DE2335511C3 - Schalter, insbesondere elektromagnetischer Schalter - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Schalter mit elektrischen Kontakten, einem durch einen Druckknopf axial entgegen der Kraft von Rückstellmitteln bewegbaren Schaft mit mindestens einem auf einer Drehachse drehbaren Nocken zur Betätigung der Kontakte, welcher Nocken mehrere Nockenflächen und sich von diesen erstrekkende Nasen aufweist, und einem Betätigungsorgan, das bei der Bewegung des Schaftes in der einen Richtung eine Drehbewegung der Nocke in einem bestimmten Sinne bewirkt.

Ein solcher Schalter ist bereits in der US-PS 81 565 beschrieben worden. Bei diesem bekannten Schalter erfolgt beim Drücken des Druckknopfes keine Drehung der Nocke. Eine Drehung der Nocke findet vielmehr erst dann statt, wenn der Schaft beim Loslassen des Druckknopfes durch die Rückstellmittel in die Ausgangslage /urückbcwegl wird. Dies ist insofern nachteilig, als die ganze Schaltoperation durch die Rückstellmittel ausgeführt werden muß. Des weiteren sieht die erwähnte Vorveröffentlichung keine elektromagnetische Sperrung bzw. Betätigung des Schalters vor.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen einfachen und billigen Schauer der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der ebenfalls durch eine lineare oder praktische lineare Kraft, z. B. durch die Betätigung eines Druckknopfes betätigbar ist, wobei aber die Rückstellmittel nicht allein für die Drehung verantwortlich sind, und der zudem auch elektromagnetisch derart betätigbar ist, daß eine Schaltung von Hand so lange nicht möglich ist, als ein elektrisches Schaltsignal an den Schalter angelegt ist.

Gemäß der Erfindung ist ein Schalter der eingangs erwähnten Art dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Betätigungsorgan vorgesehen ist, das bei der Bewegung des Schaftes in der anderen Richtung ebenfalls eine Drehbewegung der Nocke im gleichen Sinne bewirkt und daß außer dem Druckknopf noch elektromagnetische Mittel vorgesehen sind, die bei ihrer Erregung den Schaft in dergleichen Richtung bewegen wie bei der Betätigung des Druckknopfes von Hand.

Beim Schalter gemäß der Erfindung wird somit die Drehbewegung der Nockt in zwei Schritien durchgeführt indem zuerst eine Drehung bei der Bewegung des Schaftes in der einen Richtung erfolgt und eine weitere Drehung der Nocke bei der Bewegung des Schaftes in der anderen Richtung durchgeführt wird. Dies hat den Vorteil daß für die Betätigung der Kontakte günstigere Verhältnisse vorliegen. Des weiteren ermöglichen die zusätzlich zum Druckknopf vorgesehenen elektromagnetischen Mittel die Sperrung des Schalters, bis das an diese Mittel angelegte Schaltsignal aufhört, worauf eine Schaltung erfolgt und der Schalter wieder von Hand oder durch Anlegen eines weiteren Schaltsignals betätigbar ist. Der Aufbau des Schalters ist äußerst einfach. Es ist dabei möglich, für jede Schaltstcllung der Nocke einen bestimmten Schaltzustand vorzusehen. Wenn die Nocke z. B. vier Schaltstellungen aufweist, so kann die erste Betätigung des Schalters beispielsweise den Einsiellzustand bewirken, die zweite Betätigung in Abschaltzustand, die dritte Betätigung den Einstellzustand usw. Diese Folge ist aber nicht zwingend, sondern hängt bioß von der Ausgestaltung der Nocke und der von ihr betätigten Kontakte ab. Vorteilhaft ist daher der Schalter derart ausgestaltet, daß das weitere Betätigungsorgan durch das Betätigungsglied eines Mikroschalters gebildet wird. Eine weitere vorteilhafte Ausbildung des Schalters besteht darin, daß zwei einander gegenüberliegende Nockenflächen sich in einem solchen Abstand von der Drehachse befinden, daß das Betätigungsglicd betätigt wird, wenn sich eine dieser Nockenflächen bei diesem Betätigungsglied befindet, und daß zwei weitere einander gegenüberliegende Nockenflächen sich in solchem Abstand von der Drehachse befinden, daß das Betätigungsglied nicht betätigt wird, wenn sich eine dieser Nockenflächen bei diesem Betätigungsglied befindet. Diese Ausbildung ermöglicht also, daß bei der ersten Betätigung des Schalters beispielsweise der Einstellzustand bewirkt wird, bei der zweiten Betätigung der Abschaltzustand, bei der dritten Betätigung der Einstellzustand usw.

