DE19501854C1 - Elektrischer Wippenschalter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht von einem gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches konzipierten elektrischen Wippenschalter aus.

Derartige elektrische Wippenschalter sind in der Regel dafür vorgesehen, die Ein- und Ausschaltung eines Stromkreises bzw. die Umschaltung von einem auf einen anderen Stromkreis zu ermöglichen. Die Betätigung solcher elektrischer Wippenschalter erfolgt durch ein Niederdrücken ihrer Wippe in die eine oder andere Richtung, wodurch der Wippenschalter von seiner Ausgangsstellung in eine seiner Arbeitsstellungen gebracht wird. Es sind Wippenschalter bekannt, die von ihrer Ausgangsstellung in eine Arbeitsstellung oder aber je Betätigungsrichtung in bis zu zwei Arbeitsstellungen gebracht werden können. Die Arbeitsstellungen können dabei entweder durch eine tastende und/oder rastende Betätigung erreicht werden. Bei der tastenden Betätigung kehrt die Wippe nach dem Niederdrücken automatisch von der eingenommenen Arbeitsstellung in die Ausgangsstellung zurück, wohingegen bei der rastender Betätigung die Wippe nach ihrer Betätigung in der eingenommenen Arbeitsstellung verbleibt und erst nach nochmaliger Betätigung automatisch in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt.

Ein dem Oberbegriff des Hauptanspruches entsprechender, elektrischer Wippenschalter ist durch die DE 29 27 492 A1 bekanntgeworden. Die Wippe dieses elektrischen Schalters ist von ihrer Ausgangsstellung in zwei Arbeitsstellungen bringbar. Im Isolierstoffgehäuse sind mehrere Festkontaktelemente ortsfest, sowie mehrere mit der Wippe zusammenwirkende Schaltkontaktteile bewegbar gehalten. Sowohl an die Festkontaktelemente als auch an eines der beiden Schaltkontaktteile ist ein aus dem Isolierstoffgehäuse nach außen geführter Anschlußkontakt angeformt. Eines der Festkontaktelemente erstreckt sich mit seinen Hauptflächen senkrecht zur Betätigungsoberfläche der Wippe und ist einem Schaltkontaktteil zugeordnet, welches sich mit seinen Hauptflächen im wesentlichen parallel zum Schalkontaktteil erstreckt und mit seinem freien Endbereich sowohl mit einer Schmalseite des Festkontaktelementes als auch mit einem an die Unterseite der Wippe angeformten Betätigungsansatz zusammenwirkt.

Außerdem ist durch die DE 20 04 433 C3 ein relativ einfach aufgebauter elektrischer Wippenschalter bekanntgeworden. Die Wippe dieses Wippenschalters kann aus ihrer neutralen Ausgangsstellung durch Betätigung in zwei verschiedene Richtungen in zwei Arbeitsstellungen gebracht werden. Die Wippe weist zur Betätigung des Schaltkontaktteiles einen hülsenförmigen Ansatz auf, in dem eine Schraubendruckfeder und ein Rastelement vorhanden sind. Zum Erreichen der Arbeitsstellungen arbeitet das Rastelement mit dem zentral im Isolierstoffgehäuse angeordneten, T-förmig ausgebildeten bewegbaren Schaltkontaktteil zusammen. Je nach Betätigung wird einer der beiden gegenüberliegenden Schenkel des T-förmigen Schaltkontaktteiles abgebogen, bis dieser in seiner Arbeitsstellung an dem zugehörigen Festkontaktteil zur Anlage kommt. Sowohl Schraubendruckfeder als auch Rastelement stellen jedoch relativ schwierig zu montierende eine automatische Fertigung behindernde Einzelteile dar.

Zudem ist durch die GB-PS 70 99 17 ein elektrischer Kippschalter bekanntgeworden, bei dem ein Festkontaktelement zwischen zwei als Kontaktfederarme ausgebildeten Schaltkontaktteilen angeordnet ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Wippenschalter der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der nicht nur besonders einfach aufgebaut ist, sondern der darüber hinaus aus wenigen einfach zu montierenden und automatengerecht ausgebildeten Einzelteilen besteht und bei dem trotz einfachen Aufbaus auch beim Auftreten von Vibrationen eine lagegerechte und klapperfreie Anordnung gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst. Bei einem solchen elektrischen Wippenschalter ist besonders vorteilhaft, daß trotz einfachen und funktionssicheren Aufbaus zur Erzeugung der Betätigungs- und Rückstellkräfte weder eine Schraubendruckfeder noch ein separat zu montierendes Rastelement notwendig sind.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben und werden anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert, dabei zeigen

Fig. 1 den wesentlichen Teil eines elektrischen Wippenschalters im Vollschnitt, in seiner Ausgangsstellung

Fig. 2 einen Wippenschalter gemäß Fig. 1 in einer seiner Arbeitsstellungen

Fig. 3 eine ein Festkontaktelement, zwei Schaltkontaktteile, drei Anschlußkontakte und ein Federelement umfassende Kontaktblechplatine, nach dem Stanzvorgang für einen Wippenschalter gemäß Fig. 1.

