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Mehrfachschalter, insbesondere Zünd-Anlasser-
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schalter für Kraftfahrzeuge Die Erfindung betrifft einen Mehrfach
schalter nach dem Oberbegriff des Anspruches 1, der insbesondere als Zünd-Anlasserschalter
für Kraftfahrzeuge geeignet ist.
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Derartige Mehrfachschalter werden je nach Verwendungszweck, z. B.
als Zünd-Anlasserschalter für Kraftfahrzeuge oder als Lichtschalter, erheblich belastet.
Auch an ihre elektrische und mechanische Zuverlässigkeit werden hohe Anforderungen
gestellt. Insbesondere bereitet der mit der Schalthäufigkeit zunehmende Kontaktabbrand
Schwierigkeiten.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrfachschalter der
eingangs genannten Art so auszubilden, daß die gestellten Anforderungen hinsichtlich
elektrischer und mechanischer Belastbarkeit und Zuverlässigkeit bei gleichzeitig
niedrigen Herstellungskosten in einfacher Weise erfüllt werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen durch den Kennzeichnungsteil
des Anspruches 1 gelöst, während besonders vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung
in den Ansprüchen 2 bis 5 gekennzeichnet sind.
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Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß am Mittelkontakt
und am Übergang von der Kontaktachse zur Kontaktrolle der betreffenden Kontaktbrücke
keine Stromkreisschließung oder -öffnung und damit auch kein Abbrand entsteht. Außerdem
liegt die elektrische Beanspruchung hauptsächlich am äußeren Umfang der Kontaktrolle
bzw. Kontaktrollen und an den Festkontakten. Da die Kontaktrollen im Durchmesser
wie auch in der Materialdicke reichlich dimensioniert werden können und die Festkontakte
ebenso, gewährleistet die Erfindung bei einfacher und platzsparender Bauweise eine
hervorragende Qualität und ein sauberes Schaltverhalten.
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Jede Kontaktbrücke ist am Mitnehmer vorzugsweise einzeln geführt und
besteht zweckmäßig aus einer Achse für die Kontaktrolle und einer angeprägten Kontaktfläche
für den Mittelkontakt.
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Das erfindungsgemäße Schaltprinzip mit einer oder mehreren Kontaktrollen
von gleichen oder unterschiedlichen Abmessungen im Zusammenwirken mit Steuerbahnen,
deren auf- und absteigende Rampen schräg und/oder senkrecht gestaltet sein können,
ist nicht nur auf eine Verwendung in Drehschaltern beschränkt, sondern läßt sich
für jede Bewegungsart um- und ausgestalten.
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Zum Beispiel können die Kontaktrollen an den Kontaktbrücken von unterschiedlicher
Materialdicke sein und dadurch bei entsprechender Ausbildung der Steuerbahnen vielfältige
Schaltfunktionen ausführen. Die Kontaktrollen und die zugehörigen Festkontakte können
auch in unterschiedlichen Abständen vom
Mittelkontakt angeordnet
sein und dadurch weitere Möglichkeiten eröffnen, um die unterschiedlichsten Schaltanforderungen
zu erfüllen. Dabei bleibt der Anspruch auf lange Lebensdauer bei relativ einfacher,
zuverlässiger und kostengünstiger Bauweise erhalten.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung eryeben sich aus der
folgenden Beschreibung von in der Zeichnung schematisch dargestellten bevorzugten
Ausführungsbeispielen. Es zeigen Fig. 1 eine Prinzipskizze der interessierenden
Funktionsteile eines erfindungsgemäßen Schalters in perspektivischer Teildarstellung,
Fig. 2A eine Draufsicht auf den Sockel eines derartigen Schalters, der beispielsweise
als Zünd-Anlasserschalter ausgebildet ist, in einer ersten Schaltstellung, Fig.
2B eine abgewickelte Seitenansicht vom Mittelkontakt des Schalters zu den äußeren
Festkontakten in der Schaltstellung von Fig. 2A, Fig. 3A eine schematische Draufsicht
auf den Schalter in einer zweiten Schaltstellung, Fig. 3B die zugehörige Abwicklung
in Seitenansicht, Fig. 4A eine Draufsicht auf den Schalter in einer weiteren Schaltstellung,
Fig. 4B die zugehörige Abwicklung in Seitenansicht, Fig. 5A eine Draufsicht auf
eine vierte Schaltstellung des Schalters und
Fig. 5B die zugehörige
Abwicklung in Seitenansicht, während Fig. 6A bis 6F eine für den Schalter besonders
geeignete einfache Bewegungssperre in verschiedenen Stellungen zeigen.
