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Die
Erfindung betrifft einen elektrischen Schalter nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Solche
in der Art eines Druckschalters wirkende Schalter kommen als Hauptschalter,
Netzschalter o. dgl. zum Einsatz in der Hausgeräteindustrie, beispielsweise
bei Hausgeräten,
wie Wasch- oder Geschirrspülmaschinen,
oder für
ein sonstiges Elektrogerät,
wie für
eine Kaffeemaschine.
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Ein
derartiger elektrischer Schalter besitzt ein Kontaktsystem sowie
ein bewegliches Betätigungsorgan.
Das Kontaktsystem weist zwei miteinander in elektrischen Kontakt
bringbare Kontakte auf. Das Betätigungsorgan
dient zum schaltenden Einwirken auf das Kontaktsystem. Hierzu dreht
das Betätigungsorgan
bei dessen Bewegung eine drehbar gelagerte Schaltwalze um jeweils
einen Drehwinkel weiter. Bei Drehung um den Drehwinkel wird der
elektrische Kontakt zwischen den beiden Kontakten von der Schaltwalze
abwechselnd hergestellt sowie unterbrochen. Um das Gerät, in dem
der Schalter zum Einsatz kommt, auszuschalten, muß der Benutzer das
Betätigungsorgan
betätigen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den elektrischen Schalter
derart weiterzuentwickeln, daß ein
Aus- und/oder Einschalten des Schalters ohne Betätigung bzw. Bedienung durch
den Benutzer ermöglicht
ist.
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Diese
Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen elektrischen Schalter durch
die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Beim
erfindungsgemäßen elektrischen Schalter
ist die Schaltwalze zusätzlich
unabhängig vom
Betätigungsorgan
um den Drehwinkel bewegbar. Somit läßt sich der Schalter unabhängig von
einer Einwirkung des Benutzers ab- und/oder anschalten. Der Druckschalter
läßt sich
vorteilhafterweise für Haushaltsgeräte oder
sonstige Elektrogeräte
verwenden, die nach Ablauf eines Programms oder einer bestimmten
Zeit vom Netz getrennt werden sollen. Weitere Ausgestaltungen der
Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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In
weiterer Ausgestaltung können
die Kontakte als Blattfedern mit miteinander zugewandten Kontaktflächen ausgebildet
sein. Die Schaltwalze weist einen elektrisch isolierenden Nocken
auf, wobei der Nocken zwischen den beiden Kontaktfedern, im wesentlichen
benachbart zu den Kontaktflächen angeordnet
ist. Dadurch ist der Nocken in der Art eines Spreiznockens zwischen
die beiden Kontakte zu deren elektrischen Trennung bringbar. Der
Nocken spreizt also die Kontaktfedern zum Aus-Schalten des Kontaktsystems
unter Trennung der Kontaktflächen auseinander.
Zum Ein-Schalten des Kontaktsystems verläßt der Nocken den Zwischenraum
zwischen den Kontaktfedern, was das Aneinanderanliegen der Kontaktflächen unter
der Federkraft der Kontaktfedern gestattet. Eine derartige Ausgestaltung
benötigt vorteilhafterweise
wenig Einzelteile und kann kompakt aufgebaut werden.
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In
einfacher Weise kann das Betätigungsorgan über einen
Stößel in der
Art einer Federhülse
zur Bewegung auf die Schaltwalze einwirken. Hierzu besitzt die Schaltwalze
eine Verzahnung, in die der Stößel bei
Betätigung
des Betätigungsorgans
zum Weiterdrehen der Schaltwalze eingreift. Beispielsweise kann
die Verzahnung derart ausgebildet sein, daß die Schaltwalze in ungefähr 90°-Schritten
als Drehwinkel bei Betätigung
des Betätigungsorgans
bewegbar ist. In diesem Fall sind zweckmäßigerweise an der Schaltwalze
zwei einander diametral gegenüberliegende
Nocken für
die Spreizung der Kontaktfedern angeordnet.
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In
weiterer Ausgestaltung ist die Schaltwalze mittels eines weiteren
Stößels unabhängig vom
Betätigungsorgan
bewegbar. Der weitere Stößel ist
seinerseits von einem Hubmagneten antreibbar und mittels einer Feder
rückstellbar.