Wie aus den Zeichnungen hervorgeht, besteht ein solcher Wippenschalter hauptsächlich aus einem Isolierstoffgehäuse 1, in dem ein Festkontaktelement 2 ortsfest, sowie zwei mit einer Wippe 3 zusammenwirkende Schaltkontaktteile 4 bewegbar gehalten sind. Zum Anschluß von elektrischen Leitungen ist sowohl an das Festkontaktelement 2, als sind auch an die beiden Schaltkontaktteile 4 je ein aus dem Isolierstoffgehäuse 1 nach außen geführter Anschlußkontakt 5 angeformt. Zur Erzeugung definierter Betätigungs- und Rückstellkräfte wirkt die Wippe 3 außerdem mit einem im Isolierstoffgehäuse 1 gehaltenen, blattfederartig ausgebildeten Federelement 6 zusammen.

Wie insbesondere aus der Fig. 3 hervorgeht, werden das Festkontaktelement 2 mit seinem angeformten Anschlußkontakt 5, die beiden Schaltkontaktteile 4 mit ihrem jeweils ebenfalls angeformten Anschlußkontakt 5 und das Federelement 6 durch Stanzen und Biegen aus einer einzigen Kontaktblechplatine hergestellt. Zur Befestigung am Isolierstoffgehäuse 1 sind in das Festkontaktelement 2, die beiden Schaltkontaktteile 4 bzw. die zugehörigen Anschlußkontakte 5 Befestigungsausnehmungen 7 mit Vorsprüngen 8 eingebracht. Beim Einsetzen der angesprochenen Teile krallen sich die Vorsprünge 8 der Befestigungsausnehmungen 7 an, an das Isolierstoffgehäuse 1 angeformte Befestigungsdome 9 fest und sorgen somit für eine sichere Halterung. Nachdem die Kontaktblechplatine im Ganzen ins Isolierstoffgehäuse 1 eingesetzt und wie schon beschrieben dort befestigt worden ist, werden die Verbindungsstege 10 abgetrennt, so daß dann vier separate Einzelteile vorliegen.

Wie insbesondere aus Fig. 1 und Fig. 2 hervorgeht, werden durch einfache im Bereich von 90° liegende Biegeprozesse die endgültigen Formen des Festkontaktelementes 2, der beiden Schaltkontaktteile 4 und des Federelementes 6 hergestellt. Die nicht im einzelnen in diesen Figuren gezeigten Anschlußkontakte 5 können je nach Ausführung ebenfalls durch einfache Biegeprozesse oder aber ohne jeglichen Biegeprozeße hergestellt werden.

Das Festkontaktelement 2 besteht aus einem sich im wesentlichen parallel zur Betätigungsoberfläche 11 der Wippe 3 erstreckenden, im großen und ganzen rechteckförmig ausgebildeten Kontaktblechabschnitt. Dieser Kontaktblechabschnitt ist rechtwinklig aus der Ebene der Basis 12 des zugehörigen Anschlußkontaktes 5 ausgestellt, welcher mit seinen Hauptflächen parallel zum Boden 13 verlaufend am Isolierstoffgehäuse 1 festgelegt ist. Zur Befestigung ist in der Nähe des Festkontaktelementes 2 in der Basis 12 außer den Befestigungsausnehmungen 7 noch ein Durchbruch 14 vorhanden, welcher von einem senkrecht vom Boden 13 aufsteigenden Befestigungssteg 15 durchgriffen wird. Damit dauerhaft bei Bedarf eine sichere Kontaktierung zwischen dem Festkontaktelement 2 und den beiden Schaltkontaktteilen 4 gewährleistet ist, weist jede der beiden Schmalseiten des rechteckförmigen Festkontaktelementes 2 eine angeformte Kontaktspitze 16 auf. Somit ist zur Stromübertragung zwischen dem Festkontaktelement 2 und jedem der beiden Schaltkontaktteile 4 eine punktförmige und damit eine hohe spezifische Kontaktkraft gewährleistende Kontaktstelle vorhanden.

