DE102006057306A1

DE102006057306A1 - Vorrichtung zur selektiven Betätigung mehrerer Schalter oder Schaltkontakte

Info

Publication number: DE102006057306A1
Application number: DE102006057306A
Authority: DE
Inventors: Kg Brumaba
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-12-05
Filing date: 2006-12-05
Publication date: 2008-06-12
Also published as: US20080172790A1; EP1929986A2; EP1929986A3

Abstract

Eine Vorrichtung zur selektiven Betätigung mehrerer Schalter 3 oder Schaltkontakte mit einem mittels einer gehäusefesten Führungseinrichtung 2 selektiv in eine von mehreren Stellungen zu verschwenkenden Betätigungshebel 1, wobei von den mehreren Schaltern 3 oder Schaltkontakten einer oder eine bestimmte Anzahl zu betätigen sind und am Betätigungshebel 1 eine federnd nachgiebige Bewegungsübertragungseinrichtung 7 befestigt ist, welche die Bewegung des Betätigungshebels 1 auf eine mechanische Betätigungseinrichtung 8 überträgt, die selektiv wenigstens einen der Schalter 3 oder wenigstens einen der Schaltkontakte betätigt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur selektiven Betätigung mehrerer Schalter oder Schaltkontakte mit einem mittels einer gehäusefesten Führungseinrichtung selektiv in eine von mehreren Stellungen zu verschwenkenden Betätigungshebel, wobei von den mehreren Schaltern oder Schaltkontakten einer oder eine bestimmte Anzahl betätigt wird.
Derartige Vorrichtungen sind mit der Bezeichnung Joystick im Handel erhältlich. Diese Vorrichtungen dienen zur Steuerung und Einstellungen von Funktionen an Geräten und werden in großem Umfang in der Technik zum Einsatz gebracht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangsgenannten Art zu schaffen, welche über einen langen Zeitraum hin eine wartungsfreie Funktionssicherheit gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Bei der Erfindung ist am Betätigungshebel eine federnd nachgiebige Bewegungsübertragungseinrichtung befestigt, welche die Bewegungen des Betätigungshebels auf eine mechanische Betätigungseinrichtung überträgt, die in Abhängigkeit von der jeweiligen Bewegungsrichtung des Betätigungshebels oder dessen Stellung selektiv wenigstens einen der Schalter oder wenigstens einen der Schaltkontakte betätigt. Aufgrund der federnd nachgiebigen Ausbildung der Bewegungsübertragungseinrichtung und der indirekten Betätigung der Schalter bzw. Schaltkontakte über die mechanische Betätigungseinrichtung erreicht man auch bei rauhem Betrieb, insbesondere bei Fußbestätigung des Betätigungshebels eine langlebige Funktionssicherheit und in Folge dessen Wartungsfreiheit der Vorrichtung. Durch die von der Bewegungsrichtung oder Stellung des Betätigungshebels abhängige und selektiv die Schalter oder Schaltkontakte betätigende Betätigungseinrichtung lässt sich eine definierte Auslösekraft und auch ein kostengünstiger Einsatz von Standardbauelementen bei den Schaltern oder Schaltkontakten erreichen.
Die mechanische Betätigungseinrichtung, über welche die indirekte Schalterbetätigung erfolgt, kann mehrere aus einer Ruheposition in eine Betätigungsposition durch die federnd nachgiebige Bewegungsübertragungseinrichtung zu bewegende Betätigungsteile aufweisen. Diese Betätigungsteile können federnd in ihre Ausgangsposition (Ruheposition) vorgespannt werden. Hierzu können die Betätigungsteile als Federelemente ausgebildet sein, die zu einem plattenförmigen Stück zusammengesetzt sind, welches gehäusefest angeordnet ist.
Vorzugsweise besteht die Bewegungsübertragungseinrichtung aus einem Schaumstoffmaterial und kann als zylindrischer Körper ausgebildet sein.
Der Betätigungshebel kann durch die Führungseinrichtung vorzugsweise in vier Bewegungsrichtungen definiert vorgegeben bewegt werden. Diese Bewegungsrichtungen sind jeweils im rechten Winkel voneinander beabstandet und können beim Einbau der Vorrichtung in einem Fußschalter in horizontaler und vertikaler Richtung liegen.
Um eine effektive Bewegungsübertragung vom Betätigungshebel auf die Betätigungseinrichtung zu erhalten, kann die Bewegungsübertragungseinrichtung am Ende oder in der Nähe des Endes des Betätigungshebels befestigt sein. Der Betätigungshebel ist hierbei vorzugsweise um einen gehäusefesten Schwenkpunkt beweglich gelagert, der im Abstand von der Bewegungsübertragungseinrichtung angeordnet ist.