Der weitere Stößel kann wiederum
in eine weitere Verzahnung an der Schaltwalze zu deren Drehung eingreifen.
Bei dieser Ausgestaltung ist also die Integration eines Hubmagneten
in einen Druckschalter mit einer Schaltwalze zur Selbstabschaltung
und/oder Selbstanschaltung vorgenommen, wobei es sich hier um eine
kompakte sowie funktionssichere Anordnung handelt.
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Bei
einer einfach zu montierenden Ausgestaltung umfaßt der Hubmagnet eine Spule
sowie einen Anker. Die Spule ist an einem Spulenträger angeordnet.
Desweiteren ist der weitere Stößel und/oder
der Anker im Spulenträger
geführt.
Zweckmäßigerweise
sind dabei der mit dem Betätigungsorgan
zusammenwirkende Stößel und/oder
der mit dem Anker zusammenwirkende, weitere Stößel in etwa parallel zur Bewegungsrichtung
des Betätigungsorgans
angeordnet. Weiterhin kann die Drehachse der Schaltwalze in etwa
senkrecht zur Bewegungsrichtung des Betätigungsorgans angeordnet sein.
Schließlich
können
elektrische Anschlüsse
für die
Stromzuführung
zur Spule ebenfalls am Spulenträger
befindlich sein.
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In
herkömmlicher
Art weist der Schalter ein Gehäuse
auf. In kompakter Ausgestaltung ist der Spulenträger im Gehäuse, und zwar insbesondere
in etwa parallel zum Betätigungsorgan
angeordnet. Zweckmäßigerweise
ist die Schaltwalze in einem Drehlager im Gehäuse drehbar gelagert. Die Verzahnung,
der Nocken sowie die weitere Verzahnung sind in der Art von Bereichen
nebeneinander an der Schaltwalze befindlich. Schließlich können der
Stößel, das
Kontaktsystem sowie der weitere Stößel nebeneinander im Gehäuse befindlich
sein, derart daß der
Stößel, das
Kontaktsystem sowie der weitere Stößel dem jeweiligen zur Zusammenwirkung
vorgesehenen Bereich an der Schaltwalze unmittelbar zugeordnet sind.
Trotz hoher Funktionalität
ist in dieser Art und Weise ein kleinbauender Schalter realisiert.
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In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Druckschalters mit
Schaltwalze wird als erfindungsgemäße Weiterentwicklung das Abschalten durch
einen Hubmagneten realisiert. Dieser besteht aus einem Spulenträger, einer
Spule, einem Anker, einem Stößel, einer
Rückstellfeder
sowie zwei Anschlüssen.
Die Lösung
ist so konzipiert, daß elektrischer
Strom nur während
des Ausschaltvorgangs verbraucht wird und nicht im Ein- und/oder
Aus-Zustand. Die
Spule des Hubmagneten erhält
beim Ausschaltvorgang einen elektrischen Impuls, welcher ein Magnetfeld
aufbaut und den Anker bewegt. Dieser befindet sich innerhalb des
Spulenträgers
und drückt den
Stößel, der
sich auch innerhalb des Spulenträgers
befindet, nach außen.
Der Stößel greift
in eine Verzahnung auf der Schaltwalze ein, so daß diese bei
jeder Betätigung
des Hubmagneten um einen definierten Drehwinkel weitergedreht wird.
Die Anschlüsse
des Hubmagneten sind ebenfalls am Spulenträger befestigt. An diese Anschlüsse wird
der Draht der Spule gelötet.
Dies hat den Vorteil, daß der Hubmagnet
ein komplettes unabhängiges
Bauteil darstellt und vom restlichen Schalter getrennt betrieben
werden kann, womit automatisches Aus- und/oder Ein-Schalten getrennt
anwendbar sind vom manuellen Ein- und/oder Ausschalten. Desweiteren ergeben
sich durch das separate Bauteil Einsparungen während des Montageprozesses.
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Der
erfindungsgemäße Druckschalter
ist insbesondere zum Einsatz als Hauptschalter in Hausgeräten, der
sich infolge einer Impulsansteuerung selbst abschalten kann, geeignet
und erfüllt
folgende Kriterien:
- – kurzer Betätigungshub
von beispielsweise ca. 2 mm,
- – mechanisches
Schaltsystem eines Druckschalters mit einer Schaltwalze,
- – kleiner
sowie kostengünstiger
Hubmagnet mit Impulsansteuerung und
- – kleine
Baugröße.