Jedes der beiden Schaltkontaktteile 4 besteht aus einem langgestreckten, sich senkrecht zur Betätigungsoberfläche der Wippe 3 erstreckenden Kontaktfederarm 17, welcher über seine Basis 18 einstückig mit dem zugehörigen Anschlußkontakt 5 in Verbindung steht. Die Kontaktfederarme 17 weisen eine trapezförmige Kontur auf und sind an ihrer Basis 18 um 90° aus der Ebene des zugehörigen Anschlußkontaktes 5 ausgestellt, welcher jeweils mit seinen Hauptflächen parallel zum Boden 13 verlaufend am Isolierstoffgehäuse 1 befestigt ist. Zur Befestigung ist in der Nähe der Basis 18 der beiden Kontaktfederarme 17 eine Befestigungsausnehmung 7 in jedem der beiden Anschlußkontakte 5 vorhanden. Außerdem kommen an den Boden 13 angeformte Stützstege 25 an den Hauptflächen der beiden Kontaktfederarme 17 zur Anlage und nehmen diese im Bereich ihrer Basis 18 zwischen sich auf. Durch das Ausstellen um 90° sind die Hauptflächen der beiden Kontaktfederarme 17 senkrecht zum Boden 13 des Isolierstoffgehäuses 1 verlaufend angeordnet. Einer der beiden Schaltkontaktteile 4 ist dabei der rechten und der andere der beiden Schaltkontaktteile 4 der linken Seite des Isolierstoffgehäuses 1 zugeordnet, so daß die beiden Schaltkontaktteile 4 das Festkontaktelement 2 zwischen sich aufnehmen. Dabei sind die inneren Flächen der freien Endbereiche 19 der Kontaktfederarme 17 der beiden Schaltkontaktteile 4 direkt den Kontaktspitzen 16 des Festkontaktteiles 2 zugeordnet. Außerdem liegen die äußeren Flächen der freien Endbereiche 19 zum Zwecke der Betätigung jeweils an einem Betätigungsansatz 20 der Wippe 3 an.

Das blattfederartige Federelement 6 besteht aus einem Kontaktblechabschnitt, der im wesentlichen rahmenförmig ausgebildet ist. Die beiden Rahmenlängsseiten 21 stehen nicht nur über ihre beiden Schmalseiten 22, sondern auch über ein parallel zu diesen verlaufendes, zentral angeordnetes Brückenglied 23 miteinander in Verbindung. An die beiden Längsseiten des Brückengliedes 23 ist jeweils eine Lasche 24 angeformt. Das Federelement 6 verläuft insgesamt gesehen mit seinen beiden Hauptflächen im wesentlichen parallel zur Betätigungsoberfläche 11 der Wippe 3 bzw. zu den Hauptflächen des Festkontaktelementes 2 und ist auch zwischen der Wippe 3 und dem Festkontaktelement 2 angeordnet. Zur Aufnahme eines an den Boden 13 des Isolierstoffgehäuses 1 angeformten Stützsteges 25 sind die beiden Laschen 24 in Richtung auf das Festkontaktelement 2 verlaufend U-förmig abgebogen. Zusätzlich kommt das Federelement 6 zur Lagerung mit seinen beiden Schmalseiten 22 in taschenförmigen Ausnehmungen 26 des Isolierstoffgehäuses 1 zu liegen. Die taschenförmigen Ausnehmungen 26 sind in den parallel zu den Kontaktfederarmen 17 verlaufenden Wänden des Isolierstoffgehäuses 1 vorhanden.

