DE2630356A1

DE2630356A1 - Elektrischer schalter

Info

Publication number: DE2630356A1
Application number: DE19762630356
Authority: DE
Inventors: Nelson Frederick John Godfrey
Original assignee: ERG Industrial Corp Ltd
Current assignee: ERG Industrial Corp Ltd
Priority date: 1975-10-30
Filing date: 1976-07-06
Publication date: 1977-05-05
Also published as: JPS602737B2; JPS5254983A; FR2330132B3; GB1490430A; US4072834A; FR2330132A1

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Wetckmann,

Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl.-Phys. DcK.TfNCKE Dipl.-Ing. R A.Veickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

₈ MÖNCHEN 86, DEN

POSTFACH 860 820

MDHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

ERG IEDUSTRIAL CORPORATION LIMITED, Luton Road, Dunstable, Bedfordshire, LU5 4LJ, England

Elektrischer Schalter

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter, wie er im Gattungsteil des ersten Anspruchs definiert ist.

Ein solcher Schalter, der beabstandete, stationäre Pole und ein bewegliches Überbrückungselement hat, das zum Herstellen der elektrischen Verbindung zwischen einem zusammengehörigen Paar der festen Pole dient, ist speziell, aber nicht ausschließlich für Miniaturschalter verwendbar.

Bei bekannten elektrischen Miniaturschaltern hat das bewegliche Element die Form eines gleitenden oder alternativ eines rollenden Elementes und diese Elemente werden durch eine Feder gegen die festen Pole gedrückt, um den Kontaktdruck vorzusehen. Im letzteren Fall rollt das rollende Element, das zylindrisch oder kugelförmig sein kann, über die feststehenden Pole in seine "Ein"-Stellung ohne eine wesentliche Schleifwirkung; folglich bleiben Oxydbeläge oder andere Verunreinigungen an den Zwischenflächen zwischen dem rollenden Element und den festen Polen bestehen und der Kontakt hängt bezüglich seiner Wirksamkeit und Zuverlässigkeit von der begrenzten Kraft ab, die von der feder aufgebracht werden kann. In ersterem Pail kann, wie beispielsweise in der britischen PS Nr. 1179650 gezeigt, der Gleitvorgang ausgenützt werden, um die Zwischenflächen zu reinigen. Es wird jedoch eine gesonderte Rast verwendet, die in

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ORIGINAL INSPECTED

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dem Beispiel der genannten PS eine von dem Schieber mitgeführte gefederte Kugel ist, die eine solche lage hat, daß sie in eine entsprechende Rastvertiefung am Gehäuse einrastet.

Die Erfindung sieht einen elektrischen Schalter vor, der ein Gehäuse, einen ersten und einen zweiten hochstehenden, festen Pol im Abstand voneinander in einer Wand des Gehäuses montiert, ein verschiebliches Überbrückungselement zum elektrischen Verbinden der Pole, einen Schieber, der in dem Gehäuse für eine Bewegung in der die Pole verbindenden Richtung angebracht ist und in einer Einsenkung des Überbrückungselement haltert, um es zum elektrischen Verbinden der Pole über den ersten Pol zum zweiten Pol hinzuführen, und noch ein Druckmittel aufweist, um das Überbrückungselement auf die Pole zu drücken, wobei der Schieber bis zu einer Grenzstellung über diejenige Stellung hinaus bewegbar ist, bei der die Pole erstmals durch das Überbrückungselement verbunden werden, und bei dieser Bewegung unter einer auf ihn ausgeübten Kraft eine Reinigung der Zwischenflächen zwischen dem Überbrückungselement und den Polen durch das Schleifen des Elementes auf den Polen bewirkt, und wobei die aufrechten beabstandeten Pole eine Rastvertiefung vorsehen und das Überbrückungselement derart gestaltet ist, daß es einen Rastvorsprung bildet, der unter der Wirkung des Druckmittels in die Rastvertiefung einfällt. Daraus geht hervor, daß erfindungsgemäße Schalter einfacher und mit geringeren Kosten hergestellt werden können als Schalter mit einer gesonderten Rast, beispielsweise einer Kugel und einer zugeordneten Vertiefung, in die die Kugel von einer beigegebenen Feder gedruckt wird, und aufgrund der Schleifwirkung an den Zwischenflächen zwischen dem Überbrückungselement und den Polen können die erfindungsgemäßen Schalter im Vergleich mit bekannten Schaltern, die rollende Überbrückungselemente praktisch ohne Schleifwirkung haben, eine Verbindung mit geringerem Widerstand bieten.

Die nachfolgend verwendeten Ausdrücke "Vorwärtskippen" und "Rückwärtskippen" beziehen sich auf die Richtung einer lage-

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änderung des Überbrückungselementes und werden relativ und nicht absolut verwendet. Die Pole haben vorzugsweise eine Kontaktkante im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Schiebers, um auf diese Weise an den Zwischenflächen zwischen dem Überbrückungselement und den Polen eine Kratzwirkung zu erzielen. Es ist einzusehen, daß in der Praxis die Kontaktkante einen sehr kleinen Krümmungsradius hat und daß dies einen hohen Kontaktdruck an den Zwischenflächen in der "Ein"-Stellung des Schalters ergibt im Vergleich zu Schaltern, bei denen der Kontakt von Fläche zu Fläche geht, d.h. die Krümmung an den Zwischenflächen gering ist.

