-
Die Erfindung betrifft einen Druckschalter mit einem Betätigungselement und einem rohrförmigen Körper, wobei im Inneren des Druckschalters ein Aufnahmeelement angeordnet ist, in welchem ein Rastelement fixiert ist.
-
Druckschalter werden verbreitet bei Befehls- und Meldegeräten eingesetzt. Ein derartiges Befehls- und Meldegerät kommt bei Maschinen oder elektrischen Anlagen zum Einsatz, die über Befehlsgeräte, wie zum Beispiel Drucktaster, Wahlschalter usw., die auf die Steuerung einwirken, bedient werden. Diese Befehlsgeräte werden in Schalttafeln, Bedientableaus, Schaltschranktüren oder Gehäusedeckel montiert. Befehlsgeräte sind in der Regel modular aufgebaut. Das bedeutet, sie bestehen aus einem Betätiger, einem Befestigungsteil wie zum Beispiel einer Ringmutter oder einem speziellen Montagehalter und einem oder mehreren Schaltelementen, die als Öffner- oder Schließer-Schaltglieder ausgeführt sind. Zur Montage wird der Betätiger in der Regel von vorn durch eine Öffnung in der Schalttafel geführt und von hinten über das Befestigungsteil montiert. Die Schaltelemente werden mit Schrauben, Schnapphaken oder Riegel mechanisch am Betätiger oder am Befestigungsteil fixiert. Die elektrische Verbindung der Schaltelemente mit der Steuerung erfolgt über die Anschlussklemmen.
-
Druckschalter weisen grundsätzlich zwei Funktionsprinzipien auf. Zum Einen gibt es Schaltkronen, wie sie auch bei Kugelschreibern bekannt sind und zum Anderen so genannte Herzkurven, die z. B. als Führungskulissen der Gehäuseinnenwand des Druckschalters ausgebildet sind. Diese Herzkurven oder Führungskulissen können zwei- oder dreidimensional ausgebildet sein. Der Vorteil der dreidimensionalen Herzkurve besteht darin, dass sie einen geringen Überhub aufweist, da gegenüber einer zweidimensionalen Herzkurve ein weiteres Weichenkriterium zur Verfügung steht. Der Vorteil der zweidimensionalen Herzkurve ist in der einfacheren Werkzeugkontur zu sehen. Zudem weist diese Ausführungsform eine größere Widerstandsfähigkeit gegenüber Verschleiß auf.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen mechanisch robusten Druckschalter gegenüber Verschleiß zu schaffen, der eine zuverlässige Handhabung ermöglicht.
-
Diese Aufgabe wird durch einen Druckschalter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen, welche einzeln oder in Kombination miteinander eingesetzt werden können, sind der Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
-
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Druckschalter mit einem Betätigungselement und einem rohrförmigen Körper gelöst, insbesondere einer Rosette, wobei im Inneren des Druckschalters ein Aufnahmeelement angeordnet ist, in welchem ein Rastelement fixiert ist. Die Erfindung zeichnet sich dabei dadurch aus, dass das Rastelement radial federnd ausgebildet ist.
-
Der erfindungsgemäße Druckschalter weist ein Betätigungselement auf, das vorzugsweise als transparente, farbige Schaltfläche mit angeschlossenem rohrförmigem Körper ausgeführt sein kann. Dieser rohrförmige Körper der Schaltfläche ist im rohrförmigen Körper des Druckschalters geführt und steht in Wirkverbindung mit dem Aufnahmeelement, in welchem das Rastelement angeordnet ist. Wird die Schaltfläche des Druckschalters eingedrückt, bewegt sich auch das Aufnahmeelement entgegen einer Feder, die unterhalb des Aufnahmeelements angeordnet ist, mit. Im Aufnahmeelement ist das Rastelement angeordnet, das vorzugsweise als Haltering ausgebildet ist.
-
Der erfindungsgemäße Haltering ist offen ausgeführt und weist demgemäß zwei auf einer Ebene axial im vorzugsweise zylindrisch ausgebildeten Aufnahmeelement eng geführte Enden auf.