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Die
mit der Erfindung erzielten weiteren Vorteile bestehen insbesondere
darin, daß durch
die Integration eines Hubmagneten zur Selbstabschaltung eines Druckschalters
der Stand-by-Modus
von elektrischen Geräten
reduziert wird bzw. auf den Stand-by-Modus vollständig verzichtet
werden kann, was hinsichtlich der steigenden Energiekosten von Vorteil
ist. Weiterhin wird durch die Impulsansteuerung des Hubmagneten
nur elektrische Energie während
des Ab- und/oder Einschaltvorgangs verbraucht, was weitere Energieeinsparungen
bewirkt. Zusätzlich
sind die manuelle Ansteuerung bzw. Betätigung des Schalters und die
Ansteuerung über
den Hubmagneten komplett voneinander unabhängig. Dadurch kann der Schalter
automatisch aus- sowie auch eingeschaltet werden. Die Ansteuerung
kann durch die Gerätesteuerung
oder eine spezielle Elektronik im Schalter erfolgen.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung mit verschiedenen Weiterbildungen und Ausgestaltungen
ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen
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1 einen
elektrischen Schalter in Draufsicht,
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2 einen
Schnitt entlang der Linie 2-2 in 1,
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3 einen
Schnitt entlang der Linie 3-3 in 1,
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4 einen
Schnitt entlang der Linie 4-4 in 1,
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5 einen
Schnitt entlang der Linie 5-5 in 1 und
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6 das
Kontaktsystem des Schalters in perspektivischer Ansicht.
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In 1 ist
ein als Druckschalter ausgebildeter elektrischer Schalter 1 gezeigt,
der beispielsweise als Netzschalter für ein Elektrogerät verwendbar
ist. Der Schalter 1 besitzt ein Gehäuse 2, in dem sich
ein in 3 sichtbares Kontaktsystem 3 befindet.
Aus dem Gehäuse 2 ragt
ein Betätigungsorgan
4 zum schaltenden Einwirken auf das Kontaktsystem 3 heraus,
derart daß das
Kontaktsystem 3 zwischen einem Ein- sowie einem Aus-Schaltzustand umschaltbar
ist.
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Wie
der 6 zu entnehmen ist, weist das Kontaktsystem 3 zwei
als Blattfedern ausgebildete, einander zugewandte Kontaktflächen 8, 9 besitzende und
miteinander in elektrischen Kontakt bringbare Kontakte 5, 6 auf.
Das Betätigungsorgan 4 wirkt
gemäß 5 bei
dessen Bewegung auf eine im Gehäuse 2 drehbar
in einem Drehlager 21, 22 gelagerte Schaltwalze 7 ein.
Hierzu dreht das Betätigungsorgan 4 bei
dessen manueller Bewegung durch den Benutzer die Schaltwalze 7 um
jeweils einen Drehwinkel weiter. Die Schaltwalze 7 stellt
dabei abwechselnd einen elektrischen Kontakt zwischen den beiden
Kontakten 5, 6 entsprechend dem Ein-Schaltzustand
her sowie unterbricht den elektrischen Kontakt zwischen den beiden
Kontakten 5, 6 entsprechend dem Aus-Schaltzustand.
Hierfür
besitzt die Schaltwalze 7 einen elektrisch isolierenden
Nocken 10, wie man anhand von 3 sieht.
Der Nocken 10 ist zwischen den beiden Kontaktfedern 5, 6 im
wesentlichen benachbart zu den Kontaktflächen 8, 9 angeordnet. Dadurch
ist der Nocken 10 in der Art eines Spreiznockens zwischen
die beiden Kontakte 5, 6 zu deren elektrischen
Trennung bringbar. Mit anderen Worten spreizt der Nocken 10 die
Kontaktfedern 5, 6 zum Aus-Schalten des Kontaktsystems 3 unter
Trennung der Kontaktflächen 8, 9 auseinander.
Zum Ein-Schalten des Kontaktsystems 3 hingegen verlässt der
Nocken 10 den Zwischenraum zwischen den Kontaktfedern 5, 6,
womit das Aneinanderanliegen der Kontaktflächen 8, 9 unter
der Federkraft der Kontaktfedern 5, 6 ermöglicht ist.