Das Druckmittel ist vorzugsweise eine Schraubenfeder,die in der Einsenkung angeordnet ist und zwischen dem Schieber und dem Überbrückungselement wirkt.

Das Überbrückungselement kann U-Profil haben, d.h. zwei Arme, die durch einen Boden verbunden sind. Praktischerweise ist das Druckmittel zwischen den Armen des Überbrückungselementes angebracht und dies ist besonders günstig, wenn das Druckmittel, wie oben erwähnt, eine Schraubenfeder ist.

Die freien Enden der Arme des Überbrückungselementes können nach innen gebogen sein, so daß die Wände der Einsenkung mit gekrümmten Fläche in Kontakt kommen und es an den freien Enden der Arme keine scharfen Kanten gibt, die sich in die Wände der Einsenkung eingraben können und ein Festklemmen des Überbrückungselement es in der Einsenkung verursachen könnten.

Bei einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schalters mit einem U-förmigen Überbrückungselement hat dieses Element einen gekrümmten, vorzugsweise bogenförmigen Boden; außerdem hat die Einsenkung eine Yorderwand, die derart angeordnet ist, daß das Überbrückungselement rückwärtskippen kann, wenn es im Gebrauch in diejenige Stellung gleitet, in der es erstmals die Pole verbindet, sowie eine Rückwand in einer solchen Anord-

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nung, daß sie bei der weiteren Bewegung des Schiebers in die erwähnte Grenzstellung derart auf den hinteren Arm des Überbrückungselementes einwirkt, daß das Überbrückungselement gedreht wird, während der gekrümmte Boden mit den Polen in Kontakt bleibt und auf diese Weise die Schleifwirkung des Überbrückungselementes gegen die Pole zustandekommt.

Die hierin gebrauchten Ausdrücke "vorderer" und "hinterer" beziehen sich auf die Bewegung in die "Ein"-Stellung des Schalters, d.h. die Bewegung zum zweiten Pol hin.

Die vordere Wand der Einsenkung kann so geneigt sein, daß ihr Außenrand vor dem Innenrand zu liegen kommt; in diesem Fall wirkt die Vorderwand als Begrenzung für die Kippbewegung des Überbrückungselementes, während dessen gekrümmter Boden über den ersten Pol vorwärtsgleitet, um mit dem zweiten Pol in Kontakt zu kommen. Die Hinterwand kann entsprechend geneigt sein, so daß sich ein symmetrischer Vorgang bei einem Umschalter ergibt. Bei der Schalterart des Ein-Aus-Sehalters kann die Hinterwand im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Schiebers angeordnet sein, so daß das U-förmige Überbrückungselement um seinen gekrümmten Boden kippen kann, bis die Arme parallel zur Hinterwand stehen, d.h. das Überbrückungselement dann symmetrisch zwischen den Polen aufgenommen ist. Wie für den Fachmann selbstverständlich, ist die Einsenkung an einer solchen Stelle im Schieber angebracht, daß der Hinterrand das Überbrückungselement nicht von dem ersten Pol wegschiebt, wenn der Schieber in seine Grenzstellung gebracht wird.

Bei einer anderen Ausführungsform eines solchen Schalters mit ü-förmigem Überbrückungselement hat dieses Element einen flachen Boden, der mit dem vorderen Arm in einer gekrümmten, vorzugsweise bogenförmigen vorderen Ecke zusammentrifft, und ist ausreichend lose in der Einsenkung aufgenommen, daß es bei Bewegung des Schiebers durch eine auf diesen ausgeübte Stellkraft aus seiner "Aus"-Stellung um den ersten Pol schwenkt und

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an dieser gerundeten Vorderecke mit dem zweiten Pol in Kontakt kommt, wobei der durch die Schleifwirkung gereinigte Bereich sich an der gerundeten Vorderecke befindet. Vorzugsweise ist das Überbrückungselement derart geformt und angeordnet, daß, wenn der Schieber seine Grenzstellung einnimmt, das Druckmittel das Überbrückungselement zu einer Bewegung in die Stellung des ersten Kontaktes zwischen dem Überbrückungselement und dem zweiten Pol veranlaßt und auf diese Weise eine Reinigung der Zwischenflächen durch das Darüberlaufen erzielt.

In dieser anderen Ausführungsform des Schalters hat das TJ-förmige Überbrückungselement eine gekrümmte, vorzugsweise gerundete Hinterecke, die der Vorderecke entspricht, d.h. in anderen Worten, es ist symmetrisch zu einer Mittelebene zwischen den Armen. Dadurch vermindert sich die Gefahr, daß das Überbrückungselement sich verklemmt, weil die Hinterecke keine scharfe Kante ist, und zudem vereinfacht sich die Herstellung des Überbrückungselementes und der Zusammenbau des Schalters. Ein derartiges symmetrisches Überbrückungselement kann gut in einem Umschalter verwendet werden, der in einer Linie mit dem ersten und zweiten Pol noch einen weiteren, nach oben ragenden Pol hat, der in einem Abstand von dem ersten Pol auf der zum zweiten Pol entgegengesetzten Seite angeordnet ist. In diesem Pail ist für eine Bewegungsrichtung die eine Ecke die vordere und die andere Ecke die hintere, während für die andere Bewegungsrichtung die Rollen der Ecken vertauscht sind.

