DE4329301C2 - Fußschalter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Fußschalter, insbesondere zur Steuerung von Operationstischen, wobei durch Druck- und Drehbewegung des Fußes geschaltet wird.

Bekannt sind Fußschalter, die durch Wippen, Kippen, Schieben oder Tasten geschaltet werden.

Bei herkömmlichen Fußschaltern entspricht die Richtung der direkten Krafteinleitung, von oben oder seitlich, der Richtung der Schaltauslösung. Daraus resultieren im wesentlichen folgende Probleme: Kein oder nur geringer Schutz gegen ungewolltes Bedienen:
Herkömmliche Fußschalter sind ohne konstruktive Zusatzmaßnahmen (z. B. Abdeckungen, Bügel, die wiederum aber das Stolperrisiko, den Platzbedarf erhöhen und die Bedienung (Ergonomie) verschlechtern) nicht oder nur gering gegen ungewolltes Schaltauslösen geschützt (z. B. bei Drüberlaufen, Daraufstehen, Stolpern, Gewichtsverlagerung auf ein Bein).

Der Schutz gegen Fehlbedienung wird durch diese Maßnahmen in der Regel jedoch nicht erhöht.

Kein oder nur geringer Schutz gegen Fehlbedienung:
Bei der "blinden" Funktionssuche sowie dem Herantasten an die Schaltfunktion kann ein ungewolltes Schalten ausgelöst werden.

Bei mehreren Bedienelementen können benachbart liegende Funktionen versehentlich gleichzeitig geschaltet werden.

Hervorstehende Bedienelemente (z. B. Hebel) begünstigen das Hängenbleiben und Schaltauslösen (z. B. beim Vorbeilaufen, beim Positionieren des Fußschalters) und erhöhen die Stolpergefahr im allgemeinen.

Bei Ausfall des Rückstellelementes (meist Feder) kann die Ruheschaltstellung zum Teil nicht erreicht werden (Bedienelement belastet bzw. schaltet Schalter permanent).

Bedingt durch die Anatomie und Motorik des Menschen, u. a. durch den Bewegungsbereich zwischen Unterschenkel und Fuß, kann bei ungünstiger Lage des Fußschalters zum Anwender ein Schalten durch Wippen oder Kippen erschwert, nicht oder nur teilweise erfolgen. Außerdem steigt das Risiko gegenüber Fehl- bzw. ungewolltem Bedienen. Aus o. g. Grund kann auch ein Schalten im Sitzen oder Stehen eingeschränkt sein. Bedingt durch die Eignung für verschiedene Fußbreiten und die Art des Schaltens, bei akzeptablem Bedienkomfort und akzeptabler Bediensicherheit, haben herkömmliche Fußschalter mit mehreren Bedienelementen einen relativ großen Platz bedarf. Dieser Platzbedarf schränkt die Fußfreiheit und das Platzangebot für andere Fußschalter etc. ein und die Bedienwege (Überstreichbarkeit) für die gesamte Anordnung werden groß. Das Absetzen des Fußes auf dem Bedienelement (Ruheposition) ist bei herkömmlichen Fußschaltern nicht oder nur teilweise möglich. Beim Absetzen erhöht sich jedoch das Risiko gegen ungewolltes Bedienen.

Bei DE 82 08 195 U1 handelt es sich um einen reinen Druckschalter ohne wirksame Sicherung gegen ungewolltes Bedienen.

In DE 39 01 477 A1 ist ein Fußschalter beschrieben, mit einer Schaltplatte, die auf einer Kippachse gelagert und über radial außen angeordnete elastische Stützelemente rückgestellt wird. Zum Schalten des Fußschalters wird eine Betätigungskraft eingeleitet, die die Schaltplatte gegen die Rückstellkräfte der elastischen Stützelemente um die Kippachse kippt. Eine wirksame Sicherung gegen ungewolltes Bedienen ist nicht vorhanden.

In DE 42 25 153 C1 ist ein Schalter gezeigt, mit einem Drehschalter und einem Drücktaster. Der Schalter ermöglicht entweder einen Kurzzeitbetrieb durch Betätigung des Tasters oder einen Dauerbetrieb durch Betätigung des Drehschalters. Eine wirksame Sicherung gegen ungewolltes Bedienen ist nicht gegeben.

Bei einem in DE 32 10 390 C2 beschriebenen Schalter werden durch Verschiebung und Verdrehung einer Schaltwelle zwei verschiedene Energiequellen geschaltet. Die Bauart zeigt aber noch keine Lösungsmöglichkeit zur Erfüllung der Aufgabenstellung der vorliegenden Patentanmeldung.

