DE2159681A1 - Betaetigungstaste fuer fotoelektrische schalter - Google Patents

Description

SEL KONTAKT-BAUELEiIEHTE G-.M.B.H.
ITürnberg

Case: H. Wolf 1

Betätigungstaste für fotoelektrische Schalter

Die Erfindung betrifft eine Betätigungstaste für Code-Schablonen von fotoelektrischen Schaltern mit einem Schnappmechanismus.

Bei fotoelektrischen Schaltern wird "bei der Betätigung mittels Blenden oder Code-Schablonen der Weg eines oder mehrerer Lichtstrahlen zwischen der Lichtquelle und den lichtempfindlichen Elementen unterbrochen oder freigegeben und dadurch ein elektrisches Signal erzeugt.

Aus der US-Patentschrift 3 056 030 ist es bekannt, mittels mechanisch starrer Hebel codierte Schablonen in den Strahlengang eines fotoelektrischen Schalters zu bringen. Aufgrund der Codierung ist es möglich, die betätigte Taste zu identifizieren und ihr eine bestimmte Funktion zuzuordnen.

In der deutschen Auslegeschrift 1 252 729 wird eine spezielle Anordnung von Reitern an den Tastenhebeln angegeben, die bei Betätigung der Taste in den Strahlengang des fotoelektrischen Schalters gebracht werden. Die Verweildauer der Reiter im Strahlengang hängt von der Zeit ab, während der die Taste gedrückt ist.

In der deutschen Auslegeschrift 1 561 211 sind an der

Hö/m - 25.11.1971 ./.

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Taste direkt "befestigte Oo de-Schal) Ionen "beschrieben, die in den Strahlengang des fotoelektrischen Schalters gebracht werden können und aufgrund der Codierung ein Identifizieren der Taste ermöglichen. Auch hier hängt die Verweildauer der in Punktion gebrachten Code-Schablone von der Betätigungsdauer der Taste ab. Ist kein gegenseitiges Verriegelungssystem für die Tasten vorgesehen, um das gleichzeitige Betätigen mehrerer Tasten zu verhindern, so führt das gleichzeitige Betätigen zweier oder mehrerer Tasten in dem fotoelektrischen Schalter zu Überlagerungserscheinungen, die zwangsläufig zu einer CodeVerfälschung führen.

Es wurde bereits vorgeschlagen, die Blendenschablonen von fotoelektrischen Schaltern über einen Schnappmechanismus zu betätigen, so daß über diesen Schnappmechanismus die Blendenschablonen unabhängig von der Art und Dauer der jeweiligen Tastenbetätigung kurzzeitig in den V/eg der Lichtstrahlen treten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hierfür einen Schnappmechanismus zu schaffen, der extrem kurze Schaltzeiten zuläßt, der leichtgängig ist und bei dem Prellerscheinungen verhindert und.schlagende Bewegungen weitgehend vermieden werden.

ü-emäß der Erfindung wird die Aufgabe für einen eingangs beschriebenen Schalter dadurch gelöst, daß der Schnappmechanismus eine zwischen zwei schwenkbaren Halterungen gewölbt eingespannte Feder mit zwei stabilen Lagen enthält.

In weiterer Ausbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, die eine Halterung der Feder mittelbar durch einen linear

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■beweglichen Teil, um einen solchen Winkel schwenkbar zu machen, dali die Feder von der einen stabilen-Lage in die andere stabile Lage umspringt. Die andere Halterung der Feder ist mit der Code-Bchablone verbunden.

Der üchnaT)piaechanismus gemäß der Erfindung beruht darauf, daiä bei e?ner Drehung einer Fed erhalte rung, die andere Federhalterung zunächst so lange in ihrer Lage verharrt, bis die eingespannte Feder eine- labile Lage einnimmt, aus der sie plötzlich in ihre andere stabile Lage umspringt und hierbei die bis dahin ruhende andere Halterung plötzlich um einen bestimmten Winkel dreht. Dieses plötzliche Umspringen ist sehr wesentlich für die Verwendung dieses Schnappmechanismuses in einem fotoelektxischen Schalter.

Das Prinzip des Schnappmechanismuses läßt sich wie folgt angeben:

Durch das Drehen der einen Halterung der Feder wird eine potentielle Verbiegungsenergie in die Feder gebracht, die beim Überschreiten der labilen Lage plötzlich in kinetische Energie umgewandelt wird. Das Anwachsen der potentiellen Energie, die in einer Zunahme der Verbiegung gespeichert wird, hängt von der Winkelgeschwindigkeit ab, mit der die eine Halterung bis zum Erreichen der labilen Lage gedreht wird, d.h. die Zunahme der potentiellen Energie hängt von der Zeit ab, die benötigt wird, die Taste niederzudrücken. Wird die labile Lage der Feder überschritten, so wandelt sich die potentielle Energie •in kinetische Energie um. Die Umwandlungszeit hängt jetzt nicht mehr von der Betätigungsd .uer ab, sondern allein

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von der Art der "benutzten Feder, der Halterung und der zu beschleunigenden Massen.

