DE4322310A1 - Elektrischer Fußschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Fußschalter mit einem Gehäuse, das ein Gehäuseunterteil besitzt, in welches ein als Zwischenschalter in ein elektri­ sches Anschlußkabel integrierter, als Handschalter ausgebildeter Kippschalter eingesetzt ist, dessen Kippelement um den Kippwinkel aus einer ersten End­ lage um eine parallel zum Boden des Gehäuseunterteils angeordnete Kippachse in eine zweite Endlage kippbar ist, wobei auf das Kippelement in jeder Lage eine Fe­ derkraft in Richtung auf die jeweils näherliegende Endlage einwirkt und eine Mittellage existiert, in der sich das Kippelement in einer instabilen Gleich­ gewichtslage befindet, und mit einem mit dem Gehäu­ seunterteil schwenkbar verbundenen, mit dem Fuß um den Schwenkwinkel aus einer ersten Endstellung um eine parallel zum Boden des Gehäuseunterteils lie­ gende Schwenkachse in eine zweite Endstellung beweg­ baren Schwenkelement, an dem ein in das Gehäuseinnere ragendes Betätigungsorgan für das Kippelement ange­ ordnet ist.

Derartige Fußschalter sind an sich bekannt, sie die­ nen dazu, einen in ein Anschlußkabel einer elektri­ schen Leuchte oder eines elektrischen Gerätes inte­ grierten, als Handschalter ausgebildeten Kippschal­ ter, in einfacher Weise in einen Fußschalter umzuwan­ deln.

Die bekannten Fußschalter dieser Bauart bestehen im allgemeinen aus einem mindestens dreiteiligen Ge­ häuse, welches ein Gehäuseunterteil aufweist, in wel­ ches der Kippschalter von oben einsetzbar ist und das nach dem Einsetzen des Kippschalters mittels eines Gehäuseoberteils verschließbar ist, das aufgesetzt und mit dem Gehäuseunterteil fest verbunden wird. In das Gehäuseoberteil ist ein bewegbares Schwenkelement eingesetzt, durch dessen Betätigungsorgan das Schwenkelement des Kippschalters betätigt wird. Ein in das Schwenkelement eingesetztes metallisches Fe­ derelement sorgt dafür, daß das Schwenkelement nicht in einer neutralen Mittelstellung zwischen den beiden Kippstellungen stehenbleiben kann, sondern sich ein­ deutig entweder in der ersten Kippstellung oder in der zweiten Kippstellung befindet. Das Betätigungsor­ gan besitzt bei diesem Fußschalter eine dem Kippele­ ment zugewandte Betätigungsfläche, die in jeder Stel­ lung des Schwenkelements am Kippelement anliegt.

Die Herstellung und Montage dieser bekannten Fuß­ schalter ist relativ aufwendig. Insbesondere ist es nicht ohne weiteres möglich, daß der Benutzer selbst den als Handschalter ausgebildeten Kippschalter in den Fußschalter einsetzen oder ihn herausnehmen kann und somit selbst entscheiden kann, welche Art von Schalter er an seiner Leuchte oder seinem elektri­ schen Gerät verwenden will.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elek­ trischen Fußschalter der eingangs beschriebenen Bau­ art so auszubilden, daß sowohl seine Herstellung als auch seine Montage erheblich vereinfacht werden. Dabei sollte entsprechend den Normvorschriften in einfacher Weise sichergestellt sein, daß die beweglichen Kontakte des Kippschalters nur in beiden Endlagen des Kippelementes stehenbleiben können, daß also das Kippelement nicht in der Mittellage mit instabilem Gleichgewicht stehenbleiben kann. Wei­ terhin sollte die Möglichkeit geschaffen werden, den Fußschalter so auszubilden, daß das Einsetzen und Wiederherausnehmen des Handschalters derart verein­ facht wird, daß dies vom Benutzer selbst ausgeführt werden kann.

