Mikroschalter mit integrierter Hebelübersetzung

Abstract

 Die Erfindung betrifft einen Mikroschalter (1) mit elektrischen Kontakten, die über einen Stößel (2) zu betätigen sind, der an einem Schalthebel (3) anliegt, der über ein weitgehend starres Festgelenk (4) einstückig mit einem Zwischenhebel (5) zu einem Winkelhebel (3, 5) verbunden ist. Der Schalter soll eine billige Massenfertigung ermöglichen, trotzdem aber bei der Übersetzung kleiner Wege in große Wege eine lange Lebensdauer haben und zuverlässig arbeiten. Dies wird dadurch erreicht, daß der Winkelhebel (3, 5) einstückig über ein federndes Gelenk (6) mit einer Seitenwand (7) einer Grundplatte (8) verbunden ist, wobei die Seitenwand (7) von der Grundplatte (8) einstückig abgewinkelt ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Mikroschalter mit elektrischen Kontakten nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1.

[0002] Ein derartiger Mikroschalter ist aus der DE-PS 40 02 371 C2 bekannt. Dabei wird ein mehrfach gebogener Schalthebel verwendet, wobei das Hauptaugenmerk auf der Abdichtung der Eintrittsöffnung des Hebels in das Innere des Mikroschalter-Gehäuses liegt.

[0003] Ein anderer Mikroschalter ist beispielsweise aus dem GbM 89 08 271.0 bekannt, bei dem zwei verschieden lange einseitig angelenkte Hebel miteinander zusammenwirken, um bei kleinstmöglicher Baugröße eine sehr geringe Betätigungskraft zu ermöglichen, wobei dennoch eine große Kontaktkraft gewährleistet sein soll, wie sie beim Schalten hoher Leistungen erforderlich ist.

[0004] Vergleichbare Mikroschalter werden mit Vorteil beim Überwachen von Elektromagneten verwendet, wie sie zum Betätigen von magnetgesteuerten Sicherheitsbremsen bei Aufzügen und von magnetgesteuerten mechanischen Wellenkupplungen und dgl. dienen.

[0005] Bei Sicherheitsbremsen insbesondere für Anwendungen in der Aufzugstechnik (Hubantriebe) gibt es häufig Vorschriften, den Schaltzustand der Bremse zu überwachen (sogenannte Lüftüberwachung). Dazu ist es nötig zu wissen, ob die bewegliche Platte, die die Anpresskraft auf die Reibflächen überträgt, an diesen anliegt oder ob sie gelüftet ist. Üblicherweise wird der Hub, den die bewegliche Platte dabei ausführt, mit einem Mikroschalter abgefragt.

[0006] Bei vielen Bremsen besonders in der Aufzugstechnik ist es zudem erforderlich, dass die Bremsen beim Schalten keine lauten Geräusche erzeugen. Nach heutigem Stand der Technik ist es dazu neben weiteren Maßnahmen nötig, den Hub der beweglichen Platte auf ein möglichst geringes Maß zu beschränken. Hier tritt sehr leicht das Problem auf, dass der Hub womöglich nicht mehr ausreicht, den Schalter mit ausreichender Sicherheit zu betätigen.

[0007] Gewöhnlich wird dieses Problem gelöst, indem Schalter mit sehr kleiner Schalthysterese verwendet werden und bei der Montage der Schaltpunkt extrem genau eingestellt wird. Auch Hebelkonstruktionen finden heute schon Anwendung. So bestehen die bekannten Konstruktionen aus einem Hebel, der auf einem Bolzen gleitgelagert ist, was mit den ebenfalls bekannten Risiken von Relativbewegung, Klemmen, Fressen, Spiel, Verschmutzung etc. einhergeht. Außerdem führt dies zu höheren Herstellkosten durch die höhere Zahl der Einzelteile in Produktion und Montage.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen solchen Mikroschalter zu schaffen, der eine billige Massenfertigung ermöglicht, trotzdem aber bei der Übersetzung kleiner Wege in große Wege eine lange Lebensdauer hat und zuverlässig arbeitet.

[0009] Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Schutzanspruchs 1 gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0010] In der Folge wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Abb. 1 eine Schrägansicht eines Mikroschalters nach der Erfindung:

Abb. 2 das Übersetzungsverhältnis der benutzten Hebel:

Abb. 3 ein Zwischenerzeugnis für die Herstellung einer erfindungsgemäßen Hebelanordnung; und

Abb. 4 den Anbau eines erfindungsgemäßen Mikroschalters z. B. an eine Bremse.

[0011] Der Mikroschalter 1 nach Abb. 1 besitzt eine nicht näher dargestellte herkömmliche elektrische Kontaktanordnung, die in ein Gehäuse 9 vorzugsweise aus Kunststoff eingegossen und daher nicht sichtbar ist. Von den beweglichen Kontakten der elektrischen Kontaktanordnung erstreckt sich ein Stößel 2 zu deren Betätigung seitlich aus dem Gehäuse 9 heraus. Der Stößel 2 liegt an einem Schalthebel 3 an, der zur Versteifung mit einer Längssicke 3a versehen ist, die auch durch eine Rippe ersetzt werden kann. Der Schalthebel 3 setzt sich fort in ein Festgelenk 4, von dem sich rechtwinklig ein Zwischenhebel 5 mit einer Längssicke 5a erstreckt, der an seinem anderen Ende ein Festgelenk 6 aufweist, von dem im rechten Winkel eine Seitenwand 7 einer Grundplatte 8 absteht. Das Gehäuse 9 ist mittels Schrauben 11 an der Grundplatte 8 befestigt; der gesamte Mikroschalter ist seinerseits als geschlossene Baueinheit mittels weiterer Schrauben 10 an dem zu überwachenden Aggregat befestigt (vergl. Abb. 4).

