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QUERBEZUG ZU VERWANDTER ANMELDUNG
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Diese
Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der am
12. Juni 2006 eingereichten
japanischen
Patentanmeldung 2006-162567 , so dass ihr Inhalt hierin
durch Bezug aufgenommen wird.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen einen elektromagnetischen
Schalter für
einen Anlasser, welcher z.B. für
ein Fahrzeug verwendet wird, und insbesondere einen elektromagnetischen
Schalter, wobei ein bewegbares Kontaktelement mit Festkontaktelementen
verbunden ist, so dass der Schalter gedreht wird.
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Beschreibung des Stands der
Technik
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Ein
elektromagnetischer Schalter eines Anlassers wird zum Anlassen des
Antriebs einer Maschine eines Fahrzeugs durch Bereitstellen eines elektrischen
Stroms von einer Batterie an einen Motor durch den eingeschalteten
Schalter verwendet. Ein elektromagnetischer Schalter ist z.B. in
der veröffentlichten
japanischen Patenterstoffenlegungsschrift Nr.
H05-126018 offenbart.
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Der
Schalter weist zwei Festkontaktelemente und ein bewegbares Kontaktelement
auf. Die Festkontaktelemente sind jeweils mit einer Motorschaltung
eines Anlassers und einer Batterie verbunden. Das bewegbare Kontaktelement
ist an einem mit einem Tauchkolben verbundenen Schaft angebracht, so
dass er mit dem Tauchkolben bewegbar ist. Wenn das bewegbare Kontaktelement
mit den Festkontaktelementen Kontakt bildet, sind die Festkontaktelemente
durch das bewegbare Kontaktelement miteinander elektrisch verbunden,
die Motorschaltung nimmt von einer Batterie durch die Kontaktelemente des
Schalters einen elektrischen Strom auf, und ein Motor wird angetrieben.
Der Antrieb einer Maschine wird in Reaktion auf eine Drehkraft des
Motors gestartet. Nachdem der Antrieb der Maschine aufgrund der
Verbrennung von Treibstoff fortgesetzt wird, wird das bewegbare
Kontaktelement von den Festkontaktelementen entfernt und der Antrieb
des Motors wird beendet.
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Das
bewegbare Kontaktelement ist durch einen Satz von Isolierelementen
gleitend an einem Endabschnitt des Schafts, welcher an dem Tauchkolben befestigt
ist, angebracht. Ferner ist ein erwärmter Dichtungsring an einem
Ende des Schafts angebracht und wird gekühlt. Der Dichtungsring ist
deshalb an dem Schaft fest befestigt, so dass verhindert wird, dass
das bewegbare Kontaktelement austritt.
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Bei
dem in der Patentoffenlegungsschrift offenbarten Schalter ist es
jedoch zum Befestigen des bewegbaren Kontaktelements an dem Schaft,
zusätzlich
zu vielen Teilen, wie z.B. einem Satz von Isolierelementen und einem
Dichtungsring, erforderlich, den Dichtungsring zu erwärmen und
zu kühlen.
Die Herstellungskosten des Schalters sind deshalb erhöht, und
es ist schwierig die Größe des Schalters
zu verringern.
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In
einem anderen elektromagnetischen Schalter ist ein bewegbares Kontaktelement
direkt an einem Schaft ohne Verwendung eines Isolators befestigt. 1A zeigt
ein bewegbares Kontaktelement, welches noch nicht an einem Schaft
befestigt ist, und 1B zeigt ein an dem Schaft befestigtes bewegbares
Kontaktelement. Ein kreisförmiger Flansch 110,
welcher an einem Ende des Schafts 100 angeordnet ist, ist,
wie in 1A gezeigt, in ein kreisförmiges Loch 210,
das in einem bewegbaren Kontaktelement 200 ausgebildet
ist, eingefügt,
so dass ein Körper
des Schafts 100 in dem Loch 210 angeordnet ist.
Anschließend
werden Abschnitte des Kontaktelements 200, welche den Schaft 100 umgeben,
wie in 1B gezeigt, in Richtung des
Schafts 100 gedrückt,
so dass das Kontaktelement 200 abgedichtet wird und so
dass der Schaft 100 and dem Kontaktelement 200 fest
befestigt ist. Der Flansch 110 und das Abdichten verhindern,
dass das Kontaktelement 200 aus dem Schaft 100 austritt.
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Bei
dem Befestigen des bewegbaren Kontaktelements an dem Schaft 100,
ist jedoch der Abdichtvorgang des Kontaktelements 200,
wie in den 1A und 1B gezeigt,
nach dem Einfügen
des Schafts 100 in das Kontaktelement 200 erforderlich, obwohl
die Anzahl der Teile verringert werden kann. Die Herstellungskosten
des Schalters sind deshalb ebenfalls erhöht.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, in Anbetracht der Nachteile
des herkömmlichen
elektronischen Schalters, einen elektromagnetischen Schalter eines
Anlassers vorzusehen, wobei ein bewegbares Kontaktelement einfach
an einem Schaft zu geringen Kosten angebracht wird.
