WO2008128486A1 - Switch element and/or regulating element - Google Patents

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WO2008128486A1 PCT/DE2007/000700 DE2007000700W WO2008128486A1 WO 2008128486 A1 WO2008128486 A1 WO 2008128486A1 DE 2007000700 W DE2007000700 W DE 2007000700W WO 2008128486 A1 WO2008128486 A1 WO 2008128486A1
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deformable conductor
deformable
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Rudolf Zimmermann
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a switching element and / or control element with at least two electrical terminals, an actuating element and a deformable by the actuation movement of the actuating element conductor element, wherein the conductor element is electrically connected to the two electrical connections sen. Furthermore, the invention relates to a switching device, in particular a position switch, with at least one interchangeable or an integrated switching and / or regulating element of this type.
  • Switching elements and control elements have long been known in various embodiments.
  • An example of a switching element is the pushbutton, which is provided, for example, with elements which can be snapped or screwed onto a pushbutton housing in modular form in the form of a disk or block. This is also common in switching devices with the so-called auxiliary switches. In position switches said elements are usually installed in the overall housing, which also carries the various actuators.
  • Switching elements can also occur in an integrated form, wherein the switching items are located directly in the common pushbutton, contactor or position switch housing.
  • control elements such as potentiometers, which are also modular or integrated.
  • a classical structure of a switching element typically has movable electrically conductive metal parts for bridging the contact path and, in addition to the contacting points, connection terminals for electrical wiring are also provided.
  • a rule element has a similar one Structure on, instead of the contacting points conductive elements are provided, which regulatively influence on an electrical variable.
  • the problem here is the use of switching contacts made of a silver-nickel alloy, which is designed for the switching of inductive currents. These switch contacts lead at very low currents or control currents of a few mA easily contact difficulties or even failures, since these currents no cleaning effects caused by small arcs when switching. As a result, foreign bodies, such as dust particles or the like, have a negative effect on the contact reliability, especially since the switching elements or control elements mentioned are usually only moderately sealed against the penetration of dust for economic reasons.
  • the invention has for its object to provide low-cost and reliable switching or control elements for low currents, in particular control signals.
  • the mode of operation of the switching element or of the regulating element is based on a deformable conductor element which has an electrical resistance that can be changed with its deformation.
  • the conductor element is in this case arranged in the current path between the two electrical connections and is through the actuating movement of the Betuschistseleinentes deformable or its electrical resistance is changeable.
  • the change in the electrical resistance can be either a circuit (eg auxiliary switch) or a regulation (eg dimmer).
  • the deformable conductor element is provided for the construction of a deformation force, which is directed opposite to the actuating movement.
  • the deformable conductor element thus assumes an additional mechanical function, which brings the actuator after completion of the operation in a starting position again.
  • a restoring element in the sense of a spring is thereby possibly superfluous or can be used for power assistance.
  • the deformable conductor element has a shape which is provided for the construction of a spring force.
  • spiral-shaped, loop-shaped, membrane-like or similarly force-supporting shapes can be implemented for special room needs or special force requirements.
  • the electrical resistance of the variable conductor element can be changed by the deformation thereof to a resistance of an ordinary conductor.
  • the regulating or switching influence of the conductor element can be eliminated by a corresponding position of the actuating element. This is the case, for example, in the case of an actuated or in the case of an uncontrolled switching and / or regulating element.
  • the electrical resistance of the deformable conductor element can be changed by the deformation thereof to a resistance of an open switching path between two contacts. In this way, a state can be achieved in a switching element, which corresponds to a contact opening and the control element of an interruption of the control.
  • the conductor element can be changed by a total or partial deformation of the variable conductor element. When the deformable conductor element is stressed, zones of the conductor element are subjected to greater or less stress as a function of its shape. Depending on the stress of the respective zone of the ohmic resistance of the electrically conductive plastic is changed locally and thus also a total.
  • the deformable conductor element has at least one progression zone.
  • a progression zone achieves an actuating movement-supporting effect by integrating a type of snap-action function into the shape of the deformable conductor element. The operation is limited here only to a tripping function, the actual power budget is already stored in the deformable conductor element and is released when triggered.
  • the deformable conductor element consists at least partially of a conductive plastic whose conductivity is variable by changing the shape (deform, bend, etc.).
  • the conductive zone is encapsulated in the interior of the plastic part and is thus immune to penetration and influence of disturbing
  • the conductive plastic is at least partially an intrinsically conductive plastic.
  • an intrinsically conductive plastic it is a polymer such as acetylene, polypyrrole or polythiophene. As a rule, these substances are injected as a thin layer, in order then to be used as conductive foil or conductive segments. Its electrical conductivity is about 5 to 6 orders of magnitude lower than the conductivity of metallic conductors.
  • the conductive plastic is at least partially a compound.
  • a compound is a composite of a (non-conductive) plastic and conductive elements, such as metallic conductors, soot particles or carbon fibers.
