DE3912798A1 - Schaltmechanik fuer einen tastschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltmechanik für einen Tastschalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 22 09 784 ist ein Schalter der in Rede stehenden Art mit einer zentrisch auf dem Schaltergehäuse gelagerten Betä­ tigungswippe bekannt, die bei jedem Schaltvorgang mittelbar eine im Schalter­ gehäuse kippbar gelagerte Kontaktbrücke aus einer Endlage in die andere umschaltet und danach über das Rückstellmoment einer Druckfeder in ihre Ausgangslage zurückkehrt. Dabei verfügt die bekannte Schaltmechanik zu diesem Zweck über ein Schiebeteil, das über die Betätigungswippe gesteuert, ein bistabiles Druckstück antreibt, welches die Kontaktbrücke umschaltet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltmechanik für einen Tast­ schalter so weiterzubilden, daß die erforderlichen Bauteile in ihrer Gestaltung eine Mechanik ermöglichen, deren Montage in einfacher Weise und mit gerin­ gem Aufwand maschinell möglich ist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteran­ sprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand der Zeichnungsfiguren näher erläutert.

Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Schaltergehäuse und die Schaltwippe, sowie in Längsansicht die Betätigungswippe mit der Schaltmechanik und einer Kontaktwippe in einer Endlage,

Fig. 2 die erste Betätigungsphase der Schaltmechanik gemäß Fig. 1, da­ bei befinden sich die Druckstücke des im Schiebeteil gelagerten Schwenkteils mit ihren oberen Anlageflächen in einem ersten Berüh­ rungskontakt mit den korrespondierenden Anlageflächen der Schalt­ wippe,

Fig. 3 die zweite Betätigungsphase der Schaltmechanik gemäß Fig. 2, hier sind die Druckstücke bereits nach oben verschwenkt und stehen im Kraftschluß mit der Schaltwippe,

Fig. 4 das Ende eines vollständigen Zyklus der Betätigungsphasen mit Stel­ lung der Kontaktwippe in der anderen Endlage, dabei befinden sich die unteren Anlageflächen der Druckstücke innerhalb der Öffnungen der Schaltwippe, die Druckstücke sind schräg nach oben gerichtet,

Fig. 5 die Schaltmechanik in auseinandergezogener perspektivischer Dar­ stellung.

Anhand des Zeichnungsbeispiels gemäß der Fig. 1 bis 5 seien der Aufbau der Schaltmechanik, im Beispiel vorzugsweise als einpoliger Tastschalter, sowie der Ablauf eines vollständigen Schaltzyklus erläutert. Zur Veranschaulichung der Bauteile der Mechanik in ihrer Gestaltung zeigt die Fig. 5 in auseinander­ gezogener Darstellung diese in perspektivischer Ansicht. Aus dieser Zeich­ nungsdarstellung ist auch erkennbar, daß die Schaltmechanik entweder als einpoliger Umschalter oder als zweipoliger Umschalter ausführbar ist.

Die Fig. 1 stellt teilweise einen Längsschnitt durch ein schematisch darge­ stelltes Schaltergehäuse mit einer Schaltwippe dar, sowie in Seitenansicht die erfindungsgemäße Schaltmechanik in Wirkverbindung mit der Betätigungswippe. Die im wesentlichen rechteckige Oberfläche 1 verfügt an ihren Längsseiten mittig gegenüberliegend über je einen Lagerbock 32 mit Zapfen 33, sowie unterhalb eines jeden Lagerbockes über eine Durchtrittsöffnung 35. Zwischen den Lagerböcken 32 ist eine U-förmige Schaltwippe 3 mit Bohrungen 34 auf den inneren Zapfen 33 schwenkbar gelagert. Die Betätigungswippe 2 mit Bohrungen 43 lagert auf den äußeren Zapfen 33. Dabei durchragen die Schen­ kel 36 der Schaltwippe 3 die Durchtrittsöffnungen 35 der Oberfläche 1 bis auf die im Sockel des Schaltergehäuses kippbar gelagerte Kontaktwippe 14. Da im Beispiel ein einpoliger Schalter gewählt ist, ist auch nur ein Schenkel 36 der Schaltwippe 3 mit einer Druckfederhülse 37 bestückt, welche die eine Kontaktwippe 14 federnd belastet. Ferner verfügt die Oberfläche 1 an einer Breitseite über quer mit Abstand zueinander angeordnete Stützwände 30, zwischen denen eine Haube 31 angeordnet ist, die zur Führung des Schiebe­ teils 5 dient. Auf dieser Oberfläche 1 ist das Schiebeteil 5 längsbeweglich durch die Nocken 8 der Betätigungswippe 2 steuerbar.

