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Die Erfindung betrifft einen Rundfußschalter mit einem oder mehreren Schaltelementen, die über einen linear verschiebbaren Stößel betätigt werden, der mit einem zentral befestigten, kipp- und schiebbaren Fußbetätigungselement gekoppelt ist.
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Rundfußschalter werden in vielen Bereichen eingesetzt und verfügen über ein häufig rundes, in einer Ruhelage horizontal ausgerichtetes Betätigungselement, das sowohl bei außermittiger Betätigung kippend als auch bei mittiger Betätigung in Abwärtsrichtung betätigt werden kann. Die Betätigung des Fußbetätigungselements wird über einen Stößel auf das oder die Schaltelemente übertragen, wobei die Schaltfunktion sowohl bei einer Kippbetätigung als auch bei einer Drückbetätigung qualitativ gleich ist.
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Es können dabei zwei oder auch mehrere Schaltelemente vorhanden sein, die – je nach Ausführungsform des Betätigungsantriebs – bei einer Betätigung des Fußbetätigungselements entweder im Wesentlichen gleichzeitig oder nacheinander schalten. Dabei werden Ausführungsformen mit zwei im Wesentlichen gleichzeitig schaltenden, elektrisch miteinander verschalteten Schaltelementen bevorzugt in Bereichen eingesetzt, in denen erhöhte Anforderungen an die Schaltsicherheit bestehen, beispielsweise im medizinischen Bereich. Ein typischer Anwendungsfall derartiger Ausführungsformen ist die Ansteuerung eines zahnmedizinischen Behandlungsgerätes.
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Es gibt jedoch auch Anwendungsfälle, in denen zwei oder mehr im Wesentlichen nicht gleichzeitig schaltende Schaltelemente dazu verwendet werden, um über mehr oder weniger starkes Niederdrücken oder Kippen des Betätigungselementes unterschiedliche Funktionen des oder der angesteuerten Geräte auszuwählen. Die Signalübertragung zum anzusteuernden Gerät kann dabei leitungsgebunden oder drahtlos erfolgen, wobei erforderlichenfalls im Schalter geeignete Spannungsquellen vorzusehen sind.
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Die Druckschrift
CN205104381 U beschreibt einen derartigen Rundfußschalter. Nachteil dieses Schalters ist die komplizierte Montage. Ferner sind Ausführungsformen mit mehreren Schaltelementen, die im Wesentlichen nicht gleichzeitig schalten, schwer zu realisieren.
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Die Druckschrift
CN 105390309 A betrifft ebenfalls einen Rundfußschalter der eingangs genannten Art. Bedingt durch eine stehende Anordnung des Schaltelementes des beschriebenen Rundfußschalters weist der Schalter eine hohe minimale Bauhöhe auf. Auch hier sind Ausführungsformen mit mehreren Schaltelementen schwer zu realisieren, die im Wesentlichen nicht gleichzeitig schalten. Ferner ist bei Betätigung des Schalters dessen Gehäuseinneres zugänglich für Flüssigkeiten, was die Einhaltung der für medizinische Geräte anzuwendenden Teile der
Europäischen Norm EN 60601 drastisch erschwert.
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Gegenstand der Druckschrift
EP 1 998 703 B1 ist ein Rundfußschalter für den Einsatz im medizinischen oder dentalmedizinischen Bereich, mit dessen Konzept Ausführungsformen mit mehreren Schaltelementen, die im Wesentlichen nicht gleichzeitig schalten, hergestellt werden können. Der Schalter weist dazu Mikroschalter als Schaltelemente auf, die hochkant stehend neben dem Stößel angeordnet sind. Bei einer Bewegung des Stößels nach unten drückt der Stößel Betätigungselemente für die Mikroschalter nach außen und löst dadurch den Schaltvorgang aus. In unterschiedlicher Bauhöhe ausgeführte oder in unterschiedlicher Höhe neben dem Stößel angeordnete Betätigungselemente, an denen sich der Stößel vorbeibewegt, lösen den Schaltvorgang entsprechend bei unterschiedlichen Stößelstellungen aus. Nachteilig sind bei diesem Schalter die äußerst hohe Zahl an Einzelteilen und die dadurch sowie durch die gewählte Art des Betätigungsantriebes bedingte schwierige Montage.