  • conductive elements such as metallic conductors, soot particles or carbon fibers.
  • the actual shape of the conductive elements may vary depending on the material and its use. For example, fibers, essentially spherical particles or beads can be used.
  • the deformable conductor element has an insulating sheath made of conventional non-conductive plastic.
  • particles fibers, spheres or the like
  • Another method of combining conductive and non-conductive materials may be through a combination of metal injection molding and thermoplastic and thermoset molding fabrication steps.
  • FIG. 1 shows a conductor element with restoring action and FIG. 2 shows a switching element with the conductor element from FIG. 1.
  • the conductor element 4 has two holes 10, 11, which are provided for the conductive connection of the deformable conductor element 4 with two terminals.
  • the holes 10, 11 serve to arrange a screw, wherein the actual contacting is realized via the enclosure limiting the hole 10, 11.
  • the deformable conductor element 4 has two spring bodies 9, which have a spring action separately and additionally allow a high degree of compression during the actuating movement.
  • the web 12 is positioned next to the web 13 during an actuation, whereby a relatively small volume is occupied by the deformable conductor element 4.
  • the opening 6 is used for the use of an actuating element 5, which in addition to the operation of the deformable conductor element 4 can also perform other functions.
  • FIG. 2 shows a switching element 1 with the conductor element 4 of FIG. 1.
  • the deformable conductor element 4 is in the non-actuated state, but is already connected to the terminals 2, 3, which are connected by two screws 7, 8 for electrical contact are provided with a cable-like conductor.
  • the switching element 1 is designed to be modular, wherein the modular switching element, for example, in a pos sitionsschalter can be installed and the actuator 5 is provided for actuation by a plunger. Furthermore, an integration of the illustrated components of the Heidelbergelemen- 1 in the mentioned position switch or another device possible.
  • progression zones could additionally be provided, which does not require any or only slight conductivity change in the case of an initially low-force insertion of the actuator 5 and a large change in conductivity
  • Conductivity change occurs when a steep or even erratic increase in power demand is triggered. This can also be accompanied by a so-called snap effect, that is to say the overcoming of a force maximum with subsequent restoring force decrease, which gives a particularly reliable switching feel.
  • snap effect the division of the resilient parts of the conductor element 4 with or without influence on the change in resistance (virtual switching path) can take place.
  • elastically deformable terminals or cable core connections can be used, which may be indicative of a change or disturbance in the geometrical assignment early in the event of cable break before tearing connection by a switching operation or a suitably evaluated conductivity change.
  • a switching element presence monitoring is much simpler than in conventional switching elements to execute.
  • a deformable conductor element is deformed, for example, when correctly mounted such that a current path is either open or closed, or has a characteristic resistance value. When the element is removed, this path, in which further switching paths or deformable conductor elements can also be arranged in series, changes its total resistance, which acts as an indicator for presence monitoring.
  • the virtual switching path (a switching path in the traditional sense is no longer available) arbitrarily in series, in parallel or as a rooted changer in a quasi one-piece plastic part be present.
  • a rooted changer could have two outlets, but only one entrance. The changer would be able to switch the signal applied to the input either to one or the other output or, alternatively, to increase or decrease the resistance of one output to the other output.
  • the conductivity of the connection of the terminals 2, 3 via the virtual switching path can be changed in such a way that an ON / OFF or OFF / ON Sehaltvorgang can be implemented without further notice.
  • the ohmic resistance of the deformable conductor element 4 must be varied from almost zero to almost infinitely.
  • the invention relates to a switching element and / or control element with at least two electrical connections, an actuating element and a deformable by the actuation movement of the actuating element conductor element.
  • the aim is to provide a doctrine for non-self-cleaning switching elements, which makes it possible that dirt and foreign body effects are minimized in their effect.
  • a deformable conductor element which has a variable by means of deformation electrical resistance and is connected to the electrical terminals of the switching element or control element.

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Abstract

The invention relates to a switch element and/or a regulating element having at least two electrical connections, an actuating element, and a conducting element which can be deformed by the actuating movement of the actuating element. The aim is to offer a teaching for non-self-cleaning switch elements, which enables the effect of contamination and foreign bodies to be minimized. For this purpose, a deformable conductor element is provided which has an electrical resistance which can change by means of deformation and which is connected to the electrical connections of the switch element and/or regulating element.

Description

Beschreibungdescription
Schaltelement und/oder RegelelementSwitching element and / or control element
Die Erfindung betrifft ein Schaltelement und/oder Regelelement mit mindestens zwei elektrischen Anschlüssen, einem Betätigungselement und einem durch die Betätigungsbewegung des Betätigungselementes verformbaren Leiterelement, wobei das Leiterelement elektrisch mit den zwei elektrischen Anschlüs- sen verbunden ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Schaltgerät, insbesondere einen Positionsschalter, mit wenigstens einem austauschbaren oder einem integrierten Schalt- und/oder Regelelement dieser Art.The invention relates to a switching element and / or control element with at least two electrical terminals, an actuating element and a deformable by the actuation movement of the actuating element conductor element, wherein the conductor element is electrically connected to the two electrical connections sen. Furthermore, the invention relates to a switching device, in particular a position switch, with at least one interchangeable or an integrated switching and / or regulating element of this type.