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Entsprechend
einem ersten Aspekt der Erfindung wird das Ziel durch das Vorsehen
eines elektromagnetischen Schalters erreicht, welcher einen Elektromagnet,
einen Schaft, zwei Festkontaktelemente, die jeweils mit einer Leistungsquelle
und einer Motorschaltung verbunden sind, und ein bewegbares Kontaktelement,
das durch den Schaft gleitend gelagert ist, aufweist. Der Elektromagnet
erzeugt in Reaktion auf einen durch eine elektromagnetische Spule
bereitgestellten elektrischen Strom eine magnetische Kraft und zieht
einen Tauchkolben in Richtung einer ersten Richtung an, so dass
der Schaft mit dem Tauchkolben bewegt wird. Das bewegbare Kontaktelement
verbindet in Reaktion auf die Bewegung des Schafts die Festkontaktelemente
miteinander. Der Schaft weist einen Schaftkörper auf, welcher sich entlang
der ersten Richtung erstreckt, sowie einen Vorsprung, der von dem
Schaftkörper
entlang einer zweiten Richtung, welche sich von der ersten Richtung
unterscheidet, hervorsteht. Das bewegbare Kontaktelement weist ein
Loch auf, in welchem der Schaftkörper
angeordnet ist. Der Vorsprung ist mit dem bewegbaren Kontaktelement
im Eingriff.
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Der
Vorsprung des Schafts kann entsprechend den Schaftkörper zuverlässigerweise
in dem Loch des bewegbaren Kontaktelements beibehalten, so dass
verhindert wird, dass das bewegbare Kontaktelement aus dem Schaft
austritt, so dass das bewegbare Kontaktelement leicht und zu geringen
Kosten in dem Schaft angebracht werden kann.
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Entsprechend
einem zweiten Aspekt der Erfindung wird das Ziel durch Vorsehen
eines elektromagnetischen Schalters erreicht, welcher einen durch
den Schaft gleitend gelagerten Isolator zusätzlich zu dem Elektromagnet,
dem Schaft, den Festkontaktelementen und dem bewegbaren Kontaktelement
aufweist. Das bewegbare Kontaktelement ist an dem Isolator befestigt,
so dass es durch den Isolator durch den Schaft gleitend gelagert
ist. Der Isolator weist ein Loch auf, in welchem der Schaftkörper des Schafts
angeordnet ist. Der Vorsprung ist mit dem Isolator im Eingriff.
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Der
Vorsprung des Schafts kann entsprechend den Schaftkörper zuverlässigerweise
in dem Loch des Isolators beibehalten, so dass verhindert wird,
dass der Isolator aus dem Schaft austritt, so dass das bewegbare
Kontaktelement, welches an dem Isolator befestigt ist, leicht und
zu geringen Kosten an dem Schaft angebracht werden kann.
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Entsprechend
einem dritten Aspekt der Erfindung wird das Ziel durch das Vorsehen
eines elektromagnetischen Schalters erreicht, welcher den Elektromagnet,
den Schaft, den Isolator, die Festkontaktelemente und das bewegbare
Kontaktelement aufweist. Der Isolator weist einen Basisabschnitt
auf, welcher gleitend an dem Schaft angebracht ist, sowie einen
Vorsprungsabschnitt, der von dem Basisabschnitt entlang einer zweiten
Richtung, die sich von der ersten Richtung unterscheidet, hervorsteht.
Das bewegbare Kontaktelement weist ein Loch auf, in welchem der
Basisabschnitt des Isolators angeordnet ist. Der Vorsprungsabschnitt
ist mit dem bewegbaren Kontaktelement im Eingriff.
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Der
Vorsprungsabschnitt des Isolators kann entsprechend den Basisabschnitt
zuverlässigerweise in
dem Loch des bewegbaren Kontaktelements beibehalten, so dass verhindert
wird, dass das bewegbare Kontaktelement aus dem Isolator austritt,
so dass das bewegbare Kontaktelement leicht und zu geringen Kosten
durch den Isolator an dem Schaft angebracht werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigt:
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1B ein
bewegbares Kontaktelement entsprechend dem Stand der Technik, welches
noch nicht an einem Schaft angebracht ist;
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1B ein
bewegbares Kontaktelement entsprechend dem Stand der Technik, welches
an dem Schaft angebracht ist;
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2 eine
Längsschnittansicht
eines elektromagnetischen Schalters entsprechend der ersten bis
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3A ein
bewegbares Kontaktelement des in 2 gezeigten
Schalters, welches noch nicht an einem Schaft angebracht ist;
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3B das
Kontaktelement, entsprechend der ersten Ausführungsform, welches an dem
Schaft 8 angebracht ist;
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4 eine
Schnittansicht im Wesentlichen entlang der Linie A-A der 2,
so dass die Kontaktabdeckung 3, welche das bewegbare Kontaktelement 14 umgibt,
entsprechend der zweiten Ausführungsform
gezeigt wird;
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5 eine
perspektivische Seitenansicht des bewegbaren Kontaktelements entsprechend
einer dritten Ausführungsform,
welches an dem Schaft angebracht ist;
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6 eine
Schnittansicht im Wesentlichen entlang der Linie B-B der 5;
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7 eine
Schnittansicht im Wesentlichen entlang der Linie C-C der 2,
welche den Eingriff eines Tauchkolbens mit einem Gelenk des Schalters entsprechend
einer vierten Ausführungsform
zeigt;
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8 eine
Längsschnittansicht
eines elektromagnetischen Schalters entsprechend einer fünften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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9A eine
Draufsicht eines Isolators des in 8 gezeigten
Schalters;
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9B eine
Schnittansicht im Wesentlichen entlang der Linie D-D der 9A;
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9C eine
Schnittansicht im Wesentlichen entlang der Linie E-E der 9A;
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10 eine
Draufsicht, welche das Anbringen des bewegbaren Kontaktelements
an dem Isolator des in 8 gezeigten Schalters zeigt;
und
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11 eine
perspektivische Seitenansicht eines in 8 gezeigten
Isolators entsprechend einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden werden Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben, in welchen gleiche Bezugszeichen durchweg der Beschreibung,
sofern nicht anders angegeben, gleiche Teile, Elemente oder Glieder
bezeichnen.