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Aufgabe der Erfindung ist somit die Schaffung eines einfach zu montierenden Rundfußschalters niedriger Bauhöhe, bei dem Ausführungsformen des Betätigungsantriebes möglich sind, die bei mehreren Schaltelementen diese bei Betätigung des Betätigungselementes entweder im Wesentlichen gleichzeitig, oder im Wesentlichen nacheinander schalten. Es ist eine weitere Aufgabe, den Rundfußschalter so zu gestalten, dass die für derartige medizinische Geräte anzuwendenden Abschnitte der EN 60601 leicht eingehalten werden können, insbesondere solche, die das Verhindern des Eindringens von Flüssigkeiten betreffen.
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Diese Aufgabe wird durch einen Rundfußschalter mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst.
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Ein erfindungsgemäßer Rundfußschalter weist mindestens ein Schwenkelement auf, das einerseits mit dem Fußbetätigungselement und andererseits mit jeweils mindestens einem der Schaltelemente zusammenwirkt, wobei zumindest dieses Schaltelement liegend angeordnet ist.
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Das Schwenkelement dient der Übertragung der Auslösebewegung des Stößels auf das mindestens eine Schaltelement. Wenn mehrere Schaltelemente eingesetzt werden, können durch unterschiedlich ausgebildete Schwenkelemente leicht unterschiedliche Schaltpunkte für die verschiedenen Schaltelemente realisiert werden, ohne dass die Befestigung der Schaltelemente innerhalb eines Schaltergehäuses modifiziert werden muss. Durch die liegende Anordnung des Schaltelements oder der Schaltelemente kann zudem auf einfache Weise eine Abdichtung des Schaltergehäuses erfolgen, z.B. durch eine elastische Dichtung zum Betätigungselement hin.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mithilfe von Figuren näher erläutert.
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Es zeigt:
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1 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Rundfußschalters für leitungsgebundenen Betrieb,
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2 eine perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäßen Rundfußschalters für leitungsgebundenen Betrieb in der Ausführung mit zwei Schaltelementen für im Wesentlichen gleichzeitiges Schalten,
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3 einen Schnitt durch den Rundfußschalter nach 1 und 2 senkrecht zum abgehenden Leitungssatz durch die Mitte des durch die Schalterkontur definierten Kreises und
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4 einen vergrößerten Ausschnitt der 3.
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In 1 ist ein Rundfußschalter 1 mit einem für den leitungsgebundenen Betrieb erforderlichen Leitungssatz 2 gezeigt. Ein Gehäuseoberteil 3 weist für die Durchführung des Leitungssatzes 2 einen Leitungsdurchführungsbereich 4 auf, der mit einem Abdichtelement 5 und/oder einer Abdichtmasse 6 versehen ist. Bei – hier nicht dargestellten – Ausführungsformen für den drahtlosen Betrieb entfallen der Leitungssatz 2 und der Leitungsdurchführungsbereich 4. Stattdessen kann das Gehäuseoberteil 3 eine an diesem angebrachte oder angeformte Modulkammer zur Aufnahme eines Kommunikationsmoduls aufweisen. Diese Modulkammer kann entfallen, wenn das Kommunikationsmodul im Schaltergehäuse untergebracht ist.
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Oberhalb des Gehäuseoberteils 3 ist das Fußbetätigungselement 7 mit der Abdeckung 8 angeordnet, wobei die Abdeckung 8 in geeigneter Weise am Fußbetätigungselement 7 befestigt, beispielsweise mit diesem verklebt ist. Die Befestigung und Lagerung des Fußbetätigungselementes 7 ist weiter unten im Zusammenhang mit den Beschreibungen der übrigen Figuren beschrieben.
