DE4420665A1 - Schalter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und betrifft einen Schalter, der als Mikroschalter zur Positionsdetektion und dergleichen geeignet ist.

Bei einem allgemein bekannten Typ einer Schaltvorrichtung als Mikroschalter zur Positionsdetektion sind ein normalerweise geschlossener Kontakt und ein gemeinsamer Kontakt normalerweise elektrisch miteinander verbunden, und bei Niederdrücken eines Gleitstücks um eine vorbestimmte Hubstrecke werden ein normalerweise geöffneter Kontakt und der gemeinsame Kontakt elektrisch miteinander verbunden, um einen anderen Stromkreis zu bilden.

Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht einer solchen Art eines herkömmlichen Schalters.

Der in dieser Figur dargestellte Schalter umfaßt ein Gehäuse 1, ein Gleitstück 2, das in dem Gehäuse 1 gleitend verschiebbar gehalten ist und in bezug auf die Zeichnung nach unten niederdrückbar ist, einen clipförmigen beweglichen Kontakt 3, der an dem Gleitstück 2 befestigt ist, eine Rückstellfeder 4 zum Drücken des Gleitstücks 2 in der zu der Niederdrückrichtung entgegengesetzten Richtung, einen normalerweise geschlossenen Kontakt 5, einen gemeinsamen Kontakt 6 sowie einen normalerweise geöffneten Kontakt 7. Diese feststehenden Kontakte 5, 6 und 7 sind in fast regelmäßigen Abständen von dem Gehäuse 1 wegstehend angeordnet und mit Anschlüssen 8, 9 bzw. 10 verbunden. Mit anderen Worten sind eine den normalerweise geschlossenen Kontakt 5 und den Anschluß 8 aufweisende Metallplatte, eine den gemeinsamen Kontakt 6 und den Anschluß 9 aufweisende Metallplatte sowie eine den normalerweise geöffneten Kontakt 7 und den Anschluß 10 aufweisende Metallplatte im Abstand voneinander in das Gehäuse 1 eingebettet, das aus einem Kunstharzmaterial hergestellt ist.

Wenn bei dem in der beschriebenen Weise ausgebildeten Schalter ein Betätigungsbereich 2a des Gleitstücks 2 nicht niedergedrückt wird, sind der normalerweise geschlossene Kontakt 5 und der gemeinsame Kontakt 6 durch den beweglichen Kontakt 3 elektrisch miteinander verbunden, und der normalerweise geschlossene Kontakt 5 befindet sich im EIN-Zustand. Da jedoch der gemeinsame Kontakt 6 mit dem normalerweise geöffneten Kontakt 7 nicht elektrisch verbunden ist, ist der normalerweise geöffnete Kontakt 7 im AUS-Zustand gehalten. Da das Gleitstück 2 dieses Schalters durch die Rückstellfeder 4 in seinem nicht niedergedrückten Zustand normalerweise bis zum obersten Hubbewegungsende nach oben gedrückt ist, heißt dies mit anderen Worten, daß ein Stromkreis gebildet ist, bei dem die Anschlüsse 8 und 9 miteinander verbunden sind und die Anschlüsse 9 und 10 nicht miteinander verbunden sind. Wenn jedoch der Betätigungsbereich 2a des Gleitstücks 2 um eine vorbestimmte Hubstrecke niedergedrückt wird, werden der gemeinsame Kontakt 6 und der normalerweise geöffnete Kontakt 7 durch den beweglichen Kontakt 3 elektrisch miteinander verbunden, und der normalerweise geöffnete Kontakt 7 wird vom AUS-Zustand in den EIN-Zustand umgeschaltet, nachdem der normalerweise geschlossene Kontakt 5 und der gemeinsame Kontakt 6 voneinander getrennt sind, wodurch ein anderer Stromkreis gewählt wird, in dem die Anschlüsse 8 und 9 nicht elektrisch miteinander verbunden sind und die Anschlüsse 9 und 10 elektrisch miteinander verbunden sind. Wenn die auf das Gleitstück 2 ausgeübte Niederdrückkraft in diesem Zustand aufgehoben wird, erfolgt dadurch, daß das Gleitstück 2 durch die Federkraft der Rückstellfeder 4 in seine oberste Hubbewegungsposition nach oben gedrückt wird, eine Rückkehr des normalerweise geschlossenen Kontakts 5 in den EIN-Zustand, und der normalerweise geöffnete Kontakt 7 kehrt in den AUS- Zustand zurück.