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Erste Ausführungsform
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2 ist
eine Längsschnittansicht
eines elektromagnetischen Schalters entsprechend der ersten bis
vierten Ausführungsform.
Ein elektromagnetischer Schalter weist wie in 2 gezeigt,
eine Magnetspule 2 und eine Hauptkontakteinheit 21 auf, welche
mit sowohl einer Motorschaltung (nicht gezeigt) eines Anlassers,
sowie einer Leistungsquelle elektrisch verbunden ist. Die Kontakteinheit 21 wird
in Reaktion auf das Bereitstellen, sowie nicht Bereitstellen eines
elektrischen Stroms an die Magnetspule 2 ein- und ausgeschaltet.
Der Schalter 1 kann ferner eine Kontaktabdeckung 3 aufweisen,
so dass die Kontakteinheit 21 innerhalb einer Kontaktelementkammer 3a,
welche durch die Abdeckung 3 umgeben ist, angeordnet ist.
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Die
Magnetspule 2 weist einen blumentopfförmigen Schalterrahmen 4,
welcher ein Joch ausbildet, auf, sowie eine zylindrische elektromagnetische Spule 5,
die innerhalb des Rahmens 4 aufgenommen ist, einen Festkern 6,
welcher in Reaktion auf das Bereitstellen eines elektrischen Stroms
an die Spule 5 magnetisiert wird, einen Tauchkolben 7,
welcher in einen mittleren offenen Raum der Spule 5 eingefügt ist, so
dass er entlang einer inneren Umfangsoberfläche der Spule 5 bewegbar
ist, sowie einen Schaft 8, der mit dem Tauchkolben 7 entlang
seiner Axialrichtung bewegbar ist. Die Spule 5, welche
den elektrischen Strom aufnimmt, bildet einen Elektromagnet aus,
und der durch den Elektromagnet magnetisierte Kern 6 verstärkt ein
durch die Spule 5 induziertes Magnetfeld.
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Die
Spule 5 ist in zwei Schichten um einen aus Harz hergestellten
Spulenkörper 9 herum
gewickelt. Eine der Schichten der Spule 5 bezeichnet eine Anziehungsspule
zum Erzeugen einer magnetischen Kraft zum Anziehen des Tauchkolbens 7 entlang
der Axialrichtung, und die andere Schicht bezeichnet eine Haltespule
zum Erzeugen einer magnetischen Kraft zum Halten des durch die Anziehungsspule
angezogenen Tauchkolbens 7.
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Der
Kern 6 ist an einer Öffnungsseite
des Rahmens 4 angeordnet und bildet an der Peripherie der
Spule 5 zusammen mit dem Rahmen 4 und dem Tauchkolben 7 eine
magnetische Schaltung aus. Der Kern 6 weist ein Mittelloch 6a auf,
welches sich entlang der Axialrichtung in seiner Mitte erstreckt,
und der Schaft 8 dringt durch das Loch 6a ein
und erreicht die Kammer 3a.
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Der
Tauchkolben ist derart angeordnet, dass er dem Kern 6 in
Axialrichtung gegenüberliegt.
Zwischen dem Tauchkolben 7 und dem Kern 6 ist
eine Rückholfeder 10 angeordnet.
Die Feder 10 erzeugt eine Kraft, welche den Tauchkolben 7 in
Richtung einer von dem Kern abgewandten Richtung (in 2 der
linken Richtung) vorspannt, so dass der Tauchkolben 7 von
dem Kern 6 weiter weg angeordnet ist.
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Der
Schaft 8 ist aus einem Isoliermaterial wie z.B. Harz hergestellt.
Ein Ende des Schafts 8 ist an einer Endoberfläche des
Tauchkolbens 7, welche dem Kern 6 gegenüberliegt,
durch einen Klebstoff oder dergleichen befestigt, und das andere
Ende des Schafts 8 passiert durch das Loch 6a des
Kerns 6 und tritt in die Kammer 3a der Abdeckung 3 ein.
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Die
Abdeckung 3 ist z.B. aus einem Formharz hergestellt. Die
Abdeckung 3 ist durch ein Dichtelement (nicht gezeigt),
wie z.B. eine Gummidichtung oder dergleichen an dem Kern 6 angeordnet. Die
Abdeckung 3 ist an einem Endabschnitt des Rahmes 4 durch
Abdichten befestigt.
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Die
Kontakteinheit 21 weist zwei Festkontaktelemente 13 und
ein bewegbares Kontaktelement 14 auf. Jedes der Kontaktelemente 13 und 14 ist
in einer Plattenform ausgebildet, welche sich im wesentlichen auf
einer zu der Axialrichtung senkrechten Ebene erstreckt. Zwei externe
Anschlüsse 11 und 12 sind
an der Abdeckung 3 befestigt und das Kontaktelement 13 ist
jeweils an den Enden der externen Anschlüsse 11 und 12 befestigt.
Der Anschluss 11 ist mit einem Pluspolanschluss einer Leistungsquelle,
wie z.B. einer Bordbatterie (nicht gezeigt) durch ein Batteriekabel
(nicht gezeigt) verbunden und wirkt als ein Batterieanschluss. Der
Anschluss 12 ist durch eine Zuführungsleitung (nicht gezeigt)
eines Motors (nicht gezeigt) mit einer Motorschaltung (nicht gezeigt)
verbunden und wirkt als ein Motoranschluss. Der Motor ist geerdet.
Das Kontaktelement 14 ist an einem Endabschnitt des Schafts 8 in
der Kammer 3a gleitend angebracht.
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Der
Schaft 8 weist einen stabförmigen Schaftkörper und
einen mit dem Schaft 8 integral ausgebildeten Vorsprung 8a auf.