Mit der Erfindung lassen sich mehrere Vorteile erzielen.

Die Verweilzeiten der Code-Schablonen im fotoelektrischen Strahlengang können stark reduziert werden· ♦

Die Reibung im Schnappmechanismus wird durch die Achslagerung auf ein Mindestmaß beschränkt.

™ Die Verschleißerscheinungen werden dadurch gering gehalten, daß schlagende Bewegungen verhindert und das Gleiten längs einer Ebene und anschließend über eine Kante, wodurch man ebenfalls eine schnappende Bewegung erhalten kann, vermieden wird.

Die wenigen Teile, aus denen die Vorrichtung aufgebaut ist, die geringen Massen der Halterungen und der Code-Schablone, die die Verwendung einer vergleichsweise schwachen Blattfeder ermöglichen, und die stark reduzierte Reibung, die durch Verschmutzung nur wenig erhöht werden kann, da keine Schienen benutzt werden, gestatten es, daß der Schalter mit einer sehr geringen Kraft betätigt werden kann und bewirken, daß die Code-Schablone beim Schalten sehr stark beschleunigt wird, so daß sehr kurze Ausgangsimpulse erzielbar sind.

Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden.

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Figur 1 zeigt die Vorrichtung mit einer Blattfeder, die sich in der Ruhestellung befindet;

Figur 2 zeigt die Vorrichtung mit der Blattfeder, die gerade die Lage erreicht hat, in der sie umspringen wird.

Gemäß der Figur 1 ist an der Taste 8 ein federnd gelagerter schwenkbarer gabelförmiger Hebel 4 angeordnet, dessen abgebogener Teil in einem H-förmigen Ausschnitt 5 gelagert ist. Der Hebel 4 drückt entweder mit dem rechten oder linken Ende der Gabel auf eine unter ihm befindliche drehbar gelagerte Halterung 2 der gewölbt vorgespannten Feder 1. Die Halterung 2 stellt einen Teil einer Scheibe dar, der um seinen Mittelpunkt drehbar ist und auf dem in gleichem Abstand von der Drehachse zwei gegenüberliegende Nocken 7 a und 7b angeformt sind. Diesen Nocken 7a und 7b ist je ein Ende des oben genannten gabelförmigen Hebels zugeordnet. Damit der gabelförmige Hebel 4 mit einem Ende nur auf eine Nooke der Halterung .2 wirken kann, muß die Halterung mit den beiden auf ihr befindlichen Nocken verdreht sein, d.h. der Durchmesser der durch das Zentrum der Scheibe und die beiden Nocken verläuft, soll die Linie, die sich durch den gabelförmigen Hebel und das Zentrum der Scheibe legen läßt, nicht unter einem rechten Winkel schneiden. Wird nun die Taste niedergedrückt, so bewegt sich der Hebel 4 mit einem Ende seiner gabelförmigen Ausbildung auf den Nocken zu, der dem Hebel am nächsten ist, und drückt diesen .nach unten* Da der Nocken sich nur auf einer Kreisbahn bewegen kann, bedeutet das, daß er sich in der Projektion, die sich von dem gabelförmigen Hebel aus ergibt, vom Zentrum der Scheibe 2 entfernt und somit

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den Hebel 4 nach außen schwenkt. Der zweite Nocken, der sich bisher in der unteren Stellung "befand, wird nun nach oben in Richtung der Taste 8 bewegt. Gibt man die Drucktaste wieder frei, so gleitet sie aufgrund einer Feder 5, die in dem H-förmigen Ausschnit der Taste 8 gelagert ist, wieder zurück und zieht den gabelförmigen Hebel 4 ebenfalls in eine mittige Lage zurück, der in seine Ausgangsstellung zurückkehrt und mit dem anderen Ende des gabelförmig ausgebildeten Ansatzes dem zweiten Hocken zugeordnet ist. Bei erneuter .Betätigung der Taste wird dieser Nocken mittels des gabelförmigen Hebels auf einer Kreisbahn nach unten geführt und der andere Nocken kehrt in seine obere Ausgangslage zurück. Dieser Wechsel kann beliebig oft wiederholt werden.

Der Abstand der beiden Gabelenden und der beiden Nocken zueinander ist so zu bemessen, daß der gabelförmige Hebel im niedergedrückten Zustand nicht von dem anderen,von dem Hebel nicht kontaktierten Nocken, behindert wird. Hier sei angemerkt, daß der Hebel 4 auch eine andere als eine gabelförmige Form aufweisen kann.

In die drehbar gelagerte Halterung 2 und die ebenfalls drehbar gelagerte Halterung 3» auf der eine Godieröchablone angeordnet ist, ist eine Blattfeder 1 eingespannt, und zwar ist der Abstand der beiden Halterungen 2 und 3 kleiner als die Länge der Feder 1. Dies bedeutet, daß die Feder 1 nur in einem gekrümmten Zustand zwischen die beiden Halterungen eingespannt werden kann, wobei sie entweder von der Taste aus gesehen konkav oder konvex gewölbt ist. Dieser gekrümmte Zustand der Feder soll unter

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der Bezeichnung vorgespannt verstanden werden.