Das Schiebeteil 5 besteht u. a. aus einem Querträger 7, der an seinen Enden mit Seitenteilen 8 versehen ist. In den Seitenteilen 8 befinden sich Lagerstel­ len 9.

Zwischen diesen Lagerstellen wird ein Schwenkteil 11 mit Lagerzapfen 10 ein­ gesetzt. Dieses Schwenkteil ist unmittelbar jeweils innen neben seinen Zap­ fen 10 mit einem Druckstück 12 versehen. Die Druckstücke sind in Richtung Schaltwippe konisch ausgebildet. Dadurch wird ihr Eingriff in Öffnungen 13 der Schaltwippe 3 zwecks kraftschlüssiger Verbindung ermöglicht.

Beim Niederdrücken der Betätigungswippe 2 drücken ihre Nocken 6 auf Schrä­ gen 15 der Seitenteile 8 des Schiebeteils 5, so daß es zu einer Schiebebewe­ gung des Schiebeteils 5 in Richtung der schwenkbar gelagerten Schaltwippe 3 kommt. Dabei treten die Druckstücke 12 des Schwenkteils 11 über ihre An­ lageflächen 28 und 28′ in Kraftschluß mit den Anlageflächen 29 und 29′ der Schaltwippe 3.

Die Schaltwippe 3 überträgt mit ihren Schenkeln 36 die Schwenkbewegung auf die Kontaktwippe 14 und kippt diese in die andere Endlage.

Mittig an seinem Querträger 7 erstreckt sich in Längsrichtung bzw. in Schiebe­ richtung des Schiebeteils 5 ein Rahmen 16, der an seiner Unterseite über Gleitnocken 22′ verfügt und der im Bereich seiner Stirnseite an seinen beiden Außenwänden 17 mit rechtwinklig abstehenden Trägerstegen 18 versehen ist. Die Stirnseite des Rahmens 18 mündet nach unten abgestuft in einen Boden­ fortsatz 19, der zur Führung des Schiebeteils 5 dient. Die Trägerstege 18 weisen in Schieberichtung Führungsfortsätze 20 zur Aufnahme einer Druck­ feder 4 auf. Eine Schiebebewegung des Schiebeteils 5 drückt die Druckfedern 4 gegen die Stützwände 30. Sie erzeugen damit das erforderliche Rückstell­ moment für die Tastschalterfunktion.

Die eingangs erwähnten Seitenteile 8 am Quersteg 7 des Schiebeteils 5 sind in besonderer Weise als Formteile ausgebildet. Ihre Außenkonturen verfügen jeweils über bogenförmige Abschnitte, die als Haltestege 21 dienen und die nach unten hin in Schrägen 15 übergehen, jedoch in Bodennähe senkrecht ab­ fallen. Die Bodenflächen der Seitenteile 8 des Schiebeteils 5 weisen die für eine Schiebebewegung erforderlichen Gleitnocken 22 auf. Am Ende jeder Bodenfläche haben die Seitenteile 8 nach oben gerichtete Federstege 23 mit jeweils einem Nocken 26 am Ende.