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In einem aus Isolierstoff gefertigten, in der Zeichnung nicht besonders
dargestellten Schaltergehäuse mit einem Schaltersockel 1 befindet sich ein als Stromzuführung
dienender Mittelkontakt 2, um den herum mehrere Festkontakte 3a, 3b, 3c, 3d für
verschiedene Verbraucher in radialem Abstand angeordnet sind. Die Stromzuführung
vom Mittelkontakt 2 zu jedem der als Stromausgänge dienenden Festkontakte 3a, 3b,
3c, 3d wird durch eine oder mehrere Kontaktbrücken 4.1, 4.2 hergestellt. Jede der
Kontaktbrücken 4.1, 4.2 besteht aus einer Achse 4a mit angeprägter Kontakt fläche
4b für die Verbindung mit dem Mittelkontakt 2 und einer Kontaktrolle 4c, die am
anderen Ende der Achse 4a frei drehbar gelagert ist.
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Die Festkontakte 3a, 3b, 3c, 3d sind am Schaltersockel 1 teilweise
von Steuerbahnen 5a, 5b, Sc eingefaßt, die auch beidseitig angeordnet sein können,
und die Kontaktbrücken 4.1, 4.2 sind in einem Mitnehmer 6 einzeln geführt, der am
Schaltergehäuse drehbar gelagert ist und die für den erforderlichen Kontaktdruck
zwischen der oder den Kontaktbrücken 4.1, 4.2 und den davon zu verbindenden Mittel-
und Festkontakten 2, 3a, 3b, 3c, 3d sorgenden Druckfedern 7.1, 7.2 aufnimmt. Das
Schaltergehäuse ist, da es für die Darstellung der Funktionsweise des erfindungsgemäßen
Schalters nicht erforderlich ist, auch nicht dargestellt. Es vereinigt die Teile
des Schalters zu einer Funktionseinheit.
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Fig. 2A zeigt eine Draufsicht auf den Schaltersockel 1 mit dem Mittelkontakt
2, den Festkontakten 3a, 3b, 3c, 3d und zwei
Kontaktbrücken 4.1,
4.2 entsprechend der Darstellung von Fig. 1 in einer ersten Schaltstellung, die
zugleich die Null-Stel]ung des Schalters ist. Fig. 2B zeigt das Prinzip des Schaltablaufes.
Dargestellt ist eine Ausführungsform, wie sie z. B. für Zündanlasserschalter bei
Kraftfahrzeugen angewendet werden kann.
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Dabei ist der Festkontakt 3a der Parklichtkontakt. In einem Winkel
von 600 dazu ist der Festkontakt 3b für Hauptlicht und Zubehör angeordnet. In einem
Winkel von abermals 300 findet sich der Festkontakt 3c Zündung" und nochmals in
einem Winkel von 300 in gleicher Richtung weiter befindet sich der Festkontakt 3d
Start". Die beiden Kontaktbrücken 4.1 und 4.2 sind in einem Winkel 8 (Fig. 2A) von
300 zueinander an einem nur in Fig. 1 gezeigten Mitnehmer 6 gelagert, der im Schaltergehäuse
gegenüber dem Schaltersockel 1 drehbar angeordnet ist.
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Statt der angegebenen Winkelstellungen kann man auch entsprechende
lineare Abstände einsetzen, beispielsweise bei einem Schiebeschalter, was durch
die Bewegungsart des Schalters bedingt ist.
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Die Steuerbahnen 5a, Sb, 5c am Schaltersockel 1 sind so ausgelegt,
daß die Kontaktrolle 4c der Kontaktbrücke 4.1 in der ersten Schaltstellung von Fig.
2A und Fia. 2B von den Kontaktflächen der Festkontakte 3b und 3c abgehoben ist und
mit diesen Xontaktflächen erst nach einer Weiterbewegung in Schaltverbindung kommt.
In der Null-Stellung von Fig. 2A und Fig. 2B ist lediglich der Parklichtkontakt
3a durch die Kontaktbrücke 4.2 mit dem Mittelkontakt 2 verbunden. Die Kontaktrolle
4c der Kontaktbrücke 4.1 steht auf der Steuerbahn 5a und hat somit keine elektrische
Verbindung mit dem zweiten Festkontakt 3b.
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Die Kontaktrolle 4c der Kontaktbrücke 4.1 ist so breit ausgelegt,
daß sie auf die neben den Festkontakten angeordneten Steuerbahnen 5a, 5b, 5c aufläuft,
während die Kontaktrolle 4c
der zweiten Kontaktbrücke 4.2 schmäler
ist und zwischen den Steuerbahnen Sa, 5b, 5c auf gleichbleibender Ebene über die
Festkontakte 3a, 3b, 3c abrollt.
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Wird nun der Schalter betätigt und aus der Null-Stellung von Fig.
2A und Fig. 2B um einen Winkel von 600 in die Fahrtstellung geschaltet, so stellt
zunächst nach einer Winkeldrehung von 300 (Fig. 3A und Fig. 3B) die Kontaktrolle
4c der Kontaktbrücke 4.1 eine leitende Verbindung zum Festkontakt 3b her.
