EP0698901A1 - Drucktastenschalter - Google Patents

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EP0698901A1
EP0698901A1 EP95110697A EP95110697A EP0698901A1 EP 0698901 A1 EP0698901 A1 EP 0698901A1 EP 95110697 A EP95110697 A EP 95110697A EP 95110697 A EP95110697 A EP 95110697A EP 0698901 A1 EP0698901 A1 EP 0698901A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
switch
plunger
slide
contact
contacts
Prior art date
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Granted
Application number
EP95110697A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0698901B1 (de
Inventor
Herbert Dr. Bonrath
Gerhard Hochgesang
Ulrich Brüggemann
Hans-Karl Heil
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Preh GmbH
Original Assignee
Preh GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Preh GmbH filed Critical Preh GmbH
Publication of EP0698901A1 publication Critical patent/EP0698901A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0698901B1 publication Critical patent/EP0698901B1/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/12—Movable parts; Contacts mounted thereon
    • H01H13/20—Driving mechanisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/02—Details
    • H01H13/26—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members
    • H01H13/28—Snap-action arrangements depending upon deformation of elastic members using compression or extension of coil springs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H13/00—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch
    • H01H13/50—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member
    • H01H13/56—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member the contact returning to its original state upon the next application of operating force
    • H01H13/562—Switches having rectilinearly-movable operating part or parts adapted for pushing or pulling in one direction only, e.g. push-button switch having a single operating member the contact returning to its original state upon the next application of operating force making use of a heart shaped cam

Definitions

  • the invention relates to a push-button switch, in particular a power switch, with contacts fixed to the housing and at least one contact bridge which can be moved by means of a plunger, with a spring switching mechanism which is active between the plunger and a manually operable slide switch, and with a latching device for the slide switch, the slide switch when pressed alternately goes into the on position and the off position.
  • Such switches are used to disconnect electrical devices from consumer electronics, in particular television sets.
  • Such a push button switch is known from DE-AS 1 590 503. It has been shown that, despite the snap switch, such pushbutton switches can be manipulated in an undesirable manner by means of the slide switch in such a way that the contact pressure is influenced. If the slide switch is not actuated sufficiently quickly in such pushbutton switches, that is to say it is pushed very slowly and / or only partially, it can occur despite the snap-action switching mechanism that the contact pressure with which the contact bridge is fixed to the housing Contacts, goes to zero and this state can be maintained manually. This results in an increase in contact resistance and consequently in contact heating. This is associated with increased contact wear. In addition, the pushbutton switch may overheat, which not only reduces its functionality or service life, but also forms a source of fire risk.
  • a pushbutton switch is known with a latching device which has a link and a latching finger engaging therein as latching parts.
  • a latching device which has a link and a latching finger engaging therein as latching parts.
  • one of the latching parts is held by a spring means so that it can escape.
  • the springs of the spring switch mechanism pass through their tensioned state when the slide switch moves. If the plunger begins to move, it is braked by the friction surface pairing before it reaches a point of transition, while the necessary contact pressure is maintained.
  • the point of transition is only reached when the springs are in a stronger state of tension than without the deliberate delay in the movement of the plunger in front of the point of transition; the plunger also passes through the transition point more quickly.
  • the changeover point and thus the contact pressure can hardly be influenced by incorrect actuation of the slide switch. There is therefore no danger that the slide switch is manipulated and / or blocked in positions in which an increased contact resistance or arc leads to overheating and the associated increased wear or to a source of fire hazards.
  • the movement of the spring tappet can be braked before the contact bridge strikes the contacts fixed to the housing, as a result of which bouncing of the contacts is suppressed.
  • the object of the invention is to improve the switching behavior, in particular with regard to the contact, in a pushbutton switch.
  • the above object is achieved in a pushbutton switch of the type mentioned in that a switching rocker is provided between the slide switch and the plunger, that the switch rocker engages on the slide switch and on the other hand on the plunger and is mounted on the housing and that the switch rocker at the start of the switch-on process and of the switch-off process forcibly takes the plunger in the switch-on direction or switch-off direction over a section of the contact stroke, and after this section the jump switch brings the plunger into the switch-on position or switch-off position.
  • Another advantage is that when the switch is operated normally, an exact changeover point is maintained, since the jump ram caused by the spring switch mechanism occurs at the end of the section from a sliding movement of the jump ram. Compared to known switch designs, the transition point is therefore not affected by static friction. A user will not affect the transition point.
  • a housing (1) of the push button switch has a base part (2) and a cover part (3). Two pairs of contacts (4.5 and 6.7) are attached to the bottom part (2). A contact bridge (8.9) is assigned to each contact pair (4.5 or 6.7). It is a two-pole switch.
  • a plunger (10) is slidably mounted on the base part (2) in the direction of the longitudinal axis (L).
  • the plunger (10) has two chambers into which compression springs (11, 12) are inserted. These are supported on the one hand on a pin (13) of the chamber and on the other hand on the contact bridge (8 or 9).
  • the contact bridge (8 or 9) has an indentation (14).
  • the contact bridges (8, 9) protrude on both sides of the longitudinal axis (L) through openings (15) in the plunger (10) in which they have play.
  • a spring-elastic tongue (16) is formed on the plunger (10) and interacts with a hump (17) formed on the base part (2) in the manner described in more detail below.
  • a first slope (18) of the hump (17) and a first slope (19) of the tongue (16) form a first pair of friction surfaces.
  • a second slope (20) of the hump (17) and a second slope (21) of the tongue (16) form a second pair of friction surfaces (cf. FIG. 2, FIG. 4).
  • a slide switch (22) is slidably mounted in the direction of the longitudinal axis (L), which projects in the direction of the longitudinal axis (L) beyond the housing (1) and outside the housing (1) a receiving pin (23) for forms a push button, not shown.
  • An arm (24) is formed on both sides of the longitudinal axis (L) on the slide switch (22).