Schaltelemente und Regelelemente sind seit langem in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt. Ein Beispiel für ein Schaltelement stellt der Drucktaster dar, den man beispielsweise mit modular in Scheiben- oder Blockform auf ein Drucktastergehäuse aufschnapp- oder schraubbaren Elementen vor- sieht. Dies ist ebenso bei Schaltgeräten mit den so genannten Hilfsschaltern üblich. Bei Positionsschaltern sind genannte Elemente meist in das Gesamtgehäuse eingebaut, welches auch die diversen Betätigungselemente trägt.Switching elements and control elements have long been known in various embodiments. An example of a switching element is the pushbutton, which is provided, for example, with elements which can be snapped or screwed onto a pushbutton housing in modular form in the form of a disk or block. This is also common in switching devices with the so-called auxiliary switches. In position switches said elements are usually installed in the overall housing, which also carries the various actuators.
Schaltelemente können ebenso in integrierter Form auftreten, wobei die schaltenden Einzelteile direkt im gemeinsamen Drucktaster, Schütz- oder Positionsschaltergehäuse angeordnet sind.Switching elements can also occur in an integrated form, wherein the switching items are located directly in the common pushbutton, contactor or position switch housing.
In ähnlicher Vielfalt gibt es Regelelemente, wie beispielsweise Potentiometer, die ebenfalls modular verwendbar sind oder integriert auftreten.In similar variety there are control elements, such as potentiometers, which are also modular or integrated.
Ein klassischer Aufbau eines Schaltelements weist typischer- weise bewegbare elektrisch leitende Metallteile zur Überbrückung der Kontaktstrecke auf und neben den Kontaktierungs- stellen sind zudem Anschlussklemmen für eine elektrische Verdrahtung vorgesehen. Ein Regelelement weist einen ähnlichen Aufbau auf, wobei anstatt der Kontaktierungsstellen leitende Elemente vorgesehen sind, die auf eine elektrische Größe regulativen Einfluss nehmen.A classical structure of a switching element typically has movable electrically conductive metal parts for bridging the contact path and, in addition to the contacting points, connection terminals for electrical wiring are also provided. A rule element has a similar one Structure on, instead of the contacting points conductive elements are provided, which regulatively influence on an electrical variable.
Konventionelle Schaltelemente werden in der Praxis oft als „Alleskönner" eingesetzt, die eine Dauerstromtragfähigkeit von 10A aufweisen und auch reine Steuersignale im mA-Bereich schalten können.Conventional switching elements are often used in practice as "all-rounder", which have a continuous current carrying capacity of 10A and can also switch pure control signals in the mA range.
Problematisch ist hierbei die Verwendung von Schaltkontakten aus einer Silber-Nickel-Legierung, die sich für das Schalten von induktiven Strömen konzipiert ist. Diese Schaltkontakte führen bei sehr niedrigen Strömen bzw Steuerströmen von wenigen mA leicht zu Kontaktschwierigkeiten oder gar Versagern, da bei diesen Strömen keine Reinigungseffekte durch kleine Lichtbögen beim Schalten auftreten. Dadurch wirken sich Fremdkörper, wie Staubpartikel oder ähnliches, negativ auf die Kontaktsicherheit aus, zumal die genannten Schaltelemente bzw. Regelelemente aus wirtschaftlichen Gründen in der Regel nur mäßig gegen das Eindringen von Staub abgedichtet werden.The problem here is the use of switching contacts made of a silver-nickel alloy, which is designed for the switching of inductive currents. These switch contacts lead at very low currents or control currents of a few mA easily contact difficulties or even failures, since these currents no cleaning effects caused by small arcs when switching. As a result, foreign bodies, such as dust particles or the like, have a negative effect on the contact reliability, especially since the switching elements or control elements mentioned are usually only moderately sealed against the penetration of dust for economic reasons.
Eine kostenaufwendige Lösung stellen abgedichtete oder gar vakuumgekapselte (so genannte Read-Kontakte) Kontakte dar.A costly solution is sealed or even vacuum encapsulated (so-called read contacts) contacts.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, preisgünstige und zuverlässige Schalt- bzw. Regelelemente für geringe Stromstärken, insbesondere Steuersignale, zu schaffen.The invention has for its object to provide low-cost and reliable switching or control elements for low currents, in particular control signals.
