EP0858670B1

EP0858670B1 - Elektrischer kontaktschalter

Info

Publication number: EP0858670B1
Application number: EP96945821A
Authority: EP
Inventors: Gerd Rudolph; Josef Khoury; Ralf Eidt
Original assignee: Eaton Controls GmbH and Co KG
Current assignee: Eaton Controls GmbH and Co KG
Priority date: 1995-10-31
Filing date: 1996-10-21
Publication date: 2000-01-26
Anticipated expiration: 2016-10-21
Also published as: WO1997016839A3; WO1997016839A2; DE59604330D1; ES2143258T3; DE19540536A1; EP0858670A2

Abstract

Ein elektrischer Kontaktschalter, insbesondere Mikroschalter für Kraftfahrzeuge, umfaßt ein Anschlußkontakte (4) tragendes und ein Kontaktelement (5) aufnehmendes Gehäuse (1). Am Gehäuse (1) ist ein Betätigungselement (6) gelagert, das einen auf das Kontaktelement (5) wirkenden Schaltstößel (13) aufweist. Um einen Kontaktschalter kleiner Bauart zu schaffen, weist das Kontaktelement (5) mindestens einen an einem Anschlußkontakt (4) sich abstützenden Stützschenkel (11) und mindestens einen das Betätigungselement (6) rückführenden sowie etwa senkrecht dazu Anschlußkontakte (4) beaufschlagenden Kontaktschenkel (12) auf.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Kontaktschalter, insbesondere Mikroschalter für Kraftfahrzeuge, mit einem Anschlußkontakte tragenden und ein Kontaktelement aufnehmenden Gehäuse, an dem ein Betätigungselement mit einem Schaltstößel gelagert ist, der auf das Kontaktelement einwirkt, das mindestens einen an einem Anschlußkontakt sich abstützenden Stützschenkel und mindestens einen das Betätigungselement rückführenden, sowie etwa senkrecht dazu Anschlußkontakte beaufschlagenden Kontaktschenkel aufweist.

Aus dem DE-GM 71 38 974 ist ein elektrischer Kontaktschalter bekannt, der in einem Gehäuse Anschlußkontakte trägt, wobei auf einem Anschlußkontakt ein Kontaktelement gelagert ist. Das Kontaktelement ist ein aufwendiges Stanzteil, das Freischnitte besitzt, für deren Herstellung ein teueres Stanzwerkzeug notwendig ist. Trotzdem ist bei den für die wirtschaftliche Fertigung notwendigen Toleranzen die zu erwartende Streubreite in der Qualität sehr groß. Einerseits wird diese durch die Banddicken- und die Härtetoleranz und andererseits durch der Zustand des Stanzwerkzeuges beeinflußt. Die daraus resultierenden Auswirkungen machen sich sowohl bei der Schaltkraft als auch bei der Kontaktkraft bemerkbar. Damit stets eine ausreichend hohe Kontaktkraft vorhanden ist, um die elektrischen Anforderungen zu erfüllen, muß das Kontaktelement eine ausreichend hohe Vorspannung besitzen, wodurch sich die Schaltkraft und damit einhergehend das Schaltgeräusch erhöht. Da das Kontaktelement um einen Punkt eines Anschlußkontaktes schwenkt, ergibt sich zwischen dem anderen Anschlußkontakt und dem Kontaktelement ein Tastkontakt, der leicht verschmutzt. Daher ist es erforderlich, eine sehr hochwertige Kontaktmaterialpaarung vorzusehen. Dies ist sehr kostspielig, da einerseits als Kontaktmaterial in der Regel Silber verwendet wird und andrerseits pro Kontaktteil mindestens ein zusätzlicher Arbeitsgang zum Aufbringen des Kontaktes erforderlich ist. Für die Funktion des Kontaktschalters ist es notwendig, daß das Kontaktelement zum einen mit dem Kontakt in Richtung zum Anschlußkontakt und zum anderen auf dem Lager positioniert wird. Bis zur abschließenden Montage muß dann das Gehäuse sehr vorsichtig gehändelt werden, da sonst das Kontaktelement aus seiner richtigen Position rutscht, wodurch es zu einem Montagefehler kommen würde. Das vorsichtige Händeln ist sehr zeitaufwendig. Durch die Art der Kontaktzuordnung kann weiterhin nur ein Strompfad geschlossen werden, wodurch nur ein begrenzter Einsatz des Kontaktschalters möglich ist.

Weiterhin offenbart die DE 31 10 971 C2 einen elektrischen Kontaktschalter, bei dem das Kontaktelement ebenfalls ein Stanzteil ist. Beim Beaufschlagen des Betätigungselementes gleitet der Kontaktschenkel am Gehäuse bzw. auf den Anschlußkontakten entlang und bewirkt hierbei eine Selbstreinigung der Kontaktverbindung. Die federnde Ausrichtung des Kontaktelementes verläuft zu den Wänden des Gehäuse, d.h. nur in einer Richtung. Für die Rückstellung des Betätigungselementes ist daher noch ein zusätzliches Federelement erforderlich. Damit das Kontaktelement eine ausreichend weiche Federkraft besitzt, müssen dessen Schenkel lang sein. Diese Schenkel erstrecken sich in Betätigungsrichtung, wodurch der Kontaktschalter groß baut. Weiterhin kann der Kontaktschalter nur einen Stromkreis schalten, was zu einem begrenzten Einsatz führt.