Die der Kontaktwippe 3 zugewandte Seite des Brückengliedes 23 liegt an der, an die Unterseite der Wippe 3 angeformten Steuerkurve 27 an. Die Wippe 3 selbst ist über in ihren beiden Längswänden vorhandene Lagerausnehmungen an zwei Lagerzapfen des Isolierstoffgehäuses 1 kippbar gelagert. Von ihrer neutralen Ausgangsstellung kann die Wippe 3 durch ein Verschwenken in zwei verschiedene Richtungen in zwei unterschiedlich Arbeitsstellungen gebracht werden. An die Unterseite der Wippe 3 ist eine mit ihren Hauptflächen senkrecht zur Betätigungsoberfläche 11 verlaufende Betätigungsplatte 28 angeformt. Dabei stellen die mit den freien Endbereichen 19 der Kontaktfederarme 17 in Verbindung kommenden Betätigungsansätze 20 jeweils eine Verlängerung einer der beiden Schmalseiten der Betätigungsplatte 28 dar. Zwischen den Betätigungsansätzen 20 ist an die Fußfläche der Betätigungsplatte 28 die bereits erwähnte Steuerkurve 27 angeformt, welche W-artig ausgebildet ist. Durch die W-artige Ausbildung der Steuerkurve 27 wird im Zusammenspiel mit dem Brückenglied 23 des Federelementes 6 beim Betätigen der Wippe 3 für den Benutzer ein Druckpunkt in Art eines Schnappeffektes spürbar. Zur Erzeugung eines definierten Druckpunktes für jede Betätigungsrichtung kommt es dabei deshalb, weil die W-artige Steuerkurve aus zwei Wellen besteht, die sich jeweils aus zwei ineinanderverlaufende Kurvenbereiche mit unterschiedlichen Radien zusammensetzt. An den Übergangsstellen der beiden Radien jeder Welle entsteht ein Abfall der Betätigungskraft, wodurch für jede Betätigungsrichtung der Druckpunkt in Art eines Schnappefektes spürbar wird. Im Zusammenspiel mit den Kontaktfederarmen 17 der Schaltkontaktteile 4 stellt das Federelement 6 sicher, daß die Wippe 3 nach Beendigung der Betätigung automatisch wieder seine Ausgangsstellung einnimmt und in der Ausgangsstellung auch beim Auftreten von Vibrationen lagegerecht und klapperfrei gelagert ist.

Wird die Wippe 3 betätigt, so wird je nach Betätigungsrichtung der Kontaktfederarm 17 eines der beiden Schaltkontaktteile 4 durch den zugeordneten Betätigungsansatz 20 der Wippe 3 mehr und mehr verbogen. Durch die W-artige Ausbildung der Steuerkurve 27 wird dann für den Benutzer während der Betätigung ein Druckpunkt in Art eines Schnappeffektes spürbar, wobei gleichzeitig der Kontaktfederarm 17 mit der inneren Fläche seines Endbereiches 19 an der zugehörigen Kontaktspitze 16 des Festkontaktelementes 2 kontaktgebend zur Anlage kommt. Der elektrische Wippenschalter befindet sich somit in einer seiner beiden Arbeitsstellungen. Wird nun die Betätigungskraft von der Wippe 3 genommen, so kehrt diese - wie schon beschrieben - durch die gespeicherte Federkraft und das Zusammenspiel von Steuerkurve 27 und Brückenglied 23 sowie Betätigungsansatz 20 und Kontaktfederarm 17 wieder lagegerecht in seine Ausgangsstellung zurück.

Claims (12)

1. Elektrischer Wippenschalter bestehend aus einem Isolierstoffgehäuse, an dem eine aus ihrer Ausgangsstellung in zumindest eine Arbeitsstellung bringbare Wippe kippbar gelagert ist und in dem zumindest ein Festkontaktelement ortsfest, sowie zumindest ein mit der Wippe zusammenwirkendes Schaltkontaktteil bewegbar gehalten ist und wobei sowohl an das Festkontaktelement als auch an das Schaltkontaktteil ein aus dem Isolierstoffgehäuse nach außen geführter Anschlußkontakt angeformt ist, wobei zumindest ein Festkontaktelement aus einem sich mit seinen Hauptflächen zur Betätigungsoberfläche der Wippe erstreckenden Kontaktblechabschnitt gebildet ist und wobei zumindest ein Schaltkontaktteil aus einem sich mit seinen Hauptflächen senkrecht zur Betätigungsoberfläche der Wippe erstreckenden, als Kontaktfederarm ausgebildeten Kontaktblechabschnitt besteht, wobei der freie Endbereich des Kontaktfederarmes sowohl mit einer Schmalseite des Festkontaktelementes als auch mit einem an die Unterseite der Wippe angeformten Betätigungsansatz in Anlage bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß an die parallel zur Betätigungsoberfläche (11) der Wippe (3) verlaufende Fußfläche eine Steuerkurve (27) angeformt ist und daß im Isolierstoffgehäuse (1) ein zur Erzeugung von Betätigungs- und Rückstellkräften vorgesehenes, mit der Wippe (3) in Wirkverbindung stehendes Federelement (6) gelagert ist, wobei das Federelement (6) bereichsweise an die Steuerkurve (27) der Wippe (3) zur Anlage kommt und daß das Federelement (6) blattfederartig aus einem Kontaktblechabschnitt besteht, der im wesentlichen rahmenförmig ausgebildet ist, wobei das Federelement (6) mit seinen Hauptflächen parallel zur Betätigungsoberfläche (11) der Wippe (3) verlaufend im Isolierstoffgehäuse (1) gehalten ist und wobei die die beiden Rahmenlängsseiten (21) verbindenden Schmalseiten (22) des Federelementes (6) jeweils in eine taschenförmige Ausnehmung (26) des Isolierstoffgehäuses (1) eingreifen.