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2 zeigt die Ausführungsform des Rundfußschalters 1 aus 1 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung. Eine Grundplatte 9 ist einstückig mit Schaltelementaufnahmen 10, Schwenkelementaufnahmen 11, Leitungsführungen 12 und einem Zapfen 13 ausgebildet. Die Schaltelementaufnahmen 10 dienen zur Aufnahme der mit dem Leitungssatz 2 verbundenen Schaltelemente 14. In den Schwenkelementaufnahmen 11 sind Schwenkelemente 15 schwenkbar gelagert. Ein Stößel 16 ist über eine mittige Bohrung geeigneter Größe durch den Zapfen 13 geführt und ruht auf zwei konzentrisch angeordneten Rückstellfedern 17, die an beiden Enden in Nuten der Grundplatte 9 und des Stößels 16 aufgenommen sind. Die Verwendung von zwei Rückstellfedern dient beim gezeigten Schalter 1 lediglich Redundanzzwecken, also dazu, den Schalter 1 auch beim Ausfall einer der Federn noch sicher zurückzustellen. Es versteht sich daher, dass auch die Verwendung lediglich einer Rückstellfeder möglich ist. Ebenso ist die Verwendung weiterer und/oder anders angeordneter Rückstellfedern grundsätzlich möglich.
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In einer mittig angeordneten Öffnung des Gehäuseoberteils 3 ist eine elastische Dichtung 18 eingefügt, die durch einen Klemmring 19 zusätzlich gesichert ist. Der Klemmring 19 ist zusammen mit der Grundplatte 9 mittels Montageschrauben 20 mit dem Gehäuseoberteil 3 verschraubt, wobei der Stößel 16 durch die mittige Öffnung der elastischen Dichtung 18 hindurchragt und dadurch die Abdichtung des Schaltergehäuses zum Betätigungselement hin sicherstellt. Über einen Klemmbügel 21 und in das Gehäuseoberteil 3 geschraubte Klemmschrauben 22 ist der Leitungssatz 2 gegenüber dem Gehäuseoberteil 3 gegen Zug gesichert.
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Mittels Bodenschrauben 23 ist der Gehäuseboden 24 am Gehäuseoberteil 3 befestigt und schließt dieses mithilfe einer Dichtung 25 dicht nach unten ab. In geeigneter Weise, beispielsweise durch Kleben, ist an der Unterseite des Gehäusebodens 24 eine ein- oder mehrteilige Bodenauflage 26 angebracht, über die der Schalter 1 auf dem Boden ruht die unbeabsichtigtes Verrutschen des Schalters 1 erschwert. Statt der Bodenauflage 26 können auch drei oder mehr – hier nicht gezeigte – Füße verwendet werden.
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Das Fußbetätigungselement 7 liegt auf dem Stößel 16 auf und ist mittels einer Halteschraube 27 und einer Haltekalotte 28 kippbar am Zapfen 13 befestigt. Die Halteschraube 27 und die Haltekalotte 28 sind durch die Abdeckung 8 abgedeckt, die im zusammengebauten Zustand des Schalters 1 in geeigneter Weise auf dem Fußbefestigungselement 7 befestigt, beispielsweise mit diesem verklebt ist.
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3 und 4 zeigen einen Schnitt durch den Rundfußschalter 1 nach 1 senkrecht zum abgehenden Leitungssatz 2 durch die Mitte des durch die Schalterkontur definierten Kreises. Das Fußbetätigungselement 7 kann vorteilhaft ein elastisches Anschlagelement 29 aufweisen, das bei voller Kippauslenkung des Fußbetätigungselementes 7 bewirkt, dass ein Anschlaggeräusch gedämpft und das Gehäuseoberteil 3 und das Fußbetätigungselement 7 vor Beschädigung geschützt werden.
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Erläuterungen zur Ausführungsform für im Wesentlichen nicht gleichzeitiges Schalten werden nachfolgend mit Bezug auf 3 gegeben. Es versteht sich, dass die Zahl der Schaltelemente nicht auf zwei beschränkt ist, sondern dass eine beliebige, lediglich durch den verfügbaren Bauraum und die Größe der Schaltelemente begrenzte Anzahl von Schaltelementen möglich ist.
