EP0354558B1 - Elektrischer Schalter - Google Patents

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EP0354558B1
EP0354558B1 EP89114742A EP89114742A EP0354558B1 EP 0354558 B1 EP0354558 B1 EP 0354558B1 EP 89114742 A EP89114742 A EP 89114742A EP 89114742 A EP89114742 A EP 89114742A EP 0354558 B1 EP0354558 B1 EP 0354558B1
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EP
European Patent Office
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leaf spring
approximately
section
leaf
spring
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EP89114742A
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EP0354558A3 (de
EP0354558A2 (de
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Georg Hartmann
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HANS-GEORG HARTMANN KG
Original Assignee
Hans-Georg Hartmann KG
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02Details
    • H01H13/26Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members
    • H01H13/36Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members using flexing of blade springs

Definitions

  • the invention relates to an electrical switch according to the preamble of claim 1.
  • a known electrical switch of the applicant is described and shown in DE-U-81 13 206.
  • This consists of an insulating housing in which two fixed contacts are arranged.
  • the two fixed contacts are connected to electrical power supply elements that emerge from the housing.
  • a movable contact is arranged between the two fixed contacts and sits at one end of a flat, sheet-shaped carrier.
  • the other end of the carrier is movably mounted in a notch of an angled power supply element.
  • the sheet-shaped carrier is provided between its two ends with a hole into which the hook-shaped end of a helical spring under tension engages, the other end of which is clamped in place.
  • the fork-shaped end of a switching pin lies on the coil spring and is connected to a plunger via a return spring.
  • US-A-3 548 132 discloses a switch with a leaf spring, one end of which carries two contacts and at the other hairpin-shaped bent end portion a plunger engages to actuate the switch.
  • the end of the curved end section is fixed in a bearing bracket.
  • the leaf spring has two curved tongues running in the longitudinal direction, which are also fixed in the bearing bracket.
  • a contact force is established between the fixed and movable contact element by means of the pretensioning of the tongues.
  • the movable contact element jumps from one to the other switching position, the tongues also ensuring the necessary contact force in this position.
  • the resetting of the tappet or the actuating counter pressure acting on the tappet is generated solely by the end section of the leaf spring.
  • the invention has for its object to simplify the construction of the known switch and also to improve the restoring effect of the leaf spring.
  • the solution according to the invention ensures that the plunger is constantly subjected to a determinable counterforce which ensures a constant actuating counterpressure for the plunger.
  • An expedient embodiment of the invention is characterized by the features of claim 2.
  • the leaf spring designed in this way not only resets the movable contact and the plunger, but also serves as a power supply element.
  • Fig. 1 shows a first embodiment of the invention.
  • the open switch has a housing 1, a switching plunger 2, two connecting pins 3, 4 provided with contacts 6a, 6b, a current supply element designed as a bearing bracket 5 and a switching spring held thereon and designed as a leaf spring 10 with sections 12, 14, 11 and 13.
  • a movable contact 15a, 15b which is designed here as a two-sided contact, is arranged.
  • This contact 15a, 15b is advantageously designed as a contact rivet which, depending on the intended use, ie. H. has only one contact surface in an on / off switch, while two contact surfaces 15a and 15b are present in a changeover switch shown here.
  • the leaf spring 10 is slotted in an H-shape in the middle section 11, so that when the leaf spring is attached to the bearing bracket 5, two tongues 16a and 16b which are under pressure protrude from the plane formed by the leaf spring.
  • the leaf spring 10 is, in addition to the transverse slot edges 17a and 17b of the two tongues 16a and 16b formed by the H-shaped slitting, also with the end of the section 12 opposite the contact rivet 15a, 15b on the bearing bracket 5 in notches or depressions 20, 21, 22 held.
  • the section 14 is bent in a hairpin shape, arranged on the side of the H-slot opposite the contact rivet and arranged in the housing 1 in such a way that the plunger 2 comes into contact with it in its end position.
  • the leaf spring 10 is formed from a resilient, 0.15 mm thick metal strip, which is bent in one operation and stored at about 200 ° C. for about two hours that its resilient properties, especially in the tongue areas 16a, 16b and in section 14, are retained over the service life of the switch, while at the same time making the leaf spring 10 economical.
  • moving the plunger 2 downward leads to a switching of the leaf spring 10 and the associated contact rivet 15a, 15b from the connecting pin 3 with contact 6a to the connecting pin 4 with contact 6b.
  • the section 14 of the leaf spring 10 is moved downward, so that the section 11 moves downward via the bent tongue 16b.
  • the tongue 16b folds upwards, as a result of which a downward compressive stress is exerted on the section 13, with the result that the contact rivet 15a, 15b now moves from its upper rest position into its lower working position.
  • the choice of the position of the notches 20, 21, 22 are the switching parameters such as contact pressure , Back pressure, switching force and hysteresis of the switching behavior adjustable.
  • the depth of the notches 21 and 22 essentially determines the pretension of the bent tongues 16a and 16b and thus the contact pressure with which the contacts 15a and 15b are pressed against the respective contact 6a or 6b and the switching behavior when pressure is applied to the plunger 2.
  • the actuating back pressure for the plunger 2 and the response point at which the contact 15a, 15b changes its switching position is adjustable.
  • the switching parameters cannot be set completely decoupled from one another.
  • Fig. 3 shows a plan view of a leaf spring 10 according to the invention with the sections 11, 13 and 14.
  • the H-shaped punching has recesses 18 in the sections lying along the leaf spring 10, thereby preventing the tongues 16a formed by punching and 16b do not interfere with their mutual movements during their operational, relative changes in position and the section 11 of the leaf spring 10.
  • FIG. 4 shows a side view of the leaf spring according to FIG. 3 according to the invention, in which the hairpin-shaped bent section 14 can be clearly seen. Since the leaf spring 10 according to the invention in addition to the application of contact pressure, Actuating pressure and switching force also carries the electrical current to be switched, it is advantageous to make it as wide as possible, ie according to the depth of the housing. An increase in the thickness of the leaf spring 10 is not useful because of the desired resilient properties.
  • the switch according to the invention is preferably used as a microswitch.

