EP2057653B1

EP2057653B1 - Elektrischer schalter

Info

Publication number: EP2057653B1
Application number: EP07817454.7A
Authority: EP
Inventors: Jens Riesenberg; Constantin-Romeo Morariu
Original assignee: Marquardt GmbH
Current assignee: Marquardt GmbH
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2007-08-28
Publication date: 2015-07-29
Anticipated expiration: 2027-08-28
Also published as: DE102007040714A1; WO2008025342A1; EP2057653A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Solche in der Art eines Mikro- und/oder Schnappschalters ausgestaltete Schalter finden vielfältige Einsatzmöglichkeiten und können sowohl zum Schalten von Leistungs- als auch von Signalströmen geeignet sein. Beispielsweise können diese Schalter für verschiedene Anwendungen in Kraftfahrzeugschlössern eingesetzt werden.
Aus der DE 195 12 277 A1 ist ein als Schnappschalter ausgebildeter elektrischer Schalter bekannt. Der Schalter besitzt ein Gehäuse, in dem ein aus einem bewegbaren Schaltkontakt und wenigstens einem Festkontakt bestehendes Kontaktsystem befindlich ist. Ein bewegliches Betätigungsorgan ragt zum Schalten des Kontaktsystems aus dem Gehäuse heraus. Zur Rückstellung wirkt mit dem Schaltkontakt und/oder dem Betätigungsorgan ein elastisches Element zusammen. Weiterhin kann das Kontaktsystem zwei Festkontakte aufweisen. Dadurch ist der Schaltkontakt an den einen Festkontakt entsprechend einer ersten Schaltstellung sowie an den anderen Festkontakt entsprechend einer zweiten Schaltstellung beim Schalten des Kontaktsystems bewegbar. In manchen Anwendungsfällen reicht diese Funktionalität des Schalters nicht aus.
Weiter ist in der DE 377 675 C ein als Schleiferschalter ausgestalteter elektrischer Schalter beschrieben. Das Kontaktsystem des Schalters weist einen Schleifer als Schaltkontakt und eine Kontaktfläche als Festkontakt auf, derart daß der Schleifer beim Schalten mit der Kontaktfläche zusammenwirkt. Das Kontaktsystem wird geschaltet, indem der Schleifer auf die Kontaktfläche bewegt und/oder von der Kontaktfläche wegbewegt wird. Der Schalter besitzt drei Schaltstellungen, wobei das Kontaktsystem dieses Schalters aus einem Schaltkontakt sowie drei Festkontakten besteht und die dritte Schaltstellung zwischen den beiden äußeren Festkontakten befindlich ist.
Schließlich sind noch weitere elektrische Schalter oder Schaltelemente mit mehreren Schaltstellungen in der WO 96/36980 A1 , der US 3 229 053 A , der DE 198 08 547 A1 sowie der GB 1 137 711 A gezeigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Schalter mit erweiterter Funktionalität zu schaffen, wobei der Schalter in einfacher Art und Weise drei Schaltstellungen aufweisen soll.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen elektrischen Schalter durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Schalter befindet sich ein Abstandhalter aus isolierendem Material zwischen den Festkontakten, so daß die Kontaktflächen der Festkontakte sowie der Abstandhalter eine ebene Bahn für den Schleifer bilden. Der Schaltkontakt ist in eine weitere dritte Schaltstellung bewegbar, wobei der Schleifer in der dritten Schaltstellung am elektrisch isolierenden Abstandhalter anliegt. Mittels des Abstandhalters werden somit die Kontaktflächen der Festkontakte elektrisch voneinander isoliert sowie auch mechanisch fixiert. Zum einen wird damit ein verbessertes sowie funktionssicheres Schaltverhalten des Kontaktsystems erzielt und zum anderen auch eine verbesserte Stabilität der Festkontakte. Vorteilhafterweise handelt es sich bei einem solchen Schalter trotz der erweiterten Funktionalität um einen kompakten, langlebigen und kostengünstigen Schalter. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Weiter wirkt ein elastisches Element, das als eine mit dem Schleifer zur Zusammenwirkung gekoppelte Blattfeder ausgestaltet ist, mit dem Schaltkontakt und/oder dem Betätigungsorgan zur Rückstellung zusammen. Vorteilhafterweise besitzt dieser Schalter in etwa das Schaltverhalten eines Schnappschalters, wobei allerdings das Kontaktsystem gegenüber einem herkömmlichen Schnappschalter stark vereinfacht ist. Die Montage des lediglich eine geringe Anzahl von Einzelteilen aufweisenden Schalters kann in einfacher Weise sowie automatisch durchgeführt werden.
Zusammenfassend läßt sich ein solcher Schleiferschalter dadurch charakterisieren, daß dieser eine Nutzung als Mitte-Nullschalter mit drei definierten Schaltstellungen gestattet. Durch die Verschiebung der Schaltstellungsbereiche, nämlich Öffner (NC), Nullstellung (Totweg) und Schließer (NO), sowie die bewußte Vergrößerung des Totweges entsprechend der Nullstellung entstehen drei Bereiche, denen eine definierte Stellung zugeordnet wird. Somit kann aus dauernder Betätigung in Nullstellung in die Kontaktbereiche NC oder NO gewechselt werden. Hierdurch ist eine entsprechende Abfrage mittels des Schalters beispielsweise in einem Kraftfahrzeugschloß ermöglicht.