Diese Aufgabe wird bei einem Schalt- und/oder Regelelement der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das verformbare Leiterelement einen mit der Verformung änderbaren elektrischen Widerstand aufweist.This object is achieved in a switching and / or control element of the type mentioned above in that the deformable conductor element has a variable with the deformation electrical resistance.
Die Funktionsweise des Schaltelementes bzw. des Regelelemen- tes basiert auf einem verformbaren Leiterelement, welches einen mit dessen Verformung änderbaren elektrischen Widerstand aufweist. Das Leiterelement ist hierbei im Strompfad zwischen den zwei elektrischen Anschlüssen angeordnet und ist durch die Betätigungsbewegung des Betätigungseleinentes verformbar bzw. dessen elektrischer Widerstand ist änderbar. Durch die Änderung des elektrischen Widerstandes kann entweder eine Schaltung (z.B. Hilfsschalter) erfolgen oder auch eine Rege- lung (z.B. Dimmer) .The mode of operation of the switching element or of the regulating element is based on a deformable conductor element which has an electrical resistance that can be changed with its deformation. The conductor element is in this case arranged in the current path between the two electrical connections and is through the actuating movement of the Betätigungseleinentes deformable or its electrical resistance is changeable. The change in the electrical resistance can be either a circuit (eg auxiliary switch) or a regulation (eg dimmer).
Vorteilhafterweise ist das verformbare Leiterelement zum Aufbau einer Verformungskraft vorgesehen, die der Betätigungsbewegung entgegengerichtet ist. Das verformbare Leiterelement übernimmt somit zusätzlich eine mechanische Funktion, die das Betätigungselement nach Beendigung der Betätigung wieder in eine Ausgangsposition bringt. Ein rückstellendes Element im Sinne einer Feder ist dadurch gegebenenfalls überflüssig oder kann zur Kraftunterstützung eingesetzt werden.Advantageously, the deformable conductor element is provided for the construction of a deformation force, which is directed opposite to the actuating movement. The deformable conductor element thus assumes an additional mechanical function, which brings the actuator after completion of the operation in a starting position again. A restoring element in the sense of a spring is thereby possibly superfluous or can be used for power assistance.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform weist das verformbare Leiterelement eine Form auf, die zum Aufbau einer Federkraft vorgesehen ist. Hierbei sind spiralförmige, schleifenförmige, membranähnliche oder in ähnlicher Weise Kraft unterstützende Formen für spezielle Raumbedürfnisse bzw. spezielle Kraftbedürfnisse umsetzbar.In an advantageous embodiment, the deformable conductor element has a shape which is provided for the construction of a spring force. In this case, spiral-shaped, loop-shaped, membrane-like or similarly force-supporting shapes can be implemented for special room needs or special force requirements.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der elektrische Widerstand des variablen Leiterelementes durch die Verformung desselben zu einem Widerstand eines gewöhnlichen Leiters änderbar. Hierdurch ist der regelnde bzw. schaltende Einfluss des Leiterelementes durch eine entsprechende Position des Betätigungselementes eliminierbar. Dies ist beispielsweise bei einem betätigten oder bei einem unbetätigten Schalt- und/oder Regelelement der Fall.In an advantageous embodiment, the electrical resistance of the variable conductor element can be changed by the deformation thereof to a resistance of an ordinary conductor. As a result, the regulating or switching influence of the conductor element can be eliminated by a corresponding position of the actuating element. This is the case, for example, in the case of an actuated or in the case of an uncontrolled switching and / or regulating element.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der elektrische Widerstand des verformbaren Leiterelementes durch die Verformung desselben zu einem Widerstand einer offenen Schaltstre- cke zwischen zwei Kontakten änderbar. Hierdurch kann bei einem Schaltelement ein Zustand erzielt werden, der einer Kontaktöffnung entspricht und beim Regelelement einer Unterbrechung der Regelung. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Leiterelement durch eine insgesamte oder partielle Verformung des variablen Leiterelements änderbar. Bei der Beanspruchung des verformba- ren Leiterelementes werden Zonen des Leiterelementes in Abhängigkeit von dessen Form stärker oder weniger stark beansprucht. In Abhängigkeit der Beanspruchung der jeweiligen Zone wird der ohmsche Widerstand des elektrisch leitenden Kunststoffes lokal und damit auch insgesamt geändert.In an advantageous embodiment, the electrical resistance of the deformable conductor element can be changed by the deformation thereof to a resistance of an open switching path between two contacts. In this way, a state can be achieved in a switching element, which corresponds to a contact opening and the control element of an interruption of the control. In an advantageous embodiment, the conductor element can be changed by a total or partial deformation of the variable conductor element. When the deformable conductor element is stressed, zones of the conductor element are subjected to greater or less stress as a function of its shape. Depending on the stress of the respective zone of the ohmic resistance of the electrically conductive plastic is changed locally and thus also a total.