Landscapes

  • Push-Button Switches (AREA)
  • Rotary Switch, Piano Key Switch, And Lever Switch (AREA)
  • Slide Switches (AREA)
  • Mechanisms For Operating Contacts (AREA)
  • Switch Cases, Indication, And Locking (AREA)
  • Oscillators With Electromechanical Resonators (AREA)
  • Relay Circuits (AREA)
  • Tumbler Switches (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
  • Ein bekannter elektrischer Schalter der Anmelderin ist in der DE-U- 81 13 206 beschrieben und dargestellt. Dieser besteht aus einem isolierenden Gehäuse, in dem zwei feststehende Kontakte angeordnet sind. Die beiden feststehenden Kontakte sind mit elektrischen Stromzuführungselementen verbunden, die aus dem Gehäuse hervortreten. Zwischen den beiden feststehenden Kontakten ist ein beweglicher Kontakt angeordnet, der an einem Ende eines ebenen blattförmigen Trägers sitzt. Das andere Ende des Trägers ist in einer Kerbe eines abgewinkelten Stromzuführungselementes beweglich gelagert. Der blattförmige Träger ist zwischen seinen beiden Enden mit einem Loch versehen, in das das hakenförmige Ende einer unter Zugspannung stehenden Wendelfeder eingreift, die mit ihrem anderen Ende ortsfest eingespannt ist. Auf der Wendelfeder liegt das gabelförmige Ende eines Schaltstiftes auf, der über eine Rückstellfeder mit einem Stößel verbunden ist.
  • US-A-3 548 132 offenbart einen Schalter mit einer Blattfeder, deren eines Ende zwei Kontakte trägt und an deren anderen haarnadelförmig gebogenen Endabschnitt ein Stößel zur Betätiguung des Schalters angreift. Das Ende des gebogenen Endabschnitts ist ortsfest in einem Lagerbügel gelagert. Ausgehend von den Kontakten besitzt die Blattfeder zwei gebogene in Längsrichtung verlaufende Zungen, die ebenfalls ortsfest im Lagerbügel gelagert sind. Mittels der Vorspannung der Zungen wird eine Kontaktkraft zwischen festem und bewegbarem Kontaktelement hergestellt. Durch Drücken des Stößels gegen den Endabschnitt der Blattfeder springt das bewegbare Kontaktelement von der einen in die andere Schaltposition, wobei die Zungen auch in dieser Position für die notwendige Kontaktkraft sorgen. Die Rückstellung des Stößels bzw. der auf den Stößel wirkende Betätigungsgegendruck wird alleine von dem Endabschnitt der Blattfeder erzeugt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Konstruktion des bekannten Schalters zu vereinfachen und darüber hinaus die Rückstellwirkung der Blattfeder zu verbessern.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
  • Durch die erfindungsgemäße Lösung wird erreicht, daß der Stößel ständig mit einer bestimmbaren Gegenkraft beaufschlagt wird, die für einen stetigen Betätigungsgegendruck für den Stößel sorgt.
  • Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruches 2 gekennzeichnet. Die so gestaltete Blattfeder bewirkt nicht nur die Rückstellung des beweglichen Kontaktes und des Stößels, sondern sie dient gleichzeitig als Stromzuführungselement.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen 3 und 4 angegeben.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.
