DE19607562A1 - Schalteinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung, insbe­ sondere eine Notaus-Schalteinrichtung, bestehend aus einem Gehäuse, einem in Achsrichtung des Gehäuses verschiebbar und relativ zum Gehäuse zumindest be­ schränkt verdrehbar gelagerten Betätigungselement, welches zwischen zwei Schaltstellungen in Achsrich­ tung des Gehäuses hin- und herbewegbar und in zumin­ dest einer Schaltstellung mit dem Gehäuse mittel- oder unmittelbar verrastbar ist, und einem Auslöse­ element, welches mit dem Betätigungselement verbunden und relativ zum Gehäuse verschiebbar ist.

Derartige Schalteinrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und werden in Verbindung mit elektri­ schen Einrichtungen, beispielsweise Antrieben, Ma­ schinen oder dergleichen verwendet. In der Regel sind derartige Schalteinrichtungen als Schlagschalter aus­ gebildet, deren Aufgabe darin besteht, im Notfall ei­ ne elektrische Maschine unverzüglich abzustellen. Dieser Notfall kann beispielsweise bestehende Gefahr für das Bedienpersonal, überlast oder Fehlfunktion der Maschine sein. Hierzu weisen derartige Schaltein­ richtungen einen sog. Drehpilz auf, der in einem Ge­ häuse zumindest beschränkt drehbar und in axialer Richtung des Gehäuses verschiebbar gelagert ist. Durch das Eindrücken des Drehpilze, d. h, das axiale Verschieben des Drehpilzes innerhalb des Gehäuses wird die Schaltfunktion der Schalteinrichtung ausge­ führt, wobei der Drehpilz bei Erreichen seiner einge­ drückten Endstellung verriegelt wird, so daß ein Zu­ rückziehen des Drehpilzes, um beispielsweise die Ma­ schine wieder in Gang zu setzen, nicht möglich ist. Das Entriegeln der Schalteinrichtung erfolgt durch Drehen des Drehpilzes relativ zum Gehäuse. Der Dreh­ vorgang kann beispielsweise durch ein Sicherheits­ schloß gesperrt sein, so daß eine Drehung des Dreh­ pilzes im Gehäuse erst nach einem Aufschließen des Sicherheitsschlosses möglich ist.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Er­ findung die Aufgabe zugrunde, eine gat­ tungsgemäße Schalteinrichtung derart weiterzubilden, daß sie einen fehlerfrei arbeitenden und nicht mani­ pulierbaren Auslösemechanismus aufweist und insbeson­ dere kostengünstig und in einfacher Weise zusammen­ bau- und montierbar ist.

Als Lösung dieser Aufgabenstellung ist bei der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung vorgesehen, daß zwischen dem Auslöseelement und dem Gehäuse ein erster Kraftspeicher und zwischen dem Auslöseelement und dem Betätigungselement ein zweiter Kraftspeicher angeordnet ist, von denen zumindest ein Kraftspeicher eine Rückstellkraft in einer Schaltstellung bereit­ stellt.

Bei der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung ist dem­ zufolge in einem Gehäuse ein Betätigungselement ange­ ordnet, welches mit einem Auslöseelement derart ver­ bunden ist, daß das Betätigungselement zusammen mit dem Auslöseelement in Achsrichtung des Gehäuses rela­ tiv zum Gehäuse verschiebbar und relativ zum Gehäuse verdrehbar angeordnet ist. Zwischen dem Gehäuse und dem Auslöseelement ist ein erster Kraftspeicher ange­ ordnet, der beim Einschieben des Betätigungselementes über das Auslöseelement gespannt wird. Ein zweiter Kraftspeicher befindet sich zwischen dem Auslöseele­ ment und dem Betätigungselement. Durch das Einschie­ ben des Auslöseelementes in das Gehäuse wird das Be­ tätigungselement aus einer ersten Schaltstellung in eine zweite, mit dem Gehäuse verrastete Schaltstel­ lung überführt. Hierbei wird der erste Kraftspeicher gespannt. Gleichzeitig wird auch der zweite Kraft­ speicher, welcher zwischen dem Auslöseelement und dem Betätigungselement angeordnet ist, gespannt. Kurz be­ vor das Betätigungselement seine verrastete Endstel­ lung im Gehäuse erreicht, drückt der zweite Kraft­ speicher unter seiner gleichzeitigen Entspannung das Betätigungselement in seine mit dem Gehäuse verraste­ te Stellung. Hierdurch werden die Kontakte der Schalteinrichtung entweder geöffnet oder geschlossen Durch den zweiten Kraftspeicher wird demzufolge ein fehlerfrei arbeitender und nicht manipulierbarer Aus­ lösemechanismus geschaffen, da es durch den zweiten Kraftspeicher nicht möglich ist, die Kontakte der Schalteinrichtung ohne ein Verrasten des Betätigungs­ elementes im Gehäuse zu öffnen bzw. zu schließen. Durch eine Drehung des Auslöseelementes und des Betä­ tigungselementes um einen bestimmten Winkel, vorzugs­ weise um 90° wird das Betätigungselement in eine Stellung gedreht, in welches aus seiner verrasteten Stellung gelöst wird, wobei der erste Kraftspeicher dann das Betätigungselement und das Auslöseelement relativ zum Gehäuse in die Ausgangsstellung zurück­ führt.

