DE3247319A1

DE3247319A1 - Elektrischer drucktastenschalter mit einem schwenkbar gelagerten druckbuegel

Info

Publication number: DE3247319A1
Application number: DE19823247319
Authority: DE
Inventors: Leo Dipl.-Ing. 5882 Meinerzhagen Mittler; Werner 5880 Lüdenscheid Schmalenbach
Original assignee: Brown Boveri und Cie AG Germany; BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1982-12-21
Filing date: 1982-12-21
Publication date: 1984-06-28
Also published as: NO161409C; FI77745C; NO161409B; NO834708L; FI834606A0; ATE29619T1; FI834606A; FI77745B; EP0112483B1; DE3373588D1; EP0112483A1

Description

BROWN,BOVERIE & CIE AKTIENGESELLSCHAFT

Mannheim 16. Dez. 1982

Mp.-Nr. 690/82 (8206) ZPT/P6-Hn/Be 10

Elektrischer Drucktastenschalter mit einem schwenkbar gelagerten Druckbügel

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Drucktastenschalter der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.

Drucktastenschalter werden im allgemeinen als bistabile

Schalter aufgebaut. Hierbei wird die geradlinige Bewegung einer Drucktaste mit Hilfe einer Schaltmechanik in _o_ eine auf das elektrische Schaltelement wirkende Kippbewegung umgesetzt. Bei jeder erneuten Betätigung der Drucktaste nimmt das Schaltelement die jeweils andere der beiden möglichen Schaltstellungen ein.

3Q Aus der DE-AS 10 01 741 und der DE-AS 25 48 674 ist es bekannt, daß eine Drucktaste auf einen Druckbügel wirkt, der beim Niederdrücken mit seinen beidseitig angeformten Stößeln in entsprechende Ausformungen bei einem Kippelement greift, das durch den Eingriff in die jeweils andere Kipplage gedrängt wird. Da das Kippelement

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wiederum mit einem Kontaktelement in Wirkverbindung steht, führt seine Lageänderung zu einem elektrischen Umschalten. Um einerseits die jeweilige Schaltstellung zu stabilisieren und um andererseits die Drucktaste in ihre Ausgangsstellung zurückzubringen, dient eine auf Druck beanspruchbare Spiralfeder, die zwischen dem Druckbügel und dem Kippelement eingefügt ist.

Die zunehmende Automatisierung im Bereich der Serienartikel zwingt nicht nur dazu die Zahl der Bauteile auf das notwendige Minimum zu reduzieren, sondern auch durch eine zweckmäßige Gestaltung der Bauteile ihre maschinelle Montage zu ermöglichen. Diesbezüglich zeigen die bekannten Schalterausführungen noch erhebliche Mängel, denn einerseits läßt sich die Zahl der Bauteile noch weiter verringern und andererseits ist der Ausbau der Schaltmechanik nicht oder nur schlecht für eine maschinelle Montage geeignet.

Aus der DE-OS 15 15 511 ist zwar ein elektrischer Druckknopfschalter bekannt, bei dem das Kontaktelement und das Kippelement zu einer mit Schaltkulisse versehenen Kontaktwippe vereinigt sind, doch werden bei diesen Schaltern zwei Federn benötigt. Hinzu kommt, daß gerade die mit der Kontaktwippe zu verbindende Ringfeder nur schwer einzusetzen ist.

Aufgabe der Erfindung ist es einen Drucktastenschalter zu schaffen, der mit möglichst wenigen Teilen auskommt, wobei diese Teile gleichzeitig so gestaltet sein sollen, daß eine automatische Montage möglich ist. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeich-

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net.

Durch Vereinigung von Kontaktelement und Kippelement zu einer Kontaktwippe, auf der eine Schaltkulisse ausgebildet ist, wird nicht nur die Zahl der Teile verringert sondern gleichzeitig auch die Montage erleichtert. Die auf einem ortsfesten Lagersteg schwenkbar zu lagernde Kontaktwippe läßt sich sehr leicht in den Sockel des Schalters einsetzen. Das Gleiche gilt auch für den Druckbügel, der als Schwenkschieber wirkt, da er mit Lagerzapfen ausgestattet ist, die in Nuten oder Langlöchern auf- und abgleiten können. Die durch die Nuten gewährleistete Führung erleichtert das Einpassen des Schwenkschiebers in den Sockel und sorgt gleichzeitig für eine definierte Positionierung.