  • Es zeigen:
  • Figur 1
    den geöffneten Schalter, bei dem sich der Schaltstößel in Endposition und der bewegliche Kontakt in einer Schaltstellung befindet;
    Figur 2
    den geöffneten Schalter, bei dem der Schaltstößel nach vorn bewegt ist und sich der bewegliche Kontakt in der anderen Schaltstellung befindet;
    Figur 3
    die Blattfeder in Draufsicht;
    Figur 4
    die Blattfeder in Seitenansicht.
  • Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der geöffnete Schalter weist ein Gehäuse 1, einen Schaltstößel 2, zwei mit Kontakten 6a, 6b versehene Anschlußstifte 3, 4, ein als Lagerbügel 5 ausgeführtes Stromzuführungselement und eine an diesem gehaltene, als Blattfeder 10 ausgebildete Schaltfeder mit den Abschnitten 12, 14, 11 und 13. Am Ende des Abschnittes 13 der Blattfeder 10 ist ein beweglicher Kontakt 15a, 15b, welcher hier als zweiseitiger Kontakt ausgeführt ist, angeordnet. Dieser Kontakt 15a, 15b ist vorteilhafterweise als Kontaktniet ausgeführt, der je nach Verwendungszweck, d. h. in einem Ein- bzw. Ausschalter nur eine Kontaktfläche aufweist, während bei einem hier dargestellten Umschalter zwei Kontaktflächen 15a und 15b vorhanden sind.
  • Die Blattfeder 10 ist im mittleren Abschnitt 11 H-förmig geschlitzt, so daß bei Anbringen der Blattfeder an dem Lagerbügel 5 zwei unter Druckspannung stehende Zungen 16a und 16b aus der durch die Blattfeder gebildeten Ebene hervorstehen. Die Blattfeder 10 ist außer an den Querschlitzkanten 17a und 17b der beiden durch die H-förmige Aufschlitzung entstandenen Zungen 16a und 16b auch mit dem, dem Kontaktniet 15a, 15b entgegengesetzten Ende des Abschnitts 12 an dem Lagerbügel 5 in Kerben oder Vertiefungen 20, 21, 22 gehalten. Der Abschnitt 14 ist haarnadelförmig gebogen, auf der dem Kontaktniet entgegengesetzten Seite der H-Aufschlitzung angeordnet und so in dem Gehäuse 1 angeordnet, daß der Stößel 2 in seiner Endlage mit ihm in Berührung tritt.
  • Die Blattfeder 10 ist aus einem federnden, 0,15 mm dicken Metallstreifen gebildet, der in einem Arbeitsgang gebogen und bei ca. 200°C ca. zwei Stunden gelagert wird, so daß seine federnden Eigenschaften, speziell in den Zungenbereichen 16a, 16b und im Abschnitt 14 über die Lebensdauer des Schalters erhalten bleiben, bei gleichzeitig ökonomischer Fertigung der Blattfeder 10.
  • Wie Fig. 2 zeigt, führt ein Abwärtsbewegen des Stößels 2, zu einem Umschalten der Blattfeder 10 und des zugehörigen Kontaktniets 15a, 15b von dem Anschlußstift 3 mit Kontakt 6a zu dem Anschlußstift 4 mit Kontakt 6b. Hierbei wird der Abschnitt 14 der Blattfeder 10 abwärts bewegt, so daß sich der Abschnitt 11 über die durchgebogene Zunge 16b nach unten verschiebt. Die Zunge 16b klappt dabei nach oben um, wodurch eine nach unten wirkende Druckspannung auf den Abschnitt 13 ausgeübt wird, mit der Folge, daß der Kontaktniet 15a, 15b sich nun aus seiner oberen Ruhelage in seine untere Arbeitslage bewegt.
