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Patent Searching and Data


Title:
QUICK BREAK MICRO-SWITCH WITH WEDGE PROFILE ON THE CONTACT LEVER SWIVELLINGLY MOUNTED IN THE SWITCH
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/012289
Kind Code:
A1
Abstract:
A quick break switch has a spring accumulator and a wedge profile. In conventional switches, the wedge profile is secured to the end of the contact lever that forms the moving switching piece. Because the contact lever (1) is heated by high-intensity currents that flow through it, the wedge profile (8) is also heated and switching may be slowed down. This in turn causes the wedge profile (8) to be further heated. The object of the invention is to arrange the wedge profile there where a low thermal effect is expected. For that purpose, the wedge profile is prestressed against the contact piece (4), whereas the contact lever (1) is a simple sheet metal part whose end sweeps the wedge profile (8).

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Inventors:
NEUBAUER WALTER (DE)
Application Number:
PCT/EP1995/004039
Publication Date:
April 25, 1996
Filing Date:
October 13, 1995
Export Citation:
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Assignee:
TEVES GMBH ALFRED (DE)
NEUBAUER WALTER (DE)
International Classes:
H01H5/04; (IPC1-7): H01H5/04
Foreign References:
DE1117705B1961-11-23
US3187133A1965-06-01
DE3940285A11991-06-13
DE3336877A11985-05-02
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Claims:
Patentansprüche
1. Elektrischer Schalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Gehäuse (5), mit einem zwischen zwei Endstel¬ lungen bewegbaren Kontakthebel (1) , der im Gehäuse schwenkbar gelagert ist und mit einem beweglich gelagerten Schaltstück (4) und mindestens einem Fest¬ kontakt (22), der starr im Gehäuse (5) angeordnet ist und in einer Endstellung des Kontakthebels (1) von die¬ sem beaufschlagt wird, wobei das Schaltstück (4) mit¬ tels einer Relativbewegung zwischen einem Schaltelement und einem Steuerprofil (vorzugsweise Keilprofil) (8) , die dem Schaltstück bzw. dem Kontakthebel zugeordnet sind, eine Umschaltung des Kontakthebels unter Vorspan¬ nung einer Vorspannungsfeder (16) bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltstück (4) mit dem mittels einer Vorspannung am Schaltstück federnd abgestützten Steuerprofil (Keilprofil) (8) versehen ist und daß der Kontakthebel (1) ar seinem dem Steuerprofil (8) zuge¬ wandten Ende als Schaltelement (18) eine Abtastfläche aufweist, welche einstückig mit dem Kontakthebel verbunden ist, wobei die Abtastfläche auf das Steuer profil (8) einwirkt und wobei die Abtastfläche zum Steuerprofil hin konvex gekrümmt ist.
2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das als Keilprofil ausgestaltetes Steuerprofil (8) ei¬ nen von dem Schaltelement (18) wegweisenden Führungs¬ ansatz (15) aufweist, der sowohl für eine Führung für das Keilprofil im Schaltstück als auch für die Aufnahme einer VorSpannfeder (16) sorgt.
3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsansatz (15) ein topfförmiger Hohlkörper ist, der in seinem Innenraum die Vorspannfeder (16) aufnimmt und dessen Außenfläche als Führungsflache in¬ nerhalb einer entsprechenden Führungsausnehmung (14) im Schaltstück (4) dieit.
4. Schalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß das Schaltstück (4) mit Füh¬ rungsbacken (17) versehen ist, welche an den Seitenflä¬ chen des Keilprofils (8) angreifen und diese gegen ein Drehbewegung um die Längsachse des Schaltstücks si¬ chern.
5. Schalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß der Kontakthebel (1) mit sei¬ nem Schaltelement (18) während der Schalterbetätigung in den Raum zwischen den Führungsbacken (17) eingreift, wobei ein erheblicher Freiraum zwischen der Innenfläche der Backen und den zugeordneten Seitenflächen des Schaltelements (18) gegeben ist.
6. Schalter nach einem der vorangegangenen Ansprüche, da¬ durch gekennzeichnet, daß das Keilprofil (8) vorzugs¬ weise am Führungsansatz (15) mit Führunsflügeln (25) versehen ist , die das Keilprofil (8) in zugeordneten Führungsnuten (26) am Schaltstück (4) längs verschieb¬ bar und drehungsfrei führen.
7. Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsnuten an ihrem, dem Kontakthebel zugewand¬ ten Ende mit geneigte Anschlagflächen versehen sind, welchen entsprechend geneigte Widerlagerflächen an den Führungsflügeln zugeordnet sind.
Description:
Mikroschalter als Schnappschalter mit Keilprofil am in dem Schalter schwenkbar gelagerten Kontakthebel

