-
Mehrstufiger Zwillingstastschalter mit einer gegenseitigen Verriegelungseinrichtung
Die Erfindung betrifft einen mehrstufigen Tastschalter zur Betätigung mehrerer Schaltkontakte
mit zwei nebeneinander angeordneten und in gleicher Richtung betätigten Druckknöpfen
und mit einer Verriegelungseinrichtung, die bei Betätigung eines Druckknopfes den
anderen sperrt bzw. die gleichzeitige Betätigung beider Druckknöpfe verhindert.
-
Derartige Tastschalter werden hauptsächlich zum Steuern elektromotorischer
Antriebe benötigt und sind z. B. in Schaltpulte oder bei Hebezeugen in Hängeschalter
eingebaut. Die nebeneinanderliegenden Tastschalter eignen sich im besonderen für
Schaltaufgaben, bei denen ein schneller Wechsel zwischen zwei in ihrer Funktion
zusammengehörigen Schaltzuständen notwendig ist. Ein typischer Anwendungsfall liegt
bei einem elektromotorischen Antrieb vor, der in zwei Drehrichtungen mehrere Drehzahlstufen
besitzt und dessen Steuerung mit den Tastschaltern direkt oder über Schaltschütze
erfolgt. Bei der oben angegebenen Steuerungsart darf bei Verwendung von schnell
schaltenden Schützen das Umkehrschütz erst dann anziehen, wenn der Lichtbogen abschaltender
Schütze bereits gelöscht ist. Diese Bedingung wird bei den bekannten Steuerungen
durch eine elektrische Verriegelung der Schütze oder eine mechanische Verriegelung
der Druckknöpfe erfüllt.
-
Bekannt ist ein Hängeschalter mit vier Schaltstellungen, dessen nebeneinanderliegende
Steuerwippen gegeneinander mechanisch verriegelt sind. Die Verriegelung erfolgt
durch einen quer zur Betätigungsrichtung verschiebbaren zylindrischen Körper, der
bei Betätigung einer Wippe so verschoben wird, daß dadurch die andere Wippe gesperrt
ist. Diese Steuerwippen sind mit Kontaktstücken versehen, die in der entsprechenden
Schaltstellung eine elektrische Verbindung zwischen zwei federnden Kontakten herstellen.
Infolge des unvermeidlichen Abriebes der Kontakte besitzt dieser Schalter nur eine
geringe Nutzungsdauer. Außerdem ist bei einer derartigen Kontaktanordnung die Anzahl
der Schaltmöglichkeiten beschränkt, und der Schalter kann daher nicht für alle vorkommenden
Steueraufgaben verwendet werden. Es ist ferner ein Hängeschalter bekannt, bei dem
mehrere als Momentschalter ausgebildete Druckknopftaster übereinander angeordnet
sind. Die mehrpoligen Druckknopftaster, die sowohl mit Arbeits- als auch mit Ruhekontakten
gebaut werden, sind gegeneinander durch eine in Rillen der Druckknöpfe eingreifende
Rolle verriegelt. Mit diesem Hängeschalter können zwar mehrere Stromkreise ein-
oder ausgeschaltet werden; es ist dabei aber nicht möglich, mit diesem Druckknopf
Stufen zu schalten.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, die mehrstufige Betätigung von zwei
nebeneinander angeordneten Tastschaltern hoher Schalthäufigkeit zu ermöglichen,
wobei die beiden Druckknöpfe mit großer Sicherheit gegeneinander so zu verriegeln
sind, daß immer nur ein Druckknopf betätigt werden kann. Durch den Tastschalter
muß eine für alle Steuerzwecke ausreichende Anzahl von Schaltkontakten in beliebiger
Reihenfolge ohne schleichende Kontaktöffnung auch bei langsamer Bewegung eines Druckknopfes
zu betätigen sein. Der Übergang von einer Schaltstufe auf eine andere soll durch
eine für alle Stufen möglichst konstante Änderung der Betätigungskraft erfolgen,
und zwar so, daß die jeweils getastete Schaltstufe fühlbar ist. Diese Bedingungen
werden erfüllt, indem gemäß der Erfindung mit jedem der beiden in einem gemeinsamen
Befestigungsbock geführten Druckknöpfe so viele als Schnappschalter ausgebildete
Schaltkontakte betätigt werden, als Schaltstufen vorhanden sind, wobei die Schnappschalter
dem Befestigungsbock so zugeordnet sind, daß ihre Betätigungsrichtung etwa senkrecht
zur Druckknopfachse liegt und daß am Mantel der Druckknöpfe Nockenbahnen vorgesehen
sind, mit denen die Schnappschalter in beliebiger Reihenfolge betätigt werden können,
und daß zwischen den Druckknöpfen ein scherenartiges Verriegelungsgestänge angeordnet
ist.