Ein Schalter mit nur zwei beabstandeten Polen hat eine einfache "Ein-Aus"-Punktion. G-emäß der Erfindung kann eine Umschaltfunktion erreicht werden, indem ein weiterer Pol spiegelbildlich zum zweiten Pol bezüglich der Transversalebene durch den ersten Pol vorgesehen wird. Bei einem solchen Umschalter sind das Überbrückungselement und die Einsenkung vorzugsweise symmetrisch bezüglich ihrer entsprechenden transversalen Mittelebenen.

Bei einem Schalter mit zwei beabstandeten Polen bildet vor-

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zugsweise der erste Pol zusammen mit einer zugeordneten Schrägfläche des Gehäuses eine Vertiefung, wobei sich das Überbrükkungselement unter der Einwirkung des Druckmittels bei Bewegung des Schiebers in Richtung auf die "Aus"-Stellung über den ersten Pol bewegt und in die Vertiefung einfällt. Praktischerweise ist dem zweiten Pol eine entsprechende Schrägfläche zugeordnet. Dadurch können zwei Schalter in einem zusammengesetzten Gehäuse montiert werden, wobei der Schieber des einen Schalters gegenüber dem anderen Schalter umgekehrt ist, die übrigen Teile des Schalters aber gleich sind. Damit läßt sich eine Umschaltfunktion erzielen, wenn ein entsprechendes Polpaar zu einem Pol mechanisch gekuppelt ist. Dabei ist eine merkliche Kraft aufzuwenden, um das Überbrückungselement in seine "Ein"-Stellung zu schieben, da dies erfordern würde, daß das Überbrückungselement gegen die Kraft des Druckmittels am Pol hochrutscht. Diese Anordnung liefert also eine Arretierung für die "Aus"-Stellung.

Wie leicht einzusehen ist, bietet bei Schaltern, die ein Überbrückungselement mit einem flachen Boden haben, die Schwenk- und Schleiffunktion des Überbrückungselementes auf den Polen eine Arretierung für die "Ein"-Steilung. Dies rührt daher, daß nach dem Schwenken des Überbrückungselementes zum nichtberührten Pol hin eine Kraftkomponente der Reaktion am Schwenkpunkt auf dem berührten Pol vorhanden ist, die in der Weise wirkt, daß sie das Überbrückungselement zum nichtberührten Pol hin treibt.

Wie schon erwähnt, kann das Überbrückungselement so gestaltet sein, daß es sich aufgrund einer Reaktionskomponente an dem gekrümmten Vorderteil aus seiner Grenzstellung zurückbewegen kann. Während das Überbrückungselement sich rückwärts bewegt, ändert es seine Winkellage und dabei nimmt die Reaktionskraftkomponente an dem berührten Pol zu und wirkt der Rückwärtsbewegung entgegen. Das Überbrückungselement kommt zur Ruhe, wobei die Kontaktstelle an dem gekrümmten Vorderteil innerhalb des gereinigten Bereiches liegt. In der Praxis wird wegen der

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verschiedenen beteiligten Reibungskräfte, z.B. diejenigen zwischen dem Überbrückungselement und dem Schieber, diejenigen zwischen dem Schieber und dem Gehäuse und diejenigen zwischen dem Überbrückungselement und den feststehenden Polen, und wegen der Seitenabweichungen der nach oben gebogenen Enden der festen Pole unter der Kraft der Feder die Kontaktstelle bei der Rückbewegung des Überbrückungselementes aus seiner Grenzstellung unter der Kraft der Feder niemals die Stelle des ersten Kontaktes mit dem feststehenden Pol erreichen, jedenfalls nicht unter normalen Umweltbedingungen, d.h. beim Fehlen einer Kraft auf den Schieber. Somit wird eine Reinigung durch Abschleifen der Zwischenflächen erzielt, da die Kontaktstelle stets in dem gereinigten Bereich des Überbrückungselementes liegt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeiopielen anhand der beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:

Fig.1 eine Schnittansicht durch den Schieber und die Pole eines Schiebeschalters, die ein Überbrückungselement in einer stabilen "Aus"-Stellung zeigt;

Fig.2-5 ähnliche Ansichten, die fortschreitende Lagen des Überbrückungselementes bis zu einer stabilen "Ein"-Stellung veranschaulichen;

Fig.6 eine entsprechende Ansicht, die eine Stellung des Überbrückungselementes bei Annäherung an die "Aus"-Stellung der Fig.1, herkommend von der "Ein"-Steilung der Fig.5, zeigt;

Fig.7 eine Schnittansicht durch den Schieber und die Pole eines dreipoligen Umschalters vom Schiebeschaltertyp;

Fig.8 eine Schnittansicht durch den Schieber und die Pole einer alternativen Ausführungsform eines Schiebeschalters, die ein Überbrückungselement in einer stabilen "Aus"-Stellung zeigt;

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Pig,9-11 ähnliche Ansichten, die fortschreitende Lagen des Überbrückungselementes bis zu einer stabilen "Einstellung veranschaulichen.