Vorzugsweise sind die Kraftspeicher als Druckfedern ausgebildet, wobei es sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen hat, die Druckfedern koaxial ineinanderlie­ gend anzuordnen. Hierdurch wird eine sichere Funktion der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung gewährlei­ stet, wobei die spezielle Anordnung der beiden Druck­ federn koaxial ineinander eine raumsparende Ausge­ staltung ermöglicht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorge­ sehen, daß die Kraftspeicher bzw. die Druckfedern miteinander verbunden sind. Hierdurch ergibt sich insbesondere eine Montagevereinfachung, da lediglich ein Bauteil eingesetzt werden muß, welches sowohl den ersten als auch den zweiten Kraftspeicher umfaßt.

Das Auslöseelement ist vorzugsweise als Dreh-Druck­ schalter, insbesondere in Form eines Dreh-Druck-Pilz-Knopfes ausgebildet, der an seiner dem Betätigungs­ element zugewandten Fläche konzentrisch angeordnete Aufnahmen für die Kraftspeicher bzw. die Druckfedern aufweist. Diese konzentrisch angeordneten Aufnahmen dienen der Führung und der lagegenauen Montage der Kraftspeicher bzw. Druckfedern, so daß durch diese Ausgestaltung eine weitere Vereinfachung des Zusam­ menbaus der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung er­ zielt wird.

Vorzugsweise weist der Dreh-Druckschalter einen im wesentlichen zentrisch angeordneten Zapfen auf, der in eine korrespondierend ausgebildete Öffnung des vorzugsweise als Betätigungsstößel ausgebildeten Be­ tätigungselementes einsteckbar ist, so daß der Dreh-Druck­ schalter mit dem Betätigungselement verrastet. Bei dieser Weiterbildung der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung ist es insbesondere vorteilhaft, daß der Dreh-Druckschalter mit dem Betätigungselement unverlierbar zusammensteckbar ist, so daß für die Be­ festigung des Dreh-Druckschalters am Betätigungsele­ ment keine weiteren Konstruktionselemente, wie bei­ spielsweise Schrauben, Nieten oder auch Klebemittel erforderlich sind.

Um Manipulationen an der Schalteinrichtung zu vermei­ den, ist es nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß das Auslöseelement einen das Gehäuse übergreifenden Randabschnitt aufweist. Der Randab­ schnitt deckt somit die Öffnung des Gehäuses ab, in welche das Betätigungselement einsetzbar ist. Neben der voranstehend genannten Funktion, Manipulationen an der Schalteinrichtung zu vermeiden, hat der Rand­ abschnitt ferner die Funktion, das Auslöseelement bzw. den Dreh-Druckschalter im Gehäuse zu führen und das Eindringen von Verschmutzungen, beispielsweise in Form von Feuchtigkeit und/oder Staub zu verhindern.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Schalteinrichtung sieht vor, daß das Be­ tätigungselement an seiner dem Auslöseelement zuge­ wandten Stirnfläche eine, vorzugsweise als Ringnut ausgebildete Ausnehmung aufweist, in welcher der zweite Kraftspeicher angeordnet ist. Bei dieser Aus­ gestaltung der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung wird der zweite Kraftspeicher bzw. die zweite Druck­ feder nicht nur in dem Auslöseelement, sondern auch in der dem Auslöseelement zugewandten Stirnfläche des Betätigungselementes geführt, so daß eine sichere Funktion der Schalteinrichtung, insbesondere hin­ sichtlich der Relativbewegung des Betätigungselemen­ tes zum Auslöseelement gegeben ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorge­ sehen, daß das Betätigungselement an seinem dem Aus­ löseelement abgewandten Ende Rastelemente aufweist, die mit korrespondierenden Rastvorsprüngen im Gehäuse zusammenwirken, wobei die Rastelemente in einer Schaltstellung unter den Rastvorsprüngen zur Anlage gelangen. Hierzu weist das Gehäuse nach innen vorste­ hende Rastvorsprünge auf, welche an ihrer, dem Auslö­ seelement zugewandten Fläche schräg verlaufend und an ihrer dem Auslöseelement abgewandten Fläche recht­ winklig zur Längsachse des Gehäuses verlaufend ausge­ bildet sind. In gleicher Weise sind die als Rastnasen ausgebildeten und am Betätigungselement befestigten Rastelemente ausgebildet, so daß die parallel verlau­ fenden Schrägflächen der Rastelemente und der Rast­ vorsprünge beim Einschieben des Betätigungselementes in das Gehäuse aufeinander geführt sind, bis die Rastelemente an den Rastvorsprüngen in Achsrichtung des Gehäuses vorbeiführbar sind, wobei anschließend die elastischen Rastelemente nach dem Vorbeiführen an den Rastvorsprüngen unter denselben einrasten und mit ihren im rechten Winkel zur Längsachse des Gehäuses verlaufenden Anlageflächen zur Anlage mit den eben­ falls unter einem rechten Winkel zur Längsachse des Gehäuses verlaufenden Flächen der Rastvorsprünge ge­ langen, so daß das Betätigungselement in dieser zwei­ ten Schaltstellung im Gehäuse derart verrastet ist, daß das Betätigungselement nicht in die entgegenge­ setzte Richtung des zuvor beschriebenen Vorgangs ge­ zogen werden kann.

