Die Erfindung betrifft einen Schalter, insbesondere für Kraftfahrzeuge, insbesondere Lenkstockschalter, mir den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Derartige Schalter (US-A-4,897,513) sollen zum einen zum Schalten erheblicher Lastströme geeignet sein, so dass sie zum Durchschalten von Versorgungsströme von Lampen und Motoren geeignet sind. Andererseits dienen derartige Schalter immer mehr zur indirekten Betätigung von Stromverbrauchern, welche dann direkt über elektronische Schaltungen angesteuert werden. Es ist also vorteilhaft, wenn derartige Lenkstockschalter auch zum Durchschalten schwacher Steuerströme geeignet sind.
Um auch derart schwache Ströme sauber schalten zu können, ist es notwendig, dass der Übergangswiderstand der Schalter möglichst gering gehalten wird. Deswegen ist besonders darauf zu achten, dass die ineinander in Verbindung stehenden Kontaktflächen nicht durch Korrosion, Verzundern, Lichtbögen und durch haftende Isoliermaterialreste verschmutzt werden.
Es sind bereits Schalter vorgeschlagen worden, bei denen durch schiebende Bewegung von Kontaktbrücken innerhalb der Kontaktebene aneinander angrenzende gehäusefest angeordnete Kontaktabschnitte elektrisch miteinander verbunden bzw. getrennt werden. Nachteilig bei derartigen Schaltern ist es, dass die beiden Kontaktabschnitte durch Isoliermaterial getrennt sind, welches beim Überfahren durch die Kontaktbrücke mit dieser in enge Berührung kommt. Hierdurch werden Reste von Isoliermaterial bzw. des Kunststoffgehäuses, in welches die Kontaktabschnitte eingebettet sind, durch die sich verschiedene Kontaktbrücke aufgenommen. Beim Auflaufen der Kontaktbrücke auf einen anderen Kontaktabschnitt wird dann das Isoliermaterial zum Teil auf die Kontaktbahn dieses Kontaktabschnitts übertragen oder auf die Kontaktflächen durch den möglicherweise entstehenden Lichtbogen eingebrannt. Hierdurch ergeben sich Verunreinigungen an der Kontaktfläche. Durch entsprechend großzügige Ausgestaltung der Schalterdimensionen ist es möglich, die Auflagekraft der Kontakte so groß zu machen, dass durch Reibung bei der gegeneinander gerichteten Schiebebewegung die Kontakte wieder freigerieben werden. Eine derartig großzügige Dimensionierung ist aber bei möglichen schwachen Strömen nur schwer zu rechtfertigen.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schalter mit kleinen Dimensionen zu schaffen, dessen Kontaktflächen von Verunreinigungen weitgehend freigehalten werden, so dass er sich sowohl zum Schalter größerer als auch kleinerer Ströme eignet.
Diese Aufgabe wird mit einem Schalter gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.
Die Erfindung besteht im Prinzip also darin, die Kontaktbrücke an geeigneter Stelle anzuheben, bevor sie einen Kontaktabschnitt verlässt, um sie dann an geeigneter Stelle eines neuen Kontaktabschnitts abzusenken.
Es wird bei der Erfindung also an den für die Umschaltung wichtigen Stellen die Schiebebewegung mit einer Hubbewegung kombiniert. Der sich hieraus ergebende Vorteil besteht in der Möglichkeit, dass die eigentliche Kontaktfläche mit dem die Kontaktabschnitte umgebenden Isoliermaterial nicht in Verbindung kommt. Außerdem wird durch die Hubbewegung gewährleistet, dass die Kontaktgabe schlagartig sich ändert statt durch eine schleifende Bewegung durch den Übergang von einem Kontaktabschnitt auf den nächsten sich linear zu ändern. Man erhält somit drei definierte Zustände der Kontaktbrücke, für die die Übergangszeiten ineinander recht kurz sind, nämlich die Kontaktgabe der Kontaktbrücke nur auf einem Kontaktabschnitt, die Kontaktgabe der Brücke nur mit einem Brückenteil, während der andere Brückenteil abgehoben ist und schließlich den schnellen Übergang zu dem Zustand, in dem die beiden Kontaktteile jeweils mit einem anderen Kontaktabschnitt verbunden sind. Für die Erfindung wichtig ist auch, dass der eine Kontaktteil beim Abheben noch keinen Lichtbogen bildet, weil der andere Kontaktteil noch in engem elektrischen Kontakt mit dem Kontaktabschnitt sich befindet.
