Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter mit mindestens einem, ein Schaltergehäuse durchdringenden Handbetätigungsglied zum Schliessen und Öffnen von im Schaltergehäuse untergebrachten Schaltkontakten.
In Wohnungen, Büro- und Gewerberäumen werden eine Vielzahl sogenannter Netzschalter für kleine und mittlere Leistungen, etwa zum Ein- und Ausschalten von Beleuchtungskörpern, elektrischen Geräten und dergleichen verwendet.
Solche Netzschalter sind in einem im Unterputz oder Aufputz montierbaren Gehäuse untergebracht, welches die Schaltkontakte und den.Schaltmechanismus umgibt, wobei letzterer ein integriertes Handbetätigungsglied umfasst, das die Frontplatte des Schaltergehäuses durchdringt.
Nachteilig bei solchen Schaltern ist aber, dass deren Aus- oder Einstellung nicht ohne weiteres erkennbar ist, so dass sich daraus bei Manipulationen an der betreffenden Installation, etwa beim Anschliessen von Beleuchtungskörpern, erhebliche Gefahrenquellen ergeben. Eine entsprechende Markierung am Schalter kann hierfür keine Abhilfe schaffen, da solche Schalter vielfach in sogenannten Wechselschaltungen mit anderen Schaltern in Verbindung stehen, so dass ein Schalter die Schalterstellung des anderen aufheben kann.
Die Aus-Stellung eines Schalters kann aber auch durch Dritte unbeabsichtigt aufgehoben werden.
Auch das Entfernen von Sicherungen zur Unwirksammachung des betreffenden Netzabschnittes kann nicht mit Sicherheit zur Ausschaltung der Gefahrenquelle dienen, da auch die Sicherungen unbeabsichtigt von Dritten wieder eingeschraubt werden können. Oftmals sind auch die Sicherungen nicht ohne weiteres zugänglich oder diese sichern zusätzlich Geräte ab, wie Kühlschränke oder dergleichen, deren Stromzufuhr nicht unterbrochen werden darf.
Die vorliegende Erfindung bezweckt deshalb die Schaffung eines Schalters der vorgenannten Art, welcher die erläuterten Gefahrenquellen mit Sicherheit ausschliesst. Dies wird erfindungsgemäss erreicht, dass das Handbetätigungsfeld mit einem im Schaltergehäuse angeordneten Schaltermechanismus verbunden und ohne ein Öffnen des Schaltergehäuses aus demselben herausnehmbar und wieder in dasselbe einsetzbar ist, derart, dass bei Herausnahme des Handbetätigungsgliedes alle Schaltkontakte selbsttätig in ihre Offenstellung gelangen.
Durch diese Massnahmen wird ein Sicherheits-Schalter ermöglicht, der gestattet, den durch den Schalter betätigbaren Netzabschnitt durch Wegnahme des Handbetätigungsgliedes mit Sicherheit und gegen jede Fehlmanipulation Dritter tot -zusetzen. Werden mit einem solchen Schalter zudem Steckdosen geschaltet, können diese ohne zusätzliche Massnahmen kindersicher gemacht werden, lediglich durch Herausnahme des Handbetätigungsgliedes am Schalter.
Selbstverständlich können diese Massnahmen an jedem gebräuchlichen Schalterprinzip verwirklicht werden. Es ist aber auch möglich, nunmehr einen besonders einfachen Schalter auszugestalten, welcher sich dann dadurch auszeichnet, dass das Handbetätigungsglied mit dem Anker einer Permanentmagnetanordnung wirkungsverbunden ist.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Zeichnung, welche schematisch und teilweise im Schnitt einen elektrischen Schalter in Seitenansicht zeigt, näher erläutert.
Der gezeigte elektrische Schalter umfasst ein Schaltergehäuse mit einer Bodenplatte 1 und einem auf der Bodenplatte aufgesetzten Deckel 2. Auf der Bodenplatte 1 stützt sich der Schaltermechanismus über einen Montagekörper, der hier zweckmässig aus einem Eisenblech 3 besteht, ab.