Die Lösung der obengenannten Aufgabe erfolgt erfin­ dungsgemäß mit den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, das Gehäuse ausschließlich zweiteilig aufzubauen, wobei der Gehäusedeckel gleichzeitig das Schwenkelement darstellt, an dem das Betätigungsorgan angeordnet ist, wobei die Ausgestaltung des Schwenkelementes mit dem Betätigungsorgan derart ist, daß beispielsweise bei der Bewegung des Kippelementes aus seiner ersten Endlage in die zweite Endlage, wenn das Kippelement in seiner ersten Endlage oder in seiner Entkoppe­ lungslage ist, oder wenn sich das Kippelement in ei­ ner beliebigen Lage zwischen den beiden vorbezeichne­ ten Lagen befindet, die erste Betätigungsfläche mit der ersten Berührungsfläche in Anlage ist und bei dem in der zweiten Endlage des Kippelementes die zweite Betätigungsfläche in Anlage mit der zweiten Berüh­ rungsfläche ist, während in jeder Lage des Kippele­ mentes zwischen seiner Entkoppelungslage und seiner zweiten Endlage das Kippelement nicht in Anlage mit dem Schwenkelement ist, sondern den Kippvorgang frei ausführt. Erst in der zweiten Endlage befindet sich die zweite Betätigungsfläche des Schwenkelementes in Anlage mit der zweiten Berührungsfläche des Kippele­ mentes. Wie weiter unten an Hand eines Ausführungs­ beispiels näher erläutert, wird dabei als Entkoppe­ lungslage diejenige Lage des Kippelementes bezeich­ net, in welcher es seine Mittellage, die eine insta­ bile Gleichgewichtslage ist, um einen vorgegebenen, gegenüber dem Kippwinkel kleinen Winkelbetrag über­ schritten hat.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Insbesondere eröffnet die Ausführungsform nach Anspruch 11 und 12 eine besonders einfache Montage und Demontage des Fußschalters, da bei ihr zum Einsetzen und Herausnehmen des Handschalters das Gehäuse nicht geöffnet zu werden braucht.

Im folgenden wird anhand der beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel für den erfindungsgemäßen Fußschalter näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 den Gehäusedeckel eines Fußschalters im Längsschnitt;

Fig. 2 den Gehäusedeckel nach Fig. 1 in einem Schnitt nach der Linie A-A;

Fig. 3 das Gehäuseunterteil des Fußschalters in einer Ansicht von unten;

Fig. 4 das Gehäuseunterteil nach Fig. 3 in einer Auf­ sicht bei abgenommenen Gehäusedeckel;

Fig. 5 das Gehäuseunterteil nach Fig. 3 und 4 in einer Seitenansicht;

Fig. 6 das Gehäuseunterteil in einem Schnitt nach der Linie B-B in Fig. 5;

Fig. 7 in gegenüber den Fig. 1 bis 6 etwas vergrößer­ ter Darstellung den zusammengebauten Fußschal­ ter in einem Längsschnitt mit eingesetztem Handschalter.

Das Gehäuse des in den Fig. 1 bis 7 dargestellten Fußschalters besteht aus einem in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Gehäuseunterteil 1 und einem in Fig. 1 und 2 dargestellten Gehäusedeckel 2. Aus der Zusam­ menbauzeichnung Fig. 7 ist ersichtlich, wie der Ge­ häusedeckel 2 auf das Gehäuseunterteil 1 im montier­ ten Zustand aufgesetzt ist, in dem sich innerhalb des Gehäuses ein von unten einsetzbarer, als Handschalter ausgebildeter Kippschalter 4 befindet.

Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, besitzt der Gehäu­ sedeckel 2 eine Oberwand 2.1, die entlang einer in Querrichtung verlaufenden Mittellinie in einem stump­ fen Winkel nach oben geknickt ausgebildet ist. Mit der Oberwand 2.1 einstückig verbunden sind Stirnwände 2.2, 2.3 sowie Seitenwände 2.4 und 2.5, die in einer im wesentlichen ovalen Kontur ineinander übergehen. Die Seitenwände 2.4 und 2.5 weisen an ihrer Unterkante die gleiche Winkelung auf, wie die Ober­ wand 2.1. In den Stirnwänden 2.2 und 2.3 befinden sich Öffnungen 2.21 und 2.31 zum Durchtritt eines Anschlußkabels. An der Innenseite der Oberwand 2.1 befindet sich im Bereich der Quermitte und der Längsmitte ein rippenförmiges Betätigungsorgan 2.6 für das Kippelement 4.1 des Kippschalters 4. An der Innenseite der Seitenwände 2.4 und 2.5 befinden sich Auflager 2.7 und 2.8, mit den wie weiter unten erläu­ tert, der Gehäusedeckel 2 im Gehäuseunterteil 1 schwenkbar gelagert ist. Weiterhin befinden sich im Bereich der Quermitte des Gehäusedeckels 2 an der In­ nenseite der Seitenwände 2.4 und 2.5 unmittelbar an deren Unterkante Rastelemente 2.41 und 2.51, deren Funktion weiter unten näher erläutert wird.

Das Gehäuseunterteil 1 besitzt einen Boden 1.1, der eine Durchtrittsöffnung 1.6 aufweist, durch welche auch bei aufgesetztem Gehäusedeckel der Kippschalter 4 in das Gehäuse eingesetzt werden kann.

Weiterhin besitzt das Gehäuseunterteil mit dem Boden 1.1 fest verbundene, im wesentlichen ovalförmig ver­ laufende Seitenwände 1.2 und 1.3, in denen Ausnehmun­ gen 1.21 bzw. 1.31 für den Durchtritt eines Anschluß­ kabels vorgesehen sind. Im Bereich der Quermitte liegt jeweils zwischen den Seitenwänden 1.2 und 1.3 eine Ausnehmung 1.4 bzw. 1.5, in welche bei aufge­ setztem Gehäusedeckel 2 die Auflager 2.7 und 2.8 eingreifen, wodurch eine schwenkbare Verbindung zwi­ schen Gehäusedeckel 2 und Gehäuseunterteil 1 herge­ stellt ist. Die Verschwenkung des Gehäusedeckels 2 gegenüber dem Gehäuseunterteil 1 ist dann um eine parallel zum Boden 1.1 verlaufende Schwenkachse S (siehe Fig. 5) möglich. In den beiden Endstellungen dieser Schwenkbewegung des Gehäusedeckels 2 rasten die Rastelemente 2.41 bzw. 2.51 hinter Gegenelemente 1.22 bzw. 1.32 ein, die an der Außenseite der beiden Seitenwände 1.2 und 1.3 des Gehäuseunterteils 1 angeordnet sind.

Weiterhin ist im Gehäuseunterteil 1 eine Halterung zum Festhalten des eingesetzten Kippschalters 4 vor­ gesehen. Diese Halterung besteht aus zwei, in Quer­ richtung verlaufenden Halterungsbrücken 3.1 und 3.2, die über Stabilisierungsstege 3.12 bzw. 3.22 mit den Seitenwänden 1.2 bzw. 1.3 verbunden sind. Die Halte­ rungsbrücken 3.1 und 3.2 weisen an ihrer dem Boden 1.1 zugewandten Seite nach unten geführte elastische Rastzungen 3.11 bzw. 3.21 auf, zwischen die ein durch die Öffnung 1.6 des Bodens 1.1 eingesteckter Kipp­ schalter 4 lagesicher eingeklemmt werden kann.

