DE19755988A1 - Schalteinrichtung für mit Hochspannung arbeitende Elektrogeräte wie z. B. tragbare Oberflächenprüfgeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schalteinrichtung für mit Hochspannung arbeitende Elektrogeräte wie z. B. tragbare Oberflächenprüfgeräte, mit einem Bedienta­ ster, der ausgehend von einer Ruhestellung über eine einen ersten Schaltkon­ takt öffnende/schließende Mittelstellung in eine einen zweiten Schaltkontakt öffnende/schließende Endstellung betätigbar ist.

Bei der Oberflächenprüfung und insbesondere der Beschichtungsprüfung wer­ den tragbare Prüfgeräte eingesetzt, die zur Erzeugung der zur Oberflächenprü­ fung verwendeten Entladungsspannung auf sehr hohem Spannungsniveau be­ trieben werden müssen. Bei solchen Geräten muß verhindert werden, daß es durch Berührungen spannungsführender Teile zu einer Gefährdung der Bedien­ person durch elektrische Spannungsüberschläge kommen kann. Zur Vermei­ dung von Unfallrisiken ist selbstverständlich die wichtigste Maßnahme, eine sehr gute Isolierung des Gerätes im Bereich der Handgriffe vorzusehen, um so ein unbeabsichtigtes Berühren der Hochspannung zu vermeiden. Gleichwohl können Situationen nicht gänzlich ausgeschlossen werden, in denen es durch unbeabsichtigtes Berühren der Elektroden des Gerätes zu einem elektrischen Schlag für die Bedienperson kommen kann. Hierdurch tritt eine Verkrampfung der Handmuskulatur ein, wobei je nach Art dieser Verkrampfung der Bedien­ taster des Elektrogerätes entweder mit einem stärkeren Druck beaufschlagt oder aber losgelassen wird. Wird der Bedientaster losgelassen, führt dies ohne weiteres zur gewünschten Abschaltung des Elektrogerätes. Kritisch sind hin­ gegen die Situationen, in denen aufgrund der Verkrampfung der Taster, wel­ cher während des Betriebes des Elektrogerätes ständig niedergedrückt werden muß, nicht mehr losgelassen werden kann, vielmehr infolge der Verkrampfung ein noch stärkerer Druck auf den Taster ausgeübt wird.

Um solchen Situationen sicherheitstechnisch entgegenzuwirken, ist aus der DE 44 11 305 A1 ein in zwei Stufen arbeitender Taster bekannt, wobei dieser eine Mittelstellung aufweist, in der eine erste Steuerleitung verbunden bzw. unter­ brochen ist, und der Taster aus seiner Mittelstellung sowohl vorwärts über die Mittelstellung hinaus als auch rückwärts unter die Mittelstellung zurück ver­ schieblich ist, um so in eine zweite Stellung zu gelangen, in der das Elektroge­ rät wieder ausgeschaltet wird. Nachteilig an diesem Taster ist, daß dieser zur Erreichung der beiden Kontaktstellungen einen relativ großen Hub aufweist, wodurch sich die Bauhöhe und damit das Volumen des Elektrogerätes vergrö­ ßert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schalteinrichtung für hochspannungsbetriebene Elektrogeräte mit geringer Bauhöhe zu schaffen.

Zur Lösung wird bei einer Schalteinrichtung mit den eingangs genann­ ten Merkmalen vorgeschlagen, daß sich quer zur Bewegungsachse des Be­ dientasters ein für beide Schaltkontakte gemeinsames Druckübertragungsele­ ment erstreckt, auf dessen einer, dem Bedientaster zugewandten Seite der Bedientaster zumindest in seiner Mittelstellung und in seiner Endstellung an­ liegt, und an dessen anderer, dem Bedientaster abgewandten Seite eine erste Druckfläche zur Beaufschlagung des ersten Schaltkontakts und eine zweite Druckfläche zur Beaufschlagung des zweiten Schaltkontakts angeordnet ist.