Vorteilhafterweise weist das verformbare Leiterelement wenigstens eine Progressionszone auf. Eine Progressionszone erzielt eine Betätigungsbewegung unterstützende Wirkung, indem eine Art Schnappfunktion in die Form des verformbaren Leiter- elementes integriert ist. Die Betätigung beschränkt sich hierbei lediglich auf eine Auslösefunktion, wobei der eigentliche Krafthaushalt bereits im verformbaren Leiterelement gespeichert ist und bei Auslösung freigesetzt wird.Advantageously, the deformable conductor element has at least one progression zone. A progression zone achieves an actuating movement-supporting effect by integrating a type of snap-action function into the shape of the deformable conductor element. The operation is limited here only to a tripping function, the actual power budget is already stored in the deformable conductor element and is released when triggered.
Vorteilhafterweise besteht das verformbare Leiterelement zumindest teilweise aus einem leitfähigen Kunststoff, dessen Leitfähigkeit durch Änderung der Gestalt (verformen, verbiegen etc.) veränderbar ist. Vorteilhafterweise liegt die leitfähige Zone gekapselt im Inneren des Kunststoffteiles und ist damit immun gegen Eindringen und Einfluss von störendenAdvantageously, the deformable conductor element consists at least partially of a conductive plastic whose conductivity is variable by changing the shape (deform, bend, etc.). Advantageously, the conductive zone is encapsulated in the interior of the plastic part and is thus immune to penetration and influence of disturbing
Fremdkörpern, Flüssigkeiten oder Gasen. Ein Säuberungseffekt aufgrund von Lichtbögen beim Schalten ist nicht notwendig. Nichtsdestoweniger ist es möglich, dass über teilweise eingespritzte Kontaktbleche oder -stifte oder auch nur hervorste- hende Teile des leitfähigen Kunststoffes, zum Anklemmen von Kabeladern vorgesehen werden können. Ausschlaggebend ist, dass die sonst üblichen Kontaktierungsstellen einer Schaltstrecke nicht mehr vorhanden sind und auch nicht mehr gesäubert werden müssen.Foreign bodies, liquids or gases. A cleaning effect due to electric arcs when switching is not necessary. Nevertheless, it is possible that over partially injected contact sheets or pins or even only protruding parts of the conductive plastic, can be provided for clamping cable wires. The decisive factor is that the usual contact points of a switching path are no longer available and no longer need to be cleaned.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der leitfähige Kunststoff zumindest teilweise ein intrinsisch leitfähiger Kunststoff . Bei einem intrinsisch leitfähigen Kunststoff han- delt es sich -um ein Polymer, wie beispielsweise um Acetylen, Polypyrrol oder Polythiophen. In der Regel werden diese Stoffe als dünne Schicht gespritzt, um dann als leitende Folie oder leitende Segmente eingesetzt zu werden. Ihre elektrische Leitfähigkeit ist um etwa 5 bis 6 Größenordnungen geringer als die Leitfähigkeit metallischer Leiter.In an advantageous embodiment, the conductive plastic is at least partially an intrinsically conductive plastic. For an intrinsically conductive plastic, it is a polymer such as acetylene, polypyrrole or polythiophene. As a rule, these substances are injected as a thin layer, in order then to be used as conductive foil or conductive segments. Its electrical conductivity is about 5 to 6 orders of magnitude lower than the conductivity of metallic conductors.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist der leitfähige Kunststoff zumindest teilweise ein Compound. Ein Compound ist ein Materialverbund aus einem (nichtleitendem) Kunststoff und leitenden Elementen, wie beispielsweise metallische Leiter, Russpartikel oder Kohlefasern. Die tatsächliche Form der leitenden Elemente kann in Abhängigkeit vom Material und dessen Verwendung variieren. Es sind beispielsweise Fasern, im We- sentlichen kugelförmige Partikel oder Kügelchen einsetzbar.In an advantageous embodiment, the conductive plastic is at least partially a compound. A compound is a composite of a (non-conductive) plastic and conductive elements, such as metallic conductors, soot particles or carbon fibers. The actual shape of the conductive elements may vary depending on the material and its use. For example, fibers, essentially spherical particles or beads can be used.
