DE19519181C2 - Schaltervorrichtung mit elektrisch ausgelöster Rückstellfunktion - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Schaltervorrichtung mit elektrisch ausgelöster Rückstellfunktion nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Solche Schaltvorrichtungen sind z. B. Ein-/Aus-Schalter für Fernsehgeräte, Überwachungsgeräte und dergleichen, bei denen eine Rückstellfunktion (automatische Unterbrechungsfunktion) aus Gründen der Energieersparnis und der Sicherheit erforderlich ist.

Eine Schaltervorrichtung der genannten Art ist aus der DE 44 09 456 A1 bekannt. Bei dieser bekannten Schaltervorrichtung erfolgt ein Verrasten eines Druckknopfs mit Hilfe eines sogenannten Schaltherzens, in welches senkrecht zur Betätigungsrichtung das Steuerflächenelement eingreift. Dieses kann von einem Elektromagneten angezogen werden, so daß das Schaltherz freigegeben und damit der Druckknopf durch eine Rückstellfeder in die Ruhestellung gebracht werden kann. Das Steuerflächenelement wird dabei von dem Elektromagneten entweder direkt senkrecht zur Bewegungsrichtung des Druckknopfs bewegt, oder ist als Winkelhebel ausgeführt, der an dem Rahmenelement des Schalterkörpers gelagert ist, so daß das eine Ende des Winkelhebels vom Elektromagneten angezogen wird und dadurch das andere Ende des Winkelhebels aus dem Schaltherzen herausbewegt wird.

Aus der DE-AS 14 15 591 ist ebenfalls eine Schaltervorrichtung der eingangs genannten Art bekannt. Bei dieser Schaltervorrichtung gelangt ein elektromagnetisch betätigbarer Stift beim Niederdrücken der Schaltertaste in die Ausnehmung eines Sperrhebels, der von einer Feder vorgespannt ist. Beim Betätigen des Elektromagneten verläßt der Stift die Ausnehmung, so daß der Sperrhebel zusammen mit der Drucktaste des Schalters in die Ausgangsstellung zurückfährt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltervorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die sich durch eine vergleichsweise geringe Baugröße bei hoher Zuverlässigkeit des Schaltvorgangs auszeichnet.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist im Anspruch 2 angegeben.

Zum elektromagnetisch ausgelösten Rückstellen der erfindungsgemäßen Schaltervorrichtung wird der Elektromagnet erregt, so daß die eine der beiden abgeschrägten Flächen an dem anderen Ende des Steuerflächenelements gegen den Zungenstift drückt und diesen dadurch senkrecht zur Bewegung der abgeschrägten Fläche wegdrückt. Durch diese Richtungsänderung der Bewegung wird der Zungenstift von dem Randbereich gelöst. Gemäß der im Anspruch 2 angegebenen Weiterbildung der Erfindung wird ein vereinfachter Zusammenbau der Schaltervorrichtung erreicht.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das angetriebene Steuerflächenelement nicht in Bewegungsrichtung des Zungenstifts angeordnet, so daß der Bewegungshub des angetriebenen Steuerflächenelements gering ist, der Elektromagnet also nur eine reduzierte Größe aufweisen muß.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht einer Schaltervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2(a), 2(b) und 2(c) eine Draufsicht, eine Seitenansicht von links bzw. eine Frontansicht der in Fig. 1 gezeigten Schaltervorrichtung;

Fig. 3 eine Bodenansicht der Fig. 2(a);

Fig. 4 eine schematische Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Schaltervorrichtung bei erregtem Elektromagneten;

Fig. 5 eine schematische Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Schaltervorrichtung mit ruhendem Elektromagneten;

Fig. 6(a) und 6(b) schematische Ansichten unter Darstellung einer Verriegelungsposition sowie einer Position unmittelbar nach Freigabe des Zungenstifts der in Fig. 1 gezeigten Schaltervorrichtung;

Fig. 7(a) und 7(b) schematische Ansichten der in Fig. 1 gezeigten Schaltervorrichtung im Zustand des elektromagnetisch ausgelösten Rückstellens bzw. in Ruhestellung;

Fig. 8 eine schematische Darstellung der in Fig. 1 gezeigten Schaltervorrichtung beim Einschalten;

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Drahtfeder der in Fig. 1 gezeigten Schaltervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; und

Fig. 10(a), 10(b) und 10(c) Ansichten zur Darstellung des Einsetzens der Drahtfeder der in Fig. 1 gezeigten Schaltervorrichtung.