  • Mittels der elastischen, aus einem Teil gefertigten Blattfeder 10 und seinen in dem Lagerbügel 5 gelagerten Kanten 17a, 17b und der ebenfalls gelagerten Abschlußkante des Abschnittes 12 der Blattfeder 10 sind mit der Wahl der Lage der Kerben 20, 21, 22 die Schaltparameter, wie Kontaktdruck, Betätigungsgegendruck, Umschaltkraft und Hysterese des Schaltverhaltens einstellbar. Die Tiefe der Kerben 21 und 22 bestimmt wesentlich die Vorspannung der gebogenen Zungen 16a und 16b und damit den Kontaktdruck, mit dem die Kontakte 15a und 15b gegen den jeweiligen Kontakt 6a oder 6b gedrückt werden und das Umschaltverhalten bei Druckeinwirkung auf den Stößel 2. Mittels des haarnadelförmig gebogenen Abschnittes 14 und der relativen Lage der Kerbe 20 zu den Kerben 21 und 22 ist der Betätigungsgegendruck für den Stößel 2 und der Ansprechpunkt, bei dem der Kontakt 15a, 15b seine Schaltstellung wechselt, einstellbar. Die Schaltparameter sind jedoch nicht vollständig entkoppelt voneinander einstellbar.
  • Zur Stabilisierung des Umschaltverhaltens des Schalters und zur Sicherstellung der Wiederholgenauigkeit ist es vorteilhaft, den Lagerbügel 5 zweiseitig zu fixieren. Dieses ist durch Abwinkeln des Lagerbügels 5 innerhalb des Gehäuses 1 und durch Vorsehen einer Aussparung 7 im Gehäuse 1 erreicht, in welche das obere Ende des Lagerbügels 5 bei der Montage des Schalters eingreift.
  • Bei der Wahl der relativen Lage der Kerben 21, 22 und 20 muß darauf geachtet werden, daß die unter Spannung stehende Zunge 16b bei einem Umschaltvorgang der Kontakte 15a und 15b auf die jeweils andere Seite des Blattfederabschnitts 11 umspringt, während die Zunge 16a immer auf der gleichen Seite des Blattfederabschnittes 11 verbleibt. Auf diese Weise wird stets ein Betätigungsgegendruck für den Stößel 2 erzeugt.
  • Fig. 3 zeigt eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Blattfeder 10 mit den Abschnitten 11, 13 und 14. Die H-förmige Stanzung weist in den längs zur Blattfeder 10 liegenden Abschnitten Aussparungen 18 auf, womit verhindert wird, daß sich die durch Stanzung gebildeten Zungen 16a und 16b bei ihren betriebsmäßigen, relativen Lageänderungen und der Abschnitt 11 der Blattfeder 10 nicht in ihren gegenseitigen Bewegungen stören. Der Querschlitz 17, durch den die beiden Zungenkanten 17a und 17b der beiden Zungen 16a und 16b gebildet sind, braucht keine Aussparung entsprechend der Längsschlitze 18 aufzuweisen.
  • Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Blattfeder nach Fig. 3, in der deutlich der haarnadelförmig abgebogene Abschnitt 14 erkennbar ist. Da die erfindungsgemäße Blattfeder 10 neben dem Aufbringen von Kontaktdruck, Betätigungsdruck und Umschaltkraft auch den zu schaltenden elektrischen Strom führt, ist es vorteilhaft, sie so breit wie möglich, d. h. entsprechend der Gehäusetiefe, auszuführen. Eine Erhöhung der Dicke der Blattfeder 10 ist wegen der erwünschten federnden Eigenschaften nicht sinnvoll.
  • Abschließend soll erwähnt werden, daß der erfindungsgemäße Schalter vorzugsweise als Mikroschalter Verwendung findet.