Vorteilhafterweise weist das verformbare Leiterelement eine isolierende Hülle aus herkömmlichem nichtleitendem Kunststoff. Innerhalb dieser isolierenden Hülle befinden sich Par- tikel (Fasern, Kugeln oder ähnliches) aus Metall oder anderen leitfähigen Materialien, die eingespritzt oder in einem Spritzgussgang umgespritzt oder in so genannten Zwei- Komponenten-Spritzgussverfahren mit zwei oder mehreren Arbeitsschritten zusammengefügt werden. Eine weitere Methode der Vereinigung von leitenden und nicht leitenden Materialien kann durch eine Kombination von Herstellungsschritten des so genannten Metal-Injection-Molding und der thermoplastischen sowie duroplastischen Formgebung bestehen.Advantageously, the deformable conductor element has an insulating sheath made of conventional non-conductive plastic. Within this insulating envelope are particles (fibers, spheres or the like) made of metal or other conductive materials, which are injected or injected in an injection molding process or assembled in two or more work steps in so-called two-component injection molding processes. Another method of combining conductive and non-conductive materials may be through a combination of metal injection molding and thermoplastic and thermoset molding fabrication steps.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen und Weiterbildungen der Erfindung sind der Figurenbeschreibung und/oder den Unteransprüchen zu entnehmen.Further advantageous embodiments and further developments of the invention can be taken from the description of the figures and / or the subclaims.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand den in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:In the following the invention will be described and explained in more detail with reference to the exemplary embodiments illustrated in the figures. Show it:
FIG 1 ein Leiterelement mit Rückstellungswirkung und FIG 2 ein Schaltelement mit dem Leiterelement aus FIG 1.1 shows a conductor element with restoring action and FIG. 2 shows a switching element with the conductor element from FIG. 1.
FIG 1 zeigt ein Leiterelement 4 mit Rückstellungswirkung. Das Leiterelement 4 weist zwei Löcher 10, 11 auf, die zur leitenden Verbindung des verformbaren Leiterelementes 4 mit zwei Klemmen vorgesehen sind. Die Löcher 10, 11 dienen hierbei zur Anordnung einer Schraube, wobei die eigentliche Kontaktierung über das das Loch 10, 11 begrenzende Umfassung realisiert wird.1 shows a conductor element 4 with restoring effect. The conductor element 4 has two holes 10, 11, which are provided for the conductive connection of the deformable conductor element 4 with two terminals. The holes 10, 11 serve to arrange a screw, wherein the actual contacting is realized via the enclosure limiting the hole 10, 11.
Zur Entgegenwirkung der Betätigungsbewegung weist das ver- formbare Leiterelement 4 zwei Federkörper 9 auf, die separat eine Federwirkung aufweisen und zusätzlich eine starke Komprimierung bei der Betätigungsbewegung zulassen. So ist beispielsweise vorgesehen, dass der Steg 12 bei einer Betätigung neben den Steg 13 positioniert wird, wodurch ein relativ ge- ringes Volumen durch das verformbare Leiterelement 4 eingenommen wird.In order to counteract the actuating movement, the deformable conductor element 4 has two spring bodies 9, which have a spring action separately and additionally allow a high degree of compression during the actuating movement. Thus, it is provided, for example, that the web 12 is positioned next to the web 13 during an actuation, whereby a relatively small volume is occupied by the deformable conductor element 4.
Die Öffnung 6 dient zum Einsatz eines Betätigungselementes 5, welches neben der Betätigung des verformbaren Leiterelementes 4 zusätzlich andere Funktionen wahrnehmen kann.The opening 6 is used for the use of an actuating element 5, which in addition to the operation of the deformable conductor element 4 can also perform other functions.
FIG 2 zeigt ein Schaltelement 1 mit dem Leiterelement 4 der FIG 1. Das verformbare Leiterelement 4 befindet sich im unbe- tätigten Zustand, ist aber bereits mit den Klemmen 2, 3 ver- bunden, die mittels zweier Schrauben 7, 8 für einen elektrischen Kontakt mit einem kabelartigen Leiter vorgesehen sind.2 shows a switching element 1 with the conductor element 4 of FIG. 1. The deformable conductor element 4 is in the non-actuated state, but is already connected to the terminals 2, 3, which are connected by two screws 7, 8 for electrical contact are provided with a cable-like conductor.
Vorteilhafterweise ist das Schaltelement 1 modular ausgelegt, wobei das modulare Schaltelement beispielsweise in einen Po- sitionsschalter einbaubar ist und der Betätiger 5 zur Betätigung durch einen Stößel vorgesehen ist. Des Weiteren ist auch eine Integration der abgebildeten Bauteile des Schaltelemen- tes 1 in den genannten Positionsschalter oder ein anderes Gerät möglich.Advantageously, the switching element 1 is designed to be modular, wherein the modular switching element, for example, in a pos sitionsschalter can be installed and the actuator 5 is provided for actuation by a plunger. Furthermore, an integration of the illustrated components of the Schaltelemen- 1 in the mentioned position switch or another device possible.
Vorteilhafterweise kann auf eine Schaltstrecke sowie auf Kon- taktierungsflachen verzichtet werden.Advantageously, it is possible to dispense with a switching path as well as contacting surfaces.