Wie in den Zeichnungen zu sehen ist, besitzt die Schaltervorrichtung ein Rahmenelement 20, eine Taste 21, einen Elektromagneten 22, ein angetriebenes Steuerflächenelement 23 und einen Zungenstift 27. Die Taste 21 weist einen herzförmigen Steuerflächenbereich 29 auf, der eine zur Aufnahme des Zungenstifts dienende Ausnehmung 30 besitzt. Das angetriebene Steuerflächenelement 23 besitzt einen Endbereich 24, abgeschrägte Flächen 25a und 25b und einen Vorsprung 26. Der Zungenstift 27 besitzt einen Halterungszapfen 27a und ein Betätigungsende 27b. Weiterhin weist die Schaltervorrichtung eine Drahtfeder 31, einen Eisenkern 32, eine Wechselstrom-Schaltereinheit 33, eine Gleichstrom-Schaltereinheit 34 sowie eine Elektromagneteinheit 35 auf. Das angetriebene Steuerflächenelement 23 weist einen Eingriffsbereich 36 auf. Das Rahmenelement 20 besitzt einen Eingriffsbereich 37. Die Drahtfeder 31 besitzt V- oder U-förmige hakenartige Bereiche 38, die in ihren einander gegenüberliegenden Enden ausgebildet sind.

Das Rahmenelement 20 ist durch Pressen einer Metallplatte gebildet. Das Rahmenelement überdeckt die Wechselstrom-Schaltereinheit 33 und die Elektromagneteinheit 35 und vereint diese Einheiten zu einem Teil.

Die Taste 21 ist in Fig. 4 nach links und nach rechts verschiebbar. Wenn sie nach innen gedrückt ist, sind die in der Wechselstrom-Schaltereinheit 33 und der Gleichstrom-Schaltereinheit 34 vorgesehenen Schalter (nicht gezeigt) eingeschaltet. Die Taste 21 ist durch ein nicht gezeigtes Federelement in Richtung ihrer Ruheposition nach links vorgespannt. In dieser Ruheposition sind die Schalter der Wechselstrom-Schaltereinheit 33 und der Gleichstrom-Schaltereinheit 34 im AUS-Zustand.

Der herzförmige Steuerflächenbereich 29 ist an der Taste 21 derart ausgebildet, daß gemäß den Fig. 6(a) und 6(b) eine Aussparung 29a in der Oberseite der Taste 21 ausgebildet ist und die Ausnehmung 30 als Vorsprung in einem Mittelbereich der Aussparung 29a ausgebildet ist. Das Betätigungsende 27b des Zungenstifts 27 wird bei diesem Ausführungsbeispiel im Gegenuhrzeigersinn um den Verriegelungsnocken-Eingriffsbereich 30 in der Aussparung 29a bewegt. Das Betätigungsende 27b des Zungenstifts 27 tritt mit der Ausnehmung 30 in Eingriff, um die Taste 21 in einem nach innen gedrückten Zustand zu verriegeln, wie dies im folgenden noch beschrieben wird.

Der Zungenstift 27 ist durch rechtwinkliges Abbiegen der Enden einer runden Stange in entgegengesetzten Richtungen gebildet. Eines dieser Enden ist als der bereits erwähnte Halterungszapfen 27a ausgebildet, während das andere Ende als das bereits erwähnte Betätigungsende 27b ausgebildet ist. Der Zungenstift-Halterungszapfen 27a ist in eine Öffnung eingesetzt, die in dem Rahmenelement bzw. Gehäuse 20 ausgebildet ist. Das Zungenstift-Betätigungsende 27b ist somit um den Zungenstift-Halterungszapfen 27a verschwenkbar.