Claims (4)

  1. Elektrischer Schalter mit
       mindestens einem feststehenden Kontakt (6a, 6b),
       einem an einem kippbaren, blattförmigen, elektrisch leitenden Träger (10) angeordneten, beweglichen Kontakt (15a, 15b), der in einer von zwei möglichen Schaltstellungen des blattförmigen Trägers (10) mit dem feststehenden Kontakt (6a, 6b) elektrisch verbunden ist,
       einem aus einer Endposition heraus verschiebbaren Stößel (2) und
       einer Rückstellfeder, die den blattförmigen Träger (10) in eine bestimmte der beiden möglichen Schaltstellungen zu zwingen sucht, wobei der blattförmige Träger (10) als eine die Rückstellfeder bildende Blattfeder ausgebildet ist,
    wobei der Stößel (2) bei durch Druckbeaufschlagung bewirkter Verschiebung so auf die Rückstellfeder einwirkt, daß diese eine Kippbewegung des blattförmigen Trägers (10) und damit eine Bewegung des beweglichen Kontakts (15a, 15b) von der einen in die andere Schaltstellung verursacht,
    dadurch gekennzeichnet,
       daß die Blattfeder im mittleren Bereich (11) eine etwa H-förmige Einschlitzung (18) aufweist, wobei sich der Querschlitz (17) quer zur Längsrichtung der Blattfeder (10) erstreckt, und
       daß die beiden Querschlitzkanten (17a, 17b) der etwa H-förmigen Einschlitzung (18) in längsrichtung der Blattfeder (10) mit einem bestimmten Mindestabstand ortsfest gelagert sind, derart, daß sie die Enden von zwei unter Biegespannung stehenden federnden Zungen (16a, 16b) bilden.
  2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Blattfeder (10) aus einem etwa geraden (11,13) und einem etwa haarnadelförmig abgebogenen (14,12)
    Abschnitt besteht, wobei die beiden Abschnitte in Längsrichtung der Blattfeder aneinander anschließen, daß am Ende (13) des etwa geraden Abschnittes (11) der bewegliche Kontakt (15a,15b) angeordnet ist,
    daß das Ende (12) des etwa haarnadelförmig abgebogenen Abschnittes (12,14) der Blattfeder (10) ortsfest gelagert ist, und
    daß der Stößel (2) am Bogen (14) des etwa haarnadelförmig abgebogenen Abschnittes
    (14,12) der Blattfeder (10) anliegt.
  3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Ende (12) des etwa haarnadelförmig abgebogenen Abschnittes (12,14) der Blattfeder (10) sowie die beiden Querschlitzkanten (17a,17b) der etwa H-förmigen Einschlitzung (18) an einem gemeinsamen elektrisch leitenden Stromzuführungselement (5) ortsfest gelagert sind.
  4. Elektrischer Schalter nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Stromzuführungselement (5) zur ortsfesten Lagerung des Endes (12) des etwa haarnadelförmig abgebogenen Abschnittes (14,12) der Blattfeder (10) sowie der beiden Querschlitzkanten (17a,17b) der etwa H-förmigen Einschlitzung (18) Kerben (21,22,20) aufweist.
EP89114742A 1988-08-12 1989-08-09 Elektrischer Schalter Expired - Lifetime EP0354558B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3827481A DE3827481A1 (de) 1988-08-12 1988-08-12 Elektrischer schalter
DE3827481 1988-08-12

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Publication Number Publication Date
EP0354558A2 EP0354558A2 (de) 1990-02-14
EP0354558A3 EP0354558A3 (de) 1991-04-17
EP0354558B1 true EP0354558B1 (de) 1995-11-08

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DE (2) DE3827481A1 (de)
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