DE1031868B - Kugelschalter - Google Patents

Description

• Kugelschalter Die Erfindung richtet sich auf Kugelschalter mit verriegelbarer zentraler Nullstellung und um diese herum angeordneten. Kontakten für die einzelnen Schaltstellungen mit einen die Schaltstellungen des Schalthebels durch entsprechende Aussparungen bestimmenden Führungskörper. Die meisten dieser Schalter lassen vier Bewegungsrichtungen für den Schalthebel zu und sind als sogenannte Kreuzschalter bekannt. Kugelschalter mit vier oder mehreren Bewegungsrichtungen des Schalthebels dienen, zur Durchführung der verschiedensten Schaltvorgänge, beispielsweise der Einschaltung von elektromagnetischen Schaltschützen, die bisher häufig durch Druckknöpfe betätigt wurden. Durch die Verwendung von Kugelschaltern werden, die Schaltvorgänge gegenüber der Druckknopfschaltung mit einer Vielzahl von oftmals unübersichtlich angeordneten, Druckknöpfen wesentlich vereinfacht, da nur noch ein Schalter betätigt werden muß.
• Die bisher bekannten Kugelschalter haben den Nachteil, daß die Kontaktstellungen nur gerastet sind. Es ist zwar bereits bei einer Sonderkonstruktion eines Kugelschalters versucht worden, die Nullstellung des Schalthebels zu verriegeln, und zwar mit Hilfe einer auf dem Schaft des Schalthebels verschieblichen, als Teil des Griffes ausgebildeten Buchse, die in der Nullstellung in eine tiefe Aussparung der Frontplatte eingreift bzw. so ausgebildet ist, daß sie eine Schaltbahn des Kreuzschlitzes gegen die andere verriegelt. Hierdurch wird erstrebt, eine Sicherung gegen unbeabsichtigtes Einschalten, zu schaffen. Das ungewollte Ausschalten muß aber ebenso wie das ungewollte Einschalten verhindert werden, um die größtmöglichste Sicherheit zur Aufrechterhaltung einer bestimmten zu bedienenden Schaltfolge zu geben. Es ist ohne weiteres klar, daß beispielsweise der Drehantrieb der Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine nicht zufällig bei weiterlaufendem Vorschub ausgeschaltet werden darf, da in diesem Falle eine Zerstörung des Werkzeuges und des Werkstückes die Folge sein würde. Obwohl es bei Verwendung des Kugelschalters zum Schalten von Stromkreisen beispielsweise von Werkzeugmaschinen deshalb sehr wichtig ist, auch die Schaltstellungen zu verriegeln, um jede ungewollte Bewegung des Schalthebels in jeder Richtung zu verhindern, was nur durch allseitig formschlüssige Sperrlagen gegenüber den an Rastwerken bekannten kraftschlüssigen Rastlagen durchführbar ist, ist bisher kein Kugelschalter bekannt, der verriegelte Schaltstellungen aufweist. Es ist auch nicht ohne weiteres möglich, mit der bekannten zweischaligen Ausbildung des Kugelgriffes und der auf dem Griff verschiebbaren Verriegelungsbuchse für die Mittenverriegelung die Schaltstellungen zu verriegeln., da sich so tiefe schräg gestellte Öffnungen, die für eine formschlüssige Verriegelung ausreichen., in der Frontplatte nicht ohne weiteres anbringen lassen. Das Halten des Kontaktstiftes des Schalthebels zwischen Kontaktfedern ist bezüglich der Sicherung der Schaltstellungen noch weniger wirkungsvoll als die bekannte kraftschlüssige Verrastung.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Kugelschalter, bei dem sämtliche Schaltstellungen ebenso wie die Nullstellung allseitig formschlüssig verriegelt sind, mit einfachsten Mitteln zu schaffen, ohne hierfür besondere zusätzliche Verriegelungsorgane zu benötigen.
• Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß ein am Ende des Schaftes des Schalthebels angeordneter Kontaktstift in seinen kontaktgebenden Schaltstellungen zugleich als Verriegelungsorgan wirkt und der Schaft des Schalthebels durch die Kugel hindurchgehend in dieser axial verschieblich geführt und entgegen einer Feder aus der Verriegelungsstellung des Kontaktstiftes an dem Handgriff zurückziehbar ist.