Bei einem Fußschalter nach DE 42 16 370 C1 wird die Schaltbewegung durch Drehung des Fußes eingeleitet, wobei zum Auslösen des Schaltvorganges aus einer Neutralstellung entgegen einer Rückstellkraft durch Überwindung eines definierten Druckpunktes nach einem relativ kurzen Verstellweg geschaltet wird. Auch diese Bauart zeigt noch nicht die Lösungsmöglichkeit zur Erfüllung der Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung.

Die Erfindung bezweckt, einen Fußschalter, insbesondere zur Steuerung von Operationstischen, zu schaffen, bei dem durch Druck- und Drehbewegung des Fußes geschaltet wird, um ungewolltes Schalten zu verhindern, bei gleichzeitig ergonomischen Schaltbewegungen. Der Fußschalter soll geringen Raum bedarf erfordern, hohe Betriebs­ sicherheit aufweisen und wirtschaftlich herzustellen sein.

Gelöst wird die Aufgabe mit einem Fußschalter nach den Merkmalen des Anspruchs 1.

Bei einer Variante mit Hubschalter erzwingt die axiale Krafteinleitung zusätzlich einen Hub, der ausgewertet wird und die Schaltfunktion sensibilisiert, d. h. nur bei gleichzeitiger Hub- und Drehbewegung wird das Schaltsignal aktiv (AND-Verknüpfung von axialer und radialer Schaltinformation; entspricht doppelter Sicherheit. Die Gewichtsverlagerung auf das Bedienelement allein ruft noch keine Schaltauslösung hervor. Damit wird auch die "blinde" Funktionssuche sowie das "Herantasten" an den Fußschalter bei normaler und ungünstiger Lage von Fußschalter zum Bediener unterstützt. Vorgespannte Federn erzwingen Mindestkräfte in radialer bzw. auch in axialer Richtung, die zur Schaltauslösung überwunden werden müssen. Kein Schaltauslösen bei Kopfüberlage des Fußschalters. Bei Bruch einer Feder kann der Drehteller peduell ohne Kraftaufwand aus der aktiven Schaltstellung in die Ruhestellung zurückgedreht werden, ohne z. B. eine gegenüberliegende Schaltstellung zwangsläufig zu aktivieren (Ruhestellung mit Anschlagfunktion), d. h. in diesem Fehlerfall kann die automatische Rückstellung durch eine peduelle ersetzt werden. Variante mit Hubmechanismus: Schutz vor ungewolltem Bedienen (z. B. auch bei Federbruch), Fehlbedienen sowie Notaus-Funktion werden auch durch die logische Verknüpfungen von axialer und radialer Schaltinformation unterstützt. Durch die Drehbewegung kann auch bei ungünstiger Lage des Fußschalters zum Anwender eine relativ bequeme Schaltauslösung erfolgen, da die Drehbewegung wesentlich besser durch Anatomie und Motorik des Menschen unterstützt wird als z. B. Kipp- oder Wippbewegungen. Die Anordnung von mehreren Bedienelementen kann auf engem Raum bei gleichbleibend gutem Bedienkomfort und -sicherheit erfolgen (Raumbedarf ist wesentlich geringer als bei Kipp- oder Wippschaltern mit ähnlichen Anforderungen). Kein gleichzeitiges Schalten zweier benachbart liegender Schaltmodule mit einem Fuß möglich. Hohe Integrationsdichte von Bedienelementen (modulare Anordnung) ist bei geringer Baugröße des gesamten Fußschalters möglich. Dadurch wird eine gute Bedienbarkeit (Überstreichbarkeit) des gesamten Bedienfeldes ermöglicht. Bedienelement (Drehteller) und Drehwinkel sind der Anthropometrie und Fußmotorik des Menschen angepaßt. Bedienen ist im Sitzen und Stehen möglich. Individuelles Bedienen durch Drehbewegung auf Ballen oder Ferse möglich. Das Absetzen bzw. Verharren des Fußes auf dem Bedienelement ist möglich, ohne daß ein Schaltsignal ausgelöst wird (Bei der Variante mit Hubmechanismus wird lediglich die axiale Belastung erkannt). Ergonomisches Schalten: Kombination von relativ großer Vorspannkraft und geringer Federrate des Rückstell- bzw. Hubfedern ergeben ein fühlbares, sprungartiges Schalten.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Abb. 1 zeigt die schematische Darstellung eines Drehschalters,

Abb. 2 zeigt die schematische Darstellung eines Drehschalters mit zusätzlicher Hub­ funktion,

Abb. 3 zeigt die Draufsicht auf einen Fußschalter mit vier Drehschaltern,

Abb. 4 zeigt die perspektivische Darstellung eines Fußschalters mit vier Drehschaltern.

