CN105719883B - 模块化的机电开关元件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机电开关装置，其用于根据基于手动操作的开关状态提供在至少两个接口之间的电连接，其中，机电开关装置构造用于布置在电控制装置的操作板中并且具有能转动地支承的且能手动操作的操作单元以及能与操作单元连接的开关单元，其中，开关单元提供机电开关装置的至少两个电接口并使其根据电开关状态相互电连接，为此目的，开关单元具有至少一个在机电开关装置的纵方向上能移动地支承的开关元件，其中，机电开关装置具有耦连单元，其使得操作单元和开关单元机械地相互连接，并且使对操作单元的手动操作传输到开关单元的开关元件上，其中，机电开关装置至少通过操作单元、耦连单元以及开关单元以模块化的方式设计。

Description

模块化的机电开关元件

技术领域

本发明涉及一种用于根据基于手动操作的开关状态在至少两个接口之间提供电连接的机电开关装置，其中，机电开关装置构造用于布置在电控制装置的操作板中并且具有能转动地支承的且能手动操作的操作单元以及能与操作单元连接的开关单元，其中，开关单元提供机电开关装置的至少两个接口并且使接口根据电开关状态相互电连接，为了该目的，开关单元具有至少一个在机电开关装置的纵方向上能移动地支承的开关元件。

背景技术

这类机电开关装置基本是公知的，因此对此不需要特殊的文献证明。其通常安装在操作板中，操作板用于控制电设备、至少部分的电运行机器、二者的组合等诸如此类。机电开关装置在此特别起到激活或者去激活能进行电控制的功能，该功能通常借助于低电压形式的控制电压激活或者去激活。在此执行，对于大多数的机电开关元件而言使用转动操作的机电开关装置。由此能够一方面实现简单的处理，并且另一方面能够以这种方式在操作板中实现简单的装配和布置。操作板能够通过壁形成，壁由金属材料、例如钢板或者类似物构成。然而其也能够由塑料、复合材料和/或类似物构成。然而此外，操作板也能够构造为开关盒或者开关柜，并且提供闭合的空腔，在其中优选地接通电线。

操作板通常具有与机电开关装置的外尺寸匹配的开口，机电开关装置插入并固定到开口中。

在操纵侧，能转动地支承并且能手动操作的操作单元越过操作板的表面伸出，从而其能够通过操作人员手动地操作。相反，经由开关单元的接口接通电功率的开关单元在背面突出，以便根据机电开关单元的相应的当前的开关状态建立或者中断在电导线中的两个或者更多之间的电连接。

在操作侧主要区分为两个不同的实施方式，即一个钥匙操作的操作单元以及其次一个转动摇杆操作单元。此外，相关于开关单元以及能采取的开关状态有多个不同的设计方案。

对于这些不同的机电开关元件来说，分别有各自的架构，其导致了多种不同的机电开关装置并且需要相应的制造方面的耗费。

发明内容

本发明的目的在于，减少机电开关单元的耗费。

该目的通过一种机电开关装置实现。机电开关装置用于根据基于手动操作的开关状态提供在至少两个接口之间的电连接，其中，机电开关装置构造用于布置在电控制装置的操作板中，并且机电开关装置具有能转动地支承的且能手动操作的操作单元以及能与操作单元连接的开关单元，其中，开关单元提供机电开关装置的至少两个接口并且使接口根据电开关状态相互电连接，为了这个目的，开关单元具有至少一个在机电开关装置的纵方向上能移动地支承的开关元件。

利用本发明特别提出，机电开关装置具有耦连单元，其使得操作单元和开关单元机械地相互连接，并且其构造用于使对操作单元的手动操作传输到开关单元的开关元件上，其中，机电开关装置至少通过操作单元、耦连单元以及开关单元以模块化的方式构造。

