EP0321392A1 - Kippschalter - Google Patents

Abstract

Das Kippsystem (10, 12) des Kippschalters ist mit einem schwenkbaren Schalthebel (9) verbunden, der mittels eines Betätigungsstössels (11) verschwenkt werden kann. Der Betätigungshebel (9) weist zwei in Schaltrichtung versetzte Schneiden (9a, 9b) auf, die bei Betätigung des Schalters nacheinander in zugeordnete Stützkerben (6a, 6b) eingreifen. Der Betätigungshebel ist daher bei Betätigung des Schalters nacheinander an zwei versetzten Stellen schwenkbar abgestützt, derart, dass sich über den ganzen Betätigungsbereich eine verhältnismässig geringe Betätigungskraft, verglichen mit dem erzielbaren Kontaktdruck und eine sichere Rückschaltung bei relativ grossem Nachlaufweg ergibt.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kippschalter, insbesondere Mikroschalter, mit einem Kippsystem, das mindestens einen Kontakt trägt und an einem schwenkbar abgestützten Betätigungshebel sowie an einer ortsfesten Stelle eingehängt ist und bei Verschwenkung des Betäti­gungshebels unter Federwirkung kippt. Solche Kippschal­ter sind allgemein bekannt, beispielsweise aus der ame­rikanischen Patentschrift 2 513 804. Der Betätigungshe­bel weist eine Schneide auf, die in einer Kerbe eines ortsfesten Schalterteils schwenkbar abgestützt ist. Die­se am gleichen Ort bleibende Abstützung führt dazu, dass die über einen Betätigungsstössel auf den Betätigungshe­bel wirkende Betätigungskraft erheblich variiert und re­lativ hoch ist. Zur Herabsetzung dieser Betätigungskraft kann man nicht die auf das Kippsystem wirkende Feder­kraft reduzieren, weil diese Federkraft massgebend ist für die Kontaktkräfte. Zur Reduktion der Betätigungs­kräfte müsste man somit den Schwenkpunkt des Betäti­gungshebels näher an das Kippsystem heran verlegen, um den wirksamen Hebelarm zu verringern, was jedoch den Nachteil mit sich bringt, dass bei grossen Nachlaufwegen das Rückstellmoment sehr klein wird oder sogar auf Null absinkt.
• Ziel der vorliegenden Erfindung ist es nun, bei kleinen Betätigungskräften sichere, eindeutige Schaltvorgänge und verhältnismässig hohe Kontaktdrücke zu erzielen. Er­findungsgemäss wird dieses Ziel dadurch erreicht, dass für den Betätigungshebel mindestens zwei versetzt ange­ordnete Stützstellen vorhanden sind, an welchen er bei seiner Verschwenkung wechselweise abgestützt ist. Hier­zu weist der Betätigungshebel vorzugsweise zwei versetz­te Schneiden auf, welchen je eine Stützkerbe zugeordnet ist. In diesem Falle wird nach einem bestimmten Betäti­gungsweg die Abstützung des Betätigungshebels in Schalt­richtung verlegt, sodass der zwischen der Abstützstelle für den Betätigungshebel und dem Kippsystem wirksame He­ belarm wieder verlängert wird. Damit kann die Betäti­gungskraft stets relativ niedrig gehalten werden, ohne Nachteile für den Schaltvorgang und insbesondere den zu erzielenden Kontaktdruck. Ein bekannter Schalter der oben erwähnten Art benötigte bei einer Nennstromstärke von 16 A eine maximale Schaltkraft von 0,32 N. Ein er­findungsgemässer Schalter für die gleiche Nennstromstär­ke kommt mit einer maximalen Betätigungskraft von 0,06 N aus.