Ein Alisführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Schalters, teilweise geschnitten,

F i g. 2 einen Längsschnitt entlang der Linie 11-11 von

F⁷ i g- ΐ.

F i g. 3 bis 7 teilweise Seitenansichten, welche die verschiedenen Stellungen der Betätigungsnocke zeigen.

Bei der Ausführungsform gemäß den F i g. 1 und 2 sind alle Teile des elektromechanischen Schalters aut einen L-förmigen Träger 9 montiert. De,- Träger 9 besitzt eine Frontplatte 10 und eine Seitentragplatte 12. Die Frontplatte 10 weist Befestigungslöcher 14 auf, welche der Aufnahme von Befestigungsmitteln zur Befestigung des Trägers 9 auf einer nicht eingeze-hnetcn Schaltplatte dienen.

Ein Dru~kknopfschaft 16 erstreckt sich durch eine Buchse 18, welche in einer öffnung der Frontplatie 10 angebracht ist. Ein Druckknopf 20 ist an einem Ende des Druckknopfschafts 16 montiert. Dieser erstreckt sich durch die Schaltplatte, so daß der Druckknopf 20 für eine manuelle Betätigung gut zugänglich ist. Das andere Ende des Druckknopfschaftes 16 ist in einer Buchse 22 aus Kunststoff montiert, um eine axiale Bewegung des Druckknopfschaftes 16 zu ermöglichen.

Die Buchse 22 stellt einen Teil eines Solenoids 25 Jar. das ein Joch 24, eine Spule 26 und Anschlüsse 28 für die Z'jfuhr von elektrischen Signalen /ur Spule 26 aufweist. Das Joch 24 ist auf einem Halter 30 montiert, welcher mittels Schrauben 32 od. dgl. an der Seitentragplatte befestigt ist.

Der Druckknopfschaft 16 dient auch als Tauchanker des Solenoids 25 und weist zu diesem Zweck auf der Solenoidseite einen größeren Durchmesser auf. Der Druckknopfschaft 16 besitzt einen Ansatz 36. und eine als Druckfeder ausgebildete Rückstellfeder 34 wirkt gegen diesen Ansatz 36, um den Druckknopfschaft 16 in der Ruhelage aus der Spule 26 herauszuziehen. Der Schalter ist in dieser Lage in F i g. 2 dargestellt. Der Durchmesser des mittleren Teils des Druckknopfschaftcs 16 ist etwas größer als auf der Druckknopfseite (aus der Zeichnung nicht gut ersichtlich). Dadurch wird ein Anschlag 38 am Druckknopfschaft Ifc gebildet, 3$ welcher gegen die Buchse 18 anschlägt, um die Bewegung des Druckknopfschaftes 16. welche durch den Druck der Rückstellfeder 34 bewirkt wild, in Richtung des Druckknopfes 20 zu begrenzen.

Wie bereits erwähnt, wird in F i g. 2 die Lage des Schalters dargestellt, in welcher das Solenoid 25 nicht erregt ist und auch keine Kraft durch manuelle Betätigung des Druckknopfes 20 ausgeübt wird. Die einzige Kraft, die auf den Druckknopfschaft 16 ausgeübt wird, ist jene der Rückstellfeder 34. Diese Kraft drückt den Druckknopfschaft 16, bis er mit dem Anschlag 38 an der Buchse 18 anschlägt. Die Länge des Druckknopfschaftes 16 ist so bemessen, daß wenn der Anschlag 38 an der Buchse 18 anschlägt, das solenoidseitige Ende des Druckknopfschaftes immer noch wenigstens teilweise in das Innere der Spule 26 ragt. Wenn infolgedessen ein Signal an die Spule 26 angelegt wird, so können ihn die magnetischen Kräfte in das Innere der Spule 26 ziehen.