Da sowohl zentral innerhalb des Schwenkschiebers, wie auch auf der Kontaktwippe Zapfen angeordnet sind, kann die Druckfeder bequem aufgesteckt werden. Die selbstklemmende Befestigung der Druckfeder auf den Zapfen des Schwenkschiebers ermöglicht auch eine Vormontage dieser beiden Teile. Bei Bedarf kann die Druckfeder auch auf den Zapfen der Kontaktwippe selbstklemmend befestigt werden, wodurch dann Schwenkschieber, Druckfeder und Kontaktwippe als eine Baueinheit in den Sockel montierbar sind.

Da der Drucktastenschalter in handelsübliche Unterputzdosen passen muß, ist es von Vorteil, wenn er nur eine geringe Bauhöhe aufweist. Ein Merkmal, das hierzu entscheidend beiträgt, ist die Anordnung der Achsstummel am Schwenkschieber, die so erfolgt, daß die Drehachse des Schwenkschiebers zwischen den beiden Enden der Druckfeder liegt. Hierdurch und auch durch den geringen

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gegenseitigen Abstand der in die Schaltkulisse eingreifenden Stößel des Schwenkschiebers gelingt es mit einem sehr geringen Schalthub, der unter 3 mm liegen kann, eine definierte Umschaltung zu erreichen

Die Ausbildung von Druckkeilen an der Drucktaste, die in keilförmige Ausnehmungen am Schwenkschieber eingreifen, ist wiederum montagefreundlich, da sie ein leichtes Zusammenfügen der Teile gestattet.

Die Druckfeder ist von gleichen sich symmetrisch gegenüberstehenden Teilen des Schwenkschiebers und den an der Drucktaste ausgebildeten Druckkeilen beidseitig umgeben. -J₅ Dadurch wird auch eine symmetrische Verteilung der Druckkräfte bewirkt und ein ungewolltes Verkanten der an der Druckfeder anliegenden Teile verhindert.

Die auf der Innenseite der im Sockel angeordneten Führungswände ausgesparten Nuten sind nach oben im Bereich der Sockelöffnung trichterartig erweitert. Hierdurch wird das Einsetzen des Schwenkschiebers in den Sockel erleichtert. Der trichterartige Bereich ist jedoch von dem Aktionsbereich, in dem die Achsstummel des Schwenkschiebers gleiten können, durch Nasen getrennt. Diese Nasen wirken gleichzeitig als Anschläge und bestimmen so die Ruhelage des Schwenkschiebers. Der Schwenkwinkel des Schwenkschiebers ist durch eine entsprechende Ausbildung der den Schwenkraum bildenden Seitenwände, die als Anschlag dienen, bestimmt.

Der Drucktastenschalter kann auch als Mehrfachschalter mit zwei oder mehr Kontaktwippen und zwei oder mehr Schwenkschiebern ausgeführt werden. Durch entsprechende Ausbildung von Drucktaste und Schwenkschieber können

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mehrere Schalteinheiten gemeinsam oder auch getrennt geschaltet werden. Bei den Drucktasten muß auch für eine gute Parallelführung gesorgt werden. Hierzu ist der Sockel mit einem Ansatz versehen, den die Drucktaste rundum im Gleitsitz erfaßt. Außerdem besitzt der Sockel Führungslöcher, in welche an der Drucktaste angeformte Führungszapfen eintauchen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Erfindungsgegenstandes sind anhand von Ausführungsbeispielen in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1: Den Drucktastenschalter mit einer der beiden möglichen Schaltstellungen im Schnitt dargestellt.

Figur 2: Den Drucktastenschalter mit gedrückter Drucktaste in die andere Schaltstellung umgeschwenkter Kontaktwippe wobei der Schnitt so gelegt ist, daß andere Details des Schalters sichtbar werden.

Figur 3: Einen Doppelschalter mit einer gemeinsamen

Drucktaste ebenso wie Figur 1 und 2 im Schnitt jedoch in einer hierzu um 900 gedrehten Seitenansicht.