Die Erfindung betrifft einen Schnappschalter, welcher durch die Bewegung eines Schaltstückes ausgelöst wird. Dabei wird eine Relativbewegung zwischen einem Schaltelement und einem Keilprofil ausgeführt, wobei ein Federspeicher solange aufgeladen wird, bis das Schaltelement den höchsten Punkt des Keilprofils passiert hat wobei dann der Federspeicher freigesetzt wird und den Kontakthebel in seine zweite Schaltlage schlagartig umstellt.

Das Prinzip eines derartigen Schalters ist beispielsweise aus der DE-PS 39 4θ 285 bekannt. Dabei dient als Schaltele¬ ment eine mittels einer Vorspannfeder vorgespannte Schalt¬ walze, welche während der Schalterbetätigung längs eines Keilprofiles fährt, welches am Ende des Kontakthebels an¬ gebracht ist. Dieser Schalter wird aus Einzelteilen zusam¬ mengesetzt, die in ein Schaltersystem auf einer gemeinsamen Grundplatte eingebaut sind. Ein entsprechender Schalter ist zudem in der DE-OS 39 42 925.3 beschrieben.

Aus der DE-PS 29 28 214 ist es weiterhin beispielsweise be¬ kannt, einen Schnappschalter als vorgefertigten Mikroschal¬ ter auszugestalten, welcher mittels der entsprechenden Befestigungsvorrichtungen an geeigneter Stelle innerhalb

eines größeren Schaltsystems angeordnet werden kann. Es wur¬ de weiterhin vorgeschlagen, den aus der DE-OS 39 40 285 be¬ kannten Schnappschalter als Mikroschalter aufzubauen, der als Schaltblock in ein Schaltsystem eingesetzt werden kann.

Ferner ist es aus der DE-PS 33 36 877 bekannt, einen Schnappschalter mittels zweier gegeneinander wirkender Keil¬ profile aufzubauen.

Die Erfindung geht daher aus von einem Schnappschalter der sich aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ergebenden Gattung. Unter diese Gattung fällt beispielsweise auch der im Zusammenhang mit der DE-OS 44 18 707 vorgeschlagene Schal¬ ter. Bei diesem Schalter ist ebenso wie bei der DE-PS 33 36 877 das Ende des schwenkbaren Kontakthebels mit einem Keil¬ profil versehen. Auf dieses Keilprofil wirkt eine unter Fe¬ derkraft stehende Schaltwalze ein, die während der Betäti¬ gung des Schaltstückes über die geknickte Profilfläche läuft. Dabei wird die Drehachse der Schaltwalze in Richtung der sie vorspannenden Vorspannfeder in Nuten geführt, die an seitlichen Backen des Schaltstückes angebracht sind. Bei dieser Konstruktion hat sich als nachteilig herausgestellt, daß das Keilprofil gerade an dem Bauelement angebracht ist, welches durch den Stromübergang und die Schaltvorgänge sich am meisten erhitzt. In Folge dessen neigt das aus Kunststoff

bestehende Keilprofil dazu sich in seinen Abmessungen zu ändern. Hierbei kann es geschehen, daß das Keilprofil mit seinen Seitenflächen an den Führungsbacken der Schaltwalze schleift und durch die sich hierdurch noch erhöhende Reibung verklemmt. Dieses Verklemmen trägt zu einem verlangsamten Umschaltverhalten bei was wiederum die Wärmeentwicklung an dem Kontakthebel erhöht. Durch die sich gegenseitig nachtei¬ lig beeinflußenden Effekte ist die gewünschte Zahl von Um¬ schaltungen nicht immer zu erreichen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, bei einem Schalter der beschriebenen Gattung das Schaltverhalten zu verbessern. Die Aufgabe wird durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ergebende Merkmalskombination gelöst. Die Erfin¬ dung besteht im Prinzip also darin, auf die Verwendung einer Schaltwalze generell zu verzichten und das Keilprofil unter Vorspannung an dem Schaltstück anzuordnen. Vorteilhaft ist hierbei, daß der Kontakthebel als einfaches Blechteil sehr einfach ausgestaltet werden kann.

