-
Schalter Die Erfindung betrifft einen Schalter bzw. Unterbrecher
mit einer Betätigungstaste, die in einer geeigneten Führung und zwischen Ansdiägen
verschwenkbar ist, die ihr nur einen sehr begrenzten Weg gestatten. Ferner weist
der Schalter einen Schaltstößel auf, der im Rahmen einer Anordnung von Einzelelementen
zur Betätigung der Kontakte vorgesehen ist.
-
Es sind bereits Schalter bekannt, die durch die Berührung einer Platte
mit der Hand oder durch Druck auf eine Platte an einer beliebigen Stelle zu betätigen
sind, was den Widerstand eines Schaltungsteiles verändert.
-
Derartige Vorrichtungen sind relativ teuer und störanfällig, da sie
ein elektronisches nbertragungsorgan erfordern.
-
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Unterbrecher
bzw. Schalter zu schaffen - nachfolgend wird zur Vereinfachung nur von Schaltern
gesprochen
- die ausschließlich mechanisch arbeiten, d.h. relativ
robuster und weniger kostenaufwendig sind und die etwa die gleiche Aufgabe erfüllen.
Dadurch soll erreicht werden, daß die Hand des Benutzers nur einen sehr leichten
Druck auf ein mehr oder weniger schwenkbar angeordnetes Betätigungselement bzw.
Betätigungstaste ausübt, die nur auf einem sehr begrenzten Weg in der GröBenordnung
von 2 mm verschwenkbar ist. Dieses soll gleichzeitig zur Folge haben, daß trotz
dieses geringen Weges der zwischengeschaltete Druckstößel stets mitgenommen wird
und zwar um einen Betrag, der ausreicht, um einen geeigneten Übertragungsmechanismus
zur Betätigung der Kontakte in Betrieb zu setzen, und dieses unter allen Betriebsbedingungen,
d.h. unabhängig von der Auflagestelle des Fingers auf der Platte, der mehr oder
weniger genauen Anbringung des Schalters und unter Ausschaltung des gesamten Spiels
oder unzulässiger Toleranzen.
-
Die hierbei entstehenden mechanischen Probleme waren derart schwierig,
daß bisher keine brauchbaren Lösungen vorgeschlagen wurden. Hierbei galt es als
zusätzliche Schwierigkeit, daß die Herstellungskosten nicht ungewöhnlich anwachsen
durften.
-
Durch die vorliegende Erfindung werden diese verschiedenen Aufgaben
gelöst. Hierzu findet zunächst ein Steuermechanismus für die schwenkbare Kontaktlamelle-Auwendung,
die durch den Schaltstößel mitgenommen wird, dessen Grundprinzip in der deutschen
Patentschrift 395 096 beschrieben ist. Bei der dort behandelten Steuerung ist die
auf den chaltstößel aufzubringende Mindestenergie stark vermindert.
-
Ferner wurde in der Erfindung berücksicntigt, daß sich die durch die
hin- und herschwingende Lamelle ausgelöste Kippbewegung stets frei und vollständig
in bestimmten Grenzen unabhängig von der Ausgangsstellung des Schaltstößels gegenüber
dem Schwenkmechanismus entfalten kann.
-
Um darüberhinaus die Hauptschwierigkeit, nämlich das Fehlen eines
ausreichenden Weges zur unmittelbaren Betätigung des Schwenksystems, auszuschalten,
soll eine Vervielfachung oder Vergrößerung der Bewegung vorgesehen werden.
-
Dieses wird bei dem eingangs näher erläuterten Schalter mit einer
großflächigen Betätigungstaste dadurch erreicht, daß die Betätigungstaste auf dem
kurzen Arm eines Übertragungshebels ruht, dessen Achse in dem Schaltergehäuse fest
angeordnet ist und dessen langer Arm auf einem gleitfähigen Schaltstößel aufliegt,
sodaß der Ausschlag der Betätigungstaste aufgrund der vom Finger des Benutzers aufgebrachten
Druckwirkung vergrößert auf den Schaltstößel übertragbar ist, der selbst unter Zwischenschaltung
eines für Kippschalter an sicn bekannten Mechanismus zur Steuerung der Kontakte
wirksam ist und der nur die Energie zum Auslösen einer sicheren Verschwenkung aufbringt.