Betätigt man die Drucktaste, so wird über den gabelförmigen Hebel 4 die Halterung 2 und somit auch die eingespannte Feder 1 gedreht. Hierbei vollführen die beiden Federenden zunächst gegenläufige Bewegungen. Während das in der Halterung 2 eingespannte Federende beispielsweise nach oben bewegt wird, drückt das andere Federende die Halterung 3 im ersten Abschnitt des Bewegungsablaufs nach unten. Diese Bewegung ist aber unerwünscht, da sie aufgrund der auf der Halterung angebrachten Codier-Sehablone zu einem Signal führen könnte. Deshalb ist für jede Endstellung, in der die Feder eine konvexe oder eine konkave Wölbung aufweist, ein Anschlag 6 vorgesehen, der ein Überdrehen verhindert.

Im weiteren Verlauf der Drehung der Halterung 2 wird die Feder 1 so weit verbogen (vgl. Fig. 2) bis sie die labile Lage erreicht, bei der sie in ihre zweite stabile Ruhelage überspringt. Dabei wird die Halterung 3 mit der Codierscheibe plötzlich um einen durch die Anschläge vorgegebenen Drehwinkel gedreht. Hierbei wird die mit der Halterung 3 oder deren Achse verbundene Codier-Schablone um einen vorgegebenen Winkel gedreht. Bei einer erneuten Betätigung der Drucktaste spielen sich die obengenannten Vorgänge in gleicher Reihenfolge ab.

Als labile Lage im oben genannten Sinne könnte etwa folgende Lage der Feder bezeichnet werden. Unter der Voraussetzung, daß die drehbar gelagerten Halterungen in der Endstellung eine durch beide Halterungen gedachte Linie unter dem gleichen Winkel schneiden, wird die labile

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Lage der Feder erreicht, wenn die Feder die gedachte Linie etwa in der Mitte der "beiden Drehpunkte schneidet.

Die auf der Halterung 3 angebrachte Codier-Sehablone wird günstigerweise als kreisrunde Scheibe ausgebildet, die um ihr Zentrum drehbar ist, und die auf ihrem Rand Zähne aufweist, die durch Drehung der Scheibe in den Strahlengang der fotoelektrischen Anordnung gebracht werden können. Wird die träge Masse der Codier-Schablone klein gehalten und eine Blattfeder für diese Schalterkonstruktion verwendet, so lassen sich Schaltzeiten erzielen, die geringer als 4 « 10 see sind. Diese Zeit ist kurz genug, um eine Überlagerung von mehreren Informationen, hervorgerufen durch ein zu schnelles Betätigen mehrerer Tasten, auszuschließen. Die Anordnung der Codier-Schablone in der fotoelektrischen Anordnung ist hinreichend bekannt, so daß auf eine eingehendere Beschreibung verzichtet werden kann.

Falls noch kürzere Schaltzeiten erzielt werden sollen, läßt sich dies auf folgende Weise ermöglichen.

Durch die Verkleinerung des Drehwinkels der Halterung, die auf die Codier-Schablone wirkt, was sich durch geeignetes Anordnen der Anschläge 6 durchführen läßt, wird die Feder 1 asymmetrisch gewölbt. Diese Wölbung, die eine zusätzliche Vorspannung bewirkt, ist die Ursache dafür,

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daii die Zeit für das Umspringen dieser genannten Halterung verkürzt wird.

Anlagen:

5 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnung 1 Verzeichnis der Bezugszeichen

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Claims (5)

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   Patentansprüche

   M .J). Betätigungstaste für Codier-Schablonen von foto— ^¹^ elektrischen Schaltern mit einem Schnappmechanismus, dadurch gekennzeichnet ,. daß der Schnappmechanismus eine zwischen zwei schwenkbare Halterungen (2, 3) gewölbt eingespannte Feder (1) mit zwei stabilen Lagen enthält.
2. 2.) Betätigungstaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (1) eine Blattfeder ist.
3. 3·) Betätigungstaste nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Halterung (2) mittelbar durch einen linear beweglichen" !Teil (8) um einen solchen Winkel schwenkbar ist, daß die Feder (1) von der einen stabilen Lage in die andere stabile Lage umkippt.
4. 4·) Betätigungstaste nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3» dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des linear beweglichen Teils (8) auf einen Hebel (4) übertragbar ist, dessen Enden abwechselnd in einen von zwei Nocken (7a, 7"b) an der Halterung (2) eingreifen.
5. 5.) Betätigungstaste nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (4) mit einem abgebogenen Teil federnd in einen H-förmigen Ausschnitt des linear beweglichen Teils (8) gelagert ist und daß er in der Ausgangsstellung eine mittige Lage in .Bezug auf die Halterung 2 einnimmt.

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