EP2048676A2 - Schleifkontaktschalter - Google Patents

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EP2048676A2
EP2048676A2 EP08105499A EP08105499A EP2048676A2 EP 2048676 A2 EP2048676 A2 EP 2048676A2 EP 08105499 A EP08105499 A EP 08105499A EP 08105499 A EP08105499 A EP 08105499A EP 2048676 A2 EP2048676 A2 EP 2048676A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contact
sliding
grinding
sliding contact
contactor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08105499A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2048676A3 (de
Inventor
Eduard Ruff
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.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
ZF Electronics GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG, ZF Electronics GmbH filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Publication of EP2048676A2 publication Critical patent/EP2048676A2/de
Publication of EP2048676A3 publication Critical patent/EP2048676A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • H01H13/64—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 wherein the switch has more than two electrically distinguishable positions, e.g. multi-position push-button switches
    • H—ELECTRICITY
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    • H01H1/00—Contacts
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    • H01H1/36—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by sliding
    • H01H1/42—Knife-and-clip contacts
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    • H01H1/36—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by sliding
    • H01H1/40—Contact mounted so that its contact-making surface is flush with adjoining insulation
    • H01H2001/406—Contact mounted so that its contact-making surface is flush with adjoining insulation with holes or recesses between adjacent contacts, e.g. to collect abrasion powder

Definitions

  • the invention relates to an electrical sliding contact switch, in particular a micro, miniature or subminiature switch whose switching positions are changed by sliding movement of the contact body.
  • Electrical sliding contact switch of this type serve as micro, miniature or subminiaturschalter in many applications, such. B. in the automotive and home appliance technology. In these switches sliding contacts are brought in a sliding movement of a contact point to another contact point. The electrically conductive connection should be made only at the respective contact points.
  • Out DE 10 2006 011 930 B3 is an electrical sliding contact switch with a pivotally mounted contact rocker known.
  • the known switch has a base of electrically insulating plastic and a lid.
  • the voltage is applied to a common contact body, which is constantly in electrically conductive connection with a contact rocker mounted on it.
  • the contact rocker has two pairs of contact fingers that sweep contact areas on two select contact bodies.
  • a positioning spring in C or ⁇ form pulls the contact rocker into a first oblique position, in which the shift fingers rest on both sides against the contact region of the first selection contact body.
  • By pressure on an actuator, which is displaceable in the lid and sealed by a sealing sleeve the contact rocker is forced into its opposite second pivotal position in which abut the contact fingers on both sides of the contact region of a second selective contact body.
  • EP 1 764 813 A1 describes an electrical switch having a common contact body as well as a first selective contact body and a second elective contact body.
  • a contactor With the common contact body, a contactor is mechanically and electrically connected.
  • the contactor consists of an elastic, electrically conductive material.
  • the contactor is biased such that the contact fingers rest against the contact surfaces of the first select contact body. By pressure on the contactor of this is elastically deformed, and pivoted with the contact fingers so that the contact fingers comprise the contact surfaces of the second electroresistive switching effect.
  • a disadvantage of the switch of the prior art is that by the sliding movement of the sliding contacts on the housing areas between the selective contact bodies metallic Deposits may occur, which can even make a conductive connection between the individual Wahlrobeskon. These deposits are reinforced by contamination and by the burning of the lubricating grease or oil used, so that the grinding path, which is formed by the sliding contacts in the grinding region of the housing, can make a conductive connection.
  • the invention is therefore based on the object to provide an electrical switch of the type mentioned, in which the switching operation can be optimally designed according to the electrical and mechanical requirements, so that, despite economical production, a long-term reliable continuous operation is guaranteed.
  • a contactor between selector contact bodies is brought dragging from a switching position to another switching position.
  • the contactor with one end constantly in electrically conductive connection with a common contact body, which usually represents a ground terminal.
  • On the contactor sliding contacts are formed, which make electrical contact with WahlARM emotionsn in the respective switching position.
  • these sliding contacts are brought out of engagement with a first selector contact body and slidingly into engagement with a second selector contact body, wherein between the two selector contact bodies of the sliding contact is passed over a grinding area.
  • the switch according to the invention has two selector contact body.
  • the sliding contact switch according to the invention can also have, for example, as a simple on / off switch only one selector contact body, wherein the sliding contact is reciprocally coupled between an electrically non-conductive grinding region and the contact surface of a selector contact body.
  • the sliding contact does not touch the rib in the connection region to the grinding surface, ie at the foot of the rib, during the passage of the sliding contact over the rib.
  • the sliding contact can not penetrate to the bottom of the rib due to its crowned shape, with a radius which is greater than the radius of the point of attachment of the rib to the grinding surface. This creates on both sides of the rib in each case an interruption in the grinding path, in which abrasion and / or impurities can not make a conductive connection. A formation of a conductive connection between the election contact body over the rib away is thus not possible.
  • the contact point of the sliding contact changes continuously as it traverses the rib so that possible abrasion occurs uniformly over the entire surface of the sliding contact.
  • the shape of the rib can be determined largely freely, it must nevertheless be ensured that the sliding contact and the rib are designed so that at the moment in which the sliding contact touches the rib and not yet lifted from the grinding area, a gap remains between sliding contact and ribbed bottom, in which the sliding contact can not penetrate.
  • This gap interrupts, as already indicated above, on the one hand, the sliding track between the selector contact bodies and on the other hand can accumulate in this gap grease or oil and thus improve the lubrication of the sliding contact.