Der Elektromagnet 22 ist durch das Rahmenelement 20 an einer Seitenfläche der Wechselstrom-Schaltereinheit 33 angebracht. Das angetriebene Steuerflächenelement 23, das durch den Elektromagneten 22 bewegt wird, ist an dem Rahmenelement 20 axial derart gehaltert, daß es um seinen Vorsprung 26 schwenkbar ist.

Der von dem Mittelbereich des angetriebenen Steuerflächenelements 23 wegstehende Vorsprung 26 ist drehbar gelagert, indem er in eine in dem Rahmenelement 20 ausgebildete Öffnung 20a eingesetzt ist. Der eine Endbereich des angetriebenen Steuerflächenelements 23 greift an einem äußersten Endbereich des Eisenkerns 32 des Elektromagneten 22 an und ist mit diesem gekoppelt. Bei Bewegung des Eisenkerns 32 durch Einschalten des Elektromagneten 22 führt das angetriebene Steuerflächenelement 23 eine Schwenkbewegung um seinen Vorsprung 26 aus, und zwar durch eine Kraft, die durch seine Kopplung mit dem Eisenkern 32 auf das Steuerflächenelement 23 ausgeübt wird. Das andere Ende des angetriebenen Steuerflächenelements 23 ist in der Nähe des herzförmigen Steuerflächenelements 29 des Schieberelements 21 positioniert, und der entsprechende Endbereich 24 des angetriebenen Steuerflächenelements 23 besitzt abgeschrägte Flächen 25a und 25b, die mit gleichschenkliger Gestalt ausgebildet sind. Diese Bereiche des angetriebenen Steuerflächenelements 23 sind in die Schaltervorrichtung derart integriert, daß ein mittlerer Bereich durch einen Spalt zwischen der Wechselstrom-Schaltereinheit 33 und dem Rahmenelement 20 hindurchgeführt ist.

Wenn das angetriebene Steuerflächenelement 23 durch den Elektromagneten 22 angezogen wird, führt es eine Drehbewegung um seinen Vorsprung 26 aus. Dabei wird die abgeschrägte Fläche 25a des Endbereichs 24 des sich drehenden Steuerflächenelements 23 mit dem Betätigungsende 27b des Zungenstifts 27 in Kontakt gebracht, und zwar in Längsrichtung des Zungenstifts 27, d. h. in einer zu der Bewegungsrichtung des Zungenstifts 27 in etwa senkrechten Richtung, und das Zungenstift-Betätigungsende 27b bewegt sich dadurch in seitlicher Richtung (in Fig. 6(b) z. B. nach unten), wobei es durch die abgeschrägte Fläche 25a des Endbereichs 24 derart geführt wird, daß es sich von der Ausnehmung 30 des herzförmigen Steuerflächenelements 29 löst, wodurch der Zungenstift 27 entriegelt wird.

Wie in Fig. 9 gezeigt ist, ist die den Rückstellmechanismus bildende Drahtfeder 31 durch Biegen eines Drahts in eine V-Form mit V- oder U-förmigen hakenartigen Bereichen 38 an den Enden ausgebildet. Die hakenartigen Bereiche 38 sind mit dem Eingriffsbereich 36 des angetriebenen Steuerflächenelements 23 und dem Eingriffsbereich 37 des Rahmenelements 20 verrastbar, indem die Drahtfeder 31 zwischen den Eingriffsbereich 36 des angetriebenen Steuerflächenelements 23 und den Eingriffsbereich 37 des Rahmenelements 20 eingesetzt wird, um das angetriebene Steuerflächenelement 23 in einer normalen Position zu halten sowie das durch den Elektromagneten 22 angezogene, angetriebene Steuerflächenelement 23 (Eisenkern 32) in die Ruhestellung zurückzuführen, wie dies im folgenden noch beschrieben wird.