  • a compression spring (26) is arranged between each of the arms (24) and an extension (25) of the plunger (10). As a result, a snap switch is formed between the plunger (10) and the slide switch (22).
  • An approximately heart-shaped link (27) is formed on the slide switch (22) and is used to guide a locking lever (28).
  • the locking lever (28) engages with a hexagonal profile (29) in the link (27).
  • the locking lever (28) also has an extension (32) outside the base part (2) which engages in a compression spring (33) which is also the return spring (33) for the slide switch (22).
  • the return spring (33) lies in a chamber (34) of the slide switch (22) and is held in this by a projection (35).
  • the locking lever (28) has a bevel (36) on its side facing the return spring (33), so that the locking lever (28) tends to be mounted in the notch (30) with its pin (29) in a preferred direction pivot - in Fig. 1, 3 to the right -.
  • the push button switch described is easy to assemble by machine. For this purpose, all parts can be inserted from the same side (in FIG. 1 perpendicular to the plane of the drawing, in FIG. 2 from the right into the base part 2).
  • the springs described can also be used mechanically.
  • the cover part (3) is placed, which is shown in Figures 1, 3 only to the left of the longitudinal axis (L).
  • Pins (38) and pins (39) formed on ribs (37) engage in bores (40) of the base part (2).
  • a lower peripheral edge (41) of the base part (2) forms a support for a circuit board (not shown in more detail) which the contacts (4 to 7) can be connected.
  • the contacts (4 to 7) are protected inside the edge (41) so that no particles can reach the contacts (4 to 7) from the outside.
  • the slide switch (22) is pressed against a stop (42) by means of the return spring (33).
  • the compression springs (26) are relatively relaxed and the plunger (10) is pressed by them against a stop (43).
  • the compression springs (11, 12) press the contact bridges (8, 9) against the edges (44) of the openings (15).
  • the contact bridges (8,9) are spaced from the contacts (4,5 or 6,7).
  • the slide switch (22) is moved in the push-in direction (E).
  • the link (27) moves with a guide section (47) relative to the pin (29) of the locking lever (28).
  • the compression springs (26) are tensioned, which go over their dead center.
  • the plunger (10) remains motionless.
  • the compression springs (26) act in the opposite direction, so that the plunger (10) is now accelerated against the direction of insertion (E).
  • the second slope (21) of the tongue (16) meets the second slope (20) of the hump (17), these slopes now abutting one another as friction surfaces.
  • the locking device namely the link (27) or the locking lever (28) in push button switches according to the prior art. , damaged. If the pushbutton switch on the slide switch (22) is pulled in the direction (Z), the link (27) takes the locking lever (28) in the direction of pull (Z). This is possible because the locking lever (28) is supported in this direction (Z) not on the housing (1), but on the slide switch (22) via the compression spring (33). The slide switch (22) is therefore free to move in the direction of pull (Z). If the slide switch (22) is moved to such an extent that it hits the stop (42), then the plunger (10) snaps in the manner described in more detail below by means of the compression springs (26) of the spring switch from the switched-on position to the OFF position.
  • the slide switch (22) is actuated in the push-in direction (E).
  • the slide (27) moves relative to the pin (29) of the locking lever (28), so that the pin (29) the locking receptacle (45) under the action of the compression spring (33) pressing on the slope (36) in the direction of Arrow (A) leaves (see. Fig. 3).
  • the slide switch (22) meets an edge (46) of the base part (2 ).
  • the plunger (10) is stationary and held by the compression springs (26) so that its compression springs (11, 12) have the necessary contact pressure between the contact bridges (8.9) and the contacts (4.5 and 6.7 ) maintained.
  • the slide switch (22) is then released or slowly manipulated in an undesirable manner. In both cases it moves under the action of the return spring (33) in direction (Z).
  • the compression springs (26) stretch to their dead center. Shortly before reaching the dead center, the plunger (10) begins to move in the direction (E). Because of the free stroke (c) existing between the edges (44) and the contact bridges (8,9), the contact bridges (8,9) are not yet acted upon by the edges (44).
  • a free stroke (d) in the switch-on position which is smaller than the free stroke (c).
  • the bevels (18, 19) acting as friction surfaces therefore meet one another, before the edges (44) act on the contact bridges (8,9).
  • the friction surface pairing of the bevels (18, 19) means that the snap-in of the plunger (10) or the contact bridges (8, 9) is delayed.
  • the edges (44) of the plunger (10) only meet when the friction surfaces formed by the bevels (18, 19) have slid against one another, the spring-loaded tongue (16) pivoting and the tension state of the compression springs (26) increasing the contact bridges (8,9), the bevels (18,19) having separated from one another.
  • the contact bridges (8.9) suddenly snap off the contacts (4.5 or 6.7).
  • the push button switch then comes into the switch-off position shown in FIGS. 1 and 2.
  • the user can manipulate the slide switch (22) without, however, the contact bridges can bring a state in which they lie on the contacts (4.5 or 6.7) with insufficient contact pressure. If the slide switch is manipulated, for example, into an intermediate position in which the bevels (18, 19) already lie against one another and the compression springs (26) are in the area of their dead center, this does not result in a dangerous increase in the contact resistance between the contact bridges (8, 9). and the contacts (4.5 or 6.7) and also not the risk of manipulable arcing.
  • the bevel (19) parallel to the bevel (18) and the bevel (21) parallel to the bevel (20) have different angles of inclination which are adapted to the described modes of operation.
  • the bevels (18, 19) are steeper than the bevels (20, 21) because the bevels (18, 19) serve to increase the effect of the springs (26) as energy stores and the bevels (20, 21) are only braking should work.
  • the tongue (16) is relieved both in the switched-on position and in the switched-off position - that is, for the longest time - and is only deflected during the switching. It is also possible to design the spring-loaded tongue (16) on the base part (2) and to provide the hump (17) on the plunger (10).
  • the pair of friction surfaces (18, 19; 20, 21) can also be designed so that they are not at an angle to the direction of insertion (E), but parallel to it.