Eine Drehachse 40 ist fest am Druckknopfschaft 16 befestigt, so daß wenn dieser entlang seiner Achse bewegt wird, die Drehachse 40 parallel zu ihrer eigenen Achse bewegt wird. Die Seitcntragplaltc 12 weis; einen horizontalen Schlitz. 42 auf, der in !·' i g 2 gestichelt eingetragen ist. Das eine F.ncle der Drehachse 40 erstreck ι sich in diesen Schlitz, so daß der Druckknopfschaft te an einer Drehung verhindert wird, wenn er axial hm und herbewegt wird. I-<n rechteckiger Nocken 44 ist drehbar auf der Drehachse 40 gelagert.

Wie F i g. 1 zeigt, weist eine bevorzugte Ausfiih ''5 rungsform der Erfindung elektrische Kontakte auf. die beispielsweise die Form von handelsüblichen Mikio 46 haben können, von welcher jeder eine An-

zahl von Anschlüssen 48 und ein axial bewegliches Betätigungsglied 50 zur Betätigung der Kontakte (nicht eingezeichnet) aufweist. Die Mikroschalter 46 sind an der Seitentragplatte 12 mittels Schrauben 52 befestigt. Die Befestigung dieser Mikroschalter 46 erfolgt dabei so, daß sich die Betätigungsglieder 50 unterhalb der Nocke 44 befinden, wenn der Druckknopfschaft 16 in seiner Ruhelage ist.

Eine Blattfeder 54 ist als Mittel zur Drehung der Nocke 44 vorgesehen. Diese Blattfeder 44 weist eine ungefähr C-förmige Ausbildung auf, wie dies aus F i g. 3 ersichtlich ist, so daß sie zwei Arme 54£> und 54a aufweist, die mit der Nocke 44 zusammen arbeiten können. Die Befestigung der Blattfeder 44 erfolgt an einer Befestigungsplatte 56 mittels Schrauben 58 oder anderen Befestigungsmitteln. Die Befestigungsplatte 56 kann als Teil der Seitentragplatte 12 während der Stanzoperation ausgebildet und dann um 90° in bezug auf die Seitenplatte abgebogen werden.

Da die Nocke 44 eine rechteckige Form aufweist, also zwei lange Seilen und zwei kurze Seiten besitzt, weist der Schalter zwei Einschaltstellungen und zwei Ausschaltstellungen auf. In dieser Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen wird die Ausschaltstellung als jene Stellung definiert, in welcher die Nokke 44 die Betätigungsglieder 50 nicht nach unten drückt. Die Bezeichnung Einschaltstellung oder Ausschaltstellung hat jedoch keine Beziehung zur Schaltstellung der Mikrosehalterkontakte, denn einige dieser Kontakte können bei nicht betätigtem Betiitigungsglied 50 geschlossen und andere offen sein.

F i g. 3 zeigt die Stellung der Nocke 44, wenn sich der Schalter in einer seiner beiden vorangehend definierten Ausschaltstellungcn befindet. Der obere Arm 545 befindet sich in der Nähe der oberen Fläche 72 der Nocke 44, ohne aber diese zu berühren. Es befindet sich auch ein geringes Spie! zwischen der unteren Fläche 70 der Nocke 44 und dem Betätigungsglied 50. Da sich die Nocke 44 frei um die Drehachse 40 drehen kann, ist es klar, daß die Nocke 44 verschiedene andere Winkclstellungen einnehmen kann, als die gezeigte horizontale Stellung. In der einen Extremstellung ist die Nocke 44 im Gegcnuhrzeigersinn gedreht worden, bis die Nase 60 am Betätigungsglied 50 anschlägt. In der anderen Extremstcllung ist die Nocke 44 im Uhrzeigersinn gedreht worden, bis die untere Fläche 70 das Betätigungsglied 50 berührt.