Die zuvor erwähnten Lagerstellen 9 für die Aufnahme der Zapfen 10 am Schwenkteil 11 werden gebildet aus der Innenkontur der Haltestege 21, einer senkrechten Wand 24, einer Auflagefläche 25 und dem Federsteg 23. Die in diesen Lagerstellen 9 drehbeweglich lagernden Zapfen 10 des Schwenkteils 11 weisen im Querschnitt eine unsymmetrische Form auf, die in Wirkrichtung des Schiebeteils 5 eine kreisbogenförmige Fläche 40 aufweist und in Gegenrichtung über seitliche Flanken 41 verfügt die über abgerundete Ecken 42 in eine vertikale plane Fläche 27 übergehen. Bei nicht gedrückter Betätigungswippe liegen die Zapfen 10, gehalten durch Andruck der Federstege 23 in ihrer Ausgangslage, mit ihrer planen Fläche 27 an den Wänden 24 der Lagerstellen 9 an. Durch die besondere Ausgestaltung der Zapfen 10 sowie der Lagerstel­ len 9 ist für jeden Fall der Betätigung die erforderliche Ausgangslage der Druckstücke 12 gewährleistet, um die Schaltwippe 3 bzw. die Kontaktwippe 14 von einer Endlage in die andere umzuschalten. Dabei kommt es je nach Stellung der Schaltwippe 3 entweder mit den oberen oder unteren Anlage­ flächen 29, 29′ zur Berührung mit den Anlageflächen 28, 28′ der Druckstücke 12. Man erkennt besonders deutlich in den Fig. 2 bis 4 die Verstellung und Verschwenkung der Druckstücke 12, sowie den Drehsinn und die Verschiebung der Zapfen 10 in den Lagerstellen 9 während der Betätigungsphasen, damit bei jedem erneuten Niederdrücken der Betätigungswippe 2 der Kraftschluß zwischen den Druckstücken 12 und der Schaltwippe zustande kommt.

Danach vollzieht sich ein vollständiger Schaltzyklus wie folgt: Gemäß Fig. 1 befindet sich die Kontaktwippe 14 mit ihrem Doppelkontakt 39 in einer oberen Endlage mit einem der beiden Gegenkontakte 38.

Durch Niederdrücken der Betätigungswippe 2 in Pfeilrichtung (Fig. 1 bis 3) wird das auf der Oberfläche 1 des Schaltergehäuses angeordnete Schiebeteil 5 horizontal in Längsrichtung verschoben. Dabei bewegt sich das Schiebeteil in­ folge der auf die Schrägen 15 drückenden Nocken 8 der Betätigungswippe 2 nach rechts in Pfeilrichtung. Zusammen mit dem in den Lagerstellen 9 des Schiebeteils angeordneten Schwenkteils 11 wird das Schiebeteil zwecks kraft­ schlüssiger Verbindung seiner Druckstücke 12 mit der Schaltwippe gegen die Rückstellkraft der Druckfedern 4 bewegt. Dabei treten die Druckstücke 12 in der ersten Phase des Zyklus so weit in die Öffnungen 13 der Schaltwippe 3 ein, bis sie mit ihren oberen Anlageflächen 28 die oberen Anlageflächen 29 der Schaltwippe 3 berühren (Fig. 2).

In der zweiten Phase des Zyklus (Fig. 3) entsteht durch die Bewegung des Schiebeteils 5 an den Berührungspunkten der oberen Anlageflächen 28 und 29 eine entsprechende Gegenkraft. Diese bewirkt ein Verschwenken der Druck­ stücke nach oben, bis die oberen Anlageflächen 28′ der Druckstücke 12 an den oberen Anlageflächen 29′ der Schaltwippe 3 anschlagen. Damit ist eine kraftschlüssige Verbindung hergestellt. Außerdem hat die untere Anlagefläche 28 des Druckstücks eine Lage erreicht, die das erforderliche Eintreten in die Öffnungen 13 der Schaltwippe ermöglicht.