  • a resilient element is not necessary in this case.
  • the surfaces leading to increased friction can then be designed with a corresponding surface structure.
  • the locking lever (28) is mounted in the base part (2). It is then supported in this by means of an additional spring, which enables it to be taken along when moving in the direction of pull (Z). It is also in reverse of the conditions described possible to mount the locking lever (28) on the slide switch (22) and then to provide the link (27) on the base part (2). If the locking lever (28) does not leave the movement of the slide switch (22) free when pulling in the pulling direction (Z), the link (27) can instead be mounted such that it follows the movement of the locking lever (28) during such a movement.
  • FIG. This is used, for example, to display the respective switching state of the push button switch.
  • a recess (49) is provided on one arm (24) of the slide switch (22).
  • a first arm (50) of a rocker arm (51) engages in this.
  • a second leg (52) of the rocker arm (51) has a circular opening (53) into which a pin (54) engages, which is formed on the extension (25) of the plunger (10).
  • a bearing recess (55) is formed on the rocker arm (51), into which a housing-fixed bolt (56) projects with play.
  • the bolt (56) is designed on the cover part (3) (see FIG. 2).
  • the switch-on process proceeds approximately as follows:
  • the contact bounce times are therefore comparatively short, so that at most short arcs and thus only a small amount of wear on the contact materials occur.
  • the residual stroke (H1) ensures an exact point of change that the user cannot influence.

Abstract

Ein Drucktastenschalter, insbesondere Netzschalter, weist gehäusefeste Kontakte (4,5) und eine diese verbindende, mittels eines Sprungstößels (10) bewegliche Kontaktbrücke (8) auf. Zwischen dem Sprungstößel (10) und einem manuell betätigbaren Schaltschieber (22) wirkt ein Sprungschaltwerk (24,25,26). Der Schaltschieber (22) ist mittels einer Rasteinrichtung (27,28) verrastbar und geht beim Eindrücken (E) wechselweise in die Einschaltstellung und die Ausschaltstellung. Um das Schaltverhalten zu verbessern, ist zwischen dem Schaltschieber (22) und dem Sprungstößel (10) zusätzlich eine Schaltschwinge (51) vorgesehen. Diese nimmt zu Beginn des Einschaltvorganges und des Ausschaltvorganges den Sprungstößel (10) in Einschaltrichtung bzw. Ausschaltrichtung über eine Teilstrecke des Kontakthubs (H) zwangsweise mit. Nach dieser Teilstrecke bringt das Sprungverhalten (24,25,26) den Sprungstößel (10) in die Einschaltstellung bzw. die Ausschaltstellung. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Drucktastenschalter, insbesondere Netzschalter, mit gehäusefesten Kontakten und Wenigstens einer mittels eines Sprungstößels beweglichen Kontaktbrücke, mit einem Sprungschaltwerk, das zwischen dem Sprungstößel und einem manuell betätigbaren Schaltschieber wirksam ist, und mit einer Rasteinrichtung für den Schaltschieber, wobei der Schaltschieber beim Eindrücken wechselweise in die Einschaltstellung und die Ausschaltstellung geht.
  • Solche Schalter werden zur Netztrennung von elektrischen Geräten der Unterhaltungselektronik, insbesondere bei Fernsehgeräten, verwendet.
  • Aus der DE-AS 1 590 503 ist ein derartiger Drucktastenschalter bekannt. Es hat sich gezeigt, daß solche Drucktastenschalter trotz des Sprungschaltwerks mittels des Schaltschiebers in unerwünschter Weise so manipulierbar sind, daß der Kontaktdruck beeinflußt wird. Wenn bei derartigen Drucktastenschaltern der Schaltschieber nicht hinreichend zügig betätigt wird, er also sehr langsam und/oder nur teilweise durchgedrückt wird, kann es trotz des Sprungschaltwerks dazu kommen, daß der Kontaktdruck, mit dem die Kontaktbrücke an den gehäusefesten Kontakten anliegt, gegen Null geht und dieser Zustand manuell aufrechterhalten werden kann. Dies hat eine Erhöhung des Kontaktwiderstands und demzufolge eine Kontakterhitzung zur Folge. Damit ist ein erhöhter Kontaktverschleiß verbunden. Außerdem kann es zu einer Überhitzung des Drucktastenschalters kommen, die nicht nur dessen Funktionsfähigkeit bzw. Lebensdauer vermindert, sondern auch eine Brandgefahrenquelle bildet.
  • Ein ähnlicher Drucktastenschalter ist in dem DE-GM 91 01 126 beschrieben. Bei diesem soll ein Kontaktprellen vermieden werden. Auch bei diesem Schalter treten die genannten Probleme auf.
  • In der DE 31 50 046 A1 ist ein Schiebeschalter beschrieben, bei dem durch eine Trennmechanik etwa verschweißte Kontakte aufgerissen werden sollen. Dadurch sind die eingangs genannten Probleme nicht behoben.
  • In der DE 28 39 108 A1 ist ein anderer Drucktasten-Schnappschalter gezeigt. Bei diesem muß der Schaltschieber zum Einschalten bzw. Ausschalten in unterschiedlichen Richtungen betätigt werden. Bei dem Schalter nach der DE 28 39 108 A1 sollen eine Lichtbogenbildung und ein Kontaktprellen vermieden sein. Hierfür ist eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen, die den Sprungstößel in seinen beiden Endlagen blockiert und die durch die Bewegung des Schaltschiebers lösbar ist. Auch bei diesem Schalter sind unerwünschte Manipulationen möglich, durch die die oben genannten Probleme auftreten.
  • Ein weiterer Drucktastenschalter ist in der DE 20 31 364 A1 beschrieben. Auch bei diesem verrastet der Schaltschieber nicht bei jedem Einschieben wechselweise in der Einschaltstellung und in der Ausschaltstellung. Um ein Schnappverhalten zu erreichen, wird ein mit einer Schnappfeder verbundenes Glied über einen Nocken geschoben.