Vorteilhafterweise könnten zusätzlich Progressionszonen vorgesehen werden, die bei einem anfänglich mit wenig Kraft erfolgtem Eindrücken des Betätigers 5 mit keiner oder nur ge- ringfügiger Leitfähigkeitsänderung auskommt und eine großeAdvantageously, progression zones could additionally be provided, which does not require any or only slight conductivity change in the case of an initially low-force insertion of the actuator 5 and a large change in conductivity
Leitfähigkeitsänderung stattfindet, wenn eine steile oder sogar sprunghafte Kraftbedarfszunähme ausgelöst wurde. Dies kann auch mit einem so genannten Schnappeffekt, das heißt dem Überwinden eines Kraftmaximums mit anschließendem Rückstell- kraftrückgang einhergehen, was ein besonders sicheres Schaltgefühl vermittelt. Bei der Gestaltung des Schnappeffektes kann die Aufteilung der federnden Partien des Leiterelementes 4 mit oder ohne Einfluss auf die Widerstandsänderung (virtuelle Schaltstrecke) erfolgen.Conductivity change occurs when a steep or even erratic increase in power demand is triggered. This can also be accompanied by a so-called snap effect, that is to say the overcoming of a force maximum with subsequent restoring force decrease, which gives a particularly reliable switching feel. In the design of the snap effect, the division of the resilient parts of the conductor element 4 with or without influence on the change in resistance (virtual switching path) can take place.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind elastisch verformbare Klemmen oder auch Kabeladeranschlüsse einsetzbar, die bei auftretendem Kabelzug vor abreißender Verbindung durch einen Schaltvorgang oder eine entsprechend ausgewertete Leitfähigkeitsänderung frühzeitig auf eine Veränderung oder Störung an der geometrischen Zuordnung hinweisen können.In an advantageous embodiment, elastically deformable terminals or cable core connections can be used, which may be indicative of a change or disturbance in the geometrical assignment early in the event of cable break before tearing connection by a switching operation or a suitably evaluated conductivity change.
Vorteilhafterweise ist eine Schaltelement-Anwesenheitsüberwachung wesentlich einfacher als bei konventionellen Schalt- elementen auszuführen. Ein verformbares Leiterelement ist beispielsweise bei korrekter Montage derart verformt, dass ein Strompfad entweder geöffnet oder geschlossen ist, bzw einen charakteristischen Widerstandswert aufweist. Beim Entfernen des Elementes ändert dieser Pfad, in welchem auch in Se- rie weitere Schaltstrecken oder verformbare Leiterelemente angeordnet sein können, seinen Gesamtwiderstand, der als Indikator für eine Anwesenheitsüberwachung fungiert. Mit Hilfe eines oder mehrerer verformbarer Leiterelemente kann die virtuelle Schaltstrecke (eine Schaltstrecke im herkömmlichen Sinne ist nicht mehr vorhanden) beliebig in Serie, parallel oder auch als gewurzelter Wechsler in einem quasi einstückigen Kunststoffteil vorhanden sein. Ein gewurzelter Wechsler könnte beispielsweise über zwei Abgänge verfügen, aber nur über einen Eingang. Der Wechsler wäre in der Lage, das Signal, welches am Eingang anliegt, entweder auf den einen oder den anderen Abgang zu schalten oder alternativ den Widerstand des einen Ausgangs im Vergleich zum anderen Ausgang zu erhöhen oder zu erniedrigen.Advantageously, a switching element presence monitoring is much simpler than in conventional switching elements to execute. A deformable conductor element is deformed, for example, when correctly mounted such that a current path is either open or closed, or has a characteristic resistance value. When the element is removed, this path, in which further switching paths or deformable conductor elements can also be arranged in series, changes its total resistance, which acts as an indicator for presence monitoring. With the help of one or more deformable conductor elements, the virtual switching path (a switching path in the traditional sense is no longer available) arbitrarily in series, in parallel or as a rooted changer in a quasi one-piece plastic part be present. For example, a rooted changer could have two outlets, but only one entrance. The changer would be able to switch the signal applied to the input either to one or the other output or, alternatively, to increase or decrease the resistance of one output to the other output.
Vorteilhafterweise ist die Leitfähigkeit der Verbindung der Klemmen 2 , 3 über die virtuelle Schaltstrecke derartig änder- bar, dass ein EIN/AUS bzw. AUS/EIN-Sehaltvorgang ohne Weiteres umgesetzt werden kann. Hierbei muss der ohmsche Widerstand des verformbaren Leiterelementes 4 von nahezu Null bis nahezu unendlich variierbar sein.Advantageously, the conductivity of the connection of the terminals 2, 3 via the virtual switching path can be changed in such a way that an ON / OFF or OFF / ON Sehaltvorgang can be implemented without further notice. Here, the ohmic resistance of the deformable conductor element 4 must be varied from almost zero to almost infinitely.