Der Schalter weist ein Gehäuse auf, das in herkömmlicher Weise aus Kunststoff im Spritzgießverfahren hergestellt werden kann, und aus einem Gehäuseoberteil und einem als Sockel ausgestalteten Gehäuseunterteil besteht. Im Gehäuseinneren ist das Kontaktsystem angeordnet. Die elektrischen Anschlüsse für das Kontaktsystem ragen am Sockel aus dem Gehäuse heraus. Das in der Art eines Drückers ausgebildete Betätigungsorgan ragt an einer Öffnung im Gehäuseoberteil bewegbar heraus. Zur Abdichtung des Gehäuseinneren am Gehäuseoberteil ist das Betätigungsorgan mit einer die Öffnung überdeckenden, balgförmigen Dichtung versehen. Beispielsweise kann die balgförmige Dichtung aus Silikon hergestellt sein.
In kompakter Anordnung läßt sich die Kontaktfläche für den Festkontakt einstückig mit dem einen elektrischen Anschluß ausbilden, Der Schaltkontakt steht seinerseits mit dem weiteren elektrischen Anschluß in elektrischer Verbindung. In fertigungs- sowie montagetechnisch einfacher Art und Weise sind die Anschlüsse sowie die Kontaktflächen in der Art eines Stanzgitters hergestellt. Dadurch können die elektrischen Anschlüsse als Stanzgitter in einfacher Weise in den Sockel bei dessen Herstellung eingespritzt werden. Vorteilhafterweise wird somit auch eine gute Abdichtung in das Gehäuseinnere am Sockel erzielt.
Der aus einem Blechstreifen als Stanzgitter hergestellte Festkontakt kann einen in etwa rechteckförmigen Querschnitt mit einer breiten Seite sowie mit einer schmalen Seite besitzen. Um eine gute Kontaktierung zu erzielen, ist die Kontaktfläche zur Zusammenwirkung mit dem Schleifer an der breiten Seite befindlich. Zweckmäßigerweise handelt es sich bei dem Material für den Abstandhalter um Kunststoff, und zwar insbesondere um denjenigen Kunststoff, aus dem auch der Sockel besteht. Dann kann in fertigungstechnisch einfacher Weise der Abstandhalter gleichzeitig beim Einspritzen der Anschlüsse in den Sockel und/oder beim Spritzgießen des Sockels hergestellt werden.
Ein besonderer Gesichtspunkt der Erfindung besteht auch darin, daß der als Schleifer ausgestaltete Schaltkontakt in die Blattfeder integriert ist. Es resultiert daraus ein neuartiger, drei Schaltstellungen besitzender Mikroschleiferschalter mit einer Schleifer-Blattfeder als zentrales Bauteil des Kontaktsystems, wobei der Schleifer und/oder die Blattfeder in das Bauteil integriert sind.
Hierfür kann die Blattfeder in etwa L-förmig ausgestaltet sein. Die Blattfeder liegt unter Herstellung einer elektrischen Verbindung an dem einen Ende, und zwar am kürzeren Schenkel des L's, mittels Kontaktanschlußflächen an einem Kontaktlager an, das sich an dem weiteren elektrischen Anschluß befindet. Bevorzugterweise besitzt die Blattfeder hierzu zwei federnd ausgebildete Kontaktanschlußflächen, so daß die Blattfeder in der Art einer Federklammer am Kontaktlager befestigt ist. Zusätzlich ergibt sich dabei der Vorteil, daß aufgrund der beiden Kontaktanschlußflächen eine Redundanz bei der elektrischen Verbindung erzielt wird.
Die Blattfeder ist an dem anderen Ende, und zwar am längeren Schenkel des L's, mit einer Betätigungsfläche zur Zusammenwirkung mit dem Betätigungsorgan versehen. Dadurch ist der längere Schenkel des L's bei Bewegung des Betätigungsorgans um die Verbindung der beiden Schenkel des L's verschwenkbar. Der Schaltkontakt ist am längeren Schenkel des L's zwischen der Verbindung der beiden Schenkel des L's und der Betätigungsfläche, und zwar zweckmäßigerweise in der Nähe der Betätigungsfläche, angeordnet. Folglich ist der Schaltkontakt zwar vom Betätigungsorgan entkoppelt und dennoch mittels des Betätigungsorgans zum Schalten entsprechend bewegbar.
Zweckmäßigerweise befindet sich ein Ansatz am Sockel zur Abstützung der Verbindung der beiden Schenkel des L's in der Art eines Schwenklagers, wodurch die Lebensdauer der Blattfeder gesteigert wird. Der Ansatz läßt sich bei der Herstellung des Sockels gleichzeitig mitanspritzen.