  • Aus der DE 36 44 437 C1 ist ein Drucktastenschalter bekannt mit einer Rasteinrichtung, die eine Kulisse und einen in diese eingreifenden Rastfinger als Rastteile aufweist. Um in Betätigungsrichtung einer Überbeanspruchung seines Betätigungsgliedes entgegenzuwirken ist eines der Rastteile durch ein Federmittel ausweichbar gehalten.
  • In der DE 43 01 192 C1 ist ein Drucktastenschalter beschrieben, bei manuelle Betätigungen kaum zu einem erhöhten Verschleiß und zu einer Funktionssicherheit führen. Eine Reibflächenpaarung zwischen dem Sprungstößel und einem gehäusefesten Teil führt kurz vor dem durch Verschieben des Schaltschiebers eingeleiteten Umschnappen des Sprungschaltwerks zu einer erhöhten Reibung zwischen dem Sprungstößel und dem gehäusefesten Teil, wodurch das Umschnappen des Sprungstößels verzögert wird.
  • Die Federn des Sprungschaltwerks durchlaufen bei der Bewegung des Schaltschiebers ihren gespannten Zustand. Beginnt sich dabei der Sprungstößel zu bewegen, dann wird er durch die Reibflächenpaarung vor dem Erreichen eines Umspringpunktes gebremst, wobei der nötige Kontaktdruck erhalten bleibt. Der Umspringpunkt wird dadurch erst bei einem stärkeren Spannungszustand der Federn erreicht, als ohne die gezielte Verzögerung der Bewegung des Sprungstößels vor dem Umspringpunkt; der Sprungstößel durchläuft dabei den Umspringpunkt auch schneller. Dadurch ist durch Fehlbetätigung des Schaltschiebers der Umspringpunkt und damit der Kontaktdruck kaum beeinflußbar. Es besteht also nicht die Gefahr, daß der Schaltschieber in Stellungen manipuliert wird und/oder blockiert, in denen ein vergrößerter Kontaktübergangswiderstand oder Lichtbogen zur Überhitzung und dem damit verbundenen, erhöhten Verschleiß oder zu einer Brandgefahrenquelle führt. Durch eine weitere Reibflächenpaarung zwischen dem Schwungstößel und dem gehäusefesten Teil läßt sich die Bewegung des Sprungstößels vor dem Anschlagen der Kontaktbrücke an den gehäusefesten Kontakten abbremsen, wodurch ein Prellen der Kontakte unterdrückt wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Drucktastenschalter das Schaltverhalten, insbesondere hinsichtlich der Kontaktgabe zu verbessern.
  • Erfindungsgemäß ist obige Aufgabe bei einem Drucktastenschalter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zwischen dem Schaltschieber und dem Sprungstößel eine Schaltschwinge vorgesehen ist, daß die Schaltschwinge einerseits am Schaltschieber und andererseits am Sprungstößel angreift und gehäusefest gelagert ist und daß die Schaltschwinge zu Beginn des Einschaltvorgangs und des Ausschaltvorgangs den Sprungstößel in Einschaltrichtung bzw. Ausschaltrichtung über eine Teilstrecke des Kontakthubs zwangsweise mitnimmt und nach dieser Teilstrecke das Sprungschaltwerk den Sprungstößel in die Einschaltstellung bzw. Ausschaltstellung bringt.
  • Dadurch ist erreicht, daß die Geschwindigkeit, mit der die beweglichen Kontakte auf den festen Kontakten auftreffen, herabgesetzt ist. Dies hat zur Folge, daß kleine Prellzeiten und kurze Lichtbögen auftreten, was den Verschleiß der Kontakte reduziert. Es können also trotz hoher Schaltleistung und hohen Schaltzyklen räumlich kleine Kontakte verwendet werden.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß bei normaler Betätigung des Schalters ein exakter Umspringpunkt eingehalten wird, da das vom Sprungschaltwerk verursachte Umspringen des Sprungstößels am Ende der Teilstrecke aus einer Gleitbewegung des Sprungstößels heraus erfolgt. Gegenüber bekannten Schalterausführungen ist der Umspringpunkt somit nicht durch Haftreibung beeinflußt. Ein Benutzer wird den Umspringpunkt nicht beeinflussen.
  • Hinsichtlich des Ausschaltvorganges besteht der Vorteil, daß höchstens ein kleiner Lichtbogen entsteht und auch bei größeren Klebekräften die Kontakte sicher in die Öffnungsstellung gelangen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. In der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1
    eine Aufsicht eines Drucktastenschalters in Ausschaltstellung, teilweise geschnitten,
    Figur 2
    eine Seitenansicht des Drucktastenschalters in Ausschaltstellung, im Schnitt,
    Figur 3
    eine Figur 1 entsprechende Darstellung des Drucktastenschalters in Einschaltstellung
    und
    Figur 4
    eine Figur 2 entsprechende Ansicht des Druckttastenschalters in Einschaltstellung;
    wobei die Figuren 1 bis 4 den schon in der älteren Patentanmeldung P 43 01 192.6 beschriebenen Drucktastenschalter zeigen und
    Figur 5 und Figur 6
    Aufsichten eines erfindungsgemäßen Drucktastenschalters mit Schaltschwinge beim Einschaltvorgang (Übergang von der Ausschaltstellung in die Einschaltstellung) und
    Figur 7 und Figur 8
    Aufsichten des erfindungsgemäßen Drucktastenschalters mit Schaltschwinge beim Ausschaltvorgang (Übergang von der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung).
  • Ein Gehäuse (1) des Drucktastenschalters weist ein Bodenteil (2) und ein Deckelteil (3) auf. Am Bodenteil (2) sind zwei Paare von Kontakten (4,5 bzw. 6,7) befestigt. Jedem Kontaktpaar (4,5 bzw. 6,7) ist eine Kontaktbrücke (8,9) zugeordnet. Es handelt sich um einen zweipoligen Schalter.
