DE2162306C3 - Bedienelement für elektrische Anlagen - Google Patents

Bedienelement für elektrische Anlagen

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DE2162306C3
DE2162306C3 DE19712162306 DE2162306A DE2162306C3 DE 2162306 C3 DE2162306 C3 DE 2162306C3 DE 19712162306 DE19712162306 DE 19712162306 DE 2162306 A DE2162306 A DE 2162306A DE 2162306 C3 DE2162306 C3 DE 2162306C3
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Horst; Schmalzl Dieter; 8000 München Morgott
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Description

Weiterhin ist es mit dem verwendeten Schaltprinzip 208, in der die Leiterbahnen der Leiterplatte 2 enden, gelungen, die Betätigungskraft niedrig zu halten und Wie später noch zu erläutern sein wird, werden dem über die Länge des Schaltweges nur geringfügig Bedienelement über die Kontaktleiste 208 die notwendiansteigen zu lassen. Auch sind bei dem Bedienelement gen Signalspannungen zugeführt,
elektrooptische Anzeigeelemente zu verwenden, die 5 Ein wesentliches mechanisches Element des Bedienwegen ihres geringen Leistungsbedarfs direkt über die elements ist ein Schieber 3, der im montierten Zustand Signalleitungen angesteuert werden können. Jedoch in einer der beiden Gehäusehälften, hier der zweiten lassen sich auch Glühlampen als Anzeigeelemente Gehäusehälfte 16, parallel zu der Leiterplatte 2 einsetzen, deren Leistungsbedarf durch auf der Leiter- angeordnet ist. Zum Führen dieses Schiebers 3 besitzen platte angeordnete Anzeigeverstärker gesteuert wer- io die Gehäusehälften la und \b jeweils eine weitere den kann. Querrippe 110 mit einer sich im wesentlichen senkrecht
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in zu den beiden Seitenwänden der Gehäusehälfte Unteransprüchen beschrieben und werden im folgenden erstreckenden Ausnehmung 111. die in ihrem Querim Zusammenhang mit Ausführungsbeispielen an Hand schnitt dem des Schiebers 3 entspricht und diesen der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt 15 aufnimmt. Der Schieber 3 besitzt eine sich in seiner
F i g. 1 die räumlich auseinandergezogene Darstel- Längsachse erstreckende Ausnehmung 302 von H-förlung der Bauteile eines als Schalter ausgebildeten migem Querschnitt. Dieser Querschnitt entsteht durch Bedienelements, zwei zentrisch angeordnete und zueinander ausgerich-
Fig.2 einen Schnitt durch ein derartiges Bedien- tete Führungszapfen 303. die eine Druckfeder 301 auf element im montierten und eingebauten Zustand, 20 dem Schieber 3 halten. Außerdem besitzt der Schieber 3
Fig.3 einen Schnitt durch dasselbe Bedienelement, zwei aus seinen Schmalseiten herausragende und der gegenüber der in F i g. 2 gewählten Darstellung in elastisch federnde Zungen 304, die beim Einsetzen des einer um 90° gedrehten Ebene geführt ist und Schiebers 3 in die Ausnehmung 111 nachgeben und sich
Fig.4 einen Teilschnitt durch den oberen Teil eines dann gegen die Unterseite der /weiten Querrippe 110 Bedienelements, das als Kippschalter ausgebildet ist. 25 legen und so den Schieber in der montierten Lage
Zur besseren Erläuterung der Bedienelementfamilie sichern. Der Schieber 3 endet in zwei Füßen 305. von ist in F i g. 1 ein als Schalter ausgebildetes Bedien- denen der eine eine nach innen gerichtete Schaltnase element in Form einer Explosionszeichnung dargestellt. 306 trägt.