Anhand der Figuren wird an Ausführungsbeispielen die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt:
1 ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung in perspektivischer Explosivdarstellung,
2 das Ausführungsbeispiel der 1 in zusammengebauten Zustand, und
3 einen Fußschalter, in welchem drei Ausführungsbeispiele der Erfindung angeordnet sind.
Das in den Figuren dargestellte Ausführungsbeispiel besitzt einen Betätigungshebel 1. Der Betätigungshebel 1 ist um einen Schwenkpunkt 10, welcher gehäusefest gelagert ist, schwenkbar. Das Gehäuse besteht aus zwei Gehäuseteilen, welche beim dargestellten Ausführungsbeispiel von einem oberen Gehäuseteil 5 und einem unteren Gehäuseteil 6 gebildet werden. Im zusammengebauten Zustand (2) sind die beiden Gehäuseteile 5 und 6 durch Schraubenverbindungen miteinander verbunden. Der Schwenkpunkt 10 kann von einer gelochten Kugel gebildet werden, durch welche der Betätigungshebel hindurchgesteckt ist. Der Schwenkpunkt 10 kann am Gehäuse, insbesondere oberen Gehäuseteils 5 oder in einer Führungseinrichtung 2 drehbeweglich gelagert sein. Die Führungseinrichtung 2 ist in einer oben liegenden Ausnehmung 16 des oberen Gehäuseteil 5 gelagert. Die Führungseinrichtung 2 beinhaltet eine Führungsmatrize mit senkrecht zueinander verlaufenden Führungsrillen 15, entlang denen eine den Betätigungshebel 1 umfassende Führungskugel 13 bei der Bewegung des Betätigungshebels 1 geführt wird. Durch die Führungsrinnen 15 in der Führungsein richtung 2 werden die Bewegungsrichtungen, entlang denen der Betätigungshebel 1 betätigt werden kann festgelegt.
Die Führungskugel 13 wird mit Hilfe einer Vorspannfeder 12, welche gegen den Betätigungshebel 1 mittels eines als Sicherungsring ausgebildeten Federanschlags 14 abgestützt ist, in die Führungsrinnen 15 der Führungseinrichtung 2 gedrückt. Die Vorspannfeder 12 kann, wie dargestellt, als Schraubenfeder, welche den Betätigungshebel 1 umfasst, ausgebildet sein. Durch die Vorspannkraft der Vorspannfeder 12 wird der Betätigungshebel 1 in Richtung zu seiner Ausgangsposition, welche in der 2 dargestellt ist, vorgespannt. Hierzu kann die Führungsmatrize der Führungseinrichtung 2 als kugelkalottenförmige Vertiefung ausgebildet sein, in denen die Führungsrinnen 15 senkrecht zueinander verlaufen.
Die Führungseinrichtung 2 befindet sich in der Ausnehmung 16, welche als Vertiefung an der Oberseite des Gehäuseteils 5 ausgebildet ist. In diese Ausnehmung 16 ist die Führungseinrichtung formschlüssig eingesetzt. An der Unterseite des oberen Gehäuseteils 5 befindet sich eine gedruckte Leiterplatte 4 mit elektrischen und elektronischen Bauteilen, welche in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung oder Bewegung des Betätigungshebels 1 bestimmte Funktionen am angeschlossenen Gerät verursachen. Über eine Steckerleiste 17, welche an der gedruckten Leiterplatte 4 vorgesehen ist und in einer entsprechend geformten Gehäuseausnehmung beim Zusammenbau (2) untergebracht ist, kann der elektrische Anschluss mit dem zu bedienenden Gerät erfolgen.
An der Unterseite der gedruckten Leiterplatte 4 befinden sich Schalter 3, welche beim dargestellten Ausführungsbeispiel als Mikroschalter ausgebildet sind. Diese Mikroschalter 3 sind paarweise in vier Positionen an der gedruckten Leiterplatte 4 angeordnet.
In einem bestimmten Abstand in Achsrichtung des Betätigungshebels 1 befindet sich unterhalb der Schalter 3 eine plattenförmige Betätigungseinrichtung 8. Die Betätigungseinrichtung 8 ist an der Unterseite des oberen Gehäuseteils 5 in vier in den Ecken befindlichen Fixierpunkten 19 befestigt. Der Abstand von den an der Unterseite der gedruckten Leiterplatte 4 befestigten Schaltern 3 wird dadurch hergestellt, dass die gedruckte Leiterplatte im oberen Gehäuseteil 5 in einer entsprechend geformten Ausnehmung mit an den Rändern der gedruckten Leiterplatte angreifenden Anlageschultern abgestützt und mit Hilfe einer Befestigungsplatte 18 gehäusefest fixiert ist. Die Befestigungsplatte 18 besitzt an ihren Enden Bohrungen, durch welche die Schraubenverbindungen, mit welchen die beiden Gehäuseteile 5 und 6 miteinander verbunden sind, hindurchragen. Diese Schraubenverbindungen fixieren auch an den Ecken in den Fixierpunkten 19 die plattenförmige Betätigungseinrichtung 8, welche zwischen der Unterseite des oberen Gehäuseteils 5 und der Oberseite des unteren Gehäuseteils 6 angeordnet ist.