Aus der EP-A-0 110 404 ist ein Mikroschalter bekannt, der ein federndes Kontaktelement mit mindestens einen an einem Anschlußkontakt sich abstützenden Stützschenkel und einen ein Betätigungselement rückführenden sowie senkrecht dazu Anschlußkontakte beaufschlagenden Kontaktschenkel aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischer Kontaktschalter der eingangs genannten Art zu schaffen, durch den eine preiswerte, vielseitige und kleine Bauart bei gleichzeitiger hoher Qualität gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Kontaktelement eine doppelseitig wirkende, einstückig aus einem elektrisch leitenden Runddraht bestehende Drehschenkelfeder ist, die mittig den Stützschenkel aus zwei aneinanderliegenden gebogenen Drahtstücken aufweist, an welche sich jeweils eine halbe, über im Biegeradius vorliegende Wendel anschließt, die in einen nach oben und außen gerichteten Kontaktschenkel übergeht.

Durch diese Maßnahme wird mit dem Kontaktelement gleichzeitig die Rückführung des Betätigungselementes bewerkstelligt, was zu einer Verringerung der Teileanzahl und damit der Kosten führt. Zwischen den Anschlußkontakten und dem Kontaktschenkel ist eine gleitende Bewegung zueinander vorhanden, wodurch eine Selbstreinigung der Kontakte erfolgt, und somit auf den Einsatz von hochwertigen Kontaktwerkstoffen verzichtet werden kann. Die Einstückigkeit gewährleistet eine hohe elektrische Qualität, wobei die Anwendung eines Runddrahtes die Material- und Herstellkosten senkt. Durch die zwei aneinanderliegenden Drahtstücke mit den sich anschließenden Wendeln besitzt das Kontaktelement am Boden des Gehäuses eine große Aufstützfläche, wodurch das Kontaktelement immer eine sichere Ausrichtung erhält. Durch die doppelseitig wirkende Drehschenkelfeder erzielt man einen sehr geringen Werkstoffeinsatz für das Kontaktelement bei ausreichender Federkraft.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung schließt sich an jedes Drahtstück des Stützschenkels eine eineinhalb Wendel an, um die Federwirkung der Drehschenkelfeder zu verbessern.

Weiterhin weist jeder Kontaktschenkel an seinem freien Ende eine nach innen gerichtete Abwinklung auf. Die Abwinklung bewirkt ein sauberes und verhakungsfreies Gleiten an den Wänden des Gehäuses, an den Anschlußkontakten und an den Übergängen zwischen den Anschlußkontakten und dem Gehäuse.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Kontaktelement V-förmig federnd gebogen, und der Stützschenkel stützt sich an einem Boden im Innern des Gehäuses unter mindestens teilweiser Anlage am Anschlußkontakt ab, und der Kontaktschenkel ragt in Richtung einer dem Boden gegenüberliegenden Gehäuseöffnung, wobei der Kontaktschenkel eine dazu etwa senkrechte Vorspannung aufweist. Hierdurch können die mit dem Kontaktschenkel zu bewerkstelligenden Wirkungen aufgeteilt werden. Zum einen ist dies die Rückstellkraft für das Betätigungselement, die dem Boden des Gehäuses entgegengerichtet ist und sich bei der Bedienung des Betätigungselementes vergrößert. Dies bewirkt bei gedrücktem Betätigungselement auch eine höhere Anpreßkraft des Stützschenkels auf den im Boden des Gehäuses vorhandenen Anschlußkontakt, wodurch die elektrische Verbindung verbessert wird. Zum anderen wird auch eine Anpreßkraft des Kontaktschenkels auf die Anschlußontakte erreicht, was durch die senkrechte Vorspannung des Kontaktschenkels sichergestellt wird. Durch eine unterschiedliche Vorspannung kann sowohl eine andere Kontaktkraft erzielt als auch auf unterschiedliche Gehäusebreiten reagiert werden.

Um keinen zu hohen Anstieg der Betätigungskraft am Bedienelement zu erhalten und damit eine hohe Lebensdauer des Kontaktelementes zu erreichen, sind bevorzugt der Stützschenkel und der Kontaktschenkel des Kontaktelementes über einen im Verhältnis zur Materialdicke großen Biegeradius miteinander verbunden.

Bevorzugt ist ferner vorgesehen, daß das Gehäuse aus dem Boden mit sich daran anschließenden, senkrecht dazu stehenden Wänden besteht, und die Anschlußkontakte im Boden und in mindestens einer Wand vertieft einliegen, wobei zumindest in den Wänden die Anschlußkontakte niveaugleich eingebettet sind. Sonach ist das Gehäuse als Spritzteil einfach herstellbar, wobei bei der Herstellung des Spritzteiles die Vertiefungen für die Anschlußkontakte im gleichen Arbeitsgang hergestellt werden können. Die niveaugleich mit der Oberfläche der Wände im Innern des Gehäuses eingebetten Anschlußkontakte gewährleisten einen vom Schaltgefühl nicht fühlbaren Übergang.