Der Zusammenbau des Schalters ist aus Fig. 7 zu erse­ hen. Bei aufgesetztem Gehäusedeckel 2 ruhen in aus Fig. 7 nicht ersichtlicher Weise die Auflager 2.7 und 2.8 des Gehäusedeckels 2 in den Ausnehmungen 1.4 und 1.5 des Gehäuseunterteils 1 und die Seitenwände 2.4 und 2.5 sowie die Stirnwände 2.2 und 2.3 des Gehäuse­ deckels 2 übergreifen die Seitenwände 1.2 und 1.3 des Gehäuseunterteils 1 an der Außenseite. Durch die Öff­ nung 1.6 im Boden 1.1 ist ein üblicher, als Hand­ schalter ausgebildeter elektrischer Kippschalter 4 eingesetzt, der zwischen den Rastzungen 3.11 und 3.21 im Gehäuseunterteil 1 festgehalten ist. Der Kipp­ schalter 4 ist so eingesetzt, daß sein Kippelement 4.1 an der Oberseite dem Betätigungsorgan 2.6 des Ge­ häusedeckels 2 gegenüberliegt und zwar derart, daß bei einer Verkippung des Gehäusedeckels 2 das Kipp­ element 4.1 aus der einen Kippstellung um eine paral­ lel zum Boden des Gehäuseunterteils 1.2 verlaufenden Kippachse K in die andere Kippstellung bewegt wird.

Zu diesem Zweck besitzt, wie Fig. 7 zu entnehmen, das Betätigungsorgan 2.6 zwei in Längsrichtung an seiner Unterseite hintereinander angeordnete Betätigungsflä­ chen 2.61 und 2.62, die einen überstumpfen Winkel γ miteinander einschließen. Dieser Winkel γ ist so be­ messen, daß er folgender allgemeinen Beziehung ge­ nügt: γ = 360° + (α - ε) - δ. Hierbei ist α der halbe Kippwinkel des Kippelementes 4.1, δ der Winkel, den die Berührungsflächen des Kippelementes miteinander einschließen und ε ein vorgegebener kleiner Winkelbe­ trag der klein gegenüber α ist und zur Auslösung der instabilen Gleichgewichtslage des Kippelementes 4.1 ausreicht. Wenn der Winkel δ im wesentlichen 180° be­ trägt, geht die obige Beziehung über in: γ = 180° + (α - ε) - δ (s. Fig. 7).

Der Schwenkwinkel β des Gehäusedeckels 2 und damit der Schwenkwinkel des Betätigungsorgans 2.6 wird nach folgender, aus Fig. 7 ablesbarer Beziehung bestimmt:
ξ = α + ε.

Hierbei sind die Winkel α und ε so definiert wie oben und ξ ist der Winkel, welchen ein gedachter, von einem Punkt der Kippachse K ausgegehender, senkrecht zu ihr stehender und durch einen beliebigen Punkt P, der den nächsten Kippvorgang bestimmenden Betäti­ gungsfläche 2.61 des Betätigungsorgans 2.6 verlaufen­ der Strahl S überstreicht, wenn das Schwenkelement 2 eine Bewegung um den Schwenkwinkel β ausführt, wobei der Punkt P in den Punkt P′ überführt wird.

Die oben angegebenen Winkel sind damit so gewählt, daß in jeder Kippstellung des Kippelementes 4.1 höchstens eine der beiden Betätigungsflächen 2.61 oder 2.62, und zwar diejenige, die den nächsten Kippvorgang bestimmt, am Kippelement anliegt. In der in Fig. 7 dargestellten Stellung ist dies beispiels­ weise die Betätigungsfläche 2.61, die beim Drücken auf den hochstehenden Teil des Gehäusedeckels 2 den nächsten Kippvorgang des Kippelementes 4.1 bestimmt. Während des Kippens liegt keine der beiden Betäti­ gungsflächen am Kippelement an. Ist der Kippvorgang ausgeführt, so liegt nunmehr die Betätigungsfläche 2.62 am Kippelement 4.1 an, die wiederum den nächsten Vorgang bestimmt. Diese Ausbildung des Betätigungs­ organs 2.6 zusammen mit der Anordnung der Schwenkachse S (s. Fig. 5) für den Gehäusedeckel 2, die unterhalb der Kippachse K des Kippelementes 4.1 liegt, stellen sicher, daß das Kippelement 4.1 des Kippschalters 4 immer eindeutig in eine der beiden Kippstellungen gekippt wird und nicht in einer Zwi­ schenstellung stehenbleiben kann, in der gegebenen­ falls keine eindeutige Lage der Kontakte des Kipp­ schalters erreicht wäre.