借助于耦连单元实现了，机电开关装置能以模块化的方式由组件：操作单元、耦连单元和开关单元近似任意组合地制造。借助耦连单元能够实现在耦连单元和操作单元之间的以及在耦连单元和开关单元之间的特定的、优选标准化的连接，从而能够以简单的方式从由若干构件构成的部件组来组合成任意类型的机电开关装置。在此证实为特别有利的是，各个组件、即耦连单元、操作单元和开关单元以及分配给其的元件已经能够用作为预先检查的构件组。由此能够明显地简化机电开关装置的制造，从而也能在短时间按需要地制造不同的机电开关装置。因此，利用本发明能够实现有关机电开关装置的制造的明显的灵活性。此外本发明实现了，机电开关装置的各个组件、即耦连单元、操作单元和开关单元在不同的时间点在不同的位置单独制造，并且仅在存在相应的请求时才组合为机电开关装置。该模块能够通过操作单元、耦连单元以及开关单元形成。

尤其对于在符合标准的低电压领域中常规设置的应用，特别是符合欧洲议会和委员会在2006年12月12日的用于调整成员国的有关用于在确定的电压界限中应用的电气设备的法规的标准2006/95/EG来说，本发明是特别有利的。公知的是，对于这种机电开关装置提出有特殊的技术要求，其也必须满足特殊的检查。尽管其在电安全方面有特殊的耗费，但是利用本发明能够实现模块化的结构，其能够实现机电开关装置的有利的制造。

机电开关装置典型地设置为具有纵轴线的转动操作的机电开关装置，纵轴线通常也同时代表了与操作单元的操作元件的能转动的支承相关的旋转轴线。在特殊的结构形式中，轴线也能够彼此不同。通常机电开关装置出于电安全的考虑分级为两个区域，即一个用于手动操作的区域，其相对于带电区域(elektrisch aktive Bereich)充分地电绝缘，该带电区域根据机电开关装置的开关状态提供真正的开关功能。此外，开关单元通常也提供接口，在接口之间根据相应的开关状态建立或者中断电连接。由于该结构，操作区域通常从操作板中伸出，反之带电区域通过操作板、特别是在电安全和电绝缘方面而与操作区域分开、特别是屏蔽开。

耦连单元优选地代表了连接区域，其与操作单元相应地在转动技术上耦连以用于传输操作单元的转动运动。例如能够由此建立连接，即耦连单元具有编码容纳部以用于操作元件的相对应的反向编码的突出部，从而能够在两者之间实现抗扭的连接。也能够提出，操作单元的止动元件啮合到耦连单元的止动容纳部中，以便建立转动技术上的连接。

此外耦连单元设置用于，借助操作元件引导到耦连单元中的转动运动转化为平移运动，并且根据开关单元的开关元件平移地移动。由此，开关元件能够实现所期望的开关状态。因此，根据操作元件的相应的转动位置得出开关元件的相应的轴向位置。根据开关元件的与相应的开关状态相关的相应位置，接通与开关单元的接口连接的相应触点。由此能够以所期望的方式借助根据本发明的机电开关装置以仅仅少量的部件实现多种开关功能。

开关元件自身能够例如被轴向滑动地引导，并且具有一个或多个能导电的区域，借助于这些区域能够在开关单元的触点之间建立或中断电连接。

根据一个有利的改进方案提出，耦连单元具有转角限定盘，转角限定盘具有至少一个转角限定元件。优选地，转角限定盘布置在耦连单元和操作单元之间的连接区域中。利用转角限定盘能够以能预定的方式设定操作元件的转角。例如，转角能够限定到90度。此外，转角也能够限定到45度。有利地，转角限定盘设计为能够限定多个转角。通过相应地设定或者装配转角限定盘能够实现，能够设定与对操作单元的手动操作相关的相应的限定角。转角限定元件能够例如通过在转角限定盘中的凹进部、特别是开口来构造。凹进部优选的在以下转角区域上延伸，该转角区域实现在所期望的转角上的调节区域。

根据一个改进方案提出，转角限定盘相对于开关单元抗扭地布置。特别有利地，转角限定盘经由耦连单元与开关单元连接。由此可行的是，将相对于开关单元的所允许的转角确定为基准点。