Der Vorsprung 8a steht von dem Schaftkörper im wesentlichen entlang der
Radialrichtung hervor. Der Vorsprung 8a kann an einem Schaftkörper montiert
sein, so dass der Schaft 8 ausgebildet wird. Der Vorsprung 8a kann
an einer Spitze des Schafts 8 gegenüberliegend dem Tauchkolben 7 angeordnet
sein. Zwischen dem Tauchkolben 7 und dem Kontaktelement 14 ist
eine Kontaktfeder 15 angeordnet. Die Feder 15 erzeugt
eine Kraft, welche das Kontaktelement 14 in Richtung des
Vorsprungs 8a des Schafts 8 vorspannt. D.h. die
Feder 15 übt
auf das Kontaktelement 14 in Richtung der Rechtsrichtung
in 2 einen Druck aus, so dass das Kontaktelement 14 mit
dem Vorsprung 8a in Kontakt bleibt.
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Das
bewegbare Kontaktelement 14 ist deshalb in Reaktion auf
die Bewegung des Tauchkolbens 7 in Richtung des Kerns 6 in
Richtung der Festkontaktelemente 13 bewegbar, so dass es
mit den Kontaktelementen 13 Kontakt bildet und die Kontaktelemente 13 miteinander
elektrisch verbindet. Das bewegbare Kontaktelement 14 ist
ferner in Reaktion auf die Bewegung des Tauchkolbens 7 in
Richtung der von dem Kern abgewandten Richtung in Richtung des Kerns 6 bewegbar,
so dass es von den Kontaktelementen 13 entfernt wird, und
so dass die Kontaktelemente 13 voneinander elektrisch getrennt
werden.
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Der
Schalter 1 weist ferner ein Gelenk 16 auf, welches
an dem Tauchkolben 7 befestigt ist, sowie mit Bezug auf
den Tauchkolben 7 an der entgegengesetzten Seite des Schafts 8 angeordnet
ist. Das Gelenk 16 ist mit einem Schalthebel (nicht gezeigt)
verbunden, so dass der Hebel in Reaktion auf die Bewegung des Tauchkolbens 7 bewegt
wird.
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Im
Folgenden wird ein Betrieb des elektromagnetischen Schalters 1 beschrieben.
Wenn ein Startschalter (nicht gezeigt) eingeschaltet wird, wird ein
elektrischer Strom von der Batterie zu der Spule 5 bereitgestellt,
so dass ein Elektromagnet ausgebildet wird, und so dass der Kern
aufgrund einem durch den Elektromagnet induzierten magnetischen
Fluss magnetisiert wird. Es wird deshalb durch den Elektromagnet
eine Anziehungskraft erzeugt und diese wird durch den Kern 6 erhöht, so dass
die Anziehungskraft den magnetisierten Kern 6 und den Tauchkolben 7 zueinander
anzieht. Da der Kern 6 an dem Rahmen 4 befestigt
ist, wird der Tauchkolben 7 in Richtung des Kerns 6 bewegt,
während
er die Rückholfeder 10 gegen
eine Vorspannkraft in der Feder 10 zusammendrückt. Der
Schaft 8, welcher mit dem Tauchkolben 7 geschoben
wird, wird in Reaktion auf die Bewegung des Tauchkolbens 7 tief
in die Kammer 3a gedrückt,
und das Kontaktelement 14, welches an dem Endabschnitt
des Schafts 8 montiert ist, bildet mit den Kontaktelementen 13 Kontakt.
Der Schaft 8 wird, während
er die Federn 10 und 15 zusammendrückt, immer
noch in die Kammer 3a gedrückt, so dass das Kontaktelement 14 eine
Federkraft der zusammengedrückten
Feder 15 aufnimmt, so dass eine Kontaktkraft des Kontaktelements 14,
welches auf die Festkontaktelemente 13 angewendet wird,
erhöht wird.
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Die
Kontaktelemente 13 sind deshalb durch das Kontaktelement 14 miteinander
elektrisch verbunden, und der Schalter 1 ist eingeschaltet.
In diesem Zustand wird elektrische Leistung der Batterie durch den
Anschluss 11, die Kontaktelemente 13 und 14,
sowie den Anschluss 12 an den Motor bereitgestellt, so
dass der Motor angetrieben wird. Der angetriebene Motor wendet auf
eine Antriebswelle (nicht gezeigt) eine Drehkraft an. Des Weiteren
wird ein Schalthebel (nicht gezeigt) in Reaktion auf die Bewegung
des Tauchkolbens 7 durch das Gelenk 16 verschoben,
so dass die Antriebswelle in Richtung einer Maschine (nicht gezeigt)
bewegt wird. Die Maschine nimmt deshalb die Drehkraft von der Antriebswelle auf
und beginnt einen Antriebsvorgang. Nachdem der Antrieb der Maschine
fortgesetzt wird, wird der Startschalter automatisch ausgeschaltet,
die Bereitstellung des elektrischen Stroms an die Spule 5 wird beendet
und die Anziehungskraft des Elektromagneten verschwindet. Der Tauchkolben 7 wird
in diesem Zustand aufgrund einer Reaktionskraft der Rückholfeder 10 in
eine von dem Kern abgewandte Richtung zurückgedrückt, so dass er von dem Kern 6 weg
angeordnet ist, und das Kontaktelement 14 wird von den
Kontaktelementen 13 entfernt. Der Schalter 1 wird
deshalb ausgeschaltet, die Bereitstellung der elektrischen Leistung
an den Motor beendet, und der Antrieb des Motors beendet.
