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.
The present invention relates to a switch with a push button, a segment, a transmission wheel, a delay mechanism, a contact set and a contact spring. Switches with these elements are generally used to either release or close an electrical contact for a certain time after mechanical actuation, and find z. B. use in stairwell lighting.
The present switch is primarily intended for telecommunications and should be operated directly by a person, with the following tasks to be solved:
The contact set should switch impulsively when the key is pressed, the pulse duration being largely independent of the type of key activation. It should be noted that the type of actuation, i. H. whether it is fast or slow, hesitant or jerky is not known in advance, and that a partial pressing and letting go or a full pressing and only partial letting go, as well as playing with the key must not trigger the electrical impulse. The switch may only either deliver a pulse of constant and previously determinable duration, independent of the type of operation, or none at all.
This object is achieved with a switch, which is characterized in that entrainment means are attached to the input member of the pushbutton and a pawl is freely movable on the axis of the segment, on the upper end of which an indentation with the free end of the middle contact spring of the Contact set connected pin rests in such a way that the contact spring pin can only snap into a notch of the segment when the input member is fully engaged, the middle contact spring still being electrically conductively connected to the first contact spring,
and that only after the input member has completely returned to its starting position, the spring contact pin is lifted out of the notch and can slide on a curve of the segment and the electrical connection of the middle spring contact to the second spring contact is established, the duration of this sliding and thus the contact being made is determined by the delay mechanism and the initial state is restored at the end of the slide.
The invention is explained in more detail below with reference to an exemplary drawing, wherein:
Fig. 1 schematically shows the structure of a switch in the rest position, and
Fig. 2 show a section thereof.
In Fig. 1 below you can see the pushbutton, which consists of a rod 1 which has a push button 2 at its externally accessible end and which is pressed by a spring 3 against the bearing 4 and guided by a bearing 5. The spring 3 is supported on an abutment 6 attached to the housing. In addition, the rod 1 has entrainment means in the form of two fixed disks 7 and 8 which are pressed onto it and which do not touch the segment 9 in the rest position shown. This segment 9 sits on a rotatable shaft 10 and is held in the drawn rest position by a spring 11, one end of which is suspended from a housing support point 12, on a pin 13 pressed into the segment. In the position shown, the segment 9 is supported by a pin 15 pressed into 9 on the pawl 14, which is loosely seated on the shaft 10.
The pawl 14 is held in the drawn rest position by means of the central contact spring 16 of the contact set 17, a pin 18, which is attached to the free end 16a of the contact spring 16 protruding beyond the contact, engages in a bulge 14a on the upper edge of the pawl 14 . The contact set 17 is attached to the housing and is electrically isolated from it. One therefore has the following flow of force of the spring 11: - housing support point 12 - spring 11 - pin 13 - segment 9 - pin 15 - pawl 14 - bulge 14a - contact spring 16 - contact set 17 - housing
Part of the segment 9 is provided with a toothing 9c, which cooperates with a degree of transmission 19 which is in engagement with a mechanical delay mechanism 20, which in a known manner, for. B. as escapement can be formed.
The mechanical connection, segment 9 - transmission wheel 19 - delay mechanism 20 is designed in such a way that when turning 9 counterclockwise (in relation to the sketch) the delay mechanism does not delay, but it does delay when turning 9 clockwise.
Known means are provided to achieve this desired effect, e.g. B. mechanical or pneumatic means to delay the sequence movement and a free wheel, ratchet wheel or locking spring to achieve the power flow in only one direction of rotation.
The operation of the switch is as follows: If a sufficiently large force P is exerted on the push button 2 or on the rod 1 from the outside, generally by means of a finger, it shifts to the right and compresses the spring 3 in the process. If the force P disappears before the rod with the disk 7 touches the nose 9d of the segment 9, the rod 1 returns to its rest position under the action of the spring 3, with all other parts of the mechanism being relieved of this back and forth movement Rod were not affected. If the rod is now moved to its end stop 5 to the right. so it actuates the segment 9 via the disk 7 in a counterclockwise direction. The force of the spring t I must be overcome, this rotation, as mentioned in Jen, from 9 to 19, 20 not being inhibited or delayed.
Towards the end of the left-hand rotation of the segment, the pin 13 hits the right edge of the pawl 14 and thus presses the pawl towards the left. The bulge 14a of the pawl into which the contact spring 16 engages is designed so that the pawl under the spring 16 can turn away in a counterclockwise direction, provided that the force P with its effect exceeds 1-7-9-13-14-14a is big enough. The middle contact spring 16 is raised slightly and, after reaching the highest point of 14a, pushes the pawl 14 to the left by itself, whereby the spring 16 relaxes again slightly. In this position, however, the notch 9a of the segment 9 is at the location of the pin 18 of the spring 16 and this engages in the notch 9a, the spring 16 having assumed a lower position compared to its rest position.