Damit der Kontaktschalter leicht auf einer Kontaktfläche zu positionieren und dort elektrisch verbindbar ist, sind zweckmäßigerweise die Anschlußkontakte horizontal aus dem Gehäuse herausgeführt und als Anschlußbeine zum Auflöten auf eine Leiterplatte ausgeführt. Nach einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung sind die Anschlußkontakte senkrecht aus dem Gehäuse herausgeführt und als Durchsteckbeine zum Einlöten in eine Leiterplatte ausgeführt. Hierbei können die Durchsteckbeine der Kontaktschalter in der Leiterplatte vorhandene Löcher gesteckt werden, und der Kontaktschalter ist dann durch Schwall-Löten befestigbar.

Zweckmäßigerweise sind die Anschlußkontakte als Stanzgitter hergestellt und im Gehäuse vom Kunststoff umspritzt. Hierdurch verkleinert sich die Teileanzahl wesentlich. Dies wirkt sich sowohl im Handling des Gehäuses aus als auch in der Logistik für die zeitige Bereitstellung der Komponenten aus. Durch diese Maßnahme ist die Herstellung des Kontaktschalters bei gleichzeitiger Verhinderung von Montagefehlern sehr preiswert.

Um weiterhin die Teileanzahl so gering wie möglich zu halten, weist nach einer bevorzugter Weiterbldung der Erfindung das Gehäuse außermittig an zwei gegenüberliegenden Wänden je einen Lagerzapfen auf, die in im Betätigungselement eingelassene Lagerbohrungen eintauchen, wobei beabstandet von den Lagerzapfen mindestens auf einer Wand ein Anschlagzapfen vorgesehen ist, der in eine Betätigungsnut eingreift.

Zum Schutz des Inneren des Kontaktschalters vor einer Verschmutzung ist bevorzugt das Betätigungselement eine das Gehäuse überdeckende Schale, deren Form der Kontur des Gehäuses angepaßt ist, wobei an einem dem Boden des Gehäuses gegenüberliegenden Schalendeckel der Schaltstößel angeformt ist, der zwischen die Wände in das Gehäuse hineinragt und das Kontaktelement beaufschlagt. Durch das Anformen des Schaltstößel wird wiederum die Teileanzahl verringert, und der Schaltstößel hat immer eine korrekte Lage zum Kontaktelement.

Ist hingegen nur eine lineare Bedienung des Kontaktschalters erwünscht, so ist nach einer bevorzugten Alternative das Betätigungselement ein Druckstößel, der in einem am Gehäuse befestigten Deckel in einer Deckelbohrung eingesetzt ist, wobei der Druckstößel einen an der Deckelinnenwand zur Anlage kommenden, im Querschnitt breiteren Schaltstößel als die Deckelbohrung aufweist. Bei gleichem Gehäuse, an dem der Deckel an den gleichen Punkten wie das Betätigungselement befestigt wird, ist somit eine Variation der Ausführung des Kontaktschalters möglich, bei der die gleichen Kontakt- und Schaltverhältnisse vorliegen. Der im Querschnitt breitere Schaltstößel verhindert, daß der Druckstößel durch die im Querschnitt kleinere Deckelbohrung herausfällt.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der im Querschnitt rechteckige Schaltstößel auf seiner dem Kontaktelement zugewandten Schaltkuppe abgerundet, wobei die Schaltkuppe zu den Wänden des Gehäuses, an denen der Schaltstößel vorbeibewegt wird, leicht geneigt ist, wodurch sich zwischen der Schaltkuppe und der entsprechenden Wand des Gehäuses ein Winkel ergibt, der kleiner als 90° ist. Beim Bedienen des Betätigungselementes kommt der Kontaktschenkel des Kontaktelementes nach einem bestimmten Weg auf einen in der Wand des Gehäuses eingelassenen Anschlußkontakt zu liegen. Dort muß stets, auch nach einer Abnutzung eines der Kontaktelemente, eine ausreichende Anpreßkraft vorhanden sein. Aus diesem Grunde wird über die Schräge der Schaltkuppe der Kontaktschenkel leicht nach außen gedrückt.

Bei einem kleinen zurückgelegten Weg des Betätigungselementes soll, um sicherer und von den Toleranzen unabhängiger schalten zu können, der Kontaktschenkel einen in Relation dazu größeren Schaltweg zurücklegen. Daher greift zweckmäßigerweise der am Betätigungselement angebrachte Schaltstößel etwa in der Mitte des Kontaktschenkels des Kontaktelementes an. Durch den großen Kontaktweg wird weiterhin eine größere Selbstreinigung der Kontaktpaarung erzielt.

Die auf das Betätigungselement ausgeübte Betätigungskraft soll so gering wie möglich sein. Da durch diese Betätigungskraft aber auch Einfluß auf die Kontaktkraft zwischen dem Stützschenkel des Kontaktelementes und dem im Boden des Gehäuses eingelassenen Anschlußkontakt ausgeübt wird, ist bevorzugt das Kontaktelement mit seinem Stützschenkel an dem im Boden des Gehäuses vorhandenen Anschlußkontakt angeschweißt. Ferner wird dadurch erreicht, daß das Kontaktelement nach dem Einsetzen und Verschweißen im Gehäuse fest sitzt und nicht mehr herausfällt. Das Gehäuse kann somit am Band vom Automaten bestückt werden und in den weiteren Produktionsprozeß als Schüttgut einfließen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die in die Wände des Gehäuses eingelassenen, im Schwenkbereich des Kontaktschenkels vorhandenen und sich gegenüberliegenden Anschlußkontakte eine unterschiedliche Höhe auf. Sonach schließt der Kontaktschalter zwei Strompfade zu einem unterschiedlichen Zeitpunkt, wodurch der Einsatz des Kontaktschalters vielseitiger ist.