Weiterhin wird ein weiterer Nachteil des früher vorgeschlagenen Schalters vermieden, der darin bestand, daß die Schaltwalze regelmäßig außerhalb der Längsachse des Kon¬ takthebels an diesem über das Keilprofil angreift. Somit ergeben sich bei dem vorgeschlagenen Schalter erhebliche

Drehmomente hinsichtlich des Kontakthebels, die während der Befestigung des Schaltstückes die Kraft verändern, mit wel¬ cher der an dem Kontakthebel befestigte Kontakt auf dem Festkontakt aufliegt. Mittels der Erfindung ist dieser Nach¬ teil beseitigt, da die Kraft des Keilprofils immer nur auf die Längsachse des Kontakthebels einwirkt.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Keilprofil innerhalb des Schaltstückes wegen der kurzen Abmessungen des gesamten Keilprofils sehr zuverlässig und kippfrei gelagert werden kann. Aufgrund des relativ langen Kontakthebels, an dessen Ende das Keilprofil bei dem früher vorgeschlagenen Schalter befestigt war, ist eine derart kippfreie Lagerung nur schwer möglich, was die Arbeitsweise des vorgeschlagenen Schalters zusätzlich behindern kann.

Eine besonders einfache Lagerung des Keilprofils innerhalb des Schaltstücks ist durch die aus Anspruch 2 ersichtliche Merkmalskombination gegeben. Eine hierzu besonders einfache Ausgestaltung zeigen die Merkmale nach Anspruch 3. Dabei kann der Hohlkörper sowohl kreiszylindrisch aufgebaut sein,- was eine besonders einfache Form ergibt als aber auch einen viereckigen Querschnitt haben, was zu einer Lagesicherung des Keilprofils gegen Verdrehen um dessen Längsachse bei¬ trägt.

Um ein Auswandern des Kontakthebels zu verhindern und eine seitliche Führung des Keilprofils zu erreichen, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 4. Da die Anordnung des Keilprofils am Schalt¬ stück nicht dazu neigt, das Keilprofil aufzuheizen ist hier eine vergleichsweise eng tolerierte Führung möglich, wodurch ein exaktes Schaltverhalten des erfindungsgemäßen Schalters unterstützt wird. Um gleichzeitig aber auch ein Einwirken des Schaltelementes am Ende des Kontakthebels auf die vorde¬ ren Enden der Führungsbacken des Schaltstückes zu verhinden, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 5. Somit ist eine exakte Führung des Schaltelementes über die Dachfläche des Keil¬ profils auch dann gewährleistet, wenn aufgrund hoher Schaltleistungen der Kontakthebel eine beachtliche Erwärmung zeigt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an¬ hand der Zeichnung erläutert. Dabei wird auf die Beschrei¬ bung der oben genannten Schnappschalter Bezug genommen, so daß nur die Merkmale erläutert werden, die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wesentlich sind. Im Zusammen¬ hang mit den verbleibenden aus der Zeichnung erkennbaren Merkmalen wird somit auf die oben genannten Beschreibungen von Patentanmeldungen verwiesen.

Es zeigen :

Fig. 1 in skizzierter Form einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Mikroschalter

Fig. 2 eine Seitenansicht auf das Schaltstück 4 mit dort geführten Keilprofil und

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Schaltstück nach Figur 2 in geschnittener Form.

Die Zeichnung zeigt ein Schaltergehäuse 5, welches aus mehreren Einzelteilen, beispielsweise durch Verrasten zusammengesetzt sein kann. In das Innere des Gehäuses 5 des Mikroschalters ragt ein Anschlußstück 6, in dem das Ende eines Kontakthebels 1 in ansich bekannter Weise schwenkbar gelagert ist.

Dem Kontakt 20 an dem Kontakthebel 1 sind zwei einander gegenüberliegende Kontakte 22, 23 zugeordnet, die zu den Anschlußstücken 10,11 gehören. In den beiden Schaltlagen des Kontakthebels 1 ist der Kontakt 20 dieses Hebels einmal mit dem schalterfesten Kontakt 23 des Anschlußstücks 10 und das andere Mal mit dem schalterfesten Kontakt 22 des Anschlu߬ stücks 11 verbunden. Die Anschlußstücke 6, 10 und 11 werden

in zwei Ebenen in das Schaltergehäuse 5 eingelegt wie dies bereits im Zusammenhang mit den vorgenannten Anmeldungen beschrieben wurde. Als Befestigung für die Anschlüsse im Gehäuse dienen Vorsprünge bzw. Ausnehmungen, die im Schal¬ tergehäuse 5 mit entsprechenden Elementen der Anschlußstücke zusammenwirken und diese festhalten. Durch Zusammenfügen der Gehäuseteile werden die Anschlußstücke endgültig in dem Ge¬ häuse arretiert.