Wenn nun ein nicht dargestellter, zu detektierender Gegenstand zum Niederdrücken des Gleitstücks 2 ausgelegt ist, wenn er in eine vorbestimmte Position bewegt ist, so läßt sich ansprechend auf die Veränderung eines Signals bei der Stromkreisumschaltung feststellen, daß sich der Gegenstand in der vorbestimmten Position befindet.

Wenn bei einem Mikroschalter zur Positionsdetektion der normalerweise geschlossene Kontakt 5 und der normalerweise geöffnete Kontakt 7 rasch von EIN auf AUS bzw. von AUS auf EIN durch Niederdrücken des Gleitstücks 2 umgeschaltet werden, mit anderen Worten, wenn der AUS-Bereich des normalerweise geschlossenen Kontakts 5 und der EIN-Bereich des normalerweise geöffneten Kontakts 7 in bezug auf die Gesamthubbewegungsstrecke des Gleitstücks 2 ausreichend koordiniert sind, läßt sich die zeitliche Steuerung der Detektion beschleunigen, wodurch der Nutzen steigt. Bei dem vorstehend beschriebenen herkömmlichen Schalter ist jedoch aufgrund der Tatsache, daß der gemeinsame Kontakt 6 entlang der Niederdrückrichtung des Gleitstücks 2 zwischen dem normalerweise geschlossenen Kontakt 5 und dem normalerweise geöffneten Kontakt 7 angeordnet ist, eine Stromkreisumschaltung nur dann möglich, wenn das Gleitstück 2 fest niedergedrückt wird. Die zeitliche Steuerung der Detektion läßt sich daher nur schwer beschleunigen. Da mit anderen Worten der Schalter mit der in Fig. 3 gezeigten Kontaktstruktur keinen Umschaltvorgang zu einem gewünschten Zeitpunkt nach Maßgabe seiner Verwendung ermöglicht, besteht wenig Spielraum bei der Ausbildung des Schalters, und es ist auch schwierig, das Ansprechen der Vorrichtung als Mikroschalter zur Positionsdetektion zu verbessern.

In Anbetracht der vorstehend genannten Probleme des Standes der Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Schaffung eines Schalters, bei dem sich ein Umschaltvorgang zu einem gewünschten Zeitpunkt durchführen läßt.

Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1.

Die vorliegende Erfindung schafft einen Schalter, bei dem ein Gehäuse mit einem normalerweise geschlossenen Kontakt, einem normalerweise geöffneten Kontakt und einem gemeinsamen Kontakt, die in voneinander beabstandeten Positionen angeordnet sind, ein Gleitstück mit einem beweglichen Kontakt in gleitend verschiebbarer Weise hält, wobei der normalerweise geschlossene Kontakt und der gemeinsame Kontakt bei nicht niedergedrücktem Gleitstück durch den beweglichen Kontakt in elektrischer Verbindung miteinander gehalten sind, und wobei der normalerweise geöffnete Kontakt und der gemeinsame Kontakt zur Ausführung einer Stromkreis-Umschaltung durch den beweglichen Kontakt elektrisch miteinander verbunden werden, wenn das Gleitstück in einem vorbestimmten Hubbewegungsausmaß niedergedrückt wird, wobei sich der Schalter dadurch auszeichnet, daß der gemeinsame Kontakt auf einer inneren Bodenebene des Gehäuses angebracht ist, die sich im wesentlichen rechtwinklig zu der Niederdrückrichtung des Gleitstücks erstreckt, daß eine gut leitende Rückstellfeder, die mit dem beweglichen Kontakt elektrisch verbunden ist und das Gleitstück in der zu dessen Niederdrückrichtung entgegengesetzten Richtung mit Druck beaufschlagt, auf dem gemeinsamen Kontakt angebracht ist, und daß der normalerweise geschlossene Kontakt und der normalerweise geöffnete Kontakt seitlich nebeneinander auf einer Innenwand des Gehäuses angeordnet sind, die relativ zu der inneren Bodenebene aufrecht steht, so daß der bewegliche Kontakt mit der Innenwand in Gleitberührung gebracht ist.