• Die Verwendung eines an sich bekannten zentralen Polstückes mit diesen im Abstand gegenüberstehenden Kontaktfedern ergibt eine besonders zweckmäßige Ausführungsform für die Durchführung der Verriegelungen der Schaltstellungen des Schalthebels, wenn nämlich der Kontaktstift in seinen Schaltstellungen bis unter die Kante eines unterhalb einer Führungsplatte, welche den Kontaktstift in Aussparungen führt, angeordneten zylindrischen Polstückes steht und den Kontaktschluß zwischen der Polplatte und ihr gegenüberstehenden Kontaktfedern herstellt. Im Zusammenwirken mit der mit zahnähnlichen Aussparungen versehenen Führungsplatte und dem entsprechend bemessenen, zentral angeordneten zylindrischen Polstück wird erreicht, daß beim Loslassen des abgefederten Schalthebels der in die Kontaktstellung einfahrende-. Kontaktstift allseitig durch Formschluß verriegelt wird, indem er und mit ihm der Schalthebel an Bewegungen durch die seinem Durchmesser angepaßten Ausnehmungen in der Führungsplatte und die als Anschlag wirkende Kante des Polstückes gehindert werden.
• Damit der Kontaktstift auch die Nullstellung des Schalthebels verriegelt, weist das Polstück eine als Verriegelung in der Nullstellung wirksame Bohrung für den Kontaktstift auf, aus welcher der Kontaktstift zurückgezogen werden muß, wenn er aus der neutralen Stellung heraus in eine Schaltstellung gebracht.werden soll. Eine besonders vorteilhafte Ausbildung dieses Polstückes besteht darin, da.ß es eine bis zum Außenrand, im Schwenkungsradius der Kuppe des Kontaktstiftes konkav gewölbte glatte Ringfläche aufweist, auf die sich der aus der Riegelstellung bzw. den Aussparungen der Führungsplatte herausbewegte Kontaktstift bis zum Einfahren in eine. neue Stellung federnd abstützt, so daß es nicht erforderlich ist, den Schalthebel während der ganzen Dauer der Einschaltbewegung zurückzuziehen. Es genügt vielmehr ein kurzzeitiges Anheben, da bei Beginn der Schwenkbewegung des Schalthebels der Kontaktstift schon auf der Ringfläche steht. Diese Ringfläche ist so breit bemessen, daß es auch möglich ist, unter Umgehung -der Nullstellung von einer Schaltstellung in. eine andere überzugehen.
• Eine weitere zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Druckfeder, welche den axial geführten Schalthebel beaufschlagt, in einer Ausnehmung der Kugel angeordnet ist und sich gegen den Boden dieser Ausnehmun,g und gegen ein den Kontaktstift tragendes isolierendes Zwischenstück abstützt, das als Anschlag zur Begrenzung der axialen Verschiebebewegung des Schalthebels an der Führungsplatte dient.
• Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 den Kugelschalter im Schnitt und Fig. 2 auf ihrer rechten, Seite die Abdeckplatte in Aufsicht und auf ihrer linken Seite die Führungsplatte mit den darunterliegenden Kontakten in Aufsicht.
• Die Kontaktzahl des Kugelschalters ist beliebig. In der Zeichnung ist eine zehnpolige Ausführungsform dargestellt. Das Kugelgelenk besteht aus einer aus Stahl oder Preßstoff hergestellten. Kugel 1, in der der den Stiftkontakt 2 tragende Schaft 3 des mit der Kugel 31 versehenen Schalthebels verschiebbar angeordnet ist. Die Kugel wird von der geteilten Pfanne 4 aufgenommen, die durch Schrauben, oder Niete 5 zusammengehalten wird, die die Pfanne unter Zwischenfügung der Distanzstücke 6 an der Abdeckplatte 7 befestigen. Die, Abdeckpla.tte 7 trägt außerdem die Kontaktplatte 8 und die Führungsplatte 9. Beide sind d,urclr Schraubenbolzen. 10, die mit den Distanzstücken 11 und 12 versehen sind, im Abstand voneinander an der Abdeckp.latte befestigt.
• Der Stiftkontakt 2 ist durch ein Zwischenstück 13 aus Porzellan, Keramik oder Preßstoff von. dem Schaft 3 isoliert. Gegen das Zwischenstück drückt die in der Aussparung 14 der Kugel befindliche Feder 15 und ist bestrebt, den Schaft 3 in axialer Richtung zu verschieben. Diese Verschiebebewegung dient für das Schließen der Kontakte. Auf der Kontaktplatte 8 ist in der Längsachse des Schalters, die durch die Mitte der Kugel 1 hindurchgeht, die Polplatte 16 befestigt, welche die in der Längsachse liegende Zentrierbohreng 17 besitzt, die so tief ist, daß der durch die Feder hineingedrückte Kontaktstift 2 den Schalthebel in seiner Nullstellung verriegelt. Die Polplatte 16 besitzt eine dem Schwenkungsradius des Kontaktstiftes entsprechende kalottenförmige Auswölbung 18, die am äußeren Rand Abrundungen 19 und am Übergang zur Zentrierbohrun,g Abrundungen 20 aufweist. Auf einem konzentrischen Kreis zur Längsachse sind die Kontakte 21 an der Kontaktplatte 8 befestigt, die mit Kontaktfedern 22 versehen sind. Der Abstand der Kontaktfedern von der Polplatte ist so gewählt, daß der Kontaktstift 2 den Kon,taktschluß zwischen beiden herstellt.