Die beiden zum Kippschalter 4 führenden Teile 5 und 6 des Anschlußkabels sind durch die Ausnehmungen 1.21 und 1.31 des Gehäuseunterteils 1 und 2.21 oder 2.31 des Gehäusedeckels 2 geführt. Der im übrigen bekannte Kippschalter 4 wird bezüglich seines Aufbaus anson­ sten nicht näher erläutert.

Sowohl das Gehäuseunterteil einschließlich der Halte­ rungsbrücken 3.1 und 3.2 mit den Rastzungen 3.11 und 3.21 und den Rastgegenelementen 1.22 und 1.32 kann einstückig aus Kunststoffmaterial geformt sein. Ebenso kann der Gehäusedeckel 2 einschließlich des Betätigungsorgans 2.6, der Auflager 2.7, 2.8 und der Rastelemente 2.41 und 2.51 ebenfalls einstückig aus Kunststoffmaterial geformt sein. Somit besteht das gesamte, den Kippschalter 4 aufnehmende Gehäuse lediglich aus zwei Bauteilen. Beim Aufsetzen des Gehäusedeckels 2 auf das Gehäuseunterteil 1 rasten die Auflager 2.7 und 2.8 in die Ausnehmungen 1.4 und 1.5 ein. Der Kippschalter 4 ist von unten her leicht in das Gehäuse einsetzbar und wieder herausnehmbar. Somit zeigt sich, daß der dargestellte und beschriebene Fußschalter einfach in der Herstellung ist, sehr leicht zusammengesetzt werden kann und ein einfaches Einsetzen und Herausnehmen des als Handschalter ausgebildeten Kippschalters zuläßt.

Claims (12)

1. Elektrischer Fußschalter mit einem Gehäuse, das ein Gehäuseunterteil besitzt, in welches ein als Zwischenschalter in ein elektrisches An­ schlußkabel integrierter, als Handschalter ausge­ bildeter Kippschalter eingesetzt ist, dessen Kippelement um den Kippwinkel aus einer ersten Endlage um eine parallel zum Boden des Gehäuseun­ terteils angeordnete Kippachse in eine zweite Endlage kippbar ist, wobei auf das Kippelement in jeder Lage eine Federkraft in Richtung auf die jeweils näherliegende Endlage einwirkt und eine Mittellage existiert, in der sich das Kippelement in einer instabilen Gleichgewichtslage befindet, und mit einem mit dem Gehäuseunterteil schwenkbar verbundenen, mit dem Fuß um den Schwenkwinkel aus einer ersten Endstellung um eine parallel zum Bo­ den des Gehäuseunterteils liegende Schwenkachse in eine zweite Endstellung bewegbaren Schwenkele­ ment, an dem ein in das Gehäuseinnere ragendes Betätigungsorgan für das Kippelement angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus­ schließlich aus zwei Teilen aufgebaut ist, näm­ lich dem Gehäuseunterteil (1.2) und einem das Ge­ häuseunterteil mindestens teilweise übergreifen­ den Gehäusedeckel (2), der als Schwenkelement ausgebildet ist, und daß das Betätigungsorgan (2.6) zwei Betätigungsflächen (2.61, 2.62) auf­ weist, an welche das Kippelement (4.1) jeweils mit an ihm angeordneten Berührungsflächen wechselweise zur Anlage bringbar ist und die der­ art zueinander angeordnet sind, daß in jeder Zwi­ schen- und Endstellung des Schwenkelements (2) das Kippelement (4.1) höchstens an der den je­ weils nächsten Kippvorgang bestimmenden Betäti­ gungsfläche (2.61, 2.62) anliegt.

