Schleifkontaktschalter Mikroschalter mit integrierten Diagnose-Funktionen

Von Peter Geisenberger *

Die Schleifkontaktschalter-Reihe ASQM erfüllt die Herausforderungen zeitgemäßer Produktentwicklung. Der aktuelle IP67-Schalter ASQMR mit widerstandsbasierter Erkennung von Fehlermodi führt dies fort.

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Mikroschalter: Miniaturisierung, Kostenminimierung, Prozessoptimierung und Sicherheit bilden mehr denn je das Credo der industriellen Fertigung. Der aktuelle IP67-Schalter der Reihe ASQMR kommt inklusive widerstandsbasierter Erkennung von Fehlermodi.
Mikroschalter: Miniaturisierung, Kostenminimierung, Prozessoptimierung und Sicherheit bilden mehr denn je das Credo der industriellen Fertigung. Der aktuelle IP67-Schalter der Reihe ASQMR kommt inklusive widerstandsbasierter Erkennung von Fehlermodi.
(Bild: Panasonic Industry)

Bereits im Jahr 2003 brachte Panasonic als Pionier für Mikroschalter mit Schleifkontakt den ASQ auf den Markt. Mit bis heute über 300 Millionen verkauften Einheiten wurde er zu einer Erfolgsgeschichte.

Basierend auf diesem Schaltmechanismus folgte schließlich im Jahr 2014 der ASQM (ASQ Mini) mit deutlich reduziertem Bauraum, was durch eine Umstellung vom Wechselschalterprinzip auf die Öffner/Schließer-Variante erreicht wurde. Damit trug man den Bedürfnissen des Marktes Rechnung, dass für viele Anwendungen nur eine Positionserkennung benötigt wurde.

Als konsequente Weiterführung des ASQM gibt es aktuell den diagnosefähigen Mikroschalter ASQMR – den derzeit wohl kompaktesten Schalter seiner Art.

Da die neue Reihe gut ankam legte man in Ottobrunn jüngst mit dem ASQMR nach – dem derzeit kleinsten diagnosefähigen Mi­kroschalter auf dem Markt. Besonderes Augenmerk wurde auf Ausfallsicherheit gelegt: Im ASQMR IP67 sind zwei Chip-Widerstände als Spannungsteiler verbaut, welche die beiden Fehlerzustände Leitungsbruch oder Kurzschluss detektieren und damit Anwendung und Menschen vor unliebsamen Ausfällen oder Schäden bewahren.

Durch die Einstellung unterschiedlicher Ausgangsspannungspegel für den Normal- und den Fehlermodus soll der Schalter laut Hersteller der derzeit kompakteste Diagnoseschalter auf dem Markt sein.

„State of the art“-Technik auf kleinstem Raum

Die IEC529/IP67 konformen Schalter bieten sowohl lautloses und nahezu prellfreies Schalten als auch gute Schock- und Vibrationseigenschaften. Durch einen langen Nachlaufweg (mindestens 1,75 mm, siehe Bild 3) und seitliche Betätigung bis 45 Grad konnten die Toleranzkette der zusammenspielenden Komponenten in der Applikation großzügig gestaltet werden und anfallende Montage­toleranzen ausgeglichen werden.

Trotz der geringen Größe kann an den ASQMR wie an alle ASQM-Schalter bei Bedarf ein Schalthebel angebracht werden, ohne dass dazu zusätzliche Kunststoff-Anbauteile notwendig wären.

Die konventionelle Abdichtung der Grundplatte mit dem Gehäuse erfolgt nicht mehr durch Kleben, sondern im Laserschweißverfahren. Das spart Prozesszeiten und Material. Das Schleifkontaktsystem wurde so ausgelegt, dass in Verbindung mit dem verwendeten Gleitfett (silikonfrei) die Selbstreinigungskräfte groß genug sind und auf eine Goldauflage verzichtet werden konnte. Kompromisse bei Leistung und Zuverlässigkeit wurden nicht eingegangen.

Wenn es um die Norm 26262 für automobile Sicherheit und korrespondierend das industriell normierte Gefahrenlevel SIL / ASIL geht, ist der widerstandscodierte ASQMR erste Wahl.

Das Quäntchen mehr an Sicherheit

Die doppelt geclippte Schleifkontakt-Bauweise verspricht eine sehr gute Schock- und Vibrationsfestigkeit.

Für eine maximale Auswahl gibt es Varianten mit Löt- oder Gabelanschlüssen sowie Drahtanschlüssen. Es stehen verschiedene Hebel zur Verfügung, die den Einsatz in vielen Anwendungen erleichtern. Dazu zählen etwa Schlösser, Riegel und Klappen im Automobilbau, verschiedene industrielle Not- und Sicherheitseinrichtungen bis hin zu Anwendungen aus der Welt der Smart-Home- und Gebäudeautomation.

Einpresstechnik – ein Trend setzt sich fort

Zu Recht läuft die für den ASQM-Schalter verfügbare Einpresstechnik dem herkömmlichen Lötverfahren immer mehr den Rang ab, denn mit dieser Technik können Prozesskosten optimiert werden, ohne qualitative Einbußen bei der Verbindung. Mechanische Veränderungen des Bauteils durch thermische Einflüsse wie beim Löten spielen dabei qua natura keine Rolle mehr.

Was macht aber eine gute Einpressverbindung aus? Vor allem ein sauber abgestimmtes Fügepaar, was Werkstoffe, Form und Toleranzen betrifft. Auch die Vorzentrierung des Bauteils ist wichtig, um einen reproduzierbaren, qualitativ hochwertigen Prozess zu gewährleisten.

Die makroskopisch auftretenden Fügekräfte konzentrieren sich tatsächlich auf einen mikroskopisch kleinen Kontaktbereich. Es bilden sich kaltverformte und kaltverschweißte Kontaktstellen, die Verbindung ist gasdicht. Damit tritt über die zu gewährleistende Lebensdauer keine Korrosion auf.

Diese form- und kraftschlüssige Verbindung muss allen Anforderungen an Schock-, Vibrations- und Temperaturbeständigkeit gerecht werden sowie einen dauerhaft niedrigen Übergangswiderstand aufweisen. Die Anschlussbeinchen des Schalters sind als Gabelkontakt geformt. Eine Vorzentrierung wird durch die am Schalter angebrachten Haltebolzen realisiert. Nach dem Einpressen wird durch Vergießen der Kontaktstelle eine Beeinträchtigung durch Umwelteinflüsse ausgeschlossen.

* Peter Geisenberger ist Product Manager Switches bei Panasonic Industry in Ottobrunn.

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