根据本发明的一个设计方案提出，耦连单元具有与冠元件共同作用的连杆元件。通过该设计方案以简单的方式实现，将对操作单元的转动操作转化为轴向运动，其作用到开关元件上。同时能够设置，冠元件与连杆元件抗扭地连接，其中，冠元件布置为能轴向运动并且与插入板(Einlegeboden)共同作用，以便提供所期望的止动和/或键控功能(Tastfunktion)，插入板在插座中抗扭地并且在机电开关装置的纵方向上固定地布置。连杆元件优选地提供了连杆，其作用到开关元件上并且将转动运动转化为开关元件的轴向运动。因此优选地，连杆元件能转动地支承并且抗扭地与操作单元的转动轴线连接。由此，操作单元的转动运动能够直接作用到连杆元件上。以该方式能够实现简单的、易于操纵的布置。

此外提出，冠元件随着连杆元件能转动地支承并且在机电开关装置的纵方向上在连杆元件中能移动地支承。由此可行的是，在与连杆元件共同作用中，操作单元的转动操作能够转化为纵向运动并且作用到开关装置上。优选地，开关元件对此具有至少一个接触区域，其与通过连杆元件提供的连杆共同作用。冠元件在连杆元件中的能移动的支承实现了，朝向插入板的冠连杆与插入板共同作用并且由此提供所期望的机械功能、如止动、键控和/或诸如此类的。例如，为此目的能够在连杆元件中设置一个或多个用于冠元件的支承位置。

已证明特别有利的是，冠元件在插入板的方向上预张紧。由此能够一方面保障冠元件持续地与插入板啮合，而且与操作元件的转动位置无关。

此外提出，耦连单元具有模块化的结构，特别是作为分别具有冠元件、连杆元件和弹簧的单独模块。利用模块化的结构可行的是，机电开关装置能够按需要地以简单的方式并且灵活地建立多种功能设计方案。模块能够通过耦连单元的元件形成。由此，基本上能够与所使用的模块无关地保持机电开关装置的基本的机械结构。

根据进一步的设计方案提出，冠元件和/或连杆元件能替换地布置在耦连单元中。该设计方案允许机电开关装置事后加装其他功能。对此能够以简单的方式替换冠元件和/或连杆元件。优选地为冠元件和/或连杆元件设置标准化的尺寸，从而能够以简单的方式根据意愿在耦连单元中替换它们。