  • Am Bodenteil (2) ist ein Sprungstößel (10) in Richtung der Längsachse (L) verschieblich gelagert. Der Sprungstößel (10) weist zwei Kammern auf, in die Druckfedern (11,12) eingesetzt sind. Diese stützen sich einerseits jeweils an einem Zapfen (13) der Kammer und andererseits an der Kontaktbrücke (8 bzw. 9) ab. Die Kontaktbrücke (8 bzw. 9) weist hierfür eine Eindrückung (14) auf. Die Kontaktbrücken (8,9) ragen beidseitig der Längsachse (L) durch Durchbrüche (15) des Sprungstößels (10), in denen sie Spiel haben.
  • Am Sprungstößel (10) ist eine federelastische Zunge (16) ausgebildet, die mit einem am Bodenteil (2) ausgebildeten Höcker (17) in der weiter unten näher beschriebenen Weise zusammenwirkt. Eine erste Schräge (18) des Höckers (17) und eine erste Schräge (19) der Zunge (16) bilden eine erste Reibflächenpaarung. Eine zweite Schräge (20) des Höckers (17) und eine zweite Schräge (21) der Zunge (16) bilden eine zweite Reibflächenpaarung (vgl. Fig. 2, Fig. 4).
  • An dem Bodenteil (2) ist ein Schaltschieber (22) in Richtung der Längsachse (L) verschieblich gelagert, der in Richtung der Längsachse (L) über das Gehäuse (1) hinaussteht und außerhalb des Gehäuses (1) einen Aufnahmezapfen (23) für einen nicht näher dargestellten Druckknopf bildet.
  • Am Schaltschieber (22) ist beidseitig der Längsachse (L) je ein Arm (24) ausgebildet. Zwischen jedem der Arme (24) und einem Fortsatz (25) des Sprungstößels (10) ist eine Druckfeder (26) angeordnet. Dadurch ist zwischen dem Sprungstößel (10) und dem Schaltschieber (22) ein Sprungschaltwerk gebildet.
  • Am Schaltschieber (22) ist eine etwa herzförmige Kulisse (27) ausgebildet, die der Führung eines Rasthebels (28) dient. Der Rasthebel (28) greift mit einem im Profil sechseckigen Zapfen (29) in die Kulisse (27) ein. Außen am Bodenteil (2) ist eine Kerbe (30) vorgesehen, in die eine Rundung (31) des Rasthebels (28) eingreift.
  • Der Rasthebel (28) weist außerdem außerhalb des Bodenteils (2) einen Ansatz (32) auf, der in eine Druckfeder (33) greift, welche zugleich die Rückstellfeder (33) für den Schaltschieber (22) ist. Die Rückstellfeder (33) liegt in einer Kammer (34) des Schaltschiebers (22) und ist in dieser durch einen Vorsprung (35) gehalten.
  • Der Rasthebel (28) weist an seiner der Rückstellfeder (33) zugewandten Seite eine Schräge (36) auf, so daß der Rasthebel (28) die Tendenz hat, gelagert in der Kerbe (30) mit seinem Zapfen (29) in eine Vorzugsrichtung zu schwenken - in Fig. 1, 3 nach rechts -.
  • Der beschriebene Drucktastenschalter ist maschinell einfach zu montieren. Es können hierfür alle Teile von der gleichen Seite (in Fig. 1 senkrecht zur Zeichnungsebene, in Fig. 2 von rechts in das Bodenteil 2) eingeschoben werden. Auch die beschriebenen Federn lassen sich maschinell einsetzen. In gleicher Richtung wird das Deckelteil (3) aufgesetzt, das in den Figuren 1, 3 nur links der Längsachse (L) dargestellt ist. An Rippen (37) ausgebildete Zapfen (38) und Zapfen (39) greifen dabei in Bohrungen (40) des Bodenteils (2) Ein unterer umlaufender Rand (41) des Bodenteils (2) bildet eine Auflage für eine nicht näher dargestellte Schaltungsplatine, mit der die Kontakte (4 bis 7) verbindbar sind. Die Kontakte (4 bis 7) liegen innerhalb des Randes (41) geschützt, so daß keine Partikel von außen an die Kontakte (4 bis 7) gelangen können.
  • Die Funktionsweise des beschriebenen Drucktastenschalters ist etwa folgende:
  • In der in den Figuren 1, 2 dargestellten Ausschaltstellung ist der Schaltschieber (22) mittels der Rückstellfeder (33) gegen einen Anschlag (42) gedrückt. Die Druckfedern (26) sind relativ entspannt und der Sprungstößel (10) ist von diesen gegen einen Anschlag (43) gedrückt. Die Druckfedern (11,12) drücken die Kontaktbrücken (8,9) gegen Ränder (44) der Durchbrüche (15). Die Kontaktbrücken (8,9) sind dabei von den Kontakten (4,5 bzw. 6,7) beabstandet.
  • Soll der Schalter umgeschaltet werden, dann wird der Schaltschieber (22) in Eindrückrichtung (E) verschoben. Die Kulisse (27) verschiebt sich dabei mit einem Führungsabschnitt (47) gegenüber dem Zapfen (29) des Rasthebels (28). Beim Verschieben des Schaltschiebers (22) werden die Druckfedern (26) gespannt, die dabei über ihren Totpunkt gehen. Bis dahin bleibt der Sprungstößel (10) unbewegt. Nach Überschreiten des Totpunktes wirken die Druckfedern (26) in Gegenrichtung, so daß der Sprungstößel (10) nun entgegen der Eindrückrichtung (E) beschleunigt wird. Nach einer im Hub (a) (vgl. Fig. 2) zunächst freien Bewegung trifft die zweite Schräge (21) der Zunge (16) auf die zweite Schräge (20) des Höckers (17), wobei diese Schrägen nun als Reibflächen aneinanderliegen. Diese Reibflächen gleiten nun unter Verschwenkung der Zunge (16) aneinander, wodurch die Bewegung des Sprungstößels (10) abgebremst wird, so daß die Kontaktbrücken (8,9) dann abgebremst auf die Kontakte (4,5 bzw. 6,7) treffen. Dadurch ist ein Kontaktprellen vermieden oder wenigstens verringert. Nach dem Auftreffen der Kontaktbrücken (8,9) auf die Kontakte (4,5 bzw. 6,7) bewegt sich der Sprungstößel (10) noch so weit weiter, daß sich die Ränder (44) von den Kontaktbrücken (8,9) entfernen. Der Kontaktdruck ist nun durch die Druckfedern (11 bzw. 12) gewährleistet.