Die Blattfeder kann aus Metall bestehen. Hierzu ist Stahl, nichtrostender Federstahl, Kupfer-Beryllium o. dgl. geeignet. Der kostengünstigen Herstellbarkeit halber ist die Blattfeder als ein Stanz-Biegeteil ausgestaltet, welches eine Breit- sowie eine Schmalseite aufweist. Die Blattfeder ist dann nach Montage im Kontaktsystem derart angeordnet, daß die Breitseite der Blattfeder in etwa senkrecht zu der breiten sowie schmalen Seite der Kontaktfläche des Festkontakts ausgerichtet ist. Ein Schleifer ist als Schaltkontakt an der Blattfeder freigestanzt sowie in etwa um 90° bezüglich der Breitseite der Blattfeder umgebogen, derart daß der Schleifer an der breiten Seite der Kontaktfläche mit einer Anpreßkraft anliegt. Auch hier bietet es sich aufgrund der Verbesserung der Funktionssicherheit durch Redundanz an, den Schleifer als Doppelschleifer auszubilden, wobei der eine Schleifer an der Vorderseite sowie der andere Schleifer an der Rückseite der Kontaktfläche anliegt. Zur weiteren Verbesserung des Schaltverhaltens kann der Schleifer mit einer angeprägten Kontaktwarze versehen sein.
Die Blattfeder kann einen Rasthaken aufweisen, um so die Blattfeder zusätzlich am Sockel, und zwar bevorzugterweise am Ansatz des Sockels, zu fixieren. Eine solche Fixierung der Blattfeder am Sockel ist besonders vorteilhaft während des Montageprozesses für den Schalter. In einfacher Weise kann der Rasthaken am kürzeren Schenkel des L's freigestanzt sein. Zur Steigerung der Lebensdauer der Blattfeder kann an der Breitseite des längeren Schenkels des L's wenigstens eine Sicke zur Versteifung eingeprägt sein. Die Sicke befindet sich der Betätigungsfläche gegenüberliegend sowie in der Nähe des Schleifers, wo höhere Spannungen in der Blattfeder auftreten können.
Zur Erhöhung der Kontaktsicherheit vor allem im Signalspannungsbereich bietet es sich an, die Kontaktanschlußfläche und/oder die Kontaktwarze an der Blattfeder, die Kontaktfläche des Festkontakts o. dgl. mit Edelmetall zu beschichten. Geeignet ist hierfür Silber, Gold o. dgl., oder auch eine Edelmetall-Legierung, beispielsweise Gold-Kobalt. Selbstverständlich reicht es dabei aus anstelle der gesamten Blattfeder lediglich die entsprechenden Kontaktstellen zu beschichten.
Um den Schutz des Schalters gegen das Eindringen von Schadstoffen in das Gehäuseinnere weiter zu verbessern, bietet sich das Anbringen eines Vergusses am Sockel zur Abdichtung des Gehäuses im Bereich der Anschlüsse an. Hierfür besitzt das Gehäuseoberteil einen dem Sockel zugewandten überstehenden Rand zur Aufnahme der Vergußmasse. Die Vergußmasse kann aus einem einkomponentigen, lichthärtenden Kunststoffmaterial bestehen. Falls zur Erhöhung der Haftung notwendig, können die dem Verguß zugewandten Oberflächen am Sockel sowie am überstehenden Rand vor Einbringen der Vergußmasse mittels Plasmastrahlung aktiviert werden. Ein derartig vergossener Schalter eignet sich zum Einsatz unter rauhen Bedingungen, beispielsweise in Kraftfahrzeugen.
In einer weiteren Ausgestaltung kann der elektrische Schalter ohne aufwendige Verlötung auf einer Leiterplatte, einem Träger o. dgl. plaziert werden. Der elektrische Anschluß dieses Schalters weist eine Aufnahme auf, derart daß ein zur Aufnahme korrespondierendes, eine elektrische Spannung für das Kontaktsystem zuführendes Steckelement an den elektrischen Anschluß in der Art einer löt- und/oder schweißfreien elektrischen Verbindung ansteckbar. ist.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Schalter weniger Einzelteile im Vergleich zu herkömmlichen Mikroschaltern und folglich eine hohe Funktionsintegration besitzt. Es handelt sich um ein einfaches Schaltsystem mit wenigen, bewegten Teilen. Dadurch ist der Schalter, bedingt durch die Vereinfachung des Montageprozesses aufgrund der verringerten Anzahl von Prozeßschritten, auch deutlich günstiger als vergleichbare bisherige Schalter herstellbar. Der erfindungsgemäß ausgestaltete Schalter gestattet die Herstellung mittels eines vereinfachten Fertigungskonzepts, das höhere Montage-Taktraten als bisher erlaubt. Außerdem führt das Fertigungskonzept zu einer geringeren Rüstzeit der Montagemaschine und gestattet somit eine geringe Losgrößenzahl je Auftrag und Fertigungslos.
Der erfindungsgemäße Schalter besitzt ein zu einem Schnapp- und/oder Mikroschalter vergleichbares Schaltverhalten, das allerdings eine geräuschlose Betätigung gestattet, denn beim Schleifersystem entfällt das ansonsten typische Klicken eines mit einer Feder arbeitenden Schnappschaltsystems. Vorteilhaft ist weiter, daß die Kontaktkraft konstant über den Gesamtweg des Schleifers ist. Die hohe Kontaktsicherheit, die der Schalter besitzt, unterstützt das Schalten von Signalen. Der große Gesamtweg des Schleifers ergibt einen langen Nachlaufweg auf der Schließerseite, was wiederum große Einbautoleranzen erlaubt.