Da in der vorstehend beschriebenen Weise der gemeinsame Kontakt und der bewegliche Kontakt durch die auf dem gemeinsamen Kontakt aufliegende, gut leitende Rückstellfeder stets elektrisch miteinander verbunden sind, läßt sich ein Umschaltvorgang dadurch erzielen, daß man eine elektrische Verbindung und Trennung des beweglichen Kontakts mit dem normalerweise geschlossenen Kontakt und dem normalerweise geöffneten Kontakt herstellt, die seitlich nebeneinander auf der Innenwand des Gehäuses angeordnet sind, auf der der bewegliche Kontakt eine Gleitbewegung ausführt. Da sich außerdem der Abstand zwischen dem normalerweise geschlossenen Kontakt und dem normalerweise geöffneten Kontakt sowie die Befestigungspositionen derselben ohne jegliche Einschränkung im Hinblick auf den gemeinsamen Kontakt beliebig wählen lassen, ist es möglich, einen Umschaltvorgang zu einem gewünschten Zeitpunkt nach Maßgabe der Verwendung des Schalters durchzuführen.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem Unteranspruch.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Schalters zur Positionsdetektion gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine auseinandergezogene Perspektivansicht des in Fig. 1 gezeigten Schalters; und

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Schalters des Standes der Technik.

Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben.

Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Schalter besitzt im großen und ganzen ein Gehäuseelement 11, das ein unteres bzw. inneres Gehäuseteil bildet, ein Gleitstück 12, das von dem Gehäuseelement 11 gleitend verschiebbar gehalten ist und in bezug auf Fig. 1 nach unten niederdrückbar ist, einen beweglichen Kontakt 13, der ein federnd nachgiebiges Stück 13a aufweist, und an dem Gleitstück 12 angebracht ist, eine gut leitende Rückstellfeder 14, die an ihrem einen Ende durch das Gleitstück 12 in Druckkontakt mit dem beweglichen Kontakt 13 gehalten ist und an ihrem anderen Ende auf einer inneren Bodenebene 11a des Gehäuseelements 11 aufliegt, eine auf dem Gehäuseelement 11 angeordnete elastische Kappe 15 zum Abdecken eines Betriebsbereichs bzw. Betätigungsbereichs 12a des Gleitstücks 12, ein oberes bzw. äußeres Gehäuseteil 16 zum Aufnehmen des Gehäuseelements 11 in diesem, wobei die Kappe 15 durch eine Öffnung 16a des Gehäuseteils 16 nach außen ragt, sowie ein Betätigungsglied 17, das an dem oberen Gehäuseteil 16 schwenkbar gehaltert ist und mit der Kappe 15 in Berührung steht. Das Gehäuseelement 11 besitzt einen gemeinsamen Kontakt 18, der auf dessen inneren Bodenebene 11a freiliegt, einen normalerweise geschlossenen Kontakt 19 und einen normalerweise geöffneten Kontakt 20, die auf einer Innenwand 11b freiliegen, welche relativ zu der inneren Bodenebene 11a stehend angeordnet ist, einen sich von dem gemeinsamen Kontakt 18 wegerstreckenden Anschluß 21, einen sich von dem normalerweise geschlossenen Kontakt 19 wegerstreckenden Anschluß 22 sowie einen sich von dem normalerweise geöffneten Kontakt 20 wegerstreckenden Anschluß 23. Mit anderen Worten ist das Gehäuseelement 11 gebildet mit einer den gemeinsamen Kontakt 18 und den Anschluß 21 aufweisenden Metallplatte, einer den normalerweise geschlossenen Kontakt 19 und den Anschluß 22 aufweisenden Metallplatte sowie einer den normalerweise geöffneten Kontakt 20 und den Anschluß 23 aufweisenden Metallplatte, die in voneinander beabstandeten Positionen in das Gehäuseelement 11 eingebettet sind. Da sich in bezug auf die Zeichnungen ein unterer Endbereich der als Schraubenfeder ausgebildeten Rückstellfeder 14 in federnd nachgiebiger Berührung mit dem gemeinsamen Kontakt 18 befindet, sind der bewegliche Kontakt 13 und der gemeinsame Kontakt 18 durch die Rückstellfeder 14, die zur Druckbeaufschlagung des Gleitstücks 12 in der zu der Niederdrückrichtung entgegengesetzten Richtung dient, stets elektrisch miteinander verbunden. Da der bewegliche Kontakt 13 ein vorderes Ende des federnd nachgiebigen Stücks 13a in Gleitkontakt mit der Innenwand 11b des Gehäuseelements 11 bringt, erfolgt dann, wenn das Gleitstück 12 relativ zu dem Gehäuseelement 11 in bezug auf die Zeichnungen nach unten und oben bewegt wird, eine Gleitbewegung des federnd nachgiebigen Stücks 13a auf der Innenwand 11b in einer derartigen Weise, daß es sich von dem normalerweise geschlossenen Kontakt 19 trennt und mit dem normalerweise geöffneten Kontakt 20 in Berührung tritt bzw. sich von dem normalerweise geöffneten Kontakt 20 trennt und mit dem normalerweise geschlossenen Kontakt 19 in Berührung tritt.