Das Betätigungselement weist in vorteilhafter Weise ferner zumindest einen, vorzugsweise zwei diametral gegenüberliegend angeordnete Nocken auf, welcher bzw. welche im wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse des Betätigungselementes an dessen dem Auslöseelement abgewandten Ende angeordnet ist bzw. sind und welcher bzw. welche mit einer im Gehäuse angeordneten Kulis­ senführung derart zusammenwirken, daß das Betäti­ gungselement bei Drehung des Auslöseelementes aus ei­ ner ersten in eine zweite Schaltstellung gebracht wird. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, daß durch Drehung des Auslöseelementes und gleichzeitiger Dreh­ ung des Betätigungselementes die zuvor beschriebenen Rastelemente außer Eingriff mit den Rastvorsprüngen gebracht werden. Hierzu weist das Betätigungselement Nocken auf, die in einer Kulissenführung innerhalb des Gehäuses geführt sind und nach Drehung des Auslö­ seelementes und des Betätigungselementes die verra­ stete Stellung des Betätigungselementes im Gehäuse aufheben, so daß das Betätigungselement gemeinsam mit dem Auslöseelement über zumindest den ersten Kraft­ speicher in seine Ausgangsstellung, d. h. seine nicht geschaltete Stellung zurückgeführt wird.

Vorzugsweise sind die Nocken und die Rastelemente in gleichen Kreisbogenabschnitten zueinander am Betäti­ gungselement angeordnet, wobei die Rastelemente ei­ nerseits und die Nocken andererseits diametral gegen­ überliegend angeordnet sind. In entsprechender Weise sind demzufolge auch die Rastvorsprünge bzw. die Ku­ lissenführung im Gehäuse vorgesehen. Es ist aber auch möglich, daß die Rastelemente und die Nocken relativ zueinander verdrehbar angeordnet sind.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorge­ sehen, daß das Betätigungselement mit dem Auslöseele­ ment verrastet ist, wobei vorzugsweise das Betäti­ gungselement eine Bohrung mit einer in die Bohrung vorstehenden Schulter hat, in welche ein Stift des Auslöseelementes eingreift, der die Schulter hinter­ greifende Schnapphaken hat.

Das Betätigungselement ist insbesondere drehfest mit dem Auslöseelement verbindbar, wobei die drehfeste Verbindung zwischen dem Auslöseelement und dem Betä­ tigungselement insbesondere durch die Ausgestaltung der miteinander zu verbindenden Konstruktionselemente des Auslöseelementes einerseits und des Betätigungs­ elementes andererseits vorgesehen ist. Beispielsweise kann der Stift des Auslöseelementes zumindest in ei­ nem Teilbereich einen polygonalen Querschnitt haben, welcher mit einem ebenfalls polygonal ausgebildeten Querschnitt der im Betätigungselement vorgesehenen Bohrung übereinstimmt. Hierbei kann die Bohrung den polygonalen Querschnitt lediglich in einem Teilbe­ reich aufweisen. Zusätzlich kann noch ein Montagever­ drehschutz vorgesehen sein, der die Montage des Betä­ tigungselementes vereinfacht und beispielsweise in Form einer Kennzeichnung auf dem Dreh-Druckschalter, insbesondere dem Dreh-Druck-Pilz-Kopf ausgebildet ist.

Es ist ferner bei der erfindungsgemäßen Schaltein­ richtung vorgesehen, daß am, dem Auslöseelement abge­ wandten Ende des Betätigungselementes eine Betäti­ gungseinrichtung zur elektrischen Betätigung, insbe­ sondere Abschaltung des angeschlossenen elektrischen Verbrauchers angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Be­ tätigungseinrichtung scheibenförmig ausgebildet und mit dem Betätigungselement verrastbar. Auch diese Ausgestaltung hat insbesondere den Vorteil, daß die beiderseitigen Bauteile, nämlich das Betätigungsele­ ment und die Betätigungsscheibe zusammensteckbar sind, so daß auf zusätzliche Befestigungselemente, wie Schrauben oder dergleichen, verzichtet werden kann.

Die beiden voranstehend genannten, als Kraftspeicher ausgebildeten Druckfedern sind insbesondere ein­ stückig ausgebildet, d. h. der erste Kraftspeicher geht an seinem einen, dem Auslöseelement zugewandten Ende in den zweiten Kraftspeicher über, wobei der zweite Kraftspeicher vorzugsweise innerhalb des er­ sten Kraftspeichers angeordnet ist. Vorzugsweise han­ delt es sich hierbei um eine asymmetrische Feder.

Das Auslöseelement ist gemeinsam mit dem Betätigungs­ element um 90° drehbar im Gehäuse gelagert, wobei die Endstellungen der Drehung vorzugsweise durch An­ schläge definiert sind. Es sind aber auch andere Win­ kelwerte möglich.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorge­ sehen, daß das Auslöseelement eine in seiner Mantel­ fläche umlaufende Ringnut aufweist, in welche eine Dichtung eingesetzt ist, mit welcher das Auslöseele­ ment gegenüber dem Gehäuse abgedichtet ist. Diese Dichtung hat die Aufgabe, daß das Eindringen von Feuchtigkeit und/oder Verschmutzungen in das Gehäuse verhindert wird, da insbesondere Feuchtigkeit zum ei­ nen die elektrischen Schaltelemente innerhalb der Schalteinrichtung nachteilig beeinflussen kann und zum anderen Feuchtigkeit zu Korrosion an den Druckfe­ dern, welche insbesondere aus einem Federstahl beste­ hen, führen kann. Alternativ kann vorgesehen sein, daß der Dreh-Druckschalter zwei Komponenten aufweist und die Dichtung einstückig mit einer dieser Kompo­ nenten ausgebildet ist.

Schließlich ist nach einem weiteren Merkmal der Er­ findung vorgesehen, daß die Betätigungseinrichtung bei nicht betätigtem, d. h. bei nicht in das Gehäuse eingeschobenem Auslöseelement bzw. Betätigungselement an einer Ringschulter im Gehäuse anliegt, so daß das Betätigungselement und das Auslöseelement durch die Betätigungseinrichtung unverlierbar und nicht heraus­ ziehbar im Gehäuse arretiert sind.