附图说明

另外的优点和特征在下文的实施例的描述中给出。在附图中以相同的标号标注相同的部件和功能。

在此示出：

图1是根据本发明的模块化的机电开关装置的示意性透视图，

图2是转动旋钮的示意性透视图，其作为用于根据本发明的机电开关装置的操作单元，

图3是根据图1的机电开关装置的示意性分解图，其中示出可选地能采用的部件，

图4是本发明的具有根据图2的操作单元的另外的机电开关元件的透视分解图，

图5是与连杆元件连接的止挡盘的示意性透视图，

图6是根据图5的布置的示意性俯视图，

图7是与图5和图6中所示的构件组连接的锁扣机构的示意性透视图，

图8是能利用根据图7的构件组实现的三个可行的输出位置的示意图，

图9是用于与开关单元连接的耦连单元的可行性的示意性局部分解图，

图10是作为根据本发明的操作单元的第一转动旋钮的示意性侧视图，

图11是作为根据本发明的操作单元的第二转动旋钮的示意性侧视图，

图12是根据图4的机电开关装置在组装状态中的示意性剖面图，

图13是根据图12的用于转动旋钮的可行的输出位置的示意图，

图14是具有操作元件的止挡盘的第一设计方案的示意图，

图15是与图14中一样的示意性透视角度的与操作元件连接的止挡盘的第二设计方案的示意图，

图16是根据图14和15的止挡盘的示意性透视图，并且

图17是根据本发明的机电开关装置的另一个设计方案的示意性透视图，其中能可选地装配不同的操作单元。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的机电开关装置10的第一设计方案，该机电开关装置用于根据手动操作提供电开关状态。机电开关装置10此外还构造用于布置在未进一步示出的电控制装置的未示出的操作板中。机电开关装置10在第一实施例中具有能转动支承的和能手动操作的操作单元46，该操作单元具有能钥匙操作的锁扣机构46的形式。此外，机电开关装置10具有能与锁扣机构46连接的开关单元14，其现在提供机电开关装置10的两个电接口62，并且使接口根据电开关状态相互地电连接，并且开关单元具有在机电开关装置10的纵方向16上能移动地支承的开关元件18(图3)。开关单元14构造用于，根据对锁扣机构46的操作采取开关状态。

此外，根据图1的机电开关装置10包括耦连单元20，其使得锁扣机构46和开关单元14机械地相互连接。耦连单元20还构造用于将对锁扣机构46的手动操作传输到开关单元14的开关元件18上。

图2示出了根据本发明的操作单元的第二设计方案，确切地说转动旋钮(Drehknebel)12的示意性透视图。其能够被装配以代替根据图1的锁扣机构46。

从图1和图2已经清楚的示出了本发明的主要的方面、即机电开关装置10的模块原理。机电开关装置10的根据图1和2的两个变体的基础在于类似的结构。这根据图3和图4进一步阐述。

图3以根据图1的机电开关装置10的透视示意性分解图示出了对于耦连单元20的可选的设计方案。现在，锁扣机构46抗扭地布置在套筒50中。锁扣机构46包括能转动支承的未示出的闭合圆柱，其能够在引入配合的钥匙、即具有相应的钥匙密钥的钥匙之后能转动地操作。闭合圆柱在前侧由指示盘52围绕，指示盘轴向地在机电开关装置10的纵方向16上保持在套筒50和锁扣机构46之间。

在锁扣机构46的与指示盘52相对的端侧处布置止挡盘22，借助止挡盘能够限定或者设定用于手动操作锁扣机构46的转角。就此而言，止挡盘22形成了转角限定单元。

在止挡盘侧接通有耦连单元20，其现在包括从三个可行的连杆元件38，40，42选择出的一个、弹簧48以及从冠元件28，30，32，34，36选择出的一个。根据所期望的开关和/或操作功能，能够使连杆元件和冠元件相互组合。耦连单元20与止挡盘22一起在锁扣机构侧容纳在插座(Rosette)54中，插座同时也在端部侧提供接口62的连接触点，接口用于接通电线，在连接触点之间应当实现所期望的开关功能。为了能够实现在接口62的开关触点之间的所期望的开关功能，在插座54中还支承有在方向16上能轴向移动的开关元件18。插座54能够借助于前环56与套筒50连接。为此目的设置相应的螺纹(未示出)，从而能够使这些部件相互拧紧。

图4示出了具有根据图2的转动旋钮12的机电开关装置10的相应的示图。该结构在其他方面基于如针对图3所阐述的基础，因此也参见相关的实施方案。根据图4的机电开关装置10相对于根据图3的区别主要在于，通过转动旋钮12代替锁扣机构46。这意味着，根据本发明的机电开关装置10是模块化地构造的并且能够按需要地组合组件，以便能够构造相应期望的机电开关装置。操作能够例如或者通过转动旋钮形式的手柄、或者也通过锁扣机构的钥匙操作实现。这些元件中的每一个都与相应的连杆元件或者力配合地或者形状配合地连接。

连杆元件对此起到将转动运动转化为与开关元件相关的平移运动。因此，借助连杆元件的连杆将转动运动传输到开关元件18上。

此外，冠元件在方向16上能纵向移动地支承在连杆元件中。同时，冠元件抗扭地与连杆元件连接，从而冠元件跟随连杆元件的转动运动。冠元件具有朝向插入板58的冠连杆。插入板58抗扭地并且在纵方向16上固定地布置在插座54中。由于通过弹簧48的预张紧，冠连杆抵靠在插入板58的未标注的突出部处。通过由此提供的在冠元件和插入板中的导向曲线，这些元件滑动到彼此上，从而能够实现止动功能和/或键控功能(Tastfunktion)。