Der Schalter kann von seiner in F i g. 3 gezeigten Ausschaltstellung in die in F i g. 7 gezeigten Einschi.ltstellung geschaltet werden, indem man den Druckknopfschaft 16 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 34 bewegt und dann wieder zurückbewegen läßt. Dies kann entweder durch Niederdrücken und Loslassen des Druckknopfs 20 oder durch Anlegen und Abschalten eines elektrischen Signals an die Spule 26 des Solenoids 25 bewerkstelligt werden. Wenn sich der Druckknopfschaft 16 entgegen der Kraft der Rückstellfeder 34 bewegt, bewegt er auch die Drehachse 40 und die Nocke 44 in der gleichen Richtung. Dabei wird die Nocke 44 in eine horizontale Lage bewegt, wenn sie sich nicht bereits in einer solchen befindet. Dies geschieht entweder durch Angreifen des Betätigungsgliedes 50 an der unteren Flüche 70 der Nocke 44 oder durch den oberen Arm 54b. Nachdem sich die Nocke 44 aus der in F i g. 2 dargestellten Lage um etwa die Hälfte ihres Weges nach links bewegt hat, erfaßt der obere Arm 54b die Nase 64. Etwa gleichzeitig schlägt die Nase 60 am unteren Arm 54,-f auf. Bei der weiteren Bewegung der Nok-

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kc 44 nach links wirkt der obere Ann 546 gegen die Nase 64 und versucht die Nucke im Uhrzeigersinn zu drehen. Es wirkt jedoch an der Nocke 44 eine Gegenkraft infolge des Anliegens des unteren Arms 54,·) an der Nase 60. Bei der weiteren Bewegung der Nocke 44 nach links, wird der Arm 54,7 nach unten und nach links gedrückt, bis der Punkt erreicht wird, bei welchem sich die Nase 60 vom oberen Arm 54 weg bewegt. Diese Stellung ist in I" i g. 4 dargestellt. In diesem Zeitpunkt kann die Nase 59 sich frei vom Betätigungsglied 50 wegbewegen, ohne dieses genügend nach unten zu drücken und die Mikroschaltcrkontaktc um/uschallen.

Nachdem die Nase 64 nicht mehl' am oberen Arm 54/? angreift, wird keine Kraft mehr an die Nocke 44 angelegt, welche diese versuchen würde, im Gegenuhrzeigersinn zu drehen. Infolgedessen bewirkt die an der Nase 60 durch den unteren Arm 54;; angelegte Krall die tasche Bewegung der Nocke 44 im Uhrzeigersinn. Schon nach einer kleinen Drehbewegung ist der obere Arm 54£> frei von der Nase 64 und kehrt in die entspannte lage zurück. Der untere Arm 54,7 kehrt ebenfalls in die entspannte Lage zurück und verhindert dabei eine Bewegung der nun freien Nocke im Gegenuhrzeigersinn. Nach der weiteren Bewegung des Druckknopfschafles 16 in die Lndslellung nach links greift eine !'lache der Nocke 44 am unteren Arm 54.7 an und hält die Nocke 44 in der in I i g. 5 gezeigten Lage.

Nach dem Loslassen des Druckknopfcs 20 oder nach dem Ende des an die Spule 26 angelegten Signals drückt die Rückstellfeder 34 den Druckknoplschalt 16 wieder in die rechte radstellung. Deshalb wird auch die Drehachse 40 und die Nocke 44 nach rechts bewegt, wobei die Nase 59 der Nocke 44 am Betätigungsglied 50 angreift, wie dies in C i g. b gezeigt wird. Die gegen die Nase 59 wirkende Kraft bewirkt eine Bewegung der Nocke 44 im Uhrzeigersinn, wenn der Druckknopfschaft 40 weiter nach rechts bewegt wird, infolgedessen drückt die Hache 66 oben auf die Bctäligtingsglieder 50 und diese werden dadurch nach unten gedrückt und schalten die Kontakte der Mikroschaher 46. Der obere Arm 54b fällt von der Nase 62 auf <'u: Hache 68 und verhindert dadurch eine Bewegung der Nocke 44 im Gcgenuhrzeigcrsmn. welche wiederum den Mikroschaher zurückschalten würde.