Eine noch größere Vielseitigkeit wird erreicht, wenn die Anschlußkontakte in einer Wand mehrere im Schwenkbereich des Kontaktelementes hintereinanderliegende Anschlußkontakte sind. Bei einer schmalen Ausbildung der Anschlußkontakte ist der Einsatz des Konaktschalters auch als Stellungsgeber für die Feststellung des Betätigungselementes möglich.

Der elektrische Kontaktschalter weist einen einfachen und doch sehr sicheren Aufbau aus. Aus diesem Grund ist es auch möglich, ihn zu miniaturisieren, was natürlich sehr kostengünstig ist. So weist ein erfindungsgemäßer Kontaktschalter beispielsweise eine Breite von 5 mm, eine Länge von 9,3 mm und eine Höhe von 7,5 mm oder eine Breite von 5,6 mm, eine Länge von 8,5 mm und eine Höhe von 9,1 mm auf.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: eine Frontansicht auf einen unbetätigten Kontaktschalter,
Fig. 2: die Seitenansicht der Darstellung nach Fig. 1 in Pfeilrichtung II,
Fig. 3: die Seitenansicht der Darstellung nach Fig. 1 in Pfeilrichtung III,
Fig. 4: eine Frontansicht des Kontaktschalters gemäß Fig. 1 im Schnitt,
Fig. 5: eine Frontansicht des Konaktschalters nach Fig. 4 im betätigten Zustand des Kontaktschalters,
Fig. 6: einen Schnitt durch den Kontaktschalter gemäß Fig. 4 in Richtung der Pfeile VI-VI,
Fig. 7: eine Draufsicht auf die Darstellung nach Fig. 4 in Richtung des Pfeiles VII ohne Betätigungselement,
Fig. 8: einen Teilschnitt durch den Kontaktschalter gemäß Fig. 5 in Richtung der Pfeile VIII-VIII,
Fig. 9: eine Schnittansicht durch ein mit einem Kontaktelement bestücktes Gehäuse mit alternativ ausgestalteten Anschlußkontakten,
Fig. 10: eine weitere alternative Ausgestaltung der Anschlußkontakte gemäß Fig. 9,
Fig. 11: eine alternative Ausgestaltung des Betätigungselementes des Kontaktschalters,
Fig. 12: einen Schnitt durch den Kontaktschalter gemäß Fig. 11,
Fig. 13: eine Draufsicht auf ein Metallband zur Veranschaulichung des Herstellungsverfahrens des Kontaktschalters und
Fig. 14: eine Seitenansicht auf die Darstellung nach Fig. 13 in Richtung des Pfeiles XIV.

Der elektrische Kontaktschalter besitzt ein im wesentlichen rechteckiges Gehäuse 1 das aus dem Boden 2 und vier Wänden 3 (3.1, 3.2, 3.3 und 3.4) besteht, wobei dem Boden gegenüber eine Gehäuseöffnung 42 vorgesehen ist. Im Innern trägt das Gehäuse 1 Anschlußkontakte 4, die im Bereich des Bodens 1 aus dem Gehäuse 1 herausgeführt sind. Weiterhin ist im Gehäuse 1 ein Kontaktelement 5 vorhanden, das mit den Anschlußkontakten 4 zusammenwirkt. Ein Betätigungselement 6 ist über ein an zwei gegenüberliegenden Wänden 3.1 und 3.2 vorhandenes Lager 9 gehaltert und nimmt infolge der selbsttätigen Rückstellung die Ruheposition A ein. Bei Einwirkung einer Betätigungskraft schwenkt das Betätigungselement 6 um das Lager 9 und nimmt seine Schaltposition B ein. Um eine Überbeanspruchung des Kontaktelementes 5 zu vermeiden, ist dem Betätigungselement 6 ein gehäusefester Anschlag 7 zugeordnet. Die Richtung des Ausschwenkens des Betätigungselementes 6 wird durch je einen an der Wand 3.1 bzw 3.2 des Gehäuses 1 angebrachten Anschlagzapfen 8 begrenzt.