Erfindungsgemäß ist eine Rampe vorgesehen, über welche ein Kontaktteil der sich längs eines Kontaktabschnitts bewegenden Kontaktbrücke senkrecht zur Ebene der Kontakte angehoben und über dem nächsten Kontaktabschnitt wieder abgesenkt wird. Das sich bewegende Kontaktteil folgt also der schrägen geneigten Rampenflächen.
Um nun sicher zu verhindern, dass auf den ortsfesten Kontaktabschnitten schleifende Bereiche der Kontaktbrücke in Berührung mit dem umgebenden Isoliermaterial, insbesondere dem Isoliermaterial der Rampe, kommen, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 2. Danach ist mindestens eine Rampe vorgesehen, die seitlich der Kontaktflächen von Kontaktbrücke und Kontaktabschnitt angeordnet ist, so dass der auf die Rampe auflaufende Bereich der Kontaktbrücke nicht in Berührung mit der Kontaktfläche auf den Kontaktabschnitten kommt.
Eine besonders einfache Konstruktion hierzu ergibt sich durch die Maßnahmen nach Anspruch 3. Danach werden die Rampen symmetrisch im Bereich des Zwischenraums angeordnet, so dass die auf die Kontakte durch die beiden Rampen ausgeübten Kräfte ebenfalls symmetrisch sind und so die Kontaktbrücke gut in der Spur mit den Kontaktabschnitten halten. Um nun sicher die Anteile der Kontaktbrücke, die mit der Rampe oder möglichem Isoliermaterial in Verbindung treten, von den Anteilen zu trennen, welche der Kontaktgabe mit den Kontaktabschnitten dienen, empfiehlt sich in Weiterbildung die Merkmalskombination nach Anspruch 4. Danach gibt es an der Kontaktbrücke die weiter oben als Kontaktanteile bezeichnete Kontaktbezirke, die zwar mit den Rampen nicht aber in elektrischen Kontakt mit den Kontaktabschnitten gelangen. Weiterhin gibt es Kontaktbezirke, die ausschließlich in Kontakt mit den Kontaktabschnitten treten, um eine gute elektrische Kontaktgabe zu ermöglichen.
Um die Kontaktgabe zwischen Kontaktbrücke und Kontaktabschnitt zu verbessern, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 5. Ein derartiger Aufbau ist insbesondere zur Durchschaltung schwacher Ströme geeignet, da hier durch die schleifende Bewegung einander kontaktierender Kontaktfläche, die andererseits nie in Berührung mit Kunststoff treten und ohne größere Lichtbogenbildung schnell voneinander getrennt werden, die Kontaktflächen weitgehend saubergehalten werden. Eine besondere Beschichtung mit besonderen Metallen ist hierbei vielfach nicht notwendig.
Um die Kontaktfläche noch weiterhin zu verkleinern und damit das Sauberhalten der Kontakte zu verbessern, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 6. Durch einen derartigen Aufbau lässt sich ggf. eine fast punktförmige Auflagefläche der Kontakte erreichen. Sollen bei mehreren zueinander parallel auf Kontaktabschnitten fahrenden Brücken unterschiedliche Ströme geschaltet werden, so kann es sich empfehlen, manche der Brücken in Richtung der Kontaktabschnitte mit Nuten zu versehen, welche die Kontaktbahnen seitlich umfassen und so wahlweise eine größere Kontaktfläche herzustellen vermögen. Sollen aber nur Steuerströme geschaltet werden, so genügt es, die Brücke ohne Nut auszurüsten und dem entsprechend die Auflagefläche der Kontaktbrücke auf der Kontaktbahn zu verringern.
Um die Kontaktgabe der Kontaktbrücke zu verbessern, empfiehlt sich in Weiterbildung die Merkmalskombination nach Anspruch 7. Durch die federnde Anlage der Kontaktbrücke auf den Kontaktbahnen wird ein sicherer Auflagedruck auch bei Unebenheiten der Kontaktbahn gewährleistet. Ein erhöhter Federdruck kann weiterhin zum gegenseitigen Reinhalten der Kontaktflächen ausgenutzt werden.
Die Merkmalskombination nach Anspruch 8 sorgt für eine gute Führung der Kontaktbrücke innerhalb des Betätigungshebels, so dass die Kontaktbrücke immer in Richtung der Kontaktbahnen auf den Kontaktabschnitten ausgerichtet bleibt und sich nicht aus der Erstreckungsrichtung der Kontaktbahnen herausdrehen kann.
Weiterhin ist es vorteilhaft, dass die Kontaktbrücke in Richtung der Kontaktbahn in ihrem Weg begrenzt ist, was Vorteile bei der Montage des Betätigungshebels bringt, in dem die beweglichen Kontaktbrücke sicher und unverlierbar gehalten sind.