Die Schalteinrichtung weist einen vereinfachten Aus­ lösemechanismus auf, wobei diese Schalteinrichtung eine wesentlich vereinfachte Montage ermöglicht. Für den Zusammenbau der Schalteinrichtung sind keine zu­ sätzlichen Befestigungselemente, wie Schrauben, Nie­ ten oder dergleichen notwendig. Darüber hinaus ist es bei dieser Schalteinrichtung auch nicht erforderlich, Bauteile miteinander zu verkleben. Die Befestigung der einzelnen Bauteile untereinander erfolgt durch Aufstecken bzw. Aufrasten. Hierdurch wird eine Mani­ pulation der Schalteinrichtung durch nachträgliches öffnen und unsachgemäßen Zusammenbau ausgeschlossen.

Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines vorteilhaften Ausführungsbeispiels der zugehörigen Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Schalteinrichtung in einer als Explo­ sionsdarstellung dargestellten Seitenan­ sicht;

Fig. 2 die Schalteinrichtung gemäß Fig. 1 in un­ betätigter Stellung in einer perspektivisch dargestellten und teilweisen geschnittenen Seitenansicht;

Fig. 3 die Schalteinrichtung gemäß Fig. 2 in be­ tätigter Stellung;

Fig. 4 die Schalteinrichtung gemäß den Fig. 1 bis 3 in unbetätigter Stellung in einer er­ sten geschnitten dargestellten Seitenan­ sicht;

Fig. 5 die Schalteinrichtung gemäß Fig. 4 in ei­ ner zweiten geschnitten dargestellten Sei­ tenansicht, wobei die Schnittebene recht­ winklig zur Schnittebene gemäß Fig. 4 ver­ läuft und

Fig. 6 eine Doppelfeder zur Verwendung in der Schalteinrichtung gemäß den Fig. 1 bis 5 in einer Ansicht.

Eine in der Fig. 1 dargestellte Schalteinrichtung besteht aus einem Gehäuse 1, in welches ein Betäti­ gungselement 2 einsetzbar ist, welches innerhalb des Gehäuses 1 sowohl in Achsrichtung des Gehäuses 1 be­ schränkt verschiebbar als auch relativ zum Gehäuse 1 beschränkt verdrehbar ist. Das Betätigungselement 2 ist als Betätigungsstößel ausgebildet und weist an seinem einen Ende eine scheibenförmig ausgebildete Betätigungseinrichtung 3 auf, die über Schnapphaken 4 am Betätigungselement 2 befestigbar ist. An seinem der Betätigungseinrichtung 3 gegenüberliegenden Ende ist das Betätigungselement 2 mit einem Auslöseelement 5 verbindbar, welches als Dreh-Druckschalter ausge­ bildet ist und einen zentrisch angeordneten Zapfen 6 hat, der in eine korrespondierende Öffnung 7 (Fig. 4 und 5) im Betätigungselement 2 einsteckbar ist.

Zwischen dem Auslöseelement 5 und dem Gehäuse 1 ist ein erster, als Druckfeder 8 ausgebildeter Kraftspei­ cher angeordnet. Die Druckfeder 8 stützt sich einer­ seits am Auslöseelement 5 und andererseits im Gehäuse 1 ab. Ein zweiter, als Druckfeder 9 ausgebildeter Kraftspeicher ist zwischen dem Auslöseelement 5 und dem Betätigungselement 2 angeordnet, wobei die Druck­ federn 8 und 9 koaxial ineinanderliegend angeordnet sind, d. h. die Druckfeder 9 einen Außendurchmesser hat, der kleiner ist als der Innendurchmesser der Druckfeder 8.

Das Auslöseelement 5 besteht aus dem zuvor genannten Zapfen 6, welcher mit dem Grundkörper 10 des Auslö­ seelementes 5 verbunden ist. Der Grundkörper 10 weist eine umlaufende Ringnut 11 auf, in welcher eine Dich­ tung 12 angeordnet ist, die das Auslöseelement 5 ge­ genüber der Innenwandung des Gehäuses 1 abdichtet und einstückig mit dem Grundkörper 10 ausgebildet ist. Ferner weist das Auslöseelement 5 einen das Gehäuse 1 an einer Stirnseite übergreifenden Randabschnitt 13 (Fig. 4) auf.

Das als Betätigungsstößel ausgebildete Betätigungs­ element 2 besteht aus einem zylindrischen Grundkörper 14, an welchem zwei diametral gegenüberliegende Nocken 15 sowie zwei diametral gegenüberliegend angeord­ nete Rastnasen 16 befestigt sind. Die Rastnasen 16 und die Nocken 15 sind in gleichen Kreisbogenab­ schnitten zueinander am Grundkörper 14 des Betäti­ gungselementes 2 angeordnet. Ferner schließt sich an den Grundkörper 14 des Betätigungselementes 2 ein Aufnahmeelement 17 für die Betätigungseinrichtung 3 an, welches von den Schnapphaken 4 übergriffen wird. In dem Aufnahmeelement 17 ist eine zentrale Ausneh­ mung 18 (Fig. 4) rechtwinkliger Ausgestaltung vorge­ sehen, in welche ein korrespondierend ausgebildeter Vorsprung 19 der Betätigungseinrichtung 3 einsteckbar ist, um die Betätigungseinrichtung 3 drehfest mit dem Betätigungselement 2 zu verbinden.