Das Bedienelement besitzt ein gespritztes Kunststoff- Weiterhin ist in beiden Gehäusehälften la und Ib ein
gehäuse, bestehend aus zwei gleichartig aufgebauten 30 Schaltrad 4 gelagert. Dafür besitzen diese Gehäusehälf-Gehäusehälften \a und Ib. die durch Schraubenverbin- ten jeweils eine Lagerbohrung 112, die einen von zwei düngen miteinander zu verbinden sind. In die beiden Wellenzapfen 401 der Schaltradachse 403 aufnimmt. Gehäusehälften la und Ib sind dazu jeweils zwei in Das Schaltrad 4 trägt ein Ritzel 402 mit vier Zähnen, das gleicher Höhe liegende Bohrungen 101 sowie eine dazu im montierten Zustand des Bedienelements mit dem parallellaufende Bohrung 102 in der unteren Hälfte des 35 Schieber 3 fluchtend angeordnet ist. so daß dessen Bedienelements eingelassen. Letztere liegt in einem Schaltnase 306 zwischen zwei Zahnflanken des Ritzels senkrecht zu der Rückwand der Gehäusehälften la 402 eingreifen kann. Die Schaltradachse 403 ist durch beziehungsweise 1 b angeordneten T-Stück 103, das mit eine Bohrung 209 in der Leiterplatte 2 hindurchgeführt seinem Fuß auf einer horizontal liegenden Querrippe und trägt auf der Bauelementeseite der Leiterplatte 2 104 steht, die beide Seitenwände jeder Gehäusehälfte ^e benachbart, einen in Längsrichtung gepolten Dauermamiteinander verbindet. Die Bohrungen 101 und 102 gneten 404. der mit dem Schaltrad starr verbunden ist. nehmen Zylinderschrauben 105 beziehungsweise 106 Im montierten Zustand des Bedienelements ist der auf. die bei der Montage der beiden Gehäusehälften la Dauermagnet 404 teilweise von einem vierarmigen und Ib mit Muttern 107 beziehungsweise 108 ver- Polblech 405 umschlossen, das konzentrisch zu der schraubt werden. 45 Achse 403 des Schaltrades auf dem benachbarten, die
Zwischen den beiden Gehäusehälften la und Ib ist Lagerbohrung 112 umschließenden Ansatz in der symmetrisch zu ihnen liegend eine Leiterplatte 2 zentral Rückwand der Gehäusehälfte, hier la. angeordnet ist. angeordnet. Sie ist als gedruckte Schaltung ausgeführt Das Bedienelement ist im montierten Zustand durch
und trägt alle für die Bedienungsfunktion des Bedienele- eine Gehäusekappe 5 abgedeckt. Wie später noch mems notwendigen elektrischen Elemente. Als Beispiel 50 genauer zu erläutern sein wird, ist diese Gehäusekappe dafür sind in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf 5 in diesem Ausführungsbeispiel mit dem Schieber 3 der Bauelementeseite der Leiterplatte 2 zwei Reed- verbunden und damit auch längsbeweglich angeordnet kontakte 201 auf Abstandsstücken 202 montiert. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel trägt die Weiterhin ist eine Lampenfassung 203 zu erkennen, die Gehäusekappe 5 in der einen Hälfte ihrer Oberseite ein eine Glühlampe 204 aufnehmen kann und mit Hilfe eines 55 Anzeigefeld 501, das über der Glühlampe 204 Nietes 205 auf der Leiterplatte 2 festgelegt ist die zu angeordnet ist und von dort kommendes Licht diesem Zweck in ihrem oberen Teil eine auf der transmittiert.
Leiterplattenachse liegende Bohrung 206 besitzt Sofern Jedes Bedienelement wird von oben in das Bedienfeld
ab Anzeigeelement die erwähnte Glühlampe 204 eingesetzt Zu diesem Zweck tragen die nach unten verwendet wird, ist auf der Leiterplatte ebenfalls ein 60 ragenden Enden der Seitenwände der Gehäusehälften Anzeigeverstärker 207 angeordnet Die Leiterplatte la und Ib nach innen gerichtete Klemmnasen 113. die selbst ist in dem Gehäuse des Bedienelements dadurch bei der Montage des Bedienelements in einem festgelegt daß die beiden T-Stücke 103 der beiden Bedienfeld Ober die Seitenwände einer in Fig.! nicht Gehäusehälften la und ib koaxial zu der Bohrung 102 dargestellten Federleiste geschoben werden und dort einen zylindrischen Ansatz 109 besitzen, auf den die 65 einrasten. Gesichert wird dieser montierte Zustand des Leiterplatte 2 mit ihrer durch die Längsachse gehenden Bedienelements in dem Bedienfeld durch eine weitere. Bohrung 209 steckbar ist Die Leiterplatte 2 trägt an parallel zu der Längsachse des Bedienelements in einer ihrem nach unten gerichteten Ende eine Kontaktleiste Bohrung 114der Gehäusehälften la beziehungsweise \b
geführte Zylinderschraube 6, die mit dem Sockel des Bedienfeldes verschraubt ist. Die vier Ecken des Gehäuses la, \b weisen eine Reihe von horizontal laufenden Schlitzen 116 auf, die zum Abführen der Verlustwärme dienen. Damit kann bei einer entsprechenden Zufuhr an Frischluft von unten das gesamte Bedienfeld zwangsweise gekühlt weiden, so daß eine gedrängte Bauweise des einzelnen Bedicnclemcnts und des gesamten Bedienplatzes möglich wird. Außerdem sind über diesen Schlitzen 116 an den vier Ecken der Gehäusehälften Xa und \b Ansätze 117 angeordnet, mit denen sich jedes Bedicnelement im eingebauten Zustand an seinen Nachbarn abstützt. Damit wird rein optisch eine einwandfreie Anordnung erzielt, darüber hinaus aber die Zwangsbelüftung der Bedienelemente sichergestellt.