Weiter wird durch das Abrollen der oberen Ecke 42 der Druckstücke auf der Wand 24 des Schiebeteils 5 eine horizontale Verschiebung der Druckstücke in Richtung Schaltwippe 3 bewirkt, wodurch ein zusätzlicher Betätigungsweg und zugleich im Federsteg 23 ein zusätzliches Rückstellmoment für die Rückstel­ lung der Druckstücke erzeugt wird. Unter der Druckwirkung des Kraftschlusses springt die Schaltwippe 3 in die andere Endlage um, wobei gleichzeitig die Schenkel 36 mit der eingesetzten Druckfederhülse 37 die Kontaktwippe 14 ebenfalls in die andere Endlage umschaltet (Fig. 4).

Beim Loslassen der Betätigungswippe 2 und gleichzeitigem Rückgang des Schiebeteils 5 durch das Entspannen der Druckfedern 4, verlassen die Druck­ stücke 12 des Schwenkteils 11 die kraftschlüssige Verbindung mit der Schalt­ wippe 3. Durch eine im Berührungspunkt von Zapfen 10 der Druckstücke und Nocken 26 der Federstege wirkende Kraft, erzeugt von Vorspannung und zu­ sätzlichem Rückstellmoment der Federstege, springen die Zapfen 10 und damit die Druckstücke in ihre Ausgangslage zurück, wodurch die Schaltmechanik für den nächsten Schaltvorgang vorbereitet ist.

Bezugszeichenliste

 1 Oberfläche (Schaltergehäuse)
 2 Betätigungswippe
 3 U-förmige Schaltwippe
 4 Druckfeder
 5 Schiebeteil
 6 Nocken von 2
 7 Querträger von 5
 8 Seitenteile von 7
 9 Lagerstellen von 8
10 Zapfen
11 Schwenkteil
12 Druckstücke von 11
13 Öffnungen von 3
14 Kontaktwippe
15 Schrägen von 5
16 Rahmen von 5
17 Außenwände von 16
18 Trägerstege von 17
19 Bodenfortsatz von 16
20 Führungsfortsätze
21 Haltestege
22, 22′ Gleitnocken
23 Federstege von 8
24 Wände von 9
25 Auflageflächen von 9
26 Nocken von 23
27 Fläche von 10
28, 28′ Anlageflächen von 12
29, 29′ Anlageflächen von 3
30 Stützwände von 1
31 Haube von 1
32 Lagerböcke von 1
33 Zapfen von 32
34 Bohrungen von 3
35 Durchtrittsöffnungen von 1
36 Schenkel von 3
37 Druckfederhülsen von 3
38 Gegenkontakte
39 Doppelkontakt von 14
40 Fläche von 10
41 Flanken von 10
42 Ecken von 10
43 Bohrungen von 2

Claims (13)

1. Schaltmechanik für einen elektrischen Tastschalter mit einer Betäti­ gungswippe, die beim Niederdrücken mittelbar und gegen die Kraft einer Druckfeder auf eine Schaltwippe wirkt, die eine oder zwei im Schaltergehäuse gelagerte Kontaktwippen aus einer Endlage in die andere umschaltet, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche (1) des Schaltergehäuses zwischen der Betätigungswippe (2), Schaltwippe (3) und Druckfedern (4) ein längliches Schiebeteil (5) angeordnet ist, das über Nocken (6) an der Betätigungswippe ansteuerbar ist, und daß das Schiebeteil (5) über einen Querträger (7) verfügt, an dessen Enden Seitenteile (8) mit Lagerstellen (9) angeordnet sind, in denen die Zapfen (10) von einem Schwenkteil (11) lagern, das im Bereich seiner Zapfen­ stellen Druckstücke (12) aufweist, womit es in Öffnungen (13) einer U- förmigen Schaltwippe (3) ragt und die dann mit dieser kraftschlüssige Verbindungen zur Betätigung der Kontaktwippe(n) (14) eingehen, wenn die den Schaltvorgang bewirkende Betätigungswippe (2) beim Nieder­ drücken ihre Nocken (6) auf Schrägen (15) der Seitenteile (8) des Schiebeteils drückt, so daß als Folge eine Schiebebewegung eintritt, die den Schaltvorgang einleitet.

