Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schalter mit einer Drucktaste, einem Segment, einem Übertragungsrad, einem Verzögerungswerk, einem Kontaktsatz und einer Kontaktfeder. Schalter mit diesen Elementen werden im allgemeinen dazu gebraucht, nach mechanischer Betätigung einen elektrischen Kontakt für eine bestimmte Zeit entweder zu lösen oder zu schliessen, und finden z. B. bei der Treppenhausbeleuchtung Verwendung.
Der vorliegende Schalter ist in erster Linie für das Fernmeldewesen bestimmt und soll direkt durch eine Person betätigt werden, wobei folgende Aufgaben zu lösen sind:
Der Kontaktsatz soll beim Betätigen der Taste impulsartig schalten, wobei die Impulsdauer weitgehend unabhängig von der Art der Tastenbetätigung sein soll. Dabei ist zu beachten, dass die Art der Betätigung, d. h. ob schnell oder langsam, zögernd oder ruckartig nicht im voraus bekannt ist, und dass ein teilweises Eindrücken und Loslassen oder vollständiges Eindrücken und nur teilweises Loslassen, sowie Spielen mit der Taste den elektrischen Impuls nicht auslösen darf. Der Schalter darf also nur entweder einen von der Bedienungsart unabhängigen Impuls von konstanter und vorher bestimmbarer Dauer liefern oder gar keinen.
Diese Aufgabe wird mit einem Schalter gelöst, der dadurch gekennzeichnet ist, dass auf dem Eingabeglied der Drucktaste Mitnahmemittel befestigt sind und auf der Achse des Segmentes eine Klinke freibeweglich angebracht ist, auf deren oberen Ende in einer Einbuchtung ein mit dem freien Ende der mittleren Kontaktfeder des Kontaktsatzes verbundener Stift aufliegt, derart, dass der Kontaktfederstift erst beim vollständigen Einrücken des Eingabegliedes in eine Kerbe des Segmentes einrasten kann, wobei die mittlere Kontaktfeder immer noch mit der ersten Kontaktfeder elektrisch leitend verbunden ist,
und dass erst nach der vollständigen Rückkehr des Eingabegliedes in ihre Ausgangslage der Federkonstaktstift aus der Kerbe herausgehoben wird und auf einer Rundung des Segmentes abgleiten kann und die elektrische Verbindung des mittleren Federkontaktes mit dem zweiten Federkontakt hergestellt wird, wobei die Dauer dieses Abgleitens und somit die Kontaktgabe durch das Verzögerungswerk bestimmt ist und am Ende des Abgleitens der Ausgangszustand wieder hergestellt wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer beispielsweisen Zeichnung näher erläutert, wobei:
Fig. 1 schematisch den Aufbau eines Schalters in der Ruhelage, und
Fig. 2 einen Ausschnitt daraus zeigen.
In Fig. 1 unten erkennt man die Drucktaste, die aus einer Stange 1, die an ihrem von aussen zugänglichen Ende einen Druckknopf 2 trägt und die durch eine Feder 3 gegen das Lager 4 gedrückt und durch ein Lager 5 geführt wird, besteht. Die Feder 3 stützt sich auf ein am Gehäuse angebrachtes Widerlager 6 ab. Ausserdem besitzt die Stange 1 Mitnahmemittel in Form von zwei festen Scheiben 7 und 8, die darauf aufgepresst sind und die in der gezeichneten Ruhelage das Segment 9 nicht berühren. Dieses Segment 9 sitzt auf einer drehbaren Achse 10 und wird von einer Feder 11, die mit einem Ende an einem Gehäusestützpunkt 12 eingehängt ist, an einem im Segment eingepressten Stift 13 in der gezeichneten Ruhelage gehalten. Das Segment 9 stützt sich in der gezeichneten Lage über einen in 9 eingepressten Stift 15 auf die lose auf der Welle 10 sitzende Klinke 14.
Die Klinke 14 wird mittels der mittleren Kontaktfeder 16 des Kontaktsatzes 17 in der gezeichneten Ruhelage gehalten, wobei ein Stift 18, der am freien, über den Kontakt herausragenden Ende 16a der Kontaktfeder 16 befestigt ist, in einer Ausbuchtung 14a am oberen Rand der Klinke 14 einrastet. Der Kontaktsatz 17 ist auf dem Gehäuse befestigt und von ihm elektrisch isoliert. Man hat daher folgenden Kraftfluss der Feder 11: - Gehäusestützpunkt 12 - Feder 11 - Stift 13 - Segment 9 - Stift 15 - Klinke 14 - Ausbuchtung 14a - Kontaktfeder 16 - Kontaktsatz 17 - Gehäuse
Ein Teil des Segmentes 9 ist mit einer Verzahnung 9c versehen, die mit einem Übertragungsgrad 19 zusammenarbeitet, das mit einem mechanischen Verzögerungswerk 20 im Eingriff steht, welches nach bekannter Art, z. B. als Echappement, ausgebildet sein kann.