  • Lubricating grease used will preferably accumulate in the bottom of the rib and spread along the rib, so that lubricating oil or grease can be absorbed to lubricate the sliding contact each time the sliding contact is brushed away.
  • the groove for the lubricant used also acts as a kind of reservoir.
  • tactile feedback that occurs when the sliding contact over the groove or the rib.
  • This can be used to detect a switching state, for example, a basic position of the switch. When performing a constriction, this is particularly easy because the sliding contacts are pressed easily into the indentation due to their contact force and an increase in the resistance to movement for further movement of the sliding contacts can be seen.
  • a center-zero position is detectable, which may be a basic position for the switch. But even by sequential arrangement of two ribs can achieve such an effect.
  • the tactile feedback can be utilized by crossing the sliding contact of the first rib to determine after leaving the selection contact a non-conductive position of the sliding contact and vice versa after leaving the Abrasive area a conductive connection can be detected on a dial contact body.
  • a switch position with conductive electrical connection or a position with non-conductive connection can be determined in a simple and reliable manner.
  • the non-conductive grinding region which is also referred to as an insulator, arranged between two conductive regions, each associated with a selective contact body or even belong to a single contact body (selector contact body).
  • the sliding contact of the contactor is located on the grinding area of the insulator, so that no passage takes place in the switch.
  • the sliding contact can be brought from a position on a non-conductive grinding area in a conductive contact region on a (optional) contact body be moved from there to another grinding area, for example, another insulator, or back to the (output) insulator.
  • the switch according to the invention can also be made of a switching or normal position, in which the contactor is in conductive connection with at least one sliding contact with a selective contact body, and thus a passage through the switch takes place over a grinding range, during which no passage through the switch takes place be moved to another dial contact body, in which case again takes place a passage through the switch.
  • the contactor with a different contact point with a common contact body for the contact body which usually represents the ground contact of the switch, in constantly electrically conductive connection.
  • the switching point can be precisely defined from one selection contact body to another elective contact body, since in addition to the movement running in the plane of the grinding regions, a movement directed away from the grinding surface is added, which permits a defined switching point.
  • This additional movement can also be achieved that the distances between the selector contact bodies can be optimally designed so as to enable a faster and more accurate switching.
  • the switching path remains largely constant regardless of the number of switching cycles. A shortening of the dead travel due to the flattening of the initially crowned sliding contact and the associated increase in the contact surface is practically not in the switch design according to the invention.
  • the sliding contactor with its sliding contacts and its movement possibilities, ie the sliding contacts on the grinding path in the grinding area a variety of possibilities can be implemented, which are all encompassed by the inventive concept, as long as the trajectory / sliding track, the sliding contact in electrically non-conductive Abrasive region is interrupted by introducing an elevation or depression, so that zones in the grinding area and / or on the surface of the elevation or depression are present, which does not touch the sliding contact. Since the idea of the invention allows already existing electrical circuit breaker concepts to change according to the concept of the invention, such modified electrical contact switches are also included in the inventive concept.
  • the invention is likewise not limited to switches which switch back and forth between two selector contact bodies with an electrically nonconductive grinding region arranged therebetween or switch from an electrically non-conductive grinding region into an electrically conductive region and vice versa, but it is readily apparent to the person skilled in the art that the concept of the invention can also be applied in rotary sliding contact switches, potentiometers or rotary switches. The same applies to linear switches with a purely linear movement of the contactor or the sliding contacts from a first position to a second position. Of course, switches that perform a combination of linear and rotary movements of the sliding contacts and thereby run over elevations or depressions in non-conductive areas, also included in the inventive concept.
  • the manner in which the contactor is brought from a contact point on a selector contact body over the barrier on the grinding region of the housing to another contact point of a selector contact body is included in the invention in all possible embodiments. It does not matter whether the contactor is elastically biased or elastically brought into a biased position or simply pushed without elastic deformation of a range in the next area, pulled or rotated. In all these cases, the inventive concept is also realized when between two switch positions for a sliding contact a geometric obstacle, for. B. is introduced in the form of a rib or a groove which interrupts the slideway, so that between two adjacent areas no conductive connection is established by the slideway.
  • FIG. 1 shows a sliding contact switch, as it is known from the aforementioned prior art, but with an introduced in the grinding area rib.
  • the switch shown has a housing 2, in which a common contact body 4 and two selective contact body 10 are arranged with their broad sides flat next to each other so that in each case one end of the three contact body protrudes from the housing.
  • the common contact body 4 and the two selector contact body 10 are arranged or embedded in the housing 2 such that there is no conductive connection between them.
  • a contactor 6 is in constantly conducting electrical connection with the contact body 4.
  • the contactor can be switched by an actuator 14 elastically between the contact surfaces 11 of the selector contact body 10 back and forth.
  • the contact surfaces 11, which are located on both sides of the selection contact body 10 of contact fingers 22, which are located on the contactor 6, comprises elastically biased.
  • the wiper fingers 22 as they move from one selector contact body to the other selector contact body, cross a rib 16 which is arranged in the grinding region 20 approximately transversely to the direction of movement.
  • FIG. 2 is shown in dashed lines, the respective sliding track 12 for the sliding contacts 8. It can be seen that the slideway 12 is interrupted in each case before and after the rib, as seen in the direction of movement of the Schleiffinger 22.