-
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung bildet der lange Arm mit
dem kurzen Arm des Hebels einen Winkel von etwa 900 und der Schaltstößel ist derart
angeordnet, aaß er in einer Richtung gleitend geführt ist, die ebenfalls unter einem
Winkel von etwa 900 zur mittleren Bewegungsrichtung der Betätigungstaste liegt.
Die Ausbildung des Verstärkungshebels von 900 bietet - wie nachfolgend noch näher
erläutert wird - praktische Vorteile für die Anornung der mechanischen Übertragungselemente
zwischen dem Schaltstößel und der Kontaktlamelle, was ebenfalls die Ausschaltung
von Spiel ermöglicht, In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben,
die anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutern werden. Es zeigen:
Fig.
1 einen Schalter mit einer Betätigungslatte im Schnitt in der Ruhestellung gemäß
einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 in perspektivischer Darstellung das Detail
der Gesamtanordnung der schwenkbaren Teile, Fig. 3 einen Schnitt gemäß Fig. 1, wobei
die Betätigungstaste am stärksten eingedrückt ist, Fig. 4 einen entsprechenden Schnitt,
wobei sich der Schalter in einer Mittelstellung befindet und die Betätigungsplatte
geneigt ist, Fig. 5 einen entsprechenden schnitt in der Ruhestellung, wobei davon
ausgegangen wird, daß sich an der Montagestelle in der Sauer eine Ausnehmung befindet,
Fig. 6 einen Schalter gemäß einer zweiten Ausführungsform im Schnitt in der Ruhestellung,
Fig. 7 einen Schnitt gemäß Linie VII-VII in Fig. 6, Fig. 8 einen Schnitt gemäß Linie
VIII-VIII in Fig. 6, Fig. 9 eine Darstellung entsprechend Fig. 5, wobei ferner die
Betätigungsplatte gegenüber dem Steuermechanismus etwas exzentisch angeordnet ist,
in Ruhestellung,
Fig. 10 einen Schnitt gemäß Linie X-X in Fig. 9,
Fig. 11 eine Darstellung gemäß Fig. 9, wobei eine Seite der Betätigungsplatte vollkommen
eingedrückt ist, Fig. 12 einen Schnitt gemäß Linie XIS-XII in Fig. 11 und Fig. 13
eine Darstellung gemäß Fig. 6 mit zusätzlichen Signaleinrichtungen.
-
Figuren 1 bis 5 zeigen eine husfuhrungsform, die hauptsächlich da-für
vorgesehen ist, die Schilderung und das Verständnis der Erfindung zu erleichtern,
während die Figuren 6 bis 13 eine Ausführungsform zeigen, die tatsächlich Gegenstand
der Erfindung ist und dennoch verschiedene Merkmale und Einzelheiten der ersten
Ausführungsform aufweist.
-
Der Steuerungsmechanismus für die Wippe sei zunächst in erster Linie
anhand von Figuren 1 bis 4 näher erläutert.
-
Eine Kontaktwippe 1 ist um eine Achse, die von einer schneidenförmigen
Lamelle 2 gebildet wird, schwenkbar und hat zwei stabile äußere Gleichgewichts stellungen.
Die Kontaktwippe 1 ist durch einen Schaltstößel 3 steuerbar, der in dem Schaltergehäuse
4 gegenüber einer Rückholfeder 5 gleitend geführt ist. Die Bewegung wird durch Schaltfinger
6, 7 übertragen, die in bestimmten Grenzen elastisch schwenkbar an einer Wippe 8
angeordnet sind. Zu diesem Zweck ist die Wippe 8 aus elastischen Werkstoffen hergestellt
und weist insbesondere auf beiden Seiten ihrer Schwenkachse, die einen Festpunkt
bildet, zwei Stützelemente 8a und 8b auf, in denen halbzylinderförmige Nuten 8g
ausgebildet sind, um halbzylinderförmige
Zapfen 6a, 6b und 7a,
7b der Schaltfinger 6 und 7 auf zunehmen. Wirkt keine äußere Kraft auf die Finger
6 und 7,so sind diese in eine stabile Gleichgewichtsstellung durch elastische Lamellen
8c - teilweise abgeschnitten dargestellt - 8d, 8e, 8f zurückgeführt, die auf die
ebenen Abschnitte entsprechend 7c der Zapfen 7a, 7b und 6a, 6b wirksam sind. Die
Wippe 8 ist auf die Kontaktwippe 1 unter Zwischenschaltung einer Feder 9 wirksam,
die aus zwei am sunde miteinander verbundenen Lamellen oder einer S-förmigen Feder
besteht.
