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DE10005895A1 - Miniaturschalter - Google Patents

Miniaturschalter

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DE10005895A1
DE10005895A1 DE10005895A DE10005895A DE10005895A1 DE 10005895 A1 DE10005895 A1 DE 10005895A1 DE 10005895 A DE10005895 A DE 10005895A DE 10005895 A DE10005895 A DE 10005895A DE 10005895 A1 DE10005895 A1 DE 10005895A1
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rocker
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Mic Enterprise Co Ltd
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Abstract

Der Miniaturschalter ist mit einem Druckhebel (1) Betätigungsteil, einer Kontaktwippe (2), an der ein beweglicher Kontakt befestigt ist, einem festen Kontakt, der mit dem beweglichen Kontakt in Kontakt zu bringen ist, und einem festen Kontaktteil, der mit der Kontaktwippe (2) in leitender Verbindung steht, ausgeführt, wobei diese Bestandteile des Schalters in einem isolierenden Gehäuse (3) angeordnet sind. Der Druckhebel (1) ist schwenkbar an dem Gehäuse (3) durch einen Lagerzapfen (4) gelagert und weist einen Vorsprung (1a) an seinem vorderen Ende auf, der aus dem Gehäuse (3) unter der Wirkung der Federkraft einer Feder (4) hervorsteht, die zwischen dem hinteren Ende des Druckhebels (1) und dem Gehäuse (3) angeordnet ist. Die Kontaktwippe (2) ist mit einem linken Seitenteil und einem rechten Seitenteil im Wesentlichen V-förmig im Bezug auf einen Knick (2a) ausgebildet, wobei der rechte Seitenteil den beweglichen Kontakt A trägt. Der Knick (2a) der Kontaktwippe (2) ist so gelagert, dass die Kontaktwippe (2) frei von links nach rechts zu kippen ist. Das untere Ende des Druckhebels (1) weist einen Bestätigungsvorsprung auf, um in Kontakt mit der Oberfläche der Kontaktwippe (2) die Betätigungskraft leichtgängig auf diese zu übertragen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Miniaturschalter, der dadurch geschaltet werden kann, dass ein Ansatz eines Druckhebels, der sich aus dem Gehäuse des Schalters nach außen er­ streckt, mit einer äußeren Kraft beaufschlagt wird oder dass die Beaufschlagung mit der äuße­ ren Kraft beendet wird.
Ein herkömmlicher Miniaturschalter oder Mikroschalter ist so aufgebaut, dass ein En­ de eines Kontaktfederstücks, welches einen Zugteil und einen Kompressionsteil aufweist, in einem kleinen, schachtelförmigen Gehäuse befestigt ist, wobei das andere Ende des Kontakt­ stückes mit einem beweglichen Kontakt versehen ist. Der bewegliche Kontakt ist gegenüber einem festen Kontakt (Anschlusskontakt) angeordnet. Das Kontaktfederstück wird durch ei­ nen Betätigungsteil niedergedrückt, beispielsweise durch einen Druckknopf, wobei das Kon­ taktfederstück bei einem vorgegebenen Druckpunkt umschnappt und der bewegliche Kontakt mit dem festen Kontakt einen Kontakt herstellt (EIN-Zustand) oder der bewegliche Kontakt wird von dem festen Kontakt getrennt (AUS-Zustand).
Bei einem solchen Miniaturschalter ist es schwierig, das Kontaktfederstück mit dem Zugteil und dem Kompressionsteil mit Präzision herzustellen, ohne dass in den Schaltern auf­ grund des Herstellungsverfahrens oder durch Materialgegebenheiten Abweichungen auftreten. Dies gilt besonders bei der Miniaturisierung des Schalters. Auch die genaue Montage des Mi­ kroschalters an einem Gehäuse stößt an Grenzen, und insbesondere war es nicht möglich, die Bedingungen der Miniaturisierung zu erfüllen, wenn beispielsweise die Längen-, Seiten- und Höhenabmessungen etwa bei 10 mm liegen. Auch trat das Problem auf, dass die Kosten we­ gen der Miniaturisierung und einer Verbesserung in der Präzision unvermeidlich höher wur­ den.