  • FIG. 4 the two Schleiffinger 22 are shown in the position in which they just touch the rib 16. With further progression of Schleiffinger 22 in the direction of in the FIGS. 3 and 4 indicated arrow lifting the Schleiffinger 22 from the grinding area 20 and cross the rib 16. At the moment of contact of the contact fingers 22 with the rib 16, as in FIG. 4 shown, contact-free zones 18 are present between the contact fingers 22 and the grinding area 20, in which the sliding contact 8 can not occur.
  • two ribs 16 are provided in the grinding area 20, which, for example, can serve to hold the Schleiffinger 22 in a defined position. From this, they can then be deflected in both directions in order to enter into a conductive connection with both the first selection contact body 10 and the second selection contact body 10.
  • the grinding region 20 is in this embodiment, a part of the housing, that is, the selective contact body are embedded in the housing so that the area 20 is filled between them by housing material.
  • This can be realized, for example, in the injection molding process of the housing, wherein care must be taken that the contact surfaces 11 of the selector contact body are not covered with injection molding material. Simultaneously with the embedding of the selector contact body in the housing and the rib 16 and the groove 16 may be formed, in FIG. 3 is shown.
  • FIG. 3 shows how the already FIG. 4 the principle of the sliding moving contact fingers of a selective contact body 10 via a grinding area 20 to a second dial contact body 10.
  • the sliding track of the sliding contacts 22 is interrupted simply and reliably here by a design measure.

Landscapes

  • Slide Switches (AREA)
  • Contacts (AREA)

Abstract

Elektrischer Schleifkontaktschalter mit einem Gehäuse, in dem ein gemeinsamer Kontaktkörper und zumindest ein Wahlkontaktkörper mit einer Kontaktfläche angeordnet sind. Benachbart zur Kontaktfläche des Wahlkontaktkörpers ist ein aus elektrisch isolierendem Material bestehender Schleifbereich angeordnet. Ein Kontaktgeber, der in ständig elektrisch leitender Verbindung mit dem gemeinsamen Kontaktkörper steht und zumindest einen Schleifkontakt aufweist, steht entweder in elektrisch leitender Verbindung mit dem Wahlkontaktkörper oder berührt den Schleifbereich. Ein aktivierbares Betätigungsglied ist ferner so im Gehäuse angeordnet, dass es bei Betätigung den zumindest einen Schleifkontakt des Kontaktgebers auf einer Schleifbahn schleifend von der Kontaktfläche des Wahlkontaktkörpers in den Schleifbereich bewegt und/oder aus dem Schleifbereich zur Kontaktfläche des Wahlkontaktkörpers bewegt. In der Schleifbahn sind ferner Zonen ausgebildet, die von den Schleifkontakten während des Überfahrens des Schleifbereichs nicht berührt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schleifkontaktschalter, insbesondere einen Mikro-, Miniatur- oder Subminiaturschalter, dessen Schaltstellungen durch schleifende Bewegung der Kontaktkörper geändert werden.
  • Elektrische Schleifkontaktschalter dieser Art dienen als Mikro-, Miniaturschalter oder Subminiaturschalter in vielen Anwendungsbereichen, wie z. B. in der Automobil- und der Haushaltsgerätetechnik. Bei diesen Schaltern werden Schleifkontakte in einer schleifenden Bewegung von einer Kontaktstelle zu einer anderen Kontaktstelle gebracht. Dabei soll die elektrisch leitende Verbindung nur an den jeweiligen Kontaktstellen erfolgen.
  • Aus DE 10 2006 011 930 B3 ist ein elektrischer Schleifkontaktschalter mit einer schwenkbar gelagerten Kontaktwippe bekannt. Der bekannte Schalter weist einen Sockel aus elektrisch isolierendem Kunststoff und einen Deckel auf. Die Spannung liegt an einem gemeinsamen Kontaktkörper an, der mit einer an ihm gelagerten Kontaktwippe ständig in elektrisch leitender Verbindung steht. Die Kontaktwippe hat zwei Paar Kontaktfinger, die Kontaktbereiche an zwei Wahlkontaktkörpern überstreichen. Eine Stellfeder in C- oder Ω- Form zieht die Kontaktwippe in eine erste Schrägstellung, in der die Schaltfinger beidseitig an dem Kontaktbereich des ersten Wahlkontaktkörpers anliegen. Durch Druck auf ein Betätigungsglied, das in dem Deckel verschiebbar und durch eine Dichtmanschette abgedichtet ist, wird die Kontaktwippe in ihre entgegengesetzte zweite Schwenkstellung gezwungen, in der die Kontaktfinger beidseitig an dem Kontaktbereich eines zweiten Wahlkontaktkörpers anliegen.
  • EP 1 764 813 A1 beschreibt einen elektrischen Schalter mit einem gemeinsamen Kontaktkörper so wie einen ersten Wahlkontaktkörper und einem zweiten Wahlkontaktkörper. Mit dem gemeinsamen Kontaktkörper ist ein Kontaktgeber mechanisch und elektrisch leitend verbunden. Der Kontaktgeber besteht aus einem elastischen, elektrisch leitenden Material. Der Kontaktgeber ist derart vorgespannt, dass die Kontaktfinger an den Kontaktflächen des ersten Wahlkontaktkörpers anliegen. Durch Druck auf den Kontaktgeber wird dieser elastisch verformt, und mit den Kontaktfingern so verschwenkt, dass die Kontaktfinger die Kontaktflächen des zweiten Wahlkontaktkörpers schaltwirksam umfassen.