Die Merkmale nach Anspruch 9 schaffen weiterhin die Möglichkeit, die Kontaktbrücken in dem Betätigungshebel einzurasten, so dass sie dort leicht montiert, gegenüber dem Betätigungshebel beweglich geführt und weiterhin gegenüber diesem Betätigungshebel gegen Verlieren gesichert sind.
An sich bietet es sich an, die vorliegende Erfindung auf Schiebeschalter anzuwenden, bei denen die Kontaktbrücke eine geradeaus gerichtete Bewegung durchführt. Die Erfindung ist mit Vorteil aber auch für Kontaktabschnitte bzw. Kontaktbahnen geeignet, welche in einer Ebene im Winkel zueinander hintereinander verlegt sind, wobei auch die Kontaktbahnen selber gekrümmt ausgeführt sein können. Dabei empfiehlt es sich besonders, wenn die Kontaktbahnen auf den Kontaktabschnitten gleichsinnig gekrümmt und mit gleichem Krümmungsradius hintereinander liegen. Eine derartige Konstruktion ist insbesondere für Lenkstockschalter geeignet, bei denen der Betätigungshebel eine Schwenkbewegung um einen Drehpunkt ausführt, welcher in einer kreissektorförmigen Bewegung der Kontaktbrücke resultiert.
Einen einfachen Aufbau für die Kontaktbahnen ergibt sich durch die Merkmale nach Anspruch 12. Danach lässt sich die Kontaktbahn aus den Kontaktabschnitten durch Prägen herausformen, so dass ein derartiger Kontaktabschnitt auch aus einem einfachen Kontaktblech herausgestanzt werden kann.
Eine weitere Vereinfachung ergibt sich durch die Merkmale nach Anspruch 13, indem an die aus Kontaktblech ausgestanzten Kontaktabschnitte gleichzeitig Steckanschlüsse angeformt sind. Dabei können entsprechend den Merkmalen nach Anspruch 14 vorteilhaft die Kontaktabschnitte aus einem Stanzgitter gebildet sein. Um die einzelnen Kontaktbahnen besser in eine Spritzform einlegen und dort halten zu können, sind sie während des Spritzvorgangs noch mit elektrisch leitenden, mechanischen Verbindungsstegen verbunden, welche nach dem Spritzvorgang durch Stanzen aufgetrennt werden, unabhängig davon, ob diese Trennstege nun mit Kunststoff umspritzt sind oder von einer Umspritzung freigehalten wurden. Um die Auflagefläche der Kontaktbrücken noch zu verkleinern, empfiehlt sich in Weiterbildung die Merkmalskombination nach Anspruch 15. Dabei sind die beiden Kontaktbereiche, die sowohl der Führung der Kontaktbrücke durch die Rampen als auch der Kontaktgabe dienen, räumlich in Erstreckungsrichtung der Kontaktbahnen voneinander getrennt und elektrisch miteinander verbunden. Die Kontaktbereiche können dabei ebenfalls aus einem einzigen Kontaktblech ausgestanzt und durch nachträgliches Verformen gebildet sein. Dabei wird man vorteilhaft die beiden Kontaktbereiche durch einen Steg elektrisch miteinander verbinden. Dieser mechanisch steife Steg eignet sich entsprechend Anspruch 15 auch dafür, einen Zentriervorsprung in diesen einzuformen, welcher einen Angriffspunkt für die vorspannende Feder bildet. Da die Kontaktbereiche sowohl eine mechanische Steuerfunktion gegenüber der zugehörigen Rampe als auch eine Kontaktgabe mit dem gehäusefesten Kontaktabschnitt bewirken, empfiehlt sich in Weiterbildung der Erfindung die Merkmalskombination nach Anspruch 16. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass sich die Kontaktbrücke nicht gegenüber der Rampe verhaken kann. Die Rampenschräge soll überdies vergleichsweise flach sein und in der Regel nicht 2/10 mm überschreiten, wodurch sich insbesondere Schaltgeräusche vermeiden lassen und die Lebensdauer des Schalters verlängert wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert.
Darin zeigen:
Fig. 1 zeigt die Bodenfläche 1 eines erfindungsgemäßen Schalters, in den die Kontaktabschnitte 2,3 eingegossen sind. Die beiden Kontaktabschnitte sind in Höhe der Rampe 3 elektrisch voneinander getrennt. Dabei kann die Rampe beim Spritzen der Bodenfläche 1 mit angespritzt werden, so daß sie einstückig mit der Bodenfläche aus dem gleichen Material gebildet ist.