Bei dem auf diese Weise ausgebildeten Schalter sind dann, wenn das Betätigungsglied 17 nicht durch einen zu detektierenden, nicht dargestellten Gegenstand niedergedrückt wird und der Betätigungsbereich 12a des Gleitstücks 12 nicht niedergedrückt wird, der normalerweise geschlossene Kontakt 19 und der gemeinsame Kontakt 18 durch den beweglichen Kontakt 13 und die Rückstellfeder 14 elektrisch miteinander verbunden, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, und der normalerweise geschlossene Kontakt 19 befindet sich im EIN-Zustand. Der normalerweise geöffnete Kontakt 20 und der gemeinsame Kontakt 18 sind jedoch nicht elektrisch miteinander verbunden, und somit befindet sich der normalerweise geöffnete Kontakt 20 im AUS- Zustand. Mit anderen Worten heißt dies, daß das nicht nach unten gedrückte Gleitstück 12 durch die Rückstellfeder 14 in die oberste Hubbewegungsposition nach oben gedrückt ist. Zu diesem Zeitpunkt ist ein Stromkreis gebildet, bei dem die Anschlüsse 21 und 22 elektrisch miteinander verbunden sind und die Anschlüsse 22 und 23 nicht elektrisch miteinander verbunden sind.

Da das Betätigungsglied 17 in bezug auf Fig. 1 eine Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn ausführt, wenn es von dem zu detektierenden Gegenstand niedergedrückt wird, und dabei das Gleitstück 12 durch die zur Schaffung einer wasserdichten Anordnung dienende Kappe 15 nach innen niederdrückt, wird der bewegliche Kontakt 13 von dem normalerweise geschlossenen Kontakt 19 getrennt, und die elektrische Verbindung zwischen dem normalerweise geschlossenen Kontakt 19 und dem gemeinsamen Kontakt 18 wird zu dem Zeitpunkt aufgehoben, zu dem der Betätigungsbereich 12a des Gleitstücks 12 um eine vorbestimmte Hubbewegungsstrecke niedergedrückt worden ist. Außerdem wird der bewegliche Kontakt 13 mit dem normalerweise geöffneten Kontakt 20 in Berührung gebracht, und der normalerweise geöffnete Kontakt 20 und der gemeinsame Kontakt 18 sind dann durch den beweglichen Kontakt 13 und die Rückstellfeder 14 elektrisch miteinander verbunden. Mit anderen Worten heißt dies, daß durch das Umschalten des normalerweise geöffneten Kontakts 20 von AUS auf EIN unmittelbar nach dem Umschalten des normalerweise geschlossenen Kontakts 19 von EIN auf AUS ein anderer Stromkreis gewählt wird, in dem die Anschlüsse 21 und 22 nicht elektrisch miteinander verbunden sind, sondern die Anschlüsse 21 und 23 elektrisch miteinander verbunden sind.