Die Nockenbahnen sind paarweise und einander gegenüberliegend
angeordnet und bestehen aus ganzen oder zusammengesetzten am Mantel der Druckknöpfe
befestigten Teilen, wobei die zusammengesetzten Nockenbahnen von höchstens drei
unterschiedlichen Nockenteilen gebildet werden. Jeder Druckknopfmantel ist mit der
Stufenzahl entsprechenden Rastkerben versehen, in die unter Federkraft stehende
Rastmittel eingedrückt werden. Die Federkraft wird von Blattfedern geliefert, deren
freie Enden in die Rastkerben eingreifende Rollen tragen. An den beiden Druckknöpfen
stützt sich je ein Ende eines Bügels ab, an dem eine den beiden Druckknöpfen gemeinsame
Rückstellfeder angreift, deren Kraftzunahme so auf die Lageänderung des Bügels abgestimmt
ist, daß der Betätigungsdruck über den gesamten Betätigungshub annähernd konstant
bleibt. Die Rastmittel können auch zwischen den beiden Druckknöpfen angeordnet sein
und von zwei in einem Rohr geführten Kugeln gebildet werden, die von einer vorgespannten
Druckfeder in die Rastkerben der Druckknöpfe gedrückt werden. Bei dieser Anordnung
der Rastmittel ist jeder Druckknopf mit einer vorzugsweise in der Führungsbohrung
angeordneten vorgespannten Rückstellfeder ausgerüstet.
-
Einzelheiten der Erfindung seien an Hand der in den F i g. 1 bis 3
in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
-
F i g. 1 zeigt die Vorderansicht eines mehrstufigen Zwillingstastschalters
und F i g. 2 die Seitenansicht dieses Schalters im Schnitt A -A;
F i g. 3
zeigt einen ähnlichen Schalter mit einer zwischen den Druckknöpfen angeordneten
Rasteinrichtung und Einzelfederung der Druckknöpfe.