  • Nachteilig an dem Schalter des Standes der Technik ist, dass durch das schleifende Bewegen der Schleifkontakte auf den Gehäusebereichen zwischen den Wahlkontaktkörpern metallische Ablagerungen auftreten können, welche selbst eine leitende Verbindung zwischen den einzelnen Wahlkontaktkörpern herstellen können. Diese Ablagerungen werden durch Verschmutzungen und durch den Abbrand des eingesetzten Schmierfetts bzw. -öls verstärkt, so dass die Schleifbahn, welche durch die Schleifkontakte im Schleifbereich des Gehäuses ausgebildet wird, eine leitende Verbindung herstellen kann.
  • Mit fortschreitendem Verschleiß der Schleifkontakte, die in ihrem ursprünglichen Zustand bevorzugt eine Kugelabschnittsform aufweisen, werden die Schleifkontakte im Schalter des Standes der Technik immer flacher, so dass die anfängliche Punktberührung der Schleifkontakte mit der Zeit in eine Flächenberührung übergeht. Das hat die Auswirkung, dass der Anpressdruck/ Flächendruck der Schleifkontakte auf den Wahlkontaktkörpern immer geringer wird, da die Auflagefläche der Schleifkontakte immer größer wird, und daher eine immer schlechtere Kontaktsicherheit erreicht wird.
  • Die Abflachung der Schleifkontakte mit zunehmendem Verschleiß hat aber auch zur Folge, dass sich der Schaltpunkt verschiebt, da die Auflagefläche größer wird. Im Extremfall kann es dadurch zu einem gleichzeitigen Kontakt eines Schleifkontaktes auf zwei Wahlkontaktkörpern kommen, und zu einem Kurzschluss führen. Um dies zu vermeiden muss der Abstand zwischen den Wahlkontaktkörpern so groß gewählt werden, dass dieser Effekt berücksichtigt ist. Dadurch kommt es im Neuzustand zu langen Umschaltwegen (Totwegen) im Schalter, die mit der Nutzungsdauer, d.h. mit zunehmendem Verschleiß der Schleifkontakte, kürzer werden. Daraus ergibt sich auch eine mit der Nutzungsdauer des Schalters abnehmende Schaltzeit, d.h. die Schaltzeiten des bekannten Schalters können nicht konstant gehalten werden. Damit ergeben sich relativ große Schaltpunkttoleranzen, die über die Lebensdauer des Schalters aufrechterhalten werden müssen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen elektrischen Schalter der genannten Art zu schaffen, bei dem der Schaltvorgang entsprechend den elektrotechnischen und mechanischen Forderungen optimal gestaltet werden kann, so dass trotz wirtschaftlicher Herstellung ein langjähriger zuverlässiger Dauerbetrieb gewährleistet ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe wird durch einen elektrischen Schleifkontaktschalter mit der Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Ausgehend von dem gattungsbildenden Schalter gemäß DE 10 2006 011 930 B3 wird auch in dem erfindungsgemäßen Schalter ein Kontaktgeber zwischen Wahlkontaktkörpern schleifend von einer Schaltstellung in eine andere Schaltstellung gebracht. Dabei ist der Kontaktgeber mit einem Ende ständig in elektrisch leitender Verbindung mit einem gemeinsamen Kontaktkörper, der üblicherweise einen Masseanschluss darstellt. An dem Kontaktgeber sind Schleifkontakte ausgebildet, welche den elektrischen Kontakt mit Wahlkontaktkörpern in der jeweiligen Schaltstellung herstellen. Bei Betätigung des Betätigungsschalters bzw. -gliedes werden diese Schleifkontakte schleifend aus dem Eingriff mit einem ersten Wahlkontaktkörper und schleifend in Eingriff mit einem zweiten Wahlkontaktkörper gebracht, wobei zwischen den beiden Wahlkontaktkörpern der Schleifkontakt über einen Schleifbereich hinweggeführt wird. Nicht notwendigerweise weist der erfindungsgemäße Schalter zwei Wahlkontaktkörper auf. Der erfindungsgemäße Schleifkontaktschalter kann beispielsweise auch als einfacher An-/Ausschalter nur einen Wahlkontaktkörper aufweisen, wobei der Schleifkontakt schleifend zwischen einem elektrisch nicht leitenden Schleifbereich und der Kontaktfläche eines Wahlkontaktkörpers hin- und hergeschaltet wird.
  • Damit im Betrieb des Schalters durch häufiges Hin- und Herschalten zwischen den Wahlkontaktkörpern und dem Schleifbereich keine Kontakt- bzw. Leiterbahn auf dem Schleifbereich durch den Abrieb des Schleifkontakts aufgebaut wird, wird die Berührungsbahn bzw. werden die Berührungsbahnen des Schleifkontakts/der Schleifkontakte bewusst unterbrochen. Dies erfolgt erfindungsgemäß beispielsweise durch Einbringen einer Rippe oder einer Nut in den Schleifbereich, welche die Schleifbahn kreuzt. Durch eine derartige Ausgestaltung des Schleifbereiches zwischen zwei Wahlkontaktkörpern oder dem Wahlkontaktkörper und einer nicht leitenden Grundstellung des Schleifkontaktes wird die Durchgängigkeit der Schleifbahn vermieden. Damit kann durch Ablagerungen, welche metallischer Abrieb der Schleifkontakte und/oder Verschmutzungen sein können, keine elektrische Verbindung zwischen den Wahlkontaktkörpern hergestellt werden.