In den F i g. 2 und 3 sind in Schnitten zwei Ansichten eines bereits im Bedienfeld festgelegten Bedicnelcments dargestellt. Da an Hand der Fig. 1 bereits die wesentlichen Einzelheilen der Elemente eines Bedienelements erläutert wurden, soll in der nachfolgenden Beschreibung der Fig. 2 und 3 zunächst nur der hier ausführlich dargestellte Einbau eines Bedienelemcnts in das Bedienfeld und darüber hinaus die Wirkungsweise des Bedienclcmems erläutert werden.
Das Bedienfeld enthalt auf seiner Oberseite eine Vielzahl von rasterförmig angeordneten Fedcrlcisten 7, die auf einer Tragplatte 8 montiert sind. Die Fcderleistcn besitzen in Kammern 702 ihres Gehäuses 701 angeordnete Kontaktfedern 703, deren untere Enden elektrisch voneinander isoliert durch die Tragplatte 8 hindurchgreifen und als Anschlußstifte 704 ausgebildet sind. Da die Federleistcn 7 auf der Oberseite der Tragplatte 8 auf Grund der einheitlichen Abmessungen der gesamten Bedienelementefamilie rasterförmig angeordnet sind, bilden diese Anschlußstifte 704 ebenfalls ein gerastertes Vcrdrahtungsfeld. Dadurch sind die Signalleitungen an das Bedienfeld automatisch anzuschließen, hier in diesem Ausführungsbeispiel zum Beispiel mit der sogenannten Wirc-Wrap-Technik. Daraus ergibt sich als wesentlicher Vorteil eines aus dieser Bedienelementefamilie aufgebauten Bedienfeldes, durch die einfache Montage jedes Bedicnelcments durch ein Aufsetzen des Bedienelements auf die zugehörige Stcckerleiste 7 von oben ist die Verdrahtung des Bedienfeldes unabhängig von der Montage des einzelnen Bedienclements vorzunehmen und darüber hinaus jederzeit ein einzelnes Bedicnelement im Bedienfeld auszuwechseln, was die Wartung sehr vereinfacht. Wegen dieser leichten Auswechselbarkeit der Bedienelemente wären an sich Bedienungsfehler möglich. Deshalb sind die Anschlüsse an der Kontaktleiste 208 normiert und so gelegt, daß es ohne weiteres möglich ist, an die Stelle eines Schalters zum Beispiel eine Taste oder auch ein Anzeigeelement zu setzen. ohne daß dadurch in den angeschlossenen Signalleitungen ein elektrischer Fehler auftreten könnte.
An Hand der F i g. 2 und 3 soll nun im folgenden die Wirkungsweise eines Bedienelements erläutert werden. Um ein weiteres Ausführungsbeispiel zu zeigen. *o unterscheidet sich das in den F i g. 2 und 3 dargestellte Bedienelement von dem der F i g. 1 durch eine zweite Schaltnase 307 am Schieber 3. die in bezug auf die erste Schaltnase 306 um eine Zahnteilung des Ritzels 402 versetzt angeordnet ist. Wie noch zu erläutern sein wird. ist das ein Schieber für eine Taste. Damit sich die Gehäusekappe 5 zusammen mit dem Schieber 3 in Längsrichtung parallel zur Achse des Bedienelements verschiebt, ist dieser mit seinem oberen Ende in einer Nut 502 der Gehäusekappe 5 geführt und besitzt eine aus seiner Rückseite· herausragende Befestigungsnase 308, die beim Aufsetzen der Gehäusekappe 5 in die Ausnehmung 503 einer senkrecht aus der Unterseite der Gehäusekappe herausragenden Rippe 504 einrastet. Bei der nach unten gerichteten Bewegung des längsbeweglich geführten Schiebers 3 kommt die erste Schaltnase 306 mit dem darunter liegenden Zahn des Ritzels 402 des Schaltrades 4 in Eingriff und dreht dieses entgegen dem Uhrzeigersinn. Dabei muß zunächst die Haltekraft des auf der Schaltradachse festgelegten Dauermagneten 404 überwunden werden, denn in der Ausgangsstellung ist der magnetische Kreis des Dauermagneten 404 über die Arme des Polblcches 405 geschlossen, so daß das Schaltrad 4 eine eindeutige Raststellung besitzt. Sobald sich der Dauermagnet 404 bei der Drehung des Schaltrades 4 aus dieser magnetischen Raststellung herausbewegt, springt er sehr schnell unabhängig von der weiteren Bewegung des Schiebers 3 nahezu in die um 90c dagegen versetzte nächste Raststellung, die durch die entsprechende Ausbildung des Polbleches 405 und des Dauermagneten 404 bedingt ist. Dabei legt sich der nächste Zahn des Ritzels 402 gegen die Hinterflanke der Schaltnase 306.