2. Schaltmechanik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten­ teile (8) des Querträgers (7) am Schiebeteil (5) als Formteile ausgebildet sind, deren Außenkonturen jeweils über bogenförmige Haltestege (21), Schrägen (15), Gleitnocken (22) und Federstege (23) verfügen.

3. Schaltmechanik nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerstellen (9) für die Zapfen (10) des Schwenkteils (11) in den Seiten­ teilen (8) aus den Innenkonturen der bogenförmigen Haltestege (21), den senkrechten Wänden (24) und Auflageflächen (25) einerseits, sowie den Nocken (26) an den Enden der Federstege (23) andererseits, gebildet sind.

4. Schaltmechanik nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zapfen (10) des Schwenkteils (11) im Querschnitt eine im wesentlichen unsymmetrische Form aufweisen, die in Wirkrichtung des Schiebeteils (5) eine kreisbogenförmige Fläche (40) aufweist und in Gegenrichtung über seitliche Flanken (41) verfügt, die über abgerundete Ecken (42) in eine vertikale plane Fläche (27) übergehen, womit sie jeweils an der senkrechten Wand (24) der Lagerstelle (9) anliegt.

5. Schaltmechanik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß durch den Andruck der Federstege (23) mit ihren Nocken (26) auf die Zapfen (10) das Schwenkteil (11) rückfedernd schwenk- und verschiebbar in den Lagerstellen (9) gehalten ist.

6. Schaltmechanik nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Einwirken der Betätigungswippe (2) mittels Ihrer Nocken (6) auf die Schrägen (15) der Seitenteile (8), das Schiebeteil (5) mit dem eingelager­ ten Schwenkteil (11) den Umschaltvorgang dergestalt einleitet, daß die Anlageflächen (28, 28′) der Druckstücke (12) durch ihr Auftreffen auf die ihr näherliegenden Anlageflächen (29, 29′) der Schaltwippe (3) das Verschwenken der Druckstücke (12) bewirken und dabei den Kraftschluß mit der Schaltwippe herstellten.

7. Schaltmechanik nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das Schiebeteil (5) mittig an seinem Querträger (7) einen in Längsrichtung sich erstreckenden Rahmen (16) mit unterseitigen Gleit­ nocken (22′) angeformt hat, der in seinem Endbereich an den Außenwän­ den (17) mit rechtwinklig abstehenden Trägerstegen (18) versehen ist und der stirnseitig nach unten abgestuft in einen Bodenfortsatz (19) endet.

8. Schaltmechanik nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerstege (18) am Schiebeteil (5) über Führungsfortsätze (20) verfügen, die zur Aufnahme der Druckfedern (4) dienen.

9. Schaltmechanik nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseoberfläche (1) über Stützwände (30) verfügt, die den Druckfedern (4) am Schiebeteil (5) als Widerlager dienen.

10. Schaltmechanik nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseoberfläche (1) zwischen den Stützwänden (30) eine Haube (31) aufweist, die den Bodenfortsatz (19) am Rahmen (16) des Schiebeteils (5) aufnimmt und führt.

11. Schaltmechanik nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseoberfläche (1) über Lagerböcke (32) mit Zapfen (33) verfügt, an denen die Schaltwippe (3) mit Bohrungen (34) bzw. die Betätigungswippe (2) mit Bohrungen (43) schwenkbar aufgehängt ist.

12. Schaltmechanik nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseoberfläche (1) im Bereich der Lagerböcke (32) Durchtrittsöffnun­ gen (35) für die Schenkel (36) der Schaltwippe (3) aufweist.

13. Schaltmechanik nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß durch Ausrüsten der Schaltwippe (3) mit ein oder zwei Druckfederhülsen (37) und ein oder zwei Kontaktwippen (14) und mit der entsprechenden Anzahl von Gegenkontakten (38) die Schaltmechanik als einpoliger oder zweipoliger Umschalter nutzbar ist.