Figur M: Eine Draufsicht auf den Drucktastenschalter ohne Drucktaste.

Der Drucktastenschalter besitzt einen Sockel 10, in dem

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auf einem Lagersteg 1 eines ortsfesten Kontaktteils eine Kontaktwippe 2 schwenkbar gelagert ist. An der Kontaktwippe 2 ist eine Schaltkulisse 3 ausgebildet, die entsprechende Ausnehmungen besitzt, in welche die Stößel 5 eines Schwenkschiebers 4 eingreifen können. Der Schwenkschieber 4 ist außerdem mit Achsstummeln 8 versehen, die in Nuten 9 gleiten können, die ihrerseits in Führungswänden 21 ausgebildet sind. An einer Drucktaste 11 sind Druckkeile 13 angeformt, die mit ihren " Spitzen in keilförmige Ausnehmungen 14 des Schwenkschiebers 4 eingreifen.

Das bistabile Schaltverhalten des Druckschalters wird nicht zuletzt durch eine spiralförmige Druckfeder 6 bestimmt. Diese Druckfeder 6 ist mit ihren beiden Enden auf Zapfen 7,20 aufgesteckt, wobei der Zapfen 7 zentral * innerhalb des Schwenkschiebers 4 und der Zapfen 20 in

der Mitte der Schaltkulisse 3 ausgebildet ist. itber den 2Q Schwenkschieber 4 und die Druckkeile 13 wirkt die Druckfeder 6 auf die Drucktaste 11 und sorgt dafür, daß diese nach Betätigung in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt.

Der durch seine Achsstummel 8 in Nuten 9 geführte Schwenkschieber 4 folgt allen geradlinigen Bewegungen, die von der Drucktaste 11 ausgehen. Gleichzeitig ermöglichen die Achsstummel 8 aber auch eine Schwenkbewegung des Schwenkschiebers 4, wobei der mögliche Schwenkwinkel durch die den Schwenkraum eingrenzenden Seitenwände 22 begrenzt ist. In den beiden Ruhestellungen des Schwenkschiebers 4, die durch die Druckfeder 6 stabilisiert sind, nehmen die Stößel 5 des Schwenkschiebers 4 einseitig eine solche Stellung ein, daß sie sich oberhalb einer Ausnehmung der Schaltkulisse 3 befinden. Durch

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Niederdrücken des Schwenkschiebers 4 mit Hilfe der Drucktaste 11 erfolgt ein Eingriff der Stößel 5 in die Schaltkulisse 3, so daß diese einseitig nach unten gedrückt wird. Dabei kippt die Kontaktwippe 2 in die jeweils andere Schaltstellung. Die Druckfeder 6, die durch die Schaltkulisse 3 nunmehr in die andere Richtung gedrückt wird, gibt diesen Druck an den Schwenkschieber 4 weiter, so daß dieser beim Loslassen der Drucktaste 11 ebenfalls in die andere Ruhestellung gebracht wird.

Geradlinige Bewegungen des Schwenkschiebers 4 sind nach oben zur Drucktaste 11 hin durch Nasen 23 begrenzt. Die Nasen 23 bilden für die Achsstummel 8 einen Anschlag, der verhindert, daß die Schwenkschieber 4 bei abgenommener Drucktaste aus dem Sockel 10 herausfallen können.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um einen bistabilen Schalter. Durch eine einseitige Verkleinerung des Winkels der keilförmigen Ausnehmungen 14 des Schwenkschiebers 4, etwa derart, daß bei gedrückter Drucktaste 11, gemäß Figur 2, die Flanke der keilförmigen Ausnehmung 14 an der Seite des drückenden __ Stößels 5 an der korrespondierenden Flanke des Druckkeils 13 der Drucktaste 11 zur Anlage gelangt, wird ein Umschwingen des Schwenkschiebers 4 beim Loslassen der Drucktaste 11 verhindert, so daß hierdurch ein Tastschalter mit nur einer stabilen Lage der Kontaktwippe 2 _ gebildet ist. Zweckmäßig ist es dabei, den Schwenkschieber 4 mit einer inneren Rippe zu versehen, die ein Umkippen der Druckfeder 6 verhindert.