Ist das Bedienelencnt als Schalter ausgebildet, das heißt, der Schieber .1 besitzt entsprechend Fig. I nur eine Schaltnasc 306. dann bleibt der Dauermagnet 404 und mit ihm das Schaltrad 4 in dieser Stellung, also wenige Winkelgrade vor der eigentlichen Raststellung so lange stehen, solsnge die Schaltnase 306 an einem Zahn des Ritzels 402 angreift. Bei der nach oben gerichteten Rückholoewegung wird die am Schenkel des Schiebers anliegende Zahnflanke frei und der Dauermagnet 404 zieht sich ganz in die Raststellung. Damit ist der Schalter für das nächste Schaltspiel vorbereitet, bei dem die Schaltnase 306 des Schiebers 3 mit dem nächsten Zahn des Ritzels in Eingriff kommt. Unabhängig von der weiteren Rückholbewegung des Schiebers 3 bleibt nunmehr das Schaltrad 4 wegen der magnetischen Rastung stehen.
Ist dagegen das Bedienelement wie in F i g. 2 oder 3 eine Taste, dann besitzt der Schieber 3, wie bereits erwähnt, eine zweite Schaltnase 307, die als Rückholnase wirkt und das Schaltrad 4 in die Ausgangslage zurückdreht. Sobald nämlich die Gehäusekappe 5 losgelassen wird, bewegt sich der Schieber 3 in entgegengesetzter Richtung nach oben. Denn bei seiner Abwärtsbewegung hat sich die einseitig auf der zweiten Querrippe 110 der Gehäusehälfte 16 abstützende Druckfeder 301 gespannt, deren Federdruck der Schieber 3 und damit auch die Gehäusekappe 5 in die Ruhelage zurückführt Bei dieser Bewegung de; Schiebers 3 greift die Rückholnase 307 in eine Zahnteilung des Ritzels 402 des Schaltrades 4 ein unc dreht es in Richtung des Uhrzeigersinnes, das heißt uir eine Raststellung des Dauermagneten zurück in die Ursprungslage.
Zusammenfassend läßt sich also zu diesem Bewe gungsabiauf bei der Betätigung eines Bedienelement! feststellen: Durch die Zuordnung des in Längsrichtunj gepolten Dauermagneten 404 zu dem enlsprechenc vierarmig gestalteten Polblech 405 ist der Dauermagne bestrebt, eine seiner vier Ruhelagen einzunehmen um dabei den magnetischen Fluß über den kleinstmöglichei Luftspalt kurzzuschließen. Dies wird ausgenutzt, un etwa ein Drittel der 90° -Drehbewegung des SchaUrade 4 durch den Dauermagneten 404 ausführen zu lasser
den nächsten Schaltschritt vorzubereiten und zusätzlich Schaltfunktionen des Bedienelements auslöst.
eine kraftschlüüsige Arretierung in den Raststellungen Ein derartiger Kippschalter läßt sich, ohne daß dies in zu erhalten. F i g. 4 in allen Einzelheiten dargestellt ist, ohne weiteres Mit der Drehbewegung des Dauermagneten 404 auch als verriegelbarer Kippschalter ausführen. Bei werden entsprechende elektrische Funktionen ausge- 5 einem solchen Kippschalter ist seine Lage in jeder löst. Dazu sind in den Ausführungsbeispielen auf der Endstellung derart gesichert, daß er nicht aus Versehen Bauelementeseite der Leiterplatte 2, dem Dauermagne- oder durch einen Bedienungsfehler umgelegt werden ten 404 benachbart, zwei Reedkontakte 201 angeordnet, kann. Dazu ist der Kipphebel 9 auf der Kipphebeliichse die damit in Nebenschluß des Dauermagneten 404 902 drehbeweglich und längsbeweglich angeordnet und liegen und ihre Kontaktzungen schließen, sobald dieser io zusätzlich eine auf dieser Kipphebelachse 902 geführte eine seiner beiden senkrechten Raststellungen nahezu Druckfeder vorgesehen. Diese Druckfeder drückt den einnimmt. Dieser Schaltzustand wirkt sich über die auf Kipphebel 9 längs der Kipphebelachse 902 immer in der Rückseite der Leiterplatte 2 geführten Leiterbah- eine bestimmte Rastlage. In dieser Rastlage ist er g:egen nen.die entsprechenden Kontakte auf der Kontaktleiste ein Verschwenken, das einen Schaltvorgang zur Folge 208 und die diesen zugeordneten Anschlußstifte 704 auf 15 hat. zu sichern. Dies wird durch Ansiitze 116 in den einzelne Signalleitungen des Verdrahtungsfeldes ,ius. beiden Gehäusehälften Li und Io erreicht. Ciesen Gleichzeitig ist es aber auch möglich, den