In Hg.1 ist ein Miniatur-Schiebeschalter 10 gezeigt, der eine einfache Ein-Aus-Punktion hat. ]>~ Schalter weist ein Gehäuse auf, das von einer Grundplatxe .,, die eine Wand des erfindungsgemäßen Gehäuses darstellt, und einer Deckhaube 12 gebildet ist. In der Grundplatte 11 sind zwei beabstandete, feststehende Pole 15 und 14 befestigt, die nach oben geuugene Enden 15 und 16 haben und mit einem Überbrückungselement 17 in Kontakt bringbar sind, das in einer Einsenkung 18 in der unteren Pläche eines Schaltelementes, nämlich eines Schiebers 19, enthalten ist, der in dem Schalter angeordnet ist. Pur die Zwecke der Erfindung sind die Pole 13, 14 aufrecht. Sie haben Ausführungen, die nach unten durch die Grundplatte 11 treten. Die Ausführungen sind 7,6 mm voneinander beabstandet. Zur bequemen Montage sind der obere Teil 12a der Deckhaube und die Grundplatte 11 zusammen als eine Einheit ausgeführt, die in die übrige Deckhaube 12 einschiebbar ist.

Der Schieber 19 hat einen nach oben ragenden Kopf 20, der durch eine längliche Öffnung 21 in der Oberseite der Deckhaube 12 vorsteht. Um die erforderliche Verschiebung für den vorgegebenen "Ein"- oder "Aus"-Zustand des Schalters zu kennzeichnen, ist der Kopf 20 mit Vorsprüngen 22 und 23 versehen, von denen der Vorsprung 22 zugespitzt ist und der Vorsprung 23 ein flaches, stumpfes Ende hat. Die VorSprünge 22 und 23 sind an dem übrigen Schieber 19 aus einem gefärbten Kunststoff angeformt. Die Deckhaube 12 ist aus Kunststoff geformt, der eine zum Schieber 19 kontrastierende Parbe hat. Der Schalter wird eingeschaltet, wenn der Schieber in Richtung des spitzen Vorsprungs 22 geschoben wird, siehe Pig.5, und der spitze Vorsprung 22 ist dann im Kontrast zu der darunterliegenden Oberfläche der Deckhaube 12 sichtbar. Dies zeigt an, daß der Schalter sich in "Ein"-Stellung befindet. TJm den Schalter auszuschalten, wird der Schieber in der entgegengesetzten Richtung

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bewegt, d.h. in Richtung des stumpfen Vorsprungs 23. Der "Aus"-Zustand ist in Fig.1 dargestellt, wo nahezu der gesamte spitze Vorsprung 22 über einem Teil der länglichen öffnung 21 liegt und nicht gegen eine kontrastierende Farbe wie in Fig.5, sondern gegen die gleiche Farbe sichtbar ist, nämlich die Farbe der Oberseite 24 des Schiebers 19· Somit ist diese Schalterstellung deutlich von der "Ein"-Stellung unterschieden.

Das Überbrückungselement 17 ist aus Blechmaterial und hat einen U-förmigen Querschnitt, bestehend aus zwei Armen 45» die durch einen flachen Boden 44 verbunden sind. In dem Überbrückungselement 17 ist eine Schraubenfeder 25 angebracht, die sich am blinden Ende der Einsenkung 18 abstützt und das Überbrückungselement 17 gegen die Pole 13 und 14 drückt, die in entsprechenden Kanälen 26, 27 in der Grundplatte 11 in Preßpassung aufgenommen sind. Die nach oben gebogenen Enden 15 und 16 der Pole formen mit zugeordneten Schrägflächen 28, 29 der Grundplatte 11 V-förmige Vertiefungen 30, 31, die mit dem Überbrückungselement 17 auf eine noch zu beschreibende Weise zusammenwirken, um eine Arretierung für die "Aus"-Stellung des Überbrückungselement es vorzusehen.

Wie schon erwähnt, befindet sich der Schieber 19 in der Darstellung der Fig.1 in "Aus"-Stellung und wenn auf den vorstehenden Kopf 20 in der Fig. von links nach rechts eine Stellkraft ausgeübt v/ird, bewegt sich der Schieber nach rechts und durchläuft der Reihe nach die in den Fig.2-4 gezeigten Positionen, um schließlich in der arretierten "Ein"-Stellung der Fig.5 anzukommen.

In Fig.2 ist das Überbrückungselement 17 von einer Wand 32 der Einsenkung 18 geschoben worden und ist über die Kontaktkante 46 des hochgebogenen Endes 15 entlanggekratzt, wobei die Feder 25 komprimiert wurde. Das Überbrückungselement 17 sitzt in loser Passung in der Einsenkung 18 und hat so viel Spielraum, daß es sich in einem bestimmten Ausmaß drehen kann, während

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es über die Polenden 15, 16 wegläuft, aber nicht so viel, daß es Gefahr läuft, in der Einsenkung sich festzukeilen. Das Überbrückungselement hat nach innen gebogene freie Enden 33, 34 und gekrümmte untere Ecken 35, 36, die die gerundete vordere bzw. hintere Ecke des Überbrückungselementes darstellen. Diese sorgen u.a. dafür, daß es keine scharfen Ränder gibt, die sich in die Wand 32 und die gegenüberliegende Wand 37 der Einsenkung eingraben könnten. Das Überbrückungselement ist in einer instabilen Gleichgewichtslage gezeigt, d.h. wenn sich der Schieber 19 nur einen Bruchteil weiter nach rechts bewegt, dreht sich das Überbrückungselement 17 unter der Kraft der Feder 25 im Uhrzeigersinn und das freie Ende 34 des Überbrükkungselementes kommt mit der Wand 37 der Einsenkung in Berührung. Bei einer weiteren Bewegung des Schiebers unter der Stellkraft und aufgrund der Reaktionskraftkomponente am Polende 15 wandert die Kontaktstelle zwischen dem Polende 15 und dem Boden des Überbrückungselementes in Richtung auf die Ecke 35 weiter mit einer daraus folgenden Längung der Feder 25 und schließlich kommt die untere Ecke 36 mit der Kontaktkante 47 des nach oben gebogenen Polendes 16 in Berührung, wie in Pig.3 gezeigt.