Da der Kontaktdruck des beweglichen Kontaktes mit dem festen Kontakt nur durch den Federdruck des kleinen Kontaktfederstückes erzeugt wird, gibt es Abweichungen in dem Kontaktdruck bei jedem Schaltvorgang, so dass die Arbeitsweise des Schalters unstabil wird.
Es gibt auch das Problem, dass die Arbeitsweise des Schalters aufgrund von Schmutz auf dem Kontaktteil bei Langzeitbenutzung schlecht wird.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Miniaturschalter be­ reitzustellen, der gute Betriebseigenschaften aufweist und im Bezug auf die genannten Män­ gel bekannter Miniaturschalter verbessert ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Miniaturschalter Miniaturschalter mit einem Druckhebel als Betätigungsteil, einer Kontaktwippe, an der ein beweglicher Kontakt befestigt ist, einem festen Kontakt, der mit dem beweglichen Kontakt in Kontakt zu bringen ist, und einem festen Kontaktteil, der mit der Kontaktwippe in leitender Verbindung steht, wobei diese Bestandteile des Schalters in einem isolierenden Gehäuse angeordnet sind, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Druckhebel schwenkbar an dem Gehäuse durch einen Lagerzapfen gelagert ist und einen Vorsprung an seinem vorderen Ende aufweist, der aus dem Gehäuse unter der Wirkung der Federkraft einer Feder hervorsteht, die zwischen dem hinteren Ende des Druck­ hebels und dem Gehäuse angeordnet ist, dass eine Kontaktwippe mit einem linken Seitenteil und einem rechten Seitenteil im Wesentlichen V-förmig im Bezug auf einen Knick ausgebil­ det ist, wobei der rechte Seitenteil den beweglichen Kontakt A trägt, dass der Knick der Kon­ taktwippe so gelagert ist, dass die Kontaktwippe frei von links nach rechts zu kippen ist, und dass das untere Ende des Druckhebels einen Bestätigungsvorsprung aufweist, um in Kontakt mit der Oberfläche der Kontaktwippe die Betätigungskraft leichtgängig auf diese zu übertra­ gen.
Die Arbeitsweise des Miniaturschalters ist wie folgt. Wenn der Druckhebel sich in einer freien Position befindet, wo der Vorsprung des Druckhebels mit keiner externen Kraft beaufschlagt wird, kippt der Druckhebel um den Lagerzapfen aufgrund der Federkraft der Feder, so dass der Vorsprung aus dem Gehäuse heraus hervorsteht, und gleichzeitig drückt das untere, vorstehende Ende des Druckhebels auf das linke Seitenteil der Kontaktwippe, wodurch das rechte Seitenstück der Kontaktwippe nach oben gekippt wird, wobei der Knick als Lager­ punkt dient, um den beweglichen Kontakt in eine Position zu bringen, in der er von dem fe­ sten Kontakt getrennt ist (AUS-Zustand). Wenn eine externe Kraft auf den Vorsprung des Druckhebels ausgeübt wird, wird der Druckhebel um den Lagerzapfen geschwenkt, während die Feder zusammengedrückt wird, und das untere Ende des Druckhebels bewegt sich von dem linken Seitenstück über den Knick zu dem rechten Seitenstück der Kontaktwippe, so dass die Kontaktwippe nach unten gedrückt wird, so dass das rechte Seitenteil der Kontaktwippe sich um den Knick nach unten bewegt, wobei der bewegliche Kontakt einen Kontakt mit dem festen Kontakt herstellt (EIN-Zustand). Wenn die externe Kraft nicht mehr auf den Vorsprung des Druckhebels ausgeübt wird, wird der Druckhebel durch die Federkraft der Feder in seinen ursprünglichen Zustand zurückbewegt, und die Kontaktwippe wird in ihre Ausgangslage zu­ rückgebracht, in dem das untere Ende des Druckhebels wieder an dem linken Seitenteil der Kontaktwippe angreift, so dass der bewegliche Kontakt von dem festen Kontakt getrennt wird (AUS-Zustand), so dass der ursprüngliche Zustand wiederhergestellt wird.