• Es ist zwar bekannt, den Betätigungshebel als Nocken auszubilden, welcher während der Schalterbetätigung mit einer gewölbten Fläche auf einem ortsfesten Schalterteil abrollt (US-A-4,130,747). Hier wird die Abstützstelle des Nockens während der Schalterbetätigung kontinuier­lich verschoben. Der Nocken stellt jedoch einen verhält­nismässig teuren und heiklen Teil dar, dessen Lage durch Anschlagstifte gesichert werden muss. Es ist nicht mög­lich, den Nocken spielfrei in jeweils bestimmter Lage zu halten, und es entstehen unerwünschte Reibungskräfte. Gemäss vorliegender Erfindung kann man mit einem einfa­chen Stanzteil auskommen, der sehr ähnlich und kaum teu­rer ist als die Stanzteile herkömmlicher Schalter und dessen Abstützung stets eindeutig definiert ist.
• Die Erfindung wird nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• Figur 1 zeigt eine Seitenansicht des Schalters bei ent­ferntem Deckel mit im Schnitt dargestellten Teilen,
• Figur 2 zeigt einen Ausschnitt aus Figur 1 in grösserem Massstab,
• Figur 3 zeigt eine Stirnansicht von links in Figur 2, aber ohne Betätigungshebel, und
• Figur 4 zeigt ein Kraft-Weg-Diagramm des Schalters.
• Der in Fig. 1 dargestellte Schalter weist einen Gehäuse­teil 1 aus Kunststoff auf, in welchen die übrigen Schal­terteile eingelegt und in demselben durch einen in Fig.1 nicht dargestellten Gehäusedeckel gesichert werden. Der Gehäuseteil 1 weist Befestigungslöcher 2 und 3 zur Mon­tage des Schalters auf. In Nuten des Gehäuseteils 1 sind Anschlussfahnen 4, 5 und 6 eingelegt. Die Anschlussfah­nen 4 und 5 sind mit Kontaktstücken 7 bzw. 8 versehen. Die mehrfach gekröpfte Anschlussfahne 6 ist zugleich als Abstützorgan einerseits für einen Betätigungshebel 9 und andererseits für eine Druckfeder 10 ausgebildet. Der Be­tätigungshebel 9 weist an seinem unteren Ende zwei sym­metrisch liegende äussere, obere Scheiden 9a und eine mittlere, nach unten ausgeklinkte Schneide 9b auf. Bei der dargestellten Ruheposition des Schalters greifen die beiden oberen seitlichen Schneiden 9a des Betätigungshe­bels in Kerben 6a des Anschlusses 6 ein. Unterhalb die­sen Kerben ist eine mittlere Kerbe 6b vorgesehen, in welche die Schneide 9b eingreifen kann, wenn der Betäti­gungshebel 9 nach unten verschwenkt wird. Die Druckfeder 10 greift mit einer Schneide 10a in eine Kerbe 6c des Anschlusses 6 ein. Auf das obere Ende des Betätigungshe­bels 9 wirkt ein Betätigungsstössel 11. In eine weitere Kerbe 9c des Betätigungshebels 9 greift eine Schneide 12a eines durch seitliche Flansche versteiften Kontakt­hebels 12 ein, mit dessen frei beweglichem Ende Kontakt­stücke 13 und 14 vernietet sind. Die Druckfeder 10 greift in der Nähe der Kontakte 13 und 14 am Schalthebel 12 an.
• Bei der dargestellten Ruhestellung liegt die Abstützung der Druckfeder 10 am Anschluss 6 erheblich unterhalb dem Schalthebel 12 bzw. dessen Kontakt 13, sodass dieser Kontakt mit einem erheblichen Druck gegen den Kontakt 7 gedrückt wird. Wird der Betätigungsstössel 11 zum Um­schalten nach unten gedrückt, so wird der Betätigungshe­bel 9 mit nach unten verschwenkt, bis die Schneide 12a des Kontakthebels 12 unter die Schneide 10a der Druckfe­der 10 gelangt, worauf der Kontakthebel in seine untere Stellung umspringt, in welcher der Kontakt 14 am Kontakt 8 anliegt. Beim weiteren Abwärtsschwenken des Betäti­gungshebels 9 greift dann die untere Schneide 9b dessel­ben in die Kerbe 6b des Anschlusses 6 ein und übernimmt die Abstützung des Betätigungshebels. Es erfolgt damit eine sprunghafte Vergrösserung des Hebelarms zwischen der Abstützung des Betätigungshebels 9 und dem aus dem Kontakthebel 12 und der Druckfeder 10 bestehenden Kipp­system, womit die vorher abgesunkene Betätigungskraft wieder ansteigt und zugleich ein genügendes Rückstellmo­ment für die Rückschaltung beim Freigeben des Betäti­gungsstössels 11 sichergestellt ist.