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Bevor nun bei weiterer Drehung in die Fahrtstellung von Fig. 4A und
Fig. 4B die Steuerbahn Sb die Kontaktrolle 4c vom Festkontakt 3b wieder abhebt,
rollt die schmälere Kontaktrolle 4c der Kontaktbrücke 4.2 ebenfalls auf den Festkontakt
3b, wodurch vorübergehend von beiden Kontaktbrücken 4.1 und 4.2 eine leitende Verbindung
vom Mittelkontakt 2 zum Festkontakt 3b hergestellt wird, nämlich so lange, bis die
Steuerbahn 5b mit fortschreitender Schalterdrehung die Kontaktrolle 4c der Kontaktbrücke
4.1 vom Festkontakt 3b wieder abhebt.
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Bei Erreichen einer Winkeldrehung von 600 (Fig. 4A und Fig. 4B) rollt
die Kontaktrolle 4c der Kontaktbrücke 4.1 wieder von der Steuerbahn 5b auf einen
weiteren Festkontakt, nämlich den Festkontakt 3c, und stellt eine zusätzliche leitende
Verbindung her. Da die Kontaktrolle 4c der Kontaktbrücke 4.2 auf dem Festkontakt
3b steht, sind in dieser Schaltstellung also zwei Stromkreise eingeschaltet.
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Auf dem Wege in die nächste Schalt stellung "Start" von Fig. 5A und
Fig. 5B übernimmt die Kontaktrolle 4c der Kontaktbrücke 4.2 die Verbindung zum Festkontakt
3c bereits, bevor die Kontaktrolle 4c der Kontaktbrücke 4.1 von der Steuerbahn 5c
angehoben wird und im Zuge der Weiterdrehung des Mitnehmers 2 mit
den
daran gelagerten Kontaktbrücken 4.1, 4.2 von der Steuerbahn 5c wieder ab- und auf
den Festkontakt 3d aufrollt.
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Der Festkontakt 3d ist so gestaltet, z. B. L-förmig abgewinkelt, daß
er selbst nach langem Gebrauch und entsprechendem Kontaktabbrand noch ausreichend
Kontaktmaterial aufweist. Der L- oder auch U-förmige Kontakt 3d, der zur Kontaktrolle
4c hin offen ist, ist so ausgebildet und angeordnet, daß im Neuzustand des Schalters
theoretisch die Kontaktrolle 4c der Kontaktbrücke 4.1 bei Erreichen der Schaltstellung
"Start" die waagerechte und senkrechte Kontaktfläche des Festkontaktes 3d gleichzeitig
berührt bzw. sich bei der Rückbewegung gleichzeitig von beiden Kontaktflächen löst.
Diese Rückbewegung erfolgt genau umgekehrt, wie vorstehend für den Einschaltweg
beschrieben.
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Je nach Verwendungszweck kann für derartige Schalter eine Bewegungssperre
erforderlich sein, die das Schließen eines bestimmten Stromkreises erst nach Durchführung
eines festgelegten Schaltablaufes ermöglicht. So soll bei Zündanlasserschaltern
der Kontakt "Start" erst erneut betätigt werden können, sobald der Schalter zuvor
in der Aus-Stellung war. Durch das vorstehend beschriebene Schalterprinzip ist es
möglich, eine einfache, robuste und zuverlässige Bewegungssperre zu verwenden. Sie
kann durch zwei zusammenwirkende Teile 11, 12 gebildet werden, die in Fig. 6A bis
6E in verschiedenen Stellungen gezeigt sind und von denen eines Bestandteil eines
feststehenden Schalterteiles, z. B. des Schaltersockels 1, und das andere Bestandteil
des beweglichen Mitnehmers 2 sein kann Das eine Teil 11 der Bewegungssperre ist
an einer Längsseite 11a im Querschnitt glatt und an der anderen Längsseite 11b mit
einer Stufe 11c versehen. Das andere Teil 12 hat die beiden
Längsseiten
12a und die Kurzseiten 12b im Querschnitt jeweils parallelogrammartig zueinander
angeordnet mit schräg gestellten Auflaufkanten. Beide Teile 11, 12 sind aus elastischem
Material gefertigt und fluchten mit ihrer senkrechten Mittellinie in Bewegungsrichtung
des Schalters, und zwar je nach Bewegungsart entweder radial oder linear. Werden
die Teile 11 und 12 aufeinander zu bewegt und treffen schließlich mit ihren schrägen
Auflaufkanten aufeinander (Fig. 6B), so gleitet das Teil 12, sich leicht abbiegend,
an die Seite 11a des Teiles 11. Wird die Bewegung über die Zwischenstellung von
Fig. 6C bis in die Endstellung des Schalters fortgesetzt (Fig. 6D), so stellt sich
Teil 12 wieder in seine Normalstellung.
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Wird nun zurückgeschaltet (Fig. 6D und Fig. 6E), so weicht das Teil
12 der Stufe 11c des Teiles 11 aus, bis es (Fig. 6F) hinter dieser einrastet. Der
Schalter kann nun nicht mehr in die Schaltstellung "Start" von Fig. 6D gebracht
werden, ohne daß zuvor die Ausgangsposition von Fig. 6A angesteuert worden ist.
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Diese Bewegungssperre erfordert keinen besonderen konstruktiven Aufwand,
ist zugleich jedoch äußerst robust.