Weiter gestattet das Kontaktsystem auch kleinere Abmessungen für den Schalter als bei herkömmlichen Mikroschaltern. Aufgrund der Verkleinerung ergibt sich eine Material- und somit Kosteneinsparung. Der Schalter bietet einen hohen Schutz gegen schädliche Umwelteinflüsse, indem eine verbesserte Dichtigkeit zwischen Sockel und Gehäuse beziehungsweise Sockel und Stanzgitter realisiert ist. Somit ist das Schaltsystem geschützt gegen Verschmutzung und dessen Funktionssicherheit erhöht.
Ein weiterer Fortschritt ergibt sich aus der größeren Lebensdauer sowie den geringeren Herstellkosten gegenüber bisherigen vergleichbaren Schaltern. Bei der Applikation als Mitte-Null-Schleiferschalter werden die bisher notwendigen zwei Schnappschalter durch einen einzigen Schalter ersetzt, was die Kosten für die Schaltelemente halbiert.
Schließlich erfüllt die im Kontaktsystem verwendete Blattfeder gleichzeitig mehrere Funktionen. Zum einen gewährleistet die Blattfeder eine gleichmäßige Kontaktkraft über den gesamten Hub des Schleifers. Zum anderen übt die Blattfeder auch die Rückstellfunktion für das beispielsweise als Drücker ausgestaltete Betätigungsorgan aus. Schließlich sorgt die Blattfeder auch für die Kontaktgabe zu den Anschlüssen, wobei das Schaltsystem mit doppelten Anschlüssen entsprechend von zwei Festkontakten ausgestattet ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen elektrischen Schalter in perspektivischer Ansicht,
Fig. 2 den Schalter aus Fig. 1 mit aufgeschnittenem Gehäuse,
Fig. 3 den Sockel mit Kontaktsystem des Schalters,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Sockel mit Kontaktsystem aus Fig. 3,
Fig. 5 die Blattfeder als Einzelteil in perspektivischer Ansicht,
Fig. 6 den Sockel des elektrischen Schalters mit einem lötfreien Anschluß,
Fig. 7 das Anbringen einer Steckverbindung für den lötfreien Anschluß und
Fig. 8 den Sockel mit Kontaktsystem entsprechend einer weiteren Ausgestaltung.

Ein in der Art eines Mikro- und/oder Schnappschalters ausgebildeter elektrischer Schalter 1 ist in Fig. 1 näher zu sehen. Der Schalter 1 besitzt ein Gehäuse 2, in dessen Innerem ein Kontaktsystem 3 angeordnet ist, wie weiter in Fig. 2 gezeigt ist. Das Kontaktsystem 3 besteht aus einem in Fig. 3 sichtbaren, bewegbaren Schaltkontakt 4 und wenigstens einem Festkontakt 5. Ein bewegliches Betätigungsorgan 7 dient zum Schalten des Kontaktsystems 3. Ein elastisches Element 8 wirkt mit dem Schaltkontakt 4 und/oder dem Betätigungsorgan 7 zur Rückstellung zusammen.
Wie man besonders gut der Fig. 3 entnehmen kann, sind der Schaltkontakt 4 als ein Schleifer und der Festkontakt 5 als eine Kontaktfläche ausgestaltet, derart daß der Schleifer 4 beim Schalten mit der Kontaktfläche 5 zusammenwirkt. Hierzu wird der Schleifer 4 mittels des Betätigungsorgans 7 auf die Kontaktfläche 5 bewegt und/oder von der Kontaktfläche 5 wegbewegt. Das elastische Element 8 ist als eine mit dem Schleifer 4 gekoppelte und dadurch zusammenwirkende Blattfeder ausgestaltet.
Das Gehäuse 2 besteht aus Kunststoff, beispielsweise einem thermoplastischen Kunststoff, und ist im Spritzgießverfahren hergestellt. Im Einzelnen besteht das Gehäuse 2 gemäß Fig. 2 aus einem Gehäuseoberteil 9 und einem als Sockel ausgestalteten Gehäuseunterteil 10. Elektrische Anschlüsse 11, 12 für das Kontaktsystem 3 ragen am Sockel 10 aus dem Gehäuse 2 heraus. Das Betätigungsorgan 7 ragt in der Art eines Drückers an einer Öffnung 14 im Gehäuseoberteil 9 abgedichtet bewegbar heraus und wird in der beschriebenen Ausführung seinerseits mittels eines Schalthebels 17 betätigt. Der Schalthebel 17 kann der Applikation für den Schalter 1 entsprechend auch eine abgewinkelte oder sonstige Ausgestaltung aufweisen. Zur Abdichtung der Öffnung 14 ist das Betätigungsorgan 7 mit einer balgförmigen Dichtung 15, die beispielsweise aus Silikon besteht, versehen. Die Dichtung 15 ist am Gehäuseöberteil 9 mittels einer Art von Verstemmung befestigt, beispielsweise indem bei der Montage der Dichtung 15 mittels eines Messers Kunststoffspäne am Rand um die Öffnung 14 im Gehäuseoberteil 9 nach innen zur Dichtung 15 gedrückt werden. Zur weiteren Verbesserung der Dichtwirkung kann der Fuß der balgförmigen Dichtung 15 mit Dichtungsspitzen 34 versehen sein. Im Bereich der Dichtung 15 befinden sich am Gehäuseoberteil 9 vier Dome 16 als Anschlag für die externe Betätigung des Betätigungsorgans 7.