-
Die jeweilige Neigung der Wippe 8 und der Kontaktwippe 1 sind entgegengesetzt.
Seiner der Schaltfinger 6 und 7 steht in der stabilen Lage stets mit einer der Kerben
an dem Schalt stößel 3 mit gezahnter Oberfläche in Eingriff.
-
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, hat dieGesamtanordnung der mechanischen
Kippelemente in der stabilen Gleichgewichtslage nur die Anschläge, die die Kontakte
selbst bilden. Daraus ergibt sich, daß die gesamte Wirkung, die die Feder 9 aufbringt,
ausschließlich zur Entfaltung des Druckes auf die Kontakte Anwendung findet.
-
Diese Anordnung hat auch neben dem großen Druck auf die Kontakte den
Vorteil, daß eine sehr schwache Feder 5 verwendet werden kann und daß folglich nur
ein minimaler Betätigungsdruck erforderlich ist. Darüberhinaus ist es selbstverständlich,
daß die Möglichkeit bestent, die Kontaktwippe l unmittelbar an der Stelle der Wippe
8 anzuordnen, indem sie - wie dargelegt - mit Schaltfingern versehen wird und auch
die Bewegungskopplung mittels der Feder 9 entfällt. Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung
bietet jedoch den Vorteil einer besonders-großen Flexibilität der Xontaktlamelle,
die sich elastisch und frei aus einer Stellung in die andere verschwenken kann,
ohne genau der Bewegung der Wippe 8 folgen zu müssen.
-
Gemäß Fig. 1 wird davon ausgegangen, daß die freie Oberfläche der
Mauer 10 vollkommen gleichmäßig ist und daß das Schaltergehäuse bis zum Boden einer
in der Wand vorgesehenen bzw. ausgesparten Ausnehmung eingeschoben werden kann.
Zu diesem Zweck können umgeschlagene Ränder des Schaltergehäuses sich genau gegen
die freie Oberfläche der Wand 10 legen.
-
In der praktischen Ausführungsform ist die lichte Weite des Schaltergehäuses
etwa 2 cm Unter diesen Bedingungen wird die Offnung durch einen Rahmen 11 abgedeckt,
der eine Betätigungsplatte 12 umschließt. Der Rahmen 11 ist rechteckig und beispielsweise
etwa 6 x 5 cm groß. Er weist am äußeren freien Rand einen Kragen auf, der für die
Platte 12 einen Anschlag bildet, die hierfür mit entsprechenden Gegenflanschen versehen
ist.
-
Die Platte 12 ist mit einem gewölbten Drücker 12a versehen, der aufgrund
der Wirkung der Rückstellfeder 5 in unmittelbaretn Kontakt mit einer Platte Da stent,
die einen Teil des Schaltstößels3bildet.
-
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, kann die Platte c entsprechend der gesamten
freien Höhe h in der Größenordnung von A- mm oder weniger ii: den Rahmen eingetaucilt
werden, wobei sie den Schaltstößel und die Kippeinrichtung zurückdrückt.
-
In diesem Augenblick kommt die Platte 5a mittels Verlängerungen 3b
an Absätzen 4b des Schaltergehäuses zur Anlage.
-
Wenn der Benutzer mit einem oder menreren Fingern fast in der Mitte
gegen die Platte drückt, verschiebt sich diese parallel u sich selbst. Liieses ist
jedoch nicht unerläßlich. Wenn man an einem Ende einen Druck beispielsweise @@@
Pfeil F in Fig. 4 aufbringt, stellt sich die Platte leicht schräg. Dennoch ist der
Neigungswinkel egeL'- der großer Abmessungen der Platte gegenüber der Geringfügigkeit
der Höhe h sehr schwach.