Im Innern des Gehäuses 1 liegen die Anschlußkontakte 4 frei. Der Anschlußkontakt 4b im Boden 2 befindet sich im Bereich des Lagers 9 und erstreckt sich in der langen Ausdehnung des Gehäuses 1 bis nahezu in die Mitte des Gehäuses 1 und in der schmalen Ausdehnung des Gehäuses 1 über die gesammte Breite des Gehäuses 1, wobei für die Längenausdehnung nur ein schmaler Lappen 10 vorhanden ist. An dem Anschlußkontakt 4b stützt sich das Kontaktelement 5 mit seinem Stützschenkel 11 ab. Weiterhin besitzt das Kontaktelement 5 einen Kontaktschenkel 12, der in einem spitzen Winkel zum Stützschenkel 11 vorliegt, wobei der Kontaktschenkel 12 über einen Biegeradius 43 mit dem Stützschenkel 11 verbunden ist. Das Kontaktelement 5 ist federnd aufgebaut, und an seinem Kontaktschenkel 12 stützt sich ein am Betätigungselement 6 vorhandener Schaltstößel 13 ab. Dabei ist das Kontaktelement 5 selbst in der Ruheposition A bereits vorgespannt. In den Wänden 3.1 und 3.2 liegen gegenüber dem Lager 9 die Anschlußkontakte 4w frei an der Oberfläche im Innern des Gehäuses 1 und erstrecken sich über eine den Schaltpunkt bestimmende Höhe und über eine bis in den Bereich des Kontaktschenkels 12 reichende Breite. Damit die Anschlußkontakte 4w in den Wänden 3.1 und 3.2 vom Kontaktschenkel 12 des Kontaktelementes 5 beaufschlagt werden können, besitzt das Kontaktelement 5 im Bereich der Kontaktschenkel 12 eine Vorspannung die zu den Wänden 3.1 und 3.2 ausgerichtet ist. Das Kontaktelement 5 ist also V-förmig gebogen und federnd. Dabei ist es in Richtung des Betätigungselementes 6 zwischen dem Schaltstößel 13 sowie dem Boden 2 und zwischen den Wänden 3.1 sowie 3.2 federnd eingespannt, wobei die Richtungen der Vorspannungen in etwa senkrecht zueinander verlaufen.

Das Kontaktelement 5 ist aus einem elektrisch leitenden Runddraht hergestellt. Über einen im Verhältnis zur Materialstärke des Kontaktelementes 5 sehr großen Biegeradius 43 ist der Stützschenkel 11 mit dem Kontaktschenkel 12 verbunden. Das Material im Biegeradius 43 verläuft dabei in Form einer Wendel 14, wobei von den beiden Enden der Wendel 14 je ein Kontaktschenkel 12 tangential abgeht. In der Mitte der Wendel 14 ist der Stützschenkel 11 herausgearbeitet. Dazu verläuft ein Drahtstück 15 ebenfalls tangential aus der Wendel 14 heraus und zwar ungefähr um 180 Grad versetzt zum Kontaktschenkel 12. Die Länge des Drahtstückes 15 reicht fast bis zu einer an der gegenüberliegenden Wand 3.4 angeformten Sitzrampe 16, ist dort um 180 Grad umgebogen und taucht tangential wieder in die Wendel 14 ein. Zwischen dem aus den Drahtstücken 15 gebildeten Stützschenkel 11 und den Kontaktschenkel 12 liegen ca. 1 ½ Wendel 14. Die an der Wand 3.4 angeformte Sitzrampe 16 sorgt bereits beim Einsetzen des Kontaktelementes 5 für die ungefähre Positionierung im Gehäuse 1. Sobald das Kontaktelement 5 vom Betätigungselement 6 beaufschlagt wird, verschiebt es sich auf dem Boden 2, bis es zur Anlage an der Wand 3.3 kommt. Jeder Kontaktschenkel 12 trägt an seinem freien Ende eine ins Innere des Gehäuses 1 gerichtete Abwinklung 17. Im Übergangsbereich zur Abwinklung 17 liegt ein Radius vor, der an den Wänden 3.1 bzw. 3.2 anliegt, wodurch ein sauberes, verhakungsfreies Gleiten des Kontaktschenkels 12 auf der jeweiligen Wand 3.1 oder 3.2, bzw. auf den Anschlußkontakten 4w oder den Übergängen dazwischen vonstatten geht.

Die Übergänge zwischen den Anschlußkontakten 4w und der jeweiligen Wand 3.1 bzw. 3.2 sollen beim Bedienen am Betätigungselement 6 nicht spürbar sein. Dazu sind die Anschlußkontakte 4w niveaugleich in den entsprechenden Wänden 3.1 und 3.2 eingebettet. Auch im Boden 2 ist der Anschlußkontakt 4b niveaugleich eingebettet, was für eine bessere Auflage des Kontaktelementes 5 sorgt. Das Einbetten erfolgt durch Umspritzen mit Kunststoff in einem Spritzwerkzeug. Ein solches Spritzwerkzeug ist kostengünstig herstellbar, wenn die Wände 3 senkrecht zum Boden 2 stehen. Durch die Wände 3 hindurch sind die Anschlußkontakte 4 aus dem Gehäuse 1 entweder senkrecht oder horizontal herausgeführt. Außerhalb des Gehäuses 1 sind Anschlußbeine 18 zum Auflöten auf eine Leiterplatte (nicht dargestellt) oder Durchsteckbeine 19 zum Einlöten in eine Leiterplatte angestanzt. Alle Anschlußkontakte 4 sind zusammenhängend als Stanzgitter 20 hergestellt, wodurch beim Positionieren im Spritzwerkzeug eine große Arbeitserleichterung erreicht wird.