Wenn der zu detektierende Gegenstand, der das Betätigungsglied 17 niedergedrückt hat, entfernt wird und die auf das Gleitstück 12 ausgeübte Niederdrückkraft aufgehoben wird, nachdem der normalerweise geöffnete Kontakt 20 somit in den EIN- Zustand geschaltet worden ist, wird dadurch, daß das Betätigungsglied 12 durch die Federkraft der Rückstellfeder 14 in die oberste Hubbewegungsposition gedrückt wird, das Betätigungsglied 17 durch den Betätigungsbereich 12a nach oben gedrückt und in die Ausgangsposition zurückgeführt, wobei der normalerweise geschlossene Kontakt 19 in den EIN- Zustand zurückkehrt und der normalerweise geöffnete Kontakt 20 in den AUS-Zustand zurückkehrt.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der auf der Innenwand 11a des Gehäuseelements 11 freiliegende gemeinsame Kontakt 18 durch die gut leitende Rückstellfeder 14 mit dem beweglichen Kontakt 13 stets elektrisch verbunden, und der normalerweise geschlossene Kontakt 19 und der normalerweise geöffnete Kontakt 20 sind seitlich nebeneinander auf der Innenwand 11b des Gehäuseelements 11 angeordnet, die sich im wesentlichen rechtwinklig zu der inneren Bodenebene 11a erstreckt und als Gleitebene für das federnd nachgiebige Stück 13a des beweglichen Kontakts 13 wirkt, so daß sich ein Stromkreis-Umschaltvorgang dadurch erzielen läßt, daß man das federnd nachgiebige Stück 13a mit diesen Kontakten 19 und 20 in Berührung bringt bzw. von diesen trennt. Auf diese Weise ist es möglich, die Betriebs-Hubbewegungsstrecke des Gleitstücks 12 zu reduzieren, die zum Umschalten des normalerweise geöffneten Kontakts 20 von AUS auf EIN erforderlich ist, und zwar dadurch, daß man die Kontakte 19 und 20 auf der Innenwand 11b derart ausbildet, daß die Gleitstrecke des federnd nachgiebigen Stücks 13a auf dem normalerweise geöffneten Kontakt 20 länger ist als die Gleitstrecke auf dem normalerweise geschlossenen Kontakt 19, wodurch sich ein Mikroschalter zur Positionsdetektion schaffen läßt, der eine rasche Detektion ermöglicht und ein ausgezeichnetes Ansprechvermögen besitzt.

Da es durch eine solche Kontaktkonstruktion außerdem möglich ist, den Abstand zwischen dem normalerweise geschlossenen Kontakt 19 und dem normalerweise geöffneten Kontakt 20 sowie deren Positionen ohne jegliche Einschränkung hinsichtlich des gemeinsamen Kontakts 18 in beliebiger Weise zu wählen, lassen sich die AUS-Zeitsteuerung des normalerweise geschlossenen Kontakts 19 und die EIN-Zeitsteuerung des normalerweise geöffneten Kontakts 20 beliebig einstellen, wodurch sich ein Umschaltvorgang zu einem gewünschten Zeitpunkt entsprechend der Verwendung des Schalters erzielen läßt.