Vorliegend weist das Kontaktsystem 3 entsprechend Fig. 3 und Fig. 4 zwei Festkontakte 5, 6 auf, derart daß der Schaltkontakt 4 zwischen den beiden Festkontakten 5, 6 zum Umschalten des Kontaktsystems 3 bewegbar ist. Die Kontaktfläche für den Festkontakt 5, 6 ist einstückig mit jeweils einem elektrischen Anschluß 11, 13 ausgebildet. Der Schaltkontakt 4 steht mit dem weiteren elektrischen Anschluß 12 in elektrischer Verbindung. Die Anschlüsse 11, 12, 13 sowie die Kontaktflächen 5, 6 sind in der Art eines Stanzgitters hergestellt. Die elektrischen Anschlüsse 11, 12, 13 werden als Stanzgitter in den Sockel 10 bei dessen Herstellung eingespritzt, womit auch am Sockel 10 eine weitgehende Dichtigkeit in das Innere des Gehäuses 2 erzielt wird.
Zur weiteren Verbesserung der Abdichtung des Gehäuses 2 ist zusätzlich ein Verguß 18 am Sockel 10 im Bereich der Anschlüsse 11, 12, 13 angebracht, wie der Fig. 2 zu entnehmen ist. Hierzu ist ein dem Sockel 10 zugewandter überstehender Rand 19 am Gehäuseoberteil 9 zur Aufnahme der Vergußmasse befindlich. Die Vergußmasse kann aus einem einkomponentigen, lichthärtenden Kunststoffmaterial bestehen. Falls notwendig können die dem Verguß 18 zugewandten Oberflächen am Sockel 10 sowie am überstehenden Rand 19 vor Einbringen der Vergußmasse mittels Plasmastrahlung aktiviert werden.
Wie weiter aus Fig. 4 ersichtlich ist, besitzt der Festkontakt 5, 6 einen in etwa rechteckförmigen Querschnitt mit einer breiten Seite sowie mit einer schmalen Seite. Die Kontaktfläche 5, 6 ist gemäß Fig. 3 zur Zusammenwirkung mit dem Schleifer 4 an der breiten Seite befindlich. Ein Abstandhalter 20 aus isolierendem Material, und zwar aus Kunststoff, ist zwischen den Festkontakten 5, 6 befindlich, derart daß die Kontaktflächen 5, 6 der Festkontakte sowie der Abstandhalter 20 eine ebene Bahn für den Schleifer 4 bilden und die Festkontakte 5, 6 elektrisch voneinander isoliert sowie mechanisch fixiert sind. Der Abstandhalter 20 ist gleichzeitig beim Einspritzen der Anschlüsse 11, 12, 13 in den Sockel 10 und/oder beim Spritzgießen des Sockels 10 hergestellt. Der Abstandhalter 20 besitzt eine Breite von in etwa ca. 2/10 bis 3/10 mm, um ein im wesentlichen unverzögertes Umschalten zwischen den beiden Festkontakten 5, 6 wie bei einem herkömmlichen Schnappschalter zu erreichen. Falls erforderlich kann die Breite für den Abstandhalter 20 jedoch auch vergrößert werden.
Der als Schleifer ausgestaltete Schaltkontakt 4 ist in die Blattfeder 8 integriert. Die Blattfeder 8 ist in etwa L-förmig ausgestaltet, wie in Fig. 5 zu sehen ist. Die Blattfeder 8 liegt an dem einen Ende, und zwar am kürzeren Schenkel 21 des L's, mittels einer Kontaktanschlußfläche 23 an einem in Fig. 4 sichtbaren, an dem weiteren elektrischen Anschluß 12 befindlichen Kontaktlager 25 an. Bevorzugterweise besitzt die Blattfeder 8 zwei federnd ausgebildeten Kontaktanschlußflächen 23, 24 in der Art einer Federklammer, so daß die Blattfeder 8 am Kontaktlager 25 sowohl befestigt ist als auch eine redundante elektrische Verbindung zum Kontaktlager 25 besitzt. Die Blattfeder 8 ist an dem anderen Ende, und zwar am längeren Schenkel 22 des L's, mit einer Betätigungsfläche 26 zur Zusammenwirkung mit dem vom Schaltkontakt 4 entkoppelten Betätigungsorgan 7 versehen. Dadurch ist der längere Schenkel 22 des L's bei Bewegung des Betätigungsorgans 7 um die Verbindung 27 der beiden Schenkel 21, 22 des L's verschwenkbar. Zur Abstützung der Verbindung 27 der beiden Schenkel 21, 22 des L's in der Art eines Schwenklagers befindet sich ein Ansatz 28 am Sockel 10, wie der Fig. 4 zu entnehmen ist. Der Schaltkontakt 4 ist am längeren Schenkel 22 des L's zwischen der Verbindung 27 der beiden Schenkel 21, 22 des L's und der Betätigungsfläche 26, und zwar in der Nähe der Betätigungsfläche 26, angeordnet.