2. Fußschalter nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schwenkwinkel β des Schwenkelements (2) im wesentlichen so bemessen ist, daß gilt ξ = α + ε, wenn ξ der Winkel ist, welchen ein gedachter, von einem Punkt der Kippachse (K) ausgehender, senkrecht zu ihr ste­ hender und durch einen beliebigen Punkt (P) der den nächsten Kippvorgang bestimmenden Betäti­ gungsfläche (2.61) verlaufender Strahl (S) über­ streicht, wenn das Schwenkelement (2) eine Bewe­ gung um den Schwenkwinkel β ausführt, wobei 2 α der Kippwinkel des Kippelements (4.1) ist und ε ein vorgegebener, gegenüber α kleiner Winkelbe­ trag ist, der jedenfalls zur Auslösung des Kipp­ elements (4.1) aus der instabilen Gleichgewichts­ lage ausreicht.

3. Fußschalter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Betätigungsflächen (2.61, 2.62) an dem Kippelement (4.1) zugewandten Flanken am Betätigungsorgan (2.6) angeordnet sind, die miteinander einen überstumpfen Winkel (γ) bilden.

4. Fußschalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der überstumpfe Winkel γ zwischen den Betätigungsflächen (2.61, 2.62) des Schwenkelements (2) so bemessen ist, daß im wesentlichen gilt: γ = 360° + (α - ε) - δ,wenn 2 α der Gesamtkippwinkel des Kippelementes (4.1) ist, δ der Winkel ist, welche die Berührungsflächen des Kippelements (4.1) miteinander einschließen und ε ein vorgegebener, gegenüber α kleiner Winkelbetrag ist, der jedenfalls zur Auslösung des Kippelements (4.1) aus der instabilen Gleichgewichtslage ausreicht.

5. Fußschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsor­ gan (2.6) einstückig an das Schwenkelement (2) angeformt ist.

6. Fußschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusedeckel (2) das Gehäuseunterteil (1.2) an der Außenseite zumindest teilweise übergreift.

7. Fußschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachse (S) unterhalb der Kippachse (K) angeordnet ist.

8. Fußschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter symmetrisch zu einer Ebene aufgebaut ist, die mit der Schwenkachse (S) zusammenfällt und lotrecht auf dem Boden des Gehäuseunterteils (1.2) steht.

9. Fußschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäusedeckel (2) Rastelemente (2.41, 2.51) angeordnet sind, die mit entsprechenden Gegenelementen (1.22, 1.32) am Gehäuseunterteil (1) derart zusammenwirken, daß der Gehäusedeckel (2) in den beiden Endstellungen seiner Schwenkbewegung einrastet.

10. Fußschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß Gehäuseunterteil (1) und Gehäusedeckel (2) aus Kunststoffmaterial bestehen und die Rastelemente (2.41, 2.51) bzw. die Gegenelemente (1.22, 1.32) einstückig mit dem Gehäusedeckel (2) bzw. dem Gehäuseunterteil (1) verbunden sind.

11. Fußschalter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (1.1) des Gehäuseunterteils (1) eine Öffnung (1.6) zum Einsetzen des Kippschalters (4) von außen in das Gehäuseunterteil (1) besitzt und im Gehäuseunterteil (1) eine Halterung (3.1, 3.2) zum Festklemmen des Kippschalters (4) im eingesetzten Zustand angeordnet ist.

12. Fußschalter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (3.1, 3.2) in Richtung auf den Boden (1.1) des Gehäuseunterteils (1) weisende elastische Rastzungen (3.11, 3.21) besitzt.