Durch Verwendung eines sich quer zur Bewegungsachse des Bedientasters erstreckenden Druckübertragungselements, welches beiden Schaltkontakten gemeinsam ist, lassen sich die von dem ersten Schaltkontakt und dem zweiten Schaltkontakt durchgeführten Schaltvorgänge innerhalb einer sehr geringen Einbautiefe unterbringen, wodurch sich eine besonders raumsparende Anord­ nung der Schalteinrichtung ergibt.

Gemäß einer ersten Ausführungsvariante sind die beiden Schaltkontakte zu beiden Seiten der Bewegungsachse des Bedientasters angeordnet, wobei der erste Schaltkontakt der Bewegungsachse näher ist, als der zweite Schaltkon­ takt. In Folge dieser asymmetrischen Anordnung der beiden Schaltkontakte bezüglich der Bewegungsachse des Bedientasters tritt mit Niederdrücken des Bedientasters eine zunächst einseitige Verschwenkung des Druckübertra­ gungselementes ein, bis dieses den ersten Schaltkontakt betätigt. Auf weitere Erhöhung der Kraft auf den Bedientaster hin erfolgt eine entgegengesetzte Verschwenkung des Druckübertragungselementes, da dieses dann bereits an dem ersten Schaltkontakt anliegt, und dieser während der zweiten Schaltstufe gleichsam als Gelenk für eine nunmehr gegensinnige Verschwenkung des Druckübertragungselementes dient, bis dieses zugleich beide Schaltkontakte beaufschlagt und das Gerät ausschaltet.

Bei einer alternativen Variante der Schalteinrichtung ist vorgesehen, daß die beiden Schaltkontakte im wesentlichen symmetrisch zu beiden Seiten der Be­ wegungsachse des Bedientasters angeordnet sind, daß, ebenfalls zu beiden Seiten der Bewegungsachse, der Betätigungseinrichtung des Druckübertra­ gungselementes entgegengerichtete Federn auf das Druckübertragungsele­ ment einwirken, und daß die auf Seiten des ersten Schaltkontaktes wirkende Feder ein schwächeres Rückstellmoment auf das Druckübertragungselement ausübt, als die auf Seiten des zweiten Schaltkontaktes wirkende Feder. Bei dieser Variante wird die Art und Weise, in der das Druckübertragungselement dem Druck des Bedientasters folgt, durch die unterschiedlichen Rückstellmo­ mente der Federn bestimmt. Durch eine entsprechende Einstellung der Federn ist ein sehr genauer Abgleich der Schalteinrichtung mit genau definierten Schaltpunkten in der Mittelstellung und der Endstellung möglich.

Vorzugsweise ist das Druckübertragungselement nach Art einer Wippe ohne festen Drehpunkt ausgebildet. Dies ermöglicht eine mit sehr geringem Betäti­ gungshub arbeitende Schalteinrichtung unter Verwendung preiswert herstell­ barer Teile für das wippenförmige Druckübertragungselement und gegebenen­ falls die Federn. Ein weiterer Vorteil der Wippe besteht in der guten Erreich­ barkeit der für die Schaltvorgänge erforderlichen Elemente, so daß sich die Druckpunkte für die den ersten Schaltkontakt öffnende/schließende Mittelstel­ lung sowie die den zweiten Schaltkontakt öffnende/schließende Endstellung einfach justieren lassen. Die Baukonstruktion nach Art einer Wippe läßt außer­ dem einen einfachen Austausch der Teile im Reparaturfall zu.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform finden sich Drucküber­ tragungselemente und Schaltkontakte in einem rohrförmigen Gehäuse, durch welches das Hochspannungskabel des Elektrogerätes hindurchgeführt ist.