In den Fig. 4 und 5 sind die Konstruktionen der einzelnen Bauteile, nämlich des Gehäuses 1, des Betä­ tigungselementes 2 und des Auslöseelementes 5 detail­ liert dargestellt.

Das Gehäuse 1 weist einen ersten Absatz 20 und einen zweiten Absatz 21 auf. Die Absätze 20 und 21 unter­ teilen das Gehäuse 1 in einen ersten Abschnitt 22 mit einem großen Innendurchmesser, einen zweiten Ab­ schnitt 23 mit einem mittleren Innendurchmesser und einen dritten Abschnitt 24 mit einem kleinen Innen­ durchmesser. Der erste Abschnitt 22 liegt hierbei im wesentlichen innerhalb des Randabschnittes 13 des Auslöseelementes 5. Im Bereich des mittleren Ab­ schnitts 22 weist das Gehäuse 1 eine als Schrägfläche 25 ausgebildete Durchmesserverringerung auf. Schließ­ lich sind im dritten Abschnitt 24 des Gehäuses in den Innenraum des Gehäuses 1 vorstehende Rastvorsprünge 26 vorgesehen, welche mit den Rastnasen 16 des Betä­ tigungselementes 2 zusammenwirken.

Die Rastvorsprünge 26 weisen jeweils eine Schrägflä­ che 27 und eine rechtwinklig zur Längsachse des Ge­ häuses 1 angeordnete, der Schrägfläche 27 gegenüber­ liegend vorgesehene Anschlagfläche 28 auf. Zu den Schrägflächen 27 und Anschlagflächen 28 der Rastvor­ sprünge 26 haben die Rastnasen 16 des Betätigungsele­ mentes 2 korrespondierende Flächen, nämlich eine auf der Schrägfläche 27 bei nicht betätigter Schaltein­ richtung aufliegende Schrägfläche 29 (Fig. 4) und eine bei betätigter Schalteinrichtung an der An­ schlagfläche 28 anliegende Anschlagfläche 30 (Fig. 4).

Schließlich ist im Abschnitt 24 des Gehäuses 1 unter­ halb der Rastvorsprünge 26 noch eine in den Innenraum des Gehäuses 1 hervorstehende Anschlagschulter 31 vorgesehen, an welcher die Betätigungseinrichtung 3 bei nicht betätigter Schalteinrichtung anliegt, so daß ein Herausziehen des Betätigungselementes 2 mit dem Auslöseelement 5 aus dem Gehäuse 1 formschlüssig verhindert wird.

Oberhalb der Rastvorsprünge 26 ist innerhalb des Ge­ häuses 1 ein ringförmiges Führungselement 32 einge­ setzt, welches sich ebenfalls auf den Rastvorsprüngen 16 abstützt und in seiner Bohrung das Betätigungsele­ ment 2 führt. Auf einer Außenschulter 33 des Führ­ ungselementes stützt sich die erste Druckfeder 8 ab. Der Außendurchmesser des Führungselementes 32 ent­ spricht im wesentlichen dem Innendurchmesser des Ge­ häuses 1 zwischen der Schrägfläche 25 und dem Über­ gang in die Schrägfläche 27 des Rastvorsprungs 26. Einen mit dem Außendurchmesser des Führungselementes 32 übereinstimmenden Außendurchmesser hat darüber hinaus die erste Druckfeder 8.

Das Auslöseelement 5 weist zwei als Ringnuten ausge­ bildete Aufnahmen 34 und 35 auf, in welche die beiden Druckfedern 8 und 9 eingesetzt sind, wobei die Druck­ feder 8 in die äußere Aufnahme 34 und die Druckfeder 9 in die innere Aufnahme 35 eingesetzt ist. Die Auf­ nahme 34 ist hierbei zwischen zwei in Längsrichtung des Gehäuses sich erstreckender und umlaufender Stege 36 und 37 ausgebildet, wogegen sich die Aufnahme 35 zwischen dem umlaufenden Steg 37 und der Außenfläche des Zapfens 6 befindet. Der Steg 36 erstreckt sich hierbei in den Grundkörper 10 des Auslöseelementes 5 und weist demzufolge an seinem freien Ende die Ring­ nut 11 mit der Dichtung 12 auf. Demzufolge stimmt der Außendurchmesser des umlaufenden Steges 36 annähernd mit dem Innendurchmesser des zweiten Abschnitts 23 des Gehäuses 1 oberhalb der Schrägfläche 25 überein.

Im eingedrückten Zustand, d. h. bei betätigter Schalteinrichtung liegt der Steg 36 mit seinem frei­ en, die Dichtung 12 aufweisenden Ende unmittelbar oberhalb der Schrägfläche 25 an der Innenwandung des Gehäuses 1 an (Fig. 3).

Der Zapfen 6 des Auslöseelementes 5 ist als Hohlzy­ linder ausgebildet und weist an seinem freien, in die Öffnung 7 des Betätigungselementes 2 reichenden Endes zwei elastisch ausgebildete Schnapphaken 38 auf, die beidseitig eine Ausnehmung haben, in welche eine Ringschulter 39 einschnappt, welche in der Öffnung 7 des Betätigungselementes 2 angeordnet ist. Über die Schnapphaken 38 und die Ringschulter 39 werden das Betätigungselement 2 und das Auslöseelement 5 dreh­ fest miteinander verrastet, so daß Bewegungen des Auslöseelementes 5 in Achsrichtung des Gehäuses 1, wie auch Drehbewegungen des Auslöseelementes 5 rela­ tiv zum Gehäuse 1 auf das Betätigungselement 2 über­ tragen werden.