-
Darüberhinaus ist der Schwenkmechanismus so ausgebildet, daß er selbst
bei Ausführung höchstens der Hälfte des maximal möglichen Weges (h) des Stößels
auch bei einem relativ schwachen Übersetzungsverhältnis sicher arbeitet, was auf
die Tatsache zurückzuführen ist, daß die Übertragung der axial gerichteten Wirkung
des Stößels 3 auf die Wippe 8 an einer Stelle ausgeübt wird, die von der Schwenkachse
der Wippe 8 entfernt ist. Fig. 4 zeigt die Vorrichtung in einer Lage, bei der die
Mittelstellung der Wippe nur schwach überschritten ist. Dieser löst sich gerade
von der Wirkung des Stößels los und verschwenkt selbst.
-
Gemäß Fig. 5 ist der Rahmen der Platte auf einer Mauer angeordnet,
deren freie Oberfläche nicht besonders eben ist, sodaß das Schaltergehäuse mit einer
abweichung h1 montiert ist, die weit größer ist als normalerweise bei einer Ausnehmung
im Mauerwerk vorgesehen. Es wurde jedoch experimentell festgestellt, daß der Schalter
nichts destoweniger funktioniert. Dieses ergibt sich daraus, daß der Schaltfinger
7 in eine andere Kerbe des Schaltstößels 3 eingreift, die weiter im Gehäuse liegt
als im husführungsbeispiel gemäß Fig. wl. In begrenztem Ilaße gestatten die verschiedenen
abgestuften Kerben des Stößels die Ungenauigkeiten bei der Montage in der Mauer
auszugleichen.
-
Dennoch ist bei dieser Ausführungsform zur unmittelbaren Betätigung
des Druckstößels durch die Betätigungsplatte die Arbeitstoleranz häufig nicht ausreichend,
die in der mitte des Weges des Schaltstößels etwa gleich ist. Es ist deshalb erfindungsgemäß
auch vorgesehen, dieses durch eine Verstärkung der Verschiebung des Druckstößels
und durch eine Konstruktionsweise auszuschalten, die es gestattet, gewisse Höhenunterschiede
der oteuerplatte zu kompensieren, die in Richtung der Hauptbetätigungsachse gegenüber
dem Schaltmechanismus selbst liegen. Hierzu hat man eine Umlenkung der Verschiebungsrichtung
um 900 vsrgesehen} was
gleichzeitig gestattet, den Kippmechanismus
parallel zur Mauer anzuordnen. Bei dieser Ausführungsform hat sich ferner als vorteilhaft
ergeben, daß der Raum zur Unterbringung dieses Mechanismus verkleinert werden konnte.
-
Fig. 6 zeigt diese Ausführungsform, wobei die Fig. 1 entsprechenden
Elemente die gleichen Bezugszeichen tragen.
-
Die Platte 12 ist bei dieser Ausführungsform leicht konkav ausgebildet,
sodaß die Höhe h" in der Mitte etwa der Hälfte der Höhe h't' am Rand entspricht.
Diese Ausgestaltung erbringt gleichzeitig den Vorteil einer Erhöhung der Festigkeit
der Platte 12 und begünstigt damit die Aufbringung der Druckkräfte und gestattet
die Begrenzung der mittleren Verschiebung auf den Wert h", selbst wenn die Druckkraft
am Umfangsrand aufgebracht wird, was am äußeren Rand zu einer Verschiebung um den
Betrag h't' führt. Tatsächlich ist die Länge h'"gemessen entsprechend der Achse
A-A der Vorrichtungjgleich dem Abstand zwischen der nach innen weisenden Kuppel
der konkaven Betätigungsplatte und einer Achse 13, die einen Anschlag bildet.
-
Um die Achse 13 ist ein Winkelhebel 14 mit zwei Armen 14a und 14b
unter einem Winkel von 90° schwenkbar. Dieser Hebel ist gemäß der vorliegenden Ausführungsform
aus elastischem Kunststoffmaterial und besitzt darüberhinaus einen zugespitzten
Ansatz 14c, der an einem nach innen weisenden Abschnitt 11a des Rahmens 11 anliegt
und den Hebel 14 zurückstellt. Der Arm 14a mit einem abgerundeten Rand des Hebels
14 steht mit der nach unten weisenden Oberfläche der Platte 12 in Eingriff. Der
Arm 14b liegt an einer entsprechenden Oberfläche 3a des Schaltstößels 3 an. Dieser
hat, wie aus Fig. 8 ersichtlich, die Form eines Rahmens und ist mittels der Feder
5 in die Ausgangsstellung rückstellbar.