[0012] Das Festgelenk 6 soll möglichst federnd nachgiebig sein und kann dadurch geschaffen werden, daß das Material an dieser Stelle etwas geschwächt ist, z. B. durch eine Bohrung, eine Einschnürung oder eine Verminderung der Materialdicke. Andrerseits soll das andere Festgelenk 4 ein möglichst steifer Winkel sein, so dass sich eine Auslenkung des Zwischenhebels 5 um die Achse des Festgelenkes 6 weitgehend starr auf den Schalthebel 3 überträgt.

[0013] Für die Rückstellung des Schalthebels 3 und des Zwischenhebels 5 nach einem Schaltvorgang bedarf es keiner zusätzlichen eigenen Federn, wenn die eigene innere Federsteifigkeit der Hebelanordnung 3 bis 7, insbesondere des Festgelenkes 6 entsprechend bemessen ist, z. B. durch eine geeignete Werkstoffauswahl. Als Werkstoffe kommen in Frage Metallblech, Kunststoffspritzguß oder ein sonstiger korrosionsbeständiger Werkstoff.

[0014] Abb. 2 zeigt den Angriffspunkt P des Arbeitshubes und dazu ein bevorzugtes Hebel - Übersetzungsverhältnis a/b = 3/1. Der Hebel "b" ist dabei der Abstand des Punktes P (Angriffspunkt der Betätigungskraft) zum Gelenk 6 und der Hebel "a" der Abstand des Punktes S (Angriffspunkt des Stößels 2) vom Winkel 4.

[0015] Aus Abb. 3 ist ein Zwischenerzeugnis für die Herstellung der beschriebenen Hebelanordnung ersichtlich. Dieses Zwischenerzeugnis ist ein einteiliges ebenes Werkstück, eine ebene Platte, die die Grundplatte 8, die Seitenwand 7, die Hebel 5 und 3 sowie die Festgelenke 6 und 4 umfaßt. Bei der Weiterverarbeitung dieses Zwischenerzeugnisses wird die Seitenwand 7 längs einer Nute 8a oder dgl. rechtwinklig abgebogen, ebenso die Hebel 5 und 3 rechtwinklig um die beschriebenen Festgelenke 6 und 4.

[0016] Die Montage eines Mikroschalters 1 an einem zu steuernden Aggregat, z. B. einer elktromagnetisch gelüfteten Bremse zeigt Abb. 4, wonach der zylindrische Magnetkörper 12 eine am Umfang vorgesehene, in Richtung einer Zylinder-Mantellinie verlaufende Längsnut 13 aufweist, in die der Mikroschalter 1 als Baueinheit eingesetzt ist. Am Rand der dem Mikroschalter 1 zugewandten Stirnfläche des Magnetankers 14 ist ein axial in Richtung einer Mantellinie vorstehender kurzer Schaltstift 15 vorgesehen, der am Schaltpunkt P des Hebels 5 gemäß Abb. 2 angreift, um die Axialverschiebung des Magnetankers 14 auf den Zwischenhebel 5 des Mikroschalters zu übertragen.

[0017] Die beanspruchte und beschriebene Erfindung löst nicht nur die zugrundeliegenden Aufgabe sondern hat darüber hinaus noch die vorteilhaften Wirkungen, daß keine unerwünschten Relativbewegung der Einzelteile gegeneinander auftritt; die Anordnung ist spielfrei, es ist keine Schmierung nötig, es können keine Teile fressen oder verklemmen. Die Betätigungskraft ist gering. Die Hebelanordnung ist - abgesehen vom Gelenk 6 - ausreichend steif, so daß bei Belastung keine nennenswerte Verformung entsteht.

Ansprüche

1. Mikroschalter (1) mit elektrischen Kontakten, die über einen Stößel (2) zu betätigen sind, der an einem Schalthebel (3) anliegt, der über ein weitgehend starres Festgelenk (4) einstückig mit einem Zwischenhebel (5) zu einem Winkelhebel (3, 5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelhebel (3, 5) einstückig über ein federndes Gelenk (6) mit einer Seitenwand (7) einer Grundplatte (8) verbunden ist.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (7) von der Grundplatte (8) einstückig abgewinkelt ist.

3. Schalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand (7) von der Grundplatte (8) rechtwinklig abgewinkelt ist.

4. Schalter nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (3), der Zwischenhebel (5) und die Seitenwand (7) rechte Winkel zueinander bilden.

5. Schalter nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalthebel (3) und/oder der Zwischenhebel (5) mittels einer Längssicke (3a, 5a) oder einer Rippe versteift sind.

6. Schalter nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstellkraft der Hebelanordnung (3 bis 7) aus der eigenen inneren Federsteifigkeit insbesondere des Gelenkes (6) herrührt.

7. Schalter nach einem der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Festgelenkes (6) das Material geschwächt ist.

8. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwächung als Bohrung, Einschnürung oder als Verminderung der Materialdicke ausgeführt ist.

9. Schalter nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Hebel - Übersetzungsverhältnis a/b von 2:1 bis 5:1 beträgt.

10. Zwischenerzeugnis für die Herstellung einer Schalteranordnung nach einem der Ansprüche 3-9, dadurch gekennzeichnet, daß ein einteiliges, ebenes Werkstück, bestehend aus der Grundplatte (8), der Seitenwand (7), dem Zwischenhebel (5), dem Schalthebel (3) und den Festgelenken (4 und 6).

11. Werkstoffauswahl für eine Hebelanordnung nach einem der Ansprüche 1-9 und ein Zwischenerzeugnis nach Anspruch 10, gekennzeichet durch Metallblech, Kunststoffspritzguß oder einen sonstigen korrosionsbeständigen Werkstoff.

Zeichnung