Durch die weiter ausgeübte Stellkraft wird der Schieber 19 in die in Fig.4 gezeigte Position getrieben, in der er an der Innenwand der Deckhaube 12 anstößt, und das Überbrückungselement hat sich ein wenig entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht. Das hochgebogene Polende 15 ist ein weiteres Stück am Boden des Überbrückungselementes entlanggekratzt und das hochgebogene Polende 16 ist eine gleiche Länge rund um die untere Ecke 36 entlanggeschabt. Diese Schleifwirkung der Polenden 15 und 16 am Überbrückungselement schabt Oxydbeläge und Verunreinigungen auf einer bestimmten Länge der Oberfläche des Überbrückungselementes ab. Wie aus den Fig.3 und 4 ersichtlich, reicht der gereinigte Teil der unteren Ecke 36 von einer Stelle neben der ebenen Fläche des betreffenden U-Armes bis zu einer Stelle neben der ebenen Fläche des Bodens des Überbrückungselementes. Die in Fig.4 gezeigte Position ist eine instabile Lage und un-

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ter der Kraft der Feder 25 will sich das Überbrückungselement im Uhrzeigersinn drehen und dabei den Schieber nach links schieben. Wegen der Reibung zwischen dem Schieber 19 und der Deckhaube 12 und zwischen dem Überbrückungselement und den Wänden 32 und 37 erreicht das Überbrückungselement jedoch die Position der Fig.3 nicht mehr, sondern nähert sich lediglich dieser Position. Der Schalter 10 besitzt also die Eigenschaften, daß das Überbrückungselement 17 über die Polenden 15, 16 schleift und dabei eine Reinigung der Zwischenflächen bewirkt und daß das Überbrückungselement 17 und die Feder 25 zusammen mit den beabstandeten Polenden 15* 16 eine Rasteinrichtung bilden, um die Verbindung zwischen dem Überbrückungselement und den Polenden 15_f 16 aufrechtzuerhalten. Eine weitere Eigenschaft des Schalters 10 ist, daß in der endgültigen, arretierten "Ein"-3tellung, d.i. die in Fig.5 gezeigte Position, beide Polenden 15 und 16 mit dem Überbrückungselement an Stellen Kontakt haben, die vorher durch das Überlaufen des Schiebers bei der Bewegung aus der Position der Fig.3 in die Grenzstellung der Fig.4 sauber abgerieben worden sind.

Um den Schalter auszuschalten, wird auf den Schieber eine Stellkraft von rechts nach links ausgeübt. Die Wand 37 der Einsenkung 18 komrit nunmehr mit dem Überbrückungselement in Berührung und schiebt dieses vorwärts, so daß es am Polende 15 hochrutscht und die Feder 25 dabei komprimiert wird. Das Überbrückungselement läuft dann durch die instabile Position der Fig.6, worauf es beginnt, sich unter der Kraft der Feder 25 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen, und die untere Ecke 35 schließlich an der Schrägfläche 28 anstößt. Wenngleich der lauf des Schiebers über die "Aus"-Stellung hinaus in eine Grenzstellung, in der der Schieber an der Innenwand der Deckhaube 12 anstößt, das Überbrückungselement an der Schrägfläche 28 hinauftreibt, holt die Feder 25 das Überbrückungselement und den Schieber in die endgültige, gerastete "Aus"-Stellung zurück, die in Fig.1 gezeigt ist. Alternativ kann der Schieber auch eine solche länge haben, daß er in der "Aus"-Stellung .der Fig.1 an dem Gehäuse anliegt.

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Die Feder 25 ist in loser Passung zwischen den Armen des U-fÖrmigen Überbriickungselementes 17 aufgenommen und dies führt zu einer gewissen bogenförmigen Verformung der !Feder, während sich das Überbrückungselement dreht.

In dem Schalter 10 bringt eine P^ agung gemäß den Fig. von links nach rechts den Schalter in seine "Ein"-Stellung. Wegen der Symmetrie des Gehäuses und der Pole erzielt man die entgegengesetzte Wirkung, wenn der Schieber 19 nach einer Drehung um 180° um eine Vertikalachse in das Gehäuse eingesetzt wird.

Es können mehrere Schalter 10 nebeneinander in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein. Ein benachbartes Schalterpaar kann mittels eines durch ein Loch 39 gesteckten Stiftes mechanisch gekuppelt sein, um so einen doppelpoligen Schalter zu bilden oder, wenn einer der Schalter in der eben beschriebenen V/eise umgedreht ist, eine Ums ehalt funktion vorzusehen, wenn der Pol 13 eines Schalters außen mit dem Pol 14 des anderen Schalters des Paares verbunden ist.