Das Gehäuseelement 11 wird in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel zwar als Gehäuseteil verwendet, das den gemeinsamen Kontakt 18, den normalerweise geschlossenen Kontakt 19, den normalerweise geöffneten Kontakt 20 und die Anschlüsse 21, 22 und 23 beinhaltet; diese Kontakte 18 bis 20 sowie die Anschlüsse 21 bis 23 lassen sich jedoch durch Schneiden bzw. Stanzen derselben Bandmaterialien in den gewünschten Formen sowie durch Einsetzen der zugeschnittenen Materialien in eine Form für das Gehäuseelement 11 in einfacher Weise bilden, wodurch es möglich ist, die Herstellbarkeit des Schalters in großen Stückzahlen zu steigern und die Produktionskosten zu senken.

Da sich in der vorstehend beschriebenen Weise der Abstand zwischen dem normalerweise geschlossenen Kontakt und dem normalerweise geöffneten Kontakt sowie deren Positionen bei dem erfindungsgemäßen Schalter ohne Einschränkungen hinsichtlich des gemeinsamen Kontakts in beliebiger Weise wählen lassen, ergibt sich der bemerkenswerte Vorteil, daß sich ein Umschaltvorgang zu einem gewünschten Zeitpunkt nach Maßgabe der Verwendung erzielen läßt. Der Spielraum bei der Ausbildung des erfindungsgemäßen Schalters ist somit vergrößert. Zum Beispiel ermöglicht eine Kontaktkonstruktion, bei der sich der normalerweise geöffnete Kontakt rasch von AUS auf EIN umschalten läßt, die Schaffung eines Mikroschalters zur Positionsdetektion, der zur Durchführung einer raschen Detektion in der Lage ist und ausgezeichnet anspricht.

Claims (2)

1. Schalter, bei dem ein Gehäuse mit einem normalerweise geschlossenen Kontakt (19), einem normalerweise geöffneten Kontakt (20) und einem gemeinsamen Kontakt (18), die in voneinander beabstandeten Positionen angeordnet sind, ein Gleitstück (12) mit einem beweglichen Kontakt (13) in gleitend verschiebbarer Weise hält, wobei der normalerweise geschlossene Kontakt (19) und der gemeinsame Kontakt (18) bei nicht niedergedrücktem Gleitstück (12) durch den beweglichen Kontakt (13) in elektrischer Verbindung miteinander gehalten sind, und wobei der normalerweise geöffnete Kontakt (20) und der gemeinsame Kontakt (18) zur Ausführung einer Stromkreis-Umschaltung durch den beweglichen Kontakt (13) elektrisch miteinander verbunden werden, wenn das Gleitstück (12) in einem vorbestimmten Hubbewegungsausmaß niedergedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Kontakt (18) auf einer inneren Bodenebene (11a) des Gehäuses (11,16) angebracht ist, die sich im wesentlichen rechtwinklig zu der Niederdrückrichtung des Gleitstücks (12) erstreckt, daß eine gut leitende Rückstellfeder (14), die mit dem beweglichen Kontakt (13) elektrisch verbunden ist und das Gleitstück (12) in der zu dessen Niederdrückrichtung entgegengesetzten Richtung mit Druck beaufschlagt, auf dem gemeinsamen Kontakt (18) angebracht ist, und daß der normalerweise geschlossene Kontakt (19) und der normalerweise geöffnete Kontakt (20) seitlich nebeneinander auf einer Innenwand (11b) des Gehäuses (11, 16) angeordnet sind, die relativ zu der inneren Bodenebene (11a) aufrecht steht, so daß der bewegliche Kontakt (13) mit der Innenwand (11b) in Gleitberührung gebracht ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11, 16) ein Gehäuseelement beinhaltet, in dem eine Metallplatte für den normalerweise geschlossenen Kontakt (19), eine Metallplatte für den normalerweise geöffneten Kontakt (20) sowie eine Metallplatte für den gemeinsamen Kontakt (18) eingebettet sind.