In Fig. 5 ist zu erkennen, daß das Betätigungsele­ ment 2 die Nocken 15 aufweist, welche in einer nicht näher dargestellten Kulissenführung im Gehäuse 1 ge­ führt sind. Die Funktion der Nocken 15 und der Kulis­ senführung wird nachfolgend noch beschrieben. Ferner ist in Fig. 5 zu erkennen, daß das Betätigungsele­ ment 2 in seiner dem Auslöseelement 5 zugewandten Stirnfläche eine Ringnut 40 hat, in welcher sich die zweite Druckfeder 9 abstützt.

Bei dem voranstehend beschriebenen Ausführungsbei­ spiel sind in die Schalteinrichtung zwei Druckfedern 8 und 9 derart angeordnet, daß die Druckfeder 9 koa­ xial zur Druckfeder 8 verläuft und innerhalb der Druckfeder 8 in entsprechenden Aufnahmen 35 und 40 des Auslöseelementes 5 bzw. des Betätigungselementes 2 eingesetzt ist. Eine alternative Ausgestaltung der Druckfedern ist in Fig. 6 dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind beide Druckfedern in Form einer asymmetrischen Doppelfeder ausgebildet, wobei ein erster Druckfederabschnitt 8′ eine im wesentli­ chen kegelförmige Außenfläche beschreibt und an sei­ nem kegelförmig zulaufenden Ende in einen zweiten Druckfederabschnitt 9′ übergeht, der innerhalb des ersten Druckfederabschnittes 8′ mit ebenfalls kegel­ förmiger Außenflächengestaltung angeordnet ist.

Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellte und voranste­ hend beschriebene Ausführungsform der Schalteinrich­ tung weist eine vorteilhafte Aufnahme des Auslöseele­ mentes 5 durch Verrastung mit dem Betätigungselement 2 unmittelbar und mittelbar mit der Betätigungsein­ richtung 3 auf. Ferner ist die zweite Druckfeder 9 in besonders vorteilhafter Weise sowohl im Auslöseele­ ment 5 als auch im Betätigungselement 2 geführt. Aus­ löseelement 5 und Betätigungselement 2 sind durch die beiden Nocken 15 im Gehäuse 1 geführt. Die beiden Nocken 15 dienen gleichzeitig dem Halt der ersten Druckfeder 8 während der Montage, d. h., daß die Druckfeder 8 bei der Montage der Schalteinrichtung, insbesondere beim Einsetzen des vormontierten Auslö­ seelementes 5 mit dem Betätigungselement 2 auf den Nocken 15 des Betätigungselementes 2 ruht. Bei der Montage dieser Schalteinrichtung werden in einem er­ sten Schritt die beiden Druckfedern 8 und 9 in die entsprechenden Aufnahmen 34 und 35 des Auslöseelemen­ tes 5 eingesetzt. Anschließend wird das Betätigungs­ element 2 mit seiner Öffnung 7 auf den Zapfen 6 des Auslöseelementes 5 geschoben, bis die Ringschulter 39 mit den Schnapphaken 38 verrastet. In diesem Zustand wird die zweite Druckfeder 9 in der Ringnut 40 des Betätigungselementes 2 geführt und vorgespannt. Die erste Druckfeder 8 wird von den Nocken 15 des Betäti­ gungselementes 2 gehalten und ebenfalls vorgespannt.

Hierauf folgend werden die vormontierten Elemente, nämlich das Betätigungselement 2 und das Auslöseele­ ment 5 mit den beiden Druckfedern 8 und 9 in das Ge­ häuse 1 eingesetzt. Die Nocken 15 des Betätigungsele­ mentes 2 haben hierbei einen Freilauf durch das ge­ samte Gehäuse 1. Das Betätigungselement 2 wird mit dem Auslöseelement 5 soweit in das Gehäuse 1 ge­ drückt, bis die Rastnasen 16 des Betätigungselementes 2 im Gehäuse 1 unterhalb der Rastvorsprünge 26 einra­ sten. In dieser Stellung nimmt die Schalteinrichtung ihre betätigte Stellung (Fig. 3) ein. Die erste Druckfeder 8 wird hierbei in der Aufnahme des Gehäu­ ses 1 positioniert und arbeitet nun mit ihrer gesam­ ten Druckkraft. Die Betätigungseinrichtung 3 wird von unten auf das Betätigungselement 2 aufgerastet, so daß der Vorsprung 19 in die Ausnehmung 18 eingreift und die Schnapphaken 4 das Aufnahmeelement 17 (Fig. 1) des Betätigungselementes 2 übergreifen. Durch eine Drehung des Auslöseelementes 5 wird das Betätigungs­ element 2 ebenfalls gedreht. Die Drehung erfolgt um einen bestimmten Winkel, nämlich 90°. Hierdurch wird die Schalteinrichtung in die unbetätigte Stellung (Fig. 2) zurückgesetzt und die Betätigungseinrich­ tung 3 verhindert durch ihr Anliegen an der Anschlag­ schulter 31 ein Herausspringen bzw. Herausziehen des Betätigungselementes 2 mit dem Auslöseelement 5. Sämtliche Bauelemente der Schalteinrichtung sind so­ mit lediglich miteinander verrastet, ohne daß zusätz­ liche Befestigungselemente, wie Schraubverbindungen, Klebeverbindungen oder dergleichen notwendig sind.

Die voranstehend beschriebene und dargestellte Schalteinrichtung kann nunmehr mit einer elektrischen Maschine verbunden werden, wobei die elektrische Ver­ bindung mittelbar oder unmittelbar über die Betäti­ gungseinrichtung 3 erfolgt, welche zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung hin- und herbewegbar ist und somit einen Stromkreis unter­ bricht oder schließt. Diese Funktionsweise ist an sich bekannt, so daß auf weitergehende Erläuterungen verzichtet werden kann.