Fig.7 zeigt einen Schiebeschalter 10', der die gleiche Grundanordnung hat wie der Schalter 10, aber einen weiteren hochstehenden festen Pol 38 aufweist, der zentral in einer Grundplatte 11' eines Gehäuses des Schalters 10' montiert ist. Der Abstand zwischen dem Pol 38 und jedem hochgebogenen Polende 15', 16' der anderen Pole 13"_f 14' des Schalters 10· ist gleich dem Abstand zwischen den hochgebogenen Enden 15 und 16 des Schalters 10. Der Schalter 10' ist demnach ein Umschalter, bei dem das Überbrückungselement 17' von dem Schieber 19' entweder in die Position der Fig.7, wo die Pole 38 und 14' elektrisch verbunden sind, oder in eine andere Position bringbar ist, die symmetrisch zum zentralen Pol 38 angeordnet ist und in der das Überbrückungselement die Pole 38 und 13' elektrisch verbindet. Wie leicht einzusehen, schiebt ein Benutzer den Kopf 20' des Schiebers, bis der Schieber 19' an der Innenwand der Deckhaube 12' anstößt, gleichermaßen wie für den Schalter

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10 beschrieben. Auch die Reinigung der Kontaktbereiche des Überbrückungselementes 17' geschieht in gleicher Weise, wie vorstehend für den Schalter 10 erklärt wurde. Jeder der vorstehend beschriebenen Schalter bietet also eine Reinigung, wobei in der "Ein"-Stellung die Kontaktstellen zwischen den Polen und dem Überbrückungselement sich in den Bereichen befinden, die beim lauf des Schiebers über die gerastete "Ein"-Stellung hinaus in eine Grenzstellung und bei der Rückkehr unter der Wirkung der Feder in die gerastete "Ein"-Stellung abgerieben worden sind.

In Pig.8 ist eine alternative Ausführungsform eines Miniatur-Schiebeschalters gezeigt, der im wesentlichen die gleiche Form hat wie der Schalter 10 der Fig.1, aber ein modifiziertes Überbrückungselement 17" und einen modifizierten Schieber 19" aufweist.

Das Überbrückungselement 17" unterscheidet sich von dem Überbrückungselement 17 der Fig.1 darin, daß die Arme 45 nicht nach innen gebogen, wie die freien Enden 33 und 34 (Mg.2), sondern gerade sind, und auch noch darin, daß der Boden 43 des Überbrückungselementes 17" bogenförmig ist anstelle des Bodens mit einem geraden Teil 44 und daran anschließenden gekrümmten Ecken 35 und 36 (Mg.2). Tatsächlich sind die Arme nominell ein klein wenig gespreizt, aber innerhalb der Fertigungstoleranzen können sie parallel sein.

Der Schieber 19" hat eine Einsenkung 40, in der das Überbrükkungselement 17" und eine Schraubenfeder 25 liegen. Die Einsenkung hat Wände 41 und 42, die bequemerweise bezüglich der Bewegungsrichtung des Schiebers beim Einschalten des Schalters als nachlaufende oder hintere Fläche und vorlaufende oder vordere Fläche bezeichnet werden können. Die Wand 41 entspricht der Wand 32 des Schalters 10 der Mg.1-6 und ihre Ebene liegt im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Schiebers; die Wand 42 gleicht der Wand 37 des Schalters 10, ist jedoch leicht geneigt, so daß sie am offenen Ende der Einsenkung wei-

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ter von der Wand 41 entfernt ist als am blinden Ende der Einsenkung, oder anders ausgedrückt, ihr äußerer Rand 48 vor ihrem inneren Rand 49 liegt.

Das Überbrückungselement 17" ist so bemessen, daß es in den Wänden 41 und 42 am blinden Ende der Einsenkung noch Spiel hat.

Pig.8 zeigt den Schalter in einer Zwischenstellung beim Umschalten von "Aus" nach "Ein", in der das Überbrückungselement 17" gerade den Kontakt mit der Schrägfläche 28 abbricht und am hochgebogenen Ende 15 des Pols 13 hochrutscht. Die Reibungskraft zwischen dem Überbrückungselement 17" und dem hochgebogenen Ende 15 bewirkt, daß sich das Überbrückungselement 17" gemäß der Pig. im Uhrzeigersinn dreht, bis das freie Ende seines vorauslaufenden Armes mit der geneigten Wand 42 in Berührung kommt.

Während sich der Schieber weiter nach rechts bewegt, rutscht das Überbrückungselement am hochgebogenen Ende 15 nach oben, wobei die Feder 25 komprimiert wird, bis eine instabile Gleichgewichtslage erreicht ist, die in Pig.9 dargestellt ist.

Bei der weiteren Bewegung des Schiebers gleitet der Boden des Überbrückungselementes 17" auf der Kontaktkante 15' und dreht sich dabei entgegen dem Uhrzeigersinn, d.h. das Überbrückungselement kippt nach hinten, was durch die schräge Wand 42 möglich ist, worauf die allgemeine Position der Pig.10 erreicht ist, in der der Boden des Überbrückungselementes 17" auch die Kontaktkante 16' des Poles 14 berührt. Die Abmessungen des Schiebers und der Deokhaube sind so gewählt, daß die in Pig.10 gezeigte Stellung erreioht wird, kurz bevor der Schieber seine Grenzstellung in der Deckhaube erreicht, die in Pig.11 veranschaulicht ist. Während dieser letzten Bewegungsphase des Schiebers wirkt die Wand 41 auf den freien Arm des Überbrückungselementes 17" ein und läßt diesen nach vorne kippen, d.h. im Uhrzeigersinn schwenken, wobei unter der Kraft

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der Feder 25 die Kontaktkanten der hochgebogenen Polenden 15 und 16 an dem gekrümmten Boden des Überbrückungselementes 17" entlangkratzen. Die endgültige Lage, die in Fig.11 gezeigt ist, ist die stabile "Ein"-Stellung des Schalterg, in der das Überbrückungselement 17" aufrecht und symmetrisch zu den hochgebogenen Polenden 15 und 16 ist. Es existiert also keine resultierende Kraft am Überbrückungselement oder am Schieber und die Stellung befindet sich im stabilen Gleichgewicht. Versuche an Prototyp-Schaltern des in den Fig.8-11 gezeigten Typs ergeben, daß ein sehr zufriedenstellender Kontäktwiderstand in der Größenordnung von 10 Milliohm erreicht ist und daß die elektrische Verbindung ohne merkbares Kontaktprellen hergestellt wird.