Vorteilhafterweise besteht aufgrund des Wegfalls eines zusätzlichen Federelementes ein größerer Designspielraum für den Betätiger 5.Advantageously, there is a greater design latitude for the actuator 5 due to the elimination of an additional spring element.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Schaltelement und/oder Regelelement mit mindestens zwei elektrischen Anschlüssen, einem Betätigungselement und einem durch die Betätigungsbewegung des Betätigungselementes verformbaren Leiterelements. Ziel ist es, für nicht selbstreinigende Schaltelemente eine Lehre anzugeben, die es ermöglicht, dass Schmutz- und Fremdkörpereffekte in ihrer Wirkung minimiert werden.In summary, the invention relates to a switching element and / or control element with at least two electrical connections, an actuating element and a deformable by the actuation movement of the actuating element conductor element. The aim is to provide a doctrine for non-self-cleaning switching elements, which makes it possible that dirt and foreign body effects are minimized in their effect.
Hierfür wird ein verformbares Leiterelement vorgesehen, welches einen mittels Verformung änderbaren elektrischen Widerstand aufweist und mit den elektrischen Anschlüssen des Schaltelementes bzw. Regelelementes verbunden ist. For this purpose, a deformable conductor element is provided, which has a variable by means of deformation electrical resistance and is connected to the electrical terminals of the switching element or control element.

Claims

Patentansprüche claims
1. Schaltelement (1) und/oder Regelelement mit mindestens zwei elektrischen Anschlüssen (2, 3), einem Betätigungsele- ment (5) und einem durch die Betätigungsbewegung des Betäti- gungselementes (5) verformbaren Leiterelement (4) , wobei das verformbare Leiterelement (4) elektrisch mit den zwei elektrischen Anschlüssen (2, 3) verbunden ist, da du r ch gekenn z e i c hn e t , dass das verformbare Leiterele- ment (4) einen mit der Verformung änderbaren elektrischen Widerstand aufweist.1. switching element (1) and / or control element with at least two electrical terminals (2, 3), an actuating element (5) and a by the actuating movement of the actuating element (5) deformable conductor element (4), wherein the deformable conductor element (4) is electrically connected to the two electrical terminals (2, 3) because it is characterized that the deformable conductor element (4) has an electrical resistance variable with the deformation.
2. Schaltelement (1) und/oder Regelelement nach Anspruch 1, wobei das verformbare Leiterelement (4) zum Aufbau einer Ver- formungskraft vorgesehen ist, die der Betätigungsbewegung entgegen gerichtet ist.Second switching element (1) and / or control element according to claim 1, wherein the deformable conductor element (4) is provided for building a Ver deformation force, which is directed against the actuating movement.
3. Schaltelement (1) und/oder Regelelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das verformbare Leiterelement (4) zumindest teilweise leitfähigen Kunststoff, insbesondere intrinsisch leitfähigen Kunststoff oder Kunststoff-Compound, aufweist .Third switching element (1) and / or control element according to one of the preceding claims, wherein the deformable conductor element (4) at least partially conductive plastic, in particular intrinsically conductive plastic or plastic compound having.
4. Schaltelement (1) und/oder Regelelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das verformbare Leiterelement4. switching element (1) and / or control element according to one of the preceding claims, wherein the deformable conductor element
(4) eine Form aufweist, die zum Aufbau einer Federkraft vorgesehen ist.(4) has a shape which is provided for the construction of a spring force.
5. Schaltelement (1) und/oder Regelelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der elektrische Widerstand des verformbaren Leiterelementes (4) durch die Verformung desselben zu einem Widerstand eines gewöhnlichen Leiters änderbar ist.5. switching element (1) and / or control element according to one of the preceding claims, wherein the electrical resistance of the deformable conductor element (4) by the deformation thereof to a resistance of an ordinary conductor is changeable.
6. Schaltelement (1) und/oder Regelelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der elektrische Widerstand des verformbaren Leiterelementes (4) durch die Verformung desselben zu einem Widerstand änderbar ist, der im Wesentli- chen einem Widerstand einer offenen Schaltbrücke zwischen zwei Kontakten entspricht.6. switching element (1) and / or control element according to one of the preceding claims, wherein the electrical resistance of the deformable conductor element (4) by the deformation of the same to a resistance changeable, the substantial Chen corresponds to a resistance of an open switching bridge between two contacts.
7. Schaltelement (1) und/oder Regelelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Änderung des Widerstandes des Leiterelementes (4) durch eine insgesamte oder partielle Verformung des verformbaren Leiterelementes (4) änderbar ist.7. switching element (1) and / or control element according to one of the preceding claims, wherein the change in the resistance of the conductor element (4) by a total or partial deformation of the deformable conductor element (4) is changeable.
8. Schaltelement (1) und/oder Regelelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das verformbare Leiterelement (4) wenigstens eine Progressionszone aufweist.8. switching element (1) and / or control element according to one of the preceding claims, wherein the deformable conductor element (4) has at least one progression zone.
9. Schaltgerät, insbesondere Positionsschalter, mit wenigstens einem austauschbarem oder integriertem Schaltelement (1) und/oder Regelelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8. 9. switching device, in particular position switch, with at least one interchangeable or integrated switching element (1) and / or control element according to one of claims 1 to 8.
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