Bei der Überführung des Betätigungselementes 2 aus seiner in Fig. 2 dargestellten unbetätigten Stellung in seine in Fig. 3 dargestellte betätigte Stellung wird das Betätigungselement 2 über das Auslöseelement 5 in Achsrichtung des Gehäuses 1 verschoben, wodurch die Schrägflächen 29 der Rastnasen 16 entlang der Schrägflächen 27 der Rastvorsprünge 26 gleiten, bis die elastischen Rastnasen 16 der Betätigungskraft nicht mehr Stand halten und an den Rastvorsprüngen 26 vorbeigedrückt werden. Sobald die elastischen Rastna­ sen 16 mit ihren Anschlagflächen 30 unterhalb der An­ schlagflächen 28 der Rastvorsprünge 26 angekommen sind, federn die Rastnasen 16 in ihre in Fig. 4 dar­ gestellte Ausgangsposition zurück, so daß die An­ schlagflächen 30 an den Anschlagflächen 28 der Rast­ vorsprünge 26 zur Anlage kommen. Bei dieser Bewegung des Betätigungselementes 2 und des Auslöseelementes 5 werden beide Druckfedern 8 und 9 gespannt. Sobald die Rastnasen 16 mit ihren Schrägflächen 29 an den Schrägflächen 27 der Rastvorsprünge 26 vorbeigeführt sind, entspannt sich die zweite Druckfeder 9 und drückt das Betätigungselement 2 schlagartig in seine verrastete Stellung, bei der die Anschlagflächen 30 der Rastnasen 16 an den Anschlagflächen 28 der Rast­ vorsprünge 26 anliegen. Durch die Druckfeder 9 ist es nicht möglich, ein Öffnen bzw. Schließen der Kontakte der Betätigungseinrichtung 3 ohne ein Verrasten des Betätigungselementes 2 vorzunehmen. Hierdurch werden Manipulationen an der Schalteinrichtung z. B. dahin­ gehend unmöglich, daß das Auslöseelement 5 nur über einen bestimmten Weg in das Gehäuse 1 eingeschoben wird, bis die Kontakte geöffnet bzw. geschlossen sind, so daß ein kurzfristiges Stoppen der Maschine erfolgt, bevor das Auslöseelement 5 wieder in seine Ausgangsstellung zurückgezogen wird und somit die Ma­ schine wieder anlaufen kann.

Soll nun die Schalteinrichtung aus ihrer in Fig. 3 dargestellten betätigten Stellung in ihre in Fig. 2 dargestellte unbetätigte Stellung überführt werden, so muß das Auslöseelement 5 um 90° gedreht werden. Hierbei wird auch das Betätigungselement 2 um den gleichen Winkel gedreht, so daß die Rastnasen 16 in den Bereich einer Unterbrechung des Rastvorsprungs 26 gelangen. Hierbei dienen die Nocken 15 als Führungs­ elemente, die mit einer nicht näher dargestellten Ku­ lissenführung zusammenwirken. In dieser gedrehten Stellung entspannt sich die erste Druckfeder 8, so daß das Betätigungselement 2 zusammen mit dem Auslö­ seelement 5 in Achsrichtung des Gehäuses 1 verschoben werden und diese Bauteile ihre Ausgangspositionen einnehmen. Sobald die Rastnasen 16 an den Rastvor­ sprüngen 26 vorbeigeführt sind, wird die zur Lösung der Schalteinrichtung vorgenommene Drehung des Auslö­ seelementes 5 automatisch zurückgestellt, wobei die Rückstellkraft beispielsweise durch die Druckfeder 8 bereitgestellt werden kann. Es ist aber auch möglich, daß bereits durch die Kulissenführung eine automati­ sche Rückdrehung des Auslöseelementes 5 mit dem Betä­ tigungselement 2 durchgeführt wird.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
2 Betätigungselement
3 Betätigungseinrichtung
4 Schnapphaken
5 Auslöseelement
6 Zapfen
7 Öffnung
8 Druckfeder
9 Druckfeder
10 Grundkörper
11 Ringnut
12 Dichtung
13 Randabschnitt
14 Grundkörper
15 Nocken
16 Rastnase
17 Aufnahmeelement
18 Ausnehmung
19 Vorsprung
20 Absatz
8′ Druckfederabschnitt
9′ Druckfederabschnitt
21 Absatz
22 Abschnitt
23 Abschnitt
24 Abschnitt
25 Schrägfläche
26 Rastvorsprung
27 Schrägfläche
28 Anschlagfläche
29 Schrägfläche
30 Anschlagfläche
31 Anschlagschulter
32 Führungselement
33 Außenschulter
34 Aufnahme
35 Aufnahme
36 Steg (umlaufend)
37 Steg (umlaufend)
38 Schnapphaken
39 Ringschulter
40 Ringnut

Claims (21)

1. Schalteinrichtung, insbesondere Notaus-Schaltein­ richtung, bestehend aus einem Gehäuse (1), einem in Achsrichtung des Gehäuses (1) verschiebbar und relativ zum Gehäuse (1) zumindest beschränkt ver­ drehbar gelagerten Betätigungselement (2), welches zwischen zwei Schaltstellungen in Achsrichtung des Gehäuses (1) hin- und herbewegbar und in zumindest einer Schaltstellung mit dem Gehäuse (1) mittel- oder unmittelbar verrastbar ist, und einem Auslö­ seelement (5), welches mit dem Betätigungselement (2) verbunden und relativ zum Gehäuse (1) ver­ schiebbar ist, wobei zwischen dem Auslöseelement (5) und dem Gehäuse (1) ein erster Kraftspeicher (8) und zwischen dem Auslöseelement (5) und dem Betätigungselement (2) ein zweiter Kraftspeicher (9) angeordnet ist, von denen zumindest ein Kraft­ speicher (8) eine Rückstellkraft in einer Schalt­ stellung bereitstellt.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftspeicher als Druckfedern (8, 9) aus­ gebildet sind.