Die Blattfeder 8 besteht aus Metall, wie Stahl, nichtrostendem Federstahl, Kupfer-Beryllium o. dgl., und ist als ein eine Breit- sowie eine Schmalseite aufweisendes Stanz-Biegeteil ausgestaltet. Die Breitseite der Blattfeder 8 ist in etwa senkrecht zu der breiten sowie schmalen Seite der Kontaktfläche des Festkontakts 5, 6 angeordnet. Der Schleifer als Schaltkontakt 4 ist an der Blattfeder freigestanzt sowie in etwa um 90° bezüglich der Breitseite der Blattfeder 8 umgebogen. Dadurch liegt der Schleifer 4 mittels einer angeprägten Kontaktwarze 29 an der breiten Seite der Kontaktfläche 5, 6 mit einer Anpreßkraft an, wie anhand der Fig. 3 zu erkennen ist. Aus Gründen der Redundanz ist der Schleifer als Doppelschleifer 4,4' ausgebildet, derart daß gemäß Fig. 3 und Fig. 5 der eine Schleifer 4 an der Vorderseite sowie der andere Schleifer 4' an der Rückseite der Kontaktfläche 5, 6 anliegt.
Wie man anhand von Fig. 4 sieht, weist die Blattfeder 8 einen Rasthaken 30 auf. Der Rasthaken 30 ist am kürzeren Schenkel 21 des L's freigestanzt. Mit Hilfe des Rasthakens 30 ist die Blattfeder 8 während des Montageprozesses am Sockel 10, und zwar am Ansatz 28 des Sockels 10, fixierbar. An der Breitseite des längeren Schenkels 22 des L's ist wenigstens eine Sicke 31 zur Versteifung eingeprägt, wie in Fig. 5 zu sehen ist. Die Sicke 31 ist der Betätigungsfläche 26 gegenüberliegend angeordnet und befindet sich in der Nähe des Schleifers 4. Die Kontaktanschlußfläche 23, 24 sowie die Kontaktwarze 29 an der Blattfeder 8, die Kontaktfläche 5, 6 des Festkontakts o. dgl. sind zwecks verbesserter Kontakteigenschaften mit Edelmetall beschichtet. Als Beschichtung eignen sich Silber, Gold o. dgl., oder eine Edelmetall-Legierung, beispielsweise Gold-Kobalt.
In einer weiteren Ausgestaltung, die in Fig. 8 zu sehen ist, besitzt das Kontaktsystem 3 drei Schaltstellungen. Der Schleifer 4 bzw. 4' ist an die Kontaktfläche des einen Festkontakts 5 entsprechend einer ersten Schaltstellung sowie an die Kontaktfläche des anderen Festkontakts 6 entsprechend einer zweiten Schaltstellung beim Schalten des Kontaktsystems 3 bewegbar. Desweiteren ist der Schaltkontakt 4 in eine weitere dritte, zwischen den beiden Festkontakten 5, 6 befindliche Schaltstellung bewegbar. Der Schleifer 4 bzw. 4' liegt in der dritten Schaltstellung am elektrisch isolierenden Abstandhalter 20 an. Zu diesem Zweck besitzt der Abstandhalter 20 eine genügende Breite, beispielsweise ca. 9/10 mm. Aufgrund der Federeigenschaften der Blattfeder 8 befindet sich der Schaltkontakt 4 in der Ausgangsstellung in Anlage am Festkontakt 6 entsprechend der zweiten Schaltstellung. In der dritten Schaltstellung befindet sich der Schaltkontakt 4 in Anlage am Abstandhalter 20 und ist in dieser Schaltstellung durch entsprechende, jedoch nicht weiter gezeigte Ausbildung der Anlenkung der Betätigungsmechanik am Betätigungsorgan 7 festzuhalten. Dasselbe gilt für die erste Schaltstellung, in der der Schaltkontakt 4 in Anlage am Festkontakt 5 ist. Es handelt sich entsprechend dieser Schaltreihenfolge um einen Öffner mit anschließender Nullstellung und einem weiteren Schließer, also um einen Schalter in der Art eines "Mitte-Null-Schalters".
In einer besonderen Ausgestaltung, die in Fig. 6 sichtbar ist, weist der elektrische Anschluß 11, 12, 13 eine Aufnahme 32 auf, die in etwa kreuzförmig eingeschnitten ist. Ein zur Aufnahme 32 korrespondierendes, eine elektrische Spannung für das Kontaktsystem 3 zuführendes Steckelement 33 ist gemäß Fig. 7 an den jeweiligen elektrischen Anschluß 11, 12, 13 ansteckbar, wobei die aufgrund des kreuzförmigen Schnitts gebildeten Elemente in der Aufnahme 32 sich dementsprechend zur elektrischen Kontaktierung durch das Steckelement 33 verformen. Es handelt sich damit um eine löt- und/oder schweißfrei montierbare elektrische Verbindung.
Die Erfindung ist nicht auf das beschriebene und dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Sie umfaßt vielmehr auch alle fachmännischen Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten Erfindung. So kann das beschriebene Kontaktsystem nicht nur bei Schnapp- und/oder Mikroschaltern sondern auch bei sonstigen elektrischen Schaltern, beispielsweise bei Geräteschaltern, Verwendung finden.