Die Elektromagneteinheit 35 wird unabhängig von dem Hauptkörper der Schaltervorrichtung ausgebildet und erst in einem späteren Montagevorgang an diesem angebracht.

Der Elektromagnet 22 ist an der Seitenfläche des Schalterkörpers angebracht. Seine Dicke ist geringer als die des Schalterkörpers. Der Elektromagnet 22 und der Schalterkörper sind durch das Rahmenelement 20 zusammengehalten.

Im folgenden wird der Vorgang zum Einsetzen der Drahtfeder 31 beschrieben.

Wie in Fig. 10(a) zu sehen ist, wird die Drahtfeder 31 mit dem Eingriffsbereich 36 des angetriebenen Steuerflächenelements 23 und mit dem Eingriffsbereich 37 des Rahmenelements 20 in Berührung gebracht. Wie in Fig. 10(b) gezeigt ist, wird die Drahtfeder 31 dann von oben her mit Druck beaufschlagt, so daß sie zwischen die Eingriffsbereiche 36 und 37 eingeführt wird, während ihre mit den Eingriffsbereichen 36 und 37 in Berührung tretende Bereiche nach innen gezwängt werden, wodurch die Feder in der in Fig. 10(c) gezeigten Weise eingesetzt wird. Die auf diese Weise eingesetzte Drahtfeder 31 drückt das angetriebene Steuerflächenelement 23 im Uhrzeigersinn um den Vorsprung 26, um das Steuerflächenelement 23 in der normalen Position zu halten. Außerdem läßt sich das durch den Elektromagneten 22 angezogene angetriebene Steuerflächenelement 23 oder besser gesagt der durch den Elektromagneten 22 angezogene Eisenkern 32 durch die Druckkraft der Drahtfeder 31 in die normale Position zurückführen.

Die Arbeitsweise des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 5 bis 7 erläutert.

Wenn die Taste 21 nach innen gedrückt wird, wird sie in die verriegelte Position gebracht (s. Fig. 6(a) und 5). In diesem Zustand befindet sich das Betätigungsende 27b des Zungenstifts 27 in Eingriff mit der Ausnehmung 30, und das Schieberelement 21 wird in der eingedrückten Position verriegelt. In diesem Zustand, der in Fig. 6(a) gezeigt ist, ist der Elektromagnet 22 nicht eingeschaltet, und das angetriebene Steuerflächenelement 23 ist in der normalen Position (Ruhestellung) gehalten, in der es sich nicht in Berührung mit dem Betätigungsende 27b des Zungenstifts 27 befindet.

Bei Aktivierung der elektromagnetischen Ausschaltfunktion wird der Elektromagnet 22 eingeschaltet, und das angetriebene Steuerflächenelement 23 wird durch die Anziehungskraft des Elektromagneten 22 durch den Eisenkern 32 im Gegenuhrzeigersinn um seinen Vorsprung 26 verschwenkt. Wie in Fig. 6(b) und Fig. 4 gezeigt ist, bewegt sich der Endbereich 24 des angetriebenen Steuerflächenelements 23 in einer Richtung, die in etwa parallel zu der Verschieberichtung des Schieberelements 21 verläuft, um die abgeschrägte Fläche 25a des angetriebenen Steuerflächenelements 23 mit dem Betätigungsende 27b des Zungenstifts 27 in Berührung zu bringen. Das Zungenstift-Betätigungsende 27b wird durch die abgeschrägte Fläche 25a in einer derartigen Richtung (und zwar in Fig. 6(b) nach unten) bewegt, daß es sich von der Ausnehmung 30 löst, wodurch der Schieberhebel 21 entriegelt wird. Der Zungenstift 27 führt lediglich eine Schwenkbewegung um den Halterungszapfen 27a aus, bewegt sich aber nicht nach rechts oder links. Das Einschalten des Elektromagneten 22 wird nach der Entriegelung beendet.