-
Ein erstes Ende liegt mit radialem Spiel zwischen Aufnahmeelement und dem umgebenden rohrförmigen Körper des Druckschalters, während ein zweites Ende, vorzugweise S-förmig ausgebildet, dem vorzugsweise zylindrischen Aufnahmeelement nach außen vorsteht. Dieses zweite Ende berührt unter federnder Vorspannung die Innenseite des rohrförmigen Körpers des Druckschalters. Dieses zweite Ende wird beim Zusammenbau des Druckschalters über eine Funktionsfläche geführt, die an der Innenseite des rohrförmigen Körpers des Druckschalters und oberhalb der Herzkurve, also der Führungskulisse für das zweite Ende des Rastelementes, angeordnet ist. Die Führungskulisse ist als Ausnehmung in der Innenseite des rohrförmigen Körpers des Druckschalters ausgebildet und weist einen schräg nach unten in Richtung der Betätigung geführten L-förmigen Vorsprung auf, über welchen das zweite Ende des Halteringes bei Betätigung geführt wird, um vom unbetätigten Zustand in den betätigten Zustand überzugehen und danach den verrasteten Zustand zu erreichen.
-
Der L-förmige Vorsprung, der auch als Führungszapfen bezeichnet werden kann, weist zwei Schenkel auf, die vorzugsweise in einem Winkel < 90° zueinander angeordnet sind. Der erste Schenkel des L-förmigen Führungszapfens verläuft dabei schräg nach unten in Betätigungsrichtung des Druckschalters. Das zweite Ende des Halterings wird im Betätigungsfall über die schräge Führungsfläche des ersten Schenkels in eine Gehäusekontur an der Innenseite des Druckschalters geführt. Durch eine Bewegung entgegen der Betätigungsrichtung verrastet das zweite Ende des Halteringes dann in der Schnittstelle der zwei Schenkel des L-förmigen Führungszapfens. Nach dem verrasteten Zustand wird das zweite Ende des Halteringes über einen Gehäusevorsprung am zweiten Schenkel des Führungszapfens vorbei in die unbetätigte Stellung überführt.
-
Damit die Funktionsfläche der Rosette bei der Montage nicht beschädigt wird, muss der Haltering während der Montage radial federn können. Die Enden des Halteringes, vor allem das zweite dürfen dabei nicht scharfkantig sein, um die in der Kunststoffrosette eingebrachte Herzkurve und auch die während des Zusammenbaues überstrichene Funktionsfläche nicht zu beschädigen. Die Enden des Federrings benötigen vorzugsweise eine definierte Verrundung. Dabei müssen die baulichen Ausgestaltungen der Verrundung so konzipiert sein, dass die Verrundungen nicht zu groß sind, damit der Federring nicht aus der Herzkurve springt. Ohne Verrundung besteht die Möglichkeit, dass der Federring die Funktionsfläche oberhalb der Herzkurve und diese selbst beschädigt.
-
Da radial nur ein geringer Einbauraum zur Verfügung steht, wird für die Abwinklung des zweiten Endes des Halteringes eine zuerst nach innen und dann nach außen laufende Biegung, vorzugsweise S-förmig, gewählt. Somit kann das radial außen stehende zweite Ende des Halterings vollständig und ohne durch einen Biegeradius behindert zu werden, in die Herzkurve eintauchen.
-
Der erfindungsgemäße Druckschalter zeichnet sich durch seine mechanische Robustheit gegenüber Verschleiß und seine zuverlässige und einfache Handhabung aus. Erfindungswesentlich ist das radial federnde Rastelement, das vorzugsweise als Haltering ausgebildet ist. Das zweite Ende dieses Halteringes weist eine vorzugsweise S-förmige Ausbuchtung auf, die in den verrundeten Endbereich führt. Dieses zweite Ende dient als Schaltzapfen, der durch unterschiedlich ausgeführte Führungskulissen an der Gehäuseinnenwand des Druckschalters eine Verrastung ermöglicht. Die radiale Federung des Halteringes verhindert, dass die Funktionsfläche der Rosette bei der Montage beschädigt wird. Die Enden des Halteringes dürfen nicht scharfkantig ausgebildet sein, um die Funktionsfläche und die Kunststoffrosette nicht zu beschädigen. Da radial nur ein geringer Einbauraum zur Verfügung steht, wird die Abwinklung des Schaltzapfens über eine zuerst nach innen und dann nach außen laufende Biegung gewählt. Somit kann der radial nach außen stehende Schaltzapfen vollständig und ohne durch einen Biegeradius behindert zu werden, in die Herzkurve eintauchen.