Die mechanische Verbindung, Segment 9 - Übertragungsrad 19 - Verzögerungswerk 20 ist so ausgeführt, dass beim Drehen von 9 im Gegenuhrzeigersinn (bezogen auf die Skizze) das Verzögerungswerk nicht verzögert, wohl aber beim Drehen von 9 im Uhrzeigersinn.
Dabei sind bekannte Mittel vorgesehen um diesen gewünschten Effekt zu erreichen, z. B. mechanische oder pneumatische Mittel zur Verzögerung der Ablaufbewegung und ein Freilaufrad, Klinkenrad oder Sperrfeder zur Erzielung des Kraftflusses in nur einer Drehrichtung.
Die Arbeitsweise des Schalters ist die folgende: Wird von aussen, im allgemeinen mittels eines Fingers, eine genügend grosse Kraft P auf den Druckknopf 2, respektive auf die Stange 1 ausgeübt, so verschiebt sie sich nach rechts und drückt dabei die Feder 3 zusammen. Verschwindet nun die Kraft P bevor die Stange mit der Scheibe 7 die Nase 9d des Segmentes 9 berührt, so kehrt die Stange 1 unter der Wirkung der Feder 3 wieder in ihre Ruhelage zurück, wobei alle übrigen Teile des Mechanismus von dieser Hin- und Herbewegung der Stange nicht betroffen wurden. Wird nun die Stange bis zu ihrem Endanschlag 5 nach rechts bewegt. so betätigt sie über die Scheibe 7 das Segment 9 gegen den Uhrzeigersinn. Dabei muss die Kraft der Feder t I überwunden werden, wobei diese Drehung, wie schc Jen erwähnt, von 9 über 19, 20 nicht gehemmt, bzw. verzögert wird.
Gegen Ende der linksläufigen Drehung des Segmentes trifft der Stift 13 auf die rechte Kante der Klinke 14 auf und drückt damit die Klinke gegen links. Die Ausbuchtung 14a der Klinke, in welche die Kontaktfeder 16 einrastet, ist so ausgebildet, dass die Klinke unter der Feder 16 im Gegenuhrzeiger- sinn wegdrehen kann, sofern die Kraft P mit ihrer Wirkung über 1 - 7- 9 - 13- 14- 14a genügend gross ist. Die mittlere Kontaktfeder 16 wird dabei leicht angehoben und drückt nach Erreichen des höchsten Punktes von 14a die Klinke 14 von sich aus nach links, wodurch sich die Feder 16 wieder leicht entspannt. In dieser Lage befindet sich aber die Kerbe 9a des Segments 9 am Ort des Stiftes 18 der Feder 16 und dieser rastet in die Kerbe 9a ein, wobei die Feder 16 eine tiefere Lage angenommen hat gegenüber ihrer Ruhelage.
Diese teilweise Entspannung der Feder 16 genügt aber noch nicht, um den elektrischen Kontakt mit der oberen Kontaktfeder 21 zu unterbrechen, noch um eine elektrische Verbindung mit der unteren Kontaktfeder 22 herzustellen. Solange die Stange am rechten Anschlag anliegt, verbleiben also die Kontakte in der ursprünglichen Ruhelage. Alle übrigen Teile des Mechanismus verbleiben in diesem Zwischenzustand, solange die Stange eingedrückt bleibt.
Wird die Druckkraft P verringert, resp. aufgehoben, so beginnt sich die Stange 1 unter der Wirkung der Feder 3 nach links zu bewegen. Dabei entfernt sich die Scheibe 7 von der Nase 9d des Segments 9 und die Scheibe 8 nähert sich dieser Nase von rechts her. Die Kerbe 9a des Segments 9 ist so ausgebildet, dass die Kraft der Feder 11, die ja das Segment 9 in die Ausgangslage zurückziehen möchte, nicht genügt, um die mittlere Kontaktfeder 16 aus der Kerbe 9a herauszuheben. Deshalb bleibt das Segment 9 vorläufig in der am Ende des Durchdrückens der Stange 1 erreichten Zwischenstellung. Wird die Stange 1 durch erneutes Drücken auf den Knopf 2 nach rechts bewegt, bevor die Scheibe 8 die Nase 9d berührt, werden alle anderen Teile des Mechanismus ihre Lage nicht verändern, der oben definierte Zwischenzustand wird also beibehalten.