  • Durch Anordnung einer Rippe quer zur Bewegungsrichtung der Schleifkontakte wird erreicht, dass im Bereich des Übergangs der Schleiffläche zur Oberfläche der Rippe der Schleifkontakt die Rippe im Anbindungsbereich an die Schleiffläche, also am Fuß der Rippe, während des Passierens des Schleifkontakts über die Rippe nicht berührt. Der Schleifkontakt kann aufgrund seiner balligen Form, mit einem Radius, der größer ist als der Radius der Anbindungsstelle der Rippe an die Schleiffläche, nicht bis in den Grund der Rippe vordringen. Dadurch entsteht beiderseits der Rippe jeweils eine Unterbrechung in der Schleifbahn, in welchen Abrieb und/oder Verunreinigungen keine leitende Verbindung herstellen können. Eine Ausbildung einer leitenden Verbindung zwischen den Wahlkontaktkörper über die Rippe hinweg ist somit nicht möglich. Gleichzeitig ändert sich der Auflagepunkt des Schleifkontaktes beim Überqueren der Rippe kontinuierlich, so dass ein eventueller Abrieb gleichmäßig auf der kompletten Oberfläche des Schleifkontakts erfolgt.
  • Auch wenn die Form der Rippe weitestgehend frei bestimmt werden kann, so muss dennoch darauf geachtet werden, dass der Schleifkontakt und die Rippe so gestaltet sind, dass im Moment in dem der Schleifkontakt die Rippe berührt und noch nicht von dem Schleifbereich abgehoben wird, ein Spalt zwischen Schleifkontakt und Rippengrund bestehen bleibt, in welchen der Schleifkontakt nicht eindringen kann. Dieser Spalt unterbricht, wie oben schon angedeutet, einerseits die Schleifspur zwischen den Wahlkontaktkörpern und andererseits kann sich in diesem Spalt Schmierfett bzw. -öl ansammeln und so die Schmierung des Schleifkontakts verbessern. Eingesetztes Schmierfett wird sich bevorzugt im Rippengrund ansammeln und sich längs der Rippe verteilen, so dass bei jedem Hinwegstreichen des Schleifkontakts Schmieröl bzw. - fett zur Schmierung des Schleifkontaktes aufgenommen werden kann.
  • Was im Vorangegangenen am Beispiel einer Rippe im Schaltbereich des Gehäuses geschildert wurde, gilt analog bzw. entsprechend ebenfalls für Nuten, die in den Schleifbereich eingebracht werden. Anders als bei der Ausführung mit aus dem Schleifbereich vorstehenden Rippen, bei der die Schleifbahn an beiden Seiten der Rippe unterbrochen wird, wird die Schleifbahn bei der Einbringung einer Nut in den Schleifbereich nur einmal unterbrochen. Im Nutgrund, welcher durch den Schleifkontakt nicht berührt wird, findet keine mechanische Berührung durch den Schleifkontakt statt, und somit kann auch hier keine Verschmelzung des Abriebs zu einer Leiterbahn erfolgen. Die Form der Nut kann beliebig gewählt werden, solange gewährleistet ist, dass der Schleifkontakt nicht bis in den Nutgrund vordringen kann.
  • Wie auch bei der Ausführung von rippenartigen Hervorwölbungen oder Ausbuchtungen aus dem Schleifbereich, sammelt sich in nutartigen Einbuchtungen das verwendete Schmieröl oder -fett. Somit wirkt die Nut für die eingesetzten Schmiermittel ebenfalls als eine Art Vorratsbehälter.
  • Durch das Einbringen von Nuten und Rippen erreicht man zudem als weiteren Vorteil eine taktile Rückkopplung, die auftritt, wenn der Schleifkontakt die Nut bzw. die Rippe überfährt. Dies kann zur Erkennung eines Schaltzustandes, beispielsweise einer Grundstellung des Schalters, ausgenutzt werden. Bei Ausführung einer Einschnürung ist dies besonders einfach, da die Schleifkontakte aufgrund ihrer Anpresskraft leicht in die Einbuchtung gedrückt werden und eine Erhöhung des Bewegungswiderstandes zur Weiterbewegung der Schleifkontakte erkennbar ist.
  • Damit ist beispielsweise eine Mitte-Null-Stellung detektierbar, welche eine Grundstellung für den Schalter sein kann. Aber auch durch Hintereinanderanordnung zweier Rippen lässt sich ein derartiger Effekt erzielen. Hier kann durch das Überqueren des Schleifkontakts der ersten Rippe die taktile Rückkopplung ausgenutzt werden, um nach Verlassen des Wahlkontakts eine nicht leitende Position des Schleifkontaktes zu bestimmen und umgekehrt nach Verlassen des Schleifbereichs eine leitende Verbindung auf einem Wahlkontaktkörper erkannt werden. Somit kann auf einfache und zuverlässige Weise eine Schalterstellung mit leitender elektrischer Verbindung oder eine Stellung mit nichtleitender Verbindung bestimmt werden. So ist beispielsweise in einer sogenannten Mitte-Null-Stellung der nicht leitende Schleifbereich, welcher auch als Isolator bezeichnet wird, zwischen zwei Leitenden Bereichen angeordnet, die jeweils einem Wahlkontaktkörper zugeordnet sind oder auch nur zu einem einzigen Kontaktkörper (Wahlkontaktkörper) gehören. In der Mitte-Null-Stellung befindet sich der Schleifkontakt des Kontaktgebers auf dem Schleifbereich des Isolators, so dass im Schalter kein Durchgang stattfindet.