Nach einer kleinen weiteren Bewegung des Druckknopfschaftes 16 nach rechts, also in die Ruhestellung, schlägt der Anschlag 38 (F i g. 1) an der Büchse 18 auf und die Drehachse 40 erreicht ihre rechte Endstellung in dem Schlitz 42 (F i g. 2). Die Bewegung des Druckknopfschaftes 16 ist somit beendet und die Nocke 44 befindet sich in diesem Zeitpunkt in der in F i g. 7 dargestellten Lage.

Durch Drücken des Druckknopfes 20 oder Erregen der Solenoidspule 26, wodurch der Druckknopfschaft 16 nach links bewegt wird, kann der Schalter wieder abgeschaltet werden. Wie aus Fig.2 ersichtlich, bewirkt dies die Bewegung des Druckknopfschaftes 16 nach links. Dabei wird wiederum die Drehachse 40 und der Nocken 44 nach links bewegt Wie F i g. 7 zeigt, greift dann der obere Arm 54b an der Nase 62 an und übt auf die Nocke 44 eine Kraft aus, um ihn im Uhrzeigersinn zu bewegen. Nach einer weiteren Bewegung der Nocke 44 nach links wird ein Punkt erreicht, bei welchem die Nase 64 über den oberen Teil des Betätigungsgliedes 50 gleitet. Die Federwirkung der Mikroschalterkontakte bewirkt eine öffnung der Kontakte und gleichzeitig eine Bewegung des Betätigungsgliedes 50 nach oben entlang der äußersten Flä che der Nase 64. An diesem Punkt der Schaltoperatiot drückt die Nase 59 gegen den unteren Arm 54.) dei Blattfeder·. Der obere Arm 54b drückt mit gcringei Kraft gegen die Nockenfläche 68. Wenn also dk Mikroschaherkontaktc offen sind, wird die Nocke 4^ durch an drei Punkten wirkende Kräfte gegen eint Verdrehung gesichert.

Nach einer weiteren Bewegung des Druckknopf Schafts 16 in die linke Lndstellung gleitet die Nocke 5^C am unteren Arm 54.7 nach oben, bis die Biegung 61 aider Nase 59 vorbei ist und die Blattfeder an dci Nockenfläche 66 anliegt. Der obere Arm 54/ider Blattfeder drückt immer noch gegen die Nockenfläche 68, s( daß Kräfte an zwei Nockcnfläehen eine Drehung dei Nocke 44 verhindern.

Wenn der Druckknopf 20 wieder losgelassen win: oder wenn das an die Solenoidspule 26 angelegte Si gnal aufhört, so bewegt die Rückstellfeder 34 der Druckknopfschaft 16 wieder nach rechts. Dabei erfaßt die Nase 64 der Nucke 44 die linke Seite des Betau gungsgliedcs 50, so daß die Nocke 44 im Uhr/eigersinr bewegt wird. Bevor der Druckknopfschaft 16 seine rechte Lndstellung erreicht, fällt der obere Arm 54i über die Nase 60 auf die Nockenfläche 70. In diesem Zeitpunkt befindet der Schalter sich in der in den I -ι g. 2 und 3 gezeigten Lage, nur mit dem Unterschied daß die Nocke 44 um 180" von der eingezeichneten Stellung gedreht wurde.