  • Beim Loslassen des Schaltschiebers (22) geht der Zapfen (29) des Rasthebels (28) in eine Rastaufnahme (45) der Kulisse (27). Der Drucktastenschalter steht nun in der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Einschaltstellung.
  • Wird in an sich zur Schalterbetätigung nicht vorgesehenen Weise am Schaltschieber (22) bzw. dessen Druckknopf in Zugrichtung (Z) gewaltsam gezogen, dann wird bei Drucktastenschaltern nach dem Stand der Technik die Rasteinrichtung, nämlich die Kulisse (27) oder der Rasthebel (28), beschädigt. Wird bei dem beschriebenen Drucktastenschalter am Schaltschieber (22) in Richtung (Z) gezogen, dann nimmt die Kulisse (27) den Rasthebel (28) in Zugrichtung (Z) mit. Dies ist möglich, da sich der Rasthebel (28) in dieser Richtung (Z) nicht am Gehäuse (1), sondern über die Druckfeder (33) am Schaltschieber (22) abstützt. Der Schaltschieber (22) ist also für eine Bewegung in der Zugrichtung (Z) frei. Wird bei einer solchen Betätigung der Schaltschieber (22) so weit bewegt, daß er auf den Anschlag (42) trifft, dann schnappt der Sprungstößel (10) in der unten näher beschriebenen Weise mittels der Druckfedern (26) des Sprungschaltwerks aus der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung.
  • Zum regelmäßigen Umschalten des Drucktastenschalters aus der Einschaltstellung in die Ausschaltstellung, wird der Schaltschieber (22) in der Eindrückrichtung (E) betätigt. Dabei verschiebt sich die Kulisse (27) gegenüber dem Zapfen (29) des Rasthebels (28), so daß der Zapfen (29) die Rastaufnahme (45) unter der Wirkung der auf die Schräge (36) drückenden Druckfeder (33) in Richtung des Pfeils (A) verläßt (vgl. Fig. 3). Nach einem kurzen Hub (b), der nur so groß sein muß, daß der Zapfen (29) des Rasthebels (28) aus der Rastaufnahme (45) geht, trifft der Schaltschieber (22) auf einen Rand (46) des Bodenteils (2). Bis dahin ist der Sprungstößel (10) unbewegt und durch die Druckfedern (26) so gehalten, daß seine Druckfedern (11,12) den notwendigen Kontaktdruck zwischen den Kontaktbrücken (8,9) und den Kontakten (4,5 bzw. 6,7) aufrechterhalten.
  • Es wird dann der Schaltschieber (22) losgelassen, oder auch in an sich unerwünschter Weise manipuliert langsam zurückgeführt. In beiden Fällen bewegt er sich unter der Wirkung der Rückstellfeder (33) in Richtung (Z). Dabei spannen sich die Druckfedern (26) bis zu ihrem Totpunkt. Schon kurz vor dem Erreichen des Totpunktes beginnt sich der Sprungstößel (10) in Richtung (E) zu bewegen. Wegen des zwischen den Rändern (44) und den Kontaktbrücken (8,9) bestehenden Freihubs (c) werden die Kontaktbrücken (8,9) dabei von den Rändern (44) noch nicht beaufschlagt. Zwischen der ersten Schräge (18) des Höckers (17) und der ersten Schräge (19) der Zunge (16) besteht in der Einschaltstellung ein Freihub (d), der kleiner ist als der Freihub (c). Die als Reibflächen wirkenden Schrägen (18, 19) treffen also aufeinander, bevor die Ränder (44) die Kontaktbrücken (8,9) beaufschlagen. Die Reibflächenpaarung der Schrägen (18,19) führt dazu, daß das Umschnappen des Sprungstößels (10) bzw. der Kontaktbrücken (8,9) verzögert wird. Erst wenn die von den Schrägen (18,19) gebildeten Reibflächen aneinander abgeglitten sind, wobei sich die federbelastete Zunge (16) verschwenkt, und wobei der Spannungszustand der Druckfedern (26) zunimmt, treffen die Ränder (44) des Sprungstößels (10) auf die Kontaktbrücken (8,9), wobei sich die Schrägen (18,19) voneinander gelöst haben. Die Kontaktbrücken (8,9) schnellen dabei schlagartig von den Kontakten (4,5 bzw. 6,7). Der Drucktastenschalter kommt dann in die in Figur 1 und 2 dargestellte Ausschaltstellung.
  • Bevor der Umspringpunkt erreicht ist, bei dem sich die Kontaktbrücken (8,9) von den Kontakten (4,5 bzw. 6,7) schlagartig lösen, kann der Benutzer am Schaltschieber (22) manipulieren, ohne daß er dadurch jedoch die Kontaktbrücken in einen Zustand bringen kann, in dem sie mit ungenügendem Kontaktdruck auf den Kontakten (4,5 bzw. 6,7) anliegen. Wird der Schaltschieber beispielsweise in eine Zwischenstellung manipuliert, in der die Schrägen (18,19) schon aneinander anliegen und die Druckfedern (26) im Bereich ihres Totpunktes stehen, dann ist dadurch noch keine gefährliche Erhöhung des Kontaktübergangswiderstands zwischen den Kontaktbrücken (8,9) und den Kontakten (4,5 bzw. 6,7) und auch nicht die Gefahr einer manipulierbaren Lichtbogenbildung gegeben.