Der erfindungsgemäße Miniaturschalter hat somit als Hauptbestandteil einen Druck­ hebel und eine Kontaktwippe, die leicht miniaturisiert und mit hoher Präzision hergestellt werden können. Dadurch wird die Miniaturisierung des Schalters ermöglicht, und die Kosten werden reduziert. Der Miniaturschalter hat eine einfache, jedoch präzise Schaltwirkung, da der bewegliche Kontakt auf den festen Kontakt mit Hilfe einer Kontaktwippe bewegt wird, die von dem Druckhebel betätigt wird. Um einen Kontakt zwischen den beiden Kontakten herzustellen, wird der Druckhebel um einen Lagerzapfen geschwenkt, so dass das untere Ende des Druckhebels das rechte Seitenstück der Kontaktwippe positiv nach unten drückt, so dass der bewegliche Kontakt mit einer großen Kraft und mit großer Sicherheit auf den beweglichen Kontakt gedrückt wird, so dass ein Versagen der Kontakte vermieden wird. Gleichzeitig wird ein Reinigungseffekt durch die Reibung der beiden Kontakte aneinander erzielt, die dadurch innen miteinander in Kontakt kommen, dass sich der rechte Seitenteil der Wippe durch die Betätigungskraft durchbiegt, so dass ein in hohem Maße vorteilhafter Miniaturschalter unter Vermeidung der eingangs genannten Probleme realisiert wird.
Mit anderen Worten stellt die Erfindung einen Miniaturschalter bereit, der mit gerin­ gen Kosten herstellbar ist, extrem gute Arbeitseigenschaften im Vergleich zu herkömmlichen Miniaturschaltern hat, der einfach in seinem Aufbau ist und ein gutes Langzeitverhalten auf­ weist. Der Schalter hat das Arbeitsverhalten eines Präzisionsschalters und zeigt keine Abwei­ chungen in der Schaltfunktion von einem Schalter zum anderen und eignet sich schließlich zur Miniaturisierung.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Miniaturschalters sind in den Unteransprüche charakterisiert.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der beiliegenden Zeichnun­ gen beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles des Miniatur­ schalters, wobei ein Deckel abgenommen ist;
Fig. 2 eine Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise des Miniaturschalters von Fig. 1;
Fig. 3 eine Darstellung der Kontaktwippe von oben und von der Seite;
Fig. 4 eine Darstellung des festen Kontaktstückes von oben und von der Seite;
Fig. 5 eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Miniaturschalters mit festen Kontakten oberhalb und unterhalb eines beweglichen Kontaktes;
Fig. 6 eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Miniaturschalters, bei dem bewegliche Kontakte sowohl an dem rechten als auch an dem lin­ ken Seitenteil der Kontaktwippe vorgesehen sind; und
Fig. 7 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Minia­ turschalters, bei dem der feste Kontaktteil so ausgebildet ist, dass er ein Federteil bildet, und bei dem der Knick der Kontaktwippe auf einem Vorsprung gelagert ist, der in dem Gehäuse ausgebildet ist.
Der Miniaturschalter umfasst einen Druckhebel 1 als Betätigungsteil, eine Kontakt­ wippe 2, die mit einem beweglichen Kontakt A an einem rechten Seitenteil 2c ausgestattet ist, einen festen Kontakt B, der durch Kontakte mit dem beweglichen Kontakt A oder durch Trennung von diesem den Schalter EIN oder AUS schaltet und einen Anschluss b, einen fe­ sten Kontaktteil C, der einen Knick 2a der Kontaktwippe 2 lagert und einen Anschluss c, wo­ bei diese Bestandteile in einem isolierenden Gehäuse 3 angeordnet sind.
Der Druckhebel 1 hat einen Vorsprung 1a an seiner Vorderseite und ist schwenkbar in dem Gehäuse 3 durch einen Lagerzapfen 4 gelagert. Der Vorsprung 1a ragt aus dem Gehäuse 3 heraus, wobei er durch die Federkraft einer Feder 5, die zwischen seinem hinteren Ende 1b und dem Gehäuse 3 angeordnet ist, in diese Lage vorgespannt ist. Der Druckhebel 1 hat ferner eine Stahlkugel 6 an seinem unteren Ende 1c, die frei abrollen kann.