Wie einzusehen ist, erstreckt sich das Abkratzen nur über einige zehn Mikron des gekrümmten Bodens des Überbrückungselementes, doch genügt dies für eine Reinigungsfunktion. In der Praxis wird der Schieber in seine Grenzstellung in Berührung mit der Innenseite der Deckhaube getrieben, vorausgesetzt ein Benutzer schiebt den Schieber üblicherweise durch Ausüben einer Kraft auf den Kopf 20 in normaler Weise, das ist bis ein Bewegungswiderstand fühlbar wird. Der Schieber kann zwar angehalten werden, wenn der Kontakt zwischen den Polen hergestellt ist, bevor die Reinigungsfunktion stattfindet; die dafür nötige Art der Betätigung ist jedoch völlig unnatürlich, so daß im normalen Betrieb die Verbindung zwischen den Polen zuverlässig mit einer Reinigungswirkung durch Abkratzen an den Kontaktstellen stattfindet.

Die oben beschriebenen Schiebeschalter haben alle ein derart gestaltetes und angeordnetes Überbrückungselement, daß eine Reinigung durch Abkratzen die Verbindung der Pole über das Überbrückungselement begleitet. Ferner haben alle diese Schalter eine Arretierwirkung für ihre "Aus"- und "Ein"-Stellungen, die durch das Zusammenarbeiten des Bodens des Überbrückungselementes mit den Polen für die "Ein"-Steilung und mit einer entsprechenden schrägen Fläche 28 oder 29 für die "Aus"-Stel-

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lung zustandekommt. Dieser Boden stellt im Effekt eine Rastnase dar, die mit einer Rastvertiefung zusammenwirkt, die von den beabstandeten hochstehenden Polen gebildet ist.

In dem in den Pig.8-11 dargestellten Schalter beträgt der Abstand der Kontaktkanten der hochi"ibogenen Polenden 15 und 16 in der "Aus"-Stellung des Schauers 1,22 mm, der Radius des gebogenen Bodens des Überbrückungselementes 17" ist 1,66 mm und wenn man annimmt, daß sich der Abstand von 1,22 auf 1,17 mm ändert, wenn der Schalter eingeschaltet ist aufgrund der Elastizität der hochgebogenen Enden 15 und 16, liegt die Richtung der Reaktionskräfte an den Polenden 15 und 16 annähernd rechtwinkelig zueinander.

Wenn ein dreipoliger Umschalter in dem zuletzt beschriebenen Schaltertyp entsprechend dem Umschalter der Pig.7 hergestellt werden soll, kann die Wand 41 der Einsenkung übereinstimmend mit der Wand 42 angelegt sein, wie dies in Fig.11 durch eine gestrichelte Linie 41' angedeutet ist, damit man einen symmetrischen Vorgang für beide Bewegungsrichtungen des Schiebers erhält. Dies erlaubt eine etwas größere Vorwärtskippung des Überbrückungselementes im Vergleich zu der Kippung für die in Pig.9 gezeigte Position. Der vordere Teil des Schiebers kann in seiner Länge reduziert werden mit einer entsprechenden Verlängerung der Öffnung 21, um einen etwas längeren Weg des Schiebers zu gestatten, was eine Vorwärtskippung des Überbrükkungselementes ergibt, da dessen hinterer Arm annähernd parallel zu der schrägen hinteren Wand der Einsenkung zu liegen kommt.

Da in dem Ausführungsbeispiel der Pig.8-11 das Überbrückungselement nach hinten kippt, wie in Pig.10 gezeigt, und wieder in eine aufrechte Stellung zurückgebracht wird, die in Pig.11 zu sehen ist, kann nach Wunsch die vordere mit der hinteren Wand 42 bzw. 41 vertauscht werden. In diesem Pail nimmt das Überbrückungselement eine aufrechte Stellung an, wenn es auf einen Kontaktrand 16* trifft, was durch die aufrechte vordere

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Wand "bestimmt wird, und es kippt dann nach vorne, wie dies
durch die schräge hintere Wand festgelegt ist, wenn sich der
Schieber in seine Grenzstellung bewegt. Doch ist die in den
Pig.8-11 gezeigte Anordnung vorzuziehen, da in der G-renzstellung der Mg.11 die Längsachse der Feder 25 im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Schiebers liegt und die Kontaktkräfte an den Zwischenflächen folglich nominell gleich sind.