-
Die in F i g. 1. und 2 gezeigte Baueinheit der beiden Tastschalter
wird durch den Befestigungsbock 1 gebildet, an dessen Grundplatte 2 die Führungsstangen
3 und 4 befestigt sind. Außerdem sind an der Grundplatte 2 die Tragleisten 5 angeschweißt,
die als Träger für die Schnappschalter 8 und zur Befestigung. der Baueinheit an
der Frontplatte 9 dienen. Beide Tragleisten 5 sind durch den Steg 7 verbunden, der
mit einem Schlitz 10 zum Einhängen der Rückstellfeder 11 versehen ist. Auf den Führungsstangen
3 und 4 gleiten die Druckknöpfe 12 und 13, die durch die Rückstellfeder 11 über
den Bügel 14 in ihre Ruhestellung gezogen werden. Sind Rückstellfeder 11 und Bügel
14 in ihrer Anordnung und Dimensionierung richtig aufeinander abgestimmt, wo wirkt
sich die Kraftzunahme der Rückstellfeder 11 bei Betätigen eines Druckknopfes 12
oder 13 infolge der Lageänderung des Bügels 14 nur geringfügig in axialer Richtung
des bewegten Druckknopfes aus. Je weiter nämlich der Bügel 14 aus der Waagerechten
gebracht wird, um so ein größerer Teil der schräg am Bügel 14 angreifenden Rückstellfederkraft
stützt sich, auf Grund der Kräftezerlegung in zwei Komponenten, über den Bügel 14
an dem fest stehenden, benachbarten Druckknopf ab. Die beim Schaltvorgang durch
das Spannen der Rückstellfeder 11 hinzukommende Kraft wird auf diese Weise von der
Stützkraft kompensiert. Zum Betätigen des Druckknopfes 12 oder 13 muß daher über
den ganzen Betätigungshub lediglich eine im Verhältnis zur senkrechten Komponente
der resultierenden Kraft der Rückstellfeder stehende Druckkraft ausgeübt werden,
die nahezu konstant bleibt. Jeder der beiden Druckknöpfe 12 und 13 ist mit zwei
paarweise nebeneinander und gegenüberliegend angeordneten, also insgesamt vier Nockenbahnen
15 versehen, denen jeweils einer der vier in gleicher Formation an den Tragleisten
5 befestigten Schnappschalter 8 zugeordnet ist. Von den einzelnen Nockenbahnen 15
wird die Betätigungskraft über die an den Schnappschaltern 8 gelagerten und mit
Rollen 16 versehenen Hebel 6 auf die Betätigungsstößel der Schnappschalter 8 übertragen.
Damit sind jeweils vier einen Öffner und Schließer aufweisende Schnappschalter 8
mechanisch durch einen gemeinsamen Druckknopf 12 oder 13 verbunden. Mit den Schnapp-Schaltern
8 können dabei nicht nur Steuerströme, z. B. von Schützspulen, sondern auch die
Arbeitsströme von Elektromotoren u. dgl. geschaltet werden. Die vier am Druckknopf
12 oder 13 vorgesehenen Nockenbahnen 15 können dabei so gestaltet sein, daß in den
möglichen. .Schaltstufen eins, zwei, drei oder vier sämtliche oder nur einzelne
der um den Druckknopf 12 oder 13 angeordneten Schnappschalter 8 betätigt werden
und die daran angeschlossenen Stromkreise geschlossen bzw. geöffnet werden.
-
Die Nockenbahnen 15 sind daher in die Druckknöpfe 12 und 13 entsprechend
dem geforderten Schaltprogramm eingepreßt bzw. ausgefräst. Falls mit dem Zwillingstastschalter
verschiedene Schaltprogramme ausgeführt werden, die gegebenenfalls noch nachträglich
geändert werden müssen, ist es zweckmäßiger, die , gewünschten Nockenbahnen, durch
die Montage.von drei verschiedenen Nockenteilen herzustellen. Diese Nockenteile
haben eine um den Arbeitshub des Schnappschalters unterschiedliche Höhe, die durch
ein abgeschrägtes Zwischenteil überbrückt wird. Die Nockenteile können einzeln an
den, Druckknopf geschraubt oder in Nuten eingeschoben sein, wo sie durch eine gemeinsame
Abim festgehalten werden. Es ist aber auch möglich, für jedes Schaltprogramm eine
Nockenbahn 15 aus einem Stück herzustellen, die durch eine, versetzte Montage meist
für zwei verschiedene Schaltprogramme verwendbar- ist. Damit die einzeli neu Schaltstufen
bei Betätigung der Druckknöpfe 12, und 13 eindeutig fixiert sind, ist jeder Tastschalter
mit einer Rasteinrichtung versehen. . Sie wird durch eine an der Grundplatte 2 befestigte
vorgespannte Blattfeder 17 gebildet, deren freies Ende mit einer drehbar gelagerten
Rolle 18 versehen ist, die in Rastkerben 19 am Mantel des Druckknopfes gedrückt
wird. Nach der Befestigung des Zwillingstastschalters an der Frontplatte 9 oder
der Rückwand 23 lassen sich die Durchgangsöffnungen für die Druckknöpfe 12 und 13
durch die Frontringe 20 mit Hilfe der Gewindehülsen 21 und der Gegenmuttern 22 abdecken.
