Toleranzen

Toleranzen haben in der Schalterentwicklung eine besondere Bedeutung, weil Toleranzen in der Serie zum Ausfall eines Schalters führen können.

Alle Bauteile sind mit Fertigungstoleranzen behaftet. Gerade bei Kunststoffteilen können die Toleranzen durch Verzug, Wasseraufnahme oder Temperaturschwankungen recht hoch werden. Als fertigungstechnisch machbar gelten Toleranzbereiche, die in der DIN 16901 für Kunststoffteile zusammengefasst sind.


Schaltpunkttoleranz

Auch der Schaltpunkt eines Schalters hat Toleranzen. Abhängig von der Summe aller relevanten Bauteile kann dieser Toleranzbereich, in dem der elektrische Kontakt erfolgt, sogar recht groß werden. Die Bedeutung der toleranztechnischen Untersuchung des Schaltpunktes und der Bewegungen aller relevanten Bauteile wird in der Schalterentwicklung leicht unterschätzt.
Werden z.B. Mikroschalter als Kontaktelemente eingesetzt, müssen unbedingt die Schaltpunkttoleranzen der Kaufteile beachtet und in die grundlegende Toleranzrechnung der Baugruppe einbezogen werden. Der Toleranzbereich des Schaltpunktes mit Vorlaufweg und Nachlaufweg muss in der Toleranzrechnung betrachtet werden.

Toleranzrechnung

Die Toleranzrechnung ist ein wichtiger Schritt in der Schalterentwicklung. Mit dem ersten Konzeptansatz für eine Schalter-Baugruppe sollte eine überschlägige Toleranzrechnung durchgeführt werden, um die grundsätzliche Tauglichkeit eines Schalterkonzeptes zu prüfen. Auch die auftretenden Kräfte für die Schalterbetätigung müssen - abhängig vom Einzelfall - im Zusammenhang mit den Maßtoleranzen betrachtet werden.

Bei der Toleranzrechnung müssen zunächst alle Fertigungstoleranzen für die relevanten Maße und Funktionen festgelegt oder ermittelt werden. Mit der Summe aller Toleranzen, die an den Einzelteilen und in der Montage auftreten, kann untersucht werden, ob das geplante Wirkungsprinzip für alle möglichen Toleranzlagen funktioniert. Bei der Toleranzrechnung kann arithmetisch oder statistisch gerechnet werden. Je nach Anspruch und Einsatzfall eines Schalters wird dies unterschiedlich gehandhabt. Bei sicherheitsrelevanten Schaltern wird häufig arithmetisch mit dem schlechtesten denkbaren Fall gerechnet.
Man erkennt an der überschlägigen Toleranzrechnung sehr schnell, ob ein Schalterkonzept erfolgversprechend ist oder nicht.