  • Die zur Schräge (18) parallelstehende Schräge (19) und die zur Schräge (20) parallelstehende Schräge (21) weisen unterschiedliche Neigungswinkel auf, die an die beschriebenen Funktionsweisen angepaßt sind. Im Regelfall sind die Schrägen (18,19) steiler als die Schrägen (20, 21), weil die Schrägen (18,19) der Steigerung der Wirkung der Federn (26) als Kraftspeicher dienen und die Schrägen (20,21) nur bremsend wirken sollen.
  • Günstig ist, daß die Zunge (16) sowohl in der Einschaltstellung als auch in der Ausschaltstellung - also die längste Zeit - entlastet ist und nur während des Umschaltens ausgelenkt wird. Es ist auch möglich, die federbelastete Zunge (16) am Bodenteil (2) auszubilden und den Höcker (17) am Sprungstößel (10) vorzusehen.
  • Die Reibflächenpaarungen (18,19;20,21) können jedoch auch so gestaltet sein, daß sie nicht schräg zur Eindrückrichtung (E), sondern parallel zu dieser liegen. Ein federelastisches Element ist in diesem Fall nicht notwendig. Die zu einer erhöhten Reibung führenden Flächen können dann durch eine entsprechende Oberflächenstruktur gestaltet sein.
  • Es kann auch vorgesehen sein, daß der Rasthebel (28) im Bodenteil (2) gelagert ist. Er ist dann in diesem mittels einer zusätzlichen Feder abgestützt, die seine Mitnahme bei einer Bewegung in Zugrichtung (Z) ermöglicht. In Umkehrung der beschriebenen Verhältnisse ist es auch möglich, den Rasthebel (28) am Schaltschieber (22) zu lagern und dann die Kulisse (27) am Bodenteil (2) vorzusehen. Wenn der Rasthebel (28) nicht die Bewegung des Schaltschiebers (22) beim Ziehen in Zugrichtung (Z) freiläßt, kann statt dessen die Kulisse (27) so gelagert sein, daß sie bei einer solchen Bewegung die Bewegung des Rasthebels (28) mitmacht.
  • In Figur 3 ist ein weiterer Schaltkontakt (48) gezeigt. Dieser dient beispielsweise der Anzeige des jeweiligen Schaltzustandes des Drucktastenschalters.
  • Hinsichtlich der Figuren 5 bis 8 wird auf die obigen Ausführungen verwiesen. Im folgenden werden die demgegenüber neuen Teile und Funktionen beschrieben.
  • Am einen Arm (24) des Schaltschiebers (22) ist eine Aussparung (49) vorgesehen. In diese greift ein erster Schenkel (50) einer Schaltschwinge (51) ein. Ein zweiter Schenkel (52) der Schaltschwinge (51) weist eine kreisförmige Öffnung (53) auf, in welche ein Zapfen (54) eingreift, der am Fortsatz (25) des Sprungstößels (10) ausgebildet ist.
  • Zwischen den Schenkeln (50, 52) ist an der Schaltschwinge (51) eine Lagerausnehmung (55) ausgebildet, in die mit Spiel ein gehäusefester Bolzen (56) ragt. Der Bolzen (56) ist am Deckelteil (3) (s. Fig. 2) gestaltet.
  • Ausgehend von der in Figur 5 dargestellten Ausschaltstellung läuft der Einschaltvorgang etwa folgendermaßen ab:
  • Wird der Schaltschieber (22) in Eindrückrichtung (E) betätigt, dann nimmt sein Arm (24) die Schaltschwinge (51) an ihrem Schenkel (50) mit. Diese dreht sich dabei um den Bolzen (56) und nimmt den Sprungstößel (10) zwangsweise entgegen der Eindrückrichtung (E) um eine Teilstrecke des Kontakthubes (H) mit (vgl. Fig. 5). Durch die Bemessung der Längen (L1 bzw. L2) der Schenkel (50 bzw. 52) wird dann ein Zwischenzustand (vgl. Fig. 6) erreicht, in dem zwischen der Kontaktbrücke (8) und den Kontakten (4,5) und entsprechend auch zwischen der anderen Kontaktbrücke (9) und den ihr zugeordneten Kontakten (6,7) ein Resthub (H1) frei ist. In diesem Zwischenzustand sind die Kontakte der Kontaktbrücken (8, 9) und die Kontakte (4, 5 bzw. 6, 7) noch so weit voneinander entfernt, daß keine Lichtbogenbildung entstehen kann. In diesem Zwischenzustand ist in der Lagerausnehmung (55) ein Spiel (S1) frei, so daß unter der Wirkung der nun gespannten Druckfedern (26) (in den Fig. 5 bis 8 ist jeweils nur eine Druckfeder dargestellt) der Sprungstößel (10) entgegen dem in der beschriebenen Weise verrastenden Schaltschieber (22) in die in Figur 7 gezeigte Einschaltstellung umschnappt, in der die Kontakte geschlossen sind. Nahfolgend stellt sich der bereits beschriebene Freihub (c) zwischen den Kontaktbrücken (8,9) und den Rändern (44) ein. Dieser Vorgang ist vom Benutzer nicht beeinflußbar. Da der Resthub (H1) definiert ist und kürzer ist als der Kontakthub (H), ist die Auftreffgeschwindigkeit der Kontakte der der Kontaktbrücken (8, 9) auf die Kontakte (4, 5 bzw. 6, 7) gegenüber der Ausführung nach den Figuren 1 bis 4 erheblich reduziert.
  • Die Kontakt-Prellzeiten sind also vergleichsweise klein, so daß höchstens kurze Lichtbögen und damit nur ein kleiner Verschleiß der Kontaktwerkstoffe auftritt. Durch den Resthub (H1) ist ein exakter Umspringpunkt gewährleistet, den der Benutzer nicht beeinflussen kann.