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Gezeigt ist der Schalter im Ruhezustand. Hergestellt wird der Ruhezustand durch die auf den Stößel 16 ausgeübte Kraft der Rückstellfedern 17. Wenn das Betätigungselement 7 gekippt ist, wird der Stößel 16 dadurch mit seiner Kuppelfläche 30 gegen eine der Kipplage entsprechende Stelle des unteren Muldenrandes 31 gedrückt, wodurch das Betätigungselement 7 auf der Haltekalotte 28 gleitend in die Horizontallage geschwenkt wird. Danach, oder wenn das Betätigungselement 7 nicht gekippt ist, wird der Stößel 16 mit seiner Kuppelfläche 30 gegen die untere Muldenfläche 32 des Betätigungselementes 7 gedrückt, woraufhin das Betätigungselement 7 aufwärts in die Ruhelage gehoben wird.
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Dementsprechend wird in umgekehrter Wirkrichtung sowohl bei kippender Betätigung als auch bei Betätigung des Fußbetätigungselementes 7 in Abwärtsrichtung der Stößel 16 stets entgegen der Kraft der Rückstellfedern 17 in Abwärtsrichtung bewegt. Nach einer vorgegebenen Weglänge greift die Stirnfläche 33 des Stößels 16 in die Stößelfläche 34 eines oder mehrerer Schwenkelemente 15 ein, woraufhin das oder die Schwenkelement(e) 15 um ihre Lagerachse(n) 35 nach außen schwenken und mit der jeweiligen Schalterfläche 36 das Schaltelement 14 betätigen. Die Schwenkelemente 15 sind demgemäß als zweiseitige Hebel ausgebildet, wobei ein erster Hebelarm unter einen Rand des Stößels 16 ragt und ein zweiter Hebelarm auf einen Betätigungsknopf des zugeordneten Schaltelements 14 einwirkt.
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Ein im Wesentlichen nicht gleichzeitiges Schalten kann beispielsweise durch unterschiedliche Ausbildung der Schwenkelemente 15 in der Weise erreicht werden, dass dadurch eine unterschiedliche Weglänge des Stößels 16 bis zum Eingriff vorgegeben wird. In bevorzugter Weise kann dies durch unterschiedliche Anordnungen von Stößel- und Schalterfläche 34, 36 eines Schwenkelementes 15 zueinander und/oder zur zugehörigen Lagerachse 35 erreicht werden. In ebenfalls bevorzugter Weise kann die Weglänge über Einstellelemente in der Stößel- und/oder Schalterfläche 34, 36 eingestellt werden, beispielsweise über Anschlagschrauben. Die generelle Funktionsweise des Betätigungsantriebes ändert sich durch derartige Maßnahmen nicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rundfußschalter
- 2
- Leitungssatz
- 3
- Gehäuseoberteil
- 4
- Leitungsdurchführungsbereich
- 5
- Abdichtelement
- 6
- Abdichtmasse
- 7
- Fußbetätigungselement
- 8
- Abdeckung
- 9
- Grundplatte
- 10
- Schaltelementaufnahme
- 11
- Schwenkelementaufnahme
- 12
- Leitungsführung
- 13
- Zapfen
- 14
- Schaltelement
- 15
- Schwenkelement
- 16
- Stößel
- 17
- Rückstellfeder
- 18
- Elastische Dichtung
- 19
- Klemmring
- 20
- Montageschraube
- 21
- Klemmbügel
- 22
- Klemmschraube
- 23
- Bodenschraube
- 24
- Gehäuseboden
- 25
- Dichtung
- 26
- Bodenauflage
- 27
- Halteschraube
- 28
- Haltekalotte
- 29
- Anschlagelement
- 30
- Kuppelfläche
- 31
- Unterer Muldenrand
- 32
- Untere Muldenfläche
- 33
- Stirnfläche
- 34
- Stößelfläche
- 35
- Lagerachse
- 36
- Schalterfläche
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 205104381 [0005]
- CN 105390309 [0006]
- EP 1998703 B1 [0007]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Europäischen Norm EN 60601 [0006]
- EN 60601 [0008]