Durch diese Entriegelung wird das Schieberelement 21 in bezug auf Fig. 7(a) durch die Druckkraft des Rückstell-Federelements (nicht gezeigt) in Fig. 7(a) nach links bewegt.

Beim Verschieben der Taste 21 nach links wird das Betätigungsende 27b des Zungenstifts 27 entlang des herzförmigen Steuerflächenelements 29 in bezug auf Fig. 7(a) nach oben bewegt. Bei der Bewegung des Betätigungsendes 27b des Zungenstifts 27 wird das angetriebene Steuerflächenelement 23 durch die abgeschrägte Fläche 25a um seinen Vorsprung 26 verschwenkt. Wenn der vollständige Rückkehrhub der Taste 21 beendet ist, erreicht das Betätigungsende 27b des Zungenelements 27 eine Position an dem herzförmigen Steuerflächenelement 29, die in der in Fig. 7(b) dargestellten Weise geringfügig höher liegt als die Position, in der sich das Betätigungsende 27b bei Verriegelung der Taste befindet. Außerdem ist in diesem Zustand das Betätigungsende 27b des Zungenstifts 27 an dem Scheitel der gleichschenkligen Konfiguration positioniert, die durch die abgeschrägten Oberflächen 25a und 25b gebildet wird. In dem vorstehend beschriebenen Zustand der Fig. 6(a) dagegen ist die Position des mit der Ausnehmung 30 in Eingriff befindlichen Betätigungsendes 27b des Zungenstifts 27 niedriger angeordnet als der genannte Scheitel der abgeschrägten Flächen 25a und 25b, so daß das Betätigungsende 27b mit der abgeschrägten Fläche 25a in Kontakt kommen kann, die zur Bewerkstelligung einer Bewegung des Zungenstift-Betätigungsendes 27b in Entriegelungsrichtung ausgelegt ist.

Wenn die Taste 21 wieder nach innen gedrückt wird, bewegt sie sich in der in Fig. 8 gezeigten Weise nach rechts, und das Betätigungsende 27b des Zungenstifts 27 bewegt sich das herzförmige Steuerflächenelement 29 entlang, so daß es in die in Fig. 6(a) gezeigte verriegelte Position gelangt.

Die Schaltervorrichtung hat eine Rückstellfunktion zur Bewegung des mit der Ausnehmung 30 in Eingriff befindlichen Zungenstifts 27 durch das durch die Anziehungskraft des Elektromagneten 22 bewegte Steuerflächenelement 23 zur Ausführung eines Entriegelungsvorgangs. Die Schaltervorrichtung ist derart ausgebildet, daß der Elektromagnet 22 sich an einer Seitenfläche der Wechselstrom-Schaltereinheit 33 befindet, das an seinem einen Ende durch den Elektromagneten 22 bewegte Steuerflächenelement 23 an dem Rahmenelement 20 der Wechselstrom-Schaltereinheit 33 schwenkbar gehaltert ist und eine Schwenkbewegung des angetriebenen Steuerflächenelements 23 dazu führt, daß die abgeschrägte Fläche 25a des anderen Endbereichs 24 des angetriebenen Steuerflächenelements 23 mit dem an der Ausnehmung 30 positionierten Zungenstift 27 in einer zu dessen Bewegungsrichtung rechtwinkligen Längsrichtung in Kontakt gebracht wird, um den Zungenstift 27 in seitlicher Richtung zu bewegen und ihn von der Ausnehmung 30 zu lösen. Bei dieser Anordnung ist das angetriebene Steuerflächenelement 23 nicht in Bewegungsrichtung des Zungenstifts 27 angeordnet, so daß der Bewegungshub des angetriebenen Steuerflächenelements 23 klein sein kann. Außerdem besteht keine Notwendigkeit für eine hohe Anziehungskraft des Elektromagneten, und die Größe des Elektromagneten läßt sich somit reduzieren. Es ist daher möglich, die Gesamtgröße, die Dicke sowie die Herstellungskosten der Schaltervorrichtung zu reduzieren, die Zuverlässigkeit zu steigern sowie den Raum in wirksamer Weise auszunutzen, indem die Vorrichtung bei ihrer Montage in einem Gerät eines Kunden untergebracht wird, wodurch sich die Größe des Geräts reduzieren läßt.