  • Mit der Erfindung lassen sich alle bekannten Schaltstellungen bzw. Schaltzustände verwirklichen, wie mit Schaltern, welche aus dem Stand der Technik bekannt sind, insbesondere kann der Schleifkontakt aus einer Stellung auf einem nicht leitenden Schleifbereich in einen leitenden Kontaktbereich auf einem (Wahl-)Kontaktkörper gebracht werden und von dort weiter auf einen anderen Schleifbereich, bspw. eines anderen Isolators, oder zurück auf den (Ausgangs-)Isolator bewegt werden. Der erfindungsgemäße Schalter kann ebenfalls aus einer Schalt- oder Grundstellung, in der der Kontaktgeber mit zumindest einem Schleifkontakt mit einem Wahlkontaktkörper in leitender Verbindung steht, und somit ein Durchgang durch den Schalter stattfindet, über einen Schleifbereich hinweg, während dessen kein Durchgang durch den Schalter stattfindet, zu einem anderen Wahlkontaktkörper bewegt werden, wobei dann wieder ein Durchgang durch den Schalter stattfindet. Dabei ist der Kontaktgeber mit einer anderen Kontaktstelle mit einem für die Wahlkontaktkörper gemeinsamen Kontaktkörper, welcher üblicherweise den Massekontakt des Schalters darstellt, in ständig elektrisch leitender Verbindung.
  • Durch Einbringen zumindest einer Rippe oder Nut kann der Umschaltpunkt von einem Wahlkontaktkörper auf einen anderen Wahlkontaktkörper genau definiert werden, da zusätzlich zu der in der Ebene der Schleifbereiche schleifend verlaufenden Bewegung eine von der Schleiffläche weg gerichtete Bewegung hinzukommt, welche einen definierten Schaltpunkt zulässt. Durch diese zusätzliche Bewegung lässt sich auch erreichen, dass die Abstände zwischen den Wahlkontaktkörpern optimal gestaltet werden können, um so ein schnelleres und exakteres Schalten zu ermöglichen. Zudem bleibt der Schaltweg unabhängig von der Anzahl der Schaltzyklen weitestgehend konstant. Eine Verkürzung des Totwegs aufgrund der Abflachung des anfänglich balligen Schleifkontakts und der damit verbundenen Vergrößerung der Berührungsfläche erfolgt bei der erfindungsgemäßen Schalterausführung praktisch nicht.
  • Hinsichtlich der Gestaltung des Kontaktgebers mit seinen Schleifkontakten und dessen Bewegungsmöglichkeiten, d.h. der Schleifkontakte auf der Schleifbahn im Schleifbereich ist eine Vielzahl von Möglichkeiten umsetzbar, welche alle von dem Erfindungsgedanken umfasst werden, solange die Bewegungsbahn/Schleifbahn, die der Schleifkontakt im elektrisch nicht leitenden Schleifbereich hinterlässt, durch Einbringen einer Erhöhung oder Vertiefung unterbrochen wird, so dass Zonen in dem Schleifbereich und/oder auf der Oberfläche der Erhöhung oder Vertiefung vorhanden sind, die der Schleifkontakt nicht berührt. Da es der Erfindungsgedanke zulässt bereits existierende elektrische Schleifschalterkonzepte gemäß dem Erfindungsgedanken abzuändern, sind solche abgeänderten elektrischen Schleifkontaktschalter ebenfalls von dem Erfindungsgedanken umfasst.
  • Die Erfindung ist ebenfalls nicht auf Schalter begrenzt, welche zwischen zwei Wahlkontaktkörper mit dazwischen angeordneten elektrisch nicht leitendem Schleifbereich hin- und herschalten oder von einem elektrisch nicht leitenden Schleifbereich in einen elektrisch leitenden Bereich schalten und umgekehrt, sondern ist es für den Fachmann leicht ersichtlich, dass der Erfindungsgedanke auch in rotatorischen Schleifkontaktschaltern, Potentiometern oder Drehschaltern angewendet werden kann. Das gleiche gilt für Linearschalter mit einer rein linearen Bewegung des Kontaktgebers bzw. der Schleifkontakte von einer ersten Stellung zu einer zweiten Stellung. Selbstredend sind Schalter, die eine Kombination aus linearen und rotatorischen Bewegungen der Schleifkontakte ausführen und die dabei Erhebungen oder Vertiefungen in nicht leitenden Bereichen überfahren, ebenfalls von dem Erfindungsgedanken umfasst.
  • Auch die Art und Weise, wie der Kontaktgeber von einer Kontaktstelle auf einem Wahlkontaktkörper über die Barriere auf dem Schleifbereich des Gehäuses hinweg zu einer anderen Kontaktstelle eines Wahlkontaktkörpers gebracht wird, ist von dem Erfindungsgedanken in allen möglichen Ausführungsformen umfasst. Dabei spielt es keine Rolle, ob der Kontaktgeber elastisch vorgespannt oder elastisch in eine vorgespannte Stellung gebracht wird oder einfach nur ohne elastische Verformung von einem Bereich in den nächsten Bereich geschoben, gezogen oder gedreht wird. In all diesen Fällen ist der Erfindungsgedanke auch dann verwirklicht, wenn zwischen zwei Schaltstellungen für einen Schleifkontakt ein geometrisches Hindernis, z. B. in Form einer Rippe oder einer Nut eingebracht ist, welches die Schleifbahn unterbricht, damit zwischen zwei benachbarten Bereichen keine leitende Verbindung durch die Schleifbahn aufgebaut wird.
  • Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
    • Figur 1
    eine räumliche Darstellung eines erfindungsgemäßen Schalters mit abgenommenem Schalter.
    Figur 2
    eine vergrößerte Detailansicht aus Figur 1, in der der Bereich zwischen zwei Schaltstellungen dargestellt ist.
    Figur 3
    eine Seitenansicht eines Schleifbereiches zwischen zwei Wahlkontaktkörpern mit einer eingebrachten Nut.
    Figur 4
    eine Seitenansicht eines Schleifbereiches zwischen zwei Wahlkontaktkörpern mit einer eingebrachten Rippe.
    Figur 5
    eine Seitenansicht eines Schleifbereiches zwischen zwei Wahlkontaktkörpern mit zwei eingebrachten Rippen.
  • Figur 1 zeigt einen Schleifkontaktschalter, wie er aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannt ist, jedoch mit einer im Schleifbereich eingebrachten Rippe. Der gezeigte Schalter weist ein Gehäuse 2 auf, in dem ein gemeinsamer Kontaktkörper 4 und zwei Wahlkontaktkörper 10 mit ihren Breitseiten flach nebeneinander so angeordnet sind, dass jeweils ein Ende der drei Kontaktkörper aus dem Gehäuse hervorsteht. In dem Gehäuse 2 sind der gemeinsame Kontaktkörper 4 und die beiden Wahlkontaktkörper 10 derart angeordnet bzw. in das Gehäuse 2 eingebettet, dass zwischen ihnen keine leitende Verbindung besteht. Ein Kontaktgeber 6 steht in ständig leitender elektrischer Verbindung mit dem Kontaktkörper 4. Der Kontaktgeber kann durch ein Betätigungsglied 14 elastisch zwischen den Kontaktflächen 11 der Wahlkontaktkörper 10 hin- und hergeschaltet werden. Dabei werden die Kontaktflächen 11, welche sich beiderseits der Wahlkontaktkörper 10 befinden von Kontaktfingern 22, die sich am Kontaktgeber 6 befinden, elastisch vorgespannt umfasst. Durch Betätigen des Betätigungsgliedes 14 in den Schalter hinein werden die Schleiffinger 22 von einem ersten Wahlkontaktkörper 10 schleifend über einen Schleifbereich 20 zu einem zweiten Wahlkontaktgeber 10 bewegt.
  • Wie im Detail aus Figur 2 erkennbar ist, überqueren die Schleiffinger 22 bei ihrer Bewegung von einem Wahlkontaktkörper auf den anderen Wahlkontaktkörper eine Rippe 16, die im Schleifbereich 20 in etwa quer zur Bewegungsrichtung angeordnet ist. In Figur 2 ist in gestrichelten Linien die jeweilige Schleifbahn 12 für die Schleifkontakte 8 eingezeichnet. Dabei ist erkennbar, dass die Schleifbahn 12 jeweils vor und nach der Rippe, gesehen in Bewegungsrichtung der Schleiffinger 22, unterbrochen ist.
  • Wie besonders gut aus den Figuren 3 und 4 ersichtlich, entstehen diese Unterbrechungen 18 in der Schleifbahn 12 dadurch, dass in diesen Zonen die Schleiffinger 22 keine Berührung mit dem Schleifbereich 20 aufweisen.
  • In Figur 4 sind die beiden Schleiffinger 22 in der Stellung eingezeichnet, in der sie gerade die Rippe 16 berühren. Bei weiterem Fortschreiten der Schleiffinger 22 in Richtung des in der Figuren 3 und 4 angedeuteten Pfeils heben die Schleiffinger 22 vom Schleifbereich 20 ab und überqueren die Rippe 16. Im Moment der Berührung der Kontaktfinger 22 mit der Rippe 16, so wie in Figur 4 dargestellt, sind zwischen den Kontaktfingern 22 und dem Schleifbereich 20 berührungsfreie Zonen 18 vorhanden, in die der Schleifkontakt 8 nicht eintreten kann. Der Schleifkontakt 8, welcher in der Darstellung gemäß Figur 4 noch den Wahlkontaktkörper 10 berührt, bewegt sich bei Weiterführen der Kontaktfinger 22 von dem Schleifbereich 20 weg. Damit verlagert der Kontaktfinger 22 seinen Aufstandspunkt zu einem Auflagepunkt, der in Bewegungsrichtung gesehen weiter vorne liegt.
  • Bei Weiterführung der Kontaktfinger in Pfeilrichtung lässt sich aus Figur 4 gut erkennen, wie dieser Auflagepunkt der Schleiffinger 22 auf der Rippe langsam in Bewegungsrichtung gesehen nach hinten wandert. Am Ende der Rippe 16 legen sich die Kontaktfinger durch ihre immanente Vorspannkraft wieder an den Schleifbereich an und können dann weiter in einer schleifenden Bewegung zum zweiten Wahlkontaktkörper 10 bewegt werden.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in Figur 5 gezeigt ist, sind in dem Schleifbereich 20 zwei Rippen 16 vorgesehen, welche bspw. dazu dienen können die Schleiffinger 22 in einer definierten Stellung zu halten. Aus dieser können sie dann in beide Richtungen ausgelenkt werden, um sowohl mit dem ersten Wahlkontaktkörper 10 als auch mit dem zweiten Wahlkontaktkörper 10 eine leitende Verbindung einzugehen.