Bezugszeichen-Liste:

1:: (elektrischer) Schalter
2:: Gehäuse
3:: Kontaktsystem
4, 4':: Schaltkontakt / Schleifer
5,6:: Festkontakt / Kontaktfläche
7:: Betätigungsorgan
8:: elastisches Element / Blattfeder
9:: Gehäuseoberteil
10:: Gehäuseunterteil / Sockel
11,12,13:: (elektrischer) Anschluß
14:: Öffnung (im Gehäuseoberteil)
15:: Dichtung
16:: Dom
17:: Schalthebel
18:: Verguß
19:: (überstehender) Rand (am Gehäuseoberteil)
20:: Abstandhalter
21:: (kürzerer) Schenkel (der Blattfeder)
22:: (längerer) Schenkel (der Blattfeder)
23,24:: Kontaktanschlußfläche
25:: Kontaktlager
26:: Betätigungsfläche
27:: Verbindung (der beiden Schenkel)
28:: Ansatz (am Sockel)
29:: Kontaktwarze
30:: Rasthaken
31:: Sicke
32:: Aufnahme (am Anschluß)
33:: Steckelement
34:: Dichtungsspitze

Claims

Elektrischer Schalter, insbesondere in der Art eines Mikro- und/oder Schnappschalters, mit einem einen bewegbaren Schaltkontakt (4) und zwei Festkontakte (5, 6) aufweisenden Kontaktsystem (3), mit einem beweglichen Betätigungsorgan (7) zum Schalten des Kontaktsystems (3), derart daß der Schaltkontakt (4) an den einen Festkontakt (5) entsprechend einer ersten Schaltstellung sowie an den anderen Festkontakt (6) entsprechend einer zweiten Schaltstellung beim Schalten des Kontaktsystems (3) bewegbar ist, und mit einer weiteren dritten, zwischen den beiden Festkontakten (5, 6) befindlichen Schaltstellung, in die der Schaltkontakt (4) bewegbar ist, wobei der Schaltkontakt (4) als ein Schleifer und der Festkontakt (5, 6) als eine Kontaktfläche ausgestaltet sind, derart daß der Schleifer (4) beim Schalten mit der Kontaktfläche (5, 6) zusammenwirkt, indem der Schleifer (4) auf die Kontaktfläche (5, 6) bewegt und/oder von der Kontaktfläche (5, 6) wegbewegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstandhalter (20) aus isolierendem Material zwischen den Festkontakten (5, 6) befindlich ist, derart daß die Kontaktflächen (5, 6) der Festkontakte sowie der Abstandhalter (20) eine ebene Bahn für den Schleifer (4, 4') bilden, wobei der Abstandhalter (20) die Kontaktflächen (5, 6) der Festkontakte elektrisch isoliert sowie fixiert, und daß der Abstandhalter (20) eine derartige Breite besitzt, daß der Schleifer (4, 4') in der dritten Schaltstellung am elektrisch isolierenden Abstandhalter (20) anliegt.
Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elastisches Element (8) mit dem Schaltkontakt (4) und/oder dem Betätigungsorgan (7) zur Rückstellung zusammenwirkt, und daß vorzugsweise das elastische Element (8) als eine mit dem Schleifer (4) gekoppelte Blattfeder ausgestaltet ist.
Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktsystem (3) in einem Gehäuse (2), das insbesondere aus Kunststoff hergestellt ist, angeordnet ist, daß vorzugsweise das Gehäuse (2) aus einem Gehäuseoberteil (9) und einem als Sockel ausgestalteten Gehäuseunterteil (10) besteht, daß weiter vorzugsweise elektrische Anschlüsse (11, 12, 13) für das Kontaktsystem (3) am Sockel (10) aus dem Gehäuse (2) ragen, und daß noch weiter vorzugsweise das Betätigungsorgan (7) in der Art eines Drückers an einer Öffnung (14) im Gehäuseoberteil (9), insbesondere mittels einer balgförmigen, beispielsweise aus Silikon bestehenden Dichtung (15) versehen, abgedichtet bewegbar herausragt.
Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche für den Festkontakt (5, 6) einstückig mit dem einen elektrischen Anschluß (11, 13) ausgebildet ist, daß vorzugsweise der Schaltkontakt (4, 4') mit dem weiteren elektrischen Anschluß (12) in elektrischer Verbindung steht, daß weiter vorzugsweise die Anschlüsse (11, 12, 13) sowie die Kontaktflächen (5, 6) in der Art eines Stanzgitters hergestellt sind, und daß noch weiter vorzugsweise die elektrischen Anschlüsse (11, 12, 13), insbesondere als Stanzgitter, in den Sockel (10) bei dessen Herstellung eingespritzt werden.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Festkontakt (5, 6) einen in etwa rechteckförmigen Querschnitt mit einer breiten Seite sowie mit einer schmalen Seite besitzt, daß vorzugsweise die Kontaktfläche (5, 6) zur Zusammenwirkung mit dem Schleifer (4, 4') an der breiten Seite befindlich ist, daß weiter vorzugsweise der Abstandhalter (20) aus Kunststoff besteht, und daß noch weiter vorzugsweise der Abstandhalter (20) beim Einspritzen der Anschlüsse (11, 12, 13) in den Sockel (10) und/oder beim Spritzgießen des Sockels (10) hergestellt ist.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der als Schleifer (4, 4') ausgestaltete Schaltkontakt in die Blattfeder (8) integriert ist, daß vorzugsweise die Blattfeder (8) in etwa L-förmig ausgestaltet ist, daß weiter vorzugsweise die Blattfeder (8) an dem einen Ende, insbesondere am kürzeren Schenkel (21) des L's, mittels einer Kontaktanschlußfläche (23, 24), bevorzugterweise mittels zwei federnd ausgebildeten Kontaktanschlußflächen (23, 24) in der Art einer Federklammer, an einem an dem weiteren elektrischen Anschluß (12) befindlichen Kontaktlager (25) anliegt, derart daß die Blattfeder (8) am Kontaktlager (25) sowohl befestigt ist als auch eine elektrische Verbindung zum Kontaktlager (25) besitzt, daß noch weiter vorzugsweise die Blattfeder (8) an dem anderen Ende, insbesondere am längeren Schenkel (22) des L's, mit einer Betätigungsfläche (26) zur Zusammenwirkung mit dem vom Schaltkontakt (4, 4') entkoppelten Betätigungsorgan (7) versehen ist, derart daß der längere Schenkel (22) des L's bei Bewegung des Betätigungsorgans (7) um die Verbindung (27) der beiden Schenkel (21, 22) des L's verschwenkbar ist, wobei insbesondere ein Ansatz (28) am Sockel (10) zur Abstützung der Verbindung (27) der beiden Schenkel (21, 22) des L's in der Art eines Schwenklagers befindlich ist, und daß nochmals weiter vorzugsweise der Schaltkontakt (4, 4') am längeren Schenkel (22) des L's zwischen der Verbindung (27) der beiden Schenkel (21, 22) des L's und der Betätigungsfläche (26), insbesondere in der Nähe der Betätigungsfläche (26), angeordnet ist.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (8) aus Metall, wie Stahl, nichtrostendem Federstahl, Kupfer-Beryllium o. dgl., besteht, daß vorzugsweise die Blattfeder (8) als ein eine Breit- sowie eine Schmalseite aufweisendes Stanz-Biegeteil ausgestaltet ist, wobei insbesondere die Breitseite der Blattfeder (8) in etwa senkrecht zu der breiten sowie schmalen Seite der Kontaktfläche (5, 6) des Festkontakts angeordnet ist, daß weiter vorzugsweise ein Schleifer (4, 4') als Schaltkontakt an der Blattfeder (8) freigestanzt sowie in etwa um 90° bezüglich der Breitseite der Blattfeder (8) umgebogen ist, derart daß der Schleifer (4, 4'), insbesondere mittels einer angeprägten Kontaktwarze (29), an der breiten Seite der Kontaktfläche (5, 6) mit einer Anpreßkraft anliegt, und daß noch weiter vorzugsweise der Schleifer (4, 4') als Doppelschleifer ausgebildet ist, derart daß der eine Schleifer (4) an der Vorderseite sowie der andere Schleifer (4') an der Rückseite der Kontaktfläche (5, 6) anliegt.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (8) einen Rasthaken (30), der insbesondere am kürzeren Schenkel (21) des L's freigestanzt ist, aufweist, derart daß die Blattfeder (8) am Sockel (10), und zwar bevorzugterweise am Ansatz (28) des Sockels (10), fixierbar ist, daß vorzugsweise an der Breitseite des längeren Schenkels (22) des L's wenigstens eine Sicke (31) zur Versteifung eingeprägt ist, wobei bevorzugterweise die Sicke (31) der Betätigungsfläche (26) gegenüberliegend sowie in der Nähe des Schleifers (4, 4') befindlich ist, und daß noch weiter vorzugsweise die Kontaktanschlußfläche (23, 24) und/oder die Kontaktwarze (29) an der Blattfeder (8), die Kontaktfläche (5, 6) des Festkontakts o. dgl. mit Edelmetall, wie Silber, Gold o. dgl., oder mit einer Edelmetall-Legierung, beispielsweise Gold-Kobalt, beschichtet ist.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verguß (18) am Sockel (10) zur Abdichtung des Gehäuses (2) im Bereich der Anschlüsse (11, 12, 13) angebracht ist, daß vorzugsweise ein dem Sockel (10) zugewandter überstehender Rand (19) am Gehäuseoberteil (9) zur Aufnahme der Vergußmasse befindlich ist, daß weiter vorzugsweise die Vergußmasse aus einem einkomponentigen, lichthärtenden Kunststoffmaterial besteht, und daß noch weiter vorzugsweise die dem Verguß (18) zugewandten Oberflächen am Sockel (10) sowie dem überstehenden Rand (19) vor Einbringen der Vergußmasse mittels Plasmastrahlung aktiviert werden.
Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Anschluß (11, 12, 13) eine Aufnahme (32) aufweist, derart daß ein zur Aufnahme (32) korrespondierendes, eine elektrische Spannung für das Kontaktsystem (3) zuführendes Steckelement (33) an den elektrischen Anschluß (11, 12, 13) in der Art einer löt- und/oder schweißfreien elektrischen Verbindung ansteckbar ist.