2. Elektrischer Wippenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Isolierstoffgehäuse (1) mit Abstand zueinander zwei Schaltkontaktteile (4) bewegbar gehalten sind, die jeweils aus einem sich mit seinen Hauptflächen senkrecht zur Betätigungsoberfläche (11) der Wippe (3) erstreckenden, als Kontaktfederarm (17) ausgebildeten Kontaktblechabschnitt bestehen, wobei die freien Endbereiche (19) der beiden parallel zueinander verlaufenden Kontaktfederarme (17) das Festkontaktelement (2) zwischen sich aufnehmen und jeweils sowohl mit einer der beiden Schmalseiten des Festkontaktelementes (2) als auch jeweils mit einem Betätigungsansatz (20) der Wippe (3) in Anlage bringbar sind.

3. Elektrischer Wippenschalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkontakt (5) eines jeden Schaltkontaktteiles (4) mit seinen Hauptflächen parallel zum Boden (13) des Isolierstoffgehäuses (1) verläuft und dort ortsfest gehalten ist und daß ein jedes Schaltkontaktteil (4) mit seinem Kontaktfederarm (17) rechtwinklig aus der Ebene seines Anschlußkontaktes (5) ausgestellt ist, so daß die Hauptflächen eines jeden Schaltkontaktteiles (4) senkrecht zum Boden (13) des Isolierstoffgehäuses (1) verlaufend angeordnet sind.

4. Elektrischer Wippenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkontakt (5) des Festkontaktelementes (2) mit seinen Hauptflächen parallel zum Boden (13) des Isolierstoffgehäuses (1) verläuft und dort ortsfest gehalten ist und daß das Festkontaktelement (2) rechtwinklig aus der Ebene dieses Anschlußkontaktes (5) ausgestellt ist, so daß dessen Hauptflächen senkrecht zum Boden (13) des Isolierstoffgehäuses (1) verlaufend angeordnet sind.

5. Elektrischer Wippenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an das Festkontaktelement (2) zwei jeweils mit einem Kontaktfederarm (17) eines Schaltkontaktteiles (4) in Anlage bringbare Kontaktspitzen (16) angeformt sind.

6. Elektrischer Wippenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest einem der Schaltkontaktteile (4) ein weiteres ortsfest im Isolierstoffgehäuse (1) gehaltenes Festkontaktelement zugeordnet ist.

7. Elektrischer Wippenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Unterseite der Wippe (3) eine sich mit ihren Hauptflächen senkrecht zur Betätigungsoberfläche (11) der Wippe (3) erstreckende, mit zwei Betätigungsansätzen (20) versehene Betätigungsplatte (28) angeformt ist.

8. Elektrischer Wippenschalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Betätigungsansätze (20) jeweils eine Verlängerung einer der beiden senkrecht zur Betätigungsoberfläche (11) verlaufenden Schmalseiten der Betätigungsplatte (28) darstellen und daß die Steuerkurve (27) an die zwischen den beiden Betätigungsansätzen (22) vorhandene Fußfläche der Betätigungsplatte (28) angeformt ist.

9. Elektrischer Wippenschalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die an die Fußfläche der Wippe (3) angeformte Steuerkurve (27) W-artig ausgebildet ist.

10. Elektrischer Wippenschalter nach einem der Ansprüche I bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rahmenlängsseiten (21) zusätzlich über ein parallel zu den beiden Schmalseiten (22) des Federelementes (6) verlaufendes, zentral angeordnetes Brückenglied (23 miteinander in Verbindung stehen.

11. Elektrischer Wippenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an beide Längsseiten des Brückengliedes (23) jeweils eine Lasche (24) angeformt ist, und daß die Laschen (24) in Richtung auf das Festkontaktelement (2) zur Aufnahme eines an das Isolierstoffgehäuses (1) angeformten Stützsteges (25) U-förmig zu einer Führungszone abgebogen sind und daß die der Wippe (3) zugewandten Seite des Brückengliedes (23) mit der an die Fußfläche der Betätigungsplatte (28) angeformten Steuerkurve (27) in Anlage kommt.

12. Elektrischer Wippenschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Festkontaktelement (2), die beiden Schaltkontaktteile (4), die jeweils angeformten Anschlußkontakte (5) und das Federelement (6) einstückige Bestandteile einer einzigen Kontaktblechplatine sind und erst durch ein Auf- bzw. Abtrennen ihrer Verbindungsstege (10) entsprechende Einzelteile darstellen.