This partial relaxation of the spring 16, however, is not yet sufficient to interrupt the electrical contact with the upper contact spring 21, nor to establish an electrical connection with the lower contact spring 22. As long as the rod is in contact with the right stop, the contacts remain in their original rest position. All other parts of the mechanism remain in this intermediate state as long as the rod remains depressed.
If the compressive force P is reduced, respectively. canceled, the rod 1 begins to move to the left under the action of the spring 3. The disk 7 moves away from the nose 9d of the segment 9 and the disk 8 approaches this nose from the right. The notch 9a of the segment 9 is designed so that the force of the spring 11, which would like to pull the segment 9 back into the starting position, is not sufficient to lift the central contact spring 16 out of the notch 9a. The segment 9 therefore remains temporarily in the intermediate position reached at the end of the pushing-through of the rod 1. If the rod 1 is moved to the right by pressing button 2 again before the disc 8 touches the nose 9d, all other parts of the mechanism will not change their position, so the intermediate state defined above is maintained.
Only when the rod 1 has moved to the left after the force P has disappeared that the disk 8 touches the nose 9d does the segment 9 begin to rotate clockwise under the additional action of the spring 3. The notch 9a is designed such that the contact spring 16 is lifted up at the notch 9a under the action of the two springs 11 and 3. As soon as this contact spring has reached the highest point of the notch 9a, its force F even briefly increases the torque which 9 would like to turn clockwise. In this direction of rotation, however, the deceleration mechanism 20 coupled via 19 counteracts the drive torque from 11, 3 and 16, which means that the movement of segment 9 in this direction of rotation takes place at a speed determined by the escapement mechanism.
At the beginning of this movement of the segment 9, the spring 16 sinks onto the concentric edge 9b of the segment 9. The electrical contact between springs 16 and 21 is interrupted, but contact between 16 and 22 is established. While the segment rounding 9b runs away from under the pin 18 of the spring 16, this pin only has a slight braking effect on the segment. The elements involved are designed so that the spring 3 presses the rod 1 against the stop 4 shortly after the spring 16 has passed the highest point of 9a, so that the effect of the spring 11 during most of the clockwise rotation of the segment 9 only provides the drive torque. The delay element 20 is consequently only exposed to a force action of the spring 11 that is well known and cannot be influenced from the outside.
In order to prevent that during the sliding of the segment 9, i. H. while the contact is being made, the button is pressed again, which would lead to a disruption of the process, a pawl 23, which is attached to a pin 24 so that it can move freely, is also attached to the housing and pulled down by means of a spring 25. In the rest position, this pawl is raised by the segment 9, for. B. via the nose 9e, which is firmly connected to 9, but is released when the push button is pressed and pulled down by the spring 25 until it rests on the limiting pin 26. When the rod 1 is pushed back, the pawl is lifted from the disc 7 and falls behind it in such a way that it prevents the pushbutton from being pushed in again.
Shortly before the segment 9 returns to its starting position, the pin 15 guides the pawl 14 from the left against the contact spring pin 18. The surface 14b of the pawl is designed so that the force of the spring 11 is sufficient to move over 13 - 9 - 15 - 14 - 14b - 16a to lift the middle contact spring. As soon as this has reached the highest point of 14b, it in turn pushes the pawl 14 a little further to the right, whereupon the contact spring pin 18 sits in the bulge 14a of the pawl 14 and thereby blocks it 15: o in the direction of rotation. The spring 11 moves the segment 9 so far until the pin 15 blocked on the
Pawl 14 is applied, whereupon the movement comes to a standstill. In this last phase of movement, the pawl 23 is raised by the segment 9 and thereby releases the button for a renewed actuation.
The middle contact spring 16 now makes electrical contact with the upper spring 21 again, the contact with the lower spring 22 is canceled. The original starting position is thus achieved.
Individual elements of the switch described above can also be configured differently. So it is e.g. B.
possible to replace the two springs 3 and 11 with a single one, whereby it should be noted that the effect of the spring force on the push button must be stronger than on the segment. Other sets of contacts are also conceivable, from which a specific pulse of constant duration is to be tapped. It is also possible to provide a rotary shaft as an input member instead of a straight shift rod. The switch is primarily intended for manual operation, but can of course be motorized instead of manual pressure, i. H. operated mechanically, electromechanically or pneumatically.