  • Wird ausgehend von der in Figur 7 dargestellten Einschaltstellung der Ausschaltvorgang ausgelöst, wofür der Benutzer in Eindrückrichtung (E) den Schaltschieber (22) betätigt, dann wird nach Lösen der Verrastung unter der Wirkung der Rückstellfeder (33) der Schaltschieber (22) entgegen der Eindrückrichtung (E) bewegt. Die Aussparung (49) seines Armes (24) nimmt dabei die Schaltschwinge (51) an ihrem Schenkel (50) mit. Diese schwenkt dabei um die Lagerstelle (57), die zwischen dem Bolzen (56) und der Lagerausnehmung (55) besteht. Gegenüber der Lagerstelle (57) besteht zwischen der Lagerausnehmung (55) und dem Bolzen (56) ein Spiel (S2). Durch die Verschwenkung der Schaltschwinge (51) bewegt ihr Schenkel (52) den Sprungstößel (10) so, daß sich der Freihub (c) (siehe Fig. 3) verringert, wobei sich die Ränder (44) den Kontaktbrücken (8,9) nähern. Unter der Wirkung der gespannten Druckfeder (26) springt dann der Sprungstößel (10) um, so daß das Spiel (S2) verschwindet und die Kontaktbrücken (8, 9) sich von den Kontakten (4,5,6,7) lösen. In diesem Zwischenzustand (vgl. Fig.8) besteht ein Hub (H2). Danach geht der Sprungstößel (10) in linearer Bewegung in die in Figur 5 gezeigte Stellung über. Bei diesem beschriebenen Ausschaltvorgang ergeben sich durch das momentane Beharren bei Hub (H2) kleiner Lichtbögen zwischen den Kontakten als bei dem Drucktastenschalter nach den Figuren 1 bis 4. Selbst wenn die Kontakte in der Stellung nach Figur 7 kleben sollten, ist durch die Schaltschwinge (51) in der beschriebenen Weise ein sicheres Öffnen der Kontakte gewährleistet.
    • Bezugszeichenliste 04/94 Pt.
    • 1
    Gehäuse
    2
    Bodenteil
    3
    Deckelteil
    4-7
    Kontakt
    8,9
    Kontaktbrücke
    10
    Sprungstößel
    11,12
    Druckfeder
    13
    Zapfen
    14
    Eindrückung
    15
    Durchbruch
    16
    Zunge
    17
    Höcker
    18,19
    erste Schräge
    20,21
    zweite Schräge
    22
    Schaltschieber
    23
    Aufnahmezapfen
    24
    Arm
    25
    Fortsatz
    26
    Druckfeder
    27
    Kulisse
    28
    Rasthebel
    29
    sechseckiger Zapfen
    30
    Kerbe
    31
    Rundung
    32
    Ansatz
    33
    Rückstellfeder
    34
    Kammer
    35
    Vorsprung
    36
    Schräge
    37
    Rippen
    38,39
    Zapfen
    40
    Bohrung
    41
    Rand
    42,43
    Anschlag
    44
    Rand
    45
    Rastaufnahme
    46
    Rand
    47
    Führungsabschnitt
    48
    Schaltkontakt
    49
    Aussparung
    50
    1. Schenkel
    51
    Schaltschwinge
    52
    2. Schenkel
    53
    kreisförmige Öffnung
    54
    Zapfen
    55
    Lagerausnehmung
    56
    gehäusefester Bolzen
    57
    Lagerstelle
    a
    Hub
    b
    Hub
    c
    Freihub
    d
    Freihub
    A
    Richtung
    E
    Eindrückrichtung
    H
    Kontakthub
    H1
    Resthub
    H2
    Hub
    L
    Längsachse
    L1
    Länge des Schenkels (50)
    L2
    Länge des Schenkels (52)
    S1
    Spiel
    S2
    Spiel
    Z
    Zugrichtung

Claims (4)

  1. Drucktastenschalter, insbesondere Netzschalter, mit gehäusefesten Kontakten (4 bis 7) und wenigstens einer mittels eines Sprungstößels (10) beweglichen Kontaktbrücke (8,9), mit einem Sprungschaltwerk (24,25,26), das zwischen dem Sprungstößel (10) und einem manuell betätigbaren Schaltschieber (22) wirksam ist, und mit einer Rasteinrichtung (27,28) für den Schaltschieber (22), wobei der Schaltschieber (22) beim Eindrücken (E) wechselweise in die Einschaltstellung und die Ausschaltstellung geht,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zwischen dem Schaltschieber (22) und dem Sprungstößel (10) eine Schaltschwinge (51) vorgesehen ist, daß die Schaltschwinge (51) einerseits am Schaltschieber (22) und andererseits am Sprungstößel (10) angreift und gehäusefest gelagert ist, daß die Schaltschwinge (51) zu Beginn des Einschaltvorganges und des Ausschaltvorganges den Sprungstößel (10) in Einschaltrichtung bzw. Ausschaltrichtung über eine Teilstrecke des Kontakthubs (H) zwangsweise mitnimmt und nach dieser Teilstrecke das Sprungschaltwerk (24,25,26) den Sprungstößel (10) in die Einschaltstellung bzw. Ausschaltstellung bringt.
  2. Drucktastenschalter nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die gehäusefeste Lagerung aus einer Lagerausnehmung (55) des der Schaltschwinge (51) und einem gehäusefesten Bolzen (56) besteht, wobei zwischen dem Bolzen (56) und der Lagerausnehmung (55) Spiele (S1, S2) sowohl in der Einschaltstellung als auch in der Ausschaltstellung bestehen.
  3. Drucktastenschalter nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schaltschwinge (51) einen ersten Schenkel (50) aufweist, der in eine Aussparung (49) des Schaltschiebers (22) eingreift und mittels dieser von dem Schaltschieber (22) verschwenkbar ist.
  4. Drucktastenschalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Schaltschwinge (51) einen zweiten Schenkel (52) aufweist, der schwenkbar an dem Sprungstößel (10) angreift, wobei der Sprungstößel (10) mittels des Schenkels (52) linear verschieblich ist.
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