Die plattenförmige Betätigungseinrichtung 8 besitzt eine durchgehende mittige Ausnehmung 20, durch welche der unterhalb des Drehpunktes 10 liegende Teils des Betätigungshebels 1 ragt. In diese durchgehende Ausnehmung 20 ragen Betätigungsteile 9, welche federelastische Eigenschaften haben. Diese Betätigungsteile 9 sind den jeweiligen Paaren der Schalter 3 zugeordnet. Die Betätigungsteile 9 sind einstückig zur plattenförmigen oder rahmenförmigen Betätigungseinrichtung 8 miteinander verbunden. Im Ruhezustand oder in der Ausgangsposition sind die Betätigungsteile 9, welche zungenförmig ausgebildet sind, im Abstand von den Schaltern 3 oder Schaltkontakten angeordnet.
Unterhalb der Betätigungseinrichtung 8 ist an dem durch die Ausnehmung 20 ragenden Teil des Betätigungshebels 1 eine Bewegungsübertragungseinrichtung 7 befestigt. Diese Bewegungsübertragungseinrichtung 7 besteht aus einem federelastischen Material, z.B. aus Schaumstoff. Im zusammengebauten Zustand (2) befindet sich die Bewegungsübertragungseinrichtung 7 in einer topfförmigen Ausnehmung 21 im unteren Gehäuseteil 6. Die Bewegungsübertragungseinrichtung 7 kann in Form eines flachen zylindrischen Körpers, wie in 1 dargestellt ist, ausgebildet sein. Die Bewegungsübertragungseinrichtung 7 ist am unteren Ende des Betätigungshebels 1, der bis in die Ausnehmung 21 ragt, befestigt. Beim Verschwenken des Betätigungshebels 1 entlang einer der Führungsnuten bzw. Führungsrinnen 15 in der Führungseinrichtung 2 wird innerhalb der Ausnehmung 21 das untere Ende des Betätigungshebels 1 und damit die Bewegungsübertragungseinrichtung 7 mitverschwenkt. Dabei drückt die Bewegungsübertragungseinrichtung 7 von unten gegen eines der Betätigungsteile 9 und bewegt dieses aufgrund seiner federelastischen Verformbarkeit nach oben, so dass eines der Schalterpaare 3 betätigt wird. Anstelle der Schalterpaare 3 kann jeweils auch nur ein Schalter vorgesehen sein. Ferner ist es möglich, Schaltkontakte jeweils einzeln oder paarweise oder in einer größeren bestimmten Anzahl an der gedruckten Leiterplatte 4 vorzusehen. Anstelle der flachen zylindrischen Form der Bewegungsübertragungseinrichtung 7 kann auch eine sternförmige oder andere geeignete Form gewählt werden, welche in Abhängigkeit von der jeweiligen Stellung des Betätigungshebels 1 zur Bewegungsübertragung auf das jeweils zugeordnete Betätigungsteil 9 geeignet ist. Aufgrund der federelastischen Ausbildung der Bewegungsübertragungseinrichtung 7 erfolgt eine schonende Betätigung der jeweiligen Schalter 3 oder. Schaltkontakte an der gedruckten Leiterplatte 4. Ferner erfolgt durch die federelastische Bewegungsübertragung auf die Betätigungsteile 9 eine für die beteiligten Bauteile schonende Beanspruchung bei der indirekten Betätigung der Schalter 3 oder Schaltkontakte. Beim Loslassen des Betätigungshebels 1 wird dieser, wie schon erläutert, selbsttätig in seine Ausgangsposition wieder zurückgebracht.
Der Betätigungshebel 1 kann von Hand betätigt werden, es ist jedoch aufgrund der erläuterten schonenden Bewegungsübertragung auch ein relativ rauher Betrieb des Betätigungshebels 1, beispielsweise mit einem Fußschalter 11, wie er in 3 dargestellt ist möglich. Der in 3 dargestellte Fußschalter beinhaltet drei Ausführungsbeispiele der Erfindung, so dass eine große Anzahl an Funktionen, welche auch Memory-Funktionen beinhalten, am anzuschließenden Gerät durchgeführt werden können. Die Betätigungshebel 1 können in horizontalen und vertikalen Bewegungsrichtungen bewegt werden. Vorzugsweise wird der Fußschalter oder auch die handbetätigte Vorrichtung verwendet zum Verstellen von gegeneinander verstellbaren Tischteilen eines Behandlungstisches für Patienten, insbesondere eines OP-Tisches. Ein derartiger Behandlungstisch ist beispielsweise aus EP 0 873 740 B1 bekannt.