Gemäß einer ersten Variante für den Bedientaster ist dieser mit einem durch Finger- oder Daumendruck bedienbaren Knopf versehen. Eine Variante des Bedientasters zeichnet sich durch eine von der Hand der Bedienperson teil­ weise umschlossene Griffschale aus. Diese Ausführungsvariante berücksich­ tigt, daß von einer etwaigen Verkrampfung nicht nur die einzelnen Finger, sondern die gesamte Hand der Bedienperson betroffen ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Auf der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch das Gehäuse eines hochspannungs­ betriebenen Elektrogerätes mit einer darin angeordneten Schalt­ einrichtung;

Fig. 2a-2c in einer Prinzipdarstellung die Arbeitsweise eines wippenförmigen Druckübertragungselementes im Zusammenwirken mit Federn und Schaltkontakten gemäß einer weiteren Bauvariante.

Fig. 1 zeigt das Gehäuse 1 eines hochspannungsbetriebenen Elektrogerätes in jenem Bereich, in dem das Elektrogerät von der Hand der Bedienperson um­ griffen wird. Hierzu ist das Gehäuse 1 rohrförmig gestaltet. Durch das Gehäu­ se 1 führt eine Hochspannungsleitung 2 hindurch, welche zu einer auf der Zeichnung nicht dargestellten Prüfspitze oder Prüfsonde des Elektrogerätes führt. Zum Ein- und Ausschalten der Hochspannungsleitung 2 ist eine an eine Schaltleitung 3 angeschlossene Schalteinrichtung 4 vorgesehen. Bei der Schaltleitung 3 handelt es sich vorzugsweise um einen Lichtleiter, um Beein­ flussungen der Schaltsignale durch die von der Hochspannungsleitung 2 er­ zeugten elektrischen Streufelder zu vermeiden. Der Lichtleiter der Schaltlei­ tung 3 ist über einen Adapter 5 an einen Empfänger 6 der Schalteinrichtung angeschlossen. Zur Bereitstellung der Energie für die Lichtsignale ist ferner ei­ ne Batterie 7 vorgesehen.

Die Schalteinrichtung 4 verfügt über zwei Schaltkontakte 8, 9, die, ebenso wie die Batterie 7 und der Empfänger 6 des Lichtleiters, auf einer im Gehäuse 1 angeordneten elektrischen Platine 10 angeordnet sind.

Die Druckbeaufschlagung der beiden Schaltkontakte 8, 9 erfolgt über einen mit einem Knopf 11 aus dem Gehäuse 1 herausragenden Bedientaster 12 so­ wie ein zwischengeschaltetes Druckübertragungselement 13, welches sich zwischen Bedientaster 12 und den beiden Schaltkontakten 8, 9 befindet. Der vorzugsweise federnd gestaltete Bedientaster 12 ist an seinem in das Gehäuse 1 hineinragenden Ende mit einem Druckelement 14 versehen, welches der Oberseite 15 des nach Art eines flachen Balkens ausgebildeten Druckübertra­ gungselementes 13 gegenüberliegt. Auf diese Weise sind Bedientaster 12 und Druckübertragungselement 13 in der Ruhestellung mechanisch entkoppelt. Auf seiner anderen, dem Bedientaster 12 abgewandten Seite weist das Drucküber­ tragungselement 13 Druckflächen 15, 16 auf, von denen die Druckfläche 15 dem ersten Schaltkontakt 8 und die Druckfläche 16 dem zweiten Schaltkon­ takt 9 gegenüberliegt.

Die Fig. 1 läßt ferner erkennen, daß das bezüglich der Bewegungsachse 17 des Bedientasters 12 wie ein flacher Querbalken gestaltete Druckübertra­ gungselement 13 an seinen beiden Enden über Federn 18, 19 an der Platine 10 abgestützt ist. Beim Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Federn 18, 19 um Druckfedern, die demgemäß das Druckübertragungselement 13 an seiner dem Bedientaster 12 abgewandten Unterseite beaufschlagen, an der auch die Schaltkontakte 8, 9 angeordnet sind.

Auf der Zeichnung sind die Federn 18, 19 getrennt von den Schaltkontakten 8, 9 dargestellt. Ebenso ist es aber auch möglich, die Federn 18, 19 als fe­ dernde Elemente in den Schaltkontakten zu integrieren.