Vom Eisenblech 3 von beispielsweise rechteckförmiger Gestalt ragen rechtwinklig Zungen 4a und 4b sowie 5a und 5b ab, wobei sich je zwei Zungenpaare 4a und 4b bzw. 5a und 5b etwa mittig an parallelen Kanten des Eisenbleches 3 gegenüberstehen. Ferner stützt sich auf dem Eisenblech 3 ein Permanentmagnet 6 mit seinem Südpol ab, dessen obere Stirnseite demzufolge den Nordpol bildet. Diese obere Stirnseite erstreckt sich zweckmässig mit den freien Enden des Zungenpaares 4a und 4b in einer gemeinsamen Ebene, wobei letztere Polschuhe für den Südpol darstellen.
Das andere Zungenpaar 5a und 5b erstreckt sich über diese genannte Ebene hinaus, wobei die Zungen 5a und 5b an ihren freien Enden als offene Lagerschalen 7 zur freien Auflage einer Kippachse 8 ausgebildet sind. Diese Achse 8 aus nichtmagnetisierbarem Material, beispielsweise Messing, durchdringt ein längliches Eisenstück 9, welches einen Kippanker des Magnetkreises mit dem Permanentmagneten 6 und den Polschuhen 4a und 4b bildet.
Dieser Kippanker 9 trägt seinerseits ein Handbetätigungsglied 10 aus Isoliermaterial, beispielsweise Kunststoff, durch welches sich der Kippanker 9 in seine eine oder andere gekippte Endlage stellen lässt. Von den freien Enden des Handbetätigungsgliedes 10, welche den Kippanker 9 beidseitig überragen, ragen zudem je ein Zapfen 11 bzw. 12 ab, welche in der entsprechenden Kippstellung Schaltkontakte 13 bzw.
14 schliessen.
Das Handbetätigungsglied 10 erstreckt sich teilweise durch eine Öffnung 15 im Deckel 2 hindurch und lässt sich durch diese Öffnung 15 hindurch samt dem Kippanker 9 und der Achse 8 vom Lager 7 abheben und aus dem Gehäuse 1, 2 herausnehmen bzw. wiedereinsetzen, ohne dass hiefür ein Öffnen des Gehäuses erfolgen müsste.
Gemäss der Darstellung ist der Kontakt 13 geschlossen und der Kippanker 9 liegt auf dem Polschuh 4a auf. Durch die Berührung dieser Teile herrscht dort eine grosse Flussdichte und Remanenz, d. h. beide Teile weisen eine gute Haftkraft miteinander auf. Soll das Betätigungsglied 10 dann in Richtung auf Kontakt 14 umgelegt werden, so wird anfangs eine relativ grosse Kraft benötigt, um den Kippanker 9 vom Polschuh 4a zu trennen. Haben sich diese Teile 9 und 4a aber mit einem minimalen Luftspalt voneinander entfernt, so fällt die erforderliche Kraft sofort auf ein Bruchteil zusammen, und theoretisch könnte die manuell aufgebrachte Kraft auf das Handbetätigungsglied 10 gleichermassen verringert werden.
Das menschliche Reaktionsvermögen ist jedoch viel zu träge, um diesen kurzen Zeitintervall wahrzunehmen, so dass die Anfangskraft auf das Betätigungsglied 10 weiter ansteht, so dass der Kippanker 9 rasch auf den Polschuh 4b bewegt wird, bis dieser vom Polschuh 4b selbst angezogen und noch mehr beschleunigt wird. Die Umschaltung erfolgt also nicht langsam schleichend, sondern rasch in wenigen Millisekunden mit einer Art bistabilem Schnappeffekt. Das gleiche gilt natürlich für beide Schaltrichtungen.
Wie der Ablauf zeigt, ist für die Betätigung der Schaltern takte und die Fixierung der gewünschten Schaltposition nur ein bewegliches Element, bestehend aus den fest miteinander verbundenen Teilen 9 und 10, erforderlich. Die heute gebräuchlichen Schalter hingegen verwenden dazu wesentlich mehr bewegliche Einzelteile, wie Federn, Kugel, Nocken, Hebelarme u. a. m. Der Schalter kann somit auch relativ einfach und preiswert aufgebaut werden.