• Die verschiedenen Schwenkstellungen des Schalthebels werden durch die Führungsplatte 9 begrenzt, welche die zentrale Ausnehmung 23 mit am Umfang kreisförmig in den verschiedenen Schaltebenen angeordneten rästwerkartigen Verriegelungen 24 besitzt. Der Schaltstift 2 greift durch die Ausnehmung 23 hindurch, ohne diese auch in zurückgezogener Stellung des Schalthebels zu verlassen. Die rastwerkartigen Verriegelungen 24 sind, gerade so tief, daß der Schaltstift 2 in seinen Schaltstellungen gegen seitliches Herausdrücken senkrecht zu der eingenommenen Schwenkungsebene verriegelt ist. Auf diese Weise ist der Schalthebel sowohl in der Schwenkun.gsebene als auch senkrecht zu dieser verriegelt. Die Verriegelungen, 24 begrenzen die Sch.wenkendstellungen des Schalthebels derart, daß der Schaltstift 2 in den zwischen den Kontakten befindlichen Spalt unter dem Druck der Feder 15, wie gestrichelt dargestellt, eindringt. Der Kontaktdruck wird von der Kontaktfeder 22 aufgebracht. Das Zwischenstück 13 begrenzt die axialen Verschiebebewegungen des Schalthebels in beiden, Richtungen durch Anschlag gegen die Führungsplatte 9 bzw. gegen die Kugel.
• Soll die Schaltstellung geändert werden, so wird der Schalthebel soweit zurückgezogen., daß der Kontaktstift 2 in die Stellung der Fig. 1 gelangt, in der er über der Polplatte 16 innerhalb der zentralen Ausnehmung 23 frei beweglich ist. Die flachen rastwerkartigen. Verriegelungen 24 und die zentrale Ausnehmung 23 ermöglichen es, daß der Schalthebel unter Umgehung der Nullstellung auf kurzerstem Wege in eine andere Schaltstellung geführt werden kann.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Kugelschalter mit verriege,lbarer zentradeT Nullstellung und um diese herum angeordneten Kontakten für die einzelnen Schaltstellungen mit einem die Schaltstellungen des Schalthebels durch entsprechende Aussparungen bestimmenden Führungskörper, dadurch gekennzeichnet, daß ein am Ende des Schaftes (3) des Schalthebels angeordneter Kontaktstift (2) in seinen kontaktgebenden Schaltstellungen zugleich als Verriegelungsorgan wirkt und der Schaft (3) des Schalthebels durch die Kugel (1) hindurchgehend in dieser axial verschieblich geführt und entgegen einer Feder (15) aus der Verriegelungsstellung des Kontaktstiftes (2) an dem Handgriff (31) zurückziehbar ist.
2. 2. Kugelschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktstift (2) in seinem Schaltstellungen bis unter die Kante eines unterhalb einer Führungsplatte (9), welche den Konstaktstift (2) in Aussparungen (24) führt, angeordneten zylindrischen Polstückes (16) steht und den Kontaktschluß zwischen der Polplatte und ihr gegenüberstehenden Kontaktfedern (22) herstellt.
3. 3. Kugelschalter nach den Ansprüchen 1 und. 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polstück (16) eine als Verriegelung in der Nullstellung wirksame Bohrung für den Kontaktstift (2) und eine bis zum Außenrand des Polstückes im Schwenkungsradius der Kuppe des Kontaktstiftes konkav gewölbte glatte Ringfläche (18) aufweist, auf die sich der aus der Riegelstellung zurückbewegte und aus den flachen Aussparungen (24) der Führungsplatte herausbewegte Kontaktstift (2) abstützt. -1. Kugelschalter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (15) in einer Ausnehmung (14) der Kugel angeordnet ist . und sich gegen den Boden dieser Ausnehmung und gegen ein den Kontaktstift (2) tragendes isolierendes Zwischenstück (13) abstützt, das als Anschlag zur Begrenzung der axialen Verschiebebewegung des Schalthebels an der Führungsplatte (9) dient. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 675 027; französische Patentschrift Nr. 1028 070.