Aus den Kontaktabschnitten 3 sind durch Einprägen Kontaktbahnen 4 herausgeformt, wobei auf der Kontaktbahn 4 des Kontaktabschnitts 2 eine Kontaktbrücke 6 mit ihren beiden Kontaktbereichen 7 und 8 aufsitzt.
Jeder der beiden Kontaktbereiche 7,8 weist Kontaktbezirke 9,10 bzw. 11 auf, wobei die Kontaktbezirke 9,10 auf die Rampe 5 auflaufen, während der Kontaktbezirk 11 ausschließlich der Kontaktgabe mit der zugeordneten Kontaktbahn 4 des Kontaktabschnitts 2 dient. Die beiden Kontaktbereiche 7,8 sind durch ein als Steg ausgestaltetes Brückenglied 12 miteinander verbunden. Der Steg besitzt einen Zentriervorsprung 13, der den Angriffspunkt einer Feder 14 festlegt. Die Feder stützt sich mit ihrem in Fig. 1 freien Ende an einem nicht dargestellten Betätigungshebel eines Lenkstockschalters ab, an dem auch gleichzeitig zwei Ansätze 15,16 angreifen, die zur Führung der Kontaktbrücke 6 im Betätigungshebel dienen.
Vorsprünge 17 an den Ansätzen 15,16 rasten in Führungsnuten oder Führungsschlitze innerhalb des Betätigungshebels ein und sorgen so dafür, daß die Kontaktbrücke 6 gegenüber dem Betätigungshebel beweglich aber unverlierbar gehalten ist, indem der Bewegungsweg der Ansätze durch Anschläge begrenzt ist, an den die Vorsprünge 17 anschlagen. Wesentliche Elemente aus der Konstruktion der Kontaktbrücke 6 sind aus der DE-OS 42 26 508 bekannt und brauchen daher hier an dieser Stelle nicht neu beschrieben zu werden.
Die Kontaktbahnen 4 weisen eine Krümmung 18 auf, während die Kontaktbereiche 7,8 jeweils mit einer gekrümmten Oberfläche 19,20 versehen sind. Die Bezirke 9,10 laufen bei einer Bewegung der Kontaktbrücke 6 in Erstreckungsrichtung der Kontaktbahnen 4 auf die beiden Rampen 21,22 der Doppelrampe 5 auf und erheben damit den Kontaktbezirk 11 von der zugehörigen Kontaktbahn 4 ab. Wird die Kontaktbrücke 6 weiter in der gleichen Richtung bewegt, so werden die Kontaktbezirke 9,10 wieder abgesenkt und es sitzt dann der Kontaktbezirk 11 auf der Kontaktbahn 4 des Kontaktabschnittes 3 auf. Wie in Fig. 1 angedeutet, kann die Kontaktbahn 4 der Kontaktabschnitte 2,3 durch Herausprägen aus dem Stanzgitter gebildet sein.
Fig. 2 zeigt in Seitenansicht die Kontaktbrücke 6, die auf der Kontaktbahn 4 des Kontaktabschnitts 2 aufsitzt. Der Schnitt ist etwas seitlich der Kontaktbahn geführt, so daß nur ein die beiden Teilrampen 21,22 miteinander verbindender Rampensteg 23 zu erkennen ist. Fig. 2 deutet weiterhin durch eine Strichlinie Nuten 24 an, welche den oberen Randbereich der Kontaktbahn 4 seitlich umfassen und so nicht nur eine zentrierte Führung der Kontaktbrücke 6 auf der Kontaktbahn 4 erlauben, sondern auch eine vergrößerte Kontaktfläche, falls hieran ein Bedarf besteht. Aus Fig. 1 und 2 ist weiterhin zu erkennen, daß die zugehörigen Kontaktabschnitte 2,3 in deren Längsrichtung miteinander fluchten, sie können aber auch zueinander versetzt angeordnet sein, falls die Kontaktbrücke 6 dementsprechend ausgestaltet wird.
Fig. 3 zeigt noch die Möglichkeit, gekrümmte Kontaktbahnen 4 vorzusehen, wobei an die zugehörigen Kontaktabschnitte gleichzeitig noch Steckanschlüsse angeformt sind, welche in der Zeichnung nicht dargestellt wurden. Deutlich zu sehen ist aber, daß die Kontaktabschnitte zusammen aus einem Kontaktblech gestanzt und danach Verbindungsstege durch Einstanzen von Durchgangslöchern aufgetrennt wurden. Damit ergibt sich für die Kontaktabschnitte eine erheblich kompliziertere Form als in Fig. 1 und 2 dargestellt.