因此，借助冠元件的轮廓能实现既与锁扣机构有关又与转动旋钮有关的如止动或键控的功能。例如能够实现五种变体，其中，用于这两种类型的机电开关装置的冠元件能够是一致的。

在该实施方案中能够实现下面的用于止动和键控的变体：

符号(-)等于止动

符号(>或<)等于向左或向右键控

3位置止动：L-C-R 3位置键控：L>C<R

2位置键控：L>R 3位置止动/键控：L-C<R

2位置止动：L-R 3位置键控/止动：L>C-R

2位置键控：L<R

连杆元件提供以下功能，即实现作为转动操作单元的双调节器或三调节器。在当前的设计方案中分别存在三个变体。其区别在于操作单元12，44，46的容纳。操作单元12，44，46利用连杆元件38，40，42止动。例如，锁扣机构46形状配合地连接到连杆元件38，40，42处。

通过操作单元12，44，46相关于相应的连杆元件38，40，42的定位能够固定操作单元12，44，46的输出位置。在当前的设计方案中提出三个变体、即左边、中间和右边(图8)。相应的输出位置在图8中并排示出。

在图5和6中示出了连杆元件中的一个具有止挡盘22的连杆元件的布置的示意图，在此为连杆元件42。

图9以透视分解图示意性示出了不同的元件，其能够组合为耦连单元20。可见，三个连杆元件38，40，42中的一个能够分别与冠元件28，30，32，34，36中的一个组合。作为补充设置了弹簧48。该元件能够布置在相应的插座54中。连杆元件38，40，42中的每个都具有未标注的空隙，相应的操作单元12，44，46的同样未标注的止动凸出部能够啮合到这些空隙中。由此，相应的连杆元件38，40，42能够与操作单元12，44，46的相应的能转动的元件抗扭地连接。根据操作单元12，44，46的相关于连杆元件38，40，42的定位能够固定相应的输出方位。

图10和11示出了作为操作单元的转动旋钮12，44，其中，在连杆侧分别设置止动钩60，当相应的连杆元件与相应的转动旋钮连接时，止动钩与相应的连杆元件38，40，42的预标注的凹进部啮合。

图12示出了根据图2的机电开关装置10在组合状态中的示意剖面图。应识别出，转动旋钮12与相应的连杆元件基于借助止动钩60的止动而止动。

图13示出了转动旋钮12的、如其利用根据图12的结构所能实现的三个可行的输出位置。

图14和15示出了锁扣机构46与止挡盘22的连接的透视示意图，其中设置不同的转角限定。为了该目的，在锁扣机构主体侧设置在此唯一的突出部64，其径向地前突出并且啮合到凹进部24(图14)或者26(图15)中，而且是根据所期望的转角啮合。

凹进部24，26提供了开口并且限定了转角，以便能够在锁扣机构46中转动钥匙。现在，止挡盘22配有两个相对置的部分环绕的开口、即一方面为开口24并且另一方面为开口26。通过止挡盘22相对于锁扣机构46的相应定位能够设定所期望的转角。突出部64随后啮合到相应的开口24，26中。在图14中转角为90°，而在图15中转角为45°。图16以透视细节图示出了止挡盘22，从中可见到开口24，26。借助于另外的突出部66能够使止挡盘22抗扭地与锁扣机构46的锁扣机构主体连接。以该方式实现了止挡。

图17示出了基于转动旋钮的机电开关装置10的透视总体图。以简单的方式能够使所期望的转动旋钮、例如在当前设计方案中的转动旋钮12或转动旋钮44与机电开关装置10连接。该结构的基础与已经在图4阐述的相同，附加地参见有关的实施方案。

当前的实施例的描述仅用于阐述本发明并且其并不局限于此。显然，说明书和附图的特征明显能够以近似任意的方式相互组合，以便能够在本发明的范畴中实现另外的有利的设计方案。