Der Anwender muß das Bedienelement (Drehteller) axial belasten, um anschließend ein Drehmoment übertragen zu können. Damit kann die (radiale Vorspann-) Kraft in Drehrichtung überwunden werden und das Bedienelement wird um einen bestimmten Winkel aus der Ruhestellung verdreht, so daß das Schalten von elektrischen o. ä. Signalen veranlaßt wird.

Bei der Variante mit Hubmechanismus wird die axiale Kraftaufprägung, bzw. die damit ausgelöste Hubbewegung, zusätzlich zur Erkennung einer möglichen Schaltauslösung (Sensibilisierung) genutzt. Fehlt diese, oder wird sie unterbrochen, ist die Ruheschaltinformation aktiv (AND-Verknüpfung von axialer und radialer Schaltinformation).

Als Bedienelement dient ein konkav, o. ä. gestalteter Drehteller, der das Bedienen sowohl mit kleinen als auch großen Schuhgrößen gestattet und unterstützt. Das Bedienelement ist mit einer Achse gekoppelt, die wiederum Ausleger besitzt. An den Auslegern greifen Federn mit definierter Vorspannung an. Diese Vorspannung realisiert die Mindestschalt- bzw. Rückstellkraft der Drehbewegung. Bei der Variante mit Hubmechanismus ist die Achse außerdem axial verschiebbar und gefedert gelagert.

In einem Gehäuse 1 sind vier Drehschalter 2 zur Steuerung eines Operationstisches eingebaut. Mit den vier Drehschaltern 2 werden die Funktionen seitliche Kantung 9, Längsverschiebung 10 der OP-Tisch-Platte, Höhenverstellung 11 der OP-Tisch-Platte sowie Kopfhoch- oder Kopftieflage 12 der OP-Tisch-Platte gesteuert. Ein Schaltelement besteht jeweils aus einem etwa tellerförmigem Bedienelement 2, das an einem Ende einer Achse 3 befestigt ist, wobei die Achse 3 im Schaltgehäuse 1 gelagert ist und an der Achse 3 ein Ausleger 4 befestigt ist, der bei Drehung des Bedienelements 2 Schalter 6, 6′ betätigt. Der Ausleger 4 und damit auch das Bedienelement 2 wird durch Federn 5, 5′, die einerseits am Gehäuse 1 und andererseits am Ausleger 4 befestigt sind, in einer neutralen Mittelposition gehalten. Zum Schalten der gewünschten Funktionen wird mit einem Fuß auf ein Bedienelement 2 gedrückt und das Bedienelement 2 in die gewünschte Schaltfunktion nach links oder nach rechts gedreht. Die Achse 3 kann mittels einer, sich am Gehäuse 1 abstützenden Hubfeder 7 vorgespannt sein. Durch Druck mit dem Fuß auf ein Bedienelement 2 wird die Kraft der Feder 7 überwunden und eine Hubbewegung dH ausgeführt. Durch die Hubbewegung dH werden Schalter 8, 8′ betätigt. Die Schalter 8, 8′ können durch ihre Betätigung zusätzliche Schaltfunktionen oder Bewegungsfunktionen einleiten. Die Schalter 8, 8′ können aber auch mit den jeweiligen Schaltern 6, 6′ in Serie geschaltet werden und dadurch die Sicherheit der jeweils anzusteuernden Bewegungsfunktion erhöhen.

Claims (2)

1. Fußschalter, insbesondere zur Steuerung eines Operationstisches, wobei durch Druck- und Drehbewegung des Fußes geschaltet wird und

• a) ein Bedienelement (2) an einer Achse (3) befestigt ist, die mindestens einen Ausleger (4) aufweist, und die
• b) im Schaltgehäuse (1) drehbar und verschiebbar gelagert ist, und die
• c) mittels einer Hubfeder (7), die sich am Schaltgehäuse (1) abstützt, entgegen der Schaltrichtung gedrückt wird, und
• d) der Ausleger (4) mittels Federn (5, 5′), die sich am Schaltgehäuse (1) abstützen in eine Mittellage vorgespannt wird, so daß
• e) beim Druck auf das Bedienelement (2) über den Ausleger (4) mindestens ein Schalter (8, 8′) und
• f) bei Drehung des Bedienelementes (2) über den Ausleger (4) mindestens ein Schalter (6, 6′) betätigt wird.

2. Fußschalter zur Steuerung eines Operationstisches nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter (6, 6′) und (8, 8′) in Serie geschaltet sind.