Signalzustand Ansätzen 116 sind aus den Enden des Segments <K)3 in auf bestimmten Signalleitungen an dem Bedienelement Richtung der Kipphebelachse 902 herausra^ende optisch anzuzeigen. Als optisches Anzeigeelement dient Rastklinken 906 zugeordnet, die in F i g. 4 nur durci eine in diesem Ausführungsbeispiel die Glühlampe 204. Sie 20 gestrichelte Linie angedeutet sind. In einer Raststdlung enthält über einen bei einem bestimmten Signalzustand des Kipphebels greift jeweils eine dieser Rastk'inken jeweils stromführenden Anzeigeverstärker 207 die 906 unter den ihr zugeordneten Ansät? 116 in ein;r der notwendige Versorgungsleistung und beleuchtet das beiden Gehäusehälften 1«-? beziehungsweise \b ein. so Anzeigefeld 501 auf der Gehäusekappe 5. daß der Kipphebel nicht geschwenkt wurden kann. Zum An Hand der Fig. 1. 2 und 3 wurden Ausführungsbei- 25 Betätigen des Kipphebels ist zunächst die Rastklinke spiele für Bedu nelemente erläutert, die als Schalter 906 auszuklinken, dazu wird der Kipphebel in Richtung beziehungsweise Taste ausgebildet sind. Mit denselben der Kipphebelachse entgegen dem Druck der darauf Grundbauteilen läßt sich aber auch ein Kippschalter angeordneten Druckfeder verschoben,
verwirklichen. Dafür ist schematisch in Fig.4 ein Neben den geschilderten Ausführungsbeispielen sind Ausführungsbeispiel dargestellt. Gegenüber den F i g. 2 30 mannigfache Weiterbildungen der Erfindung denkbar, und 3 zeigt diese Figur nur eine Ansicht des oberen Teils So ist es selbstverständlich möglich, c in erfindungsge- des Bedienelements, da die übrigen Teile entspre- mäßes Bedienelement auch als alleinige Anzeige oder chend den bisherigen Erläuterungen ausgebildet sind. In als Registeranzeige auszubilden und zu diesem Zweck Fig.4 sind die oberen Enden der beiden Gehäusehälf- das Anzeigefeld zu unterteilen. Dazu können Lampenten la und Ib in einem Schnitt zu erkennen. Auf diese 35 fassungen für die Glühlampe oder ein anderes Gehäusehälften ist eine Gehäusekappe 5 feststehend Anzeigeelement verwendet werden, die sich zu beiden aufgesetzt. Das kann zum Beispiel durch einen Seiten der Leiterplatte montieren lassen. Daneben Schnappverschluß erreicht werden, der die montierte lassen sich aber auch einzelne Bauteile austauschen und Lage sichert. Im Gegensatz zu den bisherigen damit mannigfachen Anforderungen genügen. So kann Ausführungsbeispielen besitzt die Gehäusekappe 5 40 man zum Beispiel statt der in den Ausführungsbeispielen einen schlitzartigen Durchbruch 505, in dem der Knebel verwendeten Reedkontakte sogenannte Feldplatten als 901 eines Kipphebels 9 geführt ist. Dieser Kipphebel 9 induktiv beeinflußbare Schaltelemente verwenden, ist mit einer Kipphebelachse 902 in den oberen Enden Dabei handelt es sich um Halbleiterbauelemente, die auf der beiden Gehäusehälften la und \b gelagert. Die der Ausnutzung der Widerstandsänderung stromdurch-Lagerstellen der Kipphebelachse 902 in den beiden 45 flossener Leiter in einem Magnetfeld beruhen und in Gehäusehälften la und 16sind in den F i g. 1,2 und 3 zu letzter Zeil häufiger benutzt werden. Ebenso läßt sich erkennen. Da die Kipphebelachse 902 senkrecht zu der die als Anzeigeelement verwendete Glühlampe durch Längsachse des Bedienelements angeordnet ist und ein Halbleiterbauelement ersetzen, zum Beispiel durch diese scnneidet, sind die entsprechenden Lagersteilen eine Luminiszenz-Diode.
für diese Achse als jeweils halbkreisförmige Ausneh- so Diese Luminiszenz-Dioden haben gegenüber einer
mungen 115 am oberen Ende der beiden Gehäusehälf- Glühlampe den Vorteil daß sie einen wesentlich
ten la und 16 in Fig. 1 zu erkennen. Im montierten geringeren elektrischen Eigenverbrauch haben und au:
Zustand des Bedienelements ergibt sich daraus eine diesem Grunde direkt über die Signalspannunger
Durchgangsbohrung, die in den F i g. 2 und 3 ebenfalls versorgt werden können.