Claims

Vorrichtung zur selektiven Betätigung mehrerer Schalter oder Schaltkontakte, mit einem mittels einer gehäusefesten Führungseinrichtung selektiv in eine von mehreren Stellungen zu verschwenkenden Betätigungshebel, wobei von den mehreren Schaltern oder Schaltkontakten eine bestimmte Anzahl zu betätigen sind, dadurch gekennzeichnet, dass am Betätigungshebel (1) eine federnd nachgiebige Bewegungsübertragungseinrichtung (7) befestigt ist, welche die Bewegung des Betätigungshebels (1) auf eine wenigstens einen der Schalter (3) oder wenigstens einen der Schaltkontakte selektiv betätigende mechanische Betätigungseinrichtung (8) überträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Betätigungseinrichtung (8) mehrere aus einer Ruheposition in eine Betätigungsposition durch die Bewegungsübertragungseinrichtung (7) zu bewegende Betätigungsteile (9) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsteile (9) in ihre jeweilige Ruheposition federnd vorgespannt sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinrichtung (8) aus einem plattenförmigen Stück besteht und gehäusefest angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsübertragungseinrichtung (7) aus einem Schaumstoffmaterial besteht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsübertragungseinrichtung (7) aus einem zylindrischen Körper besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (2) für den Betätigungshebel (1) vier Bewegungsrichtungen vorgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die vier Bewegungsrichtungen jeweils im rechten Winkel voneinander beabstanded sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsübertragungseinrichtung (7) am Ende oder in der Nähe des Endes des Betätigungshebels (1) befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungshebel (1) um einen gehäusefesten Schwenkpunkt (10) beweglich ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegungsübertragungseinrichtung (7) im Abstand vom Schwenkpunkt (10) am Betätigungshebel (1) befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Betätigungshebel (1) gegenüber der gehäusefesten Führungseinrichtung (2) in seine Ausgangsstellung federnd vorgespannt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dass sie geeignet ist zum Einbau in einem Fußschalter (11).
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrfach im Fußschalter (11) eingebaut ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Fußschalter (11) zwei horizontale und zwei vertikale Betätigungsrichtungen des Betätigungshebels (1) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch ihre Ausbildung zur Positionseinstellung von Tischelementen eines Behandlungstisches zur Patientenbehandlung.