dessen Oberfläche oder in dessen Innerem ein einzelnes elektronisches Bauelement montiert ist, das an zwei benachbarte Anschlüsse angeschlossen ist. Die 5b, 6b, 7b und 8b zeigen das zugehörige elektrische Schaltbild, wenn es sich bei dem Bauelement um einen elektrischen Widerstand handelt. Es sei darauf hingewiesen, dass die drei Anschlüsse (11, 12, 13) zur Herstellung der elektronischen Schaltung verwendet werden, dass jedoch nicht alle zum Anschluss an externe Bauelemente dienen.
Die 9a und 10a dienen zur Veranschaulichung der Möglichkeiten zur Montage von zwei elektronischen Bauelementen auf der Gehäuseoberfläche oder im Gehäuseinneren eines erfindungsgemäßen Mikroschalters. In den beiden gezeigten Beispielen arbeitet der Mikroschalter als Öffner.
Die 11c und 12c zeigen Beispiele, in denen nichtlineare Bauelemente auf der Oberfläche oder im Innern des erfindungsgemäßen Mikroschalters montiert sind.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die in den 5 bis 12 gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt, und diese zeigen nur beispielhaft die sehr große Anzahl von Möglichkeiten, welche der erfindungsgemäße Mikroschalter zur Realisierung von elektronischen Schaltungen durch Montage von, elektrisch direkt mit benachbarten Anschlüssen (11, 12, 14) verbundenen Bauelementen auf der Oberfläche oder im Inneren des Gehäuses bietet, da diese drei Anschlüsse unabhängig von der jeweiligen Schaltfunktion des Mikroschalters immer vorhanden sind.

Claims

Elektrischer Mikroschalter mit einem Gehäuse, das einen als Deckel dienenden Gehäuseteil (20) und einen als Sockel dienenden Gehäuseteil (10) umfasst, aus dem mehrere elektrische Anschlüsse (11, 12, 14) herausgeführt sind, mit einem im Gehäuse angeordneten und eine leitende Blattfeder (40) umfassenden Abschalt-Schnappmechanismus, sowie mit einem Stößel (30), der den als Deckel dienenden Gehäuseteil (20) zur Betätigung des Schnappmechanismus' verschiebbar durchdringt, dadurch gekennzeichnet, dass – der als Sockel dienende Gehäuseteil (10) einen ersten ortsfesten Anschlag (16) aufweist, der als Anlagepunkt für eine Nase (41) dient, welche an der leitenden Blattfeder (40) ausgebildet sein kann, um zu verhindern, dass zwischen der genannten Blattfeder und einem ersten Anschluss (14) eine elektrische Kontaktverbindung hergestellt werden kann, – der als Deckel dienende Gehäuseteil (20) einen zweiten ortsfesten Anschlag (26) aufweist, der als Anlagepunkt für eine zweite Nase (42) dient, welche an der leitenden Blattfeder (40) ausgebildet sein kann, um zu verhindern, dass zwischen der genannten Blattfeder und einem zweiten Anschluss (12) eine elektrische Kontaktverbindung hergestellt werden kann, – wobei die fehlenden bzw. vorhandenen ersten und/oder zweiten Nasen an der Blattfeder (40) die mit dem ersten und dem zweiten ortsfesten Anschlag (16, 26) zusammenwirkenden Funktionsfestlegungsmittel darstellen, um die Betriebsart des Mikroschalters als Wechsler, Öffner oder Schließer zu ermöglichen.
Elektrischer Mikroschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsfestlegungsmittel nur eine Nase (41 oder 42) umfassen, die in Anlage an den ersten oder den zweiten ortsfesten Anschlag (16 bzw. 26) gelangt und dadurch bestimmt, dass der Mikroschalter als Öffner bzw. als Schließer arbeitet.
Elektrischer Mikroschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsfestlegungsmittel keine Nase umfassen, so dass die Blattfeder (40) eine elektrische Kontaktverbindung mit dem ersten und mit dem zweiten Anschluss (14, 12) herstellen und der Mikroschalter so als Wechsler arbeiten kann.
Elektrischer Mikroschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktionsfestlegungsmittel zwei Nasen (41, 42) umfassen, die dazu dienen, sich am ersten bzw. am zweiten ortsfesten Anschlag (16, 26) abzustützen, wobei mindestens eine der beiden Nasen (41, 42) entfernt wird, um den Betrieb des Mikroschalters als Öffner, Schließer oder Wechsler zu ermöglichen.
Elektrischer Mikroschalter nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein elektronisches Bauelement auf der Schalteroberfläche oder im Innern des Gehäuses montiert und elektrisch direkt mit zwei benachbarten Anschlüssen (11 und 14) und/oder (12 und 14) verbunden ist.