mit 115 bezeichnet ist. Auf dieser Kipphebelachse 902 ist 55 In den Ausführungsbeispielen wurde weiterhin eil
der Kipphebel 9 drehbeweglich angeordnet. Konzen- einfacher längsgepolter Dauermagnet verwendet statt
trisch zu der Kipphebelachse 902 verlaufend, besitzt der dessen kann aber auch ein mehrpoliger Dauermagne
Kipphebel 9 ein halbkreisförmiges Segment 903, das den mit zum Beispiel zwei Polpaaren eingesetzt werder Durchbruch 505 in der Gehäusekappe nach unten Und schließlich sei in dieser nicht vollständigen Reihi
abdeckt Senkrecht zu der Kipphebelachse 902 stehend fo von weiteren Ausbildungen auch darauf hingewieser
und mit der Unterseite des Segments 903 fest daß es nicht notwendig ist bei der Taste oder der
verbunden, ist auf den Kipphebel eine Rippe 904 Schalter die Gehäusekappe längsbeweglich und mi
aufgesetzt deren auf der Oberkante des Schiebers 3 dem Schieber fest verbunden anzuordnea Ebenso war
aufliegende Seite als eine Kurvenfläche ausgebildet ist. es denkbar, die Gehäusekappe mit den beide
Die Kurvenform dieser Fläche ist dabei so gewählt daß 65 Gehäusehälften ebenso wie bei dem beschriebene
die Rippe beim Betätigen des Kipphebels in Richtung Kippschalter starr zu verbinden und stattdessen nebe
des mit 905 bezeichneten Pfeils den Schieber 3 nach dem Anzeigefeld einen beweglichen und mit dei
unten drückt und dabei die bereits erwähnten Schieber gekoppelten Taster knopf vorzusehen.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:
1. Nach dem Baukastenprinzip aufgebautes Bedienelement für elektrische Anlagen, das durch S wahlweises Austauschen einzelner Teile für mehrere Bedienfunktionen, insbesondere als Taste, Schalter, Kippschalter und/oder Anzeigeelement verwendbar ist und bei geringen und gleichbleibenden Außenabmessungen sowie einheitlicher Anschlußart in ein rasterförmig gegliedertes und mit automatischen Anschlußtechniken herstellbares Bedienfeld einsetzbar ist, bei dem in einem Gehäuse eine Leiterplatte starr angeordnet ist, die als gedruckte Schaltung mit allen für eine der Bedienfunktionen notwendigen elektrischen Bauelementen, einschließlich induktiv beeinflußter Schaltelemente ausgeführt i?t und an einer Kontaktleiste Signalanschlüsse aufweist, die über eine Steckverbindung an ein Verdrahtungsfeld geführt sind und bei dem parallel zu dieser Leiterplatte ein von einer Gehäusekappe aus betätigbarer Schieber längsbeweglich geführt ist, gekennzeichnet durch ein dem Schieber (3) zugeordnetes und mit einer Schalt welle (401) in zwei identisch ausgebildeten Gehäusehälften (la, ib) drehbeweglich gelagertes Schaltrad (4), das durch den Eingriff einer Schaltnase (306) des Schiebers schrittweise schaltbar ist und durch einen der Bauclementeseite der Leiterplatte (2) benachbart auf der Schaltwelle starr angeordneten Dauermagneten (404), den ein am Gehäuse festgelegtes Polblech (405) teilweise derart umfaßt, daß das Schaltrad eindeutige Raststellungen besitzt und der in ausgewählten Raststellungen über einen magnetischen Nebenschluß auf die induktiv beeinflußbaren Schaltelemente (201) auf der Leiterplatte einwirkt.
2. Bedienelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine als Schraubenfeder ausgebildete Rückholfeder (301), die in einer im Schieber (3) in Richtung seiner Längsachse liegenden Ausnehmung (302) von zwei in die Ausnehmung hineinragenden und einander zugekehrten Führungszapfen (303) gehalten ist und sich auf einer Gehäuserippe (110) derart abstützt, daß der Schieber nur entgegen dem Federdruck in Richtung des Schaltrades (4) bewegbar ist.
3. Als Schalter ausgeführtes Bedienelement nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltnase (306) des Schiebers (3) derart ausgebildet ist, daß sie bei der Schaltbewegung des Schiebers an einem Zahn des Ritzels (402) angreifend den Dauermagneten (404) aus einer durch das Polblech bedingten Raststellung herausdreht, damit dieser nach einem Vorhub des Schiebers selbständig zunächst in eine gegenüber der Raststellung schon um nahezu 90 Winkelgrade versetzte Zwischenstellung, in der der nächste Zahn des Ritzels an der Hinterflanke der Schaltnase anliegt und dann in die nächste Raststellung springt, sobald die Schaltnase bei der Rückholbewegung des Schiebers den Zahn des Ritzels freigibt.
4. Als Taste ausgebildetes Bedienelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Schieber (3), seiner Schaltnase (306) i» bezug auf das Schaltrad (4) gegenüberliegend, eine 6s Rückholnase (307) derart angeordnet ist, daß sie bei der Rückholbewegung des Schiebers in das Schaltrad einereift.
5. Als Kippschalter ausgebildetes Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3. gekennzeichnet durch einen Kipphebel (9). der auf einer horizontal und parallel zu dem Schieber (3) ausgerichteten und in dem Gehäuse (la. ib)gelagerten Kipphebelachse (902) bei zwei Raststeilungen drehbeweglich angeordnet ist, mit einem aus der Gehäurekappe herausragenden Knebel (901) und einer senkrecht zu der Kipphebelachse liegenden Rippe (904), deren auf der Oberkante des Schiebers aufliegende Seite als eine Kurvenfläche ausgebildet ist, die beim Betätigen des Kipphebels den Schieber von einer in die andere Extremlage führend das Schaltrad um eine Raststellung weiterschaltet.