Wie die Darstellung erkennen lässt, soll zwischen dem Kippanker 9 und dem Nordpol des Permanentmagneten 6 ein möglichst kleiner Luftspalt bestehen. Bei geringem Luftspalt übt der Magnet 6 eine grosse Anziehungskraft auf den mittleren Teil des Kippankers 9 aus und zieht die Kippachse 8 in die Lagerschalen 7, so dass das Betätigungsglied 10 in den nach oben offenen Lagern festgehalten wird. Bei genügender Feldstärke des Magneten 6 ist die Angriffsfläche am Betätigungsglied 10 aber in der Regel zu klein, um die Ma gnetkraft überwinden und das Betätigungsglied 10 manuell aus dem geschlossenen Gehäuse 1, 2 herausziehen zu können. Das Betätigungsglied 10 kann aber z. B. beidseitig eine kleine Bohrung 16 aufweisen, welche über der Oberkante vom Gehäusedeckel 2 liegt.
In diesem Falle kann ein an beiden Enden abgewinkelter U-förmiger Draht in diese Bohrungen 16 eingeführt und das Betätigungsglied 10 mit diesem Hilfswerkzeug herausgezogen werden. Es sind natürlich auch diverse andere Möglichkeiten für das Herausziehen denkbar, wenn notwendig auch solche mit einem Spezialwerkzeug, das dann nicht jedermann leicht zugänglich ist.
Ist dann das Betätigungsglied 10 mit den Zapfen 11 und 12 aus dem geschlossenen Schaltergehäuse entfernt worden, so sind beide Kontakte 13 und 14 geöffnet und nachgeschaltete Geräte und Leitungen somit unter jeder Bedingung spannungsfrei. Wird das Handbetätigungsglied 10 wieder eingesetzt, so erleichtert die zum freien Ende hin erweiterten Lagerschalen 7 das Einlegen der Kippachse 8.
Für den Magneten 6, die Polschuhe 4a und 4b, den Kippanker 9 und das Handbetätigungsfeld 10 sind natürlich auch andere Formen und Positionen denkbar. Das gleiche gilt auch für die Kontaktanordnung, die Kontaktanzahl und deren Betätigung. Ferner lassen sich mit einigen weiteren mechanischen Elementen auch Druckknopfschalter auf diesem Prinzip herstellen. Die Anwendung eines einzigen Permanentmagneten für praktisch zwei verschiedene Funktionen gleichzeitig stellt jedenfalls bei diesem Schalterprinzip eine sehr einfache und billige Lösung dar.
The present invention relates to an electrical switch with at least one manual control element penetrating a switch housing for closing and opening switch contacts accommodated in the switch housing.
In apartments, offices and commercial spaces, a large number of so-called power switches are used for small and medium-sized outputs, for example to switch lighting fixtures, electrical devices and the like on and off.
Such power switches are housed in a flush-mounted or surface-mounted housing which surrounds the switching contacts and the switching mechanism, the latter comprising an integrated manual operating element which penetrates the front panel of the switch housing.
The disadvantage of such switches, however, is that their switching off or setting cannot be easily recognized, so that if the installation concerned is manipulated, for example when connecting lighting fixtures, considerable sources of danger arise. A corresponding marking on the switch cannot remedy this, since such switches are often connected to other switches in so-called changeover circuits, so that one switch can override the switch position of the other.
The off position of a switch can also be unintentionally canceled by a third party.
Even removing fuses to render the relevant network section ineffective cannot reliably eliminate the source of danger, since the fuses can also be unintentionally screwed in again by third parties. Often the fuses are not easily accessible either, or they also protect devices such as refrigerators or the like, the power supply of which must not be interrupted.
The present invention therefore aims to create a switch of the aforementioned type which safely excludes the sources of danger explained. This is achieved according to the invention that the manual control panel is connected to a switch mechanism arranged in the switch housing and can be removed from and reinserted into the same without opening the switch housing, so that when the manual control element is removed, all switching contacts automatically move into their open position.
These measures enable a safety switch which allows the network section which can be actuated by the switch to be dead by removing the manual actuating element with safety and against any incorrect manipulation by third parties. If sockets are also switched with such a switch, they can be made child-proof without additional measures, simply by removing the manual operating element on the switch.
Of course, these measures can be implemented on every common switch principle. However, it is now also possible to design a particularly simple switch, which is then characterized in that the manual control element is functionally connected to the armature of a permanent magnet arrangement.
An example embodiment of the subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to the drawing, which shows schematically and partially in section an electrical switch in a side view.
The electrical switch shown comprises a switch housing with a base plate 1 and a cover 2 placed on the base plate. The switch mechanism is supported on the base plate 1 via a mounting body, which here expediently consists of sheet iron 3.