Erst wenn sich die Stange 1 nach Verschwinden der Kraft P soweit nach links bewegt hat, dass die Scheibe 8 die Nase 9d berührt, beginnt unter der zusätzlichen Einwirkung der Feder 3 das Segment 9 im Uhrzeigersinn zu drehen. Die Kerbe 9a ist so ausgebildet, dass unter der Einwirkung der beiden Federn 11 und 3 die Kontaktfeder 16 an der Kerbe 9a hochgehoben wird. Sobald diese Kontaktfeder die höchste Stelle der Kerbe 9a erreicht hat, erhöht ihre Kraft F sogar noch kurzzeitig das Drehmoment, welches 9 im Uhrzeigersinn verdrehen möchte. In dieser Drehrichtung setzt aber das über 19 angekuppelte Verzögerungswerk 20 dem Antreibsmoment, herrührend von 11, 3 und 16, eine Bremswirkung entgegen, was zur Folge hat, dass die Bewegung des Segmentes 9 in diesem Drehsinn mit einer vom Hemmwerk bestimmten Geschwindigkeit abläuft.
Am Anfang dieser Bewegung des Segments 9 sinkt die Feder 16 auf den konzentrischen Rand 9b des Segments 9 ab. Der elektrische Kontakt zwischen den Federn 16 und 21 wird unterbrochen, dafür ein Kontakt zwischen 16 und 22 hergestellt. Während die Segmentrundung 9b unter dem Stift 18 der Feder 16 wegläuft, übt dieser Stift nur noch eine leichte bremsende Wirkung auf das Segment aus. Die beteiligten Elemente sind so ausgelegt, dass die Feder 3 die Stange 1 gegen den Anschlag 4 drückt, kurz nachdem die Feder 16 den höchsten Punkt von 9a überschritten hat, so dass während des grössten Teils der rechtsgerichteten Drehung des Segmentes 9 die Wirkung der Feder 11 allein das Antriebsdrehmoment stellt. Das Verzögerungselement 20 wird demzufolge nur einer gut bekannten und von aussen nicht beeinflussbaren Krafteinwirkung der Feder 11 ausgesetzt.
Um zu verhindern, dass während dem Abgleiten des Segments 9, d. h. während der Kontaktgabe, die Taste erneut gedrückt wird, was zu einer Störung des Ablaufs führen würde, wird am Gehäuse ferner eine Sperrklinke 23, die an einem Stift 24 frei beweglich befestigt ist, angebracht und mittels einer Feder 25 nach unten gezogen. In der Ruhestellung wird diese Sperrklinke durch das Segment 9 angehoben, z. B. über die fest mit 9 verbundene Nase 9e, wird aber beim Betätigen der D ucktaste freigegeben und durch die Feder 25 nach unten gezogen, bis sie auf dem Begrenzungsstift 26 aufliegt. Beim Zurückstossen der Stange 1 wird die Sperrklinke von der Scheibe 7 angehoben und fällt hinter diese derart, dass sie ein erneutes Hereindrücken der Drucktaste verhindert.
Kurz bevor das Segment 9 in seine Ausgangslage zurückkehrt, führt der Stift 15 die Klinke 14 von links her gegen den Kontaktfederstift 18. Die Fläche 14b der Klinke ist so ausgelegt, dass die Kraft der Feder 11 genügt, um über 13 - 9 - 15 - 14 - 14b - 16a die mittlere Kontaktfeder anzuheben. Sobald diese den höchsten Punkt von 14b erreicht hat, drückt sie ihrerseits die Klinke 14 noch ein Stück weiter nach rechts, worauf sich der Kontaktfederstift 18 in die Ausbuchtung 14a der Klinke 14 setzt und diese dadurch 15 :o in der Drehrichtung blockiert. Die Feder 11 bewegt das Seg ment 9 noch so weit, bis der Stift 15 an der blockierten
Klinke 14 anliegt, worauf die Bewegung zum Stillstand kommt. In dieser letzten Bewegungsphase wird die Sperrklinke 23 durch das Segment 9 angehoben und gibt dadurch die Taste für eine erneute Betätigung frei.
Die mittlere Kontaktfeder 16 macht nun wieder elektrischen Kontakt mit der oberen Feder 21, der Kontakt mit der unteren Feder 22 ist aufgehoben. Somit ist der ursprüngliche Ausgangszustand erreicht.
Einzelne Elemente des weiter oben beschriebenen Schalters können auch anders ausgestaltet werden. So ist es z. B.
möglich, die beiden Federn 3 und 11 durch eine einzige zu ersetzen, wobei zu beachten ist, dass die Wirkung der Federkraft auf die Drucktaste stärker sein muss als auf das Segment. Auch sind andere Kontaktsätze denkbar, von denen ein bestimmter Impuls von konstanter Dauer abgegriffen werden soll. Es ist ferner möglich, anstelle einer geradlinig geführten Schaltstange eine Drehwelle als Eingabeglied vorzusehen. Der Schalter ist in erster Linie für manuelle Bedienung gedacht, kann jedoch selbstverständlich anstelle von Handdruck motorisch, d. h. mechanisch, elektromechanisch oder pneumatisch betätigt werden.