Die Kontaktwippe 2 hat den rechten Seitenteil 2b und den linken Seitenteil 2c, die im Wesentlichen V-förmig zueinander stehen, im Bezug auf den Knick 2a, wobei der rechte Sei­ tenteil 2c mit dem beweglichen Kontakt A versehen ist.
Der Knick 2a der Kontaktwippe 2 wird durch ein oberes Ende des festen Kontaktteils C als Lagerpunkt gelagert, der auf diese Weise damit Kontakt hält. Außerdem kann die Kon­ taktwippe 2 frei nach rechts oder nach links gekippt werden, wobei der Kontakt zu dem Kon­ taktteil C beibehalten wird, und gleichzeitig wird der bewegliche Kontakt A des rechten Sei­ tenteils 2c der Kontaktwippe 2 mit dem festen Kontakt B in Kontakt gebracht, wenn die Stahlkugel 6, die an dem Druckhebel 1 befestigt ist, in Kontakt mit dem linken Seitenteil 2b gebracht wird.
Eine Lagerbohrung 7 für den Lagerzapfen 4, durch den der Druckhebel 1 schwenkbar gelagert ist, ist mit Spiel in Form einer Ellipse ausgebildet, so dass der Druckhebel 1 leicht­ gängig geschwenkt werden kann.
Das untere Ende 1c des Druckhebels 1 kann, wie oben beschrieben, eine Stahlkugel 6 aufweisen, die daran so befestigt ist, dass sie frei rollen kann. Alternativ dazu kann ein Zapfen mit abgerundetem Kopf in dem unteren Ende 1c des Druckhebels 1 eingebettet sein. Schließ­ lich kann auch das untere Ende 1c des Druckhebels 1 selbst in Form einer Halbkugel ausge­ bildet sein. Durch diese Ausgestaltungen kann das untere Ende des Druckhebels leichtgängig in Kontakt mit der Oberfläche der Kontaktwippe 2 gehalten werden, und diese Anordnung hat eine gute Abriebfestigkeit.
Zwei hakenförmige Ansätze 8 sind an beiden Seiten des oberen Teils des festen Kon­ taktstückes C angeformt, und zwei Ausnehmungen 9 sind an beiden Seiten des Knicks 2a der Kontaktwippe 2 ausgebildet. Die Ausnehmungen 9 der Kontaktwippe 2 werden von den bei­ den hakenförmigen Ansätzen 8 des festen Kontaktstückes C erfasst, so dass die Kontaktwippe 2 frei von links nach rechts verkippt werden kann, wobei das obere Ende des festen Kontakt­ stückes C als Schwenk- und Lagerpunkt für die Kontaktwippe dient, so dass die Kontaktwip­ pe von dem festen Kontaktteil nicht getrennt werden kann und eine stromführende Verbin­ dung zwischen den beiden Teilen immer beibehalten wird.
In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 5 sind zwei feste Kontakte B1 und B2 oberhalb und unterhalb und gegenüberliegend zu dem beweglichen Kontakt A vorgesehen, der an dem rechten Seitenteil 2c der Kontaktwippe 2 befestigt ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 6 sind bewegliche Kontakte A1 und A2 an bei­ den Enden des linken Seitenteils 2b und des rechten Seitenteils 2c der Kontaktwippe 2 befe­ stigt, so dass sie dem festen Kontakt B1 beziehungsweise B3 gegenüberliegen.
In dem Ausführungsbeispiel von Fig. 7 wird der Knick 2a der Kontaktwippe 2 von einer Stütze 10, einem Vorsprung oder dergleichen des Gehäuses 3 abgestützt, statt dem obe­ ren Ende des festen Kontaktstückes C, und eine Leitungsverbindung wird dadurch gebildet, dass der Kontakt B4 des Kontaktfederteils 11 immer mit dem beweglichen Kontakt A2 in Kontakt steht, der mit dem linken Seitenteil 2b der Wippe 2 verbunden ist.