Für eine saubere Parallelführung der Drucktaste 11 ist dadurch gesorgt, daß, wie in Figur 4 dargestellt, in dem

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Sockel 10 Ansätze 15 ausgebildet sind, die von den Wänden der Drucktaste im Gleitsitz eng umfaßt werden. Außerdem sind an der Drucktaste 11 Führungszapfen 16,17 ausgebildet, die in entsprechende Führungslöcher 18,19 des Sockels 10 eintauchen. Bei der in Figur 3 dargestellten Ansicht des Drucktastenschalters wird auch sichtbar, daß die Druckfeder 6 jeweils von gleichen sich symmetrisch gegenüberstehenden Teilen des Schwenksehiebers 4 der Kontaktwippe 2 und den an der Drucktaste ausgebildeten Druckkeilen 13 beidseitig umgeben ist.

Da die Drehachse des Schwenkschiebers 4 unabhängig von seiner jeweiligen Stellung immer zwischen den beiden Enden der Druckfeder 6 liegt, ergeben sich besonders günstige Hebelverhältnisse, so daß einerseits mit geringer Federkraft und dementsprechend auch mit einer geringen auf die Drucktaste auszuübenden Druckkraft und andererseits mit sehr geringem Schalthub für die Drucktaste gearbeitet werden kann.

Die Montage,des Drucktastenschalters erfolgt derart, daß zunächst die ortsfesten Kontaktteile in den Sockel eingebracht werden. Danach wird die Kontaktwippe 2 auf den Lagersteg 1 gesetzt. Über trichterartige Anschrägungen der Nuten 9 wird nun der Schwenkschieber 4 in den Sockel 10 gedrückt. Hierbei gleiten die Achsstummel 8 des Schwenkschiebers 4 über die elastischen Nasen 23 hinweg in die Nuten 9. Die Nasen 23 verhindern ein Zurückgleiten des Schwenkschiebers 4. Die mit einem Ende auf dem Zapfen 7 des Schwenkschiebers U befestigte Druckfeder 6 trifft dabei mit ihrem anderen Ende auf den Zapfen 20 der Kontaktwippe 2. Schließlich kann der Druckknopf 11 aufgesteckt werden, wobei nicht dargestellte Rastelemente ein Herausfallen des Druckknopfes

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verhindern.

Bei einer Ausbildung des Drucktastenschalters für den Unterputzeinsatz kommt somit die gesamte innere Schaltmechanik unterhalb der auf der Wand aufliegenden Ebene des Tragringes 12 zu liegen. Der Tragring kann dabei völlig plan ausgeführt und mittels Nieten, Schrauben oder Rastgliedern am Sockel 10 befestigt sein.

Bei einem Mehrfachschalter, bei dem durch eine gemeinsame Drucktaste 11 mehrere Schalteinheiten geschaltet werden sollen, ist es zu einer synchronen Umschaltung der Kontaktwippen 2 vorteilhaft die Schwenkschieber 4 aller Schalteinheiten durch einen Steg starr zu verbinden. Hierbei erfolgt eine Führung und Schenklagerung eines auf solche Weise einteiligen Schwenkschiebers 4 in den Nuten 9 der äußeren Führungswände 21, während die inneren Führungswände 21 einen offenen Schlitz aufweisen, in dem der Steg frei beweglich ist.

Mp.	-Nr. 690/82 _■ : - _: . .·	Bezugszeichenliste zu E	Lagersteg	3739
16.	Dez. 1982	Kontaktwippe
	Schaltkulisse
1	Schwenkschieber
2	Stößel
3	Druckfeder
4	Zapfen an Schwenkschieber
5	Achsstummel
6	Nuten
7	Sockel
8	Drucktaste
9	Tragring
10	Druckkeile
11	keilförmige Ausnehmungen
12	Ansatz an Sockel 10
13	Führungszapfen an der Drucktaste
14	Führungszapfen an der Drucktaste	11
15	Führungsloch im Sockel 10	11
16	Führungsloch im Sockel 10
17	Zapfen an der Kontaktwippe
18	Führungswände
19	Seitenwände
20	Nasen
21
22
23