Das Lager 9 zwischen dem Gehäuse 1 und dem Betätigungselement 6 ist einerseits durch an den Außenseiten der Wände 3.1 und 3.2 angeformte Lagerzapfen 21 und andererseits durch entsprechende am Betätigungselement 6 vorhandene, die Lagerzapfen umschließende Lagerbohrungen 22 realisiert. Um in den Bereich der Lager 7 zu kommen, ist das Betätigungselement 6 als eine das Gehäuse 1 überdeckende Schale 23 ausgebildet. Die Schale 23 besteht aus einem Schalendeckel 24 in der Form eines ungleichschenkligen Prismas und aus vier senkrecht zueinander stehenden Schalenwänden 25. Die Wände 3 des Gehäuse 1 sind dem Prisma des Schalendeckels 24 zugeordnet, und drei der Schalenwände 25 verlaufen in Höhe des Bodens 2 des Gehäuses 1, wenn der Kontaktschalter sich in der Schaltstellung B befindet. Die dem Lager 9 naheliegende parallele Schalenwand 25 ist kürzer und besitzt eine Anfasung 26, damit das Betätigungselement 6 beim Schwenken um das Lager 9 die Ruheposition A erreichen kann. In den den Wänden 3.1 und 3.2 des Gehäuses 1 gegenüberliegenden Schalenwänden 25 verläuft je eine kreisbogenförmige Betätigungsnut 27, in die der am Gehäuse 1 befestigte Anschlagzapfen 8 eintaucht und den selbstrückstellenden Weg des Betätigungselementes 6 begrenzt. In Richtung zur Innenseite besitzen die den Wänden 3.1 und 3.2 gegenüberliegenden Schalenwände 25 Montagefasen 28, die am Gehäuse vorhandenen Lagerzapfen 21 und Anschlagzapfen 8 in Richtung zum Betätigungselement 6 Zapfenfasen 29. Die Montagefasen 28 und die Zapfenfasen 29 erleichtern die Montage des Betätigungselementes 6, das auf das Gehäuse 1 aufgeklipst wird. Am Schalendeckel 24 ist ein in das Innere des Gehäuses 1 gerichteter Schaltstößel 13 angeformt, der so breit ist, daß er bis in die Nähe der Wände 3.1 und 3.2 des Gehäuses 1 reicht und somit die Kontaktschenkel 12 des Kontaktelementes 5 beaufschlagt.

Bei einer alternativen Ausführung des Kontaktschalters (siehe Fig. 11 und 12) ist das Betätigungelement 6 ein Druckstößel 30. Der Druckstößel 30 wird nur linear bewegt und nimmt dabei die Stellung A oder B ein. Am Gehäuse 1 ist über die Lagerzapfen 21 und die Anschlagzapfen 8 ein Deckel 31 aufgeklipst, der nach dem Aufklipsen spielfrei festsitzt. Im Deckel 31 befindet sich eine Deckelbohrung 32, durch die der Druckstößel 30 nach außen hindurchragt. Am unteren Bereich des Druckstößels 30 ist der Schaltstößel 13 angeformt, der im Querschnitt größer als der Druckstößel 30 bzw. die Deckelbohrung 32 ist und somit an der Deckelinnenwand 33 zur Anlage kommt. Am Boden 2 ist der Anschlag 7 angeformt, welcher den Betätigungsweg nach innen begrenzt und somit das Kontaktelement 5 vor Beschädigung schützt. Bei dieser alternativen Ausführung sind für den Kontaktschalter vier Einzelteile erforderlich, wohingegen bei der Ausführung des um das Lager 9 schenkenden Betatigungselementes 6 nur drei Einzelteile erforderlich sind. Die Funktionsweise ist jedoch bei beiden Ausführungen identisch.

Der Schaltstößel 13 ist im Querschnitt rechteckig und besitzt auf seiner schmalen, dem Kontaktelement 5 zugewandten Seite eine abgerundete Schaltkuppe 34. Die Breite des Schaltstößels 13 reicht bis kurz vor die Wände 3.1 und 3.2 des Gehäuses 1. Auf seiner Längsseite besitzt der Schaltstößel 13 an der Schaltkuppe 34 einen Scheitelpunkt 35, von dem ab die Schaltkuppe 34 unter einem stumpfen Winkel verläuft. So ergibt sich zwischen der Wand 3.1, bzw. 3.2 und der Schaltkuppe 34 des Schaltstößels 13 ein Winkel, der kleiner als 90° ist.

Nach der Ausführung des Kontaktschalters gemäß den Fig. 1 bis 8 greift der am Betätigungselement 6 angebrachte Schaltstößel 13 etwa in der Mitte des Kontaktschenkels 12 des Kontaktelementes 5 an, wodurch sich bei einem geringen Betätigungsweg des Betätigungselementes 6 ein großer Kontaktweg des Kontaktschenkels 12 ergibt.

Um eine verbesserte elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktelement 5 und dem Anschlußkontakt 4b zu erzielen, ist ein Drahtstück 15 auf dem Lappen 10 mitttels Laserverschweißung 44 befestigt.