Dadurch werden die Druckknöpfe 12 und 13 zusätzlich geführt, und der Zwillingstastschalter
erhält ein gefälliges Aussehen. Mit bekannten Mitteln läßt sich auch eine wasserdichte
Ausführung des Zwillingstastschalters herstellen. Ebenso ist es möglich, mit einer
an der Frontseite des Befestigungsbocks angebrachten, nicht dargestellten Platte,
in die je Druckknopf eine Gewindehülse 21 eingeschraubt ist, eine zeitsparende Zweilochmontage
ohne zusätzliche Befestigung des Zwillingstastschalters durchzuführen. Die zur Vermeidung
von Fehlschaltungen erforderliche mechanische Verriegelung der Druckknöpfe 12 und
13 erfolgt durch das scherenartig angeordnete Gestänge 24. Die beiden Enden sind
drehbar an Vorsprüngen 25 der Druckknöpfe 12 und 13
befestigt. In
der Mitte ist eine Rolle 26 drehbar gelagert, damit das Gestänge 24 bei Betätigung
eines Druckknopfes leicht auf der Grundplatte 2 abrollen kann. Sobald einer der
beiden Druckknöpfe 12 oder 13 betätigt wird, schwenkt das Gestänge
24 so aus, daß der andere Druckknopf gesperrt ist. Das Gestäng 24 verhindert
auch ein gleichzeitiges Betätigen beider Druckknöpfe. F i g. 3 zeigt einen Zwillingstastschalter,
dessen Rasteinrichtung zwischen den Druckknöpfen 12 und 13 angeordnet
ist. In einem im Steg 27 eingeschweißten Rohr 28 ist eine vorgespannte Druckfeder
29 untergebracht, durch die zwei Kugeln 30 in die Rastkerben 19 gedrückt
werden. Die Rückstellkraft für die Druckknöpfe 12 und 13 wird von
den Druckfedern 31 geliefert, die in den Führungsbohrungen 32 untergebracht sind.
Diese Druckfedern 31 sind um ein Vielfaches des Betätigungshubes vorgespannt,
damit die Kraftzunahme über den Betätigungshub gering bleibt. Die in F i g. 3 gezeigte
Anordnung erlaubt es, der Rasteinrichtung gegenüberliegend zusätzliche Schnappschalter
8 unterzubringen und durch entsprechende Dimensionierung der Druckfeder 29
die Kraft der gegenüberliegend angeordneten Schnappschalter 8 annähernd zu kompensieren,
wodurch die Reibung der Druckknöpfe 12 und 13 vermindert wird. Bei Verwendung des
Zwillingstastschalters für eine geringe Anzahl von Schaltstufen läßt sich der Betätigungshub
durch Anschläge. z. B. in Form von Scheiben auf den Führungsstangen 3 und
4, entsprechend begrenzen.
-
Nach dem Prinzip der Erfindung können auch einzelne oder in Gruppen
zusammengefaßte mehrstufige Tastschalter gebaut werden, wenn jeder Druckknopf mit
einer Rückstellfeder und einer Rasteinrichtung ausgerüstet ist und die Verriegelungseinrichtung
entfällt. Durch die Erfindung wird ein Zwillingstastschalter großer Schalthäufigkeit
geschaffen, der durch seine hohe Nutzungsdauer und die beliebige Gestaltung des
Schaltprogramms für alle vorkommenden Schaltaufgaben geeignet ist. Die sichere Verriegelung
der beiden Druckknöpfe erlaubt einen schnellen Betätigungswechsel zwischen den beiden
Tastschaltern ohne jedes Risiko von Fehlschaltungen. Infolge des reichlich bemessenen
Betätigungshubes kann es außerdem zu keiner Verwechslung der getasteten Schaltstellung
kommen.