此外，产品特征当然也能够表述为方法特征，并且反之亦然。

Claims (16)

1.一种机电开关装置(10)，所述机电开关装置用于根据基于手动操作的开关状态提供在至少两个接口(62)之间的电连接，其中，所述机电开关装置(10)构造用于布置在电控制装置的操作板中，并且所述机电开关装置具有能转动地支承的且能手动操作的操作单元(12，44，46)以及能与所述操作单元(12，44，46)连接的开关单元(14)，其中，所述开关单元(14)提供所述机电开关装置(10)的至少两个所述接口(62)并且使所述接口根据电开关状态相互电连接，为了这个目的，所述开关单元(14)具有至少一个在所述机电开关装置(10)的纵方向(16)上能移动地支承的开关元件(18)，其特征在于一个耦连单元(20)，所述耦连单元使得所述操作单元(12，44，46)和所述开关单元(14)机械地相互连接，并且所述耦连单元构造用于使对所述操作单元(12，44，46)的所述手动操作传输到所述开关单元(14)的所述开关元件(18)上，其中，所述机电开关装置(10)至少通过所述操作单元(12，44，46)、所述耦连单元(20)以及所述开关单元(14)以模块化的方式构造，其中所述耦连单元(20)具有连杆元件，在该连杆元件中布置有弹簧。

2.根据权利要求1所述的机电开关装置，其特征在于，所述耦连单元(20)具有转角限定盘(22)，所述转角限定盘具有至少一个转角限定元件(24，26)。

3.根据权利要求2所述的机电开关装置，其特征在于，所述转角限定盘(22)相对于所述开关单元(14)抗扭地布置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的机电开关装置，其特征在于，所述连杆元件(38，40，42)与冠元件(28，30，32，34，36)共同作用。

5.根据权利要求4所述的机电开关装置，其特征在于，所述连杆元件(38，40，42)能转动地支承并且抗扭地与所述操作单元(12，44，46)的转动轴线(44)连接。

6.根据权利要求4所述的机电开关装置，其特征在于，所述冠元件(28，30，32，34，36)随着所述连杆元件(38，40，42)能转动地支承，并且所述冠元件在所述机电开关装置(10)的所述纵方向(16)上能移动地支承在所述连杆元件(38，40，42)中。

7.根据权利要求5所述的机电开关装置，其特征在于，所述冠元件(28，30，32，34，36)随着所述连杆元件(38，40，42)能转动地支承，并且所述冠元件在所述机电开关装置(10)的所述纵方向(16)上能移动地支承在所述连杆元件(38，40，42)中。

8.根据权利要求4所述的机电开关装置，其特征在于，所述冠元件(28，30，32，34，36)在插入板(58)的方向上预张紧。

9.根据权利要求7所述的机电开关装置，其特征在于，所述冠元件(28，30，32，34，36)在插入板(58)的方向上预张紧。

10.根据权利要求4所述的机电开关装置，其特征在于，所述连杆元件(38，40，42)的连杆与所述开关元件(18)机械地连接。

11.根据权利要求9所述的机电开关装置，其特征在于，所述连杆元件(38，40，42)的连杆与所述开关元件(18)机械地连接。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的机电开关装置，其特征在于，所述耦连单元(20)具有模块化的结构。

13.根据权利要求11所述的机电开关装置，其特征在于，所述耦连单元(20)具有模块化的结构。

14.根据权利要求13所述的机电开关装置，其特征在于，模块化的结构是相应地具有一个所述冠元件(28，30，32，34，36)、一个所述连杆元件(38，40，42)和一个弹簧(48)的单独的模块。

15.根据权利要求1至3中任一项所述的机电开关装置，其特征在于，所述冠元件(28，30，32，34，36)和/或所述连杆元件(38，40，42)能替换地布置在所述耦连单元(20)中。

16.根据权利要求14所述的机电开关装置，其特征在于，所述冠元件(28，30，32，34，36)和/或所述连杆元件(38，40，42)能替换地布置在所述耦连单元(20)中。