Gemäß der Fig. 6 ist der Anschlußkontakt 4 in der Wand 3.1 des Gehäuse 1 höher ausgeführt als der Anschlußkontakt 4 in der Wand 3.2 des Gehäuses 1. Wenn die Kontaktschenkel 12 des Kontaktelementes 5 beaufschlagt werden, so wird zuerst der Strompfad zwischen dem Anschlußkontakt 4 im Boden 2 und dem Anschlußkontakt 4 in der Wand 3.1 geschlossen, bevor nach weiterer Betätigung auch der Strompfad mit dem Anschlußkontakt 4 in der Wand 3.2 geschlossen wird. Bei der Ausführung gemäß Fig. 9 erfolgt ein einfaches Wechseln des Strompfades, während bei der Ausführung nach Fig. 10 ein zweifaches Wechseln des Strompfades erfolgt. Je schmäler die Anschlußkontakte 4 ausgelegt sind, umso mehr Strompfade können gewechselt werden.

Der Funktion des Kontaktschalters ist im folgenden beschrieben. Beim Beaufschlagen des Betätigungselementes 6 drückt der Schaltstößel 13 auf die Kontaktschenkel 12, welche ständig mit dem im Boden 2 vorhandenen Anschlußkontakt 4 verbunden sind. Die stumpfwinklige Schaltkuppe 34 bewirkt eine geringe nach außen in Richtung der Wände 3. 1 und 3.2 wirkende Seitenkraft auf die Kontaktschenkel 12 und unterstützt damit die bereits vorhandene gleichgerichtete Vorspannung in den Kontaktschenkeln 12. Sobald ein Kontaktschenkel 12 an einen in einer Wand 3 einliegenden Anschlußkontakt 4 kommt, wird der Strompfad geschlossen. Beim weiteren Herunterdrücken des Kontaktschenkels 12 bewegt dieser sich entlang des Kontaktbogens 36 auf der entsprechenden Wand 3 und öffnet oder schließt entsprechende Strompfade. Erst wenn das Betätigungselement 6 an dem Anschlag 7 zur Anlage komm, ist der Bedienungsweg beendet. Auf jeden Fall erhöht sich die Rückstellkraft für das Betätigungselement 6. Nach dem Loslassen des Betätigungselementes 6 drückt der Kontaktschenkel 12 gegen den Schaltstößel 13 und bewegt somit das Betätigungselement 6 in die Ruheposition A, welche durch den Anschlagzapfen 8 mit zusammenwirkender Betätigungsnut 27 oder durch den Schaltstößel 13 mit zusammenwirkender Deckelinnenwand 33 begrenzt ist. Dabei streicht der Kontaktschenkel 12 des Kontaktelementes 5 wiederum an der entsprechenden Wand 3 über alle Anschlußkontakte 4 entlang bis er seinen der Ruheposition A entsprechenden Punkt einnimmt.

In den Fig. 13 und 14 ist ein Herstellungsverfahren für ein bestücktes Gehäuse 1 gezeigt. Von links kommt ein glattes metallisches Band 37 ohne Durchbrüche, das in der Arbeitsstation 38 seine Ausstanzungen 39 erhält. In der Arbeitsstation 40 erfolgt das Umbiegen im Bereich der Ausstanzungen 39, wodurch die Anschlußkontakte 4 positioniert werden, und das Stanzgitter 20 fertig ist. In der darauffolgenden Arbeitsstation 41 geschieht das Umspritzen des vorgestanzten, gebogenen Bandes 37 mit dem Gehäuse 1 in einem Spritzwerkzeug (nicht dargestellt). In einer weiteren Arbeitsstation erfolgt das Einsetzen des Kontaktelementes 5 über die Gehäuseöffnung 42 in das Gehäuse 1 (aus Platzgründen bereits in Arbeitsstation 40 eingezeichnet). In weiteren, nicht dargestellten Arbeitsstationen erfolgt die Montage des Betätigungselementes 6 und ein Vortrennen des Stangitters 20 zur elektrischen Prüfung des Kontaktschalters. Dazu läuft das Band 37 in eine entsprechende, nicht dargestellte Prüfmaschine, in der der Kontaktschalter nach den elektrischen Erfordernissen, wie Stromdurchgang, Spannungsfall, usw. und dem Kraft-Wege-Diagramm geprüft wird. Nachdem die Prüfung abgeschlossen ist, erfolgt das Fertigstanzen des Bandes 37 mit dem gleichzeitigen Anbiegen und Stanzen der Anschlußbeine 18 oder der gewünschten Durchsteckbeine 19. Sobald der Kontaktschalter frei ist, erfolgt das automatische Sortieren in Gut- oder Schlechtteile. Dabei wird das in der Prüfmaschine ermittelte Ergebniss zum Sortieren benutzt. Die Rückschlüsse auf den dem Prüfergebniss zugeordneten Kontaktschalter sind jederzeit durchführbar, da die Fertigung in den einzelnen Arbeitsstationen 38, 40 und folgende stets in einem bestimmten, durch die Mittellinien 41 dargestellten Raster erfolgen.