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Im
Folgenden wird die Montage des bewegbaren Kontaktelements 14 an
dem Schaft 8 ausführlich
mit Bezug auf 3A und 3B beschrieben. 3A zeigt
das Kontaktelement 14, welches noch nicht an den Schaft 8 montiert
ist, während
in 3B das an dem Schaft 8 montierte Kontaktelement 14 zeigt.
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Der
Vorsprung 8a besteht, wie in 3A gezeigt,
aus einem oder mehreren Vorsprungsabschnitten, welche jeweils von
einem Körper 8b des
Schafts 8 im Wesentlichen entlang Radialrichtungen des Schafts 8 hervorstehen.
Der Schaft 8 ist deshalb in einer Hakenform ausgebildet.
Der Vorsprung 8a kann aus zwei Vorsprungsabschnitten 8a bestehen,
welche entgegengesetzt zu einander hervorstehen. Jeder Abschnitt 8a ist
z.B. nahezu in einer Rechtecksform ausgebildet, wenn der Abschnitt 8a entlang
der Axialrichtung betrachtet wird.
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Das
bewegbare Kontaktelement 14 weist ein Hakenaufnahmeloch 14A auf,
welches dem Vorsprung 8a entspricht. Das heißt, das
Loch 14a ist derart geformt, dass der Vorsprung 8a des
Schafts 8 durch das Loch 14A, unter der Bedingung,
dass die Mittelachse des Schafts 8 derart festgesetzt ist,
dass sie im Wesentlichen senkrecht zu einer Oberfläche des
Kotaktelements 14, welche das Loch 14A aufweist,
ist, passieren kann. Das Loch 14A ist insbesondere in ein
kreisförmiges
Loch 14a, welches den Schaftkörper 8b aufnimmt,
sowie zwei Unterlöcher 14b,
welche die Vorsprungsabschnitte 8a aufnehmen, unterteilt.
Das Loch 14a weist einen Innendurchmesser auf, welcher
geringfügig
größer als
ein Außendurchmesser
des Schaftkörpers 8b ist.
Die Löcher 14b erstre cken
sich von dem Loch 14a entgegengesetzt zueinander. Jedes
Loch 14b ist in einer nahezu rechteckigen Form ausgebildet,
welche geringfügig
größer als
die des Vorsprungsabschnitts 8a ist.
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Bevor
die Abdeckung 3 an dem Rahmen 4 befestigt wird,
wird das Kontaktelement 14 an dem Schaft 8 montiert,
welcher von dem Kern 6 hervorsteht. Wie in 3B gezeigt,
sind die Vorsprungsabschnitte 8a des Schafts 8 insbesondere
in das Loch 14A des bewegbaren Kontaktelements 14 eingefügt, so dass
sie durch das Loch 14A passieren, und das Kontaktelement 14 ist
um 90° um
die Mittelachse des Schafts 8 gedreht, so dass der Vorsprung 8a mit
dem Kontaktelement 14 im Eingriff bzw. mit diesem verhakt
ist. Da der Vorsprung 8a mit dem Kontaktelement 14 kollidiert,
wenn das Kontaktelement 14 von dem Tauchkolben 7 wegbewegt
wird, verhindert der Vorsprung 8a, dass das Kontaktelement 14 aus
dem Schaft 8 austritt. Der Schaft 8 kann alternativ
mit Bezug auf das bewegbare Kontaktelement 14 um seine Mittelachse
gedreht werden.
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Der
Vorsprung 8a kann bei dieser Anordnung, verhindern, dass
das Kontaktelement 14 aus dem Schaft 8 austritt,
ohne einen Dichtungsring zu verwenden, welcher verhindert, dass
das Kontaktelement 14 aus dem Schaft 8 austritt,
oder ohne eine Befestigungsarbeit, wie z.B. Abdichten zum Anbringen
des Kontaktelements 14 an dem Schaft 8 durchzuführen, da
der Vorsprung 8a des Schafts 8, welcher in das
Loch 14A eingefügt
ist, derart angeordnet ist, dass er mit dem Kontaktelement 14 Eingriff
bildet. Das Kontaktelement 14 kann entsprechend zu geringen
Kosten an dem Schaft 8 angebracht werden.
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Da
der Schaft 8 ferner aus einem Harz hergestellt ist, welches
Isoliereigenschaften aufweist, ist zwischen dem Schaft 8 und
dem Kontaktelement 14 kein Isoliermaterial erforderlich.
Die Anzahl der Teile des Schalters 1 kann entsprechend
verringert werden, sowie der Schalter 1 kann zu geringen
Kosten gefertigt werden.
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Das
Loch 14A des Kontaktelements 14 weist in dieser
Ausführungsform
eine Größe auf,
welche geringfügig
größer als
die des Vorsprungs 8a ist. Der Vorsprung 8a des
Schafts 8 kann deshalb unter der Bedingung, dass die Mittelachse
des Schafts 8 im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des
Kontaktelements 14, welche das Loch 14A aufweist,
ist, durch das Loch 14A passieren. Das Loch 14A kann jedoch
eine Größe aufweisen,
welche kleiner als die des Vorsprungs 8a ist, so dass der
Vorsprung 8a des Schafts 8 unter der Bedingug,
dass die Oberfläche des
Kontaktelements 14 mit Bezug auf eine Ebene, die im Wesentlichen
senkrecht zu der Mittelachse des Schafts 8 ist, geneigt
ist, durch das Loch 14A passieren. Das Loch 14A kann
mit anderen Worten unter der Bedingung, dass der Vorsprung 8a der
Welle 8 durch das Loch 14A passieren kann, eine
beliebige Form aufweisen.