Die Bedeutung des Druckübertragungselementes und dessen Zusammenwirken mit den Schaltkontakten und den Federn wird nachfolgend anhand der Fig. 2a bis 2c erläutert. Darin sind die betreffenden Bauteile stark schematisch dar­ gestellt.

Fig. 2a zeigt die Ruhestellung, in der der Bedientaster drucklos ist und daher auch keinen Druck auf das Druckübertragungselement 13 ausübt. Die Bewe­ gungsachse 17 des Bedientasters ist eingezeichnet; sie befindet sich genau mittig zwischen den Ebenen 20, 21 der beiden Schaltkontakte 8, 9. Bei der in den Fig. 2a bis 2c dargestellten Variante befindet sich die Bewegungsachse 17 des Bedientasters also exakt in der Mitte zwischen den Ebenen 20, 21 der Schaltkontakte 8, 9.

Wird nunmehr gemäß Fig. 2b ein Druck auf den Bedientaster ausgeübt, über­ trägt sich dieser Druck nach kurzem Leerhub auf das Druckübertragungsele­ ment 13, wobei die Federn 18, 19 nachgeben. Bei der Ausführungsform der Fig. 2a bis 2c ist die Kennlinie der Feder 19 jedoch steifer als jene der Feder 18, was auf der Zeichnung durch die Verwendung zweier parallel geschalteter Federn 19 dargestellt ist. Bei der Druckbeaufschlagung gemäß Fig. 2b senkt sich daher in Folge des geringeren Rückstellmomentes der Feder 18 im Ver­ gleich zu der doppelten Feder 19 das Druckübertragungselement 13 dort ab, wo sich die Feder 18 befindet, bis das Druckübertragungselement 13 an dem dort angeordneten Schaltkontakt 8 anliegt. Dies ist die Mittelstellung, in der ausschließlich der erste Schaltkontakt 8 betätigt wird. Das Druckübertra­ gungselement 13 nimmt hierbei eine verschwenkte Lage nach Art einer ein­ seitig belasteten Wippe ein.

Wird gemäß Fig. 2c der Druck weiter erhöht, indem der Bedientaster beson­ ders stark gedrückt wird, senkt sich das Druckübertragungselement 13 auch im Bereich der ein höheres Rückstellmoment aufweisenden Feder 19 ab, bis das Druckübertragungselement 13 in seiner Endstellung beide Schaltkontakte 8, 9 zugleich beaufschlagt. Der Vergleich der Fig. 2b und 2c läßt ferner er­ kennen, daß bei der Überführung von der Mittelstellung in die Endstellung der Schaltkontakt 8 gleichsam als Gelenk dient, um den das Druckübertragungs­ element 13 verschwenkt, bis dieses zugleich an beiden Schaltkontakten 8, 9 anliegt.

Die "asymmetrische" Beaufschlagung der beiden Schaltkontakte 8, 9 wird bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 2a bis 2c durch die unterschiedliche Rückstellkraft der beiden Federn 18, 19 erzeugt. Bei einer anderen Variante, welche in Fig. 1 dargestellt ist, werden hingegen gleichstarke Federn 18, 19 verwendet. Die erforderliche Asymmetrie wird in diesem Fall durch die Lage der Bewegungsachse 17 bezüglich der Lage der beiden Ebenen 20, 21 der Schaltkontakte 8, 9 bestimmt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 befindet sich die Bewegungsachse 17 nicht symmetrisch zwischen den Ebenen 20, 21, sondern näher an jener Ebene 20, in der sich der erste, zunächst zu betäti­ gende Schaltkontakt 8 befindet.

Fig. 1 läßt ferner erkennen, daß zur Betätigung des Bedientasters 12 wahl­ weise der durch Daumendruck betätigbare Knopf 11 verwendet werden kann, oder aber eine in Fig. 1 gestrichelt dargestellte, einseitig angelenkte Griff­ schale 22. Die Griffschale 22 kann von der Hand der Bedienperson zumindest teilweise umschlossen werden, was zu einem besonders zuverlässigen Arbei­ ten mit dem Elektrogerät führt, da dieses von der ganzen Hand umschlossen wird und daher auch im Fall einer Verkrampfung die ganze Hand einen Druck auf den Bedientaster ausübt.