Da die Nocke 44 vier Nockenflächcn aufweist und jedes Drücken und Loslassen des Druckknopfes 20 eine W -Bewegung der Nocke 44 bewirkt, ist ersichtlich, daß der Schalter vier verschiedene Stellungen besitzt, nämlich zwei Einsehaltstellungcn und zwei Ausschaltstellungen. Die Wirkungsweise des Schalters bei einem Wechsel von einer Ausschaltstellung in eine Linschulistellung und dann von der Einschaltstelking in die andere Ausschaltstellung ist oben beschrieben worden. Ls ist sicherlich verständlich, daß weitere Betätigunger des Druckknopfes 20 entsprechende Operationen bewirken, wobei der Unterschied lediglich darin besteht, welche Nockenfläche der Nocke 44 im jeweiligen Zyklus aktiv ist.

Aus der obigen Beschreibung geht hervor, daß die vorliegende Erfindung einen elektromechanischen Schalter ermöglicht, der nur wenige bewegliche Teile aufweist. Dies wird durch eine Drehachse der Nocke bewirkt, welche in einer Richtung in einem rechten Winkel zur ihr beweg! werden kann, um eine Drehung der Nocke 44 zu bewirken. Der Schalter eignet sich zur Verwendung als automatischer Löse- ur.d Sperrschalter bei elektrischen Apparaten. In dieser Anwendung kann der Druckknopf 20 auch als EIN-AUS-Steuerknopf verwendet werden. Sobald irgendeine Störung im Gerat erfolgt kann ein Störsignal an die Solenoidspule 26 angelegt werden, um den Druckknopfschaft 16 in die linke Endstellung zu bewegen und ihn in dieser zu halten. Wie F ι g. 5 zeigt, bewirkt dies ein Loslassen des Betatigungsgliedes 50, so daß der Schalter die AUS-Stellung einnehmen kann. Das Signal kann der Solenoidspule 26 so lange angelegt werden, als eine Moning besteht. So lange aber das Signal angelegt wird ist der Druckknopf 20 manuell nicht betätigbar, um das Gerät wieder anzuschalten. Nach Beendigung der Stomng kann das Signal zur Solenoidspule 26 unterbrochen werden, so daß der Druckknopfschaft 16 wieder in seiner Ausgangsstellung zurückkehren kann, so daß der Druckknopf 20 wieder benützt werden kann, um das Gerät einzuschalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

2335 5Π Patentansprüche:

1. Schalter mit elektrischen Kontakten, einem durch einen Druckknopf axial entgegen der Kräh von RückstellmiUeln bewegbaren Schaft mit mindestens einem auf einer Drehachse drehbaren Nocken zur Betätigung der Kontakte, welcher Nocken mehrere Nockenflächen und sich von diesen erstreckende Nasen aufweist, und einem Betätigungsorgan, das bei der Bewegung des Schaftes in der einen Richtung eine Drehbewegung der Nocke in einem bestimmten Sinne bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Betätigungsorgan (50) vorgesehen ist, das bei der Bewegung des Schaftes (16) in der anderen Richtung ebenfalls eine Drehbewegung der Nocke (44) im gleichen Sinne bewirkt, und daß außer dem Druckknopf (20) noch elektromagnetische Mittel (26) zur Betätigung des Schalters vorgesehen sind, die bei ihrer Erregung den Schaft (16) in der gleichen Richtung bewegen wie bei der Betätigung des Druckknopfs (20) von Hand.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weitere Betätigungsorgan durch das Betätigungsglied (50) eines Mikroschalters (46) gebildet wird.

3. Schalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberliegende Nockenflächen (66, 68) sich in einem solchen Abstand von der Drehachse (40) befinden, daß das Betätigungsglied (50) betätigt wird, wenn sich eine dieser Nockenflächen (66, 68) bei diesem Bctätigungsglied (50) befindet, und daß zwei weitere einander gegenüberliegende Nockenflächen (70, 72) sich in solchem Abstand von der Drehachse (40) befinden, daß das Betätigungsglied nicht betätigt wird., wenn sich eine dieser Nockenflächen (70, 72) bei diesem Betätigungsglied (50) befindet.

4. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetischen Mittel eine Solenoidspule (26) aufweisen, in welche sich ein Ende des Schaftes (16) erstreckt.