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Zweite Ausführungsform
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4 ist
eine Schnittansicht im Wesentlichen entlang einer Linie A-A der 2,
so dass die Kontaktabdeckung 3, welche das bewegbare Kontaktelement 14 umgibt,
entsprechend einer zweiten Ausführungsform
gezeigt wird.
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Die
Kontaktabdeckung 3 weist, wie in 4 gezeigt,
eine Vorsprungswand 3b auf, welche von der inneren Umfangswand
der Abdeckung 3 hervorsteht und sich in einer Ebene, welche
im Wesentlichen senkrecht zu der Axialrichtung ist, erstreckt, so dass
das bewegbare Kontaktelement 14 von ihr umgeben wird. Nachdem
das Kontaktelement 14 an dem Schaft 8 montiert
ist, wird die Abdeckung 3 an dem Rahmen 4 derart
befestigt, dass die Wand 3b angeordnet ist, das Kontaktelement 14 zu
umgeben.
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Die
Wand 3b wirkt als ein Drehveränderungselement, welches verhindert,
dass das Kontaktelement 14 während des Betriebs des Schalters 1 um
die Mittelachse des Schafts 8 gedreht wird. Angenommen,
dass das Kontaktelement 14 gedreht wird, so dass der Vorsprung 8a gerade
auf den Löchern 14b angeordnet
ist, tritt das Kontaktelement 14 aus dem Schaft 8 aus.
Da in dieser Ausführungsform
jedoch die Wand 3b die Drehung des Kontaktelements 14 verhindert,
kann das Drehveränderungselement den
Eingriff des Kontaktelements 14 mit dem Schaft 8 beibehalten.
Die Kombination des Vorsprungs 8a und des Drehverhinderungselements
kann dementsprechend zuverlässigerweise
verhindern, dass das Kontaktelement 14 aus dem Schaft 8 austritt.
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Die
Wand 3b nimmt in dieser Ausführungsform im Wesentlichen
den gesamten Raum zwischen der inneren Umfangsoberfläche der
Abdeckung 3 und dem Kontaktelement 4 ein. Anstatt
der Wand 3b kann die Abdeckung 3 jedoch einen
einzelnen stabförmigen
Vorsprung, oder eine Vielzahl von stabförmigen Vorsprüngen aufweisen,
welche von der inneren Umfangswand der Abdeckung 3 in Richtung
dem Kontaktelement 14 derart hervorstehen, dass die Vorsprünge, welche
nahe dem Kontaktelement 14 angeordnet sind, verhindern,
dass das Kontaktelement 14 während dem Betrieb des Schalters 1 um
die Mittelachse des Schafts 8 gedreht wird.
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Dritte Ausführungsform
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5 ist
eine perspektivische Seitenansicht des Kontaktelements 14,
welches entsprechend einer dritten Ausführungsform an dem Schaft 8 angebracht
ist, während 6 eine
Schnittansicht im Wesentlichen entlang einer Linie B-B der 5 ist.
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Wie
in 5 und 6 gezeigt, weist jeder Vorsprungsabschnitt 8a des
Schafts 8 eine Ausbuchtung 8c auf, welche von
einer Oberfläche
des Abschnitts 8a hervorsteht, sowie dem Kontaktelement 14 gegenüberliegt,
und das Kontaktelement 14 weist eine Vielzahl von Einbuchtungen 14c an
seiner Oberfläche
auf, welche dem Vorsprung 8a gegenüberliegen, so dass jede Einbuchtung 14c eine
Ausbuchtung 8c aufnimmt. Nachdem das Kontaktelement 14, welches
an dem Körper 8b des
Schafts 8 angeordnet ist, gedreht wird, werden die Ausbuchtungen 8c jeweils
in den Einbuchtungen 14c angebracht. Jeder Satz von Ausbuchtungen 8c,
sowie Einbuchtungen 14c, welche aneinander angebracht sind,
verhindert deshalb, dass das Kontaktelement um die Mittelachse des
Schafts 8 gedreht wird, und wirkt dadurch als ein Derhverhinderungselement.
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Der
Eingriff des Kontaktelments 14 mit dem Schaft 8 kann
entsprechend durch das Drehverhinderungselement zuverlässigerweise
beibehalten werden, und die Kombi nation des Vorsprungs 8a des Schafts 8 und
dem Drehverhinderungselement kann zuverlässigerweise verhindert werden,
dass das Kontaktelement 14 aus dem Schaft 8 austritt.
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Die
Anzahl der in den Einbuchtungen 14c angebrachten Ausbuchtungen 8c kann
beliebig festgesetzt sein. Ferner können sämtliche Ausbuchtungen 8c auf
nur einem Vorsprungsabschnitt 8a angeordnet sein, so dass
sie in den Einbuchtungen 14c angebracht werden. Die auf
dem Kontaktelement 14 angeordneten Ausbuchtungen können überdies
in den auf dem Vorsprung 8a des Schafts 8 angeordneten
Einbuchtungen aufgenommen sein.
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Vierte Ausführungsform
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7 ist
eine Schnittansicht entlang im Wesentlichen einer Linie C-C der 2,
so dass der Eingriff des Tauchkolbens 7 mit dem Gelenk 16 gezeigt wird.