• Diese Verhältnisse sind im Kraft-Weg-Diagramm in Fig. 4 dargestellt. In diesem Diagramm zeigt die obere Kurve den Kraftverlauf bei der Betätigung des Schalters und die untere Kurve den Kraftverlauf beim Rückschalten. Beim Niederdrücken des Betätigungsstössels 11 steigt die Betätigungskraft steil an auf einen Wert, welcher prak­tisch konstant bleibt bzw. leicht abfällt bis zum Kipp­punkt K. Nach dem Kippen verbleibt die Betätigungskraft auf einem niedrigen Wert, um dann wieder anzusteigen, wenn im Punkt A die untere Schneide 9b des Betätigungs­hebels 9 die Abstützung dieses Hebels in der unteren Kerbe 6b übernimmt. Die Betätigungskraft verbleibt dann wieder auf einem praktisch konstanten Wert bis an das Ende des Betätigungsweges S. Beim Rückschalten ist der Kraftverlauf ähnlich, wobei jedoch die Kräfte etwas niedriger sind als beim Betätigen, weil in beiden Fällen Reibungsverluste auftreten. In Fig. 4 ist durch eine ge­strichelte Linie H der Kraftverlauf bei einem herkömmli­chen Schalter angedeutet. Anstatt gegen Ende des Betäti­gungsweges wieder anzusteigen, fällt die Kraft dauernd ab und ist zuletzt sehr gering, womit entweder ein si­cheres Rückschalten in Frage gestellt ist oder aber der Nachlaufweg nach erfolgter Umschaltung entsprechend ge­ring gehalten werden muss.
• Die erfindungsgemässe Lösung kann natürlich auch bei an­deren entsprechend aufgebauten Schaltern angewendet wer­den, beispielsweise bei einfachen Ein- oder Aus-Schal­tern. Es wäre auch möglich, statt einer doppelten Ab­stützung wie dargestellt beispielsweise eine 3-fache Ab­stützung mit 3 versetzten Schneiden am Betätigungshebel 9 und drei entsprechend versetzten Stützkerben am An­schluss 6 vorzusehen.

Claims (6)

1. Kippschalter, insbesondere Mikroschalter, mit einem Kippsystem, das mindestens einen Kontakt trägt und an einem schwenkbar abgestützten Betätigungshebel sowie an einer ortsfesten Stelle eingehängt ist und bei Ver­schwenkung des Betätigungshebels unter Federwirkung kippt, dadurch gekennzeichnet, dass für den Betätigungs­hebel mindestens zwei versetzt angeordnete Stützstellen vorhanden sind, an welchen er bei seiner Verschwenkung wechselweise abgestützt ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützstellen im wesentlichen in Richtung der Schaltbewegung versetzt sind.

3. Schalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Schwenkung des Betätigungshe­bels eine Verlagerung seiner Abstützung in Bewegungs­richtung des Betätigungshebels bzw. des Kippsystems er­folgt.

4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungshebel zwei versetzte Schneiden aufweist, welchen je eine Stützkerbe zugeord­net ist.

5. Schalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungshebel als Stanzteil ausgebildet ist, der am Stützende gespreizte Schneiden aufweist.

6. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Betätigungshebel ein Schalthebel schwenkbar eingehängt ist, auf den eine ortsfest abge­stützte Druckfeder wirkt.

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