Die Betriebsstellung ist jene Mittelstellung des Druckübertragungselementes 13, bei der ausschließlich der erste Schaltkontakt 8 betätigt wird. Über einen auf der Zeichnung nicht erkennbaren Hochspannungsschalter wird in diesem Fall die Hochspannungsleitung 2 auf Durchgang geschaltet. Wird der Druck auf den Bedientaster 12 über diese Mittelstellung hinaus stark erhöht, wie dies bei einem Verkrampfen der Hand der Fall ist, wird das Druckübertragungsele­ ment 13 in die in Fig. 2c dargestellte Stellung überführt, bei der zusätzlich der zweite Schaltkontakt 9 betätigt wird, was systemintern in ein Ausschaltsignal umgesetzt wird.

Bezugszeichenliste

1

Gehäuse

2

Hochspannungsleitung

3

Schaltleitung

4

Schalteinrichtung

5

Adapter

6

Empfänger

7

Batterie

8

Schaltkontakt

9

Schaltkontakt

10

Platine

11

Knopf

12

Bedientaster

13

Druckübertragungselement

14

Druckelement

15

Druckfläche

16

Druckfläche

17

Bewegungsachse des Bedientasters

18

Feder

19

Feder

20

Ebene

21

Ebene

22

Griffschale

Claims (7)

1. Schalteinrichtung für mit Hochspannung arbeitende Elektrogeräte wie z. B. tragbare Oberflächenprüfgeräte, mit einem Bedientaster (12), der aus­ gehend von einer Ruhestellung über eine einen ersten Schaltkontakt (8) öffnende/schließende Mittelstellung in eine einen zweiten Schaltkontakt (9) öffnende/schließende Endstellung betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich quer zur Bewegungsachse (17) des Bedientasters (12) ein für beide Schaltkontakte (8, 9) gemeinsames Druckübertragungselement (13) erstreckt, auf dessen einer, dem Bedientaster (12) zugewandten Seite der Bedientaster (12) zumindest in seiner Mittelstellung und in seiner Endstel­ lung anliegt, und an dessen anderer, dem Bedientaster (12) abgewandten Seite eine erste Druckfläche (15) zur Beaufschlagung des ersten Schalt­ kontakts (8) und eine zweite Druckfläche (16) zur Beaufschlagung des zweiten Schaltkontakts (9) angeordnet ist.

2. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schaltkontakte (8, 9) zu beiden Seiten der Bewegungsachse (17) des Bedientasters (12) angeordnet sind, und daß der erste Schaltkontakt (8) der Bewegungsachse (17) näher ist, als der zweite Schaltkontakt (9) (Fig. 1).

3. Schalteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Schaltkontakte (8, 9) im wesentlichen symmetrisch zu beiden Seiten der Bewegungsachse (17) des Bedientasters (12) angeordnet sind, daß, ebenfalls zu beiden Seiten der Bewegungsachse (17), der Betäti­ gungsrichtung des Druckübertragungselementes (13) entgegengerichtete Federn (18, 19) auf das Druckübertragungselement (13) einwirken, und daß die auf Seiten des ersten Schaltkontaktes (8) wirkende Feder (18) ein schwächeres Rückstellmoment auf das Druckübertragungselement (13) ausübt, als die auf Seiten des zweiten Schaltkontaktes (9) wirkende Feder (19) (Fig. 2a bis 2c).

4. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein Druckübertragungselement (13) nach Art einer Wippe ohne fe­ sten Drehpunkt.

5. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sich Druckübertragungselement (13) und Schaltkontakte (8, 9) in einem rohrförmigen Gehäuse (1) befinden, durch welches ein Hochspannungskabel (2) des Elektrogerätes hindurchgeführt ist.

6. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen durch Finger- oder Daumendruck bedienbaren Knopf (11) als Bedientaster.

7. Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine von der Hand der Bedienperson teilweise umschlossene Griff­ schale (22) für den Bedientaster.