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Der
Tauchkolben 7 weist, wie in 7 gezeigt,
eine Öffnung
auf, welche sich entlang der Axialrichtung in seiner Mitte erstreckt,
und das Gelenk 16 ist in der Öffnung des Tauchkolbens 7 angeordnet. Das
Gelenk 16, welches in einer nahezu kreisförmigen Schnittform
ausgebildet ist, weist eine Ausbuchtung 16a auf und der
Tauchkolben 7, welcher mit einer im Wesentlichen kreisförmigen Schnittform
ausgebildet ist, weist eine Einbuchtung 7a auf, so dass die
Ausbuchtung 16a mit der Einbuchtung 7a im Eingriff
ist. Das Gelenk 16 ist ferner mit einem Schalthebel (nicht
gezeigt) im Eingriff, so dass es nicht mit dem Tauchkolben 7 gedreht
wird. Wenn der Tauchkolben 7 während dem Betrieb des Schalters 1 geneigt
ist, so dass er sich mit dem Schaft 8 dreht, verhindert
der Eingriff der Ausbuchtung 16a mit der Einbuchtung 7a,
dass der Tauchkolben 7 gedreht wird. Die Kombination der
Einbuchtung 7a und der Ausbuchtung 16a verhindert
deshalb, dass das Kontaktelement 14 um die Mittelachse
des Schafts 8 gedreht wird, und wirkt deshalb als ein Drehverhinderungselement.
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Das
Anbringen des Kontaktelements 14 an dem Schaft 8 kann
entsprechend zuverlässigerweise durch
das Drehverhinderungselement beibehalten werden, und die Kombination
des Vorsprungs 8a des Schafts 8 mit dem Drehverhinderungselement
kann zuverlässigerweise
verhindern, dass das Kontaktelement 14 aus dem Schaft 8 austritt.
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Eine
auf dem Tauchkolben 7 angeordnete Einbuchtung kann durch
eine auf dem Gelenk 16 angeordnete Ausbuchtung aufgenommen
werden. Das Gelenk 16 kann ferner in einer elliptischen
Form ausgebildet sein, so dass es in dem Tauchkolben 7,
welcher eine elliptische Öffnung
aufweist, aufgenommen wird. Überdies
kann jede Kombination des Drehverhinderungselements entsprechend
der zweiten bis vierten Ausführungsform
auf den Schalter 1 angewendet werden.
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Fünfte Ausführungsform
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In
dieser Ausführungsform
wird das Befestigen des Kontaktelements 14 an einem Isolator,
welcher durch den Schaft 8 gleitend gelagert ist, beschrieben.
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8 ist
eine Längsschnittansicht
eines elektromagnetischen Schalters entsprechend einer fünften Ausführungsform. 9A ist
eine Draufsicht eines Isolators des Schalters, 9B ist
eine Schnittansicht entlang ihn Wesentlichen einer Linie D-D der 9, und 9C ist
eine Schnittansicht entlang im Wesentlichen einer Linie E-E der 9A. 10 ist eine
Draufsicht, welche das Anbringen des Kontaktelements 14 an
dem Isolator zeigt.
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Wie
in 8 gezeigt, unterscheidet sich ein elektromagnetischer
Schalter 31 entsprechend der fünften Ausführungsform von dem in 2 gezeigten Schalter 1,
indem das Kontaktelement 14 durch einen Isolator 17 durch
den Schaft 8 gelagert ist. Das heißt, das Kontaktelement 14 ist
an dem Isolator 17 befestigt, und der Isolator 17 ist
durch den Schaft 8 gleitend gelagert. Der Schaft 8 ist
aus einem leitenden Material, wie z.B. Metall hergestellt. Der Schaft 8 weist
einen scheibenförmigen
Vorsprung 8d auf, welcher einen Durchmesser aufweist, der
größer als
der des Schaftkörpers 8b ist.
Die Feder 15 ist zwischen dem Tauchkolben 7 und
dem Isolator 17 angeordnet.
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Wie
in den 9A bis 9C gezeigt,
weist der Isolator 17 einen zylindrischen Basisabschnitt 17a und
zwei plattenförmige
Vorsprungsabschnitte 17b und 17c auf, welche integral
miteinander ausgebildet sind. Der Isolator 17 weist ein
Loch 17d auf, welches durch den Basisabschnitt 17a umgeben
ist. Das Loch 17d weist einen Innendurchmesser auf, der im
Wesentlichen einem Außendurchmesser
des Schafts 8 gleicht. Die Abschnitte 17b und 17c sind
jeweils an beiden Enden des Basisabschnitts 17a in einer
Axialrichtung des Isolators 17 angeordnet. Jeder der Abschnitte 17b und 17c steht
von dem Basisabschnitt 17a in Richtung der Radialrichtung
des Isolators 17 entgegengesetzt zu einander und im Wesentlichen
senkrecht zu der Axialrichtung hervor. Die Höhe des Vorsprungsabschnitts 17c in
Radialrichtung ist geringer als die des Vorsprungsabschnitts 17b.
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Im
folgenden wird ein Verfahren zum Befestigen des Kontaktelements 14 an
dem Isolator 17 beschrieben.
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Der
Vorsprungsabschnitt 17c weist im Wesentlichen die gleiche
Form als die des Vorsprungs 8a des in 3A gezeigten
Schafts 8 auf. Der Abschnitt 17c wirkt deshalb
als ein Haken des Isolators 17. Das Kontaktelement 14 weist,
wie in 10 gezeigt ein Hakenaufnahmeloch 14d auf,
welches der Form des Abschnitts 17c entspricht, so dass
der Abschnitt 17c durch das Loch 14d passieren
kann. Bevor der Isolator 17 an dem Schaft 8 angebracht
wird, wird das Kontaktelement 14 an dem Isolator 17 befestigt.