-
Der Kippmechanismus ist bei diesem Ausführungsbeispiel oberhalb der
Kontaktwippe angeordnet. Hierbei weist die Wippe 8
zusätzlich zu
der Ausführungsform gemäß Fig. 2 eine Verlängerung 8' auf, die nur aus Fig. 6 ersichtlich
ist, und die die Betätigung der Lamelle 1 gestattet. Die Auflage der Wippe 8 auf
dem Gehäuserahmen 4 erfolgt vorteilhafterweise mittels einer Schneide 8h, die in
einer Kerbe einer erlängerung 4a des Gehäuses abgestützt ist, die in diesem Fall
gleichzeitig die Kräfte abfängt, die sich aus der Wirkung auf die Schaltfinger 6
und 7 ergeben sowie die durch die Feder 9 verursachten Kräfte.
-
Diese Lösung gestattet vorteilhafterweise die Ausschaltung jeglichen
Arbeitsspieles. Dennoch bleibt das Arbeitsprinzip gegenüber dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel
unverändert.
-
Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß alle oberen zeile d.h. die Gesamtheit
der Elemente 11, 12, 13 und 14 auf der Mauer angeordnet werden kann, wo die Gesamtanordnung
beispielsweise nach Ausführung der Malerarbeiten mittels Schrauben oder anderer
Elemente, die eine Auswechslung gestatten, zu befestigen ist. Es reicht aus, daß
der Arm 14b des Hebels 14 mit der Anlage 3a des Stößels 3 in Eingriff gelangen kann
und es ist nicht notwendig, daß der obere Teil genau mit dem übrigen Mechanismus
fluchtet.
-
Ferner wird gemäß Fig. 1 davon ausgegangen, daß die Platte genau zentriert
ist. Im Gegensatz dazu kann gemäß Fig. 9 der Rahmen der Platte ohne weiteres etwas
excentrisok und erhöht angeordnet sein. Es ist ohne weiteres erkennbar, daß ein
Anheben nicht den Angriffspunkt des Hebels an dem Stößel verändert und die-Eunktionsfähigkeit
nicht stört.
-
In Big. 10 ist dargestellt, wie eine derartige Verschiebung durch
den Stößel ausgeglichen wird.
-
Figuren 11 und 12 zeigen die Vorrichtung in einer verschobenen Stellung
und mit einer überhöhten Platte, während die Betätigungsplatte am stärksten eingedrückt
ist.
-
In der praktischen Ausführungsform ist auf einer Platte etwa von den
angegebenen Abmessungen, nämlich 6 x8-cm, zur Verstärkungswirkung des Hebels 14
die Höhe der Strecke h" in diesem zweiten Ausführungsbeispiel nur etwa 1 mm - anstelle
von 4 mm für h in dem ersten Ausführungsbeispiel - während h"' 2 mm ist.
-
Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet eine Vielzahl von Abweichungen
in der Arbeitsweise. Darüberhinaus kann die Platte eine andere Form als die rechteckige
Gestaltung haben; sie kann beispielsweise rund sein.
-
Aus Fig. 13 ist ferner ersichtlich, daß am Rahmen 11 vorteilhafterweise
mindestens eine kleine Lampe 15, beispielsweise eine Neonlampe, angeordnet sein
kann1 wobei diese Lampe durch Strahlenbrechung den Umfangsrand des rahmens 11 erleuchtet,
umdie Lage des Schalters im Dunkeln zu kennzeictnen oder um die Stellung der elektrischen
Schaltelemente anzuzeigen.
-
Zur Anzeige der Lage der elektrischen Elemente des Schalters kann
auch eine mechanische Anzeigevorrichtung, beispielsweise mittels mindestens einer
Verlängerung 16 an der W Wippe 8 vorgesehen sein, die hinter mindestens einem entsprechenden
Fenster 17 verschiebbar angeordnet ist, das in die Platte 12 eingearbeitet ist.