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Claims

-Vt-

Ansprüche

Elektrischer Schalter mit einem Gehäuse, mit zwei hochstehenden, beabstandeten festen Polen, die in einer Wand des Gehäuses montiert sind, mit einem Überbrückungselement zum elektrischen Verbinden der Pole und mit einem Schieber, der in dem Gehäuse für eine Bewegung in der Richtung zum Verbinden der Pole angebracht ist und in einer Einsenkung das Überbrückungselement mitführt, um es zum Verbinden der Pole über den ersten Pol zum zweiten Pol hinzubewegen, und mit einem Druckmittel zum Drücken des Überbrückungselementes gegen die Pole, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsenkung (18, 40) derart in dem Schieber (19, 19', 19") angeordnet ist, daß die Pole (15, 16) über das Überbrückungselement (17, 17', 17") verbunden werden, bevor der Schieber (19, 19', 19") seine Grenzstellung in dem Gehäuse (12) erreicht, wobei, wenn der Schieber (19, 19'» 19") durch eine Stellkraft in seine Grenzstellung bewegt wird, die Zwischenflächen zwischen dem Überbrückungselement (17, 17', 17") und den Polen (15, 16) durch das Schleifen der Teile aufeinander gereinigt werden, und daß das Überbrückungselement (17, 17', 17") mit einem Rastvorsprung (36 und 44, 43) ausgebildet ist, der lösbar zwischen den Polen (15, 16) aufgenommen wird, wobei der mechanische Kontakt zwischen dem Überbrückungselement (17, 17', 17") und den Polen (15, 16) zugleich die elektrische Verbindung und eine Arretierung für den Schalter liefert.
2. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Reinigung der Zwischenflächen beim Gleiten des Überbrückungselementes (17") über die Pole (15, 16) die Pole mit einer Kontaktkante (46, 47) versehen sind, die im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Schiebers liegt, wodurch die Reinigung mittels eines Abkratzens an den Zwischenflächen erfolgt.

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3. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Überbrückungselement (17") im wesentlichen U-förmig ist und einen gekrümmten Boden (45) hat, der den Rastvorsprung darstellt·
4. Elektrischer Schalter nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (43) im wesentlichen bogenförmig gekrümmt ist.
5. Elektrischer Schalter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsenkung (40) eine vordere Wand (42) und eine hintere Wand (41) hat, die derart angeordnet sind, daß das Überbrückungselement (17") nach hinten kippen kann, wenn es über den ersten Pol (15) geschoben wird, um mit dem zweiten Pol (16) in Kontakt zu kommen, und derart daß bei der weiteren Bewegung des Schiebers (19") in seine Grenzstellung das Überbrückungselement (17") veranlaßt wird, nach vorne zu kippen und dabei auf den Polen (15, 16) zu gleiten.
6. Elektrischer Schalter nach Anspruch 51 dadurch gekennzeichnet, daß die vordere Wand (42) der Einsenkung (40) derart geneigt ist, daß ihr äußerer Rand (48) weiter vorne liegt als ihr innerer Rand (49), wodurch eine Begrenzung für die Kippung des Überbrückungselementes (17") gegeben ist, wenn der gekrümmte Boden (43) vorwärts über den engen Pol (15) rutscht, um mit dem zweiten Pol (16) in Kontakt zu kommen.
7. Elektrischer Schalter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Wand (41) der Einsenkung (40) im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung des Schiebers steht und daß die Einsenkung derart in dem Schieber angebracht ist, daß, wenn sich der Schieber in seiner Grenzstellung befindet, die hintere Wand (41) das Überbrückungselement (17") nach vorne in eine Lage gekippt hat, in der die Mittelebene des Überbrückungselementes (17") im wesentlichen parallel zur hinteren Wand (41) liegt, wodurch die Reaktionskräfte an den Kontaktflächen praktisch gleich sind.

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8. Elektrischer Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Überbrückungselement (17, 17') im wesentlichen U-förmig ist und einen ebenen Boden (44) und eine gekrümmte vordere Ecke (36) hat, die zusammen den Rastvorsprung bilden, und daß das Überbrückungselement (17, 17') ausreichend lose in der Einsenkung (18) aufgenommen ist, daß im Betrieb das Überbrückungselement um den ersten Pol (15) schwenkt und mit dem zweiten Pol (16) an der gekrümmten vorderen Ecke (36) in Kontakt kommt.
9. Elektrischer Schalter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (19» 19¹J). und das Überbrückungselement (17, 17') derart angeordnet sind, daß, wenn der Schieber eich in der Grenzstellung befindet, das Druckmittel (25) eine Bewegung des Überbrückungselementes (17» 17') zu der Stellung des ersten Kontaktes zwischen dem Überbrückungselement und dem zweiten Pol (16) bewirkt, wodurch eine Reinigung der Zwischenflächen durch Darüberlaufen erfolgt.
10. Elektrischer Schalter nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Pol (15) in Verbindung mit einer Fläche (28) des Gehäuses (11, 12) eine Rastvertiefung (30) bildet, in die das Überbrückungselement (17, 17'j 17") aushebbar einfallen kann, wodurch eine Arretierung für den ausgeschalteten Zustand des Schalters vorgesehen ist.
11. Elektrischer Schalter nach einem der Ansprüche 1-6, 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter hochstehender Pol (15¹) auf einer linie mit dem ersten und zweiten Pol (38, 16') vorgesehen ist, wobei der erste Pol (38) symmetrisch zwischen dem zweiten und dritten Pol (16·, 15') angeordnet ist, und daß der Schieber (19') so bemessen ist, daß das Überbrückungselement (17') in gleicher Weise den ersten Pol (38) mit dem dritten Pol (15') verbinden kann, so daß eine Umschaltfunktion vorgesehen ist.

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