Der Vorsprungsabschnitt 17c wird insbesondere in das Loch 14d des
Kontaktelements 14 eingefügt, so dass er durch das Loch 14d passiert,
so dass das Kontaktelement 14 auf dem Basisabschnitt 17a zwischen
den Abschnitten 17b und 17c angeordnet ist. Anschließend wird
das Kontaktelement 14 und/oder der Isolator 17 um
90° um die
Mittelachse des Isolators 17 mit Bezug zueinander gedreht.
der Vorsprungsabschnitt 17c ist deshalb mit dem Basisabschnitt 17c im
Eingriff bzw. mit diesem verhakt, so dass der Abschnitt 17c verhindert,
dass das Kontaktelement 14 aus dem Isolator 17 austritt.
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Im
Folgenden wird ein Verfahren zum Anbringen des Isolators 17 an
den Schaft 8 beschrieben. Bevor der Schaft 8 an
dem Tauchkolben 7 befestigt wird, wird ein Endabschnitt
des Schafts 8, welcher an der entgegengesetzten Seite des
Vorsprungs auf d angeordnet ist, in das Loch 17d des Isolators 17 eingefügt, wobei
das Kontaktelement 14 derart angeordnet ist, dass der Abschnitt 17a und
die Abschnitte 17b oder 17c mit dem Vorsprung 8d des
Schafts 8 Kontakt bilden. Der Isolator 17 ist
deshalb gleitend an dem Schaft 8 angebracht, während der
Vorsprung 8d des Schafts 8 verhindert, dass der
Isolator 17 aus dem Schaft 8 austritt. Anschließend wird
der Endabschnitt des Schafts 8 an dem Tauchkolben 7 befestigt
und die Abdeckung 3 an dem Rahmen 4 befestigt.
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Der
Vorsprungsabschnitt 17c des Isolators 7 kann deshalb
ohne die Verwendung einer Dichtungsscheibe bzw. ohne das Durchführen einer
mühsamen Befestigungssarbeit,
wie z.B. Abdichten verhindern, dass das Kontaktelement 14 aus
dem Isolator 17 austritt, und das Kontaktelement 14 kann
einfach durch den Isolator 17 zu geringen Kosten an dem Schaft 8 angebracht
werden.
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Da
die Abschnitte 17a bis 17c des Isolators 17 miteinander
integral als ein einzelnes Bestandteil ausgebildet sind, kann die
Anzahl der Teile in dem Schalter 31 im Vergleich zum Stand
der Technik, gemäß welchem
ein Isolator in zwei Abschnitte unterteilt ist, verringert werden.
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Jedes
der Drehverhinderungselemente entsprechend der zweiten bis vierten
Ausführungsform kann
in dieser Ausführungsform
angewendet werden, so dass das Kontaktelement 14 an dem
Isolator 17 befestigt wird.
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Der
Abschnitt 17b des Isolators 17 wirkt ferner dahingehend,
das Kontaktelement 14 an dem Basisabschnitt 17a zusammen
mit dem Abschnitt 17c zu befestigten. Da die Feder 15,
welche zwischen dem Tauchkolben 7 und dem Abschnitt 17b angeordnet
ist, jedoch das Kontaktelement 14 an dem Basisabschnitt 17a zusammen
mit dem Abschnitt 17c befestigen kann, kann der Abschnitt 17b von
dem Isolator 17 weggelassen werden.
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Überdies
kann ein jegliches oder eine Kombination der Drehverhinderungselemente
entsprechend der zweiten und dritten Ausführungsform auf den Schalter 31 angewendet
werden.
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Sechste Ausführungsform
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In
dieser Ausführungsform
wird das Anbringen des Isolators 17 an dem Schaft 8 beschrieben. 11 ist
eine perspektivische Seitenansicht des Isolators 17 entsprechend
einer sechsten Ausführungsform.
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Der
Isolator 17 entsprechend der sechsten Ausführungsform
unterscheidet sich, wie in 11 gezeigt,
von dem in 9A gezeigten Isolator, indem der
Isolator 17 ein Hakenaufnahmeloch 17e, welches der
Form des Vorsprungs 8a des Schafts 8 entspricht,
aufweist, so dass der in 3A gezeigte
Vorsprung 8a durch das Loch 17e des Isolators 17 passieren
kann.
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Nachdem
das Kontaktelement 14 an dem Isolator 17 entsprechend
der fünften
Ausführungsform
befestigt ist, wird der Isolator 17 mit dem Kontaktelement 14 an
dem Schaft 8, welcher an dem Tauchkolben 7 befestigt
ist, angebracht. Der Isolator 17 ist insbesondere derart
angeordnet, dass der Vorsprungsabschnitt 17b oder 17c dem
Vorsprung 8a des in 3A gezeigten
Schafts 8 gegenüberliegt und
der Vorsprung 8a wird in das Loch 17e des Isolators 17 eingefügt, so dass
der Vorsprung 8a durch den Isolator 17 passiert.
Der Isolator 17 wird anschließend um die Mittelachse des
Schafts 8 um 90° mit
Bezug auf den Schaft 8 gedreht, so dass der Vorsprungsabschnitt 17c oder 17b mit
dem Vorsprung 8a im Eingriff ist. Der Vorsprung 8a verhindert
deshalb, dass der Isolator 17 aus dem Schaft austritt und der
Isolator 17 ist an dem Schacht 8 gleitend angebracht.
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Der
Vorsprung 8a kann entsprechend ohne die Verwendung ohne
eines Dichtungsrings bzw. ohne das Durchführen einer Befestigungsarbeit,
wie z.B. Abdichten verhindern, dass der Isolator 17 aus dem
Schaft 8 austritt, und das Kontaktelement 14 kann
durch den Isolator 17 zu geringen Kosten leicht an dem
Schaft 8 angebracht werden.
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In
dieser Ausführungsform
kann ein jegliches oder eine Kombination der Drehverhinderungselemente
entsprechend der zweiten bis vierten Ausführungsform auf den Schalter 31 angewendet
werden.