Claims (10)

1. Miniaturschalter mit einem Druckhebel als Betätigungsteil, einer Kontaktwip­ pe, an der ein beweglicher Kontakt befestigt ist, einem festen Kontakt, der mit dem bewegli­ chen Kontakt in Kontakt zu bringen ist, und einem festen Kontaktteil, der mit der Kontakt­ wippe in leitender Verbindung steht, wobei diese Bestandteile des Schalters in einem isolie­ renden Gehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass
  • - der Druckhebel (1) schwenkbar an dem Gehäuse (3) durch einen Lagerzapfen (4) gela­ gert ist und einen Vorsprung (1a) an seinem vorderen Ende aufweist, der aus dem Gehäuse (3) unter der Wirkung der Federkraft einer Feder (4) hervorsteht, die zwischen dem hinteren Ende des Druckhebels (1) und dem Gehäuse (3) angeordnet ist,
  • - dass die Kontaktwippe (2) mit einem linken Seitenteil und einem rechten Seitenteil im Wesentlichen V-förmig im Bezug auf einen Knick (2a) ausgebildet ist, wobei der rechte Sei­ tenteil den beweglichen Kontakt A trägt,
  • - dass der Knick (2a) der Kontaktwippe (2) so gelagert ist, dass die Kontaktwippe (2) frei von links nach rechts zu kippen ist, und
  • - dass das untere Ende des Druckhebels (1) einen Bestätigungsvorsprung aufweist, um in Kontakt mit der Oberfläche der Kontaktwippe (2) die Betätigungskraft leichtgängig auf diese zu übertragen.
2. Miniaturschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lagerboh­ rung (7) für den Lagerzapfen (4) elliptisch ausgebildet ist, um den Lagerzapfen darin leicht­ gängig aufzunehmen.
3. Miniaturschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betäti­ gungsvorsprung an dem Druckhebel (1) eine Stahlkugel aufweist, die darin frei drehbar gela­ gert ist, wobei die Stahlkugel an der Oberfläche der Kontaktwippe (2) angreift, um diese bei Betätigung des Druckhebels (1) zu betätigen.
4. Miniaturschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Betäti­ gungsvorsprung einen Zapfen mit abgerundetem Kopf aufweist.
5. Miniaturschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende des Betätigungsvorsprunges des Druckhebels (1) kugelförmig ausgebildet ist.
6. Miniaturschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass feste Kontakte oberhalb und unterhalb gegenüberliegend zu dem beweglichen Kontakt vorgesehen sind, der an dem rechten Seitenteil der Kontaktwippe (2) befestigt ist.
7. Miniaturschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bewegliche Kontakte an beiden Enden des linken Seitenteils und des rechten Seitenteils der Kontaktwippe (2) befestigt sind, so dass sie den festen Kontakten jeweils gegenüberliegen.
8. Miniaturschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktwip­ pe (2) auf dem festen Kontaktstück C in elektrischem Kontakt damit bei dem Knick (2a) gela­ gert ist.
9. Miniaturschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Knick (2a) der Kontaktwippe (2) durch eine Stütze (10) des Gehäuses (3) gelagert ist und dass die Strom­ verbindung dadurch gebildet wird, dass der Kontakt des Kontaktfederteiles C jederzeit mit dem beweglichen Kontakt des linken Seitenteiles der Kontaktwippe (2) in Kontakt steht.
10. Miniaturschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass hakenförmige Ansätze (8) an beiden Seiten des oberen Endes des Kontaktstückes C ausgebildet sind, und dass Ausnehmungen (9) an beiden Seiten des Knicks (2a) der Kontaktwippe (2) ausgebildet sind, wobei die hakenförmigen Ansätze (8) des festen Kontaktstückes C an den beiden Aus­ nehmungen (9) der Kontaktwippe (2) angreifen, so dass die Kontaktwippe (2) frei von links nach rechts unter Lagerung durch das obere Ende des festen Kontaktstückes C als Lager- und Schwenkpunkt zu verschwenken ist.
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