6. Als Kippschalter ausgebildetes Bedienelement nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß der Kipphebel entgegen der Federkraft einer auf der Kipphebelachse (902) festgelegten Schraubenfeder auch längsbeweglich geführt ist und ein konzentrisch zu dieser Achse angeordnetes Segment (903) besitzt, dessen beide Enden in je einer axial vorsiehenden Rastklinke (906) auslaufen, die in einer der beiden Raststellungen des Kipphebels unter der Wirkung der Schraubenfeder hinter einen jeder Rastklinke zugeordneten Gehäuseansatz (116) greift.
7. Bedienelement nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Oberfläche der Gehäusekappe (5) als Anzeigefeld (501) ausgebildet ist, unter dem auf der Leiterplatte (2) montiert ein optisches Anzeigeelement (204) angeordnet ist, dessen Betriebszustand mit dem jeweiligen Schaltzustand des Bedienelements koppelbar ist.
8. Bedienelement nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Glühlampe (204) als optisches Anzeigeelement, deren Lampenfassung (203) auf der Leiterplatte befestigt ist und durch einen ebenfalls auf der Leiterplatte angeordneten Am.eigeverstärker (207) für die Stromversorgung der Glühlampe.
9 Bedienelement nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als optisches Anzeigeelement eine Luminiszenzdiode verwendet wird, die direkt über die am Bedienelement liegenden Signalspannungen versorgt wird.
10. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als induktive Schaltelemente Reedkontakte (201) vorgesehen sind, die dem Dauermagneten (404) eng benachbart auf der Leiterplatte (2) angeordnet sind.
11. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als induktives Schaltelement eine Feldplatte dem Dauermagneten (404) eng benachbart auf der Leiterplatte (2) angeordnet ist.
12. Bedienelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vermeiden von elektrischen Kurzschlüssen bei fehlerhaftem Einsetzen falscher Bedienelemente an einem bestimmten Platz des Bedienfeldes die Anschlüsse für die Signal- und Versorgungsleitungen an der Kontaktleiste (208) der Leiterplatte (2) für alle Bedienelemente in identischer Reihenfolge angeordnet und damit standardisiert sind.
13. Bedienelement nach einem der. Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Gehäusehälften (la, \b) an den Ecken nahe der Gehäusekappe (5) Ansätze (117) tragen, die als
Distanzstücke dienen und sich dazu an den entsprechenden Ansätzen benachbarter Bedienelemente oder an dem Rahmen des Bedienfeldes abstützen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein nach dem Baukastenprinzip aufgebautes Bedienelement für elektronische Anlagen gemäß dem Oberbegriff des Hauptap.c<pruchs.
Elektronische Anlagen enthalten vielfach sogenannte Bedienfelder zum Einschalten, Steuern, Überwachen und Warten der Anlage. In diesen Bedienfeldern sind oft eine Vielzahl von einzelnen Bedienelementen möglichst übersichtlich angeordnet, diese haben verschiedene Funktionen und dienen zum Beispiel als Anzeigeelement, als Taste, als Schalter, als Kippschalter und sind oft auch mit einer optischen Anzeige des Betriebszustandes gekoppelt.
In der deutschen Offenlegungsschrift 16 65 578 ist ein Gehäuse zum wahlweisen Einbau verschiedenartiger Schalter für Lichtrufanlagen und dergleichen beschrieben. Dort sollen die Schallbauteile möglichst auf eine raumsparende, einheitliche Grundausführung beschränkt sein, da hierdurch für alle Schaltteile eine einheitliche Montagefläche und eine gleichmäßige Einbauhöhe gegeben ist. so daß der in einer Schaltdose vorhandene Raum möglichst gut ausgenutzt ist. Wei'«.Thin soll die Grundausführung für die Bauteile so ausgeführt sein, daß mit geringem Aufwand an Einzelteilen die verschiedensten Schalter zu erstellen sind.
Hier ist dies dadurch erreicht, daß die in das Gehäuse einzubauenden Schalterteile einerseits aus einem sich kulissenartig im Gehäuse führenden und mit in der Gehäusewand vorgesehenen Stromzuführungsgliedern zusammenwirkenden Schieber und ferner aus in diesen entgegen der Kraft einer Feder verstellbaren Schieber nach Wahl lose einlegbaren Schalthandhaben, z. B. Drucktasten, Leuchttasten, Kipptasten bestehen, wobei die Halterung der Schalthandhaben und des Schiebers durch das beide umschließende zweiteilige Gehäuse erfolgt.
Aus der USA.-Patentschrift 34 62 719 dagegen ist ein Bedienelement bekannt, bei dem in einem Gehäuse eine Leiterplatte starr angeordnet ist, die als gedruckte Schaltung mit allen für eine der Bedienfunktionen notwendigen elektrischen Bauelementen, einschließlich der induktiv beeinflußbaren Schaltelemente ausgeführt ist. Weiterhin ist parallel zu der Leiterplatte ein von einer Gehäusekappe aus betätigbarer Schieber längsbeweglich geführt.