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Wie
anhand von 4 zu erkennen ist, wirkt das
Betätigungsorgan 4 über einen
Stößel 12 in
der Art einer Federhülse
zur Bewegung auf die Schaltwalze 7 ein. Die Schaltwalze 7 besitzt
hierfür
eine Verzahnung 13. Die Verzahnung 13 ist derart
ausgestaltet, daß die
Schaltwalze 7 in ungefähr
90°-Schritten
als Drehwinkel bei manueller Betätigung
bzw. Bedienung des Betätigungsorgans 4 durch
den Benutzer bewegbar ist. Zu den 90°-Schritten korrespondierend
besitzt die Schaltwalze 7 dann einen in 3 sichtbaren
weiteren, mit dem Kontaktsystem 3 zusammenwirkenden Nocken 11,
wobei die beiden Nocken 10, 11 einander diametral
gegenüberliegen.
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Zusätzlich zur
beschriebenen manuellen Bewegung der Schaltwalze 7 ist
die Schaltwalze 7 unabhängig
vom Betätigungsorgan 4 um
den Drehwinkel bewegbar. Hierzu ist die Schaltwalze 7 mittels
eines weiteren Stößels 14 unabhängig vom
Betätigungsorgan 4 bewegbar,
wie in 2 zu sehen ist. Der Stößel 14 ist seinerseits
von einem Hubmagneten 15 antreibbar sowie mittels einer
Feder 16 rückstellbar.
Desweiteren greift der Stößel 14 in
eine weitere Verzahnung 17 an der Schaltwalze 7 zu
deren Drehung ein. Der Hubmagnet 15 umfaßt eine
Spule 18 sowie einen Anker 19, wobei der Stößel 14 vom Anker 19 angetrieben
wird. Die Spule 18 ist an einem Spulenträger 20 angeordnet.
Der Stößel 14 sowie
der Anker 19 sind im Spulenträger 20 zu dessen Bewegung
geführt.
Nicht weiter gezeigte elektrische Anschlüsse für die Stromzuführung zur
Spule 18 sind am Spulenträger 20 befindlich.
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Wie
in 5 zu sehen ist, ist der Spulenträger 20 im
Gehäuse 2 in
etwa parallel zum Betätigungsorgan 4 angeordnet.
Ebenso sind der Stößel 12 sowie
der weitere Stößel 14 in etwa
parallel zur Bewegungsrichtung des Betätigungsorgans 4 angeordnet.
Die Drehachse der Schaltwalze 7 ist ihrerseits in etwa
senkrecht zur Bewegungsrichtung des Betätigungsorgans 4 angeordnet.
Die Verzahnung 13, die Nocken 10, 11 sowie
die weitere Verzahnung 17 sind gemäß 6 in der
Art von Bereichen nebeneinander an der Schaltwalze 7 befindlich.
Hierzu korrespondierend sind entsprechend 5 wiederum
der Stößel 12,
das Kontaktsystem 3 sowie der weitere Stößel 14 nebeneinander
im Gehäuse 2 befindlich,
derart daß diese
dem jeweiligen zur Zusammenwirkung vorgesehenen Bereich an der Schaltwalze 7 zugeordnet
sind.
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Die
Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt. Sie
umfaßt
vielmehr auch alle fachmännischen
Weiterbildungen im Rahmen der durch die Patentansprüche definierten
Erfindung. So kann ein derartiger elektrischer Schalter 1 nicht
nur als Netzschalter bei Hausgeräten
sondern auch in Rundfunkgeräten, Fernsehgeräten, Gartengeräten, Elektrowerkzeugen o.
dgl. Verwendung finden.
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- 1
- (elektrischer)
Schalter
- 2
- Gehäuse
- 3
- Kontaktsystem
- 4
- Betätigungsorgan
- 5,
6
- Kontakt/Kontaktfeder
- 7
- Schaltwalze
- 8,
9
- Kontaktfläche
- 10,
11
- Nocken
- 12
- Stößel
- 13
- Verzahnung
- 14
- (weiterer)
Stößel
- 15
- Hubmagnet
- 16
- Feder
- 17
- (weitere)
Verzahnung
- 18
- Spule
- 19
- Anker
- 20
- Spulenträger
- 21,
22
- Drehlager
(von Schaltwalze)