-
Weitere Vorteile und Ausführungen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung erläutert.
-
Dabei zeigen schematisch:
-
1 in einer perspektivischen Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckschalters im unbetätigten Zustand;
-
2 in einer perspektivischen Schnittdarstellung den erfindungsgemäßen Druckschalter im teilweise betätigten Zustand;
-
3 in einer perspektivischen Schnittdarstellung den erfindungsgemäßen Druckschalter im betätigten Zustand vor der Verrastung;
-
4 in einer perspektivischen Schnittdarstellung den erfindungsgemäßen Druckschalter im verrasteten Zustand;
-
5 in einer perspektivischen Schnittdarstellung den erfindungsgemäßen Druckschalter im betätigten Zustand nach dem verrasteten Zustand.
-
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Druckschalters 1 mit einem Betätigungselement 2 und einem rohrförmigen Körper, der vorzugsweise als Kunststoffrosette ausgeführt sein kann. Im Inneren des Druckschalters 1 ist ein Aufnahmeelement 4 angeordnet, in welchem ein Rastelement 5 axial fixiert ist. Das Betätigungselement 2 kann auch als Vorrichtung zur Aufnahme eines Betätigungselementes angesehen werden. Dieser Fall liegt dann vor, wenn das Betätigungselement vorzugsweise als transparente, farbige Schaltfläche mit angeschlossenem rohrförmigem Körper ausgeführt ist. Dieser rohrförmige Körper der Schaltfläche ist im rohrförmigen Körper 3 des Druckschalters 1 – also in der Kunststoffrosette – geführt und steht in Wirkverwendung mit dem Aufnahmeelement 4, in welchem das Rastelement 5 angeordnet ist. Wird die Schaltfläche des Druckschalters 1 eingedrückt, bewegt sich auch das Aufnahmeelement 4 entgegen einer Feder, die unterhalb des Aufnahmeelementes 4 angeordnet ist, mit.
-
Im Aufnahmeelement 4 ist das Rastelement 5 angeordnet, das vorzugsweise als Haltering ausgebildet ist. Der Haltering ist offen ausgeführt und weist demgemäß zwei Enden auf, wobei das erste Ende 6 des Rastelementes 5 beziehungsweise Halteringes, in axialer Richtung des Betätigers fest im Aufnahmeelement 4, das vorzugsweise auch zylindrisch ausgebildet ist, fixiert ist. Das zweite Ende 7 des Rastelements 5 ist im Endbereich, der dem ersten Ende 6 gegenüber liegend angeordnet ist, vorzugsweise S-förmig ausgebildet und steht somit dem vorzugsweise zylindrischen Aufnahmeelement 4 vor. Auch dieses Ende ist in axialer Richtung des Betätigers eng im Aufnahmeelement 4 geführt. Dieses zweite Ende 7 dient als Schaltzapfen und wird an der Innenseite des rohrförmigen Körpers 3 des Druckschalters 1 geführt. Dieser Schaltzapfen wird beim Zusammenbau bei Betätigen des Druckschalters 1 über eine Funktionsfläche geführt, die an der Innenseite des rohrförmigen Körpers 3 des Druckschalters 1 oberhalb der Herzkurve, also der Führungskulisse 8 für das Rastelement 5 angeordnet ist. Die Führungskulisse 8 ist als Ausnehmung in der Innenseite des rohrförmigen Körpers 3 des Druckschalters 1 ausgebildet. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Druckschalter im nicht betätigten Zustand.