Solche induktiv beeinflußbaren Schalter haben ihre unbestreitbaren Vorteile. Diese konstruktive Ausbildung hat jedoch einen entscheidenden funktioneilen Nachteil: Da der Schaltmagnet mit dem Schieber starr gekoppelt ist, hängt seine axiale Schaltbewegung von der Tastenbewegung ab. Diese starre Kopplung ist in der Funktion unbefriedigend, da die Schaltdauer jeweils von dem einzelnen Schaltereignis abhängt. Aus bekannten elektrischen Gründen ist man jedoch vielmehr bestrebt, die Schaltzeit, das ist die Zeit zum Umschalten von einem in den anderen Schaltzustand, möglichst klein und unabhängig von äußeren Einflüssen zu halten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein nach dem Baukastenprinzip aufgebautes Bedienelement nach dem Oberbegriff des neuen Patentanspruchs 1 zu schaffen, dessen Schaltfunktion durch die konstruktive Ausgestaltung des Schaltmechanismus nach dem Auslösen des Schaltvorgangs eine schnelle, prellarme und damit elektrisch sichere Schaltbewegung gestattet
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 beschriebenen Merkmalen gelöst Diese Lösung hat insbesondere den Vorteil, daß sie mit denselben konstruktiven Mitteln das Problem der Prellarmut für eine ganze Bedienelementfamilie behebt
Dieses Problem wird dadurch gelöst, daß aus einer axialen Bewegung eines Schiebers eine Drehbewegung abgeleitet wird, mit der sich der Dauermagnet gegenüber den induktiv beeinflußbaren Schaltelementen bewegt. Diese Umsetzung einer axialen Bewegung in eine Drehbewegung wird dadurch erreicht, daß der Schieber mit einer Schaltnase auf ein Schaltrad einwirkt, dem der Dauermagnet starr zugeordnet ist, da beide auf einer gemeinsamen Schaltwelle starr angeordnet sind. Der Dauermagnet ist von einem am Gehäuse festgelegten Polblech umschlossen, das ein ganz bestimmtes Schaltverhalten bewirkt. Durch die Bewegung des Schiebers wird das S<.haltrad entgegen den Kräften des Dauermagneten zunächst so weit ausgelenkt, daß der Dauermagnet von dem Polblech nicht mehr festgehalten wird. Dann genügt bereits eine geringe Winkelbewegung des Schaltrades, um den Dauermagneten über diese Raststellung hinaus weiter zu drehen, so daß er auf Grund der Anziehungskräfte des Polblechs in der bisherigen Bewegungsrichtung weiterlaufend selbständig in die nächste Raststellung springt. Die Eigenschaften von induktiv beeinflußbaren Schaltern (Reed-Koniakten) erlauben es nun, den eigentlichen Schaltvorgang in diese Phase der Drehbewegung des Dauermagneten ?u legen, in der er sich selbsttätig allein auf Grund der Anziehungskräfte gegenüber dem Polblech bewegt. Hier wird der Schaltvorgang durch die Bewegung des Schiebers lediglich ausgelöst, läuft aber dann an sich vollkommen unabhängig von der Bewegung des Schiebers ab. Das Schalterverhalten ist daher von äußeren Einflüssen unabhängig. Ergänzend ist dazu noch festzustellen, daß sich durch die Ausbildung des Polblechs und des Dauermagneten und die gegenseitige Zuordnung auch das Prellverhalten des Schalters günstiger beeinflussen läßt und damit ein Schaltertyp vorliegt, der wartungsfrei eine hohe Standzeit bei guten elektrischen Eigenschaften besitzt.
Darüber hinaus hat ein derartiges Bedienelement den Vorteil, daß es sich in Einzel- oder Mosaikanordnung beliebig zu übersichtlichen Bedienfeldern zusammensetzen läßt. Es ist von oben in das Bedienfeld einsteckbar und daher leicht auszuwechseln, so daß sich die Wartungsmöglichkeiten verbessern. Weiterhin sind damit Bedienfelder für elektronische Anlagen wirtschaftlicher herzustellen, da die Bedienelemente au< austauschbaren Teilen bestehen und die Verdrahtung des Bedienfeldes automatisch vorgenommen werdet kann. Dabei hängt es nur vom Anwendungsfall ab, öl man sich dafür zum Beispiel der sogenannten Wire Wrap-Technik bedient oder andere Anschlußtechnikei verwendet, zum Beispiel Mehrlagenplatten (Multi-layer als Verdrahtungsrahmen. Schließlich besitzt man aucl eine größere Freizügigkeit im Aufbau der Bedienfelds da es ohne weiteres möglich ist, einzelne Bedien elemente in ihrer Lage zueinander auszutauschen.
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DE102021205308B3 (de) 2021-05-25 2022-09-08 BSH Hausgeräte GmbH Getränkeautomat

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