Die Drahtfeder 31 läßt sich in einfacher Weise dadurch einsetzen, daß man sie in einem Arbeitsgang nach unten in den Raum zwischen den beiden Eingriffsbereichen drückt.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Schaltervorrichtung ist der Rückstellmechanismus durch den Zungenstift 27, der mit der Ausnehmung 30 der Wechselstrom-Schaltereinheit 33 in Eingriff tritt, sowie durch die abgeschrägten Flächen 25a und 25b gebildet, die mit einer gleichschenkligen Gestalt an dem Ende des angetriebenen Steuerflächenelements 23 ausgebildet ist, das durch die Bewegung des Zungenstifts 27 bewegt wird. Wenn das angetriebene Steuerflächenelement 23 durch den Elektromagneten angezogen wird und nicht in die Ausgangsposition zurückgeführt wird, wird der Zungenstift 27 unter Verwendung der Kraft der Feder (nicht gezeigt) zum Zurückführen der Taste 21 der Wechselstrom-Schaltereinheit 33 bewegt. Der Zungenstift 27 wird dadurch mit der abgeschrägten Fläche 25a des Betätigungsendes des angetriebenen Steuerflächenelements 23 in Kontakt gebracht, um das angetriebene Steuerflächenelement 23 dadurch zurückzudrücken. Selbst wenn das Federelement (Drahtfeder 31) nicht vorgesehen ist, lassen sich die normale Schalterbetätigung sowie die erwünschte Entriegelungsfunktion zum Zeitpunkt des Einschaltens des Elektromagneten erzielen. Außerdem läßt sich die Anzahl der Bauteile vermindern, wodurch sich die Herstellungskosten reduzieren.

Claims (2)

1. Schaltervorrichtung mit elektromagnetisch ausgelöster Rückstellfunktion, bei der ein mit einem Rastbereich (30) in Eingriff stehender Zungenstift (27) durch ein bewegliches Steuerflächenelement (23), das durch einen Elektromagneten angetrieben wird, zur Bewerkstelligung einer Entriegelung bewegt wird, wobei der Elektromagnet (22) an einer Seitenfläche eines Schalterkörpers angeordnet ist, und das an seinem einen Ende durch den Elektromagneten (22) bewegte Steuerflächenelement (23) an einem Rahmenelement (20) des Schalterkörpers schwenkbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet,
daß das Steuerflächenelement (23) abgeschrägte Flächen (25a, 25b) aufweist, die eine gleichschenklige Gestalt an dem anderen Ende des angetriebenen Steuerflächenelements (23) bilden, und
daß eine Schwenkbewegung des angetriebenen Steuerflächenelements (23) dazu führt, daß eine der abgeschrägten Flächen (25a, 25b) mit dem in dem Rastbereich (30) positionierten Zungenstift (27) in einer zu der Bewegungsrichtung des Zungenstifts (27) rechtwinkligen Längsrichtung in Kontakt gebracht wird und dadurch der Zungenstift (27) durch die abgeschrägte Fläche (25a, 25b) in seitlicher Richtung bewegt wird, so daß der Zungenstift (27) von dem Rastbereich gelöst wird.

2. Schaltervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rückstellmechanismus für das Steuerflächenelement durch eine V-förmige Drahtfeder (31) gebildet wird, an deren Enden V- oder U-förmige Haken ausgebildet sind, die an einem Eingriffsbereich (36) des Steuerflächenelements (23) und einem Eingriffsbereich (37) des Rahmenelements (20) angebracht sind.