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfedern (8, 9) koaxial ineinanderlie­ gend angeordnet sind.

4. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftspeicher (8, 9) miteinander verbunden sind.

5. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöseelement (5) als Dreh-Druckschalter ausgebildet ist, der an seiner dem Betätigungsele­ ment (2) zugewandten Fläche konzentrisch angeord­ nete Aufnahmen (34, 35) für die Kraftspeicher (8, 9) aufweist.

6. Schalteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreh-Druckschalter einen im wesentlichen zentrisch angeordneten Zapfen (6) aufweist, der in eine korrespondierend ausgebildete Öffnung (7) des vorzugsweise als Betätigungsstößel ausgebildeten Betätigungselementes (2) einsteckbar ist, so daß der Dreh-Druckschalter mit dem Betätigungselement (2) verrastet.

7. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöseelement (5) einen das Gehäuse (1) übergreifenden Randabschnitt (13) aufweist.

8. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (2) an seiner dem Aus­ löseelement (5) zugewandten Stirnfläche eine vor­ zugsweise als Ringnut (40) ausgebildete Ausnehmung aufweist, in welcher der zweite Kraftspeicher (9) angeordnet ist.

9. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (2) an seinem dem Aus­ löseelement (5) abgewandten Ende Rastelemente (16) aufweist, die mit korrespondierenden Rastvorsprün­ gen (26) im Gehäuse (1) zusammenwirken, wobei die Rastelemente (16) in einer Schaltstellung unter den Rastvorsprüngen (26) zur Anlage gelangen.

10. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (2) zumindest einen, vorzugsweise zwei diametral gegenüberliegend ange­ ordnete Nocken (15) aufweist, welcher bzw. welche im wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse des Betätigungselementes (2) an dessen dem Auslöseele­ ment (5) abgewandten Ende angeordnet ist bzw. sind und welcher bzw. welche mit einer im Gehäuse (1) angeordneten Kulissenführung derart zusammenwir­ ken, daß das Betätigungselement (2) bei Drehung des Auslöseelementes (5) aus einer ersten in eine zweite Schaltstellung überführt wird.

11. Schalteinrichtung nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Nocken (15) und die Rastelemente (16) in gleichen Kreisbogenabschnitten zueinander am Betä­ tigungselement (2) angeordnet sind, wobei vorzugs­ weise die Rastelemente (16) einerseits und die Nocken (15) andererseits diametral gegenüberlie­ gend angeordnet sind.

12. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (2) mit dem Auslöseele­ ment (5) verrastet ist, wobei vorzugsweise das Be­ tätigungselement (2) eine Öffnung (7) mit einer in die Öffnung (7) vorstehenden Schulter (39) hat, in welche ein Zapfen (6) des Auslöseelementes (5) eingreift, der die Schulter (39) hintergreifende Schnapphaken (38) hat.

13. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungselement (2) drehfest mit dem Auslöseelement (5) verbindbar ist.

14. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am, dem Auslöseelement (5) abgewandten Ende des Betätigungselementes (2) eine Betätigungsein­ richtung (3) zur elektrischen Betätigung, insbe­ sondere Abschaltung des angeschlossenen elektri­ schen Verbrauchers angeordnet ist.

15. Schalteinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (3) scheibenförmig ausgebildet und vorzugsweise mit dem Betätigungs­ element (2) verrastbar ist.

16. Schalteinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Druckfedern (8, 9) einstückig aus­ gebildet sind.

17. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöseelement (5) gemeinsam mit dem Betä­ tigungselement (2) um vorzugsweise 90° drehbar im Gehäuse (1) gelagert ist.

18. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslöseelement (5) eine in seiner Mantel­ fläche umlaufende Ringnut (11) aufweist, in wel­ chem eine Dichtung (12), vorzugsweise einstückig mit dem Auslöseelement (5) ausgebildet, angeordnet ist, mit welcher das Auslöseelement (5) gegenüber dem Gehäuse (1) abgedichtet ist.

19. Schalteinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungseinrichtung (3) bei nicht betä­ tigtem, d. h. bei nicht in das Gehäuse (1) einge­ schobenem Auslöseelement (5) bzw. Betätigungsele­ ment (2) an einer Anschlagschulter (31) im Gehäuse (1) anliegt, so daß das Betätigungselement (2) und das Auslöseelement (5) durch die Betätigungsein­ richtung (3) unverlierbar und nicht herausziehbar im Gehäuse (1) arretiert sind.

20. Schalteinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (6) des Dreh-Druckschalters im Querschnitt polygonal ausgebildet ist bzw. der Dreh-Druckschalter eine korrespondierend ausgebil­ dete Öffnung (7) für den Eingriff des Zapfens (6) aufweist, wobei der Zapfen (6) mit der Öffnung (7) als Verdrehsicherung des Dreh-Druckschalters relativ zum Betätigungselement (2) dient.

21. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreh-Druckschalter als pilzförmiger Dreh-Druckknopf ausgebildet ist.