Claims

Elektrischer Kontaktschalter, insbesondere Mikroschalter für Kraftfahrzeuge, mit einem Anschlußkontakte (4) tragenden und ein Kontaktelement (5) aufnehmenden Gehäuse (1), an dem ein Betätigungselement (6) mit einem Schaltstößel (13) gelagert ist, der auf das Kontaktelement (5) einwirkt, das mindestens einen an einem Anschlußkontakt (4) sich abstützenden Stützschenkel (11) und mindestens einen das Betätigungselement (6) rückführenden, sowie senkrecht dazu Anschlußkontakte (4) beaufschlagenden Kontaktschenkel (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (5) eine doppelseitig wirkende, einstückig aus einem elektrisch leitenden Runddraht bestehende Drehschenkelfeder ist, die mittig den Stützschenkel (11) aus zwei aneinanderliegenden gebogenen Drahtstücken (15) aufweist, an welche sich jeweils eine halbe, über im Biegeradius (43) vorliegende Wendel (14) anschließt, die in einen nach oben und außen relativ zum Gehäuse gerichteten Kontaktschenkel (12) übergeht.
Elektrischer Kontaktschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich an jedes Drahtstück (15) des Stützschenkels (11) eine eineinhalb Wendel (14) anschließt.
Elektrischer Kontaktschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kontaktschenkel (12) an seinem freien Ende eine nach innen des Gehäuses gerichtete Abwinklung (17) aufweist.
Elektrischer Kontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß

das Kontaktelement (5) V-förmig federnd gebogen ist,

der Stützschenkel (11) sich an einem Boden (2) im Innern des Gehäuses (1) unter mindestens teilweiser Anlage am Anschlußkontakt (4) abstützt und

der Kontaktschenkel (12) in Richtung einer dem Boden (2) gegenüberliegenden Gehäuseöffnung (42) ragt, wobei der Kontaktschenkel (12) eine dazu senkrechte Vorspannung aufweist.
Elektrischer Kontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützschenkel (11) und der Kontaktschenkel (12) des Kontaktelementes (5) über einen im Verhältnis zur Materialdicke großen Biegeradius (43) miteinander verbunden sind.
Elektrischer Kontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) aus dem Boden (2) mit sich daran anschließenden, senkrecht dazu stehenden Wänden (3) besteht, und die Anschlußkontakte (4) im Boden (2) und in mindestens einer Wand (3) vertieft einliegen, wobei zumindest in den Wänden (3) die Anschlußkontakte (4) niveaugleich eingebettet sind.
Elektrischer Kontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkontakte (4) horizontal aus dem Gehäuse (1) herausgeführt und als Anschlußbeine (18) zum Auflöten auf eine Leiterplatte ausgeführt sind.
Elektrischer Kontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkontakte (4) senkrecht aus dem Gehäuse (1) herausgeführt und als Durchsteckbeine (19) zum Einlöten in eine Leiterplatte ausgeführt sind.
Elektrischer Kontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkontakte (4) als Stanzgitter (20) hergestellt und im Gehäuse (1) vom Kunststoff umspritzt sind.
Elektrischer Kontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) außermittig an zwei gegenüberliegenden Wänden (3.1, 3.2) je einen Lagerzapfen (21) aufweist, die in im Betätigungselement (6) eingelassene Lagerbohrungen (22) eintauchen, wobei beabstandet von den Lagerzapfen (21) mindestens auf einer Wand (3.1, 3.2) ein Anschlagzapfen (8) vorgesehen ist, der in eine Betätigungsnut (27) eingreift.
Elektrischer Kontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (6) eine das Gehäuse () überdeckende Schale (23) ist, deren Form der Kontur des Gehäuses (1) angepaßt ist, wobei an einem dem Boden (2) des Gehäuses (1) gegenüberliegenden Schalendeckel (24) der Schaltstößel (13) angeformt ist, der zwischen die Wände (3.1, 3.2) in das Gehäuse (1) hineinragt und das Kontaktelement (5) beaufschlagt.
Elektrischer Kontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement ein Druckstößel (30) ist, der in einem am Gehäuse (1) befestigten Deckel (31) in einer Deckelbohrung (32) eingesetzt ist, wobei der Druckstößel (30) einen an der Deckelinnenwand (33) zur Anlage kommenden, im Querschnitt breiteren Schaltstößel (13) als die Deckelbohrung (32) aufweist.
Elektrischer Kontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der im Querschnitt rechteckige Schaltstößel (13) auf seiner dem Kontaktelement (5) zugewandten Schaltkuppe (34) abgerundet ist, wobei die Schaltkuppe (34) zu den Wänden (3.1, 3.2) des Gehäuses (1), an denen der Schaltstößel (13) vorbeibewegt wird, leicht geneigt ist, wodurch sich zwischen der Schaltkuppe (34) und der entsprechenden Wand (3.1, 3.2) des Gehäuses (1) ein Winkel ergibt, der kleiner als 90° ist.
Elektrischer Kontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der am Betätigungselement (6) angebrachte Schaltstößel (13) etwa in der Mitte des Kontaktschenkels (12) des Kontaktelementes (5) angreift.
Elektrischer Kontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement (5) mit seinem Stützschenkel (11) an dem im Boden (2) des Gehäuses (1) vorhandenen Anschlußkontakt (4) angeschweißt ist.
Elektrischer Kontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Wände (3) des Gehäuses (1) eingelassenen, im Schwenkbereich des Kontaktschenkels (12) vorhandenen und sich gegenüberliegenden Anschlußkontakte (4) eine unterschiedliche Höhe aufweisen.
Elektrischer Kontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkontakte (4) in einer Wand (3) mehrere im Schwenkbereich des Kontaktelementes (5) hintereinanderliegende Anschlußkontakte (4) sind.