Tongues 4a and 4b as well as 5a and 5b protrude at right angles from the iron sheet 3, for example of rectangular shape, with two pairs of tongues 4a and 4b or 5a and 5b facing each other approximately in the middle on parallel edges of the iron sheet 3. Furthermore, a permanent magnet 6 is supported with its south pole on the iron sheet 3, the upper end face of which consequently forms the north pole. This upper end face expediently extends with the free ends of the pair of tongues 4a and 4b in a common plane, the latter representing pole shoes for the south pole.
The other pair of tongues 5a and 5b extends beyond said plane, the tongues 5a and 5b being designed at their free ends as open bearing shells 7 for freely supporting a tilting axis 8. This axis 8 made of non-magnetizable material, for example brass, penetrates an elongated piece of iron 9 which forms a tilt armature of the magnetic circuit with the permanent magnet 6 and the pole pieces 4a and 4b.
This tilting anchor 9 in turn carries a manual operating member 10 made of insulating material, for example plastic, by means of which the tilting anchor 9 can be put into one or the other tilted end position. From the free ends of the manual operating member 10, which protrude beyond the tilt armature 9 on both sides, a pin 11 or 12 each protrudes, which in the corresponding tilted position switching contacts 13 or
14 close.
The manual operating member 10 extends partially through an opening 15 in the cover 2 and can be lifted through this opening 15 together with the tilting armature 9 and the axis 8 from the bearing 7 and removed from the housing 1, 2 or reinserted without having to do this Opening the housing would have to be done.
According to the illustration, the contact 13 is closed and the tilt armature 9 rests on the pole piece 4a. By touching these parts there is a high flux density and remanence, i.e. H. both parts have good adhesion to one another. If the actuating member 10 is then to be folded over in the direction of contact 14, a relatively large force is initially required in order to separate the tilting armature 9 from the pole piece 4a. However, if these parts 9 and 4a have moved away from one another with a minimal air gap, the required force immediately falls to a fraction, and theoretically the manually applied force on the manual operating member 10 could be reduced to the same extent.
However, the human ability to react is much too sluggish to perceive this short time interval, so that the initial force on the actuating member 10 continues, so that the tilting armature 9 is quickly moved onto the pole piece 4b until it is attracted by the pole piece 4b itself and accelerates even more becomes. The switchover does not take place slowly, but quickly within a few milliseconds with a kind of bistable snap effect. The same applies of course to both switching directions.
As the sequence shows, only one movable element, consisting of the parts 9 and 10 firmly connected to one another, is required to operate the switches and to fix the desired switch position. The switches in use today, however, use much more moving parts, such as springs, balls, cams, lever arms and the like. a. m. The switch can therefore also be constructed relatively simply and inexpensively.
As the illustration shows, the smallest possible air gap should exist between the tilt armature 9 and the north pole of the permanent magnet 6. With a small air gap, the magnet 6 exerts a great attraction force on the middle part of the tilting armature 9 and pulls the tilting axis 8 into the bearing shells 7, so that the actuating member 10 is held in the upwardly open bearings. If the field strength of the magnet 6 is sufficient, the contact surface on the actuator 10 is usually too small to overcome the magnetic force Ma and to be able to manually pull the actuator 10 out of the closed housing 1, 2. However, the actuator 10 can, for. B. have a small bore 16 on both sides, which is above the upper edge of the housing cover 2.
In this case, a U-shaped wire angled at both ends can be inserted into these bores 16 and the actuating member 10 can be pulled out with this auxiliary tool. Of course, various other options for pulling out are also conceivable, if necessary also with a special tool that is then not easily accessible to everyone.
If the actuator 10 with the pins 11 and 12 has been removed from the closed switch housing, both contacts 13 and 14 are open and downstream devices and lines are thus free of voltage under any condition. If the manual control element 10 is reinserted, the bearing shells 7, which are widened towards the free end, facilitate the insertion of the tilting axis 8.
Of course, other shapes and positions are also conceivable for the magnet 6, the pole shoes 4a and 4b, the tilting armature 9 and the manual control panel 10. The same also applies to the contact arrangement, the number of contacts and their actuation. Furthermore, push-button switches can also be produced on this principle with a few other mechanical elements. The use of a single permanent magnet for practically two different functions at the same time is a very simple and cheap solution, at least with this switch principle.