Das Schaltstück 4 ist in seiner Längsrichtung entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 13 in dem Gehäuse 5 längs ver¬ schiebbar. Auf die Rückstellfeder 13 kann verzichtet werden, wenn bei dem Schalter kein Ruhezustand vorgesehen ist, son¬ dern dieser als Umschalter ausgestaltet ist. In diesem Falle muß die Betätigungskraft an dem Schaltstück 4 in zwei Rich¬ tungen wirken können, um das Schaltstück 4 in beide Umschal¬ telagen bringen zu können.

In dem Schaltstück 4 ist eine Führungsausnehmung 14 vorgese¬ hen, in der ein Keilprofil 8 mittels eines Führungsansatzes 15 längs verschieblich und gegen den Widerstand einer Vorspannfeder 16 geführt ist. Dabei wird durch geeignete Mittel verhindert, daß das Keilprofil sich um seine Längs¬ achse drehen kann. Daß kann dadurch geschehen, daß Führungs¬ ausnehmung und Führungsansatz einen eckigen Querschnitt be-

sitzen, der ein Verdrehen des Führungsansatzes in der Füh- rungsausnehmung verbietet.

Es kann aber auch durch in der Fig. 1 mittels Strichlinien angedeutete seitliche Backen 17 an dem Schaltstück 4 dafür gesorgt werden, daß die Seitenflächen des Keilprofils par¬ allel zur Betrachtungsebene von Fig. 1 geführt werden und gegenüber dieser nicht kippen können.

Der Kontakthebel 1 ist an seinem dem Keilprofil 8 zugewand¬ ten Ende mit einem Schaltelement 18 versehen, welches bei der vorliegenden Ausführungsform im wesentlichen die Form eines halbkreisförmigen Zylinders hat, der das Ende des Kontakthebels 1 bildet und mit diesem einstückig verbunden ist.

Damit liegt das Schaltelement 18 linienförmig an der Kontur 19 des Keilprofils 8 an, wobei die Vorspannfeder 16 über das Keilprofil 8, das Schaltelement 18 und den Kontakthebel 1 für einen hinreichenden Auflagedruck des an den Kontakthebel 1 befestigten Kontaktes gegenüber dem dazugehörigen Kontak¬ tes 22 bzw. 23 des Anschlußstückes 11 bzw. 10 sorgt.

Aus den Figuren 2 und 3 ist das Schaltstück 4 zu erkennen, in dem das Keilprofil 8 längs verschiebbar gelagert ist.

Neben dem Ansatz 15 ist das Keilprofil 8 noch mit zwei Führungsflügeln 25 versehen, die in entsprechenden Nuten des Schaltstückes 4 für eine verdrehungsfreie Längsführung des Keilprofils 8 sorgen. Der Führungsansatz 15 kann dementspre¬ chend die Form eines KreisZylinders haben. Die Füh¬ rungsflügel 25 sind in Richtung zu dem Keilprofil 8 hin schräg geneigt. Der Neigung dieser Führungsflügel entspricht eine entsprechende Neigung von Anschlagflächen an den die Führungsnuten 26 in dieser Richtung begrenzenden Wänden 27.

Für die Erfindung ist es nicht zwingend notwendig, daß die Kontur 19 keilförmig ist. Ebenso ist es nicht notwendig, daß das Schaltelement 18 durch einen halbkreisförmigen Zylinder gebildet ist. Wesentlich für die Erfindung ist nur, daß die für die Vorspannung an dem Kontakthebel 1 sorgende Kontur an einem beweglich innerhalb des Schaltstückes 4 gelagerten Element angeordnet ist und daß der bei hohen Schaltleistun¬ gen sich erhitzende Kontakthebel frei von einer Kunst¬ stoffumspritzung ist, wie sie in den eingangs beschriebenen Anmeldungen vorgeschlagen wurde.