  • Der Schleifbereich 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Teil des Gehäuses, d. h. die Wahlkontaktkörper sind so in das Gehäuse eingebettet, dass der Bereich 20 zwischen ihnen durch Gehäusematerial aufgefüllt ist. Dies kann bspw. im Spritzgießvorgang des Gehäuses verwirklicht werden, wobei darauf geachtet werden muss, dass die Kontaktflächen 11 der Wahlkontaktkörper nicht mit Spritzgussmaterial verdeckt werden. Gleichzeitig mit dem Einbetten der Wahlkontaktkörper in das Gehäuse kann auch die Rippe 16 bzw. die Nut 16 ausgebildet werden, die in Figur 3 gezeigt ist.
  • Die Ausführungsform gemäß Figur 3 zeigt wie schon die Figur 4 das Prinzip der schleifend bewegten Kontaktfinger von einem Wahlkontaktkörper 10 über einen Schleifbereich 20 zu einem zweiten Wahlkontaktkörper 10. Dabei überqueren die Schleifkontakte 8, welche an den Kontaktfingern 22 angebracht sind, eine Nut 16. Im Nutgrund weist die Nut 16 Zonen 18 auf, die von den Schleifkontakten 8 nicht erreicht werden können. Dadurch wird auch hier die Schleifbahn der Schleifkontakte 22 durch eine konstruktive Maßnahme einfach und zuverlässig unterbrochen.
  • Das Prinzip der Unterbrechung der Schleifbahnen durch berührungslose Zonen 18 ist hier am Beispiel eines NO-/NC-Schalters dargestellt, was aber nur eine von einer Vielfalt von Ausführungsformen darstellt.
    • Bezugszeichenliste
    • 2
    Gehäuse
    4
    gemeinsamer Kontaktkörper
    6
    Kontaktgeber
    8
    Schleifkontakt
    10
    Wahlkontaktkörper
    11
    Kontaktfläche
    12
    Schleifbahn
    14
    Betätigungsglied
    16
    Rippe/Nut
    18
    berührungsfreie Zone
    20
    Schleifbereich
    22
    Schleiffinger

Claims (10)

  1. Elektrischer Schleifkontaktschalter mit einem Gehäuse (21), in dem angeordnet sind:
    - ein gemeinsamer Kontaktkörper (4),
    - zumindest ein Wahlkontaktkörper (10) mit einer Kontaktfläche (12),
    - ein aus elektrisch isolierendem Material bestehender Schleifbereich (20), benachbart zur Kontaktfläche (11) des Wahlkontaktkörpers (10),
    - ein Kontaktgeber (6), der mit einem Kontakt in ständig elektrisch leitender Verbindung mit dem gemeinsamen Kontaktkörper (4) steht und zumindest einen Schleifkontakt (8) aufweist, der mit dem Wahlkontaktkörper (10) in elektrisch leitender Verbindung steht oder den Schleifbereich (20) berührt,
    - ein aktivierbares Betätigungsglied (14), das bei Betätigung den zumindest einen Schleifkontakt (8) des Kontaktgebers (6) auf einer Schleifbahn (12) schleifend von der Kontaktfläche (11) des Wahlkontaktkörpers (10) in den Schleifbereich (20) und/oder aus dem Schleifbereich (20) zur Kontaktfläche (11) des Wahlkontaktkörpers bewegt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass Zonen (18) in der Schleifbahn ausgebildet sind, die von dem Schleifkontakt (8) während des Überfahrens des Schleifbereichs (20) nicht berührt werden.
  2. Schleifkontaktschalter nach Anspruch 1, bei dem im Schleifbereich (20) zumindest eine Rippe (16) oder eine Nut (16) angeordnet ist.
  3. Schleifkontaktschalter nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der gemeinsame Kontaktkörper (4) und der zumindest eine Wahlkontaktkörper (10) in Form flacher scheibenförmiger Körper ausgeführt sind, die mit ihren Breitseiten eine gemeinsame Ebene für die Anordnung in einer Reihe bilden.
  4. Schleifkontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Kontaktgeber (16) bei Aktivierung des Betätigungsglieds (14) elastisch verformt wird.
  5. Schleifkontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem das aktivierbare Betätigungsglied (14) und der Kontaktgeber (6) selbsttätig nach Betätigung wieder in ihre Ausgangsstellungen zurückkehren.
  6. Schleifkontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem sich die Schleifkontakte (8) des Kontaktgebers (6) in einem Schleifbereich (20) zwischen zwei benachbarten Wahlkontaktkörpern (10) in einer Grundstellung befinden.
  7. Schleifkontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Schleifbahn (12) von einem ersten Wahlkontaktkörper (10) zu einem zweiten Wahlkontaktkörper (10) im Wesentlichen kurvenförmig oder geradlinig ausgebildet ist.
  8. Schleifkontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der Kontaktgeber (6) Paare von Schleifkontakten (8) aufweist, die aufeinander zuweisen und zwischen denen ein Wahlkontaktkörper (10) aufnehmbar ist.
  9. Schleifkontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Schleifkontakte (8) an dem Kontaktgeber (6) als Schleifkontaktfinger ausgebildet sind.
  10. Schleifkontaktschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Kontaktflächen (11) der Wahlkontaktkörper (10) ringförmig angeordnet und durch Schleifbereiche (20) voneinander getrennt sind.
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