-
In 2 ist der erfindungsgemäße Druckschalter 1 im teilweise betätigten Zustand dargestellt. Aus 2 geht hervor, dass sich das Aufnahmeelement 4 samt Rastelement 5 in die Betätigungsrichtung verschoben hat. Dadurch gibt die Führungskulisse 8, die als Ausnehmung in der Innenseite des rohrförmigen Körpers 3 des Druckschalters 1 ausgebildet ist, einen Führungszapfen 9 frei, der als Vorsprung in der Ausnehmung der Führungskulisse 8 ausgebildet ist. Der Führungszapfen 9 ist vorzugsweise L-förmig ausgebildet und weist zwei Schenkel 10, 11 auf, die vorzugsweise in einem Winkel < 90° zueinander angeordnet sind. Der Schenkel 10 des L-förmigen Führungszapfens 9 verläuft dabei schräg nach unten in Betätigungsrichtung des Druckschalters 1. Das zweite Ende 7 des Halterings wird im Betätigungsfall über die schräge Führungsfläche 12 des Schenkels 10 geführt.
-
3 zeigt den erfindungsgemäßen Druckschalter 1 im betätigten Zustand vor der Verrastung. Hier ist dargestellt, wie das zweite Ende 7 des Halteringes im Betätigungsfall über die schräge Führungsfläche 12 des Schenkels 10 des Führungszapfens 9 in eine Gehäusekontur 13 an der Innenseite des Druckschalters 1 eingreift.
-
In 4 ist der erfindungsgemäße Druckschalter 1 im verrasteten Zustand dargestellt. Durch eine Bewegung entgegen der Betätigungsrichtung verrastet das zweite Ende 7 des Halteringes in der Schnittstelle 14 der zwei Schenkel 10, 11 des L-förmigen Führungszapfens 9.
-
Aus 5 geht der erfindungsgemäße Druckschalter 1 im betätigten Zustand nach dem verrasteten Zustand hervor. Nach dem verrasteten Zustand wird das zweite Ende 7 des Halterings über einen Gehäusevorsprung 15 am Schenkel 11 des Führungszapfens 9 vorbei in die unbetätigte Stellung überführt.
-
Damit die Funktionsfläche der Rosette bei der Montage nicht beschädigt wird, muss der Haltering während der Montage radial federn können. Die Enden 6, 7 des Halteringes dürfen dabei nicht scharfkantig sein, um die in der Kunststoffrosette eingebrachte Herzkurve nicht zu beschädigen. Die Enden 6, 7 des Federrings benötigen vorzugsweise eine definierte Verrundung. Dabei müssen die baulichen Ausgestaltungen der Verrundung so konzipiert sein, dass die Verrundungen nicht zu groß sind, damit der Federring nicht aus der Herzkurve springt. Ohne Verrundung besteht die Möglichkeit, dass der Federring sowohl die Funktionsfläche als auch die Herzkurve beschädigt.
-
Da radial nur ein geringer Einbauraum zur Verfügung steht, wird für die Abwinklung des zweiten Endes 7 des Halterings, eine zuerst nach innen und dann nach außen laufende Biegung, vorzugsweise S-förmig, gewählt. Somit kann das radial außen stehende zweite Ende 7 des Halterings vollständig und ohne durch einen Biegeradius behindert zu werden, in die Herzkurve eintauchen.
-
Der erfindungsgemäße Druckschalter zeichnet sich durch seine mechanische Robustheit gegenüber Verschleiß und seine zuverlässige und einfache Handhabung aus. Erfindungswesentlich ist das radial federnde Rastelement, das vorzugsweise als Haltering aus Metall ausgebildet ist. Das zweite Ende dieses Halterings weist eine vorzugsweise S-förmige Ausbuchtung auf, die in den verrundeten Endbereich führt. Dieses zweite Ende dient als Schaltzapfen, der durch unterschiedlich ausgeführte Führungskulissen an der Gehäuseinnenwand des Druckschalters eine Verrastung ermöglicht. Die radiale Federung des Halteringes verhindert, dass die Funktionsfläche der Rosette bei der Montage beschädigt wird. Die Enden des Halteringes dürfen nicht scharfkantig ausgebildet sein, um die in der Kunststoffrosette eingebrachte Herzkurve nicht zu beschädigen. Da radial nur ein geringer Einbauraum zur Verfügung steht, wird die Abwinklung des Schaltzapfens über eine zuerst nach innen und dann nach außen laufende Biegung gewählt. Somit kann der radial nach außen stehende Schaltzapfen vollständig und ohne durch einen Biegeradius behindert zu werden, in die Herzkurve eintauchen.