Claims

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ANSPRÜCHE

Elektrischer Drucktastenschalter mit einem an der Drucktaste schwenkbar gelagertem Druckbügel und einem in zwei stabile Schaltstellungen kippbaren Kontaktelement, wobei zwischen dem Druckbügel und dem Kontaktelement ein mit Stößeln des Druckbügels in wechselndem Eingriff stehendes die Umschaltung bewirkendes Kippelement und eine sich auf dem Kippelement ' einerseits und auf dem Druckbügel andererseits abstützende, die jeweilige Schaltstellung stabilisierende, spiralförmige Druckfeder angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktelement und das Kippelement zu einer um einen ortsfesten Lagersteg (1) schwenkbaren Kontaktwippe (2) vereinigt sind, auf der eine Schaltkulisse (3) ausgebildet ist, in welche die Stößel (5) des Druckbügels eingreifen, und der Druckbügel als Schwenkschieber (4) gestaltet ist, dessen im Bereich seiner Schwenkachse angeformte Achsstummel (8) in Nuten (9) oder Langlöchern geführt sind, die auf der Innenseite der im Sockel (10) angeordneten Führungswände (21) ausgespart sind und eine Translation des Schwenkschiebers (4) zwischen Drucktaste (11) und Kontaktwippe (2) ermöglichen.
2. Elektrischer Drucktastenschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zentral innerhalb des Schwenkschiebers (4) und im "ereich der Schaltkulisse (3) auf der Kontaktwippe (2) jeweils Zapfen (7,20) angeordnet sind, auf welche die beiden Enden der Druckfeder (6) aufgesteckt sind, wobei die Druckfeder (6) auf den Zapfen (7) des Schwenkschiebers (4) selbstklemmend gehalten ist.

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3. Elektrischer Drucktastenschalter nach Anspruch oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Achsstummeln (8) gebildete Schwenkachse des Schwenkschie- bers (4) zwischen den beiden Enden der Druckfeder (6) liegt.
4. Elektrischer Drucktastenschalter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Drucktaste (11) Druckkeile (13) ' ausgebildet sind, die in nach oben offene keilförmige Ausnehmungen (14) am Schwenkschieber (4) eingreifen, wobei die Spitzen der keilförmigen Ausnehmungen (14) im Bereich der Schwenkachse des Schwenkschiebers (4) liegen.
5. Elektrischer Drucktastenschalter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfeder (6) von gleichen sich symmetrisch gegenüberstehenden Teilen des Schwenkschiebers (4) und den an der Drucktaste (11) ausgebildeten Druckkeilen (13) beidseitig umgeben ist.
6. Elektrischer Drucktastenschalter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Innenseite der im Sockel (10) angeordneten Führungswände (21) ausgesparten Nuten (9) nach oben im Bereich der Sockelöffnung trichterartig erweitert sind, dieser Bereich jedoch von dem unteren Aktionsbereich, in dem die Achsstummel (8) des Schwenkschiebers (4) gleiten können, durch Nasen (23) getrennt ist und diese Nasen gleichzeitig als die Ruhelage des Schwenkschiebers (4) bestimmende Anschläge wirken.
7. Elektrischer Drucktastenschalter nach mindestens

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einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel des Schwenkschiebers (*O durch eine entsprechende Ausbildung der den Schwenkraum bildenden Seitenwände (22), die als Anschlag dienen, bestimmt ist.
8. Elektrischer Drucktastenschalter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- IQ net, daß ein Mehrfachschalter mit zwei oder mehr Kontaktwippen (2) und zwei oder mehr Schwenkschiebern (4) ausgeführt ist, wobei die Drucktaste (11) ebenfalls zwei- oder mehrfach ausgeführt ist.
9. Elektrischer Drucktastenschalter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mehrfachschalter mit zwei oder mehr Kontaktwippen (2) und zwei oder mehr durch einen Steg starr verbundenen Schwenkschiebern (4) ausgeführt ist, wobei die Drucktaste (11) für alle Schalteinheiten gemeinsam ausgeführt ist.
10. Elektrischer Drucktastenschalter nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sockel (10) mit einem Ansatz (15) versehen ist, den die Drucktaste (11) rundum im Gleitsitz erfaßt und außerdem Führungslöcher (18,19) besitzt in